JP6394234B2 - 液体吐出装置、液体吐出方法及び液体吐出装置のプログラム - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置、液体吐出方法及び液体吐出装置のプログラムに関する。

液体を対象物へ吐出し、付着させるシステムが知られている。このようなシステムでは、液体に含まれる微小な異物が、液体の流路の壁面や液体の流路の開閉を行う開閉部分に付着する場合がある。特に、開閉部分に異物が付着した場合には、流路を閉じた際に、異物による隙間が生じ、吐出状態に影響する可能性がある。

このような問題に対し、特許文献１記載の発明は、ペーストと洗浄液とを選択的に接続し、ペースト塗布作業の終了後、洗浄液を用いて、ペースト流路内を洗浄する。

また、特許文献２記載の発明は、吐出能力の異なる二つのポンプを設け、通常の塗布時には、吐出能力の低いポンプを用い、洗浄時には、吐出能力の高いポンプを用いることによって、塗布ヘッドの洗浄を行う。

特開２００１−２３９１９６号公報 特開２００６−６１８７２号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明は、洗浄を行う場合には、洗浄液に接続を切り替える必要があるため、開閉弁を高速で開閉させることにより液体を吐出する間欠塗工中においては、洗浄を行うことはできない。

また、特許文献２記載の発明は、流路を切り替えて２つのポンプを稼働及び停止させる必要があるため、液体が所望の圧力に到達するまで時間を要する。このため、特許文献２記載の発明においては、流路の切り替えを高速に行った場合に、液体が適切に吐出されない場合がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、液体の吐出に影響を与えることなく、付着した異物を除去することのできる液体吐出装置、液体吐出方法及び液体吐出装置のプログラムを提供することにある。

本発明の液体吐出装置は、液体を対象物へ吐出する液体吐出装置であって、前記液体の流路を開閉する開閉手段と、前記開閉手段の位置情報を検出する駆動状態検出手段と、検出された前記位置情報に基づき、前記開閉手段に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように、前記開閉手段の駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように、前記開閉手段の駆動方法を決定する駆動方法決定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の液体吐出方法は、液体を対象物へ吐出する液体吐出方法であって、前記液体の流路を弁体と弁座との距離を変化させることによって開閉し、前記弁体の位置情報を検出し、検出した前記弁体の位置情報に基づき、前記弁体または前記弁座に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように前記開閉の駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように前記開閉の駆動方法を決定する、ことを特徴とする。

本発明の液体吐出装置のプログラムは、液体を対象物へ吐出する液体吐出装置のコンピュータに、前記液体の流路を弁体と弁座との距離を変化させることによって開閉する開閉処理と、前記弁体の位置情報を検出する駆動状態検出処理と、検出した前記弁体の位置情報に基づき、前記弁体または前記弁座に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように前記開閉処理における駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように前記開閉処理における駆動方法を決定する駆動方法決定処理と、を実行させることを特徴とする。

本発明の液体吐出装置、液体吐出方法及び液体吐出装置のプログラムは、液体の吐出に影響を与えることなく、付着した異物を除去することができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態の液体吐出装置１のブロック構成図を示す。 本発明の第１の実施形態の液体吐出装置１の動作例のフローチャートを示す。 本発明の第２の実施形態の液体吐出装置１Ｂのブロック構成図を示す。 本発明の第２の実施形態の開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃの詳細な内部構成例を示す。 本発明の第２の実施形態の開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃの駆動例を示す。 本発明の第２の実施形態の開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃの駆動例を示す。 本発明の第２の実施形態の弁体１０１１Ｂ及び弁体１０１１Ｃの駆動例を示す。 本発明の第２の実施形態の駆動方法決定手段１０３のブロック構成図を示す。 本発明の第２の実施形態における異物１１３に加わる力の一例を示す。 本発明の第２の実施形態における異物１１３の斜視図を示す。 本発明の第２の実施形態における、弁体１０１１Ｂに異物が付着した場合の弁体１０１１Ｂ及び弁体１０１１Ｃの駆動例を示す。 本発明の第２の実施形態における、弁体１０１１Ｃに異物が付着した場合の弁体１０１１Ｂ及び弁体１０１１Ｃの駆動例を示す。 本発明の第２の実施形態の駆動方法決定手段１０３に入力される弁体位置情報の一例を示す。 本発明の第２の実施形態の異物が付着したか否かを判定する場合の駆動方法決定手段１０３の動作例のフローチャートの一例を示す。 本発明の第２の実施形態の異物が除去されたか否かを判定する場合の駆動方法決定手段１０３の動作例のフローチャートの一例を示す。 本発明の第２の実施形態の駆動方法決定手段１０３に入力される弁体位置情報の他の一例を示す。

＜第１の実施形態＞
本願発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態の液体吐出装置１の構成例を示す。

第１の実施形態の液体吐出装置１は、開閉手段１０１と、駆動状態検出手段１０２と、駆動方法決定手段１０３とを備える。

開閉手段１０１は、液体の流路を開閉する。例えば、開閉手段１０１は、液体を対象物へ吐出する液体出力手段へ通じる流路や、液体を貯蔵する液体貯蔵手段へ通じる流路の開閉を行う。また、開閉手段１０１は例えば、所定の駆動手段によってその開閉が駆動する。

駆動状態検出手段１０２は、開閉手段１０１の位置情報を検出する。例えば、駆動状態検出手段１０２は、開閉手段１０１の弁体や弁座等の位置情報を検出する。

駆動方法決定手段１０３は、駆動状態検出手段１０２によって検出された位置情報に基づき、開閉手段１０１に異物が付着しているか否かを判定し、異物が付着していないと判定した場合、液体の流速が第１の流速となるように、開閉手段１０１の駆動方法を決定し、異物が付着していると判定した場合、液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように、開閉手段１０１の駆動方法を決定する。

図２は、第１の実施形態の液体吐出装置1の動作例を示すフローチャートである。

開閉手段１０１は、液体の流路を開閉する（Ｓ１０１）。

駆動状態検出手段１０２は、開閉手段１０１の位置情報を検出する（Ｓ１０２）。

駆動方法決定手段１０３は、駆動状態検出手段１０２によって検出された位置情報に基づき、開閉手段１０１に異物が付着したか否かを判定し、異物が付着していないと判定した場合、液体の流速が第１の流速となるように、開閉手段１０１の駆動方法を決定し、異物が付着していると判定した場合、液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように、開閉手段１０１の駆動方法を決定する（Ｓ１０３）。

従って、第１の実施形態の液体吐出装置１は、液体の吐出に影響を与えることなく、付着した異物を除去することができる。
＜第２の実施形態＞
本願発明の第２の実施形態について説明する。

図３は、第２の実施形態の液体吐出装置１Ｂの構成例を示す。

第２の実施形態の液体吐出装置１Ｂは、液体貯蔵手段１０４と、液体供給手段１０５と、開閉手段１０１Ｂと、開閉手段１０１Ｃと、液体出力手段１０６と、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃと、駆動状態検出手段１０２Ｂ及び１０２Ｃと、駆動方法決定手段１０３と、流路１０８、１０９、１１０、１１１、１１２とを備える。

液体貯蔵手段１０４は、後述する液体出力手段１０６が吐出する液体を貯蔵する。

液体供給手段１０５は、液体貯蔵手段１０４に貯蔵される液体を、後述する開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃへ向けて供給する。液体供給手段１０５は、液体貯蔵手段１０４と流路１０８によって接続されており、液体は、流路１０８を介して液体貯蔵手段１０４から液体供給手段１０５へ流れる。そして、液体供給手段１０５は、流路１０９を介して、開閉手段１０１Ｂ及び１０１Ｃへ向けて液体を供給する。液体供給手段１０５は、例えば、ポンプ等から構成される。

開閉手段１０１Ｂは、後述する液体出力手段１０６へ通じる液体の流路の開閉を行い、液体出力手段１０６への液体の供給制御を行う。より詳細には、開閉手段１０１Ｂは、液体出力手段１０６が液体を対象物へ吐出するときには、液体が流路１１０及び流路１１１を介して液体出力手段１０６へ供給されるように流路を開く。また、開閉手段１０１Ｂは、液体出力手段１０６が液体を対象物へ吐出しないときには、液体が流路１１０及び流路１１１を介して液体出力手段１０６へ供給されないように流路を閉じる。開閉手段１０１Ｂは、後述する駆動手段１０７Ｂと所定の電線等で接続され、該駆動手段１０７Ｂにより、その開閉が制御される。

開閉手段１０１Ｃは、液体貯蔵手段１０４へ通じる液体の流路１１２の開閉を行い、液体貯蔵手段１０４への液体の供給の制御を行う。より詳細には、開閉手段１０１Ｃは、液体出力手段１０６が液体を対象物へ吐出するときには、液体が流路１１２を介して液体貯蔵手段１０４へ供給されないように流路を閉じる。また、開閉手段１０１Ｃは、液体出力手段１０６が液体を対象物へ吐出しないときには、液体が、流路１１２を介して、液体貯蔵手段１０４へ供給されるように流路を開く。開閉手段１０１Ｃは、後述する駆動手段１０７Ｃと所定の電線等で接続され、該駆動手段１０７Ｃにより、その開閉が制御される。

駆動手段１０７Ｂは、開閉手段１０１Ｂの開閉動作を制御する。また、駆動手段１０７Ｂは、駆動方法決定手段１０３と所定の電線等で接続され、駆動方法決定手段１０３により、その駆動方法が制御される。例えば、駆動手段１０７Ｂは、モータやエアシリンダ等によって構成されるが、これに限定されるものではない。

駆動手段１０７Ｃは、開閉手段１０１Ｃの開閉動作を制御する。また、駆動手段１０７Ｃは、駆動方法決定手段１０３と所定の電線等で接続され、駆動方法決定手段１０３により、その駆動方法が制御される。例えば、駆動手段１０７Ｃは、モータやエアシリンダ等によって構成されるが、これに限定されるものではない。

図４は、開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃの内部構成をより詳細に示した一例である。開閉手段１０１Ｂは、弁体１０１１Ｂと、弁座１０１２Ｂと、弁軸１０１３Ｂとから構成される。なお、開閉手段１０１Ｃは、開閉手段１０１Ｂと同様の構成を有しており、弁体１０１１Ｃと、弁座１０１２Ｃと、弁軸１０１３Ｃとから構成される。

弁軸１０１３Ｂの一端は、弁体１０１１Ｂが設けられており、弁軸１０１３Ｂの他端は駆動手段１０７Ｂと接続されている。

弁軸１０１３Ｂは、駆動手段１０７Ｂによって駆動し、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとが近接あるいは離間することにより、流路１１０から流路１１１へ供給される液体の流路を開閉する。すなわち、弁軸１０１３Ｂに接続される弁体１０１１Ｂは、駆動手段１０７Ｂの駆動により、その位置が上下し、弁座１０１２Ｂと近接、あるいは離間する。開閉手段１０１Ｂへ供給された液体は、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとが離間している場合、その隙間を通過し、流路１１１を介して液体出力手段１０６へ流れることとなる。

また、開閉手段１０１Ｃの弁軸１０１３Ｃの一端は、弁体１０１１Ｃが設けられており、弁軸１０１３Ｃの他端は駆動手段１０７Ｃと接続されている。

弁軸１０１３Ｃは駆動手段１０７Ｃによって駆動し、弁体１０１１Ｂと同様の動作をすることにより、流路１０９から流路１１２へ供給される液体の流路を開閉する。すなわち、弁軸１０１３Ｃに接続される弁体１０１１Ｃは、駆動手段１０７Ｃの駆動により、その位置が上下し、弁座１０１２Ｃと近接、あるいは離間する。開閉手段１０１Ｃへ供給された液体は、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとが離間している場合、その隙間を通過し、流路１１２を介して、液体貯蔵手段１０４へ流れることとなる。

液体出力手段１０６が液体を吐出する場合または液体を吐出しない場合に応じて、開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃは協働して動作する。開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃの動作例について図５及び図６を用いて説明する。

液体出力手段１０６が液体を吐出する場合には、図５のように、開閉手段１０１Ｃの弁体１０１１Ｃは弁座１０１２Ｃと完全に接触しており、液体供給手段１０５と通じる流路１０９から供給された液体は、液体貯蔵手段１０４へ通じる流路１１２に流れることができないため、流路１１０の方向、すなわち開閉手段１０１Ｂの方向へ流れることになる。また、液体出力手段１０６が液体を吐出する場合には、図５のように、開閉手段１０１Ｂの弁体１０１１Ｂは弁座１０１２Ｂから離間しており、開閉手段１０１Ｃから流れてきた液体は、流路１１０を流れ、さらに開閉手段１０１Ｂの弁体１０１１Ｂ及び弁座１０１２Ｂの隙間を通過し、液体出力手段１０６へと通じる流路１１１を介して、液体出力手段１０６へと供給される。

液体出力手段１０６が液体を吐出しない場合には、図６のように、開閉手段１０１Ｂの弁体１０１１Ｂは弁座１０１２Ｂと完全に接触しており、開閉手段１０１Ｃと通じる流路１１０から流れてきた液体は、開閉手段１０１Ｂを介して液体出力手段１０６へと通じる流路１１１へ流れることができないため、液体は吐出されない。また、液体出力手段１０６が液体を吐出しない場合には、図６のように、開閉手段１０１Ｃの弁体１０１１Ｃは弁座１０１２Ｃから離間しており、液体供給手段１０５と通じる流路１０９から流れてきた液体は、開閉手段１０１Ｃの弁体１０１１Ｃ及び弁座１０１２Ｃの隙間を通過し、液体貯蔵手段１０４へと通じる流路１１２を流れ、液体貯蔵手段１０４へと戻されることになる。液体貯蔵手段１０４に戻された液体は、再度、液体供給手段１０５によって開閉手段１０１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃへ向けて供給され、対象物への吐出が行われるまで流速を保ちながら、循環を続ける。

図７は、異物が付着していない場合の開閉手段１０１Ｂの弁体１０１１Ｂ及び開閉手段１０１Ｃの弁体１０１１Ｃの駆動例を示したものである。図７において、「開」は、弁体の位置が弁座から最大距離離間した状態（位置）を示しており、「閉」は弁体の位置が弁座と完全に接触している状態（位置）を示している。すなわち、弁体位置が「開」の場合、弁体及び弁座を通過する液体は最大量となる。図７に示すように、流路を開く際は、弁体１０１１Ｂ及び弁体１０１１Ｃは、所定の時間で、「閉」位置から「開」の位置まで移動する。

図７に示すように、弁体１０１１Ｂが閉じており、弁体１０１１Ｃが開いている期間Ｄ１においては、液体出力手段１０６は、液体の吐出を行っていない。このように開閉手段１０１Ｂ及び１０１Ｃを駆動する駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動方法（以下、異物が付着していない場合における、駆動手段の駆動方法を通常時の駆動方法という）は、予め後述する駆動方法決定手段１０３に登録されているものとする。また、液体吐出装置１Ｂの初期状態においては、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃは、通常時の駆動方法で駆動するものとする。

駆動状態検出手段１０２Ｂは、駆動手段１０７Ｂの駆動状態に基づき、弁体１０１１Ｂの位置を検出し、検出した弁体１０１１Ｂの位置情報を後述する駆動方法決定手段１０３に出力する。例えば、駆動状態検出手段１０２Ｂは、駆動手段１０７Ｂにより駆動する弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂにより、液体の流路を閉じた際、弁体１０１１Ｂの位置を検出して、駆動方法決定手段１０３へ弁体１０１１Ｂの位置情報を出力する。駆動状態検出手段１０２Ｂは、例えば、駆動手段１０７Ｂのモータで記憶している現在位置（エンコーダ値）を取得する構成や、センサにより弁体１０１１Ｂ等の位置を検出する構成でもよい。駆動状態検出手段１０２Ｃは、開閉手段１０１Ｃ及び駆動手段１０７Ｃの状態を検出する。駆動状態検出手段１０２Ｃは、駆動状態検出手段１０２Ｂと同等の動作を行うため、説明を省略する。なお、駆動状態検出手段１０２Ｂ及び１０２Ｃは一つの駆動状態検出手段から構成されてもよい。

駆動方法決定手段１０３は、駆動状態検出手段１０２Ｂ及び１０２Ｃより入力された弁体の位置情報に基づいて、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動方法を決定する。より詳細には、駆動方法決定手段１０３は、入力された弁体の位置情報に基づき、弁体１０１１Ｂ、弁座１０１２Ｂ、弁体１０１１Ｃ及び弁座１０１２Ｃに異物が付着したか否かを判定し、該判定結果に基づき、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動方法を決定する。駆動方法決定手段１０３の詳細は後述する。

液体出力手段１０６は、流路１１１を介して供給された液体を図示しない対象物へ吐出する。

次に、駆動方法決定手段１０３について、詳細に説明する。

図８は、駆動方法決定手段１０３のブロック構成図を示している。駆動方法決定手段１０３は、入力手段１０３１と、記憶手段１０３２と、出力手段１０３３と、判定手段１０３４とを備える。

入力手段１０３１は、駆動状態検出手段１０２Ｂ及び１０２Ｃからそれぞれ出力される弁体１０１１Ｂ及び１０１１Ｃの位置情報を受信する。

記憶手段１０３２は、入力手段１０３１が受信した弁体の位置情報と受信した時刻情報とを対応付けて格納する。ここで、受信した時刻情報は、例えば、駆動方法決定手段１０３の図示しない計時手段から受信する情報を用いてもよいし、入力手段１０３１が、駆動状態検出手段１０２Ｂ及び１０２Ｃから時刻情報を上記位置情報とともに受信し、それを用いてもよい。また、記憶手段１０３２は、後述する判定手段１０３４が、異物が付着しているか否かを判定する際に用いる閾値を格納する。また、記憶手段１０３２は、図７に示す通常時の駆動方法と、後述する異物が付着している場合に液体の流速を上げて動圧を大きくする駆動手段の駆動方法（以下、異物除去用の駆動方法という）とを予め格納している。記憶手段１０３２は、例えば、ハードディスク等で構成してもよい。また、上記例では、駆動方法決定手段１０３が記憶手段１０３２を備える例を示したが、これに限るものではなく、液体吐出手段１Ｂが記憶手段１０３２を備えてもよい。

出力手段１０３３は、後述する判定手段１０３４が決定した駆動方法を、記憶手段１０３２から読み出し、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃへ出力する。

判定手段１０３４は、入力手段１０３１が受信した弁体の位置情報と、記憶手段１０３２に格納されている弁体の位置情報と、弁体の位置情報を受信した際の時刻情報とに基づき、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動方法を決定する。

判定手段１０３４のより詳細な動作例について説明する。

なお、判定手段１０３４は、入力手段１０３１が弁体の位置情報を受信した場合に、異物が付着しているか否かの判定及び駆動方法の決定を行う。また、異物が付着したと判定した後の場合には、判定手段１０３４は、入力手段１０３１が弁体の位置情報を受信した場合に、異物が除去されたか否かの判定及び駆動方法の決定を行う。

判定手段１０３４は、入力手段１０３１が今回受信した位置情報と、記憶手段１０３２に格納されている過去の位置情報とに基づき、弁体位置の差分を算出し、弁体１０１１Ｂ、弁体１０１１Ｃ、弁座１０１２Ｂ、弁座１０１２Ｃに異物が付着したか否かを判定する。異物が弁体１０１１Ｂ、弁体１０１１Ｃ、弁座１０１２Ｂ、弁座１０１２Ｃに付着した場合、流路を閉じた際に、異物の厚さ分だけ弁体の位置が変化する。判定手段１０３４は、流路を閉じた際の、異物による弁体の位置変化に基づき、上記算出した差分が所定の閾値以上である場合に、異物が弁体１０１１Ｂ、弁体１０１１Ｃ、弁座１０１２Ｂ、弁座１０１２Ｃに付着したと判定する。また、所定の閾値は、例えば、液体吐出装置１が正常に動作する（すなわち、液体を適切に吐出できる）弁体の位置に基づいて決定してもよい。

判定手段１０３４は、上記判定方法に基づき、異物が付着していないと判定した場合には、判定手段１０３４は、通常時の駆動方法を維持するように駆動方法を決定する。一方、異物が付着していると判定した場合には、判定手段１０３４は、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃの駆動方法を、通常時の駆動方法から、記憶手段１０３２に格納されている異物除去用の駆動方法へ変更する。異物除去用の駆動方法の詳細は、後述する。

また、異物除去用の駆動方法に変更した後（すなわち、異物が付着していると判定した後）においては、判定手段１０３４は、異物が付着していると判定した直前の弁体の位置と、駆動方法変更後に入力された弁体の位置との差分を算出し、この値が、上述した閾値より小さくなった場合に、異物が除去されたと判定する。異物が除去されたと判定した場合には、判定手段１０３４は、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動方法を、異物除去用の駆動方法から通常時の駆動方法へ変更する。また、異物が除去されていないと判定した場合には、判定手段１０３４は、異物除去用の駆動方法を維持するように駆動方法を決定する。

また、異物が付着していないと判定し、通常時の駆動方法を維持した場合には、判定手段１０３４は、次に入力される弁体の位置情報に基づき、上述した判定方法を用いて、異物が付着したか否かの判定を行い、駆動方法を決定する。また、異物が除去されていないと判定し、異物除去用の駆動方法を維持した場合には、判定手段１０３４は、次に入力される弁体の位置情報に基づき、上述した判定方法を用いて、異物が除去されたか否かの判定を行い、駆動方法を決定する。

次に、異物除去用の駆動方法について、詳細に説明する。

まず、図９を用いて、弁座に付着した異物に働く力を説明する。なお、図９では弁座１０１２Ｂについて説明するが、弁座１０１２Ｃにおいても同様である。また、弁体１０１１Ｂまたは弁体１０１１Ｃに異物が付着した場合も同様である。

図９において、弁座１０１２Ｂの上面は重力が働く方向と垂直であり、弁座１０１２Ｂの上面に異物１１３が付着しているものとする。また、異物１１３の形状は直方体とし、異物１１３の各面は液体の流れる方向に垂直あるいは水平であるものとする。

このとき、異物１１３には、液体の動圧によって働く力１１４と、弁座方向に働く力１１５と、摩擦力１１６とが働く。また、弁座方向に働く力１１５は、重力による力と、異物１１３が弁座に付着する力と、液体の静圧による力から成る。

図９に示すように、液体が右から左へ向けて流れるものとすると、液体の動圧によって働く力１１４は、図９の右側から左側へ向けて働き、摩擦力１１６は、図９の左側から右側へ向けて働く。このとき、液体の動圧によって働く力１１４が、摩擦力１１６より大きくなると、弁座１０１２Ｂに付着した異物１１３を弁座１０１２Ｂから除去できると考える。

ここで、液体の動圧により働く力１１４をＦ_１とする。液体における動圧と静圧の和は一定であるため、液体の流速をｖ、液体が外部に与える圧力をｐ、流速が０であるときの液体の圧力をｐ_０、液体の密度をρとすると、
ρｖ^２／２+ｐ＝ｐ_０・・・（１）
となる。ここで、式（１）の左辺第１項が動圧である。

次に、図１０に示すように、液体の流れる方向に対する異物１１３の表面積１１７をＳ_１、液体の流れる方向と垂直な方向に対する異物１１３の表面積１１８をＳ_２と定義すると、液体の動圧により働く力Ｆ_１は、
Ｆ_１＝ρｖ^２Ｓ_１／２・・・（２）
となる。

図９に戻り、弁座方向に働く力１１５をＦ_２、摩擦力１１６をＦ_３とし、弁座１０１２Ｂと異物１１３の間に働く摩擦係数をμとすると、摩擦力Ｆ_３は、
Ｆ_３＝μＦ_２・・・（３）
となる。

ここで、異物１１３の重量をｍ、重力加速度をｇ、異物１１３に働く単位面積当たりの粘着力をＦ_Ｅとすると、弁座方向に働く力Ｆ_２は、図９及び図１０より、
Ｆ_２＝ｍｇ+Ｆ_ＥＳ_２+ｐＳ_２・・・（４）
となる。式（３）に式（４）を代入すると、摩擦力Ｆ_３は
Ｆ_３＝μ（ｍｇ+Ｆ_ＥＳ_２+ｐＳ_２）・・・（３）’
となる。

図９において、Ｆ_１＞Ｆ_３のとき、異物１１３を除去できると考えられるため、式（２）及び式（３）’より、
ρｖ^２Ｓ_１／２−μｐＳ_２＞μ（ｍｇ+Ｆ_ＥＳ_２）・・・（５）
を得る。

さらに、式（５）の、液体が外部に与える圧力ｐに、式（１）を代入して、
ρ（Ｓ_１+μＳ_２）ｖ^２＞２μ（ｍｇ＋Ｆ_ＥＳ_２+ｐ_０Ｓ_２）・・・（６）
を得る。

式（６）おいて、重力加速度ｇは定数である。また、液体の密度ρは液体の構造によって定まる値であり、摩擦係数μは弁座１０１２Ｂの材質及び表面状態によって定まる値である。また、圧力ｐ_０は、液体や流路の構造によって定まり、Ｆ_Ｅ、Ｓ_１及びＳ_２は、異物１１３によって定まる値であり、稼働中の液体吐出装置１Ｂにおいて値を変更することは難しい。

従って、本実施形態の液体吐出装置１Ｂは、液体の流速ｖを制御することにより、式（６）を満たすようにして、異物１１３の除去を行う。すなわち、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が付着したと判定した場合には、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃの駆動方法を、液体の流速を制御する異物除去用の駆動方法と決定する。

異物除去用の駆動方法の一例について、詳細に説明する。本実施形態の液体吐出装置１Ｂは、液体供給手段１０５による液体供給能力が十分であるとした場合、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動を制御して、弁体と弁座との間隔を狭くすることにより、液体が弁体及び弁座付近を流れる際の液体の流速を上げるように動作する。

図１１は、弁体１０１１Ｂあるいは弁座１０１２Ｂに異物１１３が付着した場合の弁体１０１１Ｂ及び弁体１０１１Ｃの駆動例を示している。図１１において、太線で示される箇所は、通常時の駆動方法（図１１において一点鎖線で示す部分）から駆動方法が変更された部分である。以下の説明では弁体１０１１Ｂに異物１１３が付着した場合について説明するが、弁座１０１２Ｂに異物が付着した場合も同様である。

駆動方法決定手段１０３は、弁体１０１１Ｂに異物が付着したと判定した場合には、図１１に示すように、通常時の駆動方法に比べ、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔が狭くなるように、駆動手段１０７Ｂが駆動する区間Ｄ２を設ける。すなわち、区間Ｄ２においては、駆動手段１０７Ｂは、通常の駆動方法に比べ、弁体１０１１Ｂの駆動スピードを下げる。区間Ｄ２を過ぎた後は、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの離間動作が完了する時刻Ｔ１における弁体１０１１Ｂの位置が、通常時の駆動方法の場合と等しい位置となるように駆動手段１０７Ｂは駆動する。すなわち、駆動手段１０７Ｂは、時刻Ｔ１において、弁体１０１１Ｂの位置が「開」の位置となるように、弁体１０１１Ｂの駆動スピードを上げる。図１１に示すように、区間Ｄ２における弁体１０１１Ｂの駆動スピードは、通常時の駆動方法における駆動スピードよりも遅く、また、区間Ｄ２を過ぎた後の弁体１０１１Ｂの駆動スピードは、通常時の駆動方法における駆動スピードよりも速くなる。

同時に、弁体１０１１Ｃに関しては、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔と、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの間隔の比が、通常時の駆動方法の場合と等しくなるように、駆動手段１０７Ｃは駆動する。すなわち、区間Ｄ２においては、駆動手段１０７Ｃは、弁体１０１１Ｃの駆動スピードを上げるとともに、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔と、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの間隔の比が、通常時の駆動方法と等しくなるように駆動する。また、区間Ｄ２を過ぎた場合には、駆動手段１０７Ｃは、時刻Ｔ１において、弁体１０１１Ｃの位置が「閉」の位置になるとともに、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔と、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの間隔の比が、通常時の駆動方法と等しくなるように駆動する。

また、弁体１０１１Ｃに異物が付着した場合も同様に、図１２に示すように、異物除去用の駆動方法においては、通常時の駆動方法に比べ、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの間隔が狭くなる区間Ｄ３を設ける。すなわち、区間Ｄ３においては、駆動手段１０７Ｃは、通常の駆動方法に比べ、弁体１０１１Ｃの駆動スピードを下げる。区間Ｄ３を過ぎた後は、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの離間動作が完了する時刻Ｔ２における弁体１０１１Ｃの位置が、通常時の駆動方法の場合と等しい位置となるように駆動手段は駆動する。すなわち、駆動手段１０７Ｃは、時刻Ｔ２において、弁体１０１１Ｃの位置が「開」の位置となるように、弁体１０１１Ｃの駆動スピードを上げる。図１１に示すように、区間Ｄ３における弁体１０１１Ｃの駆動スピードは、通常時の駆動方法における駆動スピードよりも遅く、また、区間Ｄ３を過ぎた後の弁体１０１１Ｃの駆動スピードは、通常時の駆動方法における駆動スピードよりも速くなる。

同時に、弁体１０１１Ｂに関しては、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔と、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの間隔の比が、通常時の駆動方法の場合と等しくなるように、駆動手段１０７Ｂは駆動する。すなわち、区間Ｄ３においては、駆動手段１０７Ｂは、弁体１０１１Ｂの駆動スピードを上げるとともに、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔と、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの間隔の比が、通常時の駆動方法と等しくなるように駆動する。また、区間Ｄ３を過ぎた場合には、駆動手段１０７Ｂは、時刻Ｔ２において、弁体１０１１Ｂの位置が「閉」の位置になるとともに、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔と、弁体１０１１Ｃと弁座１０１２Ｃとの間隔の比が、通常時の駆動方法と等しくなるように駆動する。

このような異物除去用の駆動方法に基づき駆動手段を駆動することにより、開閉手段１０１Ｂと開閉手段１０１Ｃとで液体圧力の比を大きく変更することなく、異物が付着した弁体あるいは弁座を通過する液体の流速を上げることが可能となる。すなわち、本実施形態の液体吐出装置１Ｂは、対象物へ吐出する液体の量を大きく変えることなく、異物１１３を除去することが可能となる。

次に、異物１１３を除去する場合の具体例を示す。

式（６）を整理すると、
ｖ^２＞２μ（ｍｇ+Ｆ_ＥＳ_２+ｐ_０Ｓ_２）／ρ（Ｓ_１+μＳ_２）・・・（６）’
を得る。

ここで、μ＝０．５、ｇ＝９．８［ｍ／ｓ^２］、ρ＝２．２×１０^３［ｋｇ／ｍ^３］、Ｓ_１＝５．０×１０^−１０［ｍ^２］、Ｓ_２＝２．５×１０^−９［ｍ^２］、ｍ＝５．５×１０^−１１［ｋｇ］、Ｆ_Ｅ＝１．０×１０^５［Ｎ／ｍ^２］、ｐ_０＝１．０×１０^４［Ｎ／ｍ^２］とする。また、図７に示す通常時の駆動方法による駆動例において、図１１の期間Ｄ２と対応する期間における液体の流速ｖを４．０［ｍ／ｓ］とする。なお、上記［ ］内は単位を示しており、ｍ：メートル、ｓ：秒、ｋｇ：キログラム、Ｎ：ニュートンである。

上記の各値を式（６）’に代入すると、式（６）’の右辺は約７１．４となり、左辺はｖ^２＝１６となるため、式（６）’は成立しない。従って、上記各値の条件では、弁体あるいは弁座に付着した異物１１３を除去することはできない。

これに対し、例えば、ｖ＝１０［ｍ／ｓ］とすると、式（６）’の左辺は１００となり、式（６）’が成立する。

本実施形態の液体吐出装置１Ｂにおいて、流路が一定であることから、流路の面積と流速との積は一定値となる。このため、本実施形態の液体吐出装置１Ｂは、図１１に示す期間Ｄ２において、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとの間隔が、例えば、図７の通常時の駆動方法に対して、０．４倍となる（すなわち、弁体及び弁座付近の流路の面積が略０．４倍となる）ように駆動手段１０７Ｂを駆動することができる。この場合、区間Ｄ２における液体の流速ｖは、４／０．４＝１０［ｍ／ｓ］となり、上記式（６）’を満たすため、液体吐出装置１Ｂは、弁体あるいは弁座に付着した異物を除去することができる。なお、弁体１０１１Ｃまたは弁座１０１２Ｃに異物１１３が付着した場合にも同様である。

次に、駆動方法決定手段１０３による、異物が付着したか否かの判定方法及び駆動方法の決定方法について、具体例を用いて説明する。

図１３は、駆動状態検出手段１０２Ｂから駆動方法決定手段１０３へ入力された弁体１０１１Ｂの位置情報を、該位置情報を受信したときの時刻情報ごとに示した一例である。なお、以下の説明では、駆動状態検出手段１０２Ｂが検出する弁体１０１１Ｂの位置情報の例で説明するが、駆動状態検出手段１０２Ｃ及び弁体１０１１Ｃの場合も同様である。

上述したように、本実施形態の駆動方法決定手段１Ｂは、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとにより流路を閉じた際の、弁体１０１１Ｂの位置情報に基づき、異物１１３が付着したか否かの判定を行うため、図１３に示す弁体１０１１Ｂの位置情報は、流路を閉じた際の弁体１０１１Ｂの位置情報である。図１３では、駆動状態検出手段１０２Ｂからｎ回目の入力が行われた際の時刻をＴ（ｎ）と表し、時刻Ｔ（ｎ）における弁体１０１１Ｂの位置をＰ（ｎ）と表す。

図１３において、時刻Ｔ（ｎ−１）までは入力される弁体１０１１Ｂの位置はＰ１であるのに対し、時刻Ｔ（ｎ）では、弁体１０１１Ｂの位置はＰ２と変化している。その後、時刻Ｔ（ｎ＋４）まで弁体１０１１Ｂの位置がＰ２である状態が続いた後、時刻Ｔ（ｎ＋５）以降の弁体１０１１Ｂの位置は再びＰ１に戻り、その状態が続いている。また、以下の説明では、判定に用いる閾値をＰ_ＴＨとし、Ｐ２−Ｐ１≧Ｐ_ＴＨとする。

まず、異物が付着しているか否かの判定方法について、図１３を用いて、詳細に説明する。

駆動方法決定手段１０３は、ある時刻Ｔ（ｎ）において、駆動状態検出手段１０２Ｂから入力された位置情報Ｐ（ｎ）と、記憶手段１０３２に格納され、Ｐ（ｎ）の直前に入力された位置情報であるＰ（ｎ−１）との差分Δ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）を算出する。算出したΔ（ｎ）が記憶手段に格納されている閾値Ｐ_ＴＨ（Ｐ_ＴＨは正の値とする）より大きい場合には、駆動方法決定手段１０３は、弁体１０１１Ｂあるいは弁座１０１２Ｂに異物１１３が付着していると判定する。閾値Ｐ_ＴＨは、液体吐出装置１Ｂの設計時のパラメータ、付着が想定される異物１１３の大きさ等によって定めてもよい。

図１３に示す例の場合、例えば、時刻Ｔ（ｎ−２）において、駆動方法決定手段１０３は、差分Δ（ｎ−２）＝Ｐ（ｎ−２）−Ｐ（ｎ−３）＝Ｐ１−Ｐ１＝０を算出する。この場合、差分Δ（ｎ−２）＝０＜Ｐ_ＴＨとなるため、駆動方法決定手段１０３は、弁体１０１１Ｂあるいは弁座１０１２Ｂに異物１１３が付着していないと判定する。時刻Ｔ（ｎ−１）まではΔ＝０＜Ｐ_ＴＨとなるため、駆動方法決定手段１０３は、弁体１０１１Ｂあるいは弁座１０１２Ｂに異物１１３が付着していないと判定する。駆動方法決定手段１０３は、異物が付着していないと判定した場合、通常時の駆動方法を維持すると決定する。

また、図１３の時刻Ｔ（ｎ）において、駆動方法決定手段１０３は、Δ（ｎ）＝Ｐ２−Ｐ１を算出し、算出したΔ（ｎ）が、Δ（ｎ）≧Ｐ_ＴＨとなるため、駆動方法決定手段１０３は、時刻Ｔ（ｎ）の時点で、弁体１０１１Ｂあるいは弁座１０１２Ｂに異物１１３が付着していると判定する。駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が付着したと判定した場合、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃの駆動方法を異物除去用の駆動方法に変更すると決定し、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃにその旨通知する。

次に、異物１１３が除去されたか否かの判定方法について、詳細に説明する。

異物１１３が付着していると判定した後、時刻Ｔ（ｎ＋１）において、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が付着していると判定した時刻Ｔ（ｎ）の直前の時刻Ｔ（ｎ−１）における弁体位置Ｐ（ｎ−１）と、時刻Ｔ（ｎ＋１）に入力された弁体位置Ｐ（ｎ＋１）に基づき、Δ（ｎ＋１）＝Ｐ２−Ｐ１≧Ｐ_ＴＨを算出し、異物１１３が除去されていないと判定する。駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が除去されていないと判定した場合、異物除去用の駆動方法を維持すると決定する。

また、異物１１３が付着していると判定した後、時刻Ｔ（ｎ＋５）において、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が付着していると判定した時刻Ｔ（ｎ）の直前の時刻Ｔ（ｎ−１）における弁体位置であるＰ（ｎ−１）と、時刻Ｔ（ｎ＋５）に入力された弁体位置Ｐ（ｎ＋５）に基づき、Δ（ｎ＋５）＝Ｐ１−Ｐ１＝０＜Ｐ_ＴＨを算出し、異物１１３が除去されたと判定する。駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が除去されたと判定した場合、異物除去用の駆動方法から、通常時の駆動方法に変更すると決定する。

図１４は、異物１１３が付着したか否かを判定し、駆動方法を決定する場合の駆動方法決定手段１０３の動作例を示すフローチャートである。なお、以下では、開閉手段１０１Ｂの弁体１０１１Ｂに異物１１３が付着した場合について説明するが、弁座１０１２Ｂ、開閉手段１０１Ｃの弁体１０１１Ｃ及び弁座１０１２Ｃにおいても、駆動方法決定手段１０３は同様の動作を行う。また、液体吐出装置１Ｂは、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動方法が通常時の駆動方法に初期設定されているものとする。

入力手段１０３１は、駆動状態検出手段１０２Ｂから出力される、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとにより流路を閉じた際の弁体１０１１Ｂの位置情報を受信する。入力手段１０３１は、受信した位置情報を記憶手段１０３２及び判定手段１０３４へ送信する（Ｓ２０１）。

判定手段１０３４は、Ｓ２０１で入力手段１０３１が受信した位置情報と、記憶手段１０３２に格納され、Ｓ２０１で受信した位置情報の直前に受信した位置情報との差分を算出し（Ｓ２０２）、算出した差分が所定の閾値以上か否かを判定する（Ｓ２０３）。

算出した差分が所定の閾値以上の場合（Ｓ２０３、ＹＥＳ）、判定手段１０３４は、異物１１３が弁体１０１１Ｂまたは弁座１０１２Ｂに付着したと判定し、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃの駆動方法を、異物除去用の駆動方法と決定する（Ｓ２０４）。出力手段１０３３は、判定手段１０３４が決定した異物除去用の駆動方法を、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃに通知する。

算出した差分が所定の閾値より小さい場合（Ｓ２０３、ＮＯ）、判定手段１０３４は、異物が弁体１０１１Ｂまたは弁座１０１２Ｂに付着していないと判定し、駆動手段１０７Ｂ及び駆動方法１０７Ｃの駆動方法を通常時の駆動方法のまま維持する（Ｓ２０５）。

図１５は、異物１１３が除去されたか否かを判定し、駆動方法を決定する場合の駆動方法決定手段１０３の動作例を示すフローチャートである。なお、以下では、開閉手段１０１Ｂの弁体１０１１Ｂに異物１１３が付着した場合について説明するが、弁座１０１２Ｂ、開閉手段１０１Ｃの弁体１０１１Ｃ及び弁座１０１２Ｃにおいても同様の動作を行う。

入力手段１０３１は、駆動状態検出手段１０２Ｂから出力される、弁体１０１１Ｂと弁座１０１２Ｂとにより流路を閉じた際の弁体１０１１Ｂの位置情報を受信する。入力手段１０３１は、受信した位置情報を記憶手段１０３２及び判定手段１０３４へ送信する（Ｓ３０１）。

判定手段１０３４は、Ｓ３０１で入力手段１０３１が受信した位置情報と、記憶手段１０３２に格納され、異物１１３が付着したと判定した直前の位置情報との差分を算出し（Ｓ３０２）、算出した差分が所定の閾値以上か否かを判定する（Ｓ３０３）。

算出した差分が所定の閾値以上の場合（Ｓ３０３、ＹＥＳ）、判定手段１０３４は、弁体１０１１Ｂまたは弁座１０１２Ｂに付着した異物１１３が除去されていないと判定し、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃの駆動方法を、異物除去用の駆動方法のまま維持する（Ｓ３０４）。

算出した差分が所定の閾値より小さい場合（Ｓ３０３、ＮＯ）、判定手段１０３４は、弁体１０１１Ｂまたは弁座１０１２Ｂに付着した異物１１３が除去されたと判定し、駆動手段１０７Ｂ及び駆動方法１０７Ｃの駆動方法を、通常時の駆動方法と決定する（Ｓ３０５）。出力手段１０３３は、判定手段１０３４が決定した通常時の駆動方法を、駆動手段１０７Ｂ及び駆動手段１０７Ｃに通知する。

また、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が除去されていないと判定した場合には、現在駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃに設定されている異物除去用の駆動方法では異物１１３の除去ができないと判断し、現在の異物除去用の駆動方法よりも、さらに液体の流速が大きくなる駆動方法に変更してもよい。例えば、駆動方法決定手段１０３は、異物が除去されていないと判定した場合には、記憶手段１０３２に格納される液体の流速がさらに大きくなる駆動方法を選択し、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃを駆動させる。

また、異物１１３が弁体と弁座との間に挟まっているが、完全に付着していない可能性を考慮して、駆動方法決定手段１０３は、弁体の位置が変化した状態であることを複数回連続して判定した場合に、異物１１３が付着したと判定してもよい。同様に、駆動方法決定手段１０３は、弁体の位置が、異物１１３が付着していない弁体の位置であると複数回連続して判定した場合に、異物が除去されたと判定してもよい。

例えば、図１３のように、駆動方法決定手段１０３は、時刻Ｔ（ｎ）において、差分Δ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）を算出し、さらに、時刻Ｔ（ｎ＋１）において、差分Δ（ｎ＋１）＝Ｐ（ｎ＋１）−Ｐ（ｎ−１）を算出する。そして、駆動方法決定手段１０３は、上記算出した差分Δ（ｎ）及びΔ（ｎ＋１）がいずれも閾値Ｐ_ＴＨ以上になったと判断した場合に、異物が付着したと判定してもよい。また、異物１１３が除去されたか否かを判定する場合も同様に、図１３に示すように、駆動方法決定手段１０３は、Δ（ｎ＋５）＝Ｐ（ｎ＋５）−Ｐ（ｎ−１）及びΔ（ｎ＋６）＝Ｐ（ｎ＋６）−Ｐ（ｎ−１）がいずれも閾値Ｐ_ＴＨより小さくなったと判断した場合に、異物１１３が除去されたと判定してもよい。また、上述した例では複数回連続して判定条件を満たした場合に、駆動方法を決定するとしたが、駆動方法決定手段１０３は、所定の期間内に複数回判定条件を満たした場合に、駆動方法を決定するとしてもよい。

また、駆動方法決定手段１０３は、上記判定方法に限らず、他の判定方法によって異物が付着したか否かを判定してもよい。例えば、判定手段は、弁座からの弁体の高さ位置が、所定の閾値を超えた場合に、異物が弁体あるいは弁座に付着したと判定してもよい。

また、上記判定方法では、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が付着したか否か及び異物１１３が除去されたか否かを、閾値Ｐ_ＴＨを用いて判定したが、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が付着したか否かの判定を正の値である閾値Ｐ_ＴＨ１を用いて行い、異物１１３が除去されたか否かの判定を負の値である閾値Ｐ_ＴＨ２を用いて行ってもよい。

すなわち、駆動方法決定手段１０３は、弁体の位置情報及び閾値Ｐ_ＴＨ１を用いて異物の付着を判定し、異物１１３の付着後は、異物１１３の大きさ及び閾値Ｐ_ＴＨ２を用いて異物の除去を判定する。

駆動方法決定手段１０３は、異物１１３の付着前においては、入力された弁体位置とその直前の時刻に入力された弁体位置との差分が、Ｐ_ＴＨ１以上の場合に、異物が付着したと判定する。また、異物が付着したと判定した場合には、その異物１１３の大きさに基づき、Ｐ_ＴＨ２を設定する。例えば、図１３の場合、駆動方法決定手段１０３は、時刻Ｔ（ｎ）において、異物１１３が付着したと判定し、Ｐ_ＴＨ２＝−Δ（ｎ）（＝−（Ｐ２−Ｐ１））と設定する。

また、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３の付着後においては、上記差分が、Ｐ_ＴＨ２以下の場合に、異物が除去されたと判定する。例えば、図１３の場合、時刻Ｔ（ｎ＋５）において、駆動方法決定手段１０３は異物が除去されたと判定する。

また、閾値Ｐ_ＴＨ１及びＰ_ＴＨ２による判定の場合においても、上述したように、所定の期間内に複数回判定条件を満たした場合や、複数回連続して判定条件を満たした場合に、異物の付着あるいは異物の除去を判定してもよい。

その他の判定方法について説明する。駆動方法の変更後において、異物除去用の駆動方法によっても、付着した異物１１３が除去されず、その異物１１３が付着したところ（またはその近辺に）にさらに異物１１３が付着する場合がある。以下に示す例では、異物１１３が付着したと判定した後、駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が除去されたか否かに加え、異物１１３がさらに付着したか否かの判定を行う。

図１６の時刻Ｔ（ｎ−１）において、駆動方法決定手段１０３は、上述した判定方法に従い、異物１１３が付着したと判定し、駆動手段１０７Ｂ及び１０７Ｃの駆動方法を異物除去用の駆動方法（駆動方法１という）に変更し、閾値Ｐ_ＴＨ２＝−Δ（ｎ−１）＝−（Ｐ２−Ｐ１）と設定したとする。なお、図１６において、Ｐ３−Ｐ２≧Ｐ_ＴＨ１とする。

駆動方法決定手段１０３は、時刻Ｔ（ｎ）において、時刻Ｔ（ｎ）における弁体位置Ｐ３と、その直前の時刻Ｔ（ｎ−１）における弁体位置Ｐ２の差分Δ（ｎ）を算出し、Δ（ｎ）＝Ｐ３−Ｐ２≧Ｐ_ＴＨ１となるため、さらに異物１１３が付着したと判定する。このとき、駆動方法決定手段１０３は、異物除去を判定するための閾値Ｐ_ＴＨ２の変更を行う。例えば、駆動方法決定手段１０３は、さらに付着した異物１１３の高さΔ（ｎ）に基づき、Ｐ_ＴＨ２＝−Δ（ｎ−１）−Δ（ｎ）＝−（Ｐ２−Ｐ１）−（Ｐ３−Ｐ２）と変更する。

駆動方法決定手段１０３は、さらに異物１１３が付着したと判定した場合には、現在駆動手段に設定されている駆動方法１から、駆動方法２へ変更する。駆動方法２は、駆動方法１に比べて、弁体及び弁座を通過する液体の流速が大きくなるように駆動手段を駆動する。すなわち、例えば、図１１において、区間Ｄ２における弁体１０１１Ｂの駆動スピードを駆動方法１よりさらに遅くする。なお、さらに異物１１３が付着した場合には、式（６）’おけるＳ_１が大きくなる、すなわち、異物除去可能な流速ｖが小さくなるため、駆動方法決定手段１０３は、駆動方法を変更することなく、駆動方法１のまま維持してもよい。

そして、駆動方法２に変更後、時刻Ｔ（ｎ＋３）において、駆動方法決定手段１０３は、入力された弁体の位置情報Ｐ１とその直前に入力された弁体の位置情報Ｐ３との差分を算出し、Δ（ｎ＋３）≦Ｐ_ＴＨ２となるため、異物１１３が除去できたと判定する。なお、さらに付着した異物１１３のみが除去される場合を考慮して、さらに付着した異物１１３にみが除去されたか否かを判定する閾値Ｐ_ＴＨ３を設定してもよい。例えば、図１６における時刻Ｔ（ｎ）において、駆動方法決定手段１０３は、算出したΔ（ｎ）を用いてＰ_ＴＨ３＝−Δ（ｎ）と設定する。そして、駆動方法決定手段１０３は、時刻Ｔ（ｎ＋３）において、Ｐ_ＴＨ２＜Δ（ｎ＋３）≦Ｐ_ＴＨ３となった場合に、さらに付着した異物１１３のみが除去されたと判定し、駆動方法２から駆動方法１へ変更してもよいし、または駆動方法２を維持してもよい。

また、上記式（６）’において、右辺のμ、ρ、ｐ_０は、液体吐出装置１Ｂの設計値等で定まるパラメータであり、Ｓ_１、Ｓ_２、ｍ、Ｆ_Ｅは、付着する異物１１３固有のパラメータである。異物１１３固有のパラメータは、液体吐出装置１Ｂの設計段階で付着することが想定される異物１１３に基づき予め定めておいてもよい。従って、液体吐出装置１Ｂの設計値及び付着することが予想される異物１１３の大きさ等に基づき、（６）’式を用いて、液体吐出装置１Ｂのユーザは、異物除去可能な液体の流速ｖの予測値を算出し、算出した流速ｖとなる異物除去用の駆動方法を記録手段１０３２に予め登録してもよい。この場合、駆動方法決定手段１０３は、異物が付着したと判定した場合に、登録された異物除去用の駆動方法を記憶手段１０３２から読み出し、駆動方法を決定してもよい。

また、本実施形態の液体吐出装置１Ｂは、異物付着前後の弁体の位置情報に基づき、異物１１３の高さ（厚さ）を測定することができる。従って、液体吐出装置１Ｂのユーザは、異物１１３の高さごとに、除去可能な流速ｖを算出し、異物除去用の駆動方法を記憶手段１０３２に予め複数登録しておいてもよい。この場合、駆動方法決定手段１０３は、駆動状態検出手段１０２Ｂ及び１０２Ｃによって測定された異物１１３の高さに応じて、適当な駆動方法を読み出し、異物除去用の駆動方法を決定してもよい。

また、式（６）’右辺のＳ_１は、異物１１３の高さによって変化するパラメータである。従って、本実施形態の液体吐出装置１Ｂの駆動方法決定手段１０３は、例えば、図１０に示すように、異物１１３の幅ｗ（付着することが想定される異物１１３に基づく予測値とする）及び測定した異物１１３の高さを用いて、Ｓ_１及び式（６）’を満たす流速ｖを算出し、算出した流速となる異物除去用の駆動方法を決定することもできる。従って、このような場合においては、液体吐出装置１Ｂの駆動方法決定手段１０３は、式（６）’の右辺を予測したパラメータのみにより、流速ｖを算出し、異物除去用の駆動方法を決定する場合に比べ、実際に測定した異物１１３の高さを考慮して駆動方法を決定できるため、異物除去用の駆動方法をより適切に決定することができる。また、液体吐出装置１Ｂの駆動方法決定手段１０３は、上述のように、測定した異物１１３の高さに基づき、異物除去可能な流速ｖとなる駆動方法を算出した際、測定した異物１１３の高さごとに、異物除去用の駆動方法を記憶手段１０３２に格納してもよい。これにより、液体吐出装置１Ｂの駆動方法決定手段１０３は、異物１１３が付着したと判定するごとに、上記流速ｖ及び駆動方法を改めて算出、決定する必要なく、測定した異物１１３の高さに応じた駆動方法を記憶手段１０３２から読み出し、駆動方法を決定することが可能となる。

また、本実施形態の液体吐出装置１Ｂは図示しない制御手段を備え、該制御手段が液体吐出装置１Ｂの各手段の制御を行ってもよい。制御手段は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成してもよい。また、例えば、制御手段のＣＰＵは、ＲＯＭから読み込んだプログラムに基づいて、各手段の制御を行ってもよい。また、制御手段のＣＰＵは、コンピュータで読み取り可能なプログラムを記憶した記憶媒体から、図示しない読み込み装置等を用いて、プログラムを読み込んで、各手段の制御を実行してもよい。

従って、第２の実施形態によれば、液体吐出装置１Ｂは、液体の吐出に影響を与えることなく、付着した異物を除去することができる。より詳細には、液体吐出装置１Ｂは、弁体の位置情報に基づき異物が付着したか否かの判定を行い、判定結果に応じて弁体の駆動方法を変更することにより、液体の流速を大きくし、異物を除去するができる。従って、第２の実施形態の液体吐出装置１Ｂは、弁体及び弁座への異物付着による液体吐出への影響を低減することができる。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではない。本発明は、各実施形態の変形・置換・調整に基づいて実施できる。すなわち、本発明は、本明細書の全ての開示内容、技術的思想に従って実現できる各種変形、修正を含む。なお、各図面に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
液体を対象物へ吐出する液体吐出装置であって、
前記液体の流路を開閉する開閉手段と、
前記開閉手段の位置情報を検出する駆動状態検出手段と、
検出された前記位置情報に基づき、前記開閉手段に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように、前記開閉手段の駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように、前記開閉手段の駆動方法を決定する駆動方法決定手段と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。

（付記２）
前記開閉手段は、弁体及び弁座を含み、前記弁体と前記弁座との距離を変化させることによって前記流路を開閉し、
前記駆動方法決定手段は、
前記異物が付着していると判定した場合には、前記弁体及び前記弁座を通過する液体が、前記第２の流速となるように、前記弁体と前記弁座との距離を制御することを特徴とする付記１に記載の液体吐出装置。

（付記３）
前記開閉手段は、閉じられた前記流路を所定の時間で開き、
前記駆動方法決定手段は、
前記異物が付着していないと判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を第１の速度で前記流路を通過する液体が最大となる位置まで駆動し、
前記異物が付着していると判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を前記第１の速度よりも遅い第２の速度で前記弁座から所定の位置まで駆動し、前記所定の位置以降は前記弁体の速度を前記第１の速度よりも速い第３の速度で前記最大となる位置まで駆動することを特徴とする付記２記載の液体吐出装置。

（付記４）
前記駆動状態検出手段は、前記開閉手段の位置情報として、前記弁体の位置情報を検出することを特徴とする付記２または３に記載の液体吐出装置。

（付記５）
前記弁体の位置情報を格納する記憶手段をさらに備え、
前記駆動方法決定手段は、前記検出した弁体の位置情報と、前記記憶手段に格納される前記弁体の過去の位置情報との差分が、所定の閾値以上である場合に、前記開閉手段に前記異物が付着していると判定することを特徴とする付記４に記載の液体吐出装置。

（付記６）
前記駆動方法決定手段は、前記検出した弁体の位置情報が、所定の閾値以上である場合に、前記異物が付着していると判定することを特徴とする付記４に記載の液体吐出装置。

（付記７）
前記記憶手段は、
前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報ごとに前記第２の流速となる前記開閉手段の駆動方法を格納し、
前記駆動方法決定手段は、
前記駆動状態検出手段が検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に応じて、前記記憶手段から、対応する前記第２の流速となる開閉手段の駆動方法を選択することを特徴とする付記５に記載の液体吐出装置。

（付記８）
前記駆動方法決定手段は、
前記駆動状態検出手段が検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に基づき、前記第２の流速を算出し、前記第２の流速となる開閉手段の駆動方法を決定し、前記記憶手段に格納すること特徴とする付記７に記載の液体吐出装置。

（付記９）
前記駆動方法決定手段は、前記判定を複数回行い、
前記異物が付着していると所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していると判定し、
前記異物が付着していないと所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していないと判定することを特徴とする付記１乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

（付記１０）
前記駆動方法決定手段は、前記判定を複数回行い、
前記異物が付着していると所定の回数以上判定した場合に、前記異物が付着していると判定し、
前記異物が付着していないと所定の回数以上判定した場合に、前記異物が付着していないと判定することを特徴とする付記１乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

（付記１１）
液体を対象物へ吐出する液体吐出方法であって、
前記液体の流路を弁体と弁座との距離を変化させることによって開閉し、
前記弁体の位置情報を検出し、
検出した前記弁体の位置情報に基づき、前記弁体または前記弁座に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように前記開閉の駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように前記開閉の駆動方法を決定する、
ことを特徴とする液体吐出方法。

（付記１２）
前記異物が付着していると判定した場合には、前記弁体及び前記弁座を通過する液体が、前記第２の流速となるように、前記弁体と前記弁座との距離を制御することを特徴とする付記１１に記載の液体吐出方法。

（付記１３）
閉じられた前記流路を所定の時間で開き、
前記異物が付着していないと判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を第１の速度で前記流路を通過する液体が最大となる位置まで駆動し、
前記異物が付着していると判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を前記第１の速度よりも遅い第２の速度で、前記弁座から所定の位置まで駆動し、前記所定の位置以降は前記弁体の速度を前記第１の速度よりも速い第３の速度で、前記最大となる位置まで駆動することを特徴とする付記１２記載の液体吐出方法。

（付記１４）
前記弁体の位置情報を格納し、
前記検出した弁体の位置情報と、前記格納される前記弁体の過去の位置情報との差分が、所定の閾値以上である場合に、前記異物が付着していると判定することを特徴とする付記１１乃至１３のいずれか１項に記載の液体吐出方法。

（付記１５）
前記検出した弁体の位置情報が、所定の閾値以上である場合に、前記異物が付着していると判定することを特徴とする付記１１乃至１３のいずれか１項に記載の液体吐出方法。

（付記１６）
前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報ごとに前記第２の流速となる前記開閉の駆動方法を格納し、
前記検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に応じて、対応する前記第２の流速となる前記開閉の駆動方法を選択することを特徴とする付記１４に記載の液体吐出方法。

（付記１７）
前記検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に基づき、前記第２の流速を算出し、前記第２の流速となる前記開閉の駆動方法を決定し、格納することを特徴とする付記１６に記載の液体吐出方法。

（付記１８）
前記判定を複数回行い、
前記異物が付着していると所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していると判定し、
前記異物が付着していないと所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していないと判定することを特徴とする付記１１乃至１７のいずれか１項に記載の液体吐出方法。

（付記１９）
前記判定を複数回行い、
前記異物が付着していると所定の回数以上判定した場合に、前記異物が付着していると判定し、
前記異物が付着していないと所定の回数以上判定した場合に、前記異物が付着していないと判定することを特徴とする付記１１乃至１７のいずれか１項に記載の液体吐出方法。

（付記２０）
液体を対象物へ吐出する液体吐出装置のコンピュータに、
前記液体の流路を弁体と弁座との距離を変化させることによって開閉する開閉処理と、
前記弁体の位置情報を検出する駆動状態検出処理と、
検出した前記弁体の位置情報に基づき、前記弁体または前記弁座に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように前記開閉処理における駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように前記開閉処理における駆動方法を決定する駆動方法決定処理と、
を実行させることを特徴とする液体吐出装置のプログラム。

（付記２１）
前記駆動方法決定処理は、
前記異物が付着していると判定した場合には、前記弁体及び前記弁座を通過する液体が、前記第２の流速となるように、前記弁体と前記弁座との距離を制御することを特徴とする付記２０に記載の液体吐出装置のプログラム。

（付記２２）
前記開閉処理は、閉じられた前記流路を所定の時間で開き、
前記駆動方法決定処理は、
前記異物が付着していないと判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を第１の速度で、前記流路を通過する液体が最大となる位置まで駆動し、
前記異物が付着していると判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を前記第１の速度よりも遅い第２の速度で、前記弁座から所定の位置まで駆動し、前記所定の位置以降は前記弁体の速度を前記第１の速度よりも速い第３の速度で、前記最大となる位置まで駆動することを特徴とする付記２１記載の液体吐出装置のプログラム。

（付記２３）
前記弁体の位置情報を格納する記憶処理をさらに実行させ、
前記駆動方法決定処理は、前記検出した弁体の位置情報と、前記格納される前記弁体の過去の位置情報との差分が、所定の閾値以上である場合に、前記異物が付着していると判定することを特徴とする付記２０乃至２２のいずれか１項に記載の液体吐出装置のプログラム。

（付記２４）
前記駆動方法決定処理は、前記検出した弁体の位置情報が、所定の閾値以上である場合に、前記異物が付着していると判定することを特徴とする付記２０乃至２２のいずれか１項に記載の液体吐出装置のプログラム。

（付記２５）
前記記憶処理は、
前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報ごとに前記第２の流速となる前記開閉処理における駆動方法を格納し、
前記駆動方法決定処理は、
前記駆動状態検出処理において検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に応じて、対応する前記第２の流速となる開閉処理における駆動方法を選択することを特徴とする付記２３に記載の液体吐出装置のプログラム。

（付記２６）
前記駆動方法決定処理は、
前記駆動状態検出処理において検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に基づき、前記第２の流速を算出し、前記第２の流速となる開閉処理における駆動方法を決定し、格納することを特徴とする付記２５に記載の液体吐出装置のプログラム。

（付記２７）
前記駆動方法決定処理は、前記判定を複数回行い、
前記異物が付着していると所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していると判定し、
前記異物が付着していないと所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していないと判定することを特徴とする付記２０乃至２６のいずれか１項に記載の液体吐出装置のプログラム。

（付記２８）
前記駆動方法決定処理は、前記判定を複数回行い、
前記異物が付着していると所定の回数以上判定した場合に、前記異物が付着していると判定し、
前記異物が付着していないと所定の回数以上判定した場合に、前記異物が付着していないと判定することを特徴とする付記２０乃至２６のいずれか１項に記載の液体吐出装置のプログラム。

１ 液体吐出装置
１０１ 開閉手段
１０１１ 弁体
１０１２ 弁座
１０１３ 弁軸
１０２ 駆動状態検出手段
１０３ 駆動方法決定手段
１０３１ 入力手段
１０３２ 記憶手段
１０３３ 出力手段
１０３４ 判定手段
１０４ 液体貯蔵手段
１０５ 液体供給手段
１０６ 液体出力手段
１０７ 駆動手段
１０８、１０９、１１０、１１１、１１２ 流路
１１３ 異物
１１４ 液体の動圧によって働く力
１１５ 弁座方向に働く力
１１６ 摩擦力
１１７、１１８ 表面積

Claims (10)

1. 液体を対象物へ吐出する液体吐出装置であって、
   前記液体の流路を開閉する開閉手段と、
   前記開閉手段の位置情報を検出する駆動状態検出手段と、
   検出された前記位置情報に基づき、前記開閉手段に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように、前記開閉手段の駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように、前記開閉手段の駆動方法を決定する駆動方法決定手段と、
   を備えることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記開閉手段は、弁体及び弁座を含み、前記弁体と前記弁座との距離を変化させることによって前記流路を開閉し、
   前記駆動方法決定手段は、
   前記異物が付着していると判定した場合には、前記弁体及び前記弁座を通過する液体が、前記第２の流速となるように、前記弁体と前記弁座との距離を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記開閉手段は、閉じられた前記流路を所定の時間で開き、
   前記駆動方法決定手段は、
   前記異物が付着していないと判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を第１の速度で前記流路を通過する液体が最大となる位置まで駆動し、
   前記異物が付着していると判定した場合には、前記流路を開く際に、前記弁体を前記第１の速度よりも遅い第２の速度で前記弁座から所定の位置まで駆動し、前記所定の位置以降は前記弁体の速度を前記第１の速度よりも速い第３の速度で前記最大となる位置まで駆動することを特徴とする請求項２記載の液体吐出装置。
4. 前記駆動状態検出手段は、前記開閉手段の位置情報として、前記弁体の位置情報を検出することを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出装置。
5. 前記弁体の位置情報を格納する記憶手段をさらに備え、
   前記駆動方法決定手段は、前記検出した弁体の位置情報と、前記記憶手段に格納される前記弁体の過去の位置情報との差分が、所定の閾値以上である場合に、前記開閉手段に前記異物が付着していると判定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. 前記記憶手段は、
   前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報ごとに前記第２の流速となる前記開閉手段の駆動方法を格納し、
   前記駆動方法決定手段は、
   前記駆動状態検出手段が検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に応じて、前記記憶手段から、対応する前記第２の流速となる開閉手段の駆動方法を選択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. 前記駆動方法決定手段は、
   前記駆動状態検出手段が検出した前記液体の流路を閉じた際の前記弁体の位置情報に基づき、前記第２の流速を算出し、前記第２の流速となる開閉手段の駆動方法を決定し、前記記憶手段に格納すること特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
8. 前記駆動方法決定手段は、前記判定を複数回行い、
   前記異物が付着していると所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していると判定し、
   前記異物が付着していないと所定の回数以上、連続して判定した場合に、前記異物が付着していないと判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
9. 液体を対象物へ吐出する液体吐出方法であって、
   前記液体の流路を弁体と弁座との距離を変化させることによって開閉し、
   前記弁体の位置情報を検出し、
   検出した前記弁体の位置情報に基づき、前記弁体または前記弁座に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように前記開閉の駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように前記開閉の駆動方法を決定する、
   ことを特徴とする液体吐出方法。
10. 液体を対象物へ吐出する液体吐出装置のコンピュータに、
    前記液体の流路を弁体と弁座との距離を変化させることによって開閉する開閉処理と、
    前記弁体の位置情報を検出する駆動状態検出処理と、
    検出した前記弁体の位置情報に基づき、前記弁体または前記弁座に異物が付着しているか否かを判定し、前記異物が付着していないと判定した場合、前記液体の流速が第１の流速となるように前記開閉処理における駆動方法を決定し、前記異物が付着していると判定した場合、前記液体の流速が前記第１の流速よりも大きい第２の流速となるように前記開閉処理における駆動方法を決定する駆動方法決定処理と、
    を実行させることを特徴とする液体吐出装置のプログラム。

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