JP6950292B2 - 液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する装置に関する。

液体を吐出する装置として、例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、及びこれらの複合機等の画像形成装置が知られている。画像形成装置としては、液体吐出ヘッド（以下、単にヘッドともいう）を含む装置を用いて、被記録媒体（以下、「用紙」ともいうが材質を限定するものではない）を搬送しながら、液体としてのインク（記録液）を被記録媒体に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる）を行なう、インクジェット方式の画像形成装置が知られている。

また、このようなインクジェット方式の画像形成装置のヘッドからの滴吐出状態を検出するために、へッドから電極板に向けて液滴を吐出させ、電極板に液滴が着弾するときの電気的変化を測定することによって、吐出／不吐出を検知することが知られている。

このように電極板に液滴が着弾するときの電気的変化を測定することで滴吐出状態を検出する場合、電極板上に液滴を吐出する検知用吐出の滴長（液長）に対し、ヘッドと電極板との間隔を最適な値に設定しておくことで、測定精度が向上することが知られている。このため検知用吐出は、その滴長が一定になるように、専用波形を用いて行われることが知られている。

例えば、特許文献１には、電極板に固着インクなどが付着して検知能力が低下した場合に、電極板の高さを調整することで、付着物の付着状況によらず検査精度を維持することができるノズル検査装置が開示されている。

しかしながら、これまでの滴吐出状態の検出においては、滴吐出状態の検出に専用波形を用いているため、実際の印字時の駆動波形（印字波形ともいう）とは異なる吐出をしていることになり、検出結果と、実際の印字時の吐出結果に不一致が生じることがあった。

また、印字波形は、画像形成装置の印字モード（例えば、生産性を優先するモード（高速モードや、画質を優先するモード、等）や用紙の種類によって複数の印字波形が存在し、印字波形の滴長が異なるため、ヘッドと電極板との間隔を最適な値に設定することは困難であるという問題があった。

そこで本発明は、ヘッドと電極板との間隔を簡易に調整可能として、精度よく滴吐出状態を検知することができる液体を吐出する装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドから吐出された前記液体を受け、前記液体による電気的変化を検知する電極部材と、を有し、前記液体吐出ヘッドと前記電極部材の何れか一方または両方が前記液体の吐出方向と交差する方向に移動することで、前記液体吐出ヘッドと前記電極部材との前記液体の吐出方向における間隔が変化し、前記液体吐出ヘッドは、駆動波形が与えられることにより前記液体を吐出し、前記電気的変化を検出するときに用いる前記駆動波形は、記録媒体に対して画像形成を行うときに用いる前記駆動波形と同じであり、前記駆動波形は複数種類あり、前記駆動波形の種類に応じて、前記液体吐出ヘッドと前記電極部材との前記間隔を変化させるものである。

本発明によれば、精度よく滴吐出状態を検知することができる。

液体を吐出する装置の一実施形態である画像形成装置の機構部の平面説明図である。 画像形成装置の要部側面説明図である。 画像形成装置の液体吐出ユニットの平面説明図である。 画像形成装置の制御部のブロック説明図である。 吐出検知装置の説明図である。 ヘッドと電極板とのギャップ調整制御のフローチャートである。 紙種および印字モードに応じた印字波形、滴長、ヘッド電極板ギャップの一例を示す説明図である。 吐出検知制御のフローチャートである。 ギャップ調整機構の第１の構成例の説明図（１）である。 ギャップ調整機構の第１の構成例の説明図（２）である。 ギャップ調整機構の第２の構成例の説明図（１）である。 ギャップ調整機構の第２の構成例の説明図（２）である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１２に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る液体を吐出する装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッド（液体吐出ヘッド４１）と、液体吐出ヘッドから吐出された液体を受け、液体による電気的変化を検知する電極部材（電極板１０１）と、を有し、液体吐出ヘッドと電極部材の何れか一方または両方が液体の吐出方向と交差する方向に移動することで、液体吐出ヘッドと電極部材との液体の吐出方向における間隔が変化するものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

本発明に係る液体を吐出する装置の一実施形態であるインクジェット方式の画像形成装置について図１〜図３を参照して説明する。図１は画像形成装置の機構部の平面説明図、図２は画像形成装置の要部側面説明図、図３は画像形成装置の液体吐出ユニットの平面説明図である。なお、図３はヘッドを上方から透過した状態で示している。

この画像形成装置は、シリアル型装置であり、主ガイド部材１などのガイド機構でキャリッジ３を主走査方向に移動可能に保持している。キャリッジ３は、主走査移動機構を構成する、主走査モータ５によって駆動プーリ６と従動プーリ７間に架け渡したタイミングベルト８を介して主走査方向（キャリッジ移動方向）に往復移動される。

キャリッジ３には、２つの液体吐出ユニット４０Ａ，４０Ｂ（区別しないときは、「液体吐出ユニット４０」という。）を搭載している。液体吐出ユニット４０は、液体吐出手段としての液体吐出ヘッド４１と、液体吐出ヘッド４１に液体を供給するヘッドタンク４２とを一体化して構成している。

液体吐出ヘッド４１は、図３に示すように、それぞれ複数のノズル４１ｎを配列した２つのノズル列Ｎａ，Ｎｂを有している。液体吐出ユニット４０Ａのヘッド４１の一方のノズル列Ｎａはブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列Ｎｂはシアン（Ｃ）の液滴を、それぞれ吐出する。また、液体吐出ユニット４０Ｂのヘッド４１の一方のノズル列Ｎａはマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列Ｎｂはイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

なお、液体吐出手段としては、１つの液体吐出ヘッドのノズル面４１ａに複数のノズルを並べた各色の液滴を吐出する複数のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。

ヘッドタンク４２は、それぞれ各ヘッド４１の２つのノズル列Ｎａ，Ｎｂに対応して、各色の液体を収容する２つのタンク部を対にした複数のタンク部を備える構成である。

そして、装置本体側には、各色の液体を収容したメインタンク（液体カートリッジ）５０（５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋ）が交換可能に装着されるカートリッジホルダ５１が配置されている。

このカートリッジホルダ５１には送液ポンプ部５２が設けられ、メインタンク５０から送液ポンプ部５２によって各色の供給チューブ（液体供給経路ともいう。）５６を介して各ヘッドタンク４２のタンク部に各色の液体が供給される。

一方、用紙Ｐを搬送するために、用紙Ｐを吸着して液体吐出ユニット４０のヘッド４１に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１２を備えている。

搬送ベルト１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１３とテンションローラ１４との間に掛け渡されている。

搬送ベルト１２は、副走査モータ１６によってタイミングベルト１７及びタイミングプーリ１８を介して搬送ローラ１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。この搬送ベルト１２は、周回移動しながら帯電ローラによって帯電（電荷付与）され、あるいは、吸引手段によって用紙Ｐの吸引を行う。

さらに、キャリッジ３の主走査方向の一方側には搬送ベルト１２の側方にヘッド４１の維持回復を行う回復手段の１つである維持回復機構２０が配置されている。キャリッジ３の主走査方向の他方側には搬送ベルト１２の側方にヘッド４１から予備吐出（空吐出）される液体を受ける空吐出受け８１がそれぞれ配置されている。なお、ヘッドの状態を維持、回復するための吐出を予備吐出といい、装置本来の目的を達するための吐出を本吐出という。

維持回復機構２０は、例えばヘッド４１のノズル面４１ａをキャッピングする吸引キャップ２１、保湿キャップ２２、ノズル面４１ａを払拭するワイパ部材２３、予備される液体を受ける空吐出受け２４などで構成されている。

また、搬送ベルト１２と維持回復機構２０との間の記録領域外であって、ヘッド４１に対向可能な領域には、ヘッド４１の吐出状態を検知する吐出検知装置を構成する吐出検知ユニット１００が配置されている。

また、キャリッジ３の主走査方向に沿って両側板間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール１２３を張り渡し、キャリッジ３にはエンコーダスケール１２３のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１２４を設けている。これらのエンコーダスケール１２３とエンコーダセンサ１２４によってキャリッジ３の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）を構成している。

また、搬送ローラ１３の軸にはコードホイール１２５を取り付け、このコードホイール１２５に形成したパターンを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１２６を設けている。これらのコードホイール１２５とエンコーダセンサ１２６によって搬送ベルト１２の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ（副走査エンコーダ）を構成している。

このように構成した装置においては、用紙Ｐが搬送ベルト１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト１２の周回移動によって副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じてヘッド４１を駆動することにより、停止している用紙Ｐに液体を吐出して１行分を記録する。そして、用紙Ｐを所定量搬送後、次の行の記録を行う。

記録終了信号又は用紙Ｐの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、印字動作を終了して、用紙Ｐを図示しない排紙トレイに排紙する。

次に、画像形成装置の制御部の概要について図４を参照して説明する。図４は画像形成装置の制御部のブロック説明図である。

この制御部５００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行する本発明に係るプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３とを含む主制御部５００Ａを備えている。

また、制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。

また、制御部５００は、ヘッド４１を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、ヘッド４１を駆動するためのキャリッジ３側に設けたヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９とを備えている。

また、制御部５００は、キャリッジ３を移動走査する主走査モータ５、搬送ベルト１２を周回移動させる副走査モータ１６、維持回復機構２０の維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０を備えている。維持回復モータ５５６は、維持回復機構２０のキャップ２１、２２やワイパ部材２３を昇降（進退）させる移動機構（昇降機構）２９及び吸引ポンプ２７の駆動などを行なう。

また、制御部５００は、主走査エンコーダおよび副走査エンコーダからの検出信号を入力して解析するエンコーダ解析部５１１を備えている。

また、制御部５００は、送液ポンプ５４を駆動する供給系駆動部５１２を備えている。また、制御部５００は、吐出検知ユニット１００による吐出検知を行う吐出検知部５１５を備えている。

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

また、制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を有し、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、画像読み取り装置などのホスト６００のプリンタドライバ６０１側から所定のデータ等の送受信を行う。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する。

この印刷制御部５０８は、ＲＯＭ５０２に格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含む。そして、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ５０９に対して出力する。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力されるヘッド４１の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択してヘッド４１の圧力発生手段に対して与え、ヘッド４１を駆動する。このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

Ｉ／Ｏ部５１３は、温度センサ５７２、その他装置に装着されている各種のセンサ群５７０からの情報を取得し、装置の制御に必要な情報を抽出し、各種の制御に使用する。

また、制御部５００は、ヘッドと電極板との間隔（以下、ヘッド電極板ギャップともいう）の調整を行う調整手段として、ギャップ調整機構５２０を制御するギャップ制御部５１６を備えている。ギャップ調整機構５２０の詳細は後述するが、ヘッド４１の主走査位置を制御する主走査モータ５や主走査エンコーダがギャップ調整機構５２０として機能する。

（吐出検知装置）
次に、液体を吐出する装置における吐出検知装置２００について説明する。図５に示す吐出検知装置２００は、吐出検知ユニット１００、吐出検知部５１５、および主制御部５００Ａにより構成され、ヘッド４１のノズル４１ｎからの液体の吐出の有無などを検知する。

図５は、吐出検知装置２００の説明図である。吐出検知ユニット１００は、ヘッド４１から吐出された液体を受ける受け面１０２を備える電極部材としての電極板１０１を有している。ここでは、電極板１０１の表面を受け面１０２としている。また、受け面１０２は撥水性処理を施している。

電極板１０１はホルダ部材１０３上に配置されている。ホルダ部材１０３は、例えばプラスチック等の絶縁材料で形成された絶縁部材である。

電極板１０１は、導電性の金属板で、例えば、ＳＵＳ３０４、銅合金にＮｉメッキを施したもの、あるいは、Ｐｄメッキを施したものなどで形成している。

この電極板１０１はリード線１０４を介して吐出検知部５１５に接続される。

次に、吐出検知部５１５は、電極板１０１に高電圧ＶＥ（例えば７５０Ｖ）を加える高電圧電源７０１を備えている。この高電圧電源７０１は、主制御部５００Ａによってオン／オフ制御される。

また、電極板１０１の受け面１０２に吐出された液体が付着したときの電極板１０１の電気的変化に伴う信号を入力するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７０２と、信号を増幅する増幅器（ＡＭＰ）７０３と、増幅信号をＡ／Ｄ変換するＡＤ変換器（ＡＤＣ）７０４とを備えている。このＡＤＣ７０４の変換結果を主制御部５００Ａに入力する。

主制御部５００Ａは、吐出検知動作を行うときには、ヘッド４１のノズル面４１ａと受け面１０２とを対向させ、電極板１０１に高電圧ＶＥを付与し、ノズル面４１ａと電極板１０１との間に電位差を与える。このとき、ヘッド４１のノズル面４１ａはマイナスに帯電し、電極板１０１はプラスに帯電される。

この状態で、ヘッド４１から１ノズルずつ検知用の液体を１滴又は複数滴を吐出させる。

このとき、吐出される液滴はマイナスに帯電されたヘッド４１のノズル面４１ａから吐出されるので、液体もマイナスに帯電されている。このマイナスに帯電された液体が受け面１０２に付着して、プラスに帯電された電極板１０１に近づくと、電極板１０１に加えている高電圧ＶＥの電圧が微小に変動する。

そこで、バンドパスフィルタ７０２にてこの変動分（ＡＣ成分）を抽出し、増幅回路７０３で増幅して、ＡＤＣ７０４でＡ／Ｄ変換して測定結果（検出結果）として主制御部５００Ａに入力する。

そこで、主制御部５００Ａでは、測定結果（変動分）が予め設定した閾値を越えているか否かを判別して、測定結果が閾値を越えているときには、吐出している（吐出有、正常吐出）と判別し、閾値を越えていないときには不吐出（吐出無）と判別する。

ここで、１ノズルずつ吐出させた場合、１ノズルの吐出／不吐出の判別には、０．５〜１０ｍｓｅｃ程度の時間を要する。そこで、２ノズルに対して同時に吐出させる波形を与えて、検知出力を２つの閾値と比較して、２ノズルとも吐出されている場合、１ノズルが未吐出である場合、いずれも不吐出である場合を判別することもできる。

すべてのノズルについての吐出／不吐出の判別が終了した後、電極板１０１に加えている高電圧ＶＥはオフ状態にされる。

このようにして、受け面に液体が付着したときの電極部材の電気的変化を検出して吐出の有無、状態を検知することができる。

この吐出検知装置２００は、図５に示した構成に加え、図４に示したギャップ制御部５１６およびギャップ調整機構５２０を有して構成される。以下、吐出検知装置２００によるギャップ調整制御および吐出検知制御について説明する。

図６は、吐出検知装置２００におけるヘッドと電極板とのギャップ調整制御のフローチャートである。吐出検知装置２００におけるギャップ調整制御は、ユーザが操作パネル５１４等の操作により用紙設定を変更した場合に実行される。用紙設定時に実行しておくことで、吐出検知によるダウンタイムを低減することができる。例えば、用紙Ｐとしてロール紙（連続紙）を用いる画像形成装置では、ロールフォーミング動作の一環として紙種設定を行うため、その際に、ギャップ調整制御も実行しておくことで、ダウンタイムを低減することができる。

先ず、ユーザにより紙種設定が変更されると（Ｓ１０１）、ギャップ制御部５１６は、設定された紙種では印字モードに応じて印字波形を使い分けているか否か、すなわち、印字モードに応じて複数の印字波形を有するかを判断する（Ｓ１０２）。

ここで、印字モードによる印字波形の使い分けについて説明する。インクジェット方式の画像形成装置は、一般に、スキャン数を少なくして、生産性を優先するモード（生産性優先モード）と、スキャン数を多くして画質を優先するモード（画質優先モード）を有している。生産性優先モードでは、１回のスキャンで紙面をインクで埋める領域を大きくする必要があるため滴量が多くなる印字波形が用いられ、一方、画質優先モードでは、１回のスキャンで紙面をインクで埋める領域を小さくする必要があるため滴量の少なくなる印字波形が用いられる。また、滴量が多い印字波形の場合、滴の滴長は長くなり、滴量が少ない印字波形の場合は、滴の滴長が短くなる。

一方で、紙種によっては、印字波形は同一とし、スキャン数等の調整によって、生産性優先モードと画質優先モードの双方に対応可能なものも存在する。このため、このような紙種では、印字モードによる印字波形の使い分けはなされない。

図７は、紙種および印字モードに応じた印字波形、滴長、ヘッド電極板ギャップの一例を示す説明図である。

図７に示す例では、コート紙の場合は、生産性優先モードでの印字波形（印字波形Ｂ）と、画質優先モードでの印字波形（印字波形Ｃ）とは相違するが、普通紙の場合は、生産性優先モードでの印字波形と、画質優先モードでの印字波形が同じ印字波形（印字波形Ａ）となっている。

次いで、滴長とヘッド電極板ギャップとの関係について説明する。図７に示すように、滴長が短い場合はヘッド電極板ギャップは小さく、滴長が長い場合はヘッド電極板ギャップは大きく設定される。

吐出検知装置２００では、上述のように、電極板１０１にプラスの電荷を印加すると、ヘッド４１側でマイナスの電荷が誘起されて、ノズル面４１ａにマイナスの電荷が集積する。このマイナスの電荷を引き付ける力の大きさは、ヘッド電極板ギャップに依存し、ギャップが小さいほど強く、ギャップが大きいほど弱くなる。ここで、ヘッド４１から吐出っされる液滴は、ヘッド４１と繋がっている間は、ヘッド４１の一部とみなせるため、液滴の先端と電極板１０１との間隔（距離）が、電荷を引き付ける力を決めるギャップとみなせる。よって、吐出する液滴の滴長が短い印字波形については、ヘッド電極板ギャップを小さくし、吐出する液滴の滴長が短い印字波形については、ヘッド電極板ギャップは大きくすることで、ヘッド電極板ギャップを同等とすることができる。

なお、図７では、２つの紙種と２つの印字モードについての設定例を示したが、紙種数、印字モード数はこれに限られるものではないのは勿論である。また、例えば、１の紙種について印字モードが３以上ある場合に、印字波形を使い分ける印字モードと使い分けない印字モードとの双方を含むものであってもよいのは勿論である。

図６のフローチャートの説明に戻り、Ｓ１０２では、設定された紙種に印字モードによる印字波形の使い分けがあるかどうかを判断し、使い分けがない紙種の場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、例えば、図７の例の普通紙である場合は、当該紙種（普通紙）で使用する印字波形（印字波形Ａ）が選択される（Ｓ１０３）。

一方、印字波形の使い分けがある紙種の場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、例えば、図７の例のコート紙である場合は、当該紙種（コート紙）で使用する印字波形のうち、予め決められた印字モード（デフォルト印字モード）の印字波形を選択する（Ｓ１０４）。ここで、デフォルト印字モードとは、ユーザが印字モードを指定せずにジョブを送信した場合に、選択されるモードをいい、紙種ごとに予め設定されている。コート紙では、画質優先モードがデフォルト印字モードとして設定されており、該当する印字波形Ｃが選択される。

これは、実際に印字の際に選択される印字モードは、ジョブを受信するまでは未知であるため、便宜的にいずれかの印字モードの印字波形を設定して、これに応じたギャップ調整をしておくものである。よって、該当する紙種から任意に選択された１の印字モードに対応する印字波形を選択しておくものであればよい。

Ｓ１０３およびＳ１０４のいずれかのステップにより印字波形が選択されると、ギャップ制御部５１６は、ギャップ調整機構５２０を制御して、選択された印字波形に対応するヘッド電極板ギャップとなるようにヘッド電極板ギャップを調整する（Ｓ１０５）。ヘッド電極板ギャップの調整後は、次回のヘッド電極板ギャップ変更まで待機状態となる（Ｓ１０６）。

次いで、吐出検知装置２００の吐出検知制御について説明する。図８は、吐出検知装置２００による吐出検知制御のフローチャートである。吐出検知装置２００が吐出検知を実行するタイミングは、一般に以下の２つの場合である。１つは、実際の印字の直前である。この場合、画像形成装置にジョブが送信され、画像形成装置で当該ジョブについての印字動作が実行される直前に吐出検知が実行される。もう１つは、予備吐出、クリーニング動作などのメンテナンス動作の直後である。この場合、所定のメンテナンス動作の完了後に吐出検知が実行される。なお、吐出検知制御を上記２つのタイミング以外の任意のタイミングで実行してもよいのは勿論である。

吐出検知制御では、先ず、吐出検知要求があると（Ｓ２０１）、ギャップ制御部５１６は、印字動作の開始前であるか否かを判断する（Ｓ２０２）。印字動作の直前でない場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、すなわち、メンテンナンス動作後の吐出検知の場合には、図６のギャップ調整制御にて調整されたヘッド電極板ギャップの状態でそのまま吐出検知を実行する（Ｓ２０７）。

一方、印字動作の開始前である場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、印字を実行する当該ジョブに含まれる印字モードの情報を参照し（Ｓ２０３）、この印字モードに該当する印字波形を選択する（Ｓ２０４）。

次いで、Ｓ２０４で選択された印字波形に対応するヘッド電極板ギャップが、図６のギャップ調整制御で調整されたヘッド電極板ギャップと一致しているか、すなわち、ヘッド電極板ギャップの再調整が必要かどうかを判断する（Ｓ２０５）。再調整が必要ない場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）は、図６のギャップ調整制御にて調整されたヘッド電極板ギャップの状態でそのまま吐出検知を実行する（Ｓ２０７）。

一方、再調整が必要な場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）は、ギャップ制御部５１６はギャップ調整機構５２０を制御して、受信したジョブの印字モードに応じたヘッド電極板ギャップに調整した後（Ｓ２０６）、吐出検知を実行する（Ｓ２０７）。

例えば、コート紙については、図６のギャップ調整制御において、デフォルト印字モードである画質優先モードに対応する印字波形Ｃに対応するヘッド電極板ギャップ（小）に調整される。そして、印字を実行するジョブの印字モードが画質優先モードであれば、ギャップの再調整は不要だが、生産性優先モードである場合、生産性優先モードの印字波形Ｂに対応するヘッド電極板ギャップ（大）へ調整がされる。

（ギャップ調整機構（１））
次いで、ギャップ調整機構５２０について説明する。図９は、ギャップ調整機構５２０の第１の構成例についての説明図である。このギャップ調整機構５２０は、ヘッド４１の主走査位置を制御する主走査モータ５および主走査エンコーダと、主走査方向に傾斜を有した状態で配置された吐出検知ユニット１００の電極板１０１と、で構成される。

図９（ａ）に示す主走査位置にヘッド４１が位置する場合、ヘッド４１のノズル面４１ａと電極板１０１の受け面１０２との間のヘッド電極間ギャップは、Ｇ１で示される。

一方、ヘッド４１の主走査位置が図９（ｂ）に示す位置である場合、ノズル面４１ａと受け面１０２との間のヘッド電極間ギャップＧ２は、電極板１０１の傾斜により、図９（ａ）に示す場合よりも大きくなる（Ｇ２＞Ｇ１）。

また、ヘッド４１の主走査位置が図９（ｃ）に示す位置である場合、ノズル面４１ａと受け面１０２との間のヘッド電極間ギャップＧ３は、電極板１０１の傾斜により、図９（ａ）に示す状態よりも小さくなる（Ｇ３＜Ｇ１）。

すなわち、ヘッド電極間ギャップは、Ｇ２＞Ｇ１＞Ｇ３となり、ヘッド４１の電極板１０１に対する主走査位置を変更することで、ギャップを調整することができる。例えば、図７の例において、図９（ａ）のギャップＧ１を滴長「中」の場合のギャップ「中」、図９（ｂ）のギャップＧ２を滴長「長」の場合のギャップ「大」、図９（ｃ）のギャップＧ３を滴長「短」の場合のギャップ「小」と設定することができる。

このように、電極板１０１を傾斜配置するとともに、使用する印字波形の滴長に応じて、キャリッジ３の停止位置（すなわち、吐出検知位置）を設定することで、簡易な構成により、ヘッド電極板ギャップを調整することが可能となる。

このギャップ調整機構５２０の第１の構成例において、キャリッジ３に２列のノズル列Ｎａ，Ｎｂを有するヘッド４１を５つ（ヘッド４１Ａ〜Ｅ）備える場合（２ノズル列×５ヘッド）の吐出検知について図１０を参照して説明する。

検知位置を矢印で示す位置とした場合、ヘッド４１のすべてのノズル列についての吐出検知を行うために、以下のように、キャリッジ３を移動しつつ吐出検知を行うこととなる。
（１）ヘッド４１Ａのノズル列Ｎａが検知位置となるようにキャリッジ３を移動し、この位置において、ヘッド４１Ａのノズル列Ｎａのすべてのチャネルを順に検知する。
（２）次いで、ヘッド４１Ａのノズル列Ｎｂが検知位置となるようにキャリッジ３を移動し、この位置において、ヘッド４１Ａのノズル列Ｎｂのすべてのチャネルを順に検知する。
（３）次いで、ヘッド４１Ｂのノズル列Ｎａが検知位置となるようにキャリッジ３を移動し、この位置において、ヘッド４１Ｂのノズル列Ｎａのすべてのチャネルを順に検知する。
（４）次いで、ヘッド４１Ｂのノズル列Ｎｂが検知位置となるようにキャリッジ３を移動し、この位置において、ヘッド４１Ｂのノズル列Ｎｂのすべてのチャネルを順に検知する。
（５）以下、ヘッド４１Ｃ〜Ｅについて同様。

（ギャップ調整機構（２））
図１１および図１２は、ギャップ調整機構５２０の第２の構成例を示す説明図である。このギャップ調整機構５２０は、ヘッド４１の主走査位置を制御する主走査モータ５および主走査エンコーダと、主走査方向に印字波形数分の段差を有する吐出検知ユニット１００の電極板１０１と、で構成される。

図１１（ａ）に示す主走査位置にヘッド４１が位置する場合、ヘッド４１のノズル面４１ａと電極板１０１の受け面１０２との間のヘッド電極間ギャップは、Ｇ１で示される。

一方、ヘッド４１の主走査位置が図１１（ｂ）に示す位置である場合、ノズル面４１ａと受け面１０２との間のヘッド電極間ギャップＧ２は、電極板１０１の段差により、図１１（ａ）に示す場合よりも大きくなる（Ｇ２＞Ｇ１）。

また、ヘッド４１の主走査位置が図１１（ｃ）に示す位置である場合、ノズル面４１ａと受け面１０２との間のヘッド電極間ギャップＧ３は、電極板１０１の段差により、図１１（ａ）に示す状態よりも小さくなる（Ｇ３＜Ｇ１）。

すなわち、ヘッド電極間ギャップは、Ｇ２＞Ｇ１＞Ｇ３となり、ヘッド４１の電極板１０１に対する主走査位置を変更することで、ギャップを調整することができる。

このギャップ調整機構５２０の第２の構成例において、キャリッジ３に２列のノズル列Ｎａ，Ｎｂを有するヘッド４１を５つ（ヘッド４１Ａ〜Ｅ）備える場合（２ノズル列×５ヘッド）の吐出検知について図１２を参照して説明する。

ここでは、電極板１０１が３段の階段状に配置され、２段目の受け面１０２が検知位置である場合について説明する。図１２に示すように、ヘッド全体の主走査方向での吐出幅は、検知位置よりも大きい（ヘッド全体の吐出幅＞電極板の検知位置の幅）ため、ヘッド４１のすべてのノズル列についての吐出検知を行うためにキャリッジ３を移動しつつ吐出検知を行うこととなる。

すなわち、以下のような処理フローとなる。
（１）ヘッド４１Ａが検知位置に含まれるようにキャリッジ３を移動し、この位置において、ヘッド４１Ａのノズル列Ｎａのすべてのチャネルを順に検知する。
（２）その位置のまま、ヘッド４１Ａのノズル列Ｎｂのすべてのチャネルを順に検知する。
（３）次いで、ヘッド４１Ｂが検知位置に含まれるようにキャリッジ３を移動し、この位置において、ヘッド４１Ｂのノズル列Ｎａのすべてのチャネルを順に検知する。
（４）その位置のまま、ヘッド４１Ｂのノズル列Ｎｂのすべてのチャネルを順に検知する。
（５）以下、ヘッド４１Ｃ〜Ｅについて同様。

ここで、電極板１０１の検知位置の幅、つまり、階段形状の電極板１０１の一段の幅を、ヘッドの少なくとも２列のノズル列の間隔よりも大きくしておくことで、キャリッジ３の移動回数を少なくすることができる。さらに、階段形状の電極板１０１の一段の幅を、ヘッド全体の吐出幅をよりも大きくする（ヘッド全体の吐出幅＜電極板の検知位置の幅）ことで、キャリッジ３を移動させることなくすべてのノズルについての吐出検知が可能となるため、吐出検知制御の効率化を図ることが可能となる。

このように、電極板１０１を印字波形（滴長）の種類と同数の階段状形状の電極板１０１とするとともに、使用する印字波形の滴長に応じて、キャリッジ３の停止位置（すなわち、吐出検知位置）を設定することで、簡易な構成により、ヘッド電極板ギャップを調整することが可能となる。また、図９の例に比べて、キャリッジ３の停止位置の自由度が大きいため、キャリッジ３の停止位置誤差の影響をなくすことができる。

以上説明したように本実施形態に係る液体を吐出する装置は、印字に実際に使用する駆動波形を用いて吐出検知を行うとともに、使用する駆動波形の種類に合わせて最適なヘッド電極板ギャップに調整することで、吐出検知結果と実際の印字時の吐出結果の不一致をなくして、精度よく滴吐出状態を検知することが可能となる。

なお、上述したギャップ調整機構５２０の第１および第２の構成例においては、電極板１０１は、主走査方向に傾斜、または段差を有するように配置され、ヘッド４１が主走査位置を変更しつつ液体を吐出する例について説明したが、ギャップ調整制御におけるヘッド４１の移動方向は、これに限られるものではなく、液体の吐出方向と交差する方向に移動するものであればよい。このとき、電極板１０１は、ヘッド４１の移動方向に応じて、ノズル面に対して傾斜を有し、または、ノズル面に平行な角度から見て階段状に、配置されるものであればよく、傾斜方向、または段差を有する方向は上記の例に限定されるものではない。

また、上述したギャップ調整機構５２０の第１および第２の構成例においては、電極板１０１が固設され、ヘッド４１を移動させることでヘッド電極板ギャップを調整する例を説明したが、電極板１０１を液体の吐出方向と交差する方向に移動させる電極板変位手段を有し、ギャップ調整制御において、ヘッド４１を移動させず、電極板１０１を液体の吐出方向と交差する方向に移動させることで、ヘッド電極板ギャップを調整するものとしてもよい。また、ヘッド４１および電極板１０１の両方を液体の吐出方向と交差する方向に移動させつつ、ヘッド電極板ギャップを調整するものとしてもよい。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、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、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、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。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、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、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。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ 主ガイド部材
３ キャリッジ
５ 主走査モータ
６ 駆動プーリ
７ 従動プーリ
８ タイミングベルト
１２ 搬送ベルト
１３ 搬送ローラ
１４ テンションローラ
１６ 副走査モータ
１７ タイミングベルト
１８ タイミングプーリ
２０ 維持回復機構
２１ 吸引キャップ
２２ 保湿キャップ
２３ ワイパ部材
２４ 空吐出受け
２７ 吸引ポンプ
２９ 移動機構（昇降機構）
４０ 液体吐出ユニット
４１ａ ノズル面
４１ｎ ノズル
４１ 液体吐出ヘッド
４２ ヘッドタンク
５１ カートリッジホルダ
５２ 送液ポンプ部
５０ メインタンク
５６ 供給チューブ
８１ 空吐出受け
１００ 吐出検知ユニット
１０２ 受け面
１０１ 電極板
１０３ ホルダ部材
１０４ リード線
１２３ エンコーダスケール
１２４ エンコーダセンサ
１２５ コードホイール
１２６ エンコーダセンサ
２００ 吐出検知装置
５００ 制御部
５００Ａ 主制御部
５０１ ＣＰＵ
５０２ ＲＯＭ
５０３ ＲＡＭ
５０４ 不揮発性メモリ
５０５ ＡＳＩＣ
５０６ Ｉ／Ｆ
５０８ 印刷制御部
５０９ ヘッドドライバ（ドライバＩＣ）
５１０ モータ駆動部
５１１ エンコーダ解析部
５１２ 供給系駆動部
５１３ Ｉ／Ｏ部
５１４ 操作パネル
５１５ 吐出検知部
５１６ ギャップ制御部
５２０ ギャップ調整機構
５５６ 維持回復モータ
５７０ センサ群
５７２ 温度センサ
６００ ホスト
６０１ プリンタドライバ
７０１ 高電圧電源
７０２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
７０３ 増幅器（ＡＭＰ）
７０４ ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
Ｐ 用紙

特開２００９−１９６２９１号公報

Claims (5)

1. 液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドから吐出された前記液体を受け、前記液体による電気的変化を検知する電極部材と、を有し、
   前記液体吐出ヘッドと前記電極部材の何れか一方または両方が前記液体の吐出方向と交差する方向に移動することで、前記液体吐出ヘッドと前記電極部材との前記液体の吐出方向における間隔が変化し、
   前記液体吐出ヘッドは、駆動波形が与えられることにより前記液体を吐出し、
   前記電気的変化を検出するときに用いる前記駆動波形は、記録媒体に対して画像形成を行うときに用いる前記駆動波形と同じであり、
   前記駆動波形は複数種類あり、
   前記駆動波形の種類に応じて、前記液体吐出ヘッドと前記電極部材との前記間隔を変化させることを特徴とする液体を吐出する装置。
2. 前記電極部材は、前記液体吐出ヘッドのノズル面に対して傾斜を有して配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
3. 前記電極部材は、前記液体吐出ヘッドのノズル面に平行な角度から見て階段状であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体を吐出する装置。
4. 前記液体吐出ヘッドは少なくとも２列のノズル列を有し、
   前記階段状の前記電極部材の一段の幅は、複数の前記ノズル列の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の液体を吐出する装置。
5. 紙種設定が変更された際に前記間隔を調整することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の液体を吐出する装置。

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