JP7354535B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

液体吐出装置として、検出用電極に向けてノズルから液体を吐出させ、検出用電極に生じる電気的な変化に基づいて、ノズルの吐出状態を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－５８４４８号公報

ここで、ノズルから吐出される液体により検出用電極に生じる電気的な変化は、通常、微弱である。このため、液体吐出装置の電源ケーブル等から発生する電磁ノイズが検出用電極に乗ると、ノズルの吐出状態の判定精度が大きく低下する問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、ノズルの吐出状態の判定精度を向上させることが可能な液体吐出装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の液体吐出装置は、液体を吐出するノズルを有するヘッドと、前記ノズルと間隔をあけて対向可能な検出用電極と、前記ノズルから吐出される液体によって前記検出用電極に生じる電気的な変化に基づいて、前記ノズルの吐出状態を判定する判定回路と、前記検出用電極を挟んで前記検出用電極と対向する前記ヘッドとは反対側に位置する、グランドに接続された導電性を有するシールドと、を備えたことを特徴とする。

本発明によると、検出用電極を挟んで検出用電極と対向するヘッドとは反対側に位置するシールドにより、ノイズが検出用電極に乗ることを抑制することができる。その結果、ノズルの吐出状態の判定精度を向上させることができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 インクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。 ノズル検査装置について説明する図である。 （ａ）はインクジェットプリンタの処理動作について説明するフローチャートであり、（ｂ）は吐出状態判定処理について説明するフローチャートである。 吐出状態判定処理について説明する図であり、（ａ）は検査対象のノズルからインクが吐出されているときの検出用電極から出力される電圧信号を示す図であり、（ｂ）は検査対象のノズルからインクが吐出されていないときの検出用電極から出力される電圧信号を示す図である。 （ａ）は、第１変形例に係る、検出ユニット及びフラッシング受け部について説明する図であり、（ｂ）は、第２変形例に係る、検出ユニット及びキャップユニットについて説明する図である。

本発明の好適な実施形態に係るインクジェットプリンタ１（「液体吐出装置」に相当）の概略構成について説明する。図１に示すように、プリンタ１は、略直方体形状の筐体１ａを有する。この筐体１ａ内には、プラテン２、キャリッジ３、ホルダ４、ヘッドユニット５、給紙ローラ６、排紙ローラ７、メンテナンスユニット８、フラッシング受け部２５（「液体受け部」に相当）、ノズル検査装置４０（図３参照）、電源回路８０、及び制御装置１００（図２参照）などが収容される。尚、以下では、図１の紙面手前側をプリンタ１の「上方」、紙面向こう側をプリンタ１の「下方」と定義する。また、図１に示す前後方向及び左右方向を、プリンタ１の「前後方向」及び「左右方向」と定義する。以下、前後、左右、上下の各方向語を適宜使用して説明する。

プラテン２の上面には、記録媒体である用紙Ｐが載置される。また、プラテン２の上方には、左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイドレール１５，１６が設けられる。

キャリッジ３は、２本のガイドレール１５，１６に取り付けられ、プラテン２と対向する領域において２本のガイドレール１５，１６に沿って走査方向に移動可能である。また、キャリッジ３には、駆動ベルト１７が取り付けられている。駆動ベルト１７は、２つのプーリ１８，１９に巻き掛けられた無端状のベルトである。一方のプーリ１８はキャリッジ駆動モータ２０（図２参照）に連結されている。キャリッジ駆動モータ２０によってプーリ１８が回転駆動されることで駆動ベルト１７が走行し、これにより、キャリッジ３が走査方向に往復移動する。また、このとき、キャリッジ３上に搭載されたヘッドユニット５は、このキャリッジ３とともに走査方向に往復移動することになる。

ホルダ４は、キャリッジ３よりも前方、且つ、プラテン２よりも右側に配置されている。ホルダ４には、４つのインクカートリッジ４２が着脱可能に装着される。４つのインクカートリッジ４２には、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが貯留されている。本実施形態では、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクは、全て染料インクである。

ヘッドユニット５は、プラテン２との間に隙間を有する状態でキャリッジ３に搭載されており、キャリッジ３とともに走査方向に往復移動する。ヘッドユニット５は、インクジェットヘッド３０（以下、単にヘッド３０）と、ヘッド３０の上面に設けられ、ヘッド３０に供給するインクを一時的に貯留するためのバッファタンク３５とを有する。バッファタンク３５には、可撓性を有する４本のインク供給チューブ４５それぞれの一端が着脱可能に接続されている。４本のインク供給チューブ４５それぞれの他端は、ホルダ４に接続されている。ホルダ４に装着された４つのインクカートリッジ４２内のインクは、この４本のインク供給チューブ４５を介して、バッファタンク３５にそれぞれ供給される。

ヘッド３０は、流路ユニット３１とアクチュエータ３２（図２参照）とを有する。流路ユニット３１は、金属材料からなり、グランドに接続されている。また、流路ユニット３１内には、その下面であるノズル面３０ａ（図３参照）に形成された複数のノズル１０を含む内部流路が形成されている。この内部流路は、バッファタンク３５に接続されており、複数のノズル１０は、バッファタンク３５から内部流路を介して供給されたインクを下方に向けて吐出する。

複数のノズル１０は、前後方向に所定間隔で並んでノズル列９を形成している。また、ノズル面３０ａには、このようなノズル列９が走査方向に４列並んでいる。４列のノズル列９は、それぞれ、同数のノズル１０を有している。また、４列のノズル列９は、各ノズル１０の搬送方向（前後方向）における形成位置が互いに同じである。

４列のノズル列９は、右側に位置するものから順に、ブラックインクを吐出するブラックノズル列９Ｋ（以下、ノズル列９Ｋ）、イエローインクを吐出するイエローノズル列９Ｙ（以下、ノズル列９Ｙ）、シアンインクを吐出するシアンノズル列９Ｃ（以下、ノズル列９Ｃ）、マゼンタインクを吐出するマゼンタノズル列９Ｍ（以下、ノズル列９Ｍ）である。アクチュエータ３２は、各ノズル１０から個別にインクを吐出させるための吐出エネルギーを生成するものである。例えば、アクチュエータ３２は、ノズル１０に連通する不図示の圧力室の容量を変化させてインクに圧力を付与するものや、加熱により圧力室内に気泡を発生させてインクに圧力を付与するものである。ただし、アクチュエータ３２の構成自体は公知のものであるため、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。

給紙ローラ６と排紙ローラ７は、搬送モータ２１（図２参照）によってそれぞれ同期して回転駆動される。給紙ローラ６と排紙ローラ７は協働して、プラテン２に載置された用紙Ｐを図１に示す搬送方向に搬送する。

メンテナンスユニット８は、ヘッド３０の吐出機能の維持、回復のためのメンテナンス動作を行うためのものであり、キャップユニット５０、吸引ポンプ５１、廃液タンク５２、排出管５３等を備えている。

キャップユニット５０は、プラテン２よりも右側の位置に配置されており、キャリッジ３がプラテン２よりも右側に移動して待機位置に位置付けられたときには、このキャップユニット５０と上下に対向する。また、キャップユニット５０は、キャップ駆動モータ２２（図２参照）により駆動されて、上下方向に昇降可能である。このキャップユニット５０は、ヘッド３０に接触して装着可能なキャップ５５を備えている。キャップ５５は、例えばゴム材料によって構成されている。

キャリッジ３がキャップユニット５０と対向した状態では、キャップ５５がノズル面３０ａと対向する。そして、キャリッジ３とキャップユニット５０とが対向した状態でキャップユニット５０が上昇すると、キャップユニット５０がヘッド３０に装着される。このとき、キャップ５５により４列のノズル列９に属する全てのノズル１０が共通に覆われる。

また、キャップ５５内には、非導電性の樹脂製材料からなるキャップチップ５６が配置されている。キャップチップ５６の上面５６ａは、キャップ５５がノズル１０を覆ったときに、ノズル１０と対向する対向面である。また、キャップチップ５６の上面５６ａ等には、多数の溝が形成されている。キャップ５５内に排出されたインクは、キャップチップ５６の溝に導かれて、排出管５３を経て廃液タンク５２に排出される。吸引ポンプ５１は、排出管５３に設けられている。

プリンタ１では、制御装置１００による制御の下、メンテナンス動作として、吸引パージをメンテナンスユニット８に行わせることができる。吸引パージは、ノズル１０からインクを強制的に排出させるパージである。吸引パージを行う際には、キャップ５５でノズル１０を覆った状態で、吸引ポンプ５１を駆動させる。これにより、キャップ５５内が負圧となることで、各ノズル１０からインクが強制的に排出される。

フラッシング受け部２５は、プラテン２よりも左側の位置に配置されている。このフラッシング受け部２５は、インクを吸収可能な材料（例えば、多孔質材料）で形成された吸収部材２６を有している。また、フラッシング受け部２５は、キャリッジ３がプラテン２よりも左側に移動してフラッシング位置に位置付けられたとき、複数のノズル１０が、フラッシング受け部２５の上方に位置する。プリンタ１では、キャリッジ３がフラッシング位置に位置付けられているときに、ヘッド３０のアクチュエータ３２を駆動させることで、複数のノズル１０からフラッシング受け部２５に向かってインクを吐出して排出する、所謂フラッシングを行わせることができる。このとき、複数のノズル１０から排出されたインクは、吸収部材２６に受容される。

電源回路８０は、商用電源（不図示）から電源ケーブル８５を介して電力を受電するための回路である。この電源回路８０は、キャリッジ３よりも前方、且つ、プラテン２よりも左側に配置されている。電源回路８０は、商用電源から受電した電力を適宜必要な電圧に変換してプリンタ１内の、制御装置１００やノズル検査装置４０等の各部に供給する。また、電源ケーブル８５は、電源回路８０から、フラッシング受け部２５の真下を通って、筐体１ａの外側まで後方に延びている。

ノズル検査装置４０は、ノズル１０の吐出状態を検査するための装置であり、図３に示すように、検出ユニット６０、及び判定回路６５を備えている。

検出ユニット６０は、フラッシング受け部２５に配置されている。この検出ユニット６０は、検出用電極６１、絶縁部材６２、及びシールド６３を備えている。これら検出用電極６１、絶縁部材６２、及びシールド６３は、一体化された積層体となっている。

検出用電極６１は、水平面と平行な平板状の電極であり、キャリッジ３がフラッシング位置に位置付けられた際に、上下方向を対向方向として４列のノズル列９と間隔をあけて対向する。そして、キャリッジ３がフラッシング位置に位置付けられた状態で、ノズル１０からインクを吐出させると検出用電極６１に着弾する。

また、検出用電極６１は、抵抗Ｒを介して電源回路８０に接続されている。電源回路８０は、制御装置１００による制御の下、検出用電極６１を所定の正電位にすることが可能である。その結果、グランドに接続されたヘッド３０と、検出用電極６１との間に所定の電位差が発生する。

シールド６３は、検出用電極６１に電磁ノイズが乗ることを抑制するためのものであり、導電性材料からなる平板状の部材である。導電性材料としては、例えば、鉄などの磁性体や、銅やアルミニウムなどが挙げられる。このシールド６３は、グランドに接続されている。また、シールド６３は、検出用電極６１の下方に配置されている。即ち、キャリッジ３がフラッシング位置に位置付けられた状態では、シールド６３は、検出用電極６１と挟んでヘッド３０とは反対側に位置している。

シールド６３の上下方向における投影面積は、検出用電極６１の上下方向における投影面積よりも大きい。また、シールド６３の上下方向における投影範囲内に、検出用電極６１が配置されている。即ち、上下方向から見たときに、シールド６３の周縁（外縁）は、検出用電極６１の周縁よりも外側に位置する。

絶縁部材６２は、非導電性の絶縁材料から形成されており、セパレータ６２ａ（「絶縁部」に相当）と、環状延在部６２ｂとを有する。セパレータ６２ａは、平板状の形状を有しており、その上面が検出用電極６１に接着しており、その下面はシールド６３に接着している。即ち、セパレータ６２ａは、検出用電極６１とシールド６３とで上下に挟まれている。このように、検出用電極６１とシールド６３との間にはセパレータ６２ａが配置されているため、検出用電極６１とシールド６３とが直接接触して導通することを抑制することができる。

また、セパレータ６２ａの上下方向における投影面積は、検出用電極６１の上下方向における投影面積よりも大きく、且つ、シールド６３の上下方向における投影面積よりも大きい。さらに、セパレータ６２ａの上下方向における投影範囲内に、検出用電極６１及びシールド６３が配置されている。即ち、上下方向から見たときに、セパレータ６２ａの周縁は、検出用電極６１の周縁よりも外側であり、且つ、シールド６３の周縁よりも外側に位置している。以上の構成により、検出用電極６１に着弾したインクがシールド６３に移動することを絶縁部材６２により抑制することができる。その結果として、検出用電極６１に着弾したインクにより、検出用電極６１とシールド６３とが導通することを抑制することができる。

また、セパレータ６２ａの厚みは、検出用電極６１の厚みより小さい。従って、検出用電極６１とシールド６３との上下方向の間隔は、検出用電極６１の厚みよりも短くなっている。これにより、検出用電極６１とシールド６３との間のカップリングを強くすることができる。

環状延在部６２ｂは、セパレータ６２ａから、シールド６３よりもヘッド３０から離間した位置まで下方に延在しており、水平面においてシールド６３を囲む。この環状延在部６２ｂにより、検出用電極６１に着弾したインクがシールド６３に移動することをより抑制することができる。

また、絶縁部材６２は、シールド６３と、フラッシング受け部２５の吸収部材２６との間に隙間が形成されるように、筐体１ａ等に支持されている。その結果として、吸収部材２６に吸収されたインクがシールド６３に付着することを抑制することができる。

尚、上述の電源ケーブル８５は、この検出ユニット６０の真下を通過している。即ち、シールド６３を挟んで検出用電極６１とは反対側に電源ケーブル８５は位置している。

判定回路６５は、検出用電極６１から出力された電圧信号に基づいて、ノズル１０の吐出状態を判定する回路である。判定回路６５の配置位置は、特に限定されるものではなく、任意の位置に配置可能である。

図２に示すように、制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）１０４等を含む。ＲＯＭ１０２には、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＲＡＭ１０３には、プログラム実行時に必要なデータや画像データが一時的に記憶される。ＡＳＩＣ１０４には、ヘッド３０、キャリッジ駆動モータ２０、搬送モータ２１、通信インターフェース１１０等、プリンタ１の様々な装置あるいは駆動部と接続されている。

尚、制御装置１００は、ＣＰＵ１０１のみが各種処理を行うものであってもよいし、ＡＳＩＣ１０４のみが各種処理を行うものであってもよいし、ＣＰＵ１０１とＡＳＩＣ１０４とが協働して各種処理を行うものであってもよい。また、制御装置１００は、１つのＣＰＵ１０１が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のＣＰＵ１０１が処理を分担して行うものであってもよい。また、制御装置１００は、１つのＡＳＩＣ１０４が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のＡＳＩＣ１０４が処理を分担して行うものであってもよい。

制御装置１００は、ＲＯＭ１０２に格納されたプログラムに従い、ＣＰＵ１０１及びＡＳＩＣ１０４により各種処理を実行する。例えば、制御装置１００は、通信インターフェース１１０を介して外部装置２００から記録指令を受信すると、キャリッジ３の走査方向への１回の移動（パス）の間に、ＲＡＭ１０３に記憶された画像データに基づいてノズル１０からインクを吐出させる吐出処理と、給紙ローラ６及び排紙ローラ７により用紙Ｐを前方に所定量だけ搬送させる搬送処理とを交互に行う記録処理を行う。このように、本実施形態のプリンタ１は、シリアル式のインクジェットプリンタである。

また、制御装置１００は、ヘッド３０及びノズル検査装置４０を制御して、ノズル１０の吐出状態を判定する吐出状態判定処理を行う。本実施形態では、制御装置１００は、吐出状態判定処理においては、ヘッド３０の全てのノズル１０がインクを吐出させることが可能な正常ノズルであるか、ヘッド３０の少なくとも１つのノズル１０がインクを吐出させることができない異常ノズルであるかを判定する。この吐出状態判定処理を行うタイミングは、特に限定されるものではないが、例えば、電源投入時、記録指令を受信したとき、記録処理中における所定ページ数毎、所定パス数毎などのタイミングが挙げられる。

（インクジェットプリンタの処理動作）
次に、プリンタ１の吐出状態判定処理に関する一例の処理動作について、図４（ａ）を参照しつつ説明する。

制御装置１００は、外部装置２００から記録指令を受信する（Ｓ１：ＹＥＳ）と、キャリッジ３をフラッシング位置に位置付けた後に、後で図４（ｂ）を参照して説明する吐出状態判定処理を実行する（Ｓ２）。そして、吐出状態判定処理において、全てのノズル１０が正常ノズルであると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、Ｓ５の処理に移る。一方で、少なくとも１つのノズル１０が異常ノズルであると判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）には、制御装置１００は、メンテナンスユニット８に吸引パージを実行させる（Ｓ４）。この吸引パージにより、ヘッド３０の全てのノズル１０が正常ノズルとなる。このＳ４の処理が終了するとＳ５の処理に移る。

Ｓ５の処理では、制御装置１００は、キャリッジ駆動モータ２０、搬送モータ２１及びヘッド３０等を制御して、ＲＡＭ１０３に記憶された画像データに係る画像を用紙Ｐに記録する記録処理を実行する。この記録処理を行う際には、ヘッド３０の全てのノズル１０が正常ノズルとなっているため、用紙Ｐに記録される画像の品質を高くすることができる。この記録処理が終了するとＳ１の処理に戻る。

（吐出状態判定処理）
次に、図４（ｂ）を参照して、吐出状態判定処理について説明する。

制御装置１００は、まず、高圧電源装置６３を制御して、ヘッド３０と、検出用電極６１との間に電位差を発生させる（Ｂ１）。この後、制御装置１００は、ヘッド３０の複数のノズル１０のうちの、１つのノズル１０を検査対象（吐出対象）に設定する（Ｂ２）。そして、制御装置１００は、検査対象のノズル１０のみから所定発数のインクが吐出されるようヘッド３０を駆動させる（Ｂ３）。

このとき、上述したように、ヘッド３０と、検出用電極６１との間には電位差が生じているため、検査対象のノズル１０から吐出されたインクは帯電している。この帯電したインクが検出用電極６１に近づき着弾する際に、検出用電極６１に電気的な変化が生じる。このため、検出用電極６１から出力される電圧信号の電圧値は、検出用電極６１に生じた電気的な変化に応じて変化する。即ち、図５（ａ）に示すように、ヘッド３０の駆動期間において、検出用電極６１から出力される電圧信号の電圧値は、ヘッド３０が駆動されていないときの電圧値（以下、基準電圧値）と比べて高くなる、一方で、検査対象のノズル１０からインクが吐出されていない場合には、図５（ｂ）に示すように、ヘッド３０の駆動期間において、検出用電極６１から出力される電圧信号の電圧値は、基準電圧値と実質的に同じとなる。そこで、判定回路６５は、これらを区別するための閾値ＴＨを設定する。そして、判定回路６５は、ヘッド３０の駆動期間において検出用電極６１から出力される電圧信号の電圧値と、閾値ＴＨとを比較することで、検査対象のノズル１０が正常ノズルであるか異常ノズルであるかを判定する。即ち、判定回路６５は、差動信号ＤＳの電圧値が、閾値ＴＨ以上の場合には検査対象のノズル１０が正常ノズルであると判定し、閾値ＴＨ未満の場合には検査対象のノズル１０が異常ノズルであると判定する。

判定回路６５が、検査対象のノズル１０が正常ノズルと判定している場合（Ｂ４：ＹＥＳ）には、制御装置１００は、ヘッド３０の全てのノズル１０を検査対象に設定したか否かを判断する（Ｂ５）。検査対象に設定していないノズル１０があると判断した場合（Ｂ５：ＮＯ）には、未だ検査対象に設定していない何れかのノズル１０を検査対象に設定すべく、Ｂ２の処理に戻る。一方で、ヘッド３０の全てのノズル１０を検査対象に設定したと判断した場合（Ｂ５：ＹＥＳ）には、制御装置１００は、ヘッド３０の全てのノズル１０が正常ノズルであると判定し（Ｂ６）、本処理を終了する。

一方で、判定回路６５が、検査対象のノズル１０が異常ノズルと判定している場合（Ｂ４：ＮＯ）には、制御装置１００は、ヘッド３０の少なくとも１つのノズル１０が異常ノズルであると判定して（Ｂ７）、本処理を終了する。

尚、本実施形態では、検査対象のノズル１０の数は１つであったが、複数であってもよい。詳細には、検出用電極６１に生じる電気的な変化は、ヘッド３０の駆動期間においてインクが吐出されるノズル１０の数が増えに従い大きくなる。即ち、ヘッド３０の駆動期間において、検出用電極６１から出力される電圧値は、インクが吐出されるノズル１０の数が増えるに従い高くなる。従って、制御装置１００は、複数のノズル１０を検査対象とし、検査対象の複数のノズル１０からインクが所定発数吐出されるように駆動する。そして、判定回路６５において、当該駆動に応じて差動信号ＤＳから出力される電圧信号の電圧値と、所定の閾値とを比較することで、検査対象の複数のノズル１０の全てが正常ノズルであるか、少なくとも１つのノズル１０が異常ノズルであるかを判定してもよい。このときの閾値は、例えば、検査対象の全てのノズル１０が正常ノズルであるときの差動信号ＤＳの設定電圧値と、１つのノズル１０が異常ノズルであるときの差動信号ＤＳの設定電圧値との中間値（平均値）に設定すればよい。尚、これらの設定電圧値は、実験やシミュレーション等により予め取得された電圧値である。

ところで、１つのノズル１０から吐出されたインクにより、検出用電極６１に生じる電気的な変化は微弱である。このため、外部で発生した大きな電磁ノイズが検出用電極６１にのると、上述の吐出状態判定処理の判定精度が低下する虞がある。

本実施形態では、特に、検出用電極６１の下側から伝搬してくる電磁ノイズの大きさが、比較的に大きくなる。詳細には、検出用電極６１の下方に配置された電源ケーブル８５は、通常、大きな電磁ノイズを発生する。従って、電源ケーブル８５から発生した電磁ノイズが検出用電極６１の下側から伝搬する虞がある。また、例えば、プリンタ１が金属製の棚などに載置されていた場合、この棚を伝う電磁ノイズが検出用電極６１の下側から伝搬する虞がある。

しかしながら、本実施形態では、シールド６３が、検出用電極６１の下方に配置されている。このため、検出用電極６１の下側から伝搬してくる電磁ノイズが検出用電極６１に乗ることをシールド６３により抑制することができる。その結果として、吐出状態判定処理の判定精度を向上させることができる。

また、シールド６３の上下方向における投影面積は、検出用電極６１の上下方向における投影面積よりも大きい。さらに、シールド６３の上下方向における投影範囲内に、検出用電極６１が配置されている。その結果として、検出用電極６１の下側から伝搬してくる電磁ノイズが検出用電極６１に乗ることをより抑制することができる。

さらには、検出用電極６１とシールド６３との上下方向の間隔は、検出用電極６１の厚みよりも短くなっている。これにより、検出用電極６１とシールド６３とのカップリングを強くすることができるため、検出用電極６１の下側から伝搬してくる電磁ノイズが検出用電極６１に乗ることをさらに抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。以下、上述の実施形態の変形例について説明する。

まず、第１変形例について図６（ａ）を参照しつつ説明する。第１変形例では、ノズル列９Ｋから吐出されるブラックインクは顔料インクであり、ノズル列９Ｙ，９Ｃ，９Ｍから吐出されるカラーインクは染料インクである。ここで、顔料インクは染料インクと比べて固化しやすいインクである。従って、フラッシングや吐出状態判定処理の際に、ノズル列９Ｋから吐出されたブラックインクは、フラッシング受け部の吸収部材の表面上や検出用電極の表面上で固化してしまう場合がある。そして、吸収部材の表面上や検出用電極の表面上で固化した状態で、次のフラッシングや吐出状態判定処理が行われると、ノズル列９Ｋから吐出されたインクが、固化したインクの上に付着して固化してしまう。これが繰り返されることで、固化したインクがフラッシング受け部や検出用電極の表面上に堆積してしまう。すると、キャリッジ３が移動したときに、その下面が、この堆積したインクに接触してしまうという問題や、吐出状態判定処理の判定精度が悪化する問題が生じ得る。

そこで、第１変形例では、プリンタは、上述のフラッシング受け部２５の代わりに、カラーインク用の第１フラッシング受け部１２５と、ブラックインク用の第２フラッシング受け部１３５を有している。また、プリンタは、検出ユニット６０の代わりに、ノズル列９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ用の第１検出ユニット１６０と、ノズル列９Ｋ用の第２検出ユニット１８０を有している。

第１フラッシング受け部１２５は、ノズル列９Ｋから排出されたインクを受けず、３列のノズル列９Ｙ，９Ｃ，９Ｍから排出されたインクを受ける点を除き、上述のフラッシング受け部２５と略同様である。また、第１検出ユニット１６０は、３列のノズル列９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ用の検出ユニットである点を除き、上述の検出ユニット６０と略同様である。従って、以下、第１変形例の第１フラッシング受け部１２５及び第１検出ユニット１６０の構成要素については、上述の実施形態のフラッシング受け部２５及び検出ユニット６０の対応する構成要素に付された符号に１００を加算して、その説明を適宜省略する。

キャリッジ３がフラッシング位置に位置付けられた際には、第１検出ユニット１６０の検出用電極１６１は、３列のノズル列９Ｙ，９Ｃ，９Ｍと上下方向に対向する。そして、フラッシング時や吐出状態判定処理の際には、この検出用電極１６１に３列のノズル列９Ｙ，９Ｃ，９Ｍそれぞれから吐出されたインクが着弾される。従って、吐出状態判定処理において、判定回路６５は、検出用電極１６１から出力される電圧信号に基づいて、ノズル列９Ｙ，９Ｃ，９Ｍの各ノズル１０が正常ノズルか異常ノズルかを判定する。

第２フラッシング受け部１３５は、第１フラッシング受け部１２５の右側に配置されている。第２フラッシング受け部１３５は、非導電性の板状部材からなり、鉛直部分１３５ａ及び傾斜部分１３５ｂを有している。鉛直部分１３５ａは、上下方向に沿って延在する部分である。傾斜部分１３５ｂは、その下端が鉛直部分１３５ａの上端に接続されている。傾斜部分１３５ｂは、水平面に対して傾斜する部分であり、その下端から上端に向かうに従い右側に傾斜する。

第２検出ユニット１８０は、検出用電極１８１とシールド１８３を有している。検出用電極１８１は、傾斜部分１３５ｂの上面１３５ｂ１に配置されている。即ち、検出用電極１８１は、傾斜部分１３５ｂにおけるヘッド３０側に設けられている。また、検出用電極１８１は、傾斜部分１３５ｂに配置されているため、水平面に対して傾斜している。

キャリッジ３がフラッシング位置に位置付けられた際には、検出用電極１８１とノズル列９Ｋが上下方向に対向する。そして、フラッシング時や吐出状態判定処理の際には、この検出用電極１８１にノズル列９Ｋから吐出されたインクが着弾される。従って、吐出状態判定処理において、判定回路６５は、検出用電極１８１から出力される電圧信号に基づいて、ノズル列９Ｋの各ノズル１０が正常ノズルか異常ノズルかを判定する。

また、第２フラッシング受け部１３５の下方には、廃液タンク１４０が配置されている。検出用電極１８１に着弾したインクは、検出用電極１８１、フラッシング受け部２５の傾斜部分１３５ｂ、及び鉛直部分１３５ａを順に滑落して、廃液タンク１４０に収容される。以上より、ノズル列９Ｋから吐出されるブラックインクが顔料インクであったとしても、第２フラッシング受け部１３５の表面上や検出用電極１８１上にインクは残りにくくなる。

一方で、シールド１８３は、傾斜部分１３５ｂの下面１３５ｂ２に配置されている。即ち、シールド１８３は、傾斜部分１３５ｂにおけるヘッド３０とは反対側に設けられている。

以上のように、第１変形例においても、検出用電極１８１の下方に、シールド１８３が配置されている。このため、検出用電極１８１の下側から伝搬してくる電磁ノイズが検出用電極１８１に乗ることをシールド１８３により抑制することができる。

また、シールド１８３の上下方向の投影面積は、検出用電極１８１の上下方向の投影面積以上である。さらには、シールド１８３の上下方向の投影範囲内に、検出用電極１８１が配置されている。従って、検出用電極１８１の下側から伝搬してくる電磁ノイズが検出用電極１８１に乗ることをより抑制することができる。尚、第１変形例では、第２フラッシング受け部１３５の傾斜部分１３５ｂが、「絶縁部」に相当する。

次に、第２変形例について図６（ｂ）を参照しつつ説明する。上述の実施形態では、検出ユニット６０は、フラッシング受け部２５に配置されていたが、第２変形例では、検出ユニット２６０は、キャップユニット５０のキャップ５５内に配置されている。

検出ユニット２６０は、４つの検出用電極２６１及びシールド２６３を有している。４つの検出用電極２６１は、キャップチップ５６の上面５６ａに形成されている。また、４つの検出用電極２６１は、４列のノズル列９に対応しており、キャリッジ３が待機位置に位置付けられたときに、対応するノズル列９と上下方向に対向する。そして、制御装置１００は、吐出状態判定処理を行う際には、キャリッジ３を待機位置に位置付けさせる。これにより、４つの検出用電極２６１それぞれに、対応するノズル列９から吐出されたインクが着弾される。吐出状態判定処理においては、判定回路６５は、各検出用電極２６１から出力される電圧信号に基づいて、対応するノズル列９の各ノズル１０が正常ノズルか異常ノズルかを判定する。

シールド２６３は、キャップチップ５６の内部に埋め込まれている。その結果、キャップ５５内に排出されたインクが、シールド２６３に付着することが抑制されている。尚、上述したように、キャップチップ５６は、非導電性の樹脂製材料で形成されているため、検出用電極２６１とシールド２６３とが導通することが抑制されている。

４つの検出用電極２６１の全ては、このシールド２６３の上下方向の投影範囲内に配置されている。以上より、第２変形例においても、シールド２６３が、検出用電極２６１の下方に配置される。このため、検出用電極２６１の下側から伝搬してくる電磁ノイズが検出用電極２６１に乗ることをシールド２６３により抑制することができる。

また、キャップチップ５６における、検出用電極２６１とシールド２６３とで挟まれた部分５６ｂの厚みは、検出用電極２６１の厚みよりも短い。従って、検出用電極２６１とシールド２６３との上下方向の間隙が、検出用電極２６１の厚みよりも短くなるため、これらの間のカップリングを強くすることができる。

また、第２変形例では、キャップチップ５６が、上述の検出用電極２６１とシールド２６３とが接触することを抑制するセパレータとしての機能も有している。即ち、第２変形例では、キャップチップ５６の部分５６ｂが「絶縁部」に相当する。尚、第２変形例では、検出用電極２６１は、４列のノズル列９に対応して４つ設けられていたが、上述の実施形態と同様に、４列のノズル列に共通の１つの検出用電極が設けられていてもよい。

また、上記第２変形例において、判定回路６５は、キャップチップ５６内に内蔵されていてもよい。例えば、キャップチップ５６内における、シールド２６３よりも下側の位置に、判定回路６５が内蔵されていてもよい。

以下、その他の変形例について説明する。

上述の実施形態では、セパレータ６２ａの厚みは、検出用電極６１の厚みよりも小さくされていたが検出用電極６１の厚み以上にされていてもよい。また、検出用電極６１とシールド６３との間隔は、検出用電極６１の厚み以上であってもよい。この場合、上述の実施形態と比べて、検出用電極とシールドとの間のカップリングが弱くなるが、検出用電極の下側から伝搬してくる電磁ノイズをシールドにより抑制することはできる。

また、シールドの上下方向の投影面積は、検出用電極の上下方向の投影面積以下であってもよい。また、検出用電極の一部のみが、シールドの上下方向の投影範囲内に配置されていてもよい。これらの場合でも、シールドが配置されていない場合と比べて、検出用電極にのる電磁ノイズの大きさを小さくすることができる。

シールド６３の形状は、平板状である必要はなく、湾曲していてもよい。また、複数のシールドを、ヘッドと検出用電極との対向方向に沿って、複数並べて配置してもよい。

また、上述の実施形態では、検出用電極６１、セパレータ６２ａ及びシールド６３が一体化された積層体となっていたが、これに限定されるものではなく、一体化されていなくてもよい。

絶縁部材は、環状延在部を有しておらず、セパレータのみを有していてもよい。また、検出用電極の一部のみが、セパレータの上下方向の投影範囲内に配置されていてもよい。また、シールドの一部のみがセパレータの上下方向の投影範囲内に配置されていてもよい。また、シールドと検出用電極とが電気的に導通しないように構成されているのであれば、シールドと検出用電極との間にセパレータが挟まれていなくてもよい。

また、上述の実施形態では、ヘッド３０の各ノズル１０はインクを下方に吐出するように構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、水平方向に沿って吐出するように構成されていてもよい。この場合、検出用電極を、水平方向を対向方向としてヘッドと対向可能な位置に配置し、シールドを、検出用電極と対向するヘッドとは反対側に配置させればよい。

また、検出用電極の配置場所は、上述の実施形態に限定されるものではなく、ノズルと対向可能であり、ノズルから吐出されたインクが着弾可能な位置であればよい。

また、上述の実施形態では、吐出状態判定処理の際には、ヘッド３０と検出用電極６１との間に電位差を発生させていたが、電位差を発生させなくてもよい。これらの間に電位差を発生していない場合でも、ノズル１０から吐出されるインクは、ノズル面３０ａから離れる際に、若干ではあるが帯電する。従って、この帯電したインクが検出用電極６１に近づき着弾する際には、検出用電極６１から出力される電圧信号が、基準電圧値よりも高くなる。従って、ヘッド３０と検出用電極６１との間に電位差を発生させない場合でも、上述の実施形態と比べて判定精度は低下する虞はあるものの、ノズル１０の吐出状態を判定することは可能である。

また、上述の実施形態では、異常ノズルは、インクが吐出させることができない不吐出ノズルとしていたが、これに限定されるものではない。例えば、ノズル１０から吐出されるインクの体積が低下すれば、その分だけ検出用電極６１から出力される電圧信号の電圧値は低くなる。従って、判定回路６５における閾値ＴＨを適切に設定すれば、所望の体積のインクを吐出させることができないノズル１０も判定することは可能である。従って、不吐出ノズルに加えて、所望の体積のインクを吐出させることができないノズルも異常ノズルとしてもよい。

また、判定回路６５は、制御装置１００のＡＳＩＣ１０４に組み込まれていてもよい。

また、本発明は、インクジェットヘッドを固定した状態で、搬送機構により搬送される用紙に画像を印刷する、所謂ライン式のインクジェットプリンタにも適用されうる。また、ノズルからインクを吐出して用紙に画像を記録するプリンタに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。用紙Ｐ以外の記録媒体に対して液体を吐出する液体吐出装置に適用することも可能である。例えば、特開2017-144726号公報に記載されているように、記録媒体が載置されたステージを搬送方向に移動可能となっており、キャリッジとともにヘッドを走査方向に移動させつつノズルからインクを吐出させる動作と、ステージの移動とを交互に繰り返すことによって記録媒体に記録を行う液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。このようなプリンタにおける記録媒体としては、例えば、Ｔシャツ、屋外用広告用のシート等が挙げられる。また、配線基板に対して、配線パターンの材料等のインク以外の液体を吐出して記録を行う液体吐出装置に適用することも可能である。また、スマートフォン等の携帯端末のケース、段ボール、樹脂等に対してインクを吐出して記録する液体吐出装置に適用することも可能である。

１ インクジェットプリンタ
１０ ノズル
３０ ヘッド
６１ 検出用電極
６２ 絶縁部材
６２ａ セパレータ
６２ｂ 環状延在部
６３ シールド
６５ 判定回路
１００ 制御装置

Claims (12)

1. 液体を吐出するノズルを有するヘッドと、
   前記ノズルと間隔をあけて対向可能な検出用電極と、
   前記ノズルから吐出される液体によって前記検出用電極に生じる電気的な変化に基づいて、前記ノズルの吐出状態を判定する判定回路と、
   前記検出用電極を挟んで前記検出用電極と対向する前記ヘッドとは反対側に位置する、グランドに接続された導電性を有するシールドと、
   前記検出用電極と前記シールドとで挟まれる、非導電性の絶縁部と、
   前記ノズルと前記検出用電極との対向方向において、前記絶縁部から、前記シールドよりも前記ノズルから離間した位置まで延在し、当該対向方向と直交する面において前記シールドを囲う、非導電性の環状延在部と、
   を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
2. 液体を吐出するノズルを有するヘッドと、
   前記ノズルと間隔をあけて対向可能な検出用電極と、
   前記ノズルから吐出される液体によって前記検出用電極に生じる電気的な変化に基づいて、前記ノズルの吐出状態を判定する判定回路と、
   前記検出用電極を挟んで前記検出用電極と対向する前記ヘッドとは反対側に位置する、グランドに接続された導電性を有するシールドと、
   前記ノズルを覆うことが可能なキャップと、
   を備え、
   前記キャップ内には、前記キャップが前記ノズルを覆ったときに前記ノズルと対向する対向面を有する、樹脂製の板状部材が設けられており、
   前記検出用電極は、前記対向面に形成されており、
   前記シールドは、前記板状部材の内部に形成されていることを特徴とする液体吐出装置。
3. 前記検出用電極と前記シールドとで挟まれる、非導電性の絶縁部をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記絶縁部の厚みは、前記検出用電極の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１又は３に記載の液体吐出装置。
5. 前記検出用電極、前記絶縁部、及び前記シールドは、一体化された積層体となっていることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
6. 前記絶縁部の、前記ノズルと前記検出用電極との対向方向における投影範囲内に、前記検出用電極が配置されていることを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
7. 前記絶縁部の、前記ノズルと前記検出用電極との対向方向における投影範囲内に、前記シールドが配置されていることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
8. 前記検出用電極と前記シールドとの間隔は、前記検出用電極の厚みよりも短いことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
9. 前記シールドの、前記ノズルと前記検出用電極との対向方向における投影面積は、前記検出用電極の、前記対向方向における投影面積以上であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
10. 液体を受ける液体受け部をさらに備え、
    前記ヘッドは、前記ノズルから前記液体受け部に向かって液体を吐出するフラッシングを実行可能であり、
    前記検出用電極は、前記ノズルから吐出された液体を受けるように、前記ノズルと前記検出用電極との対向方向において、前記液体受け部における、前記ヘッド側に設けられており、
    前記シールドは、前記対向方向において、前記液体受け部における、前記ヘッドとは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
11. 前記ヘッドは、複数の前記ノズルが配列されてなるノズル列を複数有しており、
    前記検出用電極は、複数の前記ノズル列と対向するように複数設けられていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
12. 前記シールドを挟んで前記検出用電極とは反対側に位置する電源ケーブルをさらに備えていることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
    
    

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