印刷装置、ノズル検査装置、ノズル検査方法およびコンピュータープログラム
【課題】ドット抜け検出だけでなく、インク滴の噴射状態を検査する。
【解決手段】インク滴を噴射するノズルが設けられた印刷ヘッド１３と、ノズルからのインク滴の噴射を検査する検査手段とを備え、検査手段は、印刷ヘッド１３が所定の検査位置に移動した状態でノズルに対向する検出用電極４１３と、ノズルと検出用電極４１３との間に電圧を印可する電源５１と、ノズルからのインクの噴射により検出用電極４１３に生じる電位変化を検出する検出部（５２〜５７）とを有し、検出部は、ノズルと検出用電極４１３との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する。
【解決手段】インク滴を噴射するノズルが設けられた印刷ヘッド１３と、ノズルからのインク滴の噴射を検査する検査手段とを備え、検査手段は、印刷ヘッド１３が所定の検査位置に移動した状態でノズルに対向する検出用電極４１３と、ノズルと検出用電極４１３との間に電圧を印可する電源５１と、ノズルからのインクの噴射により検出用電極４１３に生じる電位変化を検出する検出部（５２〜５７）とを有し、検出部は、ノズルと検出用電極４１３との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置、ノズル検査装置、ノズル検査方法およびコンピュータープログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷ヘッドのノズルを検査する技術として、特許文献１には、印刷ヘッドに設けられた複数のノズルからの記録液（インク）の噴射の有無を、帯電した記録液の噴射に伴って発生する測定端子（ノズルと検出用電極）間の電圧の変化を利用して検査するノズル検査装置が開示されている。このノズル検査装置は、測定端子間に所定の印加方向の電圧を印加して、記録液を所定の電位側に帯電させる電圧印加部と、電圧の変化を、測定端子間の電圧値の増減として取得する電圧値増減取得部と、取得された電圧値の増減から、複数のノズルからの記録液の噴射の有無を判定する噴射有無判定部とを備える。
【０００３】
また、特許文献２、３にはそれぞれ、特許文献１に示されるようなノズル検査おいて、ノイズの発生により、噴射不良を発生する不良ノズル（ドット抜けノズル）を正確に検出することができない課題を解決する技術が開示されている。特許文献２に開示の技術では、検出した検出用電極の電位変化に基づき、検出用電極を通じて生じた電流の漏れの有無を判定している。特許文献３に開示の技術では、全てのノズルから液体を噴射させない非噴射期間における電位変化に基づいて、ノズルからの液体噴射の有無の検査が正常に行われたか否かを判定している。
【０００４】
特許文献４には、印刷媒体の種類に応じてプラテンに対する印刷ヘッドの高さ（プラテンギャップ）を調整した場合に、その印刷ヘッドの高さに応じて、検出用電極が設けられているフラッシュボックスの高さを調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３８８６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−６４３０９号公報
【特許文献３】特開２０１０−５８４４９号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９４７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１−４記載の技術において、ノズルと検出用電極との間隔は、印刷ヘッドのノズルから帯電したインク滴を検出用電極に噴射することによって発生する信号を検出する検出回路（特許文献１における電圧値増減取得部）の動作電圧に対応して設定される。特許文献１−４の記載によれば、ノズルと検出用電気極との間隔は、検出用電極に発生している信号の波形全体が検出回路で検出できるように最適化されている。
【０００７】
しかし、印刷ヘッドの特性バラつき、ノズルの組み立て公差や温度変化があると、製造工程時に調整はしていても変動要素があり、検出用電極に発生する信号の波形が変化してしまうことがある。そのため現実には、信号の波形そのものではなく、信号の波形のピーク値が検出回路のダイナミックレンジを超えるように増幅して、信号の有無により、ドット抜けノズルを検出している。
【０００８】
一方、印刷ヘッドのノズルは、使用中に、経年変化や材質の劣化が生じることがある。そのような劣化は、たとえばソルベントインクのような非水溶性の有機溶剤を含むインクを使用している場合に生じる傾向がある。このため、その印刷ヘッドが搭載された印刷装置の稼動中の適切なタイミングで、ドット抜け検出だけでなく、インク滴の噴射状態を検査することが望ましい。
【０００９】
本発明は、ドット抜け検出だけでなく、インク滴の噴射状態を検査することのできる印刷装置、ノズル検査装置、ノズル検査方法およびコンピュータープログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点によると、インク滴を噴射するノズルが設けられた印刷ヘッドと、ノズルからのインク滴の噴射を検査する検査手段とを備え、検査手段は、印刷ヘッドが所定の検査位置に移動した状態でノズルに対向する検出用電極と、ノズルと検出用電極との間に電圧を印可する電源と、ノズルからのインクの噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部とを有し、検出部は、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することを特徴とする印刷装置が提供される。
【００１１】
この構成によれば、ノズルと検出用電極との間隔を変更することで、ドット抜け検出だけでなく、インク滴の噴射状態を検査することができ、たとえばノズルの劣化具合、印刷ヘッドの特性バラつき、ノズル等の組み立て公差、温度変化等といったことを検出することが可能となる。
【００１２】
第１の所定値は、検出部の電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が検出用電極に発生する値に設定され、第２の所定値は、検出部の電位検出範囲で検出用電極に電位変化が発生する値に設定される。
【００１３】
第１の所定値を、検出部の電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が検出用電極に発生する値に設定することで、ドット抜け検出を確実に行うことができる。一方、第２の所定値を、検出部の電位検出範囲で検出用電極に電位変化が発生する値に設定することで、経時変化等によるノズルの劣化具合を知ることができる。
【００１４】
ノズルと検出用電極との間隔は、印刷ヘッドと検出用電極が設けられるインク受け領域との少なくとも一方を動かすことにより行われる。具体的には、印刷ヘッドの高さ方向、液体上領域の高さ方向、あるいはその双方を変更することができる。
【００１５】
検査手段は、ノズル検査装置として、印刷装置以外でも利用することができる。すなわち、本発明の第２の観点によると、ノズルからの液滴の噴射を検査するノズル検査装置において、ノズルに対向して配置される検出用電極と、ノズルと検出用電極との間に電圧を印可する電源と、ノズルからの液滴の噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部とを有し、検出部は、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、液滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、液滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することを特徴とするノズル検査装置が提供される。
【００１６】
本発明の第３の観点によると、印刷ヘッドのノズルからのインクの噴射を検査する方法であり、ノズルを検出用電極に対向させ、検出用電極とノズルとの間に電圧を印加し、ノズルからのインクの噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出するノズル検査方法において、第１のモードでは、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値として、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出し、第２のモードでは、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値として、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することを特徴とするノズル検査方法が提供される。
【００１７】
第１のモードの検査と記第２のモードの検査とを、印刷ヘッドが取り付けられた印刷装置の稼働中の所定のタイミングで行い、第２のモードの検査を、第１のモードの検査より少ない頻度で実行することができる。
【００１８】
第１のモードの検査は、ドット抜け検出のためのものであり、印刷装置が稼動中にも、しばしば実行する必要がある。これに対して第２のモードの検査は、ノズルの劣化具合を調べるものなので、それほど頻繁に行う必要はない。
【００１９】
本発明の第４の観点によると、印刷装置の制御コンピューターにインストールされ、その制御コンピューターに、印制装置の印刷ヘッドに設けられるノズルからのインクの噴射を検査するステップを実行させるコンピュータープログラムにおいて、検査するステップとして、印刷装置の印刷ヘッドを所定の検査位置に移動させて印刷ヘッドのノズルを検査位置に設けられている検出用電極に対向させる第１のステップと、ノズルと検出用電極との間に電源から電圧を印可させるステップ第２のステップと、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値に制御し、ノズルからのインクの噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる第３のステップと、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値に制御し、検出部に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる第４のステップとを制御コンピューターに実行させることを特徴とするコンピュータープログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る印刷装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す印刷装置を機能ブロックにより示す図である。
【図３】印刷ヘッドのノズル配置例を示す図である。
【図４】キャップ機構を説明する図である。
【図５】キャップ機構の一部を構成するキャップの平面図である。
【図６】キャップ機構の動作を説明する図である。
【図７】キャップ機構の動作を説明する図である。
【図８】キャップ機構の動作を説明する図である。
【図９】ノズル検査部の構成を説明する図である。
【図１０】検出制御部の構成例を示す図である。
【図１１】ノズルＮｚの検査時に用いる駆動信号ＣＯＭの一例を示す図である。
【図１２】駆動信号ＣＯＭでインクを噴射させたときの電圧信号ＳＧを説明する図である。
【図１３】センサーギャップの変更を説明する図である。
【図１４】出力信号のセンサーギャップ特性を説明する図である。
【図１５】ノズル検査におけるインクの影響を説明する図である。
【図１６】ノズル検査のフローチャートである。
【図１７】第１のモードのノズル検査のフローチャートである。
【図１８】第２のモードのノズル検査のフローチャートである。
【図１９】図９に示す検出回路の変形例を示す図である。
【図２０】図９に示す検出回路の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る印刷装置１０の全体構成を示す図である。この印刷装置１０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色インクが収納されたインクカートリッジ１１を備える。このインクカートリッジ１１は、キャリッジ１２に装着されている。キャリッジ１２には、印刷ヘッド１３が設けられる。印刷ヘッド１３には、各インク色ごとに、インク滴を噴射する複数のノズルＮｚ（図３参照）が設けられている。キャリッジ１２が図面左右方向（主走査方向）に移動し、その一方で印刷媒体１４が図面の縦方向（副走査方向）に移動するとき、印刷ヘッド１３のノズルＮｚからインク滴を噴射することで、印刷媒体１４に所定の画像等を印刷することができる。
【００２３】
キャリッジ１２は、キャリッジベルト１５に固定され、キャリッジベルト１５がキャリッジモータ１６によって駆動されるのに伴って、フレーム１７に固定されたガイド（案内軸）１８に沿って移動する。また印刷媒体１４は、フレーム１７に固定された駆動モータ１９により駆動される。一方、印刷媒体１４は、図示しない紙送りローラーなどによって、図面の縦方向（副走査方向）に搬送される。このとき、印刷ヘッド１３のノズルＮｚから画像データに相応した所定のインク滴が噴射されることによって、印刷媒体１４に印刷画像が正しく形成される。逆に、インク滴が噴射されないと、印刷画像が正しく形成されないことになる。
【００２４】
印刷ヘッド１３のノズルＮｚからインク滴が噴射されるか否かを検査するため、印刷装置１０には、検査ボックス２０が設けられる。ノズル検査時には、キャリッジ１２を検査ボックス２０の位置に移動させ、所定のノズル検査処理を行って、各ノズルＮｚからのインク滴の噴射の有無を検査する。そして、検査の結果、不噴射のノズルＮｚがあった場合には、検査ボックス２０内または検査ボックス２０とは別に設けられたクリーニングボックス内にて、所定のクリーニング処置を行ってノズルＮｚをクリーニングする。
【００２５】
これらの動作についての主な制御は、フレーム１７に取り付けられたメインコントロール基板２１と、キャリッジ１２の端面に取り付けられたサブコントロール基板２２とによって行われる。これらの基板２１、２２は、フレキシブル基板２３によって接続され、それぞれの基板間でデータがやり取りできるように構成されている。
【００２６】
［機能ブロック構成］
図２は、図１に示す印刷装置１０を機能ブロックにより示す図である。印刷装置１０は、用紙搬送機構３１、キャリッジ移動機構３２、駆動信号生成回路３３、ヘッド制御部３４、ノズル検査部３５、キャップ機構３６、検出器群３７、および印刷制御部３８を有する。印刷制御部３８は、インタフェース部３８ａ、ＣＰＵ（中央処理装置）３８ｂおよびメモリー３８ｃを有する。ヘッド制御部３４は、サブコントロール基板２２上に設けられる。印刷制御部３８および駆動信号生成回路３３は、メインコントロール基板２１上に設けられる。
【００２７】
用紙搬送機構３１は、駆動モータ１９を含み、印刷媒体１４を搬送方向に搬送させる。キャリッジ移動機構３２は、キャリッジベルト１５、キャリッジモータ１６およびガイド１８を含み、ヘッド制御部３４および印刷ヘッド１３が取り付けられたキャリッジ１２を、所定の移動方向（たとえば印刷媒体１４の幅方向）に移動させる。
【００２８】
駆動信号生成回路３３は、駆動信号ＣＯＭ（図１１を参照）を生成する。この駆動信号ＣＯＭは、印刷媒体１４への印刷時に、ヘッド制御部３４を介して、印刷ヘッド１３へ印加される。また、駆動信号ＣＯＭは、ノズルＮｚの動作を検査するノズル検査時や、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるフラッシング動作時にも、印刷ヘッド１３に印加される。駆動信号ＣＯＭの波形は、印刷時、ノズル検査時、およびフラッシング動作時のそれぞれにおいて、適宜定められる。すなわち、各動作に適した波形の駆動信号ＣＯＭが生成される。駆動信号ＣＯＭには、噴射パルスＰＳが含まれる。噴射パルスＰＳとは、ノズルＮｚから滴状のインクを噴射させるためのピエゾ素子に、所定の動作を行わせる波形（電位の変化パターン）をいう。
【００２９】
ヘッド制御部３４は、印刷制御部３８からのヘッド制御信号に基づき、印刷ヘッド１３を制御する。たとえば、駆動信号ＣＯＭの印刷ヘッド１３への印加を制御する。ノズル検査部３５は、印刷ヘッド１３の各ノズルＮｚの検査を行う。キャップ機構３６は、ノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制したり、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるため、各ノズルＮｚからインクを吸引する吸引動作を行ったりする。検出器群３７は、印刷装置１０の状況を監視する複数の検出器によって構成される。これらの検出器による検出結果は、印刷制御部３８に出力される。
【００３０】
印刷制御部３８は、印刷装置１０における全体的な制御を行う。すなわち、コンピューターなどから受け取った印刷データや検出器群３７からの検出結果に基づいて制御対象部を制御し、印刷媒体１４に画像を印刷させる。また、印刷制御部１８は、電源オンに伴う初期動作に伴って、あるいは印刷動作の実行に関連して、ノズル検査動作を行わせる。
【００３１】
印刷制御部３８の各部の動作を説明する。インタフェース部３８ａは、コンピューターなど外部の装置との間でデータの受け渡しを行う。ＣＰＵ３８ｂは、印刷装置１０の全体的な制御を行う。メモリー３８ｃは、コンピュータープログラムを格納する領域や作業領域等を確保する。ＣＰＵ３８ｂは、メモリー３８ｃに記憶されているコンピュータープログラムに従い、各制御対象部を制御する。たとえば、ＣＰＵ３８ｂは、用紙搬送機構３１やキャリッジ移動機構３２、キャップ機構３６が有する吸引ポンプを制御する。また、印刷ヘッド１３の動作を制御するためのヘッド制御信号をヘッド制御部３４に送信したり、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号を駆動信号生成回路３３に送信したりする。さらに、ノズル検査部３５と通信をし、必要な情報の送受信をする
【００３２】
［ノズル配置］
図３は、印刷ヘッド１３のノズル配置例を示す図である。この例では、ノズル群として、ノズルＮｚが１／１８０インチピッチで設けられたノズル列を複数有する。各ノズル列は、それぞれ噴射するインクの種類を定めることができる。この印刷ヘッド１３には４つのノズル列が設けられている。具体的には、図３の左側から順に、ブラックインクノズル列Ｎｋ、イエローインクノズル列Ｎｙ、シアンインクノズル列Ｎｃ、およびマゼンタインクノズル列Ｎｍである。各ノズル列は、そのノズル列に付した名前と同じ色のインクを噴射する。各ノズル列は同じ数のノズルＮｚで構成される。図３の印刷ヘッド１３では、たとえば、１つのノズル列が１８０個のノズルＮｚで構成されているものが示されている。
【００３３】
［キャップ機構３６の詳細］
図４は、キャップ機構３６を説明する図である。図５は、キャップ機構３６の一部を構成するキャップ４１の平面図である。キャップ機構３６は、ノズル群が臨む空間を形成するキャップ４１と、キャップ４１を支持するとともに斜め上下方向に移動可能なスライダ部材４２とを有する。
【００３４】
キャップ４１は、長方形状の底部（図示せず）と、底部の周縁から起立する側壁部４１１とを有し、ノズル群が設けられているノズルプレート１３１と対向する上面が開放された薄手の箱状をしている。そして、底部と側壁部４１１で囲まれた空間には、キャッピング時にノズル群が収容される。
【００３５】
この空間には、フェルトやスポンジ等の多孔質材で作製されたシート状の保湿部材４１２が配置される。この保湿部材４１２にはインクが着弾するため飛散を抑制でき、キャッピング時において保湿部材４１２から蒸発したインク溶媒が空間に留まる。これにより、ノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制できる。
【００３６】
また、保湿部材４１２の表面には、ノズル検査部３５の一部である検出用電極４１３が配設されている。この検出用電極４１３は、後述するノズル検査動作で用いられ、この動作時には６００Ｖ〜１ｋＶ程度の高電位になる。例示した検出用電極４１３は、二重の矩形状に設けられた枠部４１３ａと、枠部４１３ａの対角同士を結ぶ対角線部４１３ｂと、枠部４１３ａの各辺における中点同士を結ぶ十字部４１３ｃとを有している。この構造によって、広い範囲に亘って一様に帯電されるようにしている。
【００３７】
キャップ４１の空間には、廃液チューブ４１４が接続されている。また、廃液チューブ４１４の途中には、図示しない吸引ポンプが接続されている。この吸引ポンプとしては、たとえば、ローラーでチューブを挟んでチューブ内の流体（空気や液体等）を下流側に押し流すチューブポンプが用いられる。この吸引ポンプは、印刷制御部３８によって動作が制御される。吸引ポンプを動作させると、キャップ４１の空間が負圧化される。これにより、キャップ４１側からインクや空気を吸引することができる。なお、吸引されたインクは、廃液貯留部（図示せず）に貯められる。
【００３８】
また、キャップ４１には、ワイパー４３が取り付けられている。ワイパー４３は、ノズル面を摺動し、そのノズル面に付着しているインクを掻き取ることを可能としている。
【００３９】
図６は、キャップ機構３６の退避状態を説明する図である。図７は、フラッシング動作やノイズ検査動作を行う場合におけるキャップ機構３６の状態を説明する図である。図８は、キャップ４１がノズル面に密着した状態を説明する図である。
【００４０】
スライダ部材４２は、キャリッジ１２がホームポジションから外れた状態において、図示しないスプリングに引っ張られて、図６において左側（アーム部４２４が倒れたときの位置）に位置している。これを「退避状態」という。この退避状態では、キャップ４１は、ノズルプレート１３１の表面（以下、ノズル面ともいう）よりも十分に低い位置に位置付けられる。キャリッジ１２がホームポジション側へ移動すると、スライダ部材４２はスプリングの引っ張り力に抗して移動する。これは、スライダ部材４２に設けた当接部４２１にキャリッジ１２が当接し、この当接部４２１をホームポジション側へ移動させるからである。
【００４１】
ここで、スライダ部材４２はアーム部４２４によって持ち上げ可能に設けられているが、そのアーム部４２４は、スライダ部材４２の移動とは連動しない固定部材４２３によって軸支されている。そのため、スライダ部材４２の移動に伴って、スライダ部材４２に設けた支持軸４２２側の部分は、固定部材４２３の案内用の長孔４２３ａに沿って上昇する。また、キャップ４１側の部分は、アーム部４２４の回動によって持ち上げられた状態となる。
【００４２】
キャリッジ１２のホームポジション側への移動に伴い、キャップ４１は、ノズル面と対向した状態を維持しつつ、ノズル面側に移動する。すなわち、斜め上方へ移動する。図７に示すように、ホームポジションよりも少し手前の位置までキャリッジ１２が到達すると、キャップ４１の開口縁（側壁部４１１の上端）は、ノズル面には触れないがノズル面のすぐ近くまで移動する。また、図８に示すように、キャリッジ１２がホームポジションに到達すると、キャップ４１の開口縁はノズル面に当接する。このとき、キャップ４１の空間には、ノズル群を構成する各ノズルＮｚが収容される。
【００４３】
このキャップ機構３６は、印刷装置１０の動作や状態に応じて位置を変える。たとえば、通常の印刷動作時では、図６に示すように、キャップ４１は退避した状態になっている。電源オフ時や長期休止時には、図８に示すように、キャップ４１の上端をノズル面に密着させて、ノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制する。そして、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるため、各ノズルＮｚからインクを吸引する吸引動作（吸引回復動作に相当する）を行う場合にも、キャップ４１の上端をノズル面に密着させて、空間の気密性を高める。すなわち、この密着状態で吸引ポンプを動作させると、キャップ４１の空間を負圧化できる。この負圧はノズルＮｚに作用する。このため、ノズルＮｚを通じて印刷ヘッド１３内のインクをキャップ４１の空間内に吸い出すことができる。また、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるため、各ノズルＮｚから連続的にインク滴を噴射させるフラッシング動作（噴射回復動作に相当する）を行う場合には、図７に示すように、ノズル面とキャップ４１との間に僅かな隙間を空ける。
【００４４】
ノズルＮｚの噴射能力を回復させるための回復動作に関し、前述した吸引動作およびフラッシング動作の他に、微振動動作がある。微振動動作は、インク滴が噴射されない程度の圧力変化を印刷ヘッド１３内のインクに与えることで、メニスカス（ノズルＮｚで露出しているインクの自由表面）を噴射側と引き込み側とに移動させ、攪拌によってノズル付近の増粘インクを分散させる動作である。これらの吸引動作、フラッシング動作および微振動動作に関し、ノズルＮｚの噴射能力を回復させる度合いは、吸引動作が最も高く、微振動動作が最も低い。また、各動作におけるインクの消費量は、吸引動作が最も多く、微振動動作が最も少ない。各回復動作にはこのような特性の違いがあるため、印刷装置１０では、状態の違いに応じて各回復動作を使い分けている。
【００４５】
［ノズル検査部３５の詳細］
図９は、ノズル検査部３５の構成を説明する図である。なお、ノズル検査部３５は、請求項でいうノズル検査装置、検査手段の一例に対応する。また、検出用コンデンサ５４、増幅器５５、および検出制御部５７等は、請求項でいう検出部の一例に対応する。ノズル検査部３５は、検出用電極４１３に加え、検出回路５０を有する。検出回路５０は、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間に電圧を印可する電源として、高圧電源ユニット５１を有する。また、検出回路５０は、ノズルＮｚからのインクの噴射により検出用電極４１３に生じる電位変化を検出する検出部として、制限抵抗５２、検出抵抗５３、検出用コンデンサ５４、増幅器５５、平滑コンデンサ５６、および検出制御部５７を有する。
【００４６】
高圧電源ユニット５１は、請求項でいう電源の一例に対応し、検出用電極４１３を所定の電位に設定する。本実施の形態の高圧電源ユニット５１は、６００Ｖ〜１ｋＶ程度の直流電源によって構成され、検出制御部５７からの制御信号によって動作が制御される。制限抵抗５２および検出抵抗５３は、高圧電源ユニット５１の出力端子と検出用電極４１３との間に配置される。制限抵抗５２の一端は、高圧電源ユニット５１の出力端子と接続され、その他端は、検出抵抗５３の一端と接続されている。また、検出抵抗５３の他端は、検出用電極４１３に接続されている。
【００４７】
検出用コンデンサ５４は、検出用電極４１３の電位変化成分を抽出するための素子であり、一方の導体が検出用電極４１３に接続され、他方の導体が増幅器５５に接続されている。この検出用コンデンサ５４を介在させることで、検出用電極４１３のバイアス成分（直流成分）を除くことができ、信号の扱いを容易にすることができる。増幅器５５は、検出用コンデンサ５４の他端に現れる信号（電位変化）を増幅して出力する。この増幅器５５はたとえば３．３Ｖで動作している。平滑コンデンサ５６は、電位の急激な変化を抑制する。本実施の形態の平滑コンデンサ５６は、一端が制限抵抗５２と検出抵抗５３とを接続する信号線に接続され、他端がグランドに接続されている。
【００４８】
図１０は、検出制御部５７の構成例を示す図である。この検出制御部５７は、ＡＤ（アナログディジタル）変換部６１、データ処理部６２、レジスター群６３および制御信号出力部６４を有する。ＡＤ変換部６１は、増幅器５５から出力された増幅後の電圧信号（アナログ値）をディジタル値に変換する。データ処理部６２は、ＡＤ変換部６１からのディジタル値をデータ処理する。レジスター群６３は、複数のレジスターによって構成されている。各レジスターには、ノズルＮｚ毎の判定結果や判定用の電圧閾値などが記憶される。制御信号出力部６４は、高圧電源ユニット５１の動作を制御するための制御信号を出力する。
【００４９】
［ノズル検査部３５によるノズル検査］
次に、ノズル検査部３５によるノズル検査について説明する。
【００５０】
前述したように、この印刷装置１０では、ノズルプレート１３１をグランドに接続し、キャップ４１に配置された検出用電極４１３を６００Ｖ〜１ｋＶ程度の高い電位にしている。これらのノズルプレート１３１と検出用電極４１３との間隔（これを以下「センサーギャップ」という）を、第１の所定値または第２の所定値とした状態で配置し、検出対象のノズルＮｚからインク滴を噴射させる。そして、インク滴の噴射に起因して検出用電極４１３側に生じた電気的な変化を検出する。すなわち、検出用電極４１３に生じた電位の周期的な変化を、検出用コンデンサ５４および増幅器５５を介して取得する。
【００５１】
検出用電極４１３に生じる電位変化の検出原理について説明する。ノズルプレート１３１と検出用電極４１３とが対向して配置されることにより、コンデンサが形成される。図７に示すように、グランドに接続されたノズルプレート１３１に接することで、ノズルＮｚから柱状に延びたインクも、グランド電位になる。このようなインクの存在は、コンデンサの電極間隔を局部的に縮めることと同意であり、静電容量を増加させる。静電容量が大きくなると、ノズルプレート１３１と検出用電極４１３との間で蓄えることのできる電荷の量が増加する。このように静電容量が増えたり、あるいは、減少した静電容量が戻ったりすると、電荷が高圧電源ユニット５１から制限抵抗５２等を通って検出用電極４１３側へ移動する。すなわち、検出用電極４１３へ向けて電流が流れる。このような電流（便宜上、噴射検査用電流Ｉｆともいう）が流れると、検出抵抗５３によって検出用電極４１３の電位が変化する。検出用電極４１３の電位の変化は、検出用コンデンサ５４における他方の導体（増幅器５５側の導体）の電位変化としても現れる。したがって、他方の導体の電位変化を監視することで、インク滴が噴射されたか否かを判定できる。
【００５２】
図１１は、ノズルＮｚの検査時に用いる駆動信号ＣＯＭの一例を示す図である。図１２は、図１１の駆動信号ＣＯＭでインクを噴射させた場合に、増幅器５５から出力される電圧信号ＳＧを説明する図である。この検査では、複数の噴射パルスＰＳを有する駆動信号ＣＯＭを用いる。すなわち、駆動信号生成回路３３は、図１１に示す駆動信号ＣＯＭを繰り返し期間Ｔ毎に繰り返し生成する。この繰り返し期間Ｔは、１つのノズルＮｚの検査に要する時間に定められる。この実施の形態の繰り返し期間Ｔは、１ｋＨｚ相当の期間に定められている。例示した駆動信号ＣＯＭは、前半期間ＴＡに生成される前半部分と後半期間ＴＢに生成される後半部分とを有する。そして、前半部分では、複数の噴射パルスＰＳが所定間隔で生成される。この例では、２０〜３０個の噴射パルスＰＳが５０ｋＨｚ相当の間隔で生成される。後半部分では、中間電位で一定の定電位部分が生成される。
【００５３】
このような駆動信号ＣＯＭを、ノズルＮｚから滴状のインクを噴射させるためのピエゾ素子に印加する。そのとき、そのピエゾ素子に対応するノズルＮｚからは、５０ｋＨｚの周期で２０〜３０回、インク滴が連続的に噴射される。これにより、増幅器５５からは、電圧信号ＳＧが出力される。検出制御部５７は、この電圧信号ＳＧに基づく判断を行う。電圧信号ＳＧは、インク滴ごとに得られるのではなく、１個のインク滴により生じる信号が時定数の関係で消滅する前に次のインク滴により信号が生じ、その積分値として得られる。
【００５４】
図１３は、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔（センサーギャップ）の変更を説明する図である。図１２に示す電圧信号ＳＧの振幅は、センサーギャップを変化させると、それに伴って変化する。センサーギャップを大きくすると、容量が小さくなるため、流れる電流が減少し、電圧信号ＳＧの振幅は小さくなる。そこで、第１のモードとして、センサーギャップを、増幅器５５の出力が図１２のＶｄｅｔｅｃｔに相当する値で飽和するような値（電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が検出用電極４１３に発生する値）、すなわち第１の所定値ｄ１に設定する。このとき、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化の検出が容易になる。一方、第２のモードとして、センサーギャップを、第１の所定値ｄ１より大きい第２の所定値ｄ２とし、増幅器５５の出力範囲が最高電圧ＶＨと最低電圧ＶＬとを含むようにする。このとき、第２の所定値ｄ２は、検出制御部５７での電位検出範囲で前記検出用電極に電位変化が発生する値に設定される状態となる。これにより、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することができる。
【００５５】
なお、図１３から明らかなように、第１の所定値ｄ１よりも第２の所定値ｄ２の方が大きいものとなっている。
【００５６】
図１４は、出力信号のセンサーギャップ特性を説明する図である。この例では、センサーギャップがたとえば２ｍｍのとき、電圧信号ＳＧの最大振幅Ｖｍａｘ（最高電圧ＶＨと最低電圧ＶＬとの差）が、仮想的に１２Ｖとなる。ただし、増幅器５５は上述のように３．３Ｖで動作しているため、それを超える電圧は飽和してしまう。一方、センサーギャップがたとえば５．５ｍｍ以上であれば、電圧信号ＳＧの最大振幅Ｖｍａｘは３．３Ｖ以下となり、波形そのものを検出することができる。
【００５７】
［インクの粘性の影響］
電圧信号ＳＧに対する増幅器５５の出力波形の変化は、高圧電源ユニット５１から印加される電圧の変化によっても生じさせることもできる。しかし、近年、種々の種類のインクが流通しており、ノズル検査の上で、その粘性の不確定性を除去できないことから、センサーギャップにより、出力波形を変化させることが望ましい。これについて、以下に説明する。
【００５８】
図１５は、ノズル検査におけるインクの影響を説明する図である。ノズルＮｚから噴射されるインク滴は、その粘性により、ノズルプレート１３１から検出用電極４１３に向かって、尾を引いて柱状に延びていく。そして、尾が切れることによって分離したインク滴が検出用電極４１３に到達する。ノズルプレート１３１と検出用電極４１３との間に印加する電圧を変えた場合、インク滴に加わる電圧が変化し、インクによっては、どのような挙動をするか予測できない部分がある。センサーギャップを大きくする分には、その挙動の不確定性はないと考えられる。
【００５９】
［ノズル検査フロー］
上述のように印刷制御部３８はＣＰＵ３８ｂを備えている。また、メモリー３８ｃには、印刷装置１０の印刷ヘッド１３を所定の検査位置に移動させて印刷ヘッド１３のノズルＮｚを検査位置に設けられている検出用電極４１３に対向させる第１のステップと、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間に高圧電源ユニット５１から電圧を印可させる第２のステップと、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔を第１の所定値ｄ１に制御し、ノズルＮｚからのインクの噴射により検出用電極４１３に生じる電位変化を検出する検出回路５０に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる第３のステップと、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔を第１の所定値ｄ１より大きい第２の所定値ｄ２に制御し、検出回路５０に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる第４のステップとを実行させるコンピュータープログラムがインストールされている。そして、このコンピュータープログラムがＣＰＵ３８ｂで実行されることで、ノズル検査の各処理が実現される。
【００６０】
図１６は、ノズル検査のフローチャートを示す。このノズル検査は、印刷制御部３８の制御により行われる。印刷制御部３８は、印刷装置１０の起動時、あるいは印刷装置１０の稼動時間が所定値となったときなどに、ノズル検査部３５に、第１のモードのノズル検査を指示する。ノズル検査部３５は、第１のモードのノズル検査を実行する（ステップＳ１）。この検査でドット抜けがある場合（ステップＳ２でＹｅｓ）には、印刷制御部３８は、ヘッド制御部３４に、クリーニングを実行させる（ステップＳ３）。ドット抜けがない場合（ステップＳ２でＮｏ）またはクリーニング（ステップＳ３）が終了すると、印刷制御部３８は、第２モードのノズル検査を実行するかどうかを判断する（ステップＳ４）。この判断では、たとえば、第１のモードのノズル検査を所定回行うごと、あるいは印刷装置１０の稼動時間が所定の期間を経過するごとに、第２モードのノズル検査を実行するものと判断する。
【００６１】
第２のモードのノズル検査を実行するものと判断された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）には、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５に、第２モードの検査を指示する。ノズル検査部３５は、第２のモードのノズル検査を実行する（Ｓ５）。ここで、ノズル検査部３５がノズルＮｚの劣化を検出した場合（ステップＳ６でＹｅｓ）には、印刷制御部３８は、メンテナンスのための警告を、図示していない表示部に表示させる（ステップＳ７）。
【００６２】
なお、第２モードのノズル検査を実行しないと判断された場合（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ６でノズルＮｚの劣化を検出しない場合、およびステップＳ７の警告を表示させた後に、図１６に示す一連の処理フローは終了となる。
【００６３】
図１７は、第１のモード（図１６のステップＳ１）のノズル検査のフローチャートを示す。印刷制御部３８は、キャリッジ移動機構３２を制御し、印刷ヘッド１３を検査位置に移動させ、ノズルＮｚを検出用電極４１３に対向させる（Ｓ１１）。次に、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５あるいはキャップ機構３６を制御して、センサーギャップを第１の所定値ｄ１に設定する（Ｓ１２）。続いて印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、高圧電源ユニット５１からノズルＮｚと検出用電極４１３との間に電圧を印可させる（Ｓ１３）。さらに、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、検出回路５０に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる（Ｓ1４）。
【００６４】
図１８は、第２のモード（図１６のステップＳ５）のノズル検査のフローチャートである。この第２のモードにおいては、図１６のノズル検査のフローより、ノズルＮｚは検出用電極４１３に対向している。この状態で、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５あるいはキャップ機構３６を制御して、センサーギャップを第１の所定値ｄ１より大きい第２の所定値ｄ２に設定する（Ｓ２１）。続いて印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、高圧電源ユニット５１からノズルＮｚと検出用電極４１３との間に電圧を印可させる（Ｓ２２）。さらに、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、検出回路５０に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる（Ｓ２３）。
【００６５】
この図１８のノズル検査により、増幅器５５からは、電圧信号ＳＧが出力されるが、このときの電圧信号ＳＧは、１個のインク滴により生じる信号が時定数の関係で消滅する前に次のインク滴により信号が生じ、その積分値として得られる。そして、この電圧信号ＳＧに基づいて、ノズルＮｚの劣化があるか否かが判定される。
【００６６】
［効果］
以上のように、本実施の形態では、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔を変更することで、ノズルＮｚのドット抜け検出だけでなく、たとえばノズルＮｚの劣化具合、印刷ヘッド１３の特性バラつき、ノズルＮｚ等の組み立て公差、温度変化等といったことを検出することが可能となる。
【００６７】
また、上述の第１の所定値ｄ１を、増幅器５５で飽和するピーク値の電位変化が検出用電極４１３に発生する値に設定することで、ドット抜け検出を確実に行うことができる。一方、第２の所定値ｄ２を、増幅器５５で飽和しない電位変化が発生する値に設定し、その電位変化を検出制御部５７で検出することで、検出制御部５７では経時変化等によるノズルの劣化具合を知ることができる。
【００６８】
また、第１のモードの検査と記第２のモードの検査とを、印刷ヘッド１３が取り付けられた印刷装置の稼働中の所定のタイミングで行い、第２のモードの検査を、第１のモードの検査より少ない頻度で実行することができる。この場合、第１のモードの検査は、ドット抜け検出のためのものであり、印刷装置１０が稼動中にも、しばしば実行する必要がある。これに対して第２のモードの検査は、ノズルの劣化具合を調べるものなので、それほど頻繁に行う必要はない。このようにすれば、第２のモードでの検査頻度が不必要に多くなって、ユーザーを待たせる等によって不快となるのを防ぐことができる。
【００６９】
［変形例］
図１９および図２０はそれぞれ、図９に示す検出回路５０の変形例の検出回路７１、７２を示す。検出回路７１は、ノズルプレート１３１に高圧電源ユニット５１を接続し、検出用電極４１３をグランドに接続している。また、検出回路７２は、インク滴の噴射に起因するノズルプレート１３１での電荷の移動（噴射検査用電流Ｉｆの一種）に起因する、電気的な状態の変化を検出している。これらの構成であっても、インク滴の噴射を検出できる。
【００７０】
ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔は、印刷ヘッド１３と検出用電極４１３が設けられるインク受け領域との少なくとも一方を動かすことにより行われる。具体的には、印刷ヘッド１３におけるオートプラテンギャップ機構や、キャップ機構３６、あるいは特許文献４に示された機構を利用して、間隔を設定することができる。
【００７１】
図１および図３にはインク色が４色の場合を示したが、それ以上の色数でもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…印刷装置、１２…キャリッジ、１３…印刷ヘッド、１４…印刷媒体、１８…印刷制御部、２０…検査ボックス、３１…用紙搬送機構、３２…キャリッジ移動機構、３３…駆動信号生成回路、３４…ヘッド制御部、３５…ノズル検査部（ノズル検査装置、検査手段の一例に対応）、３６…キャップ機構、３７…検出器群、３８ｂ…ＣＰＵ、３８ｃ…メモリー、３８…印刷制御部、４１…キャップ、４２…スライダ部材、５０…検出回路、５１…高圧電源ユニット（電源の一例に対応）、５２…制限抵抗、５３…検出抵抗、５４…検出用コンデンサ（検出部の一部に対応）、５５…増幅器（検出部の一部に対応）、５６…平滑コンデンサ、５７…検出制御部（検出部の一部に対応）、６１…ＡＤ変換部、６２…データ処理部、６３…レジスター群、６４…制御信号出力部、７１，７２…検出回路、１３１…ノズルプレート、４１３…検出用電極、４２２…支持軸、４２３…固定部材、４２３ａ…長孔、４２４…アーム部、Ｎｚ…ノズル、ＳＧ…電圧信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置、ノズル検査装置、ノズル検査方法およびコンピュータープログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷ヘッドのノズルを検査する技術として、特許文献１には、印刷ヘッドに設けられた複数のノズルからの記録液（インク）の噴射の有無を、帯電した記録液の噴射に伴って発生する測定端子（ノズルと検出用電極）間の電圧の変化を利用して検査するノズル検査装置が開示されている。このノズル検査装置は、測定端子間に所定の印加方向の電圧を印加して、記録液を所定の電位側に帯電させる電圧印加部と、電圧の変化を、測定端子間の電圧値の増減として取得する電圧値増減取得部と、取得された電圧値の増減から、複数のノズルからの記録液の噴射の有無を判定する噴射有無判定部とを備える。
【０００３】
また、特許文献２、３にはそれぞれ、特許文献１に示されるようなノズル検査おいて、ノイズの発生により、噴射不良を発生する不良ノズル（ドット抜けノズル）を正確に検出することができない課題を解決する技術が開示されている。特許文献２に開示の技術では、検出した検出用電極の電位変化に基づき、検出用電極を通じて生じた電流の漏れの有無を判定している。特許文献３に開示の技術では、全てのノズルから液体を噴射させない非噴射期間における電位変化に基づいて、ノズルからの液体噴射の有無の検査が正常に行われたか否かを判定している。
【０００４】
特許文献４には、印刷媒体の種類に応じてプラテンに対する印刷ヘッドの高さ（プラテンギャップ）を調整した場合に、その印刷ヘッドの高さに応じて、検出用電極が設けられているフラッシュボックスの高さを調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３８８６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−６４３０９号公報
【特許文献３】特開２０１０−５８４４９号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９４７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１−４記載の技術において、ノズルと検出用電極との間隔は、印刷ヘッドのノズルから帯電したインク滴を検出用電極に噴射することによって発生する信号を検出する検出回路（特許文献１における電圧値増減取得部）の動作電圧に対応して設定される。特許文献１−４の記載によれば、ノズルと検出用電気極との間隔は、検出用電極に発生している信号の波形全体が検出回路で検出できるように最適化されている。
【０００７】
しかし、印刷ヘッドの特性バラつき、ノズルの組み立て公差や温度変化があると、製造工程時に調整はしていても変動要素があり、検出用電極に発生する信号の波形が変化してしまうことがある。そのため現実には、信号の波形そのものではなく、信号の波形のピーク値が検出回路のダイナミックレンジを超えるように増幅して、信号の有無により、ドット抜けノズルを検出している。
【０００８】
一方、印刷ヘッドのノズルは、使用中に、経年変化や材質の劣化が生じることがある。そのような劣化は、たとえばソルベントインクのような非水溶性の有機溶剤を含むインクを使用している場合に生じる傾向がある。このため、その印刷ヘッドが搭載された印刷装置の稼動中の適切なタイミングで、ドット抜け検出だけでなく、インク滴の噴射状態を検査することが望ましい。
【０００９】
本発明は、ドット抜け検出だけでなく、インク滴の噴射状態を検査することのできる印刷装置、ノズル検査装置、ノズル検査方法およびコンピュータープログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点によると、インク滴を噴射するノズルが設けられた印刷ヘッドと、ノズルからのインク滴の噴射を検査する検査手段とを備え、検査手段は、印刷ヘッドが所定の検査位置に移動した状態でノズルに対向する検出用電極と、ノズルと検出用電極との間に電圧を印可する電源と、ノズルからのインクの噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部とを有し、検出部は、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することを特徴とする印刷装置が提供される。
【００１１】
この構成によれば、ノズルと検出用電極との間隔を変更することで、ドット抜け検出だけでなく、インク滴の噴射状態を検査することができ、たとえばノズルの劣化具合、印刷ヘッドの特性バラつき、ノズル等の組み立て公差、温度変化等といったことを検出することが可能となる。
【００１２】
第１の所定値は、検出部の電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が検出用電極に発生する値に設定され、第２の所定値は、検出部の電位検出範囲で検出用電極に電位変化が発生する値に設定される。
【００１３】
第１の所定値を、検出部の電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が検出用電極に発生する値に設定することで、ドット抜け検出を確実に行うことができる。一方、第２の所定値を、検出部の電位検出範囲で検出用電極に電位変化が発生する値に設定することで、経時変化等によるノズルの劣化具合を知ることができる。
【００１４】
ノズルと検出用電極との間隔は、印刷ヘッドと検出用電極が設けられるインク受け領域との少なくとも一方を動かすことにより行われる。具体的には、印刷ヘッドの高さ方向、液体上領域の高さ方向、あるいはその双方を変更することができる。
【００１５】
検査手段は、ノズル検査装置として、印刷装置以外でも利用することができる。すなわち、本発明の第２の観点によると、ノズルからの液滴の噴射を検査するノズル検査装置において、ノズルに対向して配置される検出用電極と、ノズルと検出用電極との間に電圧を印可する電源と、ノズルからの液滴の噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部とを有し、検出部は、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、液滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、液滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することを特徴とするノズル検査装置が提供される。
【００１６】
本発明の第３の観点によると、印刷ヘッドのノズルからのインクの噴射を検査する方法であり、ノズルを検出用電極に対向させ、検出用電極とノズルとの間に電圧を印加し、ノズルからのインクの噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出するノズル検査方法において、第１のモードでは、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値として、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出し、第２のモードでは、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値として、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することを特徴とするノズル検査方法が提供される。
【００１７】
第１のモードの検査と記第２のモードの検査とを、印刷ヘッドが取り付けられた印刷装置の稼働中の所定のタイミングで行い、第２のモードの検査を、第１のモードの検査より少ない頻度で実行することができる。
【００１８】
第１のモードの検査は、ドット抜け検出のためのものであり、印刷装置が稼動中にも、しばしば実行する必要がある。これに対して第２のモードの検査は、ノズルの劣化具合を調べるものなので、それほど頻繁に行う必要はない。
【００１９】
本発明の第４の観点によると、印刷装置の制御コンピューターにインストールされ、その制御コンピューターに、印制装置の印刷ヘッドに設けられるノズルからのインクの噴射を検査するステップを実行させるコンピュータープログラムにおいて、検査するステップとして、印刷装置の印刷ヘッドを所定の検査位置に移動させて印刷ヘッドのノズルを検査位置に設けられている検出用電極に対向させる第１のステップと、ノズルと検出用電極との間に電源から電圧を印可させるステップ第２のステップと、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値に制御し、ノズルからのインクの噴射により検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる第３のステップと、ノズルと検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値に制御し、検出部に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる第４のステップとを制御コンピューターに実行させることを特徴とするコンピュータープログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る印刷装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す印刷装置を機能ブロックにより示す図である。
【図３】印刷ヘッドのノズル配置例を示す図である。
【図４】キャップ機構を説明する図である。
【図５】キャップ機構の一部を構成するキャップの平面図である。
【図６】キャップ機構の動作を説明する図である。
【図７】キャップ機構の動作を説明する図である。
【図８】キャップ機構の動作を説明する図である。
【図９】ノズル検査部の構成を説明する図である。
【図１０】検出制御部の構成例を示す図である。
【図１１】ノズルＮｚの検査時に用いる駆動信号ＣＯＭの一例を示す図である。
【図１２】駆動信号ＣＯＭでインクを噴射させたときの電圧信号ＳＧを説明する図である。
【図１３】センサーギャップの変更を説明する図である。
【図１４】出力信号のセンサーギャップ特性を説明する図である。
【図１５】ノズル検査におけるインクの影響を説明する図である。
【図１６】ノズル検査のフローチャートである。
【図１７】第１のモードのノズル検査のフローチャートである。
【図１８】第２のモードのノズル検査のフローチャートである。
【図１９】図９に示す検出回路の変形例を示す図である。
【図２０】図９に示す検出回路の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る印刷装置１０の全体構成を示す図である。この印刷装置１０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色インクが収納されたインクカートリッジ１１を備える。このインクカートリッジ１１は、キャリッジ１２に装着されている。キャリッジ１２には、印刷ヘッド１３が設けられる。印刷ヘッド１３には、各インク色ごとに、インク滴を噴射する複数のノズルＮｚ（図３参照）が設けられている。キャリッジ１２が図面左右方向（主走査方向）に移動し、その一方で印刷媒体１４が図面の縦方向（副走査方向）に移動するとき、印刷ヘッド１３のノズルＮｚからインク滴を噴射することで、印刷媒体１４に所定の画像等を印刷することができる。
【００２３】
キャリッジ１２は、キャリッジベルト１５に固定され、キャリッジベルト１５がキャリッジモータ１６によって駆動されるのに伴って、フレーム１７に固定されたガイド（案内軸）１８に沿って移動する。また印刷媒体１４は、フレーム１７に固定された駆動モータ１９により駆動される。一方、印刷媒体１４は、図示しない紙送りローラーなどによって、図面の縦方向（副走査方向）に搬送される。このとき、印刷ヘッド１３のノズルＮｚから画像データに相応した所定のインク滴が噴射されることによって、印刷媒体１４に印刷画像が正しく形成される。逆に、インク滴が噴射されないと、印刷画像が正しく形成されないことになる。
【００２４】
印刷ヘッド１３のノズルＮｚからインク滴が噴射されるか否かを検査するため、印刷装置１０には、検査ボックス２０が設けられる。ノズル検査時には、キャリッジ１２を検査ボックス２０の位置に移動させ、所定のノズル検査処理を行って、各ノズルＮｚからのインク滴の噴射の有無を検査する。そして、検査の結果、不噴射のノズルＮｚがあった場合には、検査ボックス２０内または検査ボックス２０とは別に設けられたクリーニングボックス内にて、所定のクリーニング処置を行ってノズルＮｚをクリーニングする。
【００２５】
これらの動作についての主な制御は、フレーム１７に取り付けられたメインコントロール基板２１と、キャリッジ１２の端面に取り付けられたサブコントロール基板２２とによって行われる。これらの基板２１、２２は、フレキシブル基板２３によって接続され、それぞれの基板間でデータがやり取りできるように構成されている。
【００２６】
［機能ブロック構成］
図２は、図１に示す印刷装置１０を機能ブロックにより示す図である。印刷装置１０は、用紙搬送機構３１、キャリッジ移動機構３２、駆動信号生成回路３３、ヘッド制御部３４、ノズル検査部３５、キャップ機構３６、検出器群３７、および印刷制御部３８を有する。印刷制御部３８は、インタフェース部３８ａ、ＣＰＵ（中央処理装置）３８ｂおよびメモリー３８ｃを有する。ヘッド制御部３４は、サブコントロール基板２２上に設けられる。印刷制御部３８および駆動信号生成回路３３は、メインコントロール基板２１上に設けられる。
【００２７】
用紙搬送機構３１は、駆動モータ１９を含み、印刷媒体１４を搬送方向に搬送させる。キャリッジ移動機構３２は、キャリッジベルト１５、キャリッジモータ１６およびガイド１８を含み、ヘッド制御部３４および印刷ヘッド１３が取り付けられたキャリッジ１２を、所定の移動方向（たとえば印刷媒体１４の幅方向）に移動させる。
【００２８】
駆動信号生成回路３３は、駆動信号ＣＯＭ（図１１を参照）を生成する。この駆動信号ＣＯＭは、印刷媒体１４への印刷時に、ヘッド制御部３４を介して、印刷ヘッド１３へ印加される。また、駆動信号ＣＯＭは、ノズルＮｚの動作を検査するノズル検査時や、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるフラッシング動作時にも、印刷ヘッド１３に印加される。駆動信号ＣＯＭの波形は、印刷時、ノズル検査時、およびフラッシング動作時のそれぞれにおいて、適宜定められる。すなわち、各動作に適した波形の駆動信号ＣＯＭが生成される。駆動信号ＣＯＭには、噴射パルスＰＳが含まれる。噴射パルスＰＳとは、ノズルＮｚから滴状のインクを噴射させるためのピエゾ素子に、所定の動作を行わせる波形（電位の変化パターン）をいう。
【００２９】
ヘッド制御部３４は、印刷制御部３８からのヘッド制御信号に基づき、印刷ヘッド１３を制御する。たとえば、駆動信号ＣＯＭの印刷ヘッド１３への印加を制御する。ノズル検査部３５は、印刷ヘッド１３の各ノズルＮｚの検査を行う。キャップ機構３６は、ノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制したり、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるため、各ノズルＮｚからインクを吸引する吸引動作を行ったりする。検出器群３７は、印刷装置１０の状況を監視する複数の検出器によって構成される。これらの検出器による検出結果は、印刷制御部３８に出力される。
【００３０】
印刷制御部３８は、印刷装置１０における全体的な制御を行う。すなわち、コンピューターなどから受け取った印刷データや検出器群３７からの検出結果に基づいて制御対象部を制御し、印刷媒体１４に画像を印刷させる。また、印刷制御部１８は、電源オンに伴う初期動作に伴って、あるいは印刷動作の実行に関連して、ノズル検査動作を行わせる。
【００３１】
印刷制御部３８の各部の動作を説明する。インタフェース部３８ａは、コンピューターなど外部の装置との間でデータの受け渡しを行う。ＣＰＵ３８ｂは、印刷装置１０の全体的な制御を行う。メモリー３８ｃは、コンピュータープログラムを格納する領域や作業領域等を確保する。ＣＰＵ３８ｂは、メモリー３８ｃに記憶されているコンピュータープログラムに従い、各制御対象部を制御する。たとえば、ＣＰＵ３８ｂは、用紙搬送機構３１やキャリッジ移動機構３２、キャップ機構３６が有する吸引ポンプを制御する。また、印刷ヘッド１３の動作を制御するためのヘッド制御信号をヘッド制御部３４に送信したり、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号を駆動信号生成回路３３に送信したりする。さらに、ノズル検査部３５と通信をし、必要な情報の送受信をする
【００３２】
［ノズル配置］
図３は、印刷ヘッド１３のノズル配置例を示す図である。この例では、ノズル群として、ノズルＮｚが１／１８０インチピッチで設けられたノズル列を複数有する。各ノズル列は、それぞれ噴射するインクの種類を定めることができる。この印刷ヘッド１３には４つのノズル列が設けられている。具体的には、図３の左側から順に、ブラックインクノズル列Ｎｋ、イエローインクノズル列Ｎｙ、シアンインクノズル列Ｎｃ、およびマゼンタインクノズル列Ｎｍである。各ノズル列は、そのノズル列に付した名前と同じ色のインクを噴射する。各ノズル列は同じ数のノズルＮｚで構成される。図３の印刷ヘッド１３では、たとえば、１つのノズル列が１８０個のノズルＮｚで構成されているものが示されている。
【００３３】
［キャップ機構３６の詳細］
図４は、キャップ機構３６を説明する図である。図５は、キャップ機構３６の一部を構成するキャップ４１の平面図である。キャップ機構３６は、ノズル群が臨む空間を形成するキャップ４１と、キャップ４１を支持するとともに斜め上下方向に移動可能なスライダ部材４２とを有する。
【００３４】
キャップ４１は、長方形状の底部（図示せず）と、底部の周縁から起立する側壁部４１１とを有し、ノズル群が設けられているノズルプレート１３１と対向する上面が開放された薄手の箱状をしている。そして、底部と側壁部４１１で囲まれた空間には、キャッピング時にノズル群が収容される。
【００３５】
この空間には、フェルトやスポンジ等の多孔質材で作製されたシート状の保湿部材４１２が配置される。この保湿部材４１２にはインクが着弾するため飛散を抑制でき、キャッピング時において保湿部材４１２から蒸発したインク溶媒が空間に留まる。これにより、ノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制できる。
【００３６】
また、保湿部材４１２の表面には、ノズル検査部３５の一部である検出用電極４１３が配設されている。この検出用電極４１３は、後述するノズル検査動作で用いられ、この動作時には６００Ｖ〜１ｋＶ程度の高電位になる。例示した検出用電極４１３は、二重の矩形状に設けられた枠部４１３ａと、枠部４１３ａの対角同士を結ぶ対角線部４１３ｂと、枠部４１３ａの各辺における中点同士を結ぶ十字部４１３ｃとを有している。この構造によって、広い範囲に亘って一様に帯電されるようにしている。
【００３７】
キャップ４１の空間には、廃液チューブ４１４が接続されている。また、廃液チューブ４１４の途中には、図示しない吸引ポンプが接続されている。この吸引ポンプとしては、たとえば、ローラーでチューブを挟んでチューブ内の流体（空気や液体等）を下流側に押し流すチューブポンプが用いられる。この吸引ポンプは、印刷制御部３８によって動作が制御される。吸引ポンプを動作させると、キャップ４１の空間が負圧化される。これにより、キャップ４１側からインクや空気を吸引することができる。なお、吸引されたインクは、廃液貯留部（図示せず）に貯められる。
【００３８】
また、キャップ４１には、ワイパー４３が取り付けられている。ワイパー４３は、ノズル面を摺動し、そのノズル面に付着しているインクを掻き取ることを可能としている。
【００３９】
図６は、キャップ機構３６の退避状態を説明する図である。図７は、フラッシング動作やノイズ検査動作を行う場合におけるキャップ機構３６の状態を説明する図である。図８は、キャップ４１がノズル面に密着した状態を説明する図である。
【００４０】
スライダ部材４２は、キャリッジ１２がホームポジションから外れた状態において、図示しないスプリングに引っ張られて、図６において左側（アーム部４２４が倒れたときの位置）に位置している。これを「退避状態」という。この退避状態では、キャップ４１は、ノズルプレート１３１の表面（以下、ノズル面ともいう）よりも十分に低い位置に位置付けられる。キャリッジ１２がホームポジション側へ移動すると、スライダ部材４２はスプリングの引っ張り力に抗して移動する。これは、スライダ部材４２に設けた当接部４２１にキャリッジ１２が当接し、この当接部４２１をホームポジション側へ移動させるからである。
【００４１】
ここで、スライダ部材４２はアーム部４２４によって持ち上げ可能に設けられているが、そのアーム部４２４は、スライダ部材４２の移動とは連動しない固定部材４２３によって軸支されている。そのため、スライダ部材４２の移動に伴って、スライダ部材４２に設けた支持軸４２２側の部分は、固定部材４２３の案内用の長孔４２３ａに沿って上昇する。また、キャップ４１側の部分は、アーム部４２４の回動によって持ち上げられた状態となる。
【００４２】
キャリッジ１２のホームポジション側への移動に伴い、キャップ４１は、ノズル面と対向した状態を維持しつつ、ノズル面側に移動する。すなわち、斜め上方へ移動する。図７に示すように、ホームポジションよりも少し手前の位置までキャリッジ１２が到達すると、キャップ４１の開口縁（側壁部４１１の上端）は、ノズル面には触れないがノズル面のすぐ近くまで移動する。また、図８に示すように、キャリッジ１２がホームポジションに到達すると、キャップ４１の開口縁はノズル面に当接する。このとき、キャップ４１の空間には、ノズル群を構成する各ノズルＮｚが収容される。
【００４３】
このキャップ機構３６は、印刷装置１０の動作や状態に応じて位置を変える。たとえば、通常の印刷動作時では、図６に示すように、キャップ４１は退避した状態になっている。電源オフ時や長期休止時には、図８に示すように、キャップ４１の上端をノズル面に密着させて、ノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制する。そして、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるため、各ノズルＮｚからインクを吸引する吸引動作（吸引回復動作に相当する）を行う場合にも、キャップ４１の上端をノズル面に密着させて、空間の気密性を高める。すなわち、この密着状態で吸引ポンプを動作させると、キャップ４１の空間を負圧化できる。この負圧はノズルＮｚに作用する。このため、ノズルＮｚを通じて印刷ヘッド１３内のインクをキャップ４１の空間内に吸い出すことができる。また、ノズルＮｚの噴射能力を回復させるため、各ノズルＮｚから連続的にインク滴を噴射させるフラッシング動作（噴射回復動作に相当する）を行う場合には、図７に示すように、ノズル面とキャップ４１との間に僅かな隙間を空ける。
【００４４】
ノズルＮｚの噴射能力を回復させるための回復動作に関し、前述した吸引動作およびフラッシング動作の他に、微振動動作がある。微振動動作は、インク滴が噴射されない程度の圧力変化を印刷ヘッド１３内のインクに与えることで、メニスカス（ノズルＮｚで露出しているインクの自由表面）を噴射側と引き込み側とに移動させ、攪拌によってノズル付近の増粘インクを分散させる動作である。これらの吸引動作、フラッシング動作および微振動動作に関し、ノズルＮｚの噴射能力を回復させる度合いは、吸引動作が最も高く、微振動動作が最も低い。また、各動作におけるインクの消費量は、吸引動作が最も多く、微振動動作が最も少ない。各回復動作にはこのような特性の違いがあるため、印刷装置１０では、状態の違いに応じて各回復動作を使い分けている。
【００４５】
［ノズル検査部３５の詳細］
図９は、ノズル検査部３５の構成を説明する図である。なお、ノズル検査部３５は、請求項でいうノズル検査装置、検査手段の一例に対応する。また、検出用コンデンサ５４、増幅器５５、および検出制御部５７等は、請求項でいう検出部の一例に対応する。ノズル検査部３５は、検出用電極４１３に加え、検出回路５０を有する。検出回路５０は、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間に電圧を印可する電源として、高圧電源ユニット５１を有する。また、検出回路５０は、ノズルＮｚからのインクの噴射により検出用電極４１３に生じる電位変化を検出する検出部として、制限抵抗５２、検出抵抗５３、検出用コンデンサ５４、増幅器５５、平滑コンデンサ５６、および検出制御部５７を有する。
【００４６】
高圧電源ユニット５１は、請求項でいう電源の一例に対応し、検出用電極４１３を所定の電位に設定する。本実施の形態の高圧電源ユニット５１は、６００Ｖ〜１ｋＶ程度の直流電源によって構成され、検出制御部５７からの制御信号によって動作が制御される。制限抵抗５２および検出抵抗５３は、高圧電源ユニット５１の出力端子と検出用電極４１３との間に配置される。制限抵抗５２の一端は、高圧電源ユニット５１の出力端子と接続され、その他端は、検出抵抗５３の一端と接続されている。また、検出抵抗５３の他端は、検出用電極４１３に接続されている。
【００４７】
検出用コンデンサ５４は、検出用電極４１３の電位変化成分を抽出するための素子であり、一方の導体が検出用電極４１３に接続され、他方の導体が増幅器５５に接続されている。この検出用コンデンサ５４を介在させることで、検出用電極４１３のバイアス成分（直流成分）を除くことができ、信号の扱いを容易にすることができる。増幅器５５は、検出用コンデンサ５４の他端に現れる信号（電位変化）を増幅して出力する。この増幅器５５はたとえば３．３Ｖで動作している。平滑コンデンサ５６は、電位の急激な変化を抑制する。本実施の形態の平滑コンデンサ５６は、一端が制限抵抗５２と検出抵抗５３とを接続する信号線に接続され、他端がグランドに接続されている。
【００４８】
図１０は、検出制御部５７の構成例を示す図である。この検出制御部５７は、ＡＤ（アナログディジタル）変換部６１、データ処理部６２、レジスター群６３および制御信号出力部６４を有する。ＡＤ変換部６１は、増幅器５５から出力された増幅後の電圧信号（アナログ値）をディジタル値に変換する。データ処理部６２は、ＡＤ変換部６１からのディジタル値をデータ処理する。レジスター群６３は、複数のレジスターによって構成されている。各レジスターには、ノズルＮｚ毎の判定結果や判定用の電圧閾値などが記憶される。制御信号出力部６４は、高圧電源ユニット５１の動作を制御するための制御信号を出力する。
【００４９】
［ノズル検査部３５によるノズル検査］
次に、ノズル検査部３５によるノズル検査について説明する。
【００５０】
前述したように、この印刷装置１０では、ノズルプレート１３１をグランドに接続し、キャップ４１に配置された検出用電極４１３を６００Ｖ〜１ｋＶ程度の高い電位にしている。これらのノズルプレート１３１と検出用電極４１３との間隔（これを以下「センサーギャップ」という）を、第１の所定値または第２の所定値とした状態で配置し、検出対象のノズルＮｚからインク滴を噴射させる。そして、インク滴の噴射に起因して検出用電極４１３側に生じた電気的な変化を検出する。すなわち、検出用電極４１３に生じた電位の周期的な変化を、検出用コンデンサ５４および増幅器５５を介して取得する。
【００５１】
検出用電極４１３に生じる電位変化の検出原理について説明する。ノズルプレート１３１と検出用電極４１３とが対向して配置されることにより、コンデンサが形成される。図７に示すように、グランドに接続されたノズルプレート１３１に接することで、ノズルＮｚから柱状に延びたインクも、グランド電位になる。このようなインクの存在は、コンデンサの電極間隔を局部的に縮めることと同意であり、静電容量を増加させる。静電容量が大きくなると、ノズルプレート１３１と検出用電極４１３との間で蓄えることのできる電荷の量が増加する。このように静電容量が増えたり、あるいは、減少した静電容量が戻ったりすると、電荷が高圧電源ユニット５１から制限抵抗５２等を通って検出用電極４１３側へ移動する。すなわち、検出用電極４１３へ向けて電流が流れる。このような電流（便宜上、噴射検査用電流Ｉｆともいう）が流れると、検出抵抗５３によって検出用電極４１３の電位が変化する。検出用電極４１３の電位の変化は、検出用コンデンサ５４における他方の導体（増幅器５５側の導体）の電位変化としても現れる。したがって、他方の導体の電位変化を監視することで、インク滴が噴射されたか否かを判定できる。
【００５２】
図１１は、ノズルＮｚの検査時に用いる駆動信号ＣＯＭの一例を示す図である。図１２は、図１１の駆動信号ＣＯＭでインクを噴射させた場合に、増幅器５５から出力される電圧信号ＳＧを説明する図である。この検査では、複数の噴射パルスＰＳを有する駆動信号ＣＯＭを用いる。すなわち、駆動信号生成回路３３は、図１１に示す駆動信号ＣＯＭを繰り返し期間Ｔ毎に繰り返し生成する。この繰り返し期間Ｔは、１つのノズルＮｚの検査に要する時間に定められる。この実施の形態の繰り返し期間Ｔは、１ｋＨｚ相当の期間に定められている。例示した駆動信号ＣＯＭは、前半期間ＴＡに生成される前半部分と後半期間ＴＢに生成される後半部分とを有する。そして、前半部分では、複数の噴射パルスＰＳが所定間隔で生成される。この例では、２０〜３０個の噴射パルスＰＳが５０ｋＨｚ相当の間隔で生成される。後半部分では、中間電位で一定の定電位部分が生成される。
【００５３】
このような駆動信号ＣＯＭを、ノズルＮｚから滴状のインクを噴射させるためのピエゾ素子に印加する。そのとき、そのピエゾ素子に対応するノズルＮｚからは、５０ｋＨｚの周期で２０〜３０回、インク滴が連続的に噴射される。これにより、増幅器５５からは、電圧信号ＳＧが出力される。検出制御部５７は、この電圧信号ＳＧに基づく判断を行う。電圧信号ＳＧは、インク滴ごとに得られるのではなく、１個のインク滴により生じる信号が時定数の関係で消滅する前に次のインク滴により信号が生じ、その積分値として得られる。
【００５４】
図１３は、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔（センサーギャップ）の変更を説明する図である。図１２に示す電圧信号ＳＧの振幅は、センサーギャップを変化させると、それに伴って変化する。センサーギャップを大きくすると、容量が小さくなるため、流れる電流が減少し、電圧信号ＳＧの振幅は小さくなる。そこで、第１のモードとして、センサーギャップを、増幅器５５の出力が図１２のＶｄｅｔｅｃｔに相当する値で飽和するような値（電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が検出用電極４１３に発生する値）、すなわち第１の所定値ｄ１に設定する。このとき、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化の検出が容易になる。一方、第２のモードとして、センサーギャップを、第１の所定値ｄ１より大きい第２の所定値ｄ２とし、増幅器５５の出力範囲が最高電圧ＶＨと最低電圧ＶＬとを含むようにする。このとき、第２の所定値ｄ２は、検出制御部５７での電位検出範囲で前記検出用電極に電位変化が発生する値に設定される状態となる。これにより、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出することができる。
【００５５】
なお、図１３から明らかなように、第１の所定値ｄ１よりも第２の所定値ｄ２の方が大きいものとなっている。
【００５６】
図１４は、出力信号のセンサーギャップ特性を説明する図である。この例では、センサーギャップがたとえば２ｍｍのとき、電圧信号ＳＧの最大振幅Ｖｍａｘ（最高電圧ＶＨと最低電圧ＶＬとの差）が、仮想的に１２Ｖとなる。ただし、増幅器５５は上述のように３．３Ｖで動作しているため、それを超える電圧は飽和してしまう。一方、センサーギャップがたとえば５．５ｍｍ以上であれば、電圧信号ＳＧの最大振幅Ｖｍａｘは３．３Ｖ以下となり、波形そのものを検出することができる。
【００５７】
［インクの粘性の影響］
電圧信号ＳＧに対する増幅器５５の出力波形の変化は、高圧電源ユニット５１から印加される電圧の変化によっても生じさせることもできる。しかし、近年、種々の種類のインクが流通しており、ノズル検査の上で、その粘性の不確定性を除去できないことから、センサーギャップにより、出力波形を変化させることが望ましい。これについて、以下に説明する。
【００５８】
図１５は、ノズル検査におけるインクの影響を説明する図である。ノズルＮｚから噴射されるインク滴は、その粘性により、ノズルプレート１３１から検出用電極４１３に向かって、尾を引いて柱状に延びていく。そして、尾が切れることによって分離したインク滴が検出用電極４１３に到達する。ノズルプレート１３１と検出用電極４１３との間に印加する電圧を変えた場合、インク滴に加わる電圧が変化し、インクによっては、どのような挙動をするか予測できない部分がある。センサーギャップを大きくする分には、その挙動の不確定性はないと考えられる。
【００５９】
［ノズル検査フロー］
上述のように印刷制御部３８はＣＰＵ３８ｂを備えている。また、メモリー３８ｃには、印刷装置１０の印刷ヘッド１３を所定の検査位置に移動させて印刷ヘッド１３のノズルＮｚを検査位置に設けられている検出用電極４１３に対向させる第１のステップと、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間に高圧電源ユニット５１から電圧を印可させる第２のステップと、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔を第１の所定値ｄ１に制御し、ノズルＮｚからのインクの噴射により検出用電極４１３に生じる電位変化を検出する検出回路５０に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる第３のステップと、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔を第１の所定値ｄ１より大きい第２の所定値ｄ２に制御し、検出回路５０に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる第４のステップとを実行させるコンピュータープログラムがインストールされている。そして、このコンピュータープログラムがＣＰＵ３８ｂで実行されることで、ノズル検査の各処理が実現される。
【００６０】
図１６は、ノズル検査のフローチャートを示す。このノズル検査は、印刷制御部３８の制御により行われる。印刷制御部３８は、印刷装置１０の起動時、あるいは印刷装置１０の稼動時間が所定値となったときなどに、ノズル検査部３５に、第１のモードのノズル検査を指示する。ノズル検査部３５は、第１のモードのノズル検査を実行する（ステップＳ１）。この検査でドット抜けがある場合（ステップＳ２でＹｅｓ）には、印刷制御部３８は、ヘッド制御部３４に、クリーニングを実行させる（ステップＳ３）。ドット抜けがない場合（ステップＳ２でＮｏ）またはクリーニング（ステップＳ３）が終了すると、印刷制御部３８は、第２モードのノズル検査を実行するかどうかを判断する（ステップＳ４）。この判断では、たとえば、第１のモードのノズル検査を所定回行うごと、あるいは印刷装置１０の稼動時間が所定の期間を経過するごとに、第２モードのノズル検査を実行するものと判断する。
【００６１】
第２のモードのノズル検査を実行するものと判断された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）には、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５に、第２モードの検査を指示する。ノズル検査部３５は、第２のモードのノズル検査を実行する（Ｓ５）。ここで、ノズル検査部３５がノズルＮｚの劣化を検出した場合（ステップＳ６でＹｅｓ）には、印刷制御部３８は、メンテナンスのための警告を、図示していない表示部に表示させる（ステップＳ７）。
【００６２】
なお、第２モードのノズル検査を実行しないと判断された場合（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ６でノズルＮｚの劣化を検出しない場合、およびステップＳ７の警告を表示させた後に、図１６に示す一連の処理フローは終了となる。
【００６３】
図１７は、第１のモード（図１６のステップＳ１）のノズル検査のフローチャートを示す。印刷制御部３８は、キャリッジ移動機構３２を制御し、印刷ヘッド１３を検査位置に移動させ、ノズルＮｚを検出用電極４１３に対向させる（Ｓ１１）。次に、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５あるいはキャップ機構３６を制御して、センサーギャップを第１の所定値ｄ１に設定する（Ｓ１２）。続いて印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、高圧電源ユニット５１からノズルＮｚと検出用電極４１３との間に電圧を印可させる（Ｓ１３）。さらに、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、検出回路５０に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる（Ｓ1４）。
【００６４】
図１８は、第２のモード（図１６のステップＳ５）のノズル検査のフローチャートである。この第２のモードにおいては、図１６のノズル検査のフローより、ノズルＮｚは検出用電極４１３に対向している。この状態で、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５あるいはキャップ機構３６を制御して、センサーギャップを第１の所定値ｄ１より大きい第２の所定値ｄ２に設定する（Ｓ２１）。続いて印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、高圧電源ユニット５１からノズルＮｚと検出用電極４１３との間に電圧を印可させる（Ｓ２２）。さらに、印刷制御部３８は、ノズル検査部３５を制御して、検出回路５０に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる（Ｓ２３）。
【００６５】
この図１８のノズル検査により、増幅器５５からは、電圧信号ＳＧが出力されるが、このときの電圧信号ＳＧは、１個のインク滴により生じる信号が時定数の関係で消滅する前に次のインク滴により信号が生じ、その積分値として得られる。そして、この電圧信号ＳＧに基づいて、ノズルＮｚの劣化があるか否かが判定される。
【００６６】
［効果］
以上のように、本実施の形態では、ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔を変更することで、ノズルＮｚのドット抜け検出だけでなく、たとえばノズルＮｚの劣化具合、印刷ヘッド１３の特性バラつき、ノズルＮｚ等の組み立て公差、温度変化等といったことを検出することが可能となる。
【００６７】
また、上述の第１の所定値ｄ１を、増幅器５５で飽和するピーク値の電位変化が検出用電極４１３に発生する値に設定することで、ドット抜け検出を確実に行うことができる。一方、第２の所定値ｄ２を、増幅器５５で飽和しない電位変化が発生する値に設定し、その電位変化を検出制御部５７で検出することで、検出制御部５７では経時変化等によるノズルの劣化具合を知ることができる。
【００６８】
また、第１のモードの検査と記第２のモードの検査とを、印刷ヘッド１３が取り付けられた印刷装置の稼働中の所定のタイミングで行い、第２のモードの検査を、第１のモードの検査より少ない頻度で実行することができる。この場合、第１のモードの検査は、ドット抜け検出のためのものであり、印刷装置１０が稼動中にも、しばしば実行する必要がある。これに対して第２のモードの検査は、ノズルの劣化具合を調べるものなので、それほど頻繁に行う必要はない。このようにすれば、第２のモードでの検査頻度が不必要に多くなって、ユーザーを待たせる等によって不快となるのを防ぐことができる。
【００６９】
［変形例］
図１９および図２０はそれぞれ、図９に示す検出回路５０の変形例の検出回路７１、７２を示す。検出回路７１は、ノズルプレート１３１に高圧電源ユニット５１を接続し、検出用電極４１３をグランドに接続している。また、検出回路７２は、インク滴の噴射に起因するノズルプレート１３１での電荷の移動（噴射検査用電流Ｉｆの一種）に起因する、電気的な状態の変化を検出している。これらの構成であっても、インク滴の噴射を検出できる。
【００７０】
ノズルＮｚと検出用電極４１３との間隔は、印刷ヘッド１３と検出用電極４１３が設けられるインク受け領域との少なくとも一方を動かすことにより行われる。具体的には、印刷ヘッド１３におけるオートプラテンギャップ機構や、キャップ機構３６、あるいは特許文献４に示された機構を利用して、間隔を設定することができる。
【００７１】
図１および図３にはインク色が４色の場合を示したが、それ以上の色数でもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…印刷装置、１２…キャリッジ、１３…印刷ヘッド、１４…印刷媒体、１８…印刷制御部、２０…検査ボックス、３１…用紙搬送機構、３２…キャリッジ移動機構、３３…駆動信号生成回路、３４…ヘッド制御部、３５…ノズル検査部（ノズル検査装置、検査手段の一例に対応）、３６…キャップ機構、３７…検出器群、３８ｂ…ＣＰＵ、３８ｃ…メモリー、３８…印刷制御部、４１…キャップ、４２…スライダ部材、５０…検出回路、５１…高圧電源ユニット（電源の一例に対応）、５２…制限抵抗、５３…検出抵抗、５４…検出用コンデンサ（検出部の一部に対応）、５５…増幅器（検出部の一部に対応）、５６…平滑コンデンサ、５７…検出制御部（検出部の一部に対応）、６１…ＡＤ変換部、６２…データ処理部、６３…レジスター群、６４…制御信号出力部、７１，７２…検出回路、１３１…ノズルプレート、４１３…検出用電極、４２２…支持軸、４２３…固定部材、４２３ａ…長孔、４２４…アーム部、Ｎｚ…ノズル、ＳＧ…電圧信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を噴射するノズルが設けられた印刷ヘッドと、
前記ノズルからのインク滴の噴射を検査する検査手段と
を備え、
前記検査手段は、
前記印刷ヘッドが所定の検査位置に移動した状態で前記ノズルに対向する検出用電極と、
前記ノズルと前記検出用電極との間に電圧を印可する電源と、
前記ノズルからのインクの噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部と
を有し、
前記検出部は、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置において、
前記第１の所定値は、前記検出部の電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が前記検出用電極に発生する値に設定され、
前記第２の所定値は、前記検出部の電位検出範囲で前記検出用電極に電位変化が発生する値に設定される
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の印刷装置において、
前記ノズルと前記検出用電極との間隔は、前記印刷ヘッドと前記検出用電極が設けられるインク受け領域との少なくとも一方を動かすことにより行われる
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
ノズルからの液滴の噴射を検査するノズル検査装置において、
前記ノズルに対向して配置される検出用電極と、
前記ノズルと前記検出用電極との間に電圧を印可する電源と、
前記ノズルからの液滴の噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部と
を有し、
前記検出部は、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、液滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、液滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する
ことを特徴とするノズル検査装置。
【請求項５】
印刷ヘッドのノズルからのインクの噴射を検査する方法であり
前記ノズルを検出用電極に対向させ、
前記検出用電極と前記ノズルとの間に電圧を印加し、
前記ノズルからのインクの噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する
ノズル検査方法において、
第１のモードでは、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値として、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出し、
第２のモードでは、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値として、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する
ことを特徴とするノズル検査方法。
【請求項６】
請求項５記載のノズル検査方法において、
前記第１のモードの検査と前記第２のモードの検査とを、前記印刷ヘッドが取り付けられた印刷装置の稼働中の所定のタイミングで行い、
前記第２のモードの検査を、前記第１のモードの検査より少ない頻度で実行する
ことを特徴とするノズル検査方法。
【請求項７】
印刷装置の制御コンピューターにインストールされ、該制御コンピューターに、
該印制装置の印刷ヘッドに設けられるノズルからのインクの噴射を検査するステップを実行させるコンピュータープログラムにおいて、
前記検査するステップとして、
前記印刷装置の前記印刷ヘッドを所定の検査位置に移動させて該印刷ヘッドのノズルを該検査位置に設けられている検出用電極に対向させる第１のステップと、
前記ノズルと前記検出用電極との間に電源から電圧を印可させる第２のステップと、
前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値に制御し、前記ノズルからのインクの噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる第３のステップと、
前前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値に制御し、前記検出部に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる第４のステップと
を前記制御コンピューターに実行させる
ことを特徴とするコンピュータープログラム。
【請求項１】
インク滴を噴射するノズルが設けられた印刷ヘッドと、
前記ノズルからのインク滴の噴射を検査する検査手段と
を備え、
前記検査手段は、
前記印刷ヘッドが所定の検査位置に移動した状態で前記ノズルに対向する検出用電極と、
前記ノズルと前記検出用電極との間に電圧を印可する電源と、
前記ノズルからのインクの噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部と
を有し、
前記検出部は、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、インク滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、インク滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置において、
前記第１の所定値は、前記検出部の電位検出範囲を超えるピーク値の電位変化が前記検出用電極に発生する値に設定され、
前記第２の所定値は、前記検出部の電位検出範囲で前記検出用電極に電位変化が発生する値に設定される
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の印刷装置において、
前記ノズルと前記検出用電極との間隔は、前記印刷ヘッドと前記検出用電極が設けられるインク受け領域との少なくとも一方を動かすことにより行われる
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
ノズルからの液滴の噴射を検査するノズル検査装置において、
前記ノズルに対向して配置される検出用電極と、
前記ノズルと前記検出用電極との間に電圧を印可する電源と、
前記ノズルからの液滴の噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部と
を有し、
前記検出部は、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値とする第１のモードにおいて、液滴の噴射の有無に相当する電位変化を検出し、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値とする第２のモードにおいて、液滴の噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する
ことを特徴とするノズル検査装置。
【請求項５】
印刷ヘッドのノズルからのインクの噴射を検査する方法であり
前記ノズルを検出用電極に対向させ、
前記検出用電極と前記ノズルとの間に電圧を印加し、
前記ノズルからのインクの噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する
ノズル検査方法において、
第１のモードでは、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値として、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出し、
第２のモードでは、前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値として、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出する
ことを特徴とするノズル検査方法。
【請求項６】
請求項５記載のノズル検査方法において、
前記第１のモードの検査と前記第２のモードの検査とを、前記印刷ヘッドが取り付けられた印刷装置の稼働中の所定のタイミングで行い、
前記第２のモードの検査を、前記第１のモードの検査より少ない頻度で実行する
ことを特徴とするノズル検査方法。
【請求項７】
印刷装置の制御コンピューターにインストールされ、該制御コンピューターに、
該印制装置の印刷ヘッドに設けられるノズルからのインクの噴射を検査するステップを実行させるコンピュータープログラムにおいて、
前記検査するステップとして、
前記印刷装置の前記印刷ヘッドを所定の検査位置に移動させて該印刷ヘッドのノズルを該検査位置に設けられている検出用電極に対向させる第１のステップと、
前記ノズルと前記検出用電極との間に電源から電圧を印可させる第２のステップと、
前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値に制御し、前記ノズルからのインクの噴射により前記検出用電極に生じる電位変化を検出する検出部に、インクの噴射の有無に相当する電位変化を検出させる第３のステップと、
前前記ノズルと前記検出用電極との間隔を第１の所定値より大きい第２の所定値に制御し、前記検出部に、インクの噴射状態に相当する電位変化の波形を検出させる第４のステップと
を前記制御コンピューターに実行させる
ことを特徴とするコンピュータープログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１９６８８９（Ｐ２０１２−１９６８８９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２５４７（Ｐ２０１１−６２５４７）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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