液体噴射装置およびその制御方法
【課題】液体の噴射量の経時的な変化を有効に抑制する。
【解決手段】記録ヘッド２４は、インクカートリッジ２２から供給されるインクの液滴を噴射する。記憶部６４は、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈを記憶する。動作履歴Ｈは、各単位噴射部Ｕの圧電素子５４が噴射駆動または微振動駆動を実行した回数（駆動回数）である。圧力制御部７４は、インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置を調整することで、記録ヘッド２４に対するインクの供給圧力Ｐを動作履歴Ｈに応じて制御する。
【解決手段】記録ヘッド２４は、インクカートリッジ２２から供給されるインクの液滴を噴射する。記憶部６４は、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈを記憶する。動作履歴Ｈは、各単位噴射部Ｕの圧電素子５４が噴射駆動または微振動駆動を実行した回数（駆動回数）である。圧力制御部７４は、インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置を調整することで、記録ヘッド２４に対するインクの供給圧力Ｐを動作履歴Ｈに応じて制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクカートリッジから供給されるインクを記録ヘッドが噴射する液体噴射装置では、インクの噴射量の誤差が問題となる。特許文献１や特許文献２には、インクカートリッジをバネで弾性的に支持した構成が開示されている。インクが消費されてインクカートリッジの重量が減少するほどインクカートリッジがバネの作用で上昇するから、記録ヘッドに対するインクの供給圧力が一定に維持される。したがって、インクの噴射量の誤差を抑制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１９９６９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧電素子や発熱素子等の圧力発生素子により各圧力室内の圧力を変化させることでインクを噴射する構成の記録ヘッドでは、圧力発生素子の経年劣化等に起因してインクの噴射量が経時的に変化する場合がある。特許文献１や特許文献２の技術では、記録ヘッドに対するインクの供給圧力をインクの重量（消費量）に応じて制御するに過ぎないから、圧力発生素子の劣化等に起因したインクの噴射量の誤差を適切に補償できないという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、液体の噴射量の経時的な変化を有効に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の液体噴射装置は、液体容器から供給される液体（例えばインク）を噴射する液体噴射部と、液体噴射部の動作履歴を記憶する履歴記憶手段と、液体噴射部に対する液体の供給圧力を動作履歴に応じて制御する圧力制御手段とを具備する。以上の構成では、液体噴射部の動作履歴に応じて液体噴射部に対する液体の供給圧力が制御されるから、例えば経年劣化等に起因して液体噴射部の噴射能力が低下した場合でも、液体の噴射量の減少を抑制することが可能である。
【０００６】
液体噴射部に対する液体の供給圧力を圧力制御手段が制御する方法は任意である。例えば、液体噴射部に対する液体容器の鉛直方向の位置を圧力制御手段が動作履歴に応じて制御する構成が採用され得る。また、液体噴射部に対する液体の供給経路に圧力調整弁が配置された構成では、動作履歴に応じて圧力調整弁を制御することが可能である。
【０００７】
本発明の好適な態様において、液体噴射部は、相異なる液体容器から供給される液体を噴射する複数のノズル列を含み、履歴記憶手段は、ノズル列毎に動作履歴を記憶し、圧力制御手段は、複数のノズル列の各々に対する液体の供給圧力を当該ノズル列の動作履歴に応じて制御する。以上の態様では、例えば経年劣化等に起因した噴射能力の変化がノズル列毎に相違する場合でも、各ノズル列による液体の噴射量の変化を適切に制御することが可能である。
【０００８】
本発明の好適な態様に係る液体噴射装置は、動作履歴と供給圧力の調整値とを対応付けて記憶する相関記憶手段を具備し、圧力制御手段は、履歴記憶手段が記憶する動作履歴に対応する調整値を相関記憶手段から特定して当該調整値に応じて液体の供給圧力を制御する。以上の態様では、動作履歴と供給圧力の調整値とが対応付けて記憶されるから、例えば動作履歴に応じた調整値を所定の演算で算定する構成と比較して、圧力制御手段の負荷が軽減されるという利点がある。
【０００９】
動作履歴は、液体噴射部による液体の噴射能力に影響する動作の履歴を意味する。例えば、液体噴射部が、圧力室に連通するノズルから圧力室内の液体を噴射させる圧力変動を圧力室内に発生させる圧力発生素子を含む構成において、動作履歴は、圧力発生素子の駆動回数に応じて設定される。駆動回数は、例えば、圧力室内の液体をノズルから噴射させる噴射駆動の回数（噴射回数）と、圧力室内の液体が噴射しない程度にノズル内の液面を微振動させる微振動駆動の回数との合計である。また、液体噴射部による液体の噴射回数や液体噴射部による液体の噴射量に応じて動作履歴を設定することも可能である。また、液体噴射部による液体の噴射能力は、環境温度や環境湿度等の動作環境にも影響されるから、液体噴射部の動作環境を検知する環境検知手段を追加し、液体噴射部に対する液体の供給圧力を、動作履歴と動作環境とに応じて制御する構成が格別に好適である。
【００１０】
本発明は、以上の各形態に係る液体噴射装置を制御する方法としても特定される。本発明に係る液体噴射装置の制御方法は、液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射部を具備する液体噴射装置の制御方法であって、液体噴射部の動作履歴を記憶し、液体噴射部に対する液体の供給圧力を動作履歴に応じて制御する。以上の制御方法でも、本発明の液体噴射装置と同様の作用および効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷装置の模式図である。
【図２】記録ヘッドの吐出面の平面図である。
【図３】印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図４】記録ヘッドの動作時間と圧電素子の変位量との関係を示すグラフである。
【図５】記録ヘッドに対するインクの供給圧力とインクの噴射量との関係を示すグラフである。
【図６】記録ヘッドの動作時間と所定の噴射量を得るための供給圧力との関係を示すグラフである。
【図７】相関テーブルの模式図である。
【図８】第２実施形態における印刷装置のブロック図である。
【図９】第３実施形態における印刷装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置１００の部分的な模式図である。印刷装置１００は、微細なインクの液滴を記録紙２００に噴射する液体噴射装置であり、容器保持部（カートリッジホルダー）１０とキャリッジ１２と移動機構１４と搬送機構１６とを具備する。
【００１３】
容器保持部１０は、相異なる色（ブラック(K)，イエロー(Y)，マゼンタ(M)，シアン(C)）のインクが充填された複数のインクカートリッジ２２（２２K，２２Y，２２M，２２C）を着脱可能に保持する。容器保持部１０は、印刷装置１００の筐体（図示略）に固定される。すなわち、第１実施形態の印刷装置１００は、インクカートリッジ２２をキャリッジ１２に搭載しないオフキャリッジ方式を採用する。各インクカートリッジ２２は、鉛直方向に個別に変位し得るように容器保持部１０に支持される。
【００１４】
キャリッジ１２には記録ヘッド２４が搭載される。複数のインクカートリッジ２２の各々から記録ヘッド２４に至る供給経路２６（チューブ）を介して、各インクカートリッジ２２内のインクが記録ヘッド２４に並列に供給される。記録ヘッド２４は、各インクカートリッジ２２から供給されるインクを記録紙２００に噴射する液体噴射部として機能する。
【００１５】
図２は、記録ヘッド２４のうち記録紙２００に対向する吐出面３２の平面図である。図２に示すように、記録ヘッド２４の吐出面３２には、相異なる色（ブラック(K)，イエロー(Y)，マゼンタ(M)，シアン(C)）に対応する複数のノズル列３４（３４K，３４Y，３４M，３４C）がＸ方向に間隔をあけて形成される。各ノズル列３４は、Ｘ方向に垂直なＹ方向に相互に間隔をあけて直線状に配列された複数のノズル（吐出口）Ｎの集合である。インクカートリッジ２２Kから供給されるブラック(K)のインクはノズル列３４Kの各ノズルＮから噴射される。同様に、インクカートリッジ２２Yのイエロー(Y)のインクはノズル列３４Yの各ノズルＮから噴射され、インクカートリッジ２２Mのマゼンタ(M)のインクはノズル列３４Mの各ノズルＮから噴射され、インクカートリッジ２２Cのシアン(C)のインクはノズル列３４Cの各ノズルＮから噴射される。なお、各ノズル列３４の複数のノズルＮを千鳥状に配列することも可能である。
【００１６】
図１の移動機構１４は、キャリッジ１２をＸ方向（主走査方向）に往復させる。キャリッジ１２の位置は、リニアエンコーダー等の検出器（図示略）で検出されて移動機構１４の制御に利用される。搬送機構１６は、キャリッジ１２の往復に並行して記録紙２００をＹ方向（副走査方向）に搬送する。キャリッジ１２の往復時に記録ヘッド２４が記録紙２００にインクを噴射することで所望の画像が記録紙２００に記録（印刷）される。
【００１７】
図３は、印刷装置１００の電気的な構成を含むブロック図である。なお、図３では便宜的に１個のインクカートリッジ２２のみが代表的に図示されている。図３に示すように、印刷装置１００は、制御装置１０２と印刷処理部（プリントエンジン）１０４とを具備する。印刷処理部１０４は、記録紙２００に画像を記録する要素であり、前述の移動機構１４と搬送機構１６と記録ヘッド２４とを含む。
【００１８】
記録ヘッド２４は、各ノズル列３４の相異なるノズルＮに対応する複数の単位噴射部Ｕと、駆動信号の供給で各単位噴射部Ｕを駆動する駆動回路４２とを具備する。複数の単位噴射部Ｕの各々は、圧力室５２とノズルＮと圧電素子５４とを有する。圧力室５２は、ノズルＮに連通する空間であり、インクカートリッジ２２から供給されるインクが充填される。圧電素子５４は、駆動回路４２から供給される駆動信号に応じて振動する。圧電素子５４が圧力室５２内の圧力を変動させることで圧力室５２内のインクがノズルＮから噴射される。
【００１９】
図３の制御装置１０２は、印刷装置１００の全体を制御する要素であり、制御部６２と記憶部６４とを具備する。記憶部６４は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等の記憶回路で構成され、制御プログラムや各種の情報（動作履歴Ｈ，相関テーブルＴ）を記憶する。制御部６２は、記憶部６４に記憶された制御プログラムの実行で噴射制御部７２および圧力制御部７４として機能する。噴射制御部７２は、外部装置から供給される印刷データに応じて各単位噴射部Ｕの動作を駆動回路４２に指示する。具体的には、所定量のインクを噴射させる噴射駆動と、圧力室５２内のインクがノズルＮから噴射しない程度にノズルＮ内の液面を微振動させる微振動駆動とが選択的に指示される。駆動回路４２は、噴射制御部７２からの指示に応じた駆動信号を各単位噴射部Ｕに供給する。すなわち、各単位噴射部Ｕの圧電素子５４は、圧力室５２内のインクをノズルＮから噴射させる圧力変動を圧力室５２内に発生させる噴射駆動と、圧力室５２内のインクを噴射させずにノズルＮ内の液面を微振動させる圧力変動を圧力室５２内に発生させる微振動駆動とを選択的に実行する。圧力制御部７４は、各インクカートリッジ２２から記録ヘッド２４に供給されるインクの圧力（以下「供給圧力」という）Ｐを制御する。記録ヘッド２４のインクの供給口（供給経路２６のうち記録ヘッド２４側の端部）での圧力が供給圧力Ｐに相当する。
【００２０】
図３に示すように、第１実施形態の印刷装置１００は、調整部４４Aを具備する。調整部４４Aは、圧力制御部７４から指示される調整値Ａに応じて各インクカートリッジ２２を記録ヘッド２４に対して鉛直方向に変位させる。調整部４４Aの構成は任意であるが、例えば、各インクカートリッジ２２や容器保持部１０の底面を押圧するモーター等で構成される。
【００２１】
記録ヘッド２４に対するインクカートリッジ２２の鉛直方向の位置（記録ヘッド２４の吐出面３２とインクカートリッジ２２内のインクの液面との水頭差）に応じて供給圧力Ｐは変化する。具体的には、調整部４４Aがインクカートリッジ２２を上昇させるほど記録ヘッド２４に対する供給圧力Ｐは増加する。圧力制御部７４は、調整部４４Aに調整値Ａを指示して各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置を個別に調整させることで、供給圧力Ｐをインクカートリッジ２２毎に制御する。ただし、各ノズルＮからのインク漏れを防止するために、インクカートリッジ２２内のインクに付与される圧力が負圧となる範囲内（例えばインクカートリッジ２２内のインクの液面が記録ヘッド２４の吐出面３２を下回る範囲内）で供給圧力Ｐは調整される。
【００２２】
図４は、記録ヘッド２４の動作時間（横軸）と圧電素子５４の変位量（縦軸）との関係を示すグラフである。記録ヘッド２４の動作時間は、記録ヘッド２４がインクを噴射した時間の合計を意味し、記録ヘッド２４における各圧電素子５４の駆動回数（噴射駆動および微振動駆動の回数）と同視され得る。他方、圧電素子５４の変位量は、圧電素子５４に所定の電圧を印加した場合の変位量を意味する。圧電素子５４の変位量が大きいほどインクの噴射量は増加するから、図４の圧電素子５４の変位量は、単位噴射部Ｕによるインクの噴射能力と同視され得る。図４から把握されるように、圧電素子５４の変位量は、圧電素子５４の経年劣化等に起因して経時的に減少する。圧電素子５４の変位量が減少すると、圧力室５２内の圧力変動が抑制され、結果的にインクの噴射量が減少する。
【００２３】
図５は、記録ヘッド２４に対する供給圧力Ｐ（横軸）とインクの噴射量（縦軸）との関係を示すグラフである。図５におけるインクの噴射量は、圧電素子５４に所定の電圧を印加したときに圧力室５２から噴射されるインクの重量に相当する。図５から理解されるように、インクカートリッジ２２から記録ヘッド２４（圧力室５２）に対する供給圧力Ｐが大きいほど単位噴射部Ｕからのインクの噴射量は略線形に増加する。
【００２４】
図４および図５から理解されるように、供給圧力Ｐを経時的に増加させれば、各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量の経時的な減少を補償して目標値に維持することが可能である。そこで、第１実施形態の圧力制御部７４は、記録ヘッド２４の動作履歴（動作時間や駆動回数）に応じて供給圧力Ｐを制御する。具体的には、図６に示すように、圧力制御部７４は、記録ヘッド２４の動作時間や駆動回数（噴射駆動または微振動駆動の回数）が増加するほど供給圧力Ｐが増加するように、記録ヘッド２４の動作履歴に応じて調整部４４A（記録ヘッド２４に対する各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置）を制御する。
【００２５】
図３の記憶部６４は、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈと相関テーブルＴとをノズル列３４毎に記憶する。各ノズル列３４の動作履歴Ｈは、そのノズル列３４に対応する各単位噴射部Ｕの圧電素子５４の駆動回数（噴射駆動および微振動駆動の合計回数）である。各ノズル列３４の動作履歴Ｈは、記録ヘッド２４による印刷動作に並行して随時に更新される。
【００２６】
図７は、相関テーブルＴの模式図である。図７に示すように、相関テーブルＴは、動作履歴Ｈの各数値（Ｈ1，Ｈ2，……）と調整値Ａの各数値（Ａ1，Ａ2，……）とを対応付けたルックアップテーブルである。動作履歴Ｈと供給圧力Ｐとの関係が、図６の関係（すなわち動作履歴Ｈの示す駆動回数が増加するほど供給圧力Ｐが増加する関係）となるように、相関テーブルＴにおける動作履歴Ｈと調整値Ａとの相関は統計的または実験的に事前に決定される。具体的には、圧電素子５４に所定の電圧を印加したときのインクの噴射量が動作履歴Ｈに関わらず目標値に近似する（理想的には合致する）ように、相関テーブルＴ内の動作履歴Ｈと調整値Ａとの相関が選定される。なお、図５に例示した供給圧力Ｐとインクの噴射量との関係は、例えば各色のインクの特性（例えば粘度等）の差異に起因して色毎に相違する。したがって、相関テーブルＴで規定される動作履歴Ｈと調整値Ａとの相関は、ノズル列３４毎（すなわちインクの色毎）に相違し得る。
【００２７】
圧力制御部７４は、複数のノズル列３４の各々に対するインクの供給圧力Ｐが、そのノズル列３４の動作履歴Ｈと相関テーブルＴとから特定される圧力となるように、調整部４４A（そのノズル列３４に対応するインクカートリッジ２２の鉛直方向の位置）を制御する。具体的には、圧力制御部７４は、各ノズル列３４の動作履歴Ｈを記憶部６４から読出し、そのノズル列３４の相関テーブルＴから動作履歴Ｈに対応する調整値Ａを検索して調整部４４Aに指示する。以上のように調整値Ａはノズル列３４毎に設定されるから、各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置はインクカートリッジ２２毎（ノズル列３４毎またはインクの色毎）に相違し得る。
【００２８】
以上に説明した第１実施形態では、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈに応じてインクの供給圧力Ｐが制御されるから、例えば圧電素子５４の経年劣化に起因して圧電素子５４の変位量が低下した場合でも、インクの噴射量の減少を抑制する（噴射量を目標値に維持する）ことが可能である。また、第１実施形態ではノズル列３４毎（インクの色毎）に供給圧力Ｐが制御されるから、各インクの特性が相違する場合でも、各ノズル列３４によるインクの噴射量を適切に補償できるという利点がある。
【００２９】
なお、圧電素子５４の変位量の低下に起因したインクの噴射量の減少を抑制する構成としては、例えば、各圧電素子５４に供給される駆動信号の電圧を上昇させる構成も想定され得る。しかし、駆動信号の電圧を上昇させた場合には、消費電力が増加するという問題がある。第１実施形態によれば、供給圧力Ｐの制御でインクの噴射量の減少が補償されるから、駆動信号の電圧を上昇させる構成と比較して消費電力を低減することが可能である。また、駆動信号の加工を必要とせずに簡便にインクの噴射用の変化を補償できるという利点もある。
【００３０】
＜Ｂ：第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各構成において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００３１】
図８は、第２実施形態の印刷装置１００の電気的な構成を含むブロック図である。図８に示すように、第２実施形態の印刷装置１００は、第１実施形態における調整部４４Aを調整部４４Bに置換するとともにインクカートリッジ２２毎に圧力調整弁４６を追加した構成である。各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置は固定される。
【００３２】
各圧力調整弁４６は、各インクカートリッジ２２から記録ヘッド２４に対するインクの供給経路２６に配置されて記録ヘッド２４に対するインクの供給圧力Ｐを決定する。調整部４４Bは、圧力制御部７４から指示される調整値Ａに応じて各圧力調整弁４６を調整する。圧力制御部７４は、各ノズル列３４の調整値Ａを調整部４４Bに指示して圧力調整弁４６を調整させることで、記録ヘッド２４に対する供給圧力Ｐをインクカートリッジ２２毎（ノズル列３４毎）に制御する。第１実施形態と同様に、動作履歴Ｈと供給圧力Ｐとの関係が図６の関係となるように、記憶部６４に記憶された動作履歴Ｈに応じた調整値Ａが相関テーブルＴを利用して決定される。したがって、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００３３】
＜Ｃ：第３実施形態＞
図９は、第３実施形態の印刷装置１００の電気的な構成を含むブロック図である。図９に示すように、第３実施形態の印刷装置１００は、第１実施形態に環境検知部６６を追加した構成である。環境検知部６６は、記録ヘッド２４の動作環境Ｅを検知する。以下に例示する動作環境Ｅは、記録ヘッド２４の環境温度である。すなわち、記録ヘッド２４やその周囲の温度を検出する温度センサーが環境検知部６６として採用される。
【００３４】
圧力制御部７４は、記憶部６４に記憶された動作履歴Ｈと環境検知部６６が検知した動作環境Ｅとに応じて調整値Ａを設定する。すなわち、動作履歴Ｈが同等の場合でも、動作環境Ｅが相違する場合には調整値Ａも相違する。具体的には、圧力制御部７４は、動作履歴Ｈに応じてノズル列３４毎に相関テーブルＴから検索した調整値Ａ（暫定値）について動作環境Ｅを適用した演算（例えば調整値Ａと動作環境Ｅとの乗算）を実行することで、ノズル列３４毎に確定的な調整値Ａを算定する。例えば、環境温度が高いほどインクの粘度が低下して噴射量が増加するという傾向を前提とすれば、動作環境Ｅが示す環境温度が高いほど供給圧力Ｐが減少するように、圧力制御部７４は動作履歴Ｈと動作環境Ｅとに応じた調整値Ａを設定する。また、環境温度が高いほどノズルＮを介した水分の蒸発が増加して噴射量が減少するという傾向を前提とすれば、動作環境Ｅが示す環境温度が高いほど供給圧力Ｐが増加するように圧力制御部７４は調整値Ａを設定する。
【００３５】
第３実施形態でも第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態では、動作履歴Ｈに加えて動作環境Ｅも供給圧力Ｐに反映されるから、動作環境Ｅを供給圧力Ｐに反映させない構成と比較すると、動作環境Ｅが変化した場合でもインクの噴射量の変化を適切に低減する（噴射量を目標値に維持する）ことが可能である。なお、以上の説明では第１実施形態を基礎とした構成を例示したが、動作環境Ｅを供給圧力Ｐに反映させる第３実施形態の構成は、第２実施形態にも同様に採用される。
【００３６】
また、以上の説明では環境温度を動作環境Ｅとして例示したが、動作環境Ｅの内容は適宜に変更される。例えば、記録ヘッド２４やその周辺の環境湿度を動作環境Ｅとして環境検知部６６が検知する構成も好適である。例えば、環境湿度が低いほど各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量が減少するという傾向を前提とすれば、動作環境Ｅが示す環境湿度が低いほど供給圧力Ｐが増加するように、圧力制御部７４は動作履歴Ｈと動作環境Ｅとに応じた調整値Ａを設定する。
【００３７】
＜Ｄ：変形例＞
以上の各形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【００３８】
（１）変形例１
以上の各形態では、各圧電素子５４の駆動回数（噴射駆動および微振動駆動の回数）を動作履歴Ｈとしたが、動作履歴Ｈの内容は適宜に変更される。例えば、各圧電素子５４による噴射駆動の回数（すなわち各ノズルＮからインクが噴射された回数）を動作履歴Ｈとした構成も好適である。また、例えば、圧電素子５４に印加される電圧が高いほど圧電素子５４の特性劣化は進行し易いという傾向がある。したがって、重量（体積）が相違する複数種の液滴（例えば大ドット／中ドット／小ドット）を選択的に噴射可能な構成では、圧電素子５４の駆動回数が同等でも、噴射されたインクの重量が大きい（すなわち圧電素子５４に印加される電圧が高い）ほど圧電素子５４の特性劣化は進行する。以上の傾向を考慮すると、各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量に応じて動作履歴Ｈを設定する構成が好適である。例えば、各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量の合計を動作履歴Ｈとする構成や、噴射量に応じて加重値を設定した噴射回数の加重和（噴射量に応じた加重値とその噴射回数との乗算値を各噴射量について合計した数値）を動作履歴Ｈとする構成が採用され得る。以上の説明から理解されるように、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈとは、典型的には、各単位噴射部Ｕがインクを噴射する能力の劣化（例えば圧電素子５４の変位量の減少）に影響する履歴情報（すなわち単位噴射部Ｕの噴射能力が劣化した度合の指標となり得る情報）を意味する。
【００３９】
（２）変形例２
供給圧力Ｐを制御する方法は、インクカートリッジ２２の変位（第１実施形態）や圧力調整弁４６の調整（第２実施形態）に限定されない。例えば、各インクカートリッジ２２に外部から作用させる圧力を動作履歴Ｈに応じて調整することで供給圧力Ｐを制御する構成や、各インクカートリッジ２２に供給する空気量を動作履歴Ｈに応じて調整することで供給圧力Ｐを制御する構成も採用され得る。また、以上の各形態ではノズル列３４毎（インクカートリッジ２２毎）に供給圧力Ｐを個別に制御したが、例えばインク毎の特性の相違が無視できる場合には、複数のノズル列３４について供給圧力Ｐを共通に調整する構成も好適である。供給圧力Ｐを各ノズル列３４で共通に調整する構成では、動作履歴Ｈおよび相関テーブルＴを１種類だけ記憶部６４に格納すれば足りるという利点がある。もっとも、１種類のインクカートリッジ２２のみが装着される構成（１個のノズル列３４のみが形成される構成）にも本発明を適用することは可能である。
【００４０】
（３）変形例３
以上の各形態では、動作履歴Ｈに応じた供給圧力Ｐの制御に相関テーブルＴを利用したが、動作履歴Ｈに応じた供給圧力Ｐ（調整値Ａ）を決定する方法は適宜に変更される。例えば、動作履歴Ｈと調整値Ａとの関係を定義する演算式に記憶部６４内の動作履歴Ｈを代入することで圧力制御部７４が調整値Ａを算定することも可能である。ただし、調整値Ａを演算する構成では、制御部６２（圧力制御部７４）の負荷が過大となり得るから、制御部６２の負荷を軽減するという観点からは、前述の各形態のように相関テーブルＴを利用する構成が好適である。
【００４１】
また、複数種のテーブルを利用して動作履歴Ｈに応じた供給圧力Ｐ（調整値Ａ）を決定することも可能である。例えば、動作履歴Ｈと圧電素子５４の変位量との関係（図４）を規定する第１テーブルと、供給圧力Ｐとインクの噴射量との関係（図５）を規定する第２テーブルとが記憶部６４に格納される。圧力制御部７４は、第１テーブルにて現在の動作履歴Ｈに対応する圧電素子５４の変位量のもとで目標量のインクを噴射するために必要な供給圧力Ｐを第２テーブルから特定し、その供給圧力Ｐに応じた調整値Ａを調整部４４Aまたは調整部４４Bに指示する。以上の構成でも前述の各形態と同様の効果が実現される。
【００４２】
（４）変形例４
以上の各形態では、動作履歴Ｈおよび相関テーブルＴの双方を記憶部６４に格納したが、動作履歴Ｈを記憶する要素（履歴記憶手段）と相関テーブルＴを記憶する要素（相関記憶手段）とを別個の記憶回路とした構成も採用され得る。
【００４３】
（５）変形例５
以上の各形態では、記録ヘッド２４を搭載したキャリッジ１２を往復させるシリアル型の印刷装置１００を例示したが、記録紙２００の幅方向の全域に対向するように複数の単位噴射部Ｕ（ノズルＮ）が配列されたライン型の印刷装置１００にも本発明を適用することが可能である。ライン型の印刷装置１００では記録ヘッド２４が固定され、記録紙２００を搬送させながら各ノズルＮからインクの液滴を噴射することで記録紙２００に画像が記録される。以上の説明から理解されるように、記録ヘッド２４（各単位噴射部Ｕ）自体の可動／固定は本発明において不問である。
【００４４】
（６）変形例６
圧力室５２内の圧力を変化させる要素（圧力発生素子）は圧電素子５４に限定されない。例えば、静電アクチュエーター等の振動体を利用することも可能である。また、圧力発生素子は、圧力室５２に機械的な振動を付与する要素に限定されない。例えば、圧力室５２の加熱で気泡を発生させて圧力室５２内の圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生素子として利用することも可能である。すなわち、圧力発生素子は、圧力室５２内の圧力を変化させる要素として包括され、圧力を変化させる方法（ピエゾ方式／サーマル方式）や構成の如何は不問である。
【００４５】
（７）変形例７
以上の各形態の印刷装置１００は、プロッターやファクシミリ装置，コピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は画像の印刷に限定されない。例えば、各色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、液体状の導電材料を噴射する液体噴射装置は、例えば有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置や電界放出表示装置（ＦＥＤ：Field Emission Display）等の表示装置の電極を形成する電極製造装置として利用される。また、生体有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、生物化学素子（バイオチップ）を製造するチップ製造装置として利用される。そして、液体の噴射の目標となる物体（着弾対象）は液体噴射装置の用途に応じて相違する。具体的には、前述の印刷装置１００の着弾対象は記録紙２００であるが、液体噴射装置を表示装置の製造に使用する場合には、例えば表示装置を構成する基板が着弾対象に相当する。
【符号の説明】
【００４６】
１００……印刷装置、１０２……制御装置、１０４……印刷処理部、１２……キャリッジ、１４……移動機構、１６……搬送機構、２２（２２K，２２Y，２２M，２２C）……インクカートリッジ、２４……記録ヘッド、２６……供給経路、３２……吐出面、３４（３４K，３４Y，３４M，３４C）……ノズル列、Ｎ……ノズル、４２……駆動回路、４４A，４４B……調整部、４６……圧力調整弁、５２……圧力室、５４……圧電素子、６２……制御部、６４……記憶部、６６……環境検知部、７２……噴射制御部、７４……圧力制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクカートリッジから供給されるインクを記録ヘッドが噴射する液体噴射装置では、インクの噴射量の誤差が問題となる。特許文献１や特許文献２には、インクカートリッジをバネで弾性的に支持した構成が開示されている。インクが消費されてインクカートリッジの重量が減少するほどインクカートリッジがバネの作用で上昇するから、記録ヘッドに対するインクの供給圧力が一定に維持される。したがって、インクの噴射量の誤差を抑制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１９９６９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧電素子や発熱素子等の圧力発生素子により各圧力室内の圧力を変化させることでインクを噴射する構成の記録ヘッドでは、圧力発生素子の経年劣化等に起因してインクの噴射量が経時的に変化する場合がある。特許文献１や特許文献２の技術では、記録ヘッドに対するインクの供給圧力をインクの重量（消費量）に応じて制御するに過ぎないから、圧力発生素子の劣化等に起因したインクの噴射量の誤差を適切に補償できないという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、液体の噴射量の経時的な変化を有効に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の液体噴射装置は、液体容器から供給される液体（例えばインク）を噴射する液体噴射部と、液体噴射部の動作履歴を記憶する履歴記憶手段と、液体噴射部に対する液体の供給圧力を動作履歴に応じて制御する圧力制御手段とを具備する。以上の構成では、液体噴射部の動作履歴に応じて液体噴射部に対する液体の供給圧力が制御されるから、例えば経年劣化等に起因して液体噴射部の噴射能力が低下した場合でも、液体の噴射量の減少を抑制することが可能である。
【０００６】
液体噴射部に対する液体の供給圧力を圧力制御手段が制御する方法は任意である。例えば、液体噴射部に対する液体容器の鉛直方向の位置を圧力制御手段が動作履歴に応じて制御する構成が採用され得る。また、液体噴射部に対する液体の供給経路に圧力調整弁が配置された構成では、動作履歴に応じて圧力調整弁を制御することが可能である。
【０００７】
本発明の好適な態様において、液体噴射部は、相異なる液体容器から供給される液体を噴射する複数のノズル列を含み、履歴記憶手段は、ノズル列毎に動作履歴を記憶し、圧力制御手段は、複数のノズル列の各々に対する液体の供給圧力を当該ノズル列の動作履歴に応じて制御する。以上の態様では、例えば経年劣化等に起因した噴射能力の変化がノズル列毎に相違する場合でも、各ノズル列による液体の噴射量の変化を適切に制御することが可能である。
【０００８】
本発明の好適な態様に係る液体噴射装置は、動作履歴と供給圧力の調整値とを対応付けて記憶する相関記憶手段を具備し、圧力制御手段は、履歴記憶手段が記憶する動作履歴に対応する調整値を相関記憶手段から特定して当該調整値に応じて液体の供給圧力を制御する。以上の態様では、動作履歴と供給圧力の調整値とが対応付けて記憶されるから、例えば動作履歴に応じた調整値を所定の演算で算定する構成と比較して、圧力制御手段の負荷が軽減されるという利点がある。
【０００９】
動作履歴は、液体噴射部による液体の噴射能力に影響する動作の履歴を意味する。例えば、液体噴射部が、圧力室に連通するノズルから圧力室内の液体を噴射させる圧力変動を圧力室内に発生させる圧力発生素子を含む構成において、動作履歴は、圧力発生素子の駆動回数に応じて設定される。駆動回数は、例えば、圧力室内の液体をノズルから噴射させる噴射駆動の回数（噴射回数）と、圧力室内の液体が噴射しない程度にノズル内の液面を微振動させる微振動駆動の回数との合計である。また、液体噴射部による液体の噴射回数や液体噴射部による液体の噴射量に応じて動作履歴を設定することも可能である。また、液体噴射部による液体の噴射能力は、環境温度や環境湿度等の動作環境にも影響されるから、液体噴射部の動作環境を検知する環境検知手段を追加し、液体噴射部に対する液体の供給圧力を、動作履歴と動作環境とに応じて制御する構成が格別に好適である。
【００１０】
本発明は、以上の各形態に係る液体噴射装置を制御する方法としても特定される。本発明に係る液体噴射装置の制御方法は、液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射部を具備する液体噴射装置の制御方法であって、液体噴射部の動作履歴を記憶し、液体噴射部に対する液体の供給圧力を動作履歴に応じて制御する。以上の制御方法でも、本発明の液体噴射装置と同様の作用および効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷装置の模式図である。
【図２】記録ヘッドの吐出面の平面図である。
【図３】印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図４】記録ヘッドの動作時間と圧電素子の変位量との関係を示すグラフである。
【図５】記録ヘッドに対するインクの供給圧力とインクの噴射量との関係を示すグラフである。
【図６】記録ヘッドの動作時間と所定の噴射量を得るための供給圧力との関係を示すグラフである。
【図７】相関テーブルの模式図である。
【図８】第２実施形態における印刷装置のブロック図である。
【図９】第３実施形態における印刷装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置１００の部分的な模式図である。印刷装置１００は、微細なインクの液滴を記録紙２００に噴射する液体噴射装置であり、容器保持部（カートリッジホルダー）１０とキャリッジ１２と移動機構１４と搬送機構１６とを具備する。
【００１３】
容器保持部１０は、相異なる色（ブラック(K)，イエロー(Y)，マゼンタ(M)，シアン(C)）のインクが充填された複数のインクカートリッジ２２（２２K，２２Y，２２M，２２C）を着脱可能に保持する。容器保持部１０は、印刷装置１００の筐体（図示略）に固定される。すなわち、第１実施形態の印刷装置１００は、インクカートリッジ２２をキャリッジ１２に搭載しないオフキャリッジ方式を採用する。各インクカートリッジ２２は、鉛直方向に個別に変位し得るように容器保持部１０に支持される。
【００１４】
キャリッジ１２には記録ヘッド２４が搭載される。複数のインクカートリッジ２２の各々から記録ヘッド２４に至る供給経路２６（チューブ）を介して、各インクカートリッジ２２内のインクが記録ヘッド２４に並列に供給される。記録ヘッド２４は、各インクカートリッジ２２から供給されるインクを記録紙２００に噴射する液体噴射部として機能する。
【００１５】
図２は、記録ヘッド２４のうち記録紙２００に対向する吐出面３２の平面図である。図２に示すように、記録ヘッド２４の吐出面３２には、相異なる色（ブラック(K)，イエロー(Y)，マゼンタ(M)，シアン(C)）に対応する複数のノズル列３４（３４K，３４Y，３４M，３４C）がＸ方向に間隔をあけて形成される。各ノズル列３４は、Ｘ方向に垂直なＹ方向に相互に間隔をあけて直線状に配列された複数のノズル（吐出口）Ｎの集合である。インクカートリッジ２２Kから供給されるブラック(K)のインクはノズル列３４Kの各ノズルＮから噴射される。同様に、インクカートリッジ２２Yのイエロー(Y)のインクはノズル列３４Yの各ノズルＮから噴射され、インクカートリッジ２２Mのマゼンタ(M)のインクはノズル列３４Mの各ノズルＮから噴射され、インクカートリッジ２２Cのシアン(C)のインクはノズル列３４Cの各ノズルＮから噴射される。なお、各ノズル列３４の複数のノズルＮを千鳥状に配列することも可能である。
【００１６】
図１の移動機構１４は、キャリッジ１２をＸ方向（主走査方向）に往復させる。キャリッジ１２の位置は、リニアエンコーダー等の検出器（図示略）で検出されて移動機構１４の制御に利用される。搬送機構１６は、キャリッジ１２の往復に並行して記録紙２００をＹ方向（副走査方向）に搬送する。キャリッジ１２の往復時に記録ヘッド２４が記録紙２００にインクを噴射することで所望の画像が記録紙２００に記録（印刷）される。
【００１７】
図３は、印刷装置１００の電気的な構成を含むブロック図である。なお、図３では便宜的に１個のインクカートリッジ２２のみが代表的に図示されている。図３に示すように、印刷装置１００は、制御装置１０２と印刷処理部（プリントエンジン）１０４とを具備する。印刷処理部１０４は、記録紙２００に画像を記録する要素であり、前述の移動機構１４と搬送機構１６と記録ヘッド２４とを含む。
【００１８】
記録ヘッド２４は、各ノズル列３４の相異なるノズルＮに対応する複数の単位噴射部Ｕと、駆動信号の供給で各単位噴射部Ｕを駆動する駆動回路４２とを具備する。複数の単位噴射部Ｕの各々は、圧力室５２とノズルＮと圧電素子５４とを有する。圧力室５２は、ノズルＮに連通する空間であり、インクカートリッジ２２から供給されるインクが充填される。圧電素子５４は、駆動回路４２から供給される駆動信号に応じて振動する。圧電素子５４が圧力室５２内の圧力を変動させることで圧力室５２内のインクがノズルＮから噴射される。
【００１９】
図３の制御装置１０２は、印刷装置１００の全体を制御する要素であり、制御部６２と記憶部６４とを具備する。記憶部６４は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等の記憶回路で構成され、制御プログラムや各種の情報（動作履歴Ｈ，相関テーブルＴ）を記憶する。制御部６２は、記憶部６４に記憶された制御プログラムの実行で噴射制御部７２および圧力制御部７４として機能する。噴射制御部７２は、外部装置から供給される印刷データに応じて各単位噴射部Ｕの動作を駆動回路４２に指示する。具体的には、所定量のインクを噴射させる噴射駆動と、圧力室５２内のインクがノズルＮから噴射しない程度にノズルＮ内の液面を微振動させる微振動駆動とが選択的に指示される。駆動回路４２は、噴射制御部７２からの指示に応じた駆動信号を各単位噴射部Ｕに供給する。すなわち、各単位噴射部Ｕの圧電素子５４は、圧力室５２内のインクをノズルＮから噴射させる圧力変動を圧力室５２内に発生させる噴射駆動と、圧力室５２内のインクを噴射させずにノズルＮ内の液面を微振動させる圧力変動を圧力室５２内に発生させる微振動駆動とを選択的に実行する。圧力制御部７４は、各インクカートリッジ２２から記録ヘッド２４に供給されるインクの圧力（以下「供給圧力」という）Ｐを制御する。記録ヘッド２４のインクの供給口（供給経路２６のうち記録ヘッド２４側の端部）での圧力が供給圧力Ｐに相当する。
【００２０】
図３に示すように、第１実施形態の印刷装置１００は、調整部４４Aを具備する。調整部４４Aは、圧力制御部７４から指示される調整値Ａに応じて各インクカートリッジ２２を記録ヘッド２４に対して鉛直方向に変位させる。調整部４４Aの構成は任意であるが、例えば、各インクカートリッジ２２や容器保持部１０の底面を押圧するモーター等で構成される。
【００２１】
記録ヘッド２４に対するインクカートリッジ２２の鉛直方向の位置（記録ヘッド２４の吐出面３２とインクカートリッジ２２内のインクの液面との水頭差）に応じて供給圧力Ｐは変化する。具体的には、調整部４４Aがインクカートリッジ２２を上昇させるほど記録ヘッド２４に対する供給圧力Ｐは増加する。圧力制御部７４は、調整部４４Aに調整値Ａを指示して各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置を個別に調整させることで、供給圧力Ｐをインクカートリッジ２２毎に制御する。ただし、各ノズルＮからのインク漏れを防止するために、インクカートリッジ２２内のインクに付与される圧力が負圧となる範囲内（例えばインクカートリッジ２２内のインクの液面が記録ヘッド２４の吐出面３２を下回る範囲内）で供給圧力Ｐは調整される。
【００２２】
図４は、記録ヘッド２４の動作時間（横軸）と圧電素子５４の変位量（縦軸）との関係を示すグラフである。記録ヘッド２４の動作時間は、記録ヘッド２４がインクを噴射した時間の合計を意味し、記録ヘッド２４における各圧電素子５４の駆動回数（噴射駆動および微振動駆動の回数）と同視され得る。他方、圧電素子５４の変位量は、圧電素子５４に所定の電圧を印加した場合の変位量を意味する。圧電素子５４の変位量が大きいほどインクの噴射量は増加するから、図４の圧電素子５４の変位量は、単位噴射部Ｕによるインクの噴射能力と同視され得る。図４から把握されるように、圧電素子５４の変位量は、圧電素子５４の経年劣化等に起因して経時的に減少する。圧電素子５４の変位量が減少すると、圧力室５２内の圧力変動が抑制され、結果的にインクの噴射量が減少する。
【００２３】
図５は、記録ヘッド２４に対する供給圧力Ｐ（横軸）とインクの噴射量（縦軸）との関係を示すグラフである。図５におけるインクの噴射量は、圧電素子５４に所定の電圧を印加したときに圧力室５２から噴射されるインクの重量に相当する。図５から理解されるように、インクカートリッジ２２から記録ヘッド２４（圧力室５２）に対する供給圧力Ｐが大きいほど単位噴射部Ｕからのインクの噴射量は略線形に増加する。
【００２４】
図４および図５から理解されるように、供給圧力Ｐを経時的に増加させれば、各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量の経時的な減少を補償して目標値に維持することが可能である。そこで、第１実施形態の圧力制御部７４は、記録ヘッド２４の動作履歴（動作時間や駆動回数）に応じて供給圧力Ｐを制御する。具体的には、図６に示すように、圧力制御部７４は、記録ヘッド２４の動作時間や駆動回数（噴射駆動または微振動駆動の回数）が増加するほど供給圧力Ｐが増加するように、記録ヘッド２４の動作履歴に応じて調整部４４A（記録ヘッド２４に対する各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置）を制御する。
【００２５】
図３の記憶部６４は、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈと相関テーブルＴとをノズル列３４毎に記憶する。各ノズル列３４の動作履歴Ｈは、そのノズル列３４に対応する各単位噴射部Ｕの圧電素子５４の駆動回数（噴射駆動および微振動駆動の合計回数）である。各ノズル列３４の動作履歴Ｈは、記録ヘッド２４による印刷動作に並行して随時に更新される。
【００２６】
図７は、相関テーブルＴの模式図である。図７に示すように、相関テーブルＴは、動作履歴Ｈの各数値（Ｈ1，Ｈ2，……）と調整値Ａの各数値（Ａ1，Ａ2，……）とを対応付けたルックアップテーブルである。動作履歴Ｈと供給圧力Ｐとの関係が、図６の関係（すなわち動作履歴Ｈの示す駆動回数が増加するほど供給圧力Ｐが増加する関係）となるように、相関テーブルＴにおける動作履歴Ｈと調整値Ａとの相関は統計的または実験的に事前に決定される。具体的には、圧電素子５４に所定の電圧を印加したときのインクの噴射量が動作履歴Ｈに関わらず目標値に近似する（理想的には合致する）ように、相関テーブルＴ内の動作履歴Ｈと調整値Ａとの相関が選定される。なお、図５に例示した供給圧力Ｐとインクの噴射量との関係は、例えば各色のインクの特性（例えば粘度等）の差異に起因して色毎に相違する。したがって、相関テーブルＴで規定される動作履歴Ｈと調整値Ａとの相関は、ノズル列３４毎（すなわちインクの色毎）に相違し得る。
【００２７】
圧力制御部７４は、複数のノズル列３４の各々に対するインクの供給圧力Ｐが、そのノズル列３４の動作履歴Ｈと相関テーブルＴとから特定される圧力となるように、調整部４４A（そのノズル列３４に対応するインクカートリッジ２２の鉛直方向の位置）を制御する。具体的には、圧力制御部７４は、各ノズル列３４の動作履歴Ｈを記憶部６４から読出し、そのノズル列３４の相関テーブルＴから動作履歴Ｈに対応する調整値Ａを検索して調整部４４Aに指示する。以上のように調整値Ａはノズル列３４毎に設定されるから、各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置はインクカートリッジ２２毎（ノズル列３４毎またはインクの色毎）に相違し得る。
【００２８】
以上に説明した第１実施形態では、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈに応じてインクの供給圧力Ｐが制御されるから、例えば圧電素子５４の経年劣化に起因して圧電素子５４の変位量が低下した場合でも、インクの噴射量の減少を抑制する（噴射量を目標値に維持する）ことが可能である。また、第１実施形態ではノズル列３４毎（インクの色毎）に供給圧力Ｐが制御されるから、各インクの特性が相違する場合でも、各ノズル列３４によるインクの噴射量を適切に補償できるという利点がある。
【００２９】
なお、圧電素子５４の変位量の低下に起因したインクの噴射量の減少を抑制する構成としては、例えば、各圧電素子５４に供給される駆動信号の電圧を上昇させる構成も想定され得る。しかし、駆動信号の電圧を上昇させた場合には、消費電力が増加するという問題がある。第１実施形態によれば、供給圧力Ｐの制御でインクの噴射量の減少が補償されるから、駆動信号の電圧を上昇させる構成と比較して消費電力を低減することが可能である。また、駆動信号の加工を必要とせずに簡便にインクの噴射用の変化を補償できるという利点もある。
【００３０】
＜Ｂ：第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各構成において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００３１】
図８は、第２実施形態の印刷装置１００の電気的な構成を含むブロック図である。図８に示すように、第２実施形態の印刷装置１００は、第１実施形態における調整部４４Aを調整部４４Bに置換するとともにインクカートリッジ２２毎に圧力調整弁４６を追加した構成である。各インクカートリッジ２２の鉛直方向の位置は固定される。
【００３２】
各圧力調整弁４６は、各インクカートリッジ２２から記録ヘッド２４に対するインクの供給経路２６に配置されて記録ヘッド２４に対するインクの供給圧力Ｐを決定する。調整部４４Bは、圧力制御部７４から指示される調整値Ａに応じて各圧力調整弁４６を調整する。圧力制御部７４は、各ノズル列３４の調整値Ａを調整部４４Bに指示して圧力調整弁４６を調整させることで、記録ヘッド２４に対する供給圧力Ｐをインクカートリッジ２２毎（ノズル列３４毎）に制御する。第１実施形態と同様に、動作履歴Ｈと供給圧力Ｐとの関係が図６の関係となるように、記憶部６４に記憶された動作履歴Ｈに応じた調整値Ａが相関テーブルＴを利用して決定される。したがって、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００３３】
＜Ｃ：第３実施形態＞
図９は、第３実施形態の印刷装置１００の電気的な構成を含むブロック図である。図９に示すように、第３実施形態の印刷装置１００は、第１実施形態に環境検知部６６を追加した構成である。環境検知部６６は、記録ヘッド２４の動作環境Ｅを検知する。以下に例示する動作環境Ｅは、記録ヘッド２４の環境温度である。すなわち、記録ヘッド２４やその周囲の温度を検出する温度センサーが環境検知部６６として採用される。
【００３４】
圧力制御部７４は、記憶部６４に記憶された動作履歴Ｈと環境検知部６６が検知した動作環境Ｅとに応じて調整値Ａを設定する。すなわち、動作履歴Ｈが同等の場合でも、動作環境Ｅが相違する場合には調整値Ａも相違する。具体的には、圧力制御部７４は、動作履歴Ｈに応じてノズル列３４毎に相関テーブルＴから検索した調整値Ａ（暫定値）について動作環境Ｅを適用した演算（例えば調整値Ａと動作環境Ｅとの乗算）を実行することで、ノズル列３４毎に確定的な調整値Ａを算定する。例えば、環境温度が高いほどインクの粘度が低下して噴射量が増加するという傾向を前提とすれば、動作環境Ｅが示す環境温度が高いほど供給圧力Ｐが減少するように、圧力制御部７４は動作履歴Ｈと動作環境Ｅとに応じた調整値Ａを設定する。また、環境温度が高いほどノズルＮを介した水分の蒸発が増加して噴射量が減少するという傾向を前提とすれば、動作環境Ｅが示す環境温度が高いほど供給圧力Ｐが増加するように圧力制御部７４は調整値Ａを設定する。
【００３５】
第３実施形態でも第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態では、動作履歴Ｈに加えて動作環境Ｅも供給圧力Ｐに反映されるから、動作環境Ｅを供給圧力Ｐに反映させない構成と比較すると、動作環境Ｅが変化した場合でもインクの噴射量の変化を適切に低減する（噴射量を目標値に維持する）ことが可能である。なお、以上の説明では第１実施形態を基礎とした構成を例示したが、動作環境Ｅを供給圧力Ｐに反映させる第３実施形態の構成は、第２実施形態にも同様に採用される。
【００３６】
また、以上の説明では環境温度を動作環境Ｅとして例示したが、動作環境Ｅの内容は適宜に変更される。例えば、記録ヘッド２４やその周辺の環境湿度を動作環境Ｅとして環境検知部６６が検知する構成も好適である。例えば、環境湿度が低いほど各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量が減少するという傾向を前提とすれば、動作環境Ｅが示す環境湿度が低いほど供給圧力Ｐが増加するように、圧力制御部７４は動作履歴Ｈと動作環境Ｅとに応じた調整値Ａを設定する。
【００３７】
＜Ｄ：変形例＞
以上の各形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【００３８】
（１）変形例１
以上の各形態では、各圧電素子５４の駆動回数（噴射駆動および微振動駆動の回数）を動作履歴Ｈとしたが、動作履歴Ｈの内容は適宜に変更される。例えば、各圧電素子５４による噴射駆動の回数（すなわち各ノズルＮからインクが噴射された回数）を動作履歴Ｈとした構成も好適である。また、例えば、圧電素子５４に印加される電圧が高いほど圧電素子５４の特性劣化は進行し易いという傾向がある。したがって、重量（体積）が相違する複数種の液滴（例えば大ドット／中ドット／小ドット）を選択的に噴射可能な構成では、圧電素子５４の駆動回数が同等でも、噴射されたインクの重量が大きい（すなわち圧電素子５４に印加される電圧が高い）ほど圧電素子５４の特性劣化は進行する。以上の傾向を考慮すると、各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量に応じて動作履歴Ｈを設定する構成が好適である。例えば、各単位噴射部Ｕによるインクの噴射量の合計を動作履歴Ｈとする構成や、噴射量に応じて加重値を設定した噴射回数の加重和（噴射量に応じた加重値とその噴射回数との乗算値を各噴射量について合計した数値）を動作履歴Ｈとする構成が採用され得る。以上の説明から理解されるように、記録ヘッド２４の動作履歴Ｈとは、典型的には、各単位噴射部Ｕがインクを噴射する能力の劣化（例えば圧電素子５４の変位量の減少）に影響する履歴情報（すなわち単位噴射部Ｕの噴射能力が劣化した度合の指標となり得る情報）を意味する。
【００３９】
（２）変形例２
供給圧力Ｐを制御する方法は、インクカートリッジ２２の変位（第１実施形態）や圧力調整弁４６の調整（第２実施形態）に限定されない。例えば、各インクカートリッジ２２に外部から作用させる圧力を動作履歴Ｈに応じて調整することで供給圧力Ｐを制御する構成や、各インクカートリッジ２２に供給する空気量を動作履歴Ｈに応じて調整することで供給圧力Ｐを制御する構成も採用され得る。また、以上の各形態ではノズル列３４毎（インクカートリッジ２２毎）に供給圧力Ｐを個別に制御したが、例えばインク毎の特性の相違が無視できる場合には、複数のノズル列３４について供給圧力Ｐを共通に調整する構成も好適である。供給圧力Ｐを各ノズル列３４で共通に調整する構成では、動作履歴Ｈおよび相関テーブルＴを１種類だけ記憶部６４に格納すれば足りるという利点がある。もっとも、１種類のインクカートリッジ２２のみが装着される構成（１個のノズル列３４のみが形成される構成）にも本発明を適用することは可能である。
【００４０】
（３）変形例３
以上の各形態では、動作履歴Ｈに応じた供給圧力Ｐの制御に相関テーブルＴを利用したが、動作履歴Ｈに応じた供給圧力Ｐ（調整値Ａ）を決定する方法は適宜に変更される。例えば、動作履歴Ｈと調整値Ａとの関係を定義する演算式に記憶部６４内の動作履歴Ｈを代入することで圧力制御部７４が調整値Ａを算定することも可能である。ただし、調整値Ａを演算する構成では、制御部６２（圧力制御部７４）の負荷が過大となり得るから、制御部６２の負荷を軽減するという観点からは、前述の各形態のように相関テーブルＴを利用する構成が好適である。
【００４１】
また、複数種のテーブルを利用して動作履歴Ｈに応じた供給圧力Ｐ（調整値Ａ）を決定することも可能である。例えば、動作履歴Ｈと圧電素子５４の変位量との関係（図４）を規定する第１テーブルと、供給圧力Ｐとインクの噴射量との関係（図５）を規定する第２テーブルとが記憶部６４に格納される。圧力制御部７４は、第１テーブルにて現在の動作履歴Ｈに対応する圧電素子５４の変位量のもとで目標量のインクを噴射するために必要な供給圧力Ｐを第２テーブルから特定し、その供給圧力Ｐに応じた調整値Ａを調整部４４Aまたは調整部４４Bに指示する。以上の構成でも前述の各形態と同様の効果が実現される。
【００４２】
（４）変形例４
以上の各形態では、動作履歴Ｈおよび相関テーブルＴの双方を記憶部６４に格納したが、動作履歴Ｈを記憶する要素（履歴記憶手段）と相関テーブルＴを記憶する要素（相関記憶手段）とを別個の記憶回路とした構成も採用され得る。
【００４３】
（５）変形例５
以上の各形態では、記録ヘッド２４を搭載したキャリッジ１２を往復させるシリアル型の印刷装置１００を例示したが、記録紙２００の幅方向の全域に対向するように複数の単位噴射部Ｕ（ノズルＮ）が配列されたライン型の印刷装置１００にも本発明を適用することが可能である。ライン型の印刷装置１００では記録ヘッド２４が固定され、記録紙２００を搬送させながら各ノズルＮからインクの液滴を噴射することで記録紙２００に画像が記録される。以上の説明から理解されるように、記録ヘッド２４（各単位噴射部Ｕ）自体の可動／固定は本発明において不問である。
【００４４】
（６）変形例６
圧力室５２内の圧力を変化させる要素（圧力発生素子）は圧電素子５４に限定されない。例えば、静電アクチュエーター等の振動体を利用することも可能である。また、圧力発生素子は、圧力室５２に機械的な振動を付与する要素に限定されない。例えば、圧力室５２の加熱で気泡を発生させて圧力室５２内の圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生素子として利用することも可能である。すなわち、圧力発生素子は、圧力室５２内の圧力を変化させる要素として包括され、圧力を変化させる方法（ピエゾ方式／サーマル方式）や構成の如何は不問である。
【００４５】
（７）変形例７
以上の各形態の印刷装置１００は、プロッターやファクシミリ装置，コピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は画像の印刷に限定されない。例えば、各色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、液体状の導電材料を噴射する液体噴射装置は、例えば有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置や電界放出表示装置（ＦＥＤ：Field Emission Display）等の表示装置の電極を形成する電極製造装置として利用される。また、生体有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、生物化学素子（バイオチップ）を製造するチップ製造装置として利用される。そして、液体の噴射の目標となる物体（着弾対象）は液体噴射装置の用途に応じて相違する。具体的には、前述の印刷装置１００の着弾対象は記録紙２００であるが、液体噴射装置を表示装置の製造に使用する場合には、例えば表示装置を構成する基板が着弾対象に相当する。
【符号の説明】
【００４６】
１００……印刷装置、１０２……制御装置、１０４……印刷処理部、１２……キャリッジ、１４……移動機構、１６……搬送機構、２２（２２K，２２Y，２２M，２２C）……インクカートリッジ、２４……記録ヘッド、２６……供給経路、３２……吐出面、３４（３４K，３４Y，３４M，３４C）……ノズル列、Ｎ……ノズル、４２……駆動回路、４４A，４４B……調整部、４６……圧力調整弁、５２……圧力室、５４……圧電素子、６２……制御部、６４……記憶部、６６……環境検知部、７２……噴射制御部、７４……圧力制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射部と、
前記液体噴射部の動作履歴を記憶する履歴記憶手段と、
前記液体噴射部に対する前記液体の供給圧力を前記動作履歴に応じて制御する圧力制御手段と
を具備する液体噴射装置。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、前記液体噴射部に対する前記液体容器の鉛直方向の位置を前記動作履歴に応じて制御する
請求項１の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液体噴射部に対する前記液体の供給経路に配置された圧力調整弁を具備し、
前記圧力制御手段は、前記動作履歴に応じて前記圧力調整弁を制御する
請求項１の液体噴射装置。
【請求項４】
前記液体噴射部は、相異なる液体容器から供給される液体を噴射する複数のノズル列を含み、
前記履歴記憶手段は、前記ノズル列毎に前記動作履歴を記憶し、
前記圧力制御手段は、前記複数のノズル列の各々に対する前記液体の供給圧力を当該ノズル列の動作履歴に応じて制御する
請求項１から請求項３の何れかの液体噴射装置。
【請求項５】
動作履歴と供給圧力の調整値とを対応付けて記憶する相関記憶手段を具備し、
前記圧力制御手段は、前記履歴記憶手段が記憶する動作履歴に対応する調整値を前記相関記憶手段から特定して当該調整値に応じて前記液体の供給圧力を制御する
請求項１から請求項４の何れかの液体噴射装置。
【請求項６】
前記液体噴射部は、圧力室に連通するノズルから前記圧力室内の液体を噴射させる圧力変動を前記圧力室内に発生させる圧力発生素子を含み、
前記動作履歴は、前記圧力発生素子の駆動回数に応じて設定される
請求項１から請求項５の何れかの液体噴射装置。
【請求項７】
前記動作履歴は、前記液体噴射部による前記液体の噴射回数に応じて設定される
請求項１から請求項６の何れかの液体噴射装置。
【請求項８】
前記動作履歴は、前記液体噴射部による前記液体の噴射量に応じて設定される
請求項１から請求項７の何れかの液体噴射装置。
【請求項９】
前記液体噴射部の動作環境を検知する環境検知手段を具備し、
前記圧力制御手段は、前記液体噴射部に対する前記液体の供給圧力を、前記動作履歴と前記動作環境とに応じて制御する
請求項１から請求項８の何れかの液体噴射装置。
【請求項１０】
液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射部を具備する液体噴射装置の制御方法であって、
前記液体噴射部の動作履歴を記憶し、
前記液体噴射部に対する前記液体の供給圧力を前記動作履歴に応じて制御する
液体噴射装置の制御方法。
【請求項１】
液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射部と、
前記液体噴射部の動作履歴を記憶する履歴記憶手段と、
前記液体噴射部に対する前記液体の供給圧力を前記動作履歴に応じて制御する圧力制御手段と
を具備する液体噴射装置。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、前記液体噴射部に対する前記液体容器の鉛直方向の位置を前記動作履歴に応じて制御する
請求項１の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液体噴射部に対する前記液体の供給経路に配置された圧力調整弁を具備し、
前記圧力制御手段は、前記動作履歴に応じて前記圧力調整弁を制御する
請求項１の液体噴射装置。
【請求項４】
前記液体噴射部は、相異なる液体容器から供給される液体を噴射する複数のノズル列を含み、
前記履歴記憶手段は、前記ノズル列毎に前記動作履歴を記憶し、
前記圧力制御手段は、前記複数のノズル列の各々に対する前記液体の供給圧力を当該ノズル列の動作履歴に応じて制御する
請求項１から請求項３の何れかの液体噴射装置。
【請求項５】
動作履歴と供給圧力の調整値とを対応付けて記憶する相関記憶手段を具備し、
前記圧力制御手段は、前記履歴記憶手段が記憶する動作履歴に対応する調整値を前記相関記憶手段から特定して当該調整値に応じて前記液体の供給圧力を制御する
請求項１から請求項４の何れかの液体噴射装置。
【請求項６】
前記液体噴射部は、圧力室に連通するノズルから前記圧力室内の液体を噴射させる圧力変動を前記圧力室内に発生させる圧力発生素子を含み、
前記動作履歴は、前記圧力発生素子の駆動回数に応じて設定される
請求項１から請求項５の何れかの液体噴射装置。
【請求項７】
前記動作履歴は、前記液体噴射部による前記液体の噴射回数に応じて設定される
請求項１から請求項６の何れかの液体噴射装置。
【請求項８】
前記動作履歴は、前記液体噴射部による前記液体の噴射量に応じて設定される
請求項１から請求項７の何れかの液体噴射装置。
【請求項９】
前記液体噴射部の動作環境を検知する環境検知手段を具備し、
前記圧力制御手段は、前記液体噴射部に対する前記液体の供給圧力を、前記動作履歴と前記動作環境とに応じて制御する
請求項１から請求項８の何れかの液体噴射装置。
【請求項１０】
液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射部を具備する液体噴射装置の制御方法であって、
前記液体噴射部の動作履歴を記憶し、
前記液体噴射部に対する前記液体の供給圧力を前記動作履歴に応じて制御する
液体噴射装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１５８１３１（Ｐ２０１２−１５８１３１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４２５（Ｐ２０１１−２０４２５）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【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８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【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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