液滴吐出装置、電気・機械変換素子
【課題】不具合を有する記録ヘッドの回復コストを削減する。
【解決手段】画像データに基づいて、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを含む記録ヘッド２１０と、不具合を有するノズルを検出するための仮吐出を前記記録ヘッドに行わせる仮吐出手段２０３と、前記仮吐出による前記液滴の着弾位置を確認する確認手段２１３と、前記確認手段２１３の確認結果に基づいて前記不具合を有するノズルを検出し、前記液滴の着弾位置が前記不具合がない状態での着弾位置になるように、前記画像データを修正する修正手段と、を有する液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】画像データに基づいて、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを含む記録ヘッド２１０と、不具合を有するノズルを検出するための仮吐出を前記記録ヘッドに行わせる仮吐出手段２０３と、前記仮吐出による前記液滴の着弾位置を確認する確認手段２１３と、前記確認手段２１３の確認結果に基づいて前記不具合を有するノズルを検出し、前記液滴の着弾位置が前記不具合がない状態での着弾位置になるように、前記画像データを修正する修正手段と、を有する液滴吐出装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液滴吐出装置、該液滴吐出装置により形成される電気・機械変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する複数のノズルが備えられた記録ヘッドを有する液滴吐出装置がある。そして、記録ヘッド内の液滴の高粘度化などにより、液滴を吐出できないノズル（以下、「吐出不能ノズル」という。）が発生する場合がある。例えば、特許文献１には、吐出不能ノズルを検出する手法が記載されている。
【０００３】
一般的には、吐出不能ノズルを回復させるためのクリーニング機構が備えられている。該クリーニング機構は、それぞれの記録ヘッドに対応して設けられている。吐出不能ノズルが検出されると、全ての記録ヘッドまたは、吐出不能ノズルが検出された記録ヘッド全体をクリーニング機構によりクリーニングしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のクリーニング機構では、吐出不能ノズルのみをクリーニングすることは非常に困難であり、記録ヘッド全体、つまり、全てのノズルに対してクリーニングしなければならない。従って、吐出不能ノズルの回復コストが非常に高いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題を鑑みて、吐出不能ノズルの回復コストを削減できる液滴吐出装置、該液滴吐出装置により形成される電気・機械変換素子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】
【０００６】
上記目的を達成するため、画像データに基づいて、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを含む記録ヘッドと、不具合を有するノズルを検出するための仮吐出を前記記録ヘッドに行わせる仮吐出手段と、前記仮吐出による前記液滴の着弾位置を確認する確認手段と、前記確認手段の確認結果に基づいて前記不具合を有するノズルを検出し、前記液滴の着弾位置が前記不具合がない状態での着弾位置になるように、前記画像データを修正する修正手段と、を有する液滴吐出装置を提供する。また、液滴吐出装置により、前記記録媒体に対して前記液滴が塗布されることで形成された電気・機械変換素子を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液滴吐出装置によれば、吐出不能ノズルの回復コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例の液滴吐出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施例の液滴吐出装置の要部の機能構成例を示した斜視図である。
【図３】本実施例の液滴吐出装置の記録ヘッドの断面図である。
【図４】本実施例の制御部の機能構成例の一例を示すブロック図である。
【図５】本実施例の液滴吐出装置の処理フローを示した図である。
【図６】本実施例のビットマップデータの一例を示した図である。
【図７】本実施例の記録ヘッドの液滴の着弾位置を示した図である。
【図８】本実施例の修正後のビットマップデータを示した図である。
【図９】本実施例の吐出不良状態であるノズルの液滴の着弾位置を示した図である。
【図１０】理想着弾位置を示した図である。
【図１１】別の実施形態の修正後のビットマップデータを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施例の説明の前に、用語の説明を行う。液滴吐出装置とは例えば、基板などに所望の材料を成膜するために用いる産業用液滴吐出装置、ユーザの所望の画像を形成するプリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機などである。また、記録媒体は、例えば、基板、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなどの媒体である。液滴とは、インク、記録液、定着処理液、液体、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料などである。以下では、記録媒体を基板とし、液滴をインクとして説明する。
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行う過程には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【００１１】
＜ハードウェア構成＞
図１は、本発明に係る液滴吐出装置３００のハードウェア構成の一例を示す図である。図１に示すように、液滴吐出装置３００は、制御部１３１１、主記憶部１３１２、補助記憶部１３１３、外部記憶装置Ｉ／Ｆ部１３１４、ネットワークＩ／Ｆ部１３１６、操作部１３１７、表示部１３１８、エンジン部１３１９を含む。
【００１２】
制御部１３１１は、コンピュータの中で、各装置の制御やデータの演算、加工を行うＣＰＵである。また、制御部１３１１は、主記憶部１３１２に記憶されたプログラムを実行する演算装置であり、入力装置や記憶装置からデータを受け取り、演算、加工した上で、出力装置や記憶装置に出力する。
【００１３】
主記憶部１３１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、制御部１３１１が実行する基本ソフトウェアであるＯＳやアプリケーションソフトウェアなどのプログラムや画像データを記憶又は一時保存する記憶装置である。
【００１４】
補助記憶部１３１３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。
【００１５】
外部記憶装置Ｉ／Ｆ部１３１４は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのデータ伝送路を介して接続された記憶媒体１３１５（例えば、フラッシュメモリ、ＳＤカードなど）と液滴吐出装置３００とのインタフェースである。
【００１６】
また、記憶媒体１３１５に、所定のプログラムを格納し、この記憶媒体１３１５に格納されたプログラムは外部記憶装置Ｉ／Ｆ部１３１４を介して液滴吐出装置３００にインストールされ、インストールされた所定のプログラムは液滴吐出装置３００により実行可能となる。
【００１７】
ネットワークＩ／Ｆ部１３１６は、有線及び／又は無線回線などのデータ伝送路により構築されたＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）などのネットワークを介して接続された通信機能を有する周辺機器と液滴吐出装置３００とのインタフェースである。
【００１８】
操作部１３１７や表示部１３１８は、キースイッチ（ハードキー）とタッチパネル機能（ＧＵＩのソフトウェアキーを含む：Graphical User Interface）を備えたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とから構成され、液滴吐出装置３００が有する機能を利用する際のＵＩ（User Interface）として機能する表示及び／又は入力装置である。
【００１９】
エンジン部１３１９は、実際に液滴を吐出するために行われる処理を行う記録ヘッド、プロッタ、記録ヘッドおよび基板を駆動する駆動機構等の機構部分である。
＜要部の機能構成例＞
図２に本実施例の記録ヘッド２１０を含む液滴吐出装置３００の要部の機能構成例を示す。以下の説明では、記録ヘッド２１０の主走査方向をＸ軸方向とし、基板の搬送方向である副走査方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共に直交する方向をＺ軸方向とする。
【００２０】
図２に示す液滴吐出装置３００は、架台２００上に、第１ステージ２０５および第２ステージ２０６が設けられている。第１ステージ２０５には、ダミー基板２０３が載置されており、第２ステージ２０４には、本基板２０４が載置されている。ダミー基板２０３とは、インクが仮吐出される基板である。また、本基板２０４とは、インクが本吐出されるための基板であり、電気・機械変換素子を形成するための基板である。仮吐出、本吐出については後述する。第１ステージ２０５、第２ステージ２０６はそれぞれ吸着手段（図示せず）を有している。吸着手段は、真空、静電気などによって、ダミー基板２０３、本基板２０４を吸着する。該吸着により、ダミー基板２０３は、第１ステージ２０５に載置され、本基板２０４は、第２ステージ２０５に載置される。
【００２１】
また、第１ステージ２０５の下部、第２ステージ２０６の下部には、それぞれ、第１Ｙ軸駆動手段２０１、第２Ｙ軸駆動手段２０２が設けられている。第１Ｙ軸駆動手段２０１により、第１ステージ２０５はＹ軸方向にスライドして駆動され、第２Ｙ軸駆動手段２０２により、第２ステージ２０６はＹ軸方向にスライドして駆動される。
【００２２】
また、ヘッドベース２０９上に、記録ヘッド２１０および確認手段２１３が搭載されている。図２の例では、ヘッドベース２０９は、略Ｌ字状であり、搭載部材２０９ａと背面部材２０９ｂとが略直角に接合されている。搭載部材２０９ａの搭載面２０９ｃ上には、記録ヘッド２１０および確認手段２１３が搭載される。また、記録ヘッド２１０には、インクタンク（図示せず）から供給パイプ２１１によりインクが供給される。供給パイプ２１１は、背面部材２０９ｂを貫通して、記録ヘッド２１０に取り付けられる。
【００２３】
また、架台２００上にはＸ軸支持部材２０７が設けられている。図２の例では、Ｘ軸支持部材２０７は略コ字状である。また、Ｘ軸支持部材２０７の中央部２０７ａには、Ｘ軸駆動手段２０８が設けられている。そして、背面部材２０９ｂの、記録ヘッド２１０が存在する側とは反対側の面に、Ｘ軸駆動手段２０８およびＺ軸駆動手段２１２が取り付けられている。ヘッドベース２０９およびＺ軸駆動手段２１２は、Ｘ軸駆動手段２０８によりＸ軸方向にスライド移動される（走査される）。また、ヘッドベース２０９は、Ｚ軸駆動手段２１２によりＺ軸方向にスライド移動される。
【００２４】
このように、第１テーブル２０５に載置されたダミー基板２０３、第２テーブル２０６に載置された本基板２０４は、第１Ｙ軸駆動手段２０１、第２Ｙ軸駆動手段２０２により、Ｙ軸方向に移動される。また、ヘッドベース２０９に搭載された記録ヘッド２１０は、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向に移動される。従って、記録ヘッド２１０は、ダミー基板２０３または本基板２０４の所望の箇所に自在にインクを吐出できる。
【００２５】
なお、第１Ｙ軸駆動手段２０１を第１駆動手段とし、第２Ｙ軸駆動手段２０２を第２駆動手段とし、Ｘ軸駆動手段２０８を第３駆動手段とし、Ｚ軸駆動手段を第４駆動手段としてもよい。
＜記録ヘッドの構成＞
次に、記録ヘッド２１０の構成について説明する。図３は、本発明の記録ヘッド２１０のノズル列の配列方向（Ｘ軸方向）に沿って切断した断面図である。つまり、図３の例では、４つのノズルが１列のノズル列を構成している場合を示している。図３に示すように、記録ヘッド２１０は、複数の圧力室３３を有する。該圧力室３３は、インク経路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室などとも呼ばれる。また、圧力室３３は、該圧力室３３の側壁となる圧力室基板３２、圧力室３３の底壁となるノズル板３０、ノズル板３０と対向する側の面に積層された振動板３４とを有する。ノズル板３０に設けられた貫通孔をノズル３１とする。ノズル３１は、各圧力室３３に対応して設けられる。また、振動板３４の上には密着層３５が設けられている。また、密着層３５上には、電気機械変換素子３６を挟んでいる１組の電極層３８が設けられている。電気機械変換素子３６は、各圧力室３３ごとに設けられている。
【００２６】
１組の電極層３８が、電気機械変換素子３６に対して電気を供給すると、電気機械変換素子３６は、伸縮して振動板３４が圧力室３３側に撓む。供給パイプ２１１により圧力室３３に供給されたインクは、この撓みにより発生する圧力により、ノズル３１から吐出される。電気機械変換素子３６として、例えば、圧電素子などを用いればよい。
【００２７】
また、電気機械変換素子３６の代わりに、電気熱変換素子（例えばヒータ）を用いて、該電器熱変換素子により発生された熱エネルギーにより圧力室３３内のインクを加圧して、ノズル３１から、インクを吐出するようにしてもよい。また、「インク経路の壁面に形成された振動板と該指導板に対向する電極からなるエネルギー発生手段」により発生されたエネルギーにより圧力室３３内のインクを加圧して、ノズル３１から、インクを吐出するようにしてもよい。また、記録ヘッド２１０のノズル３１が設けられた面を、ノズル面
３７とする。
＜液滴吐出装置の処理内容＞
次に、本実施例の液滴吐出装置３００の処理内容について説明する。図４に液滴吐出装置３００の制御部１３１１の機能構成例を示す。制御部１３１１は、仮吐出手段１２０、確認手段１２２、修正手段１２４を含む。また、図５に、液滴吐出装置３００の処理フローを示す。また、図５では、インクの吐出を太矢印で示し、情報の送信を細矢印で示す。
【００２８】
まず、ユーザが操作部１３１７（図１参照）に対して、印刷開始指示を入力する（ステップＳ２）。吐出開始指示とは、例えば、操作部１３１７に表示されている印刷開始ボタン（図示せず）をユーザが押下すればよい。操作部１３１７に、印刷開始指示が入力されると、仮吐出手段１２０が、記録ヘッドに仮吐出を行わせる（ステップＳ６）。ここで、仮吐出とは、ノズルの不具合を検出するための仮の吐出である。換言すれば、本基板２０４へのインク吐出に寄与しないインクを吐出することであり、
仮吐出は、ダミー基板２０３（図２参照）に対して行われる。具体的には、制御部１３１１がエンジン部１３１９（図１参照）を動作させ、Ｘ軸駆動機構２０８（図２参照）によりヘッドベース２０９をダミー基板２０３上まで移動させる。そして、記録ヘッド２１０は、ダミー基板２０３に対して仮吐出を行う。
【００２９】
ダミー基板２０３上に仮吐出が行われると、確認手段１２２が仮吐出されたインクの着弾位置を確認する（ステップＳ８）。ここで、確認手段１２２とは、例えば、対象物を撮像する撮像手段であり、撮像情報を出力できるものである。撮像手段とは例えば、カメラなどである。また、撮像情報とは、撮像した対象物の画像のデータを示す。以下では、確認手段１２２を撮像手段１２２として説明する。撮像手段１２２は、ダミー基板２０３上のインクの着弾位置を撮像し、該撮像された撮像情報を修正手段１２４に対して出力する（ステップＳ９）。
【００３０】
修正手段１２４は、確認手段１２２の確認結果に基づいて、不具合を有するノズルを検出し、インクの着弾位置が該不具合がない状態での着弾位置になるように、画像データを修正する。ここで、確認手段１２２は撮像手段１２２であるので、確認手段１２２の確認結果とは、撮像手段１２２が撮像した撮像情報である。また、不具合を有するノズルとは、例えば、インクを吐出できないノズル（以下、「吐出不能ノズル」という。）や吐出不良状態であるノズル（以下、「吐出不良ノズル」という。）である。吐出不良状態については後述する。以下では、不具合がない状態でのインクの着弾位置を理想着弾位置という。
【００３１】
また、元々は、適切にインクを吐出できていたノズルが、不具合要因により、不具合を有するようになる。この不具合要因の一例を説明する。産業用液体吐出装置で使用されるインクとして、乾燥性の高い溶剤系のインクが用いられる場合がある。この場合には、インクを吐出しない状態が長時間続くと、インクの乾燥が進み、インクが高粘度化することがある。この他に、産業用液体吐出装置で使用されるインクとして、微粒子や固形成分が含まれているインクが用いられる場合がある。この場合には、インクを吐出しない状態が長時間続くと、微粒子や固形成分がインクと混合すると、インクの高粘度化が進む。つまり、産業用液体吐出装置では、インクが高粘度化しやすくなる。この高粘度化が更に進行すると、インクが固化し、インクが吐出されなくなる。
＜実施形態１＞
まず、実施形態１として、不具合を有するノズルが吐出不能ノズルである場合の修正手段１２４の処理について説明する。本実施例の液滴吐出装置は、画像データに基づいて、基板に対して、インクを吐出することで、該基板を塗布する。ここで画像データとは例えば、ビットマップデータであり、以下の説明では、画像データをビットマップデータとして説明する。図６にビットマップデータの一例を示す。図６では、黒丸を吐出位置ピクセルとする。また、図６の例では、１列のノズル列のビットマップデータを示す。図６の例では、一列のノズル列は、９つのノズルであるノズル３１１〜３１９により構成される。
【００３２】
図７に、図６に示したビットマップデータに基づいて、インクを空吐出した場合の着弾位置を示す。図７の例では、ノズル３１５が、インクを吐出していない。つまり、ノズル３１５が吐出不能ノズルであり、ノズル３１５以外のノズル３１１〜３１４、３１６〜３１９が吐出可能ノズルとなる。また、撮像手段１２２は図７に示すインクの着弾位置を撮像することで撮像情報を生成し、修正手段１２４に送信する。
【００３３】
代替手段１２４２は、吐出不能ノズルを検出する（ステップＳ１０）。この検出手法を２つ説明する。
［第１の検出手法］
第１の検出手法では、インクが吐出されていない状態のダミー基板２０３の色が一色である場合に、該色の輝度値（以下、「基板輝度値」という。）および、インクの理想着弾位置の座標を主記憶部１３１２（図１参照）に予め記憶させておく。以下では、理想着弾位置の座標を理想座標という。そして、確認手段１２２から送信された撮像情報を解析して、該撮像情報の、理想座標ごとの輝度値を求める。輝度値の算出手法は公知の技術を用いればよい。そして、理想座標それぞれについて、求められた輝度値と、基板輝度値との差を算出する。該算出された値が予め定められた第１閾値以上であれば、その座標の輝度値は、ダミー基板の輝度値と大きく異なるということなので、インクが吐出されたと判断される。また、該算出された値が第１閾値未満であれば、その座標の輝度値は、ダミー基板の輝度値と略同一ということなので、インクが吐出されていないと判断される。
［第２の検出手法］
第２の検出手法では、ダミー基板２０３に着弾されたインクの輝度値が全て同一である場合に、該輝度値、および、理想座標を主記憶部１３１２に記憶させておく。そして、確認手段１２２から送信された撮像情報を解析して、該撮像情報の、理想座標ごとの輝度値を求める。そして、理想座標それぞれについて、求められた輝度値と主記憶３１２に記憶されているインクの輝度値との差を算出する。該算出された値が予め定められた第２閾値未満であれば、その座標の輝度値は、インクの輝度値と略同一であるということなので、インクが吐出されたと判断される。また、該算出された値が第２閾値以上であれば、その座標の輝度値は、インクの輝度値と大きく異なるということなので、インクが吐出されていないと判断される。
【００３４】
吐出不能ノズルの検出の手法については、これらに限られない。代替手段１２４２は、これらの手法により、吐出不能ノズルが、ノズル３１５であることを検出する。
【００３５】
修正手段１２４中の代替手段１２４２は、吐出不能ノズル３１５をインクを吐出できる吐出可能ノズル３１１〜３１４、３１６〜３１９のうちいずれか１つと代替させる。この代替について詳細に説明すると、吐出不能ノズル３１５にインクを吐出させずに、吐出可能ノズル３１１〜３１４、３１６〜３１９のうちいずれか１つにインクを吐出させるということである。代替手段１２４２は、該代替が行われるように、画像データ（ビットマップデータ）を修正する。代替手段１２４２は、プログラムを利用してビットマップデータの修正を行う。ここで、プログラムとは、例えば、Ｃ言語プログラムであり、主記憶部１３１２に予め記憶されており、修正手段１２４が該Ｃ言語プログラムを読み込んで、ビットマップデータの修正を行う。
【００３６】
図８に、修正後のビットマップデータを示す。図８の例では、吐出不能ノズル３１５が吐出可能ノズル３１３に代替されたことを示す。代替される吐出可能ノズルは他のノズルでもよい。この修正後のビットマップデータは、一旦、主記憶部１３１２に記憶される（ステップＳ１２）。そして、修正手段１２４（制御部１３１１）が、記録ヘッド２１０に対して、本吐出指示を行う（ステップＳ１４）。ここで、本吐出とは、本基板２０４に対して、インクを吐出するものである。
【００３７】
また、図８に示す修正後のビットマップデータの例では、ノズル３１３が２回吐出することを示している。従って、記録ヘッド２１０が、１ライン分、インクを吐出する際には該記録ヘッド２１０は、２回走査させる。まず、１回目の走査で、ノズル３１５以外の全てのノズルがインクを吐出し、２回目の走査でノズル３１５の代わりに、ノズル３１３のみがインクを吐出する。このように、１ライン分、インクを吐出する際には、吐出可能ノズルが吐出不能ノズルと代替して、全ての着弾されるべき位置にインクを吐出できるように、記録ヘッドを複数回（この場合では２回）走査させる。
【００３８】
また、本吐出指示による動作の詳細を説明すると、制御部１３１１は、エンジン部１３１９を駆動することで、Ｘ軸駆動手段２０８を駆動させる。そして、このＸ軸駆動手段２０８の駆動により、第１ステージ２０５上にあるヘッドベース２０９を第２ステージ上に移動させる。そして、制御部１３１１は、エンジン部１３１９を駆動させることで、記録ヘッド３１９に、本基板２０４に対して本吐出させる（ステップＳ１６）。
【００３９】
そして、ユーザは、本吐出の結果を確認する（ステップＳ１８）。ステップＳ１１でビットマップデータを修正し、該修正されたビットマップデータに基づいて、画像形成（本吐出）したことから、ユーザは適切な画像を本基板２０４に形成することができる。
【００４０】
本実施例の液滴吐出装置によれば、仮吐出させて、該仮吐出の着弾位置から、吐出不能ノズルを検出できる。そして吐出不能ノズルを吐出可能ノズルに代替させるように、画像データを修正する。従って、複数のノズルのうち、吐出不能ノズルがあったとしても、適切に画像を形成することができる。
＜実施形態２＞
次に、実施形態２として、不具合を有するノズルが吐出不良ノズルである場合を説明する。ここで、吐出不良ノズルとは、吐出不良状態であるノズルをいう。吐出不良状態とは、例えば、インクの吐出軌跡が直線ではない状態、または／および、インクの吐出速度が変化する（一定でない）状態をいう。
【００４１】
ここで、「インクの吐出軌跡が直線ではない」、ということは、インクが直線方向に吐出されずに、曲がって吐出されるということである。このように曲がって吐出される原因とは、上述のように、記録ヘッド２１０内のインクの高粘度化が進んだこと等である。また、「インクの吐出速度が変化する」とは、通常はインクの吐出速度は一定であるが、インクの高粘度化などにより、時折、インクの吐出速度が変化するということである。
【００４２】
以下の説明では、吐出不良状態が、「インクの吐出軌跡が直線ではない状態」、および、「インクの吐出速度が変化する状態」の両方である場合を説明する。また、実施形態２の液滴吐出装置の処理フローは、図５と同様であり、ステップＳ２〜ステップＳ９までの処理、ステップＳ１４〜ステップＳ１８までの処理については実施形態１と同様なので、説明を省略し、ステップＳ１０〜ステップＳ１２までの処理を説明する。
【００４３】
以下では、吐出不良状態であるノズルを含む複数のノズルがインクを吐出した着弾位置を「現実着弾位置」という。図９は、図６で示したビットマップデータに基づいて仮吐出した場合の、インクの現実着弾位置を示した図である。また、吐出不良状態でない複数のノズルがインクを吐出した着弾位置を「理想着弾位置」という。全てのノズルの理想着弾位置の一例を図１０に示す。図９では、ノズル３１３、ノズル３１５の理想着弾位置を破線で示す。
【００４４】
図９の例では、ノズル３１１、３１２、３１４、３１６、３１７、３１８、３１９からのインクの着弾位置は理想着弾位置であるが、ノズル３１３、ノズル３１５からのインクの着弾位置は、理想着弾位置ではない。ノズル３１３の着弾位置は、矢印αで示すように、Ｘ軸方向にずれている（誤差が生じている）。これは、「インクの吐出軌跡が直線ではないこと」が原因となっている。また、ノズル３１３の着弾位置は、矢印βで示すように、Ｙ軸方向にずれている（誤差が生じている）。これは、「インクの吐出軌跡が直線ではないこと」や「インクの吐出速度が変化すること」が原因となっている。本実施例２の液滴吐出装置中の補正手段１２４４（図４参照）は、Ｘ軸方向の誤差またはＹ軸方向の誤差を補正するように、画像データを修正するものである。
【００４５】
まず、補正手段１２４４は、吐出不良状態であるノズルを検出する（図５のステップＳ１０）。該検出手法の一例を説明する。予め、図１０に示す全てのノズルの理想着弾位置の座標（理想座標）を主記憶部１３１２に記憶させておく。また、座標の単位はピクセルであるとする。補正手段１２４４が、ステップＳ９（図５参照）で出力された撮像情報を受信すると、該撮像情報内の現実着弾位置（図９参照）から全てのノズルの現実着弾位置の座標（以下、「現実座標」という。）を取得する。
【００４６】
そして、補正手段１２４４は、現実座標と理想座標に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の誤差を算出する。具体的には、各ノズルごとに、理想座標と現実座標との差（理想座標−現実座標）を算出することで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の誤差を算出する。
【００４７】
図９の例では、ノズル３１３については、Ｘ軸方向に−４ピクセル分、誤差が生じており、ノズル３１５については、Ｙ軸方向に−３ピクセル分、誤差が生じている。そして、補正手段１２４４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に生じた誤差を補正するように、画像データを修正する（図５に示すテップＳ１１）。図１１を用いて、具体的な補正の手法を説明する。図１１に示すように、ノズル３１３のＸ軸方向の−４ピクセル分の誤差を補正すべく、ノズル３１３の吐出位置ピクセルを＋４ピクセル分、矢印ａで示すように移動させる。また、ノズル３１５のＹ軸方向の−３ピクセル分の誤差を補正すべく、ノズル３１５の吐出位置ピクセルを＋３ピクセル分、矢印ｂで示すように移動させる。このように、補正手段１２４４は、生じた誤差を補正するように、ビットマップデータ（画像データ）を修正する。
【００４８】
実施形態２の液体吐出装置によれば、理想着弾位置と現実着弾位置との誤差を検出する。そして、この誤差を補正するように、画像データを修正する。従って、吐出不良状態であるノズルがあったとしても、全てのノズルからのインクを理想着弾位置に着弾させることができる。
【００４９】
実施形態１、実施形態２の液滴吐出装置によれば、不具合を有するノズルがあった場合でも、不具合を有するノズルを検出する。そして、インクの着弾位置がノズルの不具合がない状態での着弾位置になるように、ビットマップデータを修正する。従って、記録ヘッドをクリーニングする必要はなく、不具合を有するノズルの回復コストを削減できる。
＜その他の実施形態＞
（１）実施形態１で説明した代替手段１２４２と、実施形態２で説明した補正手段１２４４と、を統合して用いることもできる。この場合には、インクを吐出できない吐出不能ノズルと、吐出不良状態であるノズルとが混合して存在したとしても、全てのノズルに対して、理想着弾位置にインクを着弾させることができる。
（２）実施形態１または実施形態２で説明した液滴吐出装置により、電気・機械変換素子を形成できる。電気・機械変換素子とは、例えば、圧力センサなどのような、機械信号を電気信号に変換する素子である。本実施例の液滴吐出装置により、電気・機械変換素子を形成する場合には、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を溶質とした液体を基板に塗布することで、電気・機械変換素子を形成できる。上述のように、理想着弾位置にインク（液体）を吐出することができるので、適切に電気・機械変換素子を形成できる。
（３）上記では、工業用液滴吐出装置を説明した。しかし、本実施例の液滴吐出装置の概念は、家庭用のインクジェットプリンタなどにも適用できる。上述した基板を用紙とし、各色（シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）毎の記録ヘッド２１０（図２参照）を備えれば、実施できる。また、各色ごとの記録ヘッド２１０を備える場合には、各色ごとの確認手段２１３を備えてもよい。また、１つの確認手段２１３を備えて、該１つの確認手段２１３が、各色の記録ヘッドごとの撮像情報を出力するようにすれば良い。
【符号の説明】
【００５０】
２００・・・架台
２０１・・・第１Ｙ軸駆動手段
２０２・・・第２Ｙ軸駆動手段
２０３・・・ダミー基板
２０４・・・本基板
２０５・・・第１ステージ
２０６・・・第２ステージ
２０７・・・Ｘ軸支持部材
２０８・・・Ｘ軸駆動手段
２０９・・・ヘッドベース
２１０・・・記録ヘッド
２１１・・・インク供給パイプ
２１２・・・Ｚ軸駆動手段
２１３・・・確認手段
３００・・・液滴吐出装置
３１１・・・制御部
３１２・・・主記憶部
３１３・・・補助記憶部
３１４・・・外部記憶装置Ｉ／Ｆ部
３１５・・・記憶媒体
３１６・・・ネットワークＩ／Ｆ部
３１７・・・操作部
３１８・・・表示部
３１９・・・エンジン部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２００９−０６１６８８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液滴吐出装置、該液滴吐出装置により形成される電気・機械変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する複数のノズルが備えられた記録ヘッドを有する液滴吐出装置がある。そして、記録ヘッド内の液滴の高粘度化などにより、液滴を吐出できないノズル（以下、「吐出不能ノズル」という。）が発生する場合がある。例えば、特許文献１には、吐出不能ノズルを検出する手法が記載されている。
【０００３】
一般的には、吐出不能ノズルを回復させるためのクリーニング機構が備えられている。該クリーニング機構は、それぞれの記録ヘッドに対応して設けられている。吐出不能ノズルが検出されると、全ての記録ヘッドまたは、吐出不能ノズルが検出された記録ヘッド全体をクリーニング機構によりクリーニングしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のクリーニング機構では、吐出不能ノズルのみをクリーニングすることは非常に困難であり、記録ヘッド全体、つまり、全てのノズルに対してクリーニングしなければならない。従って、吐出不能ノズルの回復コストが非常に高いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題を鑑みて、吐出不能ノズルの回復コストを削減できる液滴吐出装置、該液滴吐出装置により形成される電気・機械変換素子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】
【０００６】
上記目的を達成するため、画像データに基づいて、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを含む記録ヘッドと、不具合を有するノズルを検出するための仮吐出を前記記録ヘッドに行わせる仮吐出手段と、前記仮吐出による前記液滴の着弾位置を確認する確認手段と、前記確認手段の確認結果に基づいて前記不具合を有するノズルを検出し、前記液滴の着弾位置が前記不具合がない状態での着弾位置になるように、前記画像データを修正する修正手段と、を有する液滴吐出装置を提供する。また、液滴吐出装置により、前記記録媒体に対して前記液滴が塗布されることで形成された電気・機械変換素子を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液滴吐出装置によれば、吐出不能ノズルの回復コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例の液滴吐出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施例の液滴吐出装置の要部の機能構成例を示した斜視図である。
【図３】本実施例の液滴吐出装置の記録ヘッドの断面図である。
【図４】本実施例の制御部の機能構成例の一例を示すブロック図である。
【図５】本実施例の液滴吐出装置の処理フローを示した図である。
【図６】本実施例のビットマップデータの一例を示した図である。
【図７】本実施例の記録ヘッドの液滴の着弾位置を示した図である。
【図８】本実施例の修正後のビットマップデータを示した図である。
【図９】本実施例の吐出不良状態であるノズルの液滴の着弾位置を示した図である。
【図１０】理想着弾位置を示した図である。
【図１１】別の実施形態の修正後のビットマップデータを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施例の説明の前に、用語の説明を行う。液滴吐出装置とは例えば、基板などに所望の材料を成膜するために用いる産業用液滴吐出装置、ユーザの所望の画像を形成するプリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機などである。また、記録媒体は、例えば、基板、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなどの媒体である。液滴とは、インク、記録液、定着処理液、液体、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料などである。以下では、記録媒体を基板とし、液滴をインクとして説明する。
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行う過程には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【００１１】
＜ハードウェア構成＞
図１は、本発明に係る液滴吐出装置３００のハードウェア構成の一例を示す図である。図１に示すように、液滴吐出装置３００は、制御部１３１１、主記憶部１３１２、補助記憶部１３１３、外部記憶装置Ｉ／Ｆ部１３１４、ネットワークＩ／Ｆ部１３１６、操作部１３１７、表示部１３１８、エンジン部１３１９を含む。
【００１２】
制御部１３１１は、コンピュータの中で、各装置の制御やデータの演算、加工を行うＣＰＵである。また、制御部１３１１は、主記憶部１３１２に記憶されたプログラムを実行する演算装置であり、入力装置や記憶装置からデータを受け取り、演算、加工した上で、出力装置や記憶装置に出力する。
【００１３】
主記憶部１３１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、制御部１３１１が実行する基本ソフトウェアであるＯＳやアプリケーションソフトウェアなどのプログラムや画像データを記憶又は一時保存する記憶装置である。
【００１４】
補助記憶部１３１３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。
【００１５】
外部記憶装置Ｉ／Ｆ部１３１４は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのデータ伝送路を介して接続された記憶媒体１３１５（例えば、フラッシュメモリ、ＳＤカードなど）と液滴吐出装置３００とのインタフェースである。
【００１６】
また、記憶媒体１３１５に、所定のプログラムを格納し、この記憶媒体１３１５に格納されたプログラムは外部記憶装置Ｉ／Ｆ部１３１４を介して液滴吐出装置３００にインストールされ、インストールされた所定のプログラムは液滴吐出装置３００により実行可能となる。
【００１７】
ネットワークＩ／Ｆ部１３１６は、有線及び／又は無線回線などのデータ伝送路により構築されたＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）などのネットワークを介して接続された通信機能を有する周辺機器と液滴吐出装置３００とのインタフェースである。
【００１８】
操作部１３１７や表示部１３１８は、キースイッチ（ハードキー）とタッチパネル機能（ＧＵＩのソフトウェアキーを含む：Graphical User Interface）を備えたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とから構成され、液滴吐出装置３００が有する機能を利用する際のＵＩ（User Interface）として機能する表示及び／又は入力装置である。
【００１９】
エンジン部１３１９は、実際に液滴を吐出するために行われる処理を行う記録ヘッド、プロッタ、記録ヘッドおよび基板を駆動する駆動機構等の機構部分である。
＜要部の機能構成例＞
図２に本実施例の記録ヘッド２１０を含む液滴吐出装置３００の要部の機能構成例を示す。以下の説明では、記録ヘッド２１０の主走査方向をＸ軸方向とし、基板の搬送方向である副走査方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共に直交する方向をＺ軸方向とする。
【００２０】
図２に示す液滴吐出装置３００は、架台２００上に、第１ステージ２０５および第２ステージ２０６が設けられている。第１ステージ２０５には、ダミー基板２０３が載置されており、第２ステージ２０４には、本基板２０４が載置されている。ダミー基板２０３とは、インクが仮吐出される基板である。また、本基板２０４とは、インクが本吐出されるための基板であり、電気・機械変換素子を形成するための基板である。仮吐出、本吐出については後述する。第１ステージ２０５、第２ステージ２０６はそれぞれ吸着手段（図示せず）を有している。吸着手段は、真空、静電気などによって、ダミー基板２０３、本基板２０４を吸着する。該吸着により、ダミー基板２０３は、第１ステージ２０５に載置され、本基板２０４は、第２ステージ２０５に載置される。
【００２１】
また、第１ステージ２０５の下部、第２ステージ２０６の下部には、それぞれ、第１Ｙ軸駆動手段２０１、第２Ｙ軸駆動手段２０２が設けられている。第１Ｙ軸駆動手段２０１により、第１ステージ２０５はＹ軸方向にスライドして駆動され、第２Ｙ軸駆動手段２０２により、第２ステージ２０６はＹ軸方向にスライドして駆動される。
【００２２】
また、ヘッドベース２０９上に、記録ヘッド２１０および確認手段２１３が搭載されている。図２の例では、ヘッドベース２０９は、略Ｌ字状であり、搭載部材２０９ａと背面部材２０９ｂとが略直角に接合されている。搭載部材２０９ａの搭載面２０９ｃ上には、記録ヘッド２１０および確認手段２１３が搭載される。また、記録ヘッド２１０には、インクタンク（図示せず）から供給パイプ２１１によりインクが供給される。供給パイプ２１１は、背面部材２０９ｂを貫通して、記録ヘッド２１０に取り付けられる。
【００２３】
また、架台２００上にはＸ軸支持部材２０７が設けられている。図２の例では、Ｘ軸支持部材２０７は略コ字状である。また、Ｘ軸支持部材２０７の中央部２０７ａには、Ｘ軸駆動手段２０８が設けられている。そして、背面部材２０９ｂの、記録ヘッド２１０が存在する側とは反対側の面に、Ｘ軸駆動手段２０８およびＺ軸駆動手段２１２が取り付けられている。ヘッドベース２０９およびＺ軸駆動手段２１２は、Ｘ軸駆動手段２０８によりＸ軸方向にスライド移動される（走査される）。また、ヘッドベース２０９は、Ｚ軸駆動手段２１２によりＺ軸方向にスライド移動される。
【００２４】
このように、第１テーブル２０５に載置されたダミー基板２０３、第２テーブル２０６に載置された本基板２０４は、第１Ｙ軸駆動手段２０１、第２Ｙ軸駆動手段２０２により、Ｙ軸方向に移動される。また、ヘッドベース２０９に搭載された記録ヘッド２１０は、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向に移動される。従って、記録ヘッド２１０は、ダミー基板２０３または本基板２０４の所望の箇所に自在にインクを吐出できる。
【００２５】
なお、第１Ｙ軸駆動手段２０１を第１駆動手段とし、第２Ｙ軸駆動手段２０２を第２駆動手段とし、Ｘ軸駆動手段２０８を第３駆動手段とし、Ｚ軸駆動手段を第４駆動手段としてもよい。
＜記録ヘッドの構成＞
次に、記録ヘッド２１０の構成について説明する。図３は、本発明の記録ヘッド２１０のノズル列の配列方向（Ｘ軸方向）に沿って切断した断面図である。つまり、図３の例では、４つのノズルが１列のノズル列を構成している場合を示している。図３に示すように、記録ヘッド２１０は、複数の圧力室３３を有する。該圧力室３３は、インク経路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室などとも呼ばれる。また、圧力室３３は、該圧力室３３の側壁となる圧力室基板３２、圧力室３３の底壁となるノズル板３０、ノズル板３０と対向する側の面に積層された振動板３４とを有する。ノズル板３０に設けられた貫通孔をノズル３１とする。ノズル３１は、各圧力室３３に対応して設けられる。また、振動板３４の上には密着層３５が設けられている。また、密着層３５上には、電気機械変換素子３６を挟んでいる１組の電極層３８が設けられている。電気機械変換素子３６は、各圧力室３３ごとに設けられている。
【００２６】
１組の電極層３８が、電気機械変換素子３６に対して電気を供給すると、電気機械変換素子３６は、伸縮して振動板３４が圧力室３３側に撓む。供給パイプ２１１により圧力室３３に供給されたインクは、この撓みにより発生する圧力により、ノズル３１から吐出される。電気機械変換素子３６として、例えば、圧電素子などを用いればよい。
【００２７】
また、電気機械変換素子３６の代わりに、電気熱変換素子（例えばヒータ）を用いて、該電器熱変換素子により発生された熱エネルギーにより圧力室３３内のインクを加圧して、ノズル３１から、インクを吐出するようにしてもよい。また、「インク経路の壁面に形成された振動板と該指導板に対向する電極からなるエネルギー発生手段」により発生されたエネルギーにより圧力室３３内のインクを加圧して、ノズル３１から、インクを吐出するようにしてもよい。また、記録ヘッド２１０のノズル３１が設けられた面を、ノズル面
３７とする。
＜液滴吐出装置の処理内容＞
次に、本実施例の液滴吐出装置３００の処理内容について説明する。図４に液滴吐出装置３００の制御部１３１１の機能構成例を示す。制御部１３１１は、仮吐出手段１２０、確認手段１２２、修正手段１２４を含む。また、図５に、液滴吐出装置３００の処理フローを示す。また、図５では、インクの吐出を太矢印で示し、情報の送信を細矢印で示す。
【００２８】
まず、ユーザが操作部１３１７（図１参照）に対して、印刷開始指示を入力する（ステップＳ２）。吐出開始指示とは、例えば、操作部１３１７に表示されている印刷開始ボタン（図示せず）をユーザが押下すればよい。操作部１３１７に、印刷開始指示が入力されると、仮吐出手段１２０が、記録ヘッドに仮吐出を行わせる（ステップＳ６）。ここで、仮吐出とは、ノズルの不具合を検出するための仮の吐出である。換言すれば、本基板２０４へのインク吐出に寄与しないインクを吐出することであり、
仮吐出は、ダミー基板２０３（図２参照）に対して行われる。具体的には、制御部１３１１がエンジン部１３１９（図１参照）を動作させ、Ｘ軸駆動機構２０８（図２参照）によりヘッドベース２０９をダミー基板２０３上まで移動させる。そして、記録ヘッド２１０は、ダミー基板２０３に対して仮吐出を行う。
【００２９】
ダミー基板２０３上に仮吐出が行われると、確認手段１２２が仮吐出されたインクの着弾位置を確認する（ステップＳ８）。ここで、確認手段１２２とは、例えば、対象物を撮像する撮像手段であり、撮像情報を出力できるものである。撮像手段とは例えば、カメラなどである。また、撮像情報とは、撮像した対象物の画像のデータを示す。以下では、確認手段１２２を撮像手段１２２として説明する。撮像手段１２２は、ダミー基板２０３上のインクの着弾位置を撮像し、該撮像された撮像情報を修正手段１２４に対して出力する（ステップＳ９）。
【００３０】
修正手段１２４は、確認手段１２２の確認結果に基づいて、不具合を有するノズルを検出し、インクの着弾位置が該不具合がない状態での着弾位置になるように、画像データを修正する。ここで、確認手段１２２は撮像手段１２２であるので、確認手段１２２の確認結果とは、撮像手段１２２が撮像した撮像情報である。また、不具合を有するノズルとは、例えば、インクを吐出できないノズル（以下、「吐出不能ノズル」という。）や吐出不良状態であるノズル（以下、「吐出不良ノズル」という。）である。吐出不良状態については後述する。以下では、不具合がない状態でのインクの着弾位置を理想着弾位置という。
【００３１】
また、元々は、適切にインクを吐出できていたノズルが、不具合要因により、不具合を有するようになる。この不具合要因の一例を説明する。産業用液体吐出装置で使用されるインクとして、乾燥性の高い溶剤系のインクが用いられる場合がある。この場合には、インクを吐出しない状態が長時間続くと、インクの乾燥が進み、インクが高粘度化することがある。この他に、産業用液体吐出装置で使用されるインクとして、微粒子や固形成分が含まれているインクが用いられる場合がある。この場合には、インクを吐出しない状態が長時間続くと、微粒子や固形成分がインクと混合すると、インクの高粘度化が進む。つまり、産業用液体吐出装置では、インクが高粘度化しやすくなる。この高粘度化が更に進行すると、インクが固化し、インクが吐出されなくなる。
＜実施形態１＞
まず、実施形態１として、不具合を有するノズルが吐出不能ノズルである場合の修正手段１２４の処理について説明する。本実施例の液滴吐出装置は、画像データに基づいて、基板に対して、インクを吐出することで、該基板を塗布する。ここで画像データとは例えば、ビットマップデータであり、以下の説明では、画像データをビットマップデータとして説明する。図６にビットマップデータの一例を示す。図６では、黒丸を吐出位置ピクセルとする。また、図６の例では、１列のノズル列のビットマップデータを示す。図６の例では、一列のノズル列は、９つのノズルであるノズル３１１〜３１９により構成される。
【００３２】
図７に、図６に示したビットマップデータに基づいて、インクを空吐出した場合の着弾位置を示す。図７の例では、ノズル３１５が、インクを吐出していない。つまり、ノズル３１５が吐出不能ノズルであり、ノズル３１５以外のノズル３１１〜３１４、３１６〜３１９が吐出可能ノズルとなる。また、撮像手段１２２は図７に示すインクの着弾位置を撮像することで撮像情報を生成し、修正手段１２４に送信する。
【００３３】
代替手段１２４２は、吐出不能ノズルを検出する（ステップＳ１０）。この検出手法を２つ説明する。
［第１の検出手法］
第１の検出手法では、インクが吐出されていない状態のダミー基板２０３の色が一色である場合に、該色の輝度値（以下、「基板輝度値」という。）および、インクの理想着弾位置の座標を主記憶部１３１２（図１参照）に予め記憶させておく。以下では、理想着弾位置の座標を理想座標という。そして、確認手段１２２から送信された撮像情報を解析して、該撮像情報の、理想座標ごとの輝度値を求める。輝度値の算出手法は公知の技術を用いればよい。そして、理想座標それぞれについて、求められた輝度値と、基板輝度値との差を算出する。該算出された値が予め定められた第１閾値以上であれば、その座標の輝度値は、ダミー基板の輝度値と大きく異なるということなので、インクが吐出されたと判断される。また、該算出された値が第１閾値未満であれば、その座標の輝度値は、ダミー基板の輝度値と略同一ということなので、インクが吐出されていないと判断される。
［第２の検出手法］
第２の検出手法では、ダミー基板２０３に着弾されたインクの輝度値が全て同一である場合に、該輝度値、および、理想座標を主記憶部１３１２に記憶させておく。そして、確認手段１２２から送信された撮像情報を解析して、該撮像情報の、理想座標ごとの輝度値を求める。そして、理想座標それぞれについて、求められた輝度値と主記憶３１２に記憶されているインクの輝度値との差を算出する。該算出された値が予め定められた第２閾値未満であれば、その座標の輝度値は、インクの輝度値と略同一であるということなので、インクが吐出されたと判断される。また、該算出された値が第２閾値以上であれば、その座標の輝度値は、インクの輝度値と大きく異なるということなので、インクが吐出されていないと判断される。
【００３４】
吐出不能ノズルの検出の手法については、これらに限られない。代替手段１２４２は、これらの手法により、吐出不能ノズルが、ノズル３１５であることを検出する。
【００３５】
修正手段１２４中の代替手段１２４２は、吐出不能ノズル３１５をインクを吐出できる吐出可能ノズル３１１〜３１４、３１６〜３１９のうちいずれか１つと代替させる。この代替について詳細に説明すると、吐出不能ノズル３１５にインクを吐出させずに、吐出可能ノズル３１１〜３１４、３１６〜３１９のうちいずれか１つにインクを吐出させるということである。代替手段１２４２は、該代替が行われるように、画像データ（ビットマップデータ）を修正する。代替手段１２４２は、プログラムを利用してビットマップデータの修正を行う。ここで、プログラムとは、例えば、Ｃ言語プログラムであり、主記憶部１３１２に予め記憶されており、修正手段１２４が該Ｃ言語プログラムを読み込んで、ビットマップデータの修正を行う。
【００３６】
図８に、修正後のビットマップデータを示す。図８の例では、吐出不能ノズル３１５が吐出可能ノズル３１３に代替されたことを示す。代替される吐出可能ノズルは他のノズルでもよい。この修正後のビットマップデータは、一旦、主記憶部１３１２に記憶される（ステップＳ１２）。そして、修正手段１２４（制御部１３１１）が、記録ヘッド２１０に対して、本吐出指示を行う（ステップＳ１４）。ここで、本吐出とは、本基板２０４に対して、インクを吐出するものである。
【００３７】
また、図８に示す修正後のビットマップデータの例では、ノズル３１３が２回吐出することを示している。従って、記録ヘッド２１０が、１ライン分、インクを吐出する際には該記録ヘッド２１０は、２回走査させる。まず、１回目の走査で、ノズル３１５以外の全てのノズルがインクを吐出し、２回目の走査でノズル３１５の代わりに、ノズル３１３のみがインクを吐出する。このように、１ライン分、インクを吐出する際には、吐出可能ノズルが吐出不能ノズルと代替して、全ての着弾されるべき位置にインクを吐出できるように、記録ヘッドを複数回（この場合では２回）走査させる。
【００３８】
また、本吐出指示による動作の詳細を説明すると、制御部１３１１は、エンジン部１３１９を駆動することで、Ｘ軸駆動手段２０８を駆動させる。そして、このＸ軸駆動手段２０８の駆動により、第１ステージ２０５上にあるヘッドベース２０９を第２ステージ上に移動させる。そして、制御部１３１１は、エンジン部１３１９を駆動させることで、記録ヘッド３１９に、本基板２０４に対して本吐出させる（ステップＳ１６）。
【００３９】
そして、ユーザは、本吐出の結果を確認する（ステップＳ１８）。ステップＳ１１でビットマップデータを修正し、該修正されたビットマップデータに基づいて、画像形成（本吐出）したことから、ユーザは適切な画像を本基板２０４に形成することができる。
【００４０】
本実施例の液滴吐出装置によれば、仮吐出させて、該仮吐出の着弾位置から、吐出不能ノズルを検出できる。そして吐出不能ノズルを吐出可能ノズルに代替させるように、画像データを修正する。従って、複数のノズルのうち、吐出不能ノズルがあったとしても、適切に画像を形成することができる。
＜実施形態２＞
次に、実施形態２として、不具合を有するノズルが吐出不良ノズルである場合を説明する。ここで、吐出不良ノズルとは、吐出不良状態であるノズルをいう。吐出不良状態とは、例えば、インクの吐出軌跡が直線ではない状態、または／および、インクの吐出速度が変化する（一定でない）状態をいう。
【００４１】
ここで、「インクの吐出軌跡が直線ではない」、ということは、インクが直線方向に吐出されずに、曲がって吐出されるということである。このように曲がって吐出される原因とは、上述のように、記録ヘッド２１０内のインクの高粘度化が進んだこと等である。また、「インクの吐出速度が変化する」とは、通常はインクの吐出速度は一定であるが、インクの高粘度化などにより、時折、インクの吐出速度が変化するということである。
【００４２】
以下の説明では、吐出不良状態が、「インクの吐出軌跡が直線ではない状態」、および、「インクの吐出速度が変化する状態」の両方である場合を説明する。また、実施形態２の液滴吐出装置の処理フローは、図５と同様であり、ステップＳ２〜ステップＳ９までの処理、ステップＳ１４〜ステップＳ１８までの処理については実施形態１と同様なので、説明を省略し、ステップＳ１０〜ステップＳ１２までの処理を説明する。
【００４３】
以下では、吐出不良状態であるノズルを含む複数のノズルがインクを吐出した着弾位置を「現実着弾位置」という。図９は、図６で示したビットマップデータに基づいて仮吐出した場合の、インクの現実着弾位置を示した図である。また、吐出不良状態でない複数のノズルがインクを吐出した着弾位置を「理想着弾位置」という。全てのノズルの理想着弾位置の一例を図１０に示す。図９では、ノズル３１３、ノズル３１５の理想着弾位置を破線で示す。
【００４４】
図９の例では、ノズル３１１、３１２、３１４、３１６、３１７、３１８、３１９からのインクの着弾位置は理想着弾位置であるが、ノズル３１３、ノズル３１５からのインクの着弾位置は、理想着弾位置ではない。ノズル３１３の着弾位置は、矢印αで示すように、Ｘ軸方向にずれている（誤差が生じている）。これは、「インクの吐出軌跡が直線ではないこと」が原因となっている。また、ノズル３１３の着弾位置は、矢印βで示すように、Ｙ軸方向にずれている（誤差が生じている）。これは、「インクの吐出軌跡が直線ではないこと」や「インクの吐出速度が変化すること」が原因となっている。本実施例２の液滴吐出装置中の補正手段１２４４（図４参照）は、Ｘ軸方向の誤差またはＹ軸方向の誤差を補正するように、画像データを修正するものである。
【００４５】
まず、補正手段１２４４は、吐出不良状態であるノズルを検出する（図５のステップＳ１０）。該検出手法の一例を説明する。予め、図１０に示す全てのノズルの理想着弾位置の座標（理想座標）を主記憶部１３１２に記憶させておく。また、座標の単位はピクセルであるとする。補正手段１２４４が、ステップＳ９（図５参照）で出力された撮像情報を受信すると、該撮像情報内の現実着弾位置（図９参照）から全てのノズルの現実着弾位置の座標（以下、「現実座標」という。）を取得する。
【００４６】
そして、補正手段１２４４は、現実座標と理想座標に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の誤差を算出する。具体的には、各ノズルごとに、理想座標と現実座標との差（理想座標−現実座標）を算出することで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の誤差を算出する。
【００４７】
図９の例では、ノズル３１３については、Ｘ軸方向に−４ピクセル分、誤差が生じており、ノズル３１５については、Ｙ軸方向に−３ピクセル分、誤差が生じている。そして、補正手段１２４４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に生じた誤差を補正するように、画像データを修正する（図５に示すテップＳ１１）。図１１を用いて、具体的な補正の手法を説明する。図１１に示すように、ノズル３１３のＸ軸方向の−４ピクセル分の誤差を補正すべく、ノズル３１３の吐出位置ピクセルを＋４ピクセル分、矢印ａで示すように移動させる。また、ノズル３１５のＹ軸方向の−３ピクセル分の誤差を補正すべく、ノズル３１５の吐出位置ピクセルを＋３ピクセル分、矢印ｂで示すように移動させる。このように、補正手段１２４４は、生じた誤差を補正するように、ビットマップデータ（画像データ）を修正する。
【００４８】
実施形態２の液体吐出装置によれば、理想着弾位置と現実着弾位置との誤差を検出する。そして、この誤差を補正するように、画像データを修正する。従って、吐出不良状態であるノズルがあったとしても、全てのノズルからのインクを理想着弾位置に着弾させることができる。
【００４９】
実施形態１、実施形態２の液滴吐出装置によれば、不具合を有するノズルがあった場合でも、不具合を有するノズルを検出する。そして、インクの着弾位置がノズルの不具合がない状態での着弾位置になるように、ビットマップデータを修正する。従って、記録ヘッドをクリーニングする必要はなく、不具合を有するノズルの回復コストを削減できる。
＜その他の実施形態＞
（１）実施形態１で説明した代替手段１２４２と、実施形態２で説明した補正手段１２４４と、を統合して用いることもできる。この場合には、インクを吐出できない吐出不能ノズルと、吐出不良状態であるノズルとが混合して存在したとしても、全てのノズルに対して、理想着弾位置にインクを着弾させることができる。
（２）実施形態１または実施形態２で説明した液滴吐出装置により、電気・機械変換素子を形成できる。電気・機械変換素子とは、例えば、圧力センサなどのような、機械信号を電気信号に変換する素子である。本実施例の液滴吐出装置により、電気・機械変換素子を形成する場合には、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を溶質とした液体を基板に塗布することで、電気・機械変換素子を形成できる。上述のように、理想着弾位置にインク（液体）を吐出することができるので、適切に電気・機械変換素子を形成できる。
（３）上記では、工業用液滴吐出装置を説明した。しかし、本実施例の液滴吐出装置の概念は、家庭用のインクジェットプリンタなどにも適用できる。上述した基板を用紙とし、各色（シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）毎の記録ヘッド２１０（図２参照）を備えれば、実施できる。また、各色ごとの記録ヘッド２１０を備える場合には、各色ごとの確認手段２１３を備えてもよい。また、１つの確認手段２１３を備えて、該１つの確認手段２１３が、各色の記録ヘッドごとの撮像情報を出力するようにすれば良い。
【符号の説明】
【００５０】
２００・・・架台
２０１・・・第１Ｙ軸駆動手段
２０２・・・第２Ｙ軸駆動手段
２０３・・・ダミー基板
２０４・・・本基板
２０５・・・第１ステージ
２０６・・・第２ステージ
２０７・・・Ｘ軸支持部材
２０８・・・Ｘ軸駆動手段
２０９・・・ヘッドベース
２１０・・・記録ヘッド
２１１・・・インク供給パイプ
２１２・・・Ｚ軸駆動手段
２１３・・・確認手段
３００・・・液滴吐出装置
３１１・・・制御部
３１２・・・主記憶部
３１３・・・補助記憶部
３１４・・・外部記憶装置Ｉ／Ｆ部
３１５・・・記憶媒体
３１６・・・ネットワークＩ／Ｆ部
３１７・・・操作部
３１８・・・表示部
３１９・・・エンジン部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２００９−０６１６８８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを含む記録ヘッドと、
不具合を有するノズルを検出するための仮吐出を前記記録ヘッドに行わせる仮吐出手段と、
前記仮吐出による前記液滴の着弾位置を確認する確認手段と、
前記確認手段の確認結果に基づいて前記不具合を有するノズルを検出し、前記液滴の着弾位置が前記不具合がない状態での着弾位置になるように、前記画像データを修正する修正手段と、を有する液滴吐出装置。
【請求項２】
前記不具合を有するノズルとは、前記液滴を吐出できない吐出不能ノズルを含み、
前記修正手段は、該吐出不能ノズルを、前記液滴を吐出できる吐出可能ノズルに代替する代替手段を含むことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記不具合を有するノズルとは、吐出不良状態である吐出不良ノズルを含み、
前記修正手段は、前記仮吐出された前記液滴の着弾位置と、吐出不良状態でない状態での着弾位置との誤差をなくす補正手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記吐出不良状態は、前記液滴の吐出軌跡が直線ではない状態、または／および、前記液滴の吐出速度が変化する状態、であることを特徴とする請求項３記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記画像データはビットマップデータであることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項に記載の液滴吐出装置により、前記記録媒体に対して前記液滴が塗布されることで形成された電気・機械変換素子。
【請求項１】
画像データに基づいて、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを含む記録ヘッドと、
不具合を有するノズルを検出するための仮吐出を前記記録ヘッドに行わせる仮吐出手段と、
前記仮吐出による前記液滴の着弾位置を確認する確認手段と、
前記確認手段の確認結果に基づいて前記不具合を有するノズルを検出し、前記液滴の着弾位置が前記不具合がない状態での着弾位置になるように、前記画像データを修正する修正手段と、を有する液滴吐出装置。
【請求項２】
前記不具合を有するノズルとは、前記液滴を吐出できない吐出不能ノズルを含み、
前記修正手段は、該吐出不能ノズルを、前記液滴を吐出できる吐出可能ノズルに代替する代替手段を含むことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記不具合を有するノズルとは、吐出不良状態である吐出不良ノズルを含み、
前記修正手段は、前記仮吐出された前記液滴の着弾位置と、吐出不良状態でない状態での着弾位置との誤差をなくす補正手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記吐出不良状態は、前記液滴の吐出軌跡が直線ではない状態、または／および、前記液滴の吐出速度が変化する状態、であることを特徴とする請求項３記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記画像データはビットマップデータであることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項に記載の液滴吐出装置により、前記記録媒体に対して前記液滴が塗布されることで形成された電気・機械変換素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−４５５０３（Ｐ２０１２−４５５０３Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９１２２６（Ｐ２０１０−１９１２２６）
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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