JP6451109B2 - 液体吐出装置、および、液体吐出装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体吐出装置、および、液体吐出装置の制御方法に関し、特に、液体貯留部材に貯留されている液体を液体吐出ヘッドに導入し、導入した液体を液滴として吐出させる液体吐出装置、および、液体吐出装置の制御方法に関するものである。

液体吐出装置は液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから各種の液体を吐出（すなわち噴射）する装置である。この液体吐出装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を活かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを吐出し、ディスプレイ製造装置用の色材吐出ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極形成装置用の電極材吐出ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、チップ製造装置用の生体有機物吐出ヘッドでは生体有機物の溶液を吐出する。

液体吐出装置では、インクや電極材料等の液体が貯留された貯留部材から液体吐出ヘッドに液体を導入してノズルから液滴として吐出させる。液体の吐出により貯留部材内の液体が消費されていくに連れて、貯留部材内の負圧が増加していく。このため、貯留部材内の液体が少なくなると、液体吐出ヘッド側への液体の供給が不足し、ノズルから液滴を正常に吐出することが困難となるおそれがある。このような不具合を防止するべく、この種の液体吐出装置では、貯留部材内の液体が残りわずかとなった状態を検出した場合に、液体吐出装置に設けられた表示装置等にその旨を表示する等して、ユーザーに対して貯留部材の交換を促すことが行われている。一般的には、上記の吐出異常の発生を未然に防止するべく、空の状態として検出された時点における液体の残量にはある程度のマージンが設けられている。このため、未だ吐出に使用できる液体が残っているにも関わらず、交換を促す報知に応じてユーザーが貯留部材を交換した場合、その分、液体が無駄となってしまう。このような問題に対し、液体吐出ヘッドのノズルについて、インクが正常に吐出されるか否かを検査することで、インク残量が僅かとなった状態を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−２２１５２５号公報

上記の吐出異常を検査する場合、液体吐出ヘッドに設けられている複数のノズルのうち１つでも吐出異常が生じると、例えば、画像等を記録した場合にはドット抜けという形で問題となるため、通常は全てのノズルについて吐出異常の検査が行われていた。しかしながら、全てのノズルについて吐出異常の検査を行うと、それだけ検査に時間を要するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルについての吐出異常検査に要する時間を削減しつつ液体貯留部材の液体の無駄を抑制することが可能な液体吐出装置、および、液体吐出装置の制御方法を提供することにある。

本発明の液体吐出装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、第１の大きさの液滴を吐出する複数の第１のノズル、および前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの液滴を吐出する複数の第２のノズルを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズルについて液滴の吐出状態を検出する吐出異常検出回路と、
前記液体吐出ヘッドによる液滴の吐出を制御する制御回路と、
を備え、
前記複数の第１のノズルは、第１のノズル群を構成し、
前記複数の第２のノズルは、第２のノズル群を構成し、
前記吐出異常検出回路が前記第１のノズルについて液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記制御回路は、前記第１のノズル群から液滴を吐出させずに、前記第２のノズル群から液滴を吐出させることを特徴とする。

本発明によれば、相対的に大きい第１の液滴を吐出する第１のノズルについて液滴が正常に吐出されない状態が検出された場合、第１のノズルから液滴を吐出させずに第２のノズルから相対的に小さい第２の液滴を吐出させるので、液体貯留部材の液体が残りわずかとなった状態でも、第２の液滴が正常に吐出されない状態となるまでは、液滴の吐出を継続することができる。また、第１の液滴を吐出する特定の第１のノズルについて吐出異常の検査をすれば足り、全てのノズルに対して検査を行わなくても済む。これにより、吐出異常検査に要する時間を削減しつつ液体貯留部材の液体の無駄を抑制することが可能となる。

上記構成において、前記第１のノズルの開口面積は、前記第２のノズルの開口面積よりも大きい構成を採用することができる。

上記構成によれば、相対的に開口面積の大きい特定の第１のノズルに対してノズル検査処理が行われ、吐出異常が生じていると判定された場合、以降は相対的に開口面積の小さい第２のノズルのみを用いて吐出動作が行われる。これにより、検査時に第１のノズルから液滴を吐出させるためにアクチュエーターを駆動する駆動パルスを、第２のノズルから液滴を吐出させるアクチュエーターを駆動する駆動パルスと共通化することができる。また、検査対象が第１のノズルに特定されているので、検査対象のノズルを選定する処理が不要となる。

上記構成において、前記ノズルから液滴を吐出させるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターを駆動させる駆動パルスを発生する駆動パルス発生回路と、を備え、
前記駆動パルス発生回路は、前記第１の大きさの液滴を吐出させるための第１の駆動パルスと、前記第２の液滴を吐出させるための第２の駆動パルスと、を発生可能であり、
前記制御回路は、前記第１のノズルに対応するアクチュエーターに対し前記第１の駆動パルスを印加し、前記第２のノズルに対応するアクチュエーターに対し前記第２の駆動パルスを印加する構成を採用することもできる。

また、本発明は、第１の大きさの液滴を吐出する複数の第１のノズル、および前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの液滴を吐出する複数の第２のノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドのノズルについて液滴の吐出状態を検出する吐出異常検出回路と、前記液体吐出ヘッドによる液滴の吐出を制御する制御回路と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、
前記複数の第１のノズルは、第１のノズル群を構成し、
前記複数の第２のノズルは、第２のノズル群を構成し、
前記第１のノズルについて液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記第１のノズル群から液滴を吐出させずに、前記第２のノズル群から液滴を吐出させることを特徴とする。

プリンターの内部構成を説明する斜視図である。 プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。 記録ヘッドの内部構成を説明する要部断面図である。 ノズルプレートの構成を説明する平面図である。 駆動信号の構成を説明する波形図である。 プリンターの制御の流れを説明するフローチャートである。 第２の実施形態におけるノズルプレートの構成を説明する平面図である。 第３の実施形態におけるノズルプレートの構成を説明する平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体吐出装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。

図１は、プリンター１の内部構成を説明する斜視図、図２は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。本実施形態におけるプリンター１は、例えばコンピューター等の電子機器等の外部装置２と無線又は有線で電気的に接続されており、この外部装置２から記録用紙等の記録媒体（液体の着弾対象）Ｓに画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データを受信する。このプリンター１は、プリンターコントローラー７とプリントエンジン１３とを有している。液体吐出ヘッドの一種である記録ヘッド６は、インクカートリッジ１７（液体貯留部材の一種。）を搭載したキャリッジ１６の底面側に取り付けられている。そして、当該キャリッジ１６は、キャリッジ移動機構４によってガイドロッド１８に沿って往復移動可能に構成されている。すなわち、プリンター１は、紙送り機構３によって記録媒体Ｓをプラテン１２上に順次搬送すると共に、記録ヘッド６を記録媒体Ｓの幅方向（主走査方向）に相対移動させながら当該記録ヘッド６のノズル４４（図３および図４参照）から本発明における液体の一種であるインクを吐出させて、記録媒体上に着弾させることにより画像等を記録する。なお、インクカートリッジ１７がプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジ１７のインクが供給チューブを通じて記録ヘッド６側に送られる構成を採用することもできる。

プラテン１２に対して主走査方向の一端側（図１右手前側）に外れた位置には、記録ヘッド６の待機位置であるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、一端側から順にキャッピング機構２０および、ワイピング機構２２が設けられている。キャッピング機構２０は、例えば、エラストマー等の弾性部材からなるキャップ２５を有しており、当該キャップ２５を記録ヘッド６のノズル面（ノズルプレート３７）に対して当接させて封止した状態（キャッピング状態）あるいは当該ノズル面から離隔した待避状態に変換可能に構成されている。そして、ノズル面に対してキャッピングした状態でキャップ内の空間を負圧化することで、ノズル４４からインクを吸引してキャップ内に排出させるクリーニング処理を行うことができる。ワイピング機構２２は、ワイパー２６を主走査方向に対して交差する方向（ノズル列方向あるいは副走査方向）に沿って移動可能に有しており、当該ワイパー２６を記録ヘッド６のノズル面に対して当接した状態あるいは当該ノズル面から離隔した待避状態に変換可能に構成されている。ワイピング機構２２は、当該ワイパー２６をノズル面に当接させた状態で、ノズル列４５の一方から他方に向けて摺動させることでノズル面を払拭する。

プリンターコントローラー７は、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。本実施形態におけるプリンターコントローラー７は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部８と、ＣＰＵ９と、記憶部１０と、駆動信号生回路１１と、を有する。インターフェース部８は、外部装置２からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、プリンター１の状態情報を外部装置２側に出力したりする際にプリンターの状態データの送受信を行う。ＣＰＵ９は、プリンター全体の制御を行う。記憶部１０は、ＣＰＵ９のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。ＣＰＵ９は、記憶部１０に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。また、本実施形態におけるＣＰＵ９は、外部装置２からの印刷データに基づき、ＲＧＢ表色系からＣＭＹ表色系への色変換処理、多階調のデータを所定階調まで減少させるハーフトーン処理、ハーフトーニングされたデータを、所定の配列で並べてドットパターンデータに展開するドットパターン展開処理等を経て吐出データを生成し、当該吐出データを記録ヘッド６のヘッド制御部１５に送信する。さらに、本実施形態におけるＣＰＵ９は、記録ヘッド６によるインク滴の吐出制御を行う制御回路として機能する。駆動信号生回路１１は、記録用紙等の記録媒体に対してインクを吐出して画像等を記録するための駆動パルス（後述）を含む駆動信号を発生する。

次に、プリントエンジン１３について説明する。このプリントエンジン１３は、図２に示すように、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、吐出異常検出回路１４、及び、記録ヘッド６等を備えている。キャリッジ移動機構４は、記録ヘッド６が取り付けられたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を、タイミングベルト等を介して走行させる駆動モーター（例えば、ＤＣモーター）等からなり（図示せず）、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６を主走査方向に移動させる。紙送り機構３は、紙送りモーター及び紙送りローラー等（いずれも図示せず）からなり、記録媒体Ｓをプラテン１２上に順次送り出して副走査を行う。また、リニアエンコーダー５は、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６の走査位置に応じたエンコーダパルスを、主走査方向における位置情報としてプリンターコントローラー７に出力する。プリンターコントローラー７は、リニアエンコーダー５側から受信したエンコーダパルスに基づいて記録ヘッド６の走査位置（現在位置）を把握することができる。吐出異常検出回路１４は、記録ヘッド６のノズル４４からインクが正常に吐出されているか否かを検査する機構である。この吐出異常検出回路１４によるノズル検査処理については後述する。

図３は、記録ヘッド６の内部構成を説明する要部断面図である。
本実施形態における記録ヘッド６は、ケース２８と、このケース２８内に収納される振動子ユニット２９と、ケース２８の底面（先端面）に接合される流路ユニット３０等を備えて構成されている。上記のケース２８は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット２９を収納するための収納空部３１が形成されている。振動子ユニット２９は、本発明におけるアクチュエーターとして機能する圧電素子３２と、この圧電素子３２が接合される固定板３３と、圧電素子３２に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル３４とを備えている。圧電素子３２は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向に直交する方向に伸縮可能な所謂縦振動モードの圧電振動子である。

流路ユニット３０は、流路形成基板３６の一方の面にノズルプレート３７を、流路形成基板３６の他方の面に振動板３８をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット３０には、リザーバー４０（共通液室）と、インク供給口４１と、圧力室４２と、ノズル４４とが設けられている。そして、インク供給口４１から圧力室４２及びノズル連通口３３を経てノズル４４に至る一連のインク流路が、ノズル４４毎に対応してそれぞれ形成されている。ノズルプレート３７は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル４４が列状に穿設されたステンレス等の金属あるいはシリコン単結晶基板等からなる板材である。

図４は、ノズルプレート３７の構成を説明する図である。本実施例におけるノズルプレート３７は、インクを吐出するノズル４４が、記録媒体Ｓの搬送方向に沿って１８０個が並ぶノズル列４５（ノズル群の一種）を構成している。本実施形態におけるノズル列４５は、例えば１８０ｄｐｉの形成ピッチで開設されたノズル４４から成り、記録ヘッド６の主走査方向に対応する方向に並べて２条のノズル列４５ａ，４５ｂがノズルプレート３７に形成されている。なお、１つのノズル列４５を構成するノズル４４の数や、ノズルプレート３７におけるノズル列４５の本数に関しては例示したものには限られない。

上記振動板３８は、支持板４６の表面に弾性膜４７を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板が支持板４６とされ、この支持板４６の表面に樹脂フィルムが弾性膜４７としてラミネートされた複合板材により振動板３８が構成されている。この振動板３８には、圧力室４２の容積を変化させるダイヤフラム部４８が設けられている。また、この振動板３８には、リザーバー４０の一部を封止するコンプライアンス部４９が設けられている。ダイヤフラム部４８は、エッチング加工等によって支持板４６を部分的に除去することで島部５０が形成されている。上記のコンプライアンス部４９は、リザーバー４０の開口面に対向する領域の支持板４６を、ダイヤフラム部４８と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバー４０に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。

そして、上記の島部５０には圧電素子３２の先端面が接合されているので、この圧電素子３２を伸縮させることで圧力室４２の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室４２内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド６は、この圧力変動を利用してノズル４４からインク滴を吐出させる。

図５は、駆動信号生成回路１１（本発明における駆動パルス発生回路に相当。）が発生する駆動信号ＣＯＭの構成の一例を説明する波形図である。駆動信号ＣＯＭは、上記エンコーダパルスに基づいて生成されるラッチ信号ＬＡＴにより規定される単位周期Ｔごとに駆動信号生成回路１１から繰り返し生成される。単位周期Ｔは、例えば、記録媒体Ｓに印刷する画像等の構成単位である画素１つ分に対応する距離だけノズル４４が移動する時間に対応する。本実施形態において、この単位周期Ｔは、ラッチ信号ＬＡＴに基づいて生成されるチェンジ信号ＣＨによって、第１の期間Ｔ１，第２の期間Ｔ２、第３の期間Ｔ３、および第４の期間Ｔ４の合計４つの期間に分けられている。そして、第１の期間Ｔ１では振動駆動パルスＶＰが、第２の期間Ｔ２では第１の吐出駆動パルスＤＰ１が、第３の期間Ｔ３では第２の吐出駆動パルスＤＰ２が、第４の期間Ｔ４では第３の吐出駆動パルスＤＰ３が、それぞれ発生される。そして、印刷処理中において記録ヘッド６が記録媒体Ｓ上の記録領域に対応する区間で移動しているとき、各圧力室４２に設けられている圧電素子３２には、駆動信号ＣＯＭの駆動パルスのうち少なくとも何れか１つが選択的に印加される。具体的には、記録ヘッド６が上記の記録領域に対応する区間で移動している際に、所定の周期でインクが吐出されるノズル４４に対応する圧電素子３２には、吐出駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の何れが選択されて印加される。一方、記録領域に対応する区間における所定の周期でインクが吐出されないノズル４４（すなわち非吐出ノズル）に対応する圧電素子３２には、振動駆動パルスＶＰが印加され、ノズル４４からインクが吐出されない程度に圧力室４２およびノズル４４におけるインクが振動（微振動）される。なお、振動駆動パルスＶＰおよび吐出駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の形状は例示したものには限られず、ノズル４４から吐出するインクの量等に応じて種々の波形のものが採用される。

吐出駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、いずれもノズル４４からインクを吐出させるための駆動パルス（本発明における駆動パルスに相当。）である。本実施形態において、これらの吐出駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、互いに電圧（最低電位から最高電位までの電位差）が異なるように設定されている。具体的には、第１の吐出駆動パルスＤＰ１の電圧Ｖ１に比べて、第２の吐出駆動パルスＤＰ２の電圧Ｖ２は大きく設定されている。また、第１の吐出駆動パルスＤＰ１の電圧Ｖ１に比べて、第３の吐出駆動パルスＤＰ３の電圧Ｖ３は大きく設定されている。すなわち、これらの吐出駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の電圧は、Ｖ３＜Ｖ１＜Ｖ２の関係となっている。吐出駆動パルスの電圧が高いほど、ノズル４４から吐出されるインクの飛翔速度Ｖｍやインク重量Ｉｗは増加し、吐出駆動パルスの電圧が低いほど、ノズル４４から吐出されるインクの飛翔速度Ｖｍやインク重量Ｉｗは低下する。本実施形態における第２の吐出駆動パルスＤＰ２は、重量・体積が最も大きい大ドットに対応するインク滴（本発明における第１の大きさの液滴に相当）を吐出するように設定された駆動パルスであり、本発明における第１の駆動パルスに相当する。また、第３の吐出駆動パルスＤＰ３は、重量・体積が最も小さい小ドットに対応するインク滴を吐出するように設定された駆動パルスである。そして、第１の吐出駆動パルスＤＰ１は、重量・体積が大ドットのインク滴よりも小さく且つ小ドットのインク滴よりも大きい、中ドットに対応するインク滴を吐出するように設定された駆動パルスである。本実施形態においては、第１の大きさの大ドットに対応するインク滴に対し、これよりも重量・体積が小さい、中ドットに対応するインク滴および小ドットに対応するインク滴が、本発明における第２の大きさの液滴に相当する。したがって、第１の吐出駆動パルスＤＰ１および第３の吐出駆動パルスＤＰ３は、本発明における第２の駆動パルスに相当する。また、大ドットに対応するインク滴を吐出するノズル４４が、本発明における第１のノズルに相当し、中ドット又は小ドットに対応するインク滴を吐出するノズル４４が、本発明における第２のノズルに相当する。したがって、本実施形態においては、同一のノズル４４であっても、単位周期ごとに記録する階調に応じて、第１のノズルとして大ドットに対応するインク滴を吐出したり、第２のノズルとして中ドット或は小ドットに対応するインク滴を吐出したりする。

本発明に係るプリンター１では、例えば、記録ヘッド６が記録媒体Ｓに対する記録処理中において定期的にノズル４４からインクが正常に吐出されているか否かの検査（ノズル検査処理）を行い、検査結果に応じて記録処理における圧電素子３２に対する吐出駆動パルスの選択制御を変化させる点に特徴を有している。以下、この点について説明する。

図６は、上記プリンター１の制御の流れを説明するフローチャートである。まず、記録処理の開始前にノズル検査処理が行われる（ステップＳ１）。このノズル検査処理では、キャリッジ移動機構４によりキャリッジ１６がキャッピング機構２０の上方まで移動され、記録ヘッド６のノズル面がキャップ２５に相対する。この状態で、全ノズル４４の中から一の検査対象のノズル４４が選定され、このノズル４４から大ドットに対応するインク滴を吐出させる動作を行わせることで、インクが正常に吐出されているか否かが判定される。

ノズル４４からインクが正常に吐出されているか否かを判定する方法としては、周知の種々の方法を用いることができるが、本実施形態における吐出異常検出回路１４は、圧電素子３２を駆動した時に発生する振動に基づく圧電素子３２の逆起電力に応じてノズル４４からインクが正常に吐出されているか否かを判定する。圧電素子３２が駆動された後には、圧力室４２内のインクに生じた圧力振動に応じて当該圧力室４２の作動部である振動板３８が振動する。これに伴って圧電素子３２も振動し、この振動に基づく逆起電力が生じる。吐出異常検出回路１４は、この圧電素子３２の逆起電力信号をＣＰＵ９に出力する。例えば、ノズル４４からインクが吐出されない所謂ドット抜けの場合や、ノズル４４からインクが吐出されるとしても吐出されるインクの量や飛翔速度が目標値に対して著しく低下している場合などの異常時には、上記の逆起電力信号の周期成分、振幅成分、および位相成分が、正常時のものと比較して異なる。このため、逆起電力信号に基づく吐出異常の判定は、例えば、上記各成分についてそれぞれ正常とされる範囲を予め規定しておき、検出信号の各成分が規定範囲内に入るか否かに基づいて行われる。なお、より詳細な判定方法については周知であるため、その説明は省略する。

本発明に係るプリンター１では、ＣＰＵ９は、記録ヘッド６の全てのノズル４４の中から１つのノズル４４を検査対象ノズルとして選定し、この検査対象ノズル４４に対応する圧電素子３２に対して第２の吐出駆動パルスＤＰ２を検査用駆動パルスとして印加する。ここで、第２の吐出駆動パルスＤＰ２を検査用駆動パルスとするのは、この第２の吐出駆動パルスＤＰ２により大ドットに対応するインク滴を吐出する場合、インクカートリッジ１７のインク残量の減少に伴う負圧の影響を最も受けやすいからである。すなわち、相対的に多い量のインクを吐出する際には、それだけ圧力室４２内の圧力変化が大きいため、インクカートリッジ１７側の負圧が高まっている場合には、ノズル４４へのインクの供給が追い付かず、吐出異常となりやすい。したがって、第２の吐出駆動パルスＤＰ２を検査用駆動パルスとしてノズル４４からインクが正常に吐出されているか否かを判定することで、効率よく早期に吐出異常を検出することができる。

そして、ノズル検査処理の後、ＣＰＵ９は検査対象ノズルの吐出に異常があったか否かを判定する（ステップＳ２）。吐出異常は生じていない、つまり、第２の吐出駆動パルスＤＰ２により検査対象ノズルから大ドットに対応するインク滴を問題なく吐出することができる（Ｎｏ）と判定された場合、記録モードが第１の記録モードに設定される（ステップＳ３）。そして、この第１の記録モードにおいて記録処理が行われる（ステップＳ５）。ここで、第１の記録モードは、一連の印刷処理（すなわち印刷ジョブ）に係る印刷データに基づき、大ドット、中ドット、小ドット、および非記録（すなわち微振動）の何れかの階調での記録を行う、従来から一般的な記録モードである。すなわち、この第１の記録モードでは、上記駆動信号ＣＯＭにおける第１の吐出駆動パルスＤＰ１、第２の吐出駆動パルスＤＰ２、第３の吐出駆動パルスＤＰ３、または微振動駆動パルスＶＰの何れかの駆動パルスが選択的に圧電素子３２に印加されて吐出動作（記録処理）が行われる。

一方、ステップＳ２において、吐出異常が生じている、つまり、第２の吐出駆動パルスＤＰ２により検査対象ノズルから大ドットに対応するインク滴を吐出することができない（Ｙｅｓ）と判定すると、ＣＰＵ９は、記録モードを第２の記録モードに設定する（ステップＳ４）。そして、この第２の記録モードにおいて記録処理が行われる（ステップＳ５）。ここで、第２の記録モードは、吐出異常が生じる大ドットを用いることなく中ドット、小ドット、および非記録（すなわち微振動）の何れかの階調での記録を行うモードである。すなわち、この第１の記録モードでは、第２の吐出駆動パルスＤＰ２は使用されず、第１の吐出駆動パルスＤＰ１、第３の吐出駆動パルスＤＰ３、または微振動駆動パルスＶＰの何れかの駆動パルスが選択的に圧電素子３２に印加されて記録処理（液滴吐出動作）が行われる。さらに換言すると、第１の大きさの液滴である大ドットに対応するインク滴は何れのノズル４４からも吐出されないので、第１のノズルに相当するノズル４４からはインク滴が吐出されずに、第２のノズルから第２の大きさの液滴として中ドット又は小ドットのインク滴を吐出させることになる。これにより、インクカートリッジ１７のインクが残りわずかとなり、大ドットに対応するインク滴を吐出する場合に吐出異常が発生する状況においても、中ドットまたは小ドットに対応するインク滴を吐出させて記録処理を継続させることができる。なお、この場合、記録ヘッド６の走査回数（パス数）を増やす等して、第１の記録モードと第２の記録モードとで記録画像等の濃度が著しく異ならないように調整される。

記録処理の実行中において、ＣＰＵ９は、ノズル検査のタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ６）。このときの判断基準としては、記録処理の継続時間、印刷した記録用紙の枚数（頁数）、記録ヘッド６の走査回数（パス数）、又は、記録ヘッド６の各ノズル４４から吐出されたインクの総量等を採用することができる。そして、ステップＳ６において、上記判断基準に基づきノズル検査タイミングが到来した（Ｙｅｓ）と判定された場合、ステップＳ１に戻り、以降の処理が行われる。一方、ステップＳ６においてノズル検査のタイミングは未だ到来していない（Ｎｏ）と判定された場合、ステップＳ７の処理に進む。そして、ＣＰＵ７９は、記録処理が完了したか否か（すなわち、印刷データに基づく一連の印刷ジョブが終了したか否か）を判定し（ステップＳ７）、未だ終了していない（Ｎｏ）と判断した場合、ステップＳ５に戻り、以降の処理を継続する。一方、ステップＳ７において、印刷データに基づく一連の記録処理が終了した（Ｙｅｓ）と判定した場合、処理を終了する。

なお、第２の記録モードにおいて記録処理が継続される場合において、再びノズル検査タイミングが到来した場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、ステップＳ１のノズル検査処理においては、検査対象ノズル４４に対応する圧電素子３２に対して、大ドットの次に大きい中ドットに対応するインク滴を吐出するための第１の吐出駆動パルスＤＰ１が検査用駆動パルスとされる。この場合、中ドットに対応するインク滴が第１の大きさの液滴に相当し、小ドットに対応するインク滴が第２の大きさの液滴に相当する。したがって、この場合には、第１の吐出駆動パルスＤＰ１が本発明における第１の駆動パルスに相当し、第３の吐出駆動パルスＤＰ３が第２の駆動パルスに相当する。また、中ドットに対応するインク滴を吐出するノズル４４が第１のノズルに相当し、小ドットに対応するインク滴を吐出するノズル４４が第２のノズルに相当する。この場合、ステップＳ２において検査対象ノズルから中ドットに対応するインク滴を吐出することができない（Ｙｅｓ）と判定されると、その後は、第３の吐出駆動パルスＤＰ３による小ドットに対応するインク滴のみで記録処理が行われる。そして、最終的には、第３の吐出駆動パルスＤＰ３により検査対象ノズルから小ドットに対応するインク滴を吐出することができない（ステップＳ２でＹｅｓ）と判定された場合、記録処理を中断し、ユーザーに対してインクカートリッジ１７の交換を促す処理（例えば、表示装置にその旨を表示して報知する等）が行われる。

以上のように、本実施形態におけるプリンターでは、相対的に大きいインク滴を吐出する第１のノズルについてインク滴が吐出されない状態が検出された場合、第１のノズルからインク滴を吐出させずに第２のノズルからインク滴を吐出させるので、インクカートリッジ１７のインクが残りわずかとなった状態でも、相対的に小さいインク滴が吐出されない状態となるまではインクの吐出を継続することができる。また、相対的に大きいインク滴を吐出する特定の第１のノズルについて検査すれば足り、全てのノズルに対して検査を行わなくても済む。これにより、吐出異常検査に要する時間を削減しつつインクカートリッジのインクの無駄を抑制することが可能となる。

図７は、本発明の第２の実施形態におけるノズルプレート３７の構成を説明する平面図である。本実施形態は、記録ヘッド６のノズル４４のうちの１つのノズル４４′（以下、ラージノズル４４′と言う。）の噴射側の開口面積が、他のノズル４４のものよりも大きく設定されている点で、上記第１実施形態と異なっている。この構成では、例えば、同一の駆動パルスを圧電素子３２に印加してインク滴を噴射させた場合、ラージノズル４４′からは他のノズル４４から吐出されるインク滴よりも大きいインク滴が吐出される。すなわち、ラージノズル４４′は本発明における第１のノズルに相当し、このノズル４４′から吐出されるインク滴は第１の大きさの液滴に相当する。同様に、これ以外のノズル４４は本発明における第２のノズルに相当し、これらのノズル４４から吐出されるインク滴は第２の大きさの液滴に相当する。本実施形態においては、このラージノズル４４′に対してノズル検査処理が行われ、当該ラージノズル４４′について吐出異常が生じていると判定された場合、以降はラージノズル４４′を使わずに記録処理が行われる。本実施形態においても、吐出異常検査に要する時間を削減しつつインクカートリッジ１７のインクの無駄を抑制することが可能となる。また、検査時にノズル４４′からインク滴を吐出させるための駆動パルスを、他のノズル４４からインク滴を吐出させる駆動パルスと共通化することができる。また、検査対象がラージノズル４４′に特定されているので、検査対象のノズルを選定する処理が不要となる。なお、他の構成は上記実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

図８は、本発明の第３の実施形態におけるノズルプレート３７の構成を説明する平面図である。上記第２の実施形態では、ノズルプレート３７に１つのラージノズル４４′が設けられた構成を例示したが、これには限られない。本実施形態においては、記録ヘッド６に設けられた２条のノズル列４５ａ，４５ｂのうちの一方のノズル列４５ｂがラージノズル４４′で構成されており、他方のノズル列４５ａが通常のノズル４４で構成されている。つまり、第１のノズル列４５ａは、小ドットに対応するインク滴を吐出するためのノズル列であり、第２のノズル列４５ｂは、大ドットに対応するインク滴を吐出するためのノズル列となっている。本実施形態においては、第２のノズル列４５ｂの何れか一つ又は複数（全部）のラージノズル４４′に対してノズル検査処理が行われ、当該ラージノズル４４′について吐出異常が生じていると判定された場合、以降は第２のノズル列４５ｂを使わずに第１のノズル列４５ａのみで記録処理が行われる。本実施形態においても、吐出異常検査に要する時間を削減しつつインクカートリッジ１７のインクの無駄を抑制することが可能となる。なお、他の構成は上記各実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

なお、上記各実施形態では、アクチュエーターとして圧電素子３２を例示したが、これには限られず、例えば、これには限られず、静電気力によって圧力室の一部を変位させる所謂静電方式のアクチュエーターや、加熱により液体内に生じる気泡により圧力室内に圧力変動を生じさせる発熱素子等の他のアクチュエーターを採用することが可能である。

また、吐出異常検出回路１４に関し、上記実施形態においては圧電素子３２を駆動した際に生じる振動に基づいてノズル４４の吐出異常を検出するように構成を例示したが、これには限られない。例えば、ノズル面とインクの着弾面との間に電圧を印加した状態でノズルからインク滴を吐出させて当該インク滴を帯電させて電圧変化を検出することで、ノズルの吐出異常を検出するようにしてもよい。また、例えば、記録媒体に検査パターン等を印刷し、このパターンを光学的なセンサーで検査して、吐出異常の有無を検出するようにしてもよい。その他、レーザーを照射する照射部とこのレーザーを検出する検出部とを備え、飛翔するインク滴がレーザーを遮蔽するか否かを検出したり、吐出されたインク滴の重量を検出したりすることで、吐出異常の有無を検出することもできる。

そして、本発明は、液体貯留部材内の液体を液体吐出ヘッドに導入してノズルから吐出させる構成の液体吐出装置であれば、上記のプリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置、あるいは、着弾対象の一種である布帛（被捺染材）に対して液体吐出ヘッドからインクを着弾させて捺染を行う捺染装置、または、記録装置以外の液体吐出装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。

１…プリンター，６…記録ヘッド，９…ＣＰＵ，１１…駆動信号生成回路，１４…吐出異常検出回路，１６…キャリッジ，１７…インクカートリッジ，２５…キャップ，３２…圧電素子，３７…ノズルプレート，３８…振動板，４２…圧力室，４４…ノズル，４４′…ラージノズル

Claims (9)

1. 第１の大きさの液滴を吐出する複数の第１のノズル、および前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの液滴を吐出する複数の第２のノズルを有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドのノズルについて液滴の吐出状態を検出する吐出異常検出回路と、
   前記液体吐出ヘッドによる液滴の吐出を制御する制御回路と、
   前記複数の第１のノズルおよび前記複数の第２のノズルの両方に供給される液体が貯蔵される液体貯留部材と、
   を備え、
   前記複数の第１のノズルは、第１のノズル群を構成し、
   前記複数の第２のノズルは、第２のノズル群を構成し、
   前記吐出異常検出回路が、前記第１のノズルから吐出される前記第１の大きさの液滴が問題なく吐出される状態を検出した場合、前記制御回路は、前記液体貯留部材から供給された液体を、前記第１のノズル群から前記第１の大きさの液滴で吐出させるとともに、前記第２のノズル群から前記第２の大きさの液滴で吐出させ、前記吐出異常検出回路が、前記第１のノズルから吐出される前記第１の大きさの液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記制御回路は、前記液体貯留部材から供給された液体を、前記第１のノズル群および前記第２のノズル群から前記第２の大きさより大きい液滴で吐出させずに、前記第２のノズル群から前記第２の大きさの液滴で吐出させることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記吐出異常検出回路が１つの前記第１のノズルについて液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記制御回路は、前記第１のノズル群から液滴を吐出させずに、前記第２のノズル群から液滴を吐出させることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第１のノズルの開口面積は、前記第２のノズルの開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
4. 第１の大きさの液滴および前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドのノズルについて液滴の吐出状態を検出する吐出異常検出回路と、
   前記液体吐出ヘッドによる液滴の吐出を制御する制御回路と、
   前記ノズルに供給される液体が貯蔵される液体貯留部材と、
   を備え、
   前記吐出異常検出回路が、前記ノズルから吐出される前記第１の大きさの液滴が問題なく吐出される状態を検出した場合、前記制御回路は、前記液体貯留部材から供給された液体を、前記ノズルから前記第１の大きさの液滴および前記第２の大きさの液滴で吐出させ、前記吐出異常検出回路が、前記ノズルから前記第１の大きさの液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記制御回路は、前記液体貯留部材から供給された液体を、全ての前記ノズルから、前記第２の大きさより大きい液滴で吐出させずに、前記第２の大きさの液滴で吐出させることを特徴とする液体吐出装置。
5. 前記吐出異常検出回路が１つの前記ノズルについて前記第１の大きさの液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記制御回路は、全ての前記ノズルから、前記第２の大きさより大きい液滴を吐出させずに、前記第２の大きさの液滴を吐出させることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記ノズルから液滴を吐出させるアクチュエーターと、
   前記アクチュエーターを駆動させる駆動パルスを発生する駆動パルス発生回路と、を備え、
   前記駆動パルス発生回路は、前記第１の大きさの液滴を吐出させるための第１の駆動パルスと、前記第２の大きさの液滴を吐出させるための第２の駆動パルスと、を発生可能であり、
   前記制御回路は、前記第１の大きさの液滴を吐出させるノズルに対応するアクチュエーターに対し前記第１の駆動パルスを印加し、前記第２の大きさの液滴を吐出させるノズルに対応するアクチュエーターに対し前記第２の駆動パルスを印加することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
7. 前記第１の駆動パルスおよび前記第２の駆動パルスを使用する第１の記録モードと、前記第１の駆動パルスを使用せず、前記第２の駆動パルスを使用する第２の記録モードと、に設定可能に構成され、
   前記吐出異常検出回路が、前記第１の大きさの液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記第１の記録モードから前記第２の記録モードに設定することを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
8. 第１の大きさの液滴を吐出する複数の第１のノズル、および前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの液滴を吐出する複数の第２のノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドのノズルについて液滴の吐出状態を検出する吐出異常検出回路と、前記液体吐出ヘッドによる液滴の吐出を制御する制御回路と、前記複数の第１のノズルおよび前記複数の第２のノズルの両方に供給される液体が貯蔵される液体貯留部材と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、
   前記複数の第１のノズルは、第１のノズル群を構成し、
   前記複数の第２のノズルは、第２のノズル群を構成し、
   前記第１のノズルから吐出される前記第１の大きさの液滴が問題なく吐出される状態を検出した場合、前記液体貯留部材から供給された液体を、前記第１のノズル群から前記第１の大きさの液滴で吐出させるとともに、前記第２のノズル群から前記第２の大きさの液滴で吐出させ、前記第１のノズルから吐出される前記第１の大きさの液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記液体貯留部材から供給された液体を、前記第１のノズル群および前記第２のノズル群から前記第２の大きさより大きい液滴で吐出させずに、前記第２のノズル群から前記第２の大きさの液滴で吐出させることを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
9. 第１の大きさの液滴および前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドのノズルについて液滴の吐出状態を検出する吐出異常検出回路と、前記液体吐出ヘッドによる液滴の吐出を制御する制御回路と、前記ノズルに供給される液体が貯蔵される液体貯留部材と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、
   前記ノズルから吐出される前記第１の大きさの液滴が問題なく吐出される状態を検出した場合、前記液体貯留部材から供給された液体を、前記ノズルから前記第１の大きさの液滴および前記第２の大きさの液滴で吐出させ、前記ノズルから前記第１の大きさの液滴が正常に吐出されない状態を検出した場合、前記液体貯留部材から供給された液体を、全ての前記ノズルから、前記第２の大きさより大きい液滴で吐出させずに、前記第２の大きさの液滴で吐出させることを特徴とする液体吐出装置の制御方法。

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