(57)【要約】【課題】液体吐出装置の内部における液体の堆積に関する情報を得ることができるようにすること。【解決手段】液体を媒体に吐出する液体吐出装置において、前記液体吐出装置の内部に設けられる検出部であって、第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、を含む検出部と、前記検出部における前記第１の導体と前記第２の導体とによる静電容量を測定する測定部と、前記測定部が測定した前記静電容量に基づいて、前記液体吐出装置の内部における前記液体の堆積に関する情報を出力する出力部と、を備える液体吐出装置。【選択図】図７
2010131882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を媒体に吐出する液体吐出装置において、
前記液体吐出装置の内部に設けられる検出部であって、第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、を含む検出部と、
前記検出部における前記第１の導体と前記第２の導体とによる静電容量を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記静電容量に基づいて、前記液体吐出装置の内部における前記液体の堆積に関する情報を出力する出力部と、
を備える液体吐出装置。
【請求項２】
前記出力部は、前記測定部が測定した前記静電容量の変化に基づいて、前記液体吐出装置の内部における前記液体の堆積に関する情報を出力する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記静電容量の変化は前記検出部を含む回路のインピーダンスの変化に基づいて検出される、請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記検出部を含む回路にはさらに抵抗が含まれ、該抵抗に印加される電圧に基づいて前記インピーダンスの変化が検出される、請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記静電容量の変化が所定量を超えたとき、前記出力部は、前記液体吐出装置の内部に前記液体が所定量堆積したことを出力する、請求項２〜４のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記静電容量の変化が所定量を超えたとき、前記出力部は、前記液体吐出装置の前記液体の吐出を停止させる、請求項２〜４のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、を含む検出部と、
前記検出部における前記第１の導体と前記第２の導体とによる静電容量を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記静電容量に基づいて、前記第１の導体と前記第２の導体が設けられた装置の内部における液体の堆積に関する情報を出力する出力部と、
を備える検査装置。
【請求項８】
第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、による静電容量を測定することと、
測定した前記静電容量に基づいて、前記第１の導体と前記第２の導体が設けられた装置の内部における液体の堆積に関する情報を出力することと、
を含む検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、検査装置、及び、検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクなどの液体を吐出して用紙などの媒体に画像を形成するインク吐出型のプリンタが使用されている。このようなプリンタは、インクを吐出する機構を採用するため、ミスト状になったインクがプリンタ内部を浮遊することがある。このようなミストは、いずれプリンタ内部の壁面等に付着することとなるが、回路基板等に付着することもある。
【特許文献１】特開２００７−１６０６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、ミストが回路基板に付着し堆積した場合には、堆積したミストを介して回路基板上の導線をショートさせるなど、プリンタに不具合を生ずるおそれがある。よって、ミストのような液体が多く堆積する前に、液体の堆積に関する情報を得ることができるようにすることが望ましい。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液体吐出装置の内部における液体の堆積に関する情報を得ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、
液体を媒体に吐出する液体吐出装置において、
前記液体吐出装置の内部に設けられる検出部であって、第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、を含む検出部と、
前記検出部における前記第１の導体と前記第２の導体とによる静電容量を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記静電容量に基づいて、前記液体吐出装置の内部における前記液体の堆積に関する情報を出力する出力部と、
を備える液体吐出装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００８】
液体を媒体に吐出する液体吐出装置において、
前記液体吐出装置の内部に設けられる検出部であって、第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、を含む検出部と、
前記検出部における前記第１の導体と前記第２の導体とによる静電容量を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記静電容量に基づいて、前記液体吐出装置の内部における前記液体の堆積に関する情報を出力する出力部と、
を備える液体吐出装置。  
このようにすることで、液体吐出装置の内部における液体の堆積に関する情報を得ることができるようにすることができる。
【０００９】
かかる液体吐出装置であって、前記出力部は、前記測定部が測定した前記静電容量の変化に基づいて、前記液体吐出装置の内部における前記液体の堆積に関する情報を出力することが望ましい。また、前記静電容量の変化は前記検出部を含む回路のインピーダンスの変化に基づいて検出されることが望ましい。また、前記検出部を含む回路にはさらに抵抗が含まれ、該抵抗に印加される電圧に基づいて前記インピーダンスの変化が検出されることが望ましい。また、前記静電容量の変化が所定量を超えたとき、前記出力部は、前記液体吐出装置の内部に前記液体が所定量堆積したことを出力することが望ましい。
【００１０】
また、前記静電容量の変化が所定量を超えたとき、前記出力部は、前記液体吐出装置の前記液体の吐出を停止させることとしてもよい。  
このようにすることで、液体吐出装置の内部における液体の堆積に関する情報を得ることができるようにすることができる。
【００１１】
第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、を含む検出部と、
前記検出部における前記第１の導体と前記第２の導体とによる静電容量を測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記静電容量に基づいて、前記第１の導体と前記第２の導体が設けられた装置の内部における液体の堆積に関する情報を出力する出力部と、
を備える検査装置。  
このような検査装置を液体吐出装置に設けることで、液体吐出装置の内部における液体の堆積に関する情報を得ることができるようにすることができる。
【００１２】
第１の導体と、該第１の導体と所定間隔離して設けられた第２の導体と、による静電容量を測定することと、
測定した前記静電容量に基づいて、前記第１の導体と前記第２の導体が設けられた装置の内部における液体の堆積に関する情報を出力することと、
を含む検査方法。  
このような検査方法を液体吐出装置に適用することで、液体吐出装置の内部における液体の堆積に関する情報を得ることができるようにすることができる。
【００１３】
＝＝＝実施形態＝＝＝
図１は、プリンタ１の外観の斜視図であり、図１Ｂは、プリンタ１の内部の斜視図である。図２は、プリンタ１のブロック図である。以下、これらの図を参照しつつプリンタ１の構成について説明を行う。
【００１４】
プリンタ１は、用紙搬送機構２０、キャリッジ移動機構３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、コントローラ６０、駆動信号生成回路７０、及び、表示装置８０を含む。プリンタ１は、インタフェース６１を介してコンピュータ１１０から印刷データを取得し、この印刷データに基づいて用紙上に画像の印刷を行う。
【００１５】
コントローラ６０は、例えば、ＡＳＩＣなどにより実現され、プログラムの処理機能、及び、プログラム等を記憶する記憶機能を有する。これらは、ＣＰＵやメモリによって機能することとしてもよい。そして、コントローラ６０は、プリンタ１に所望の動作をさせるためのプログラムを記憶し、さらにこのプログラムを実行する。そして、コントローラ６０によって、プリンタ１内の用紙搬送機構２０、キャリッジ移動機構３０、ヘッドユニット４０、駆動信号生成回路７０、及び、表示装置８０が制御される。
【００１６】
用紙搬送機構２０は、コントローラ６０の制御により、用紙を印刷可能な位置に送り込んだり、この用紙を搬送方向に所定の搬送量で搬送させたりする。キャリッジ移動機構３０は、コントローラ６０の制御により、キャリッジＣＲ移動用のベルト３１とキャリッジモータ３２を用いて、ヘッドユニット４０が取り付けられたキャリッジＣＲをキャリッジ移動方向に移動させる。
【００１７】
ヘッドユニット４０は、ヘッド４１とヘッド制御回路（不図示）を含んでいる。ヘッド４１は、インク滴を吐出する複数のノズルと、インク滴を吐出するための複数の圧電素子（不図示）を含む。ヘッド制御回路は、ヘッド４１からのインク滴の吐出を制御する機能を有する。ヘッド制御回路の制御により、各圧電素子には、適当なタイミングで駆動信号ＣＯＭの駆動パルスが印加される。
【００１８】
検出器群５０は、プリンタ１の各部に取り付けられた様々な複数のセンサであって、検出結果をコントローラ６０に送る。例えば、本実施形態において、検出器群５０は、リニア式エンコーダ５１と、導体パターン５２を含む。これらの詳細については後述する。
【００１９】
駆動信号生成回路７０は、圧電素子に印加するための駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号生成回路７０は、アナログ波形を生成するためのＤＡＣと電力増幅するためのトランジスタを含む。そして、ＤＡＣにより駆動信号の波形を表す信号が生成され、これがトランジスタによって電力増幅されることによって駆動信号ＣＯＭが生成される。
【００２０】
図３は、ヘッド４１を下から見た図である。図には、各ノズル列のノズル４３９が示されており、ブラックＫのインク滴を吐出するためのブラックインクノズル列Ｎｋ、シアンＣのインク滴を吐出するためのシアンインクノズル列Ｎｃ、マゼンタＭのインク滴を吐出するためのマゼンタインクノズル列Ｎｍ、及び、イエローＹのインクを吐出するためのイエローインクノズル列Ｎｙが示されている。
【００２１】
このようなヘッド４１により、４色のインク滴を吐出することができるようになっている。これらのノズルからは、一度に重量にして数ピコグラムから数十ピコグラム程度のインク滴が吐出される。このようなインク滴がノズルから吐出され媒体に着弾するまでの間に空気の抵抗を受け、この抵抗によりインク滴の一部がより細かいミスト状となってインク滴から分離することがある。また、吐出によりノズルからインクが引き離されるときに、表面張力の影響によってインク滴よりも細かいミスト状のインクが生ずる場合がある。さらに近年では、吐出されるインク滴がより小さくなる傾向にあり、吐出されるインク滴の一部がインクミストとして浮遊することも考えられる。  
このように、様々な理由から、細かいインクミストがプリンタ１の内部において浮遊することがある。
【００２２】
図４は、基板に堆積するインクミストを説明するための図である。図には、基板上に配置された２本の配線Ｗの断面と、基板ＢＰ及び配線Ｗに付着するインクミストＭＳＴが示されている。前述のように、インクミストＭＳＴがプリンタ１の内部で浮遊するが、図に示すように基板上にインクミストＭＳＴが付着することがある。  
そして、基板ＢＰに付着するインクミストＭＳＴの量が増加すると、導体であるインクの場合には回路基板の配線を短絡させ、プリンタ１に不具合を生ずる場合がある。
【００２３】
図５は、リニア式エンコーダ５１の構成を概略的に示したものである。リニア式エンコーダ５１は、リニア式エンコーダ符号板５６４と、検出部５６６とを備えている。リニア式エンコーダ符号板５６４は、図１Ｂに示すように、インクジェットプリンタ１内部のフレーム側に取り付けられている。一方、検出部５６６は、キャリッジＣＲ側に取り付けられている。キャリッジＣＲがガイドレール４６に沿って移動すると、検出部５６６がリニア式エンコーダ符号板５６４に沿って相対的に移動する。これによって、検出部５６６は、キャリッジＣＲの移動量を検出する。
【００２４】
図６は、検出部５６６の構成を模式的に示したものである。この検出部５６６は、発光ダイオード５５２と、コリメータレンズ５５４と、検出処理部５５６とを備えている。検出処理部５５６は、複数（例えば４個）のフォトダイオード５５８と、信号処理回路５６０と、例えば２個のコンパレータ５６２Ａ、５６２Ｂとを有している。
【００２５】
発光ダイオード５５２の両端に抵抗を介して電圧Ｖｃｃが印加されると、発光ダイオード５５２から光が発せられる。この光はコリメータレンズ５５４により平行光に集光されてリニア式エンコーダ符号板５６４を通過する。リニア式エンコーダ符号板５６４には、所定の間隔（例えば、１／１８０インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ））毎にスリットが設けられている。
【００２６】
リニア式エンコーダ符号板５６４を通過した平行光は、図示しない固定スリットを通って各フォトダイオード５５８に入射し、電気信号に変換される。４個のフォトダイオード５５８から出力される電気信号は信号処理回路５６０において信号処理され、信号処理回路５６０から出力される信号はコンパレータ５６２Ａ、５６２Ｂにおいて比較され、比較結果がパルスとして出力される。コンパレータ５６２Ａ、５６２Ｂから出力されるパルスＥＮＣ−Ａ、ＥＮＣ−Ｂがリニア式エンコーダ５１の出力となる。
【００２７】
出力されたパルスはコントローラ６０に入力される。そして、コントローラがパルスをカウントすることにより、キャリッジＣＲの位置を把握できるようになっている。
【００２８】
しかしながら、リニア式エンコーダ符号板５６４にインクミストが堆積し汚れていたりすると、リニア式エンコーダ符号板５６４から光が通過せず、正確にパルスが出力されないという不具合を生ずることもある。
【００２９】
このように、浮遊するインクミストがプリンタ１内の様々な箇所に付着し堆積すると、不具合を生ずるおそれがある。よって、不具合を生ずる前に、プリンタ１内におけるインクミストの堆積度合いを検出できるようになれば、その旨を予め警告することにより、メンテナンスを促すことができる。
【００３０】
以下に示す検査装置では、プリンタ１内においてインクミストが所定量堆積したときに、その旨を出力することができるようにしている。
【００３１】
図７は、本実施形態におけるインクミスト堆積の検査装置の回路図である。図には、検出部としての導体パターン５２と、測定部に含まれる測定装置６２が示されている。測定装置６２は、交流電源Ｐと、電流検出用の抵抗ＲとプリアンプＡｍｐを含む。交流電源は導体パターン５２の一端ａと、抵抗Ｒの一端に接続されている。また、抵抗の他端は、導体パターン５２の他端ｂに接続されている。また、プリアンプＡｍｐの２入力は、抵抗Ｒの両端に接続されている。
【００３２】
図８は、本実施形態における導体パターン５２を説明するための図である。図には、導体パターン５２を構成する第１導体５２１と第２導体５２２とが具体的な形状で示されている。これらの第１導体５２１と第２導体５２２は基板上に構成される。このように、２つの導体が所定の間隔を有して配置され、電圧が印加されると電荷が蓄えられることとなる。つまり、これらの２つの導体はコンデンサと同様に所定の静電容量を有する。尚、ここでは、図に示すような導体パターン５２を用いることとしたが、第１導体５２１と第２導体５２２とが近接するようなパターンであればこれに限られない。
【００３３】
導体パターン５２は、プリンタ１の内部に配置される。例えば、図１Ｂに示されるような位置に配置される。プリンタ１が使用され続けると、上述のようなインクミストが導体パターン５２上に堆積する。インクが導体パターン５２に付着することによりコンデンサとしての誘電率が変化する。そして、導体パターン５２の２つの導体によって生じていた静電容量が変化させられることとなる。
【００３４】
静電容量の変化は、回路におけるインピーダンスを変化させる。図７に示す交流回路において、抵抗Ｒの両端電圧ＶＲおよびインピーダンスＺは、次式で表される。  
2010131882.tif 000003
2010131882.tif 000004
ここで、Ｖ０は、電源Ｐの最大電圧であり、Ｃは導体パターン５２の静電容量である。そして、このときにおける抵抗Ｒの両端の最大電圧は、ＶＲｍａｘは、
2010131882.tif 000005
となる。
【００３５】
このとき、インクミストの影響により静電容量Ｃが変化することから、ＶＲｍａｘが変化し、この変化の度合いからインクミストの堆積度合いを検出することができる。尚、本実施形態においてＶＲｍａｘの変化の度合いに基づいてインクミストの堆積度合いを検出することとしているが、これは静電容量の変化から生ずるものであるため、間接的に抵抗Ｒの両端電圧を測定することにより、静電容量に基づいてインクミストの堆積度合いを検出しているともいえる。
【００３６】
本実施形態において、インクミストの堆積によるＶＲｍａｘの変化量は微少であると考えられる。よって、本実施形態では、抵抗Ｒの両端の電圧をプリアンプＡｍｐを用いて増幅することとしている。プリアンプＡｍｐは、抵抗Ｒにおける電位差を所定の倍率で増幅する。プリアンプＡｍｐの出力は、コントローラ６０内で接続されており、増幅後の電圧はコントローラ６０に送られる。コントローラ６０は、送られた電圧をＡ／Ｄ変換し、得られた電圧を取得する。
【００３７】
本実施形態では得られた電圧から静電容量の変化を検出しインクミストの堆積を検出するが、電圧ＶＲは交流電圧として得られる。よって、コントローラ６０は検出された交流電圧の最大電圧ＶＲｍａｘを記憶することとする。そして、インクミストが堆積していないときに取得された最大電圧と、堆積したときに取得された最大電圧との差が所定値を超えるか否かに基づいて、インクミストの堆積度合いを検出することとしている。
【００３８】
尚、本実施形態において、前述のように導体パターン５２は検出部に相当し、測定装置６２は測定部に含まれる。また、本実施形態において、測定装置６２はコントローラ６０に内包される。されに、コントローラ６０及び出力装置８０は、測定装置６２が測定した静電容量に基づいてインクの堆積に関する情報を出力する出力部に相当する。
【００３９】
図９は、インクミスト堆積度合いの検査方法を説明するためのフローチャートである。以下、本図を参照しつつ、インクミスト堆積度合いの検査方法を説明する。
【００４０】
まず、プリンタ１が製品として出荷されてから、最初の電源投入時において、前述の検査装置を用いて電圧ＶＲｍａｘの測定が行われる（Ｓ１０２）。そして、測定された電圧ＶＲｍａｘはコントローラ６０内のメモリに記憶される。また、ほぼ同時期にタイマがリセットされスタートされる（Ｓ１０４）。このタイマは、電圧ＶＲｍａｘを所定時間毎に測定するために使用されるタイマである。このタイマは、プリンタ１の電源が投入されているときのみカウントすることとしてもよいし、印刷動作中のみカウントすることとしてもよい。
【００４１】
次に、タイマの計測時間が所定時間を経過したか否かについて判定される（Ｓ１０６）。ここでの所定時間は、１時間毎など任意に設定することができる。そして、タイマの計測時間が所定時間を経過していないときには、所定時間が経過するまで印刷動作等が継続される。一方、所定時間を経過した場合は、再度電圧ＶＲｍａｘの測定が行われる（Ｓ１０８）。
【００４２】
次に、最初の電圧ＶＲｍａｘの測定値と、ステップＳ１０８において測定された電圧ＶＲｍａｘとの差が求められる。そして、この差が所定値を超えるか否かについて判定される（Ｓ１１０）。
【００４３】
判定の結果、所定値を超えないときには、ステップＳ１０４に戻り、タイマが再度０に設定され、再スタートされる（Ｓ１０４）。一方、所定値を超えたときには、静電容量の変化が大きく、インクミストの堆積度合いが高いものとして、表示装置８０に警告を表示させる（Ｓ１１２）。尚、警告を表示させるのと同時に強制的に印刷動作を停止させることとしてもよい。また、警告のブザーを鳴らすこととしてもよい。
【００４４】
このようにすることで、プリンタ１の内部におけるインクミストの堆積に関する情報を得ることができるようにすることができる。
【００４５】
本実施形態では、上述のようなプリンタ１を例に説明したが、より大型のインク吐出型プリンタにおけるインクミストの堆積を検出するものであってもよい。また、ヘッドが移動せず用紙のみを搬送しつつ印刷を行うラインプリンタにおけるインクミストの堆積を検出するものであってもよい。
【００４６】
またインクの堆積によりファンのフィルタなど消耗品などの製品寿命や交換時期を判断する手段として用いてもよい。
【００４７】
さらに、本実施形態の検査装置は、例えば、プリンタ内の所定の位置に配置すればよく、特に、回路基板の付近や、エンコーダ符号板の付近や、ファンのフィルタの付近など、インクミストの堆積を判定する対象部材の近くや当該部材に配置すると好適である。また、消耗品や交換が必要な部品に配置すると、これらの交換と共に検査装置も交換することができる。
【００４８】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上述の実施形態では、液体吐出装置としてプリンタ１が説明されていたが、これに限られるものではなくインク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体）を噴射したり吐出したりする液体吐出装置に具現化することもできる。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、気体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の装置に、上述の実施形態と同様の技術を適用してもよい。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
【００４９】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１Ａは、プリンタ１の外観の斜視図であり、図１Ｂは、プリンタ１の内部の斜視図である。
【図２】プリンタ１のブロック図である。
【図３】ヘッド４１を下から見た図である。
【図４】基板に堆積するインクミストを説明するための図である。
【図５】リニア式エンコーダ５１の構成を概略的に示したものである。
【図６】検出部５６６の構成を模式的に示したものである。
【図７】本実施形態におけるインクミスト堆積の検査装置の回路図である。
【図８】本実施形態における導体パターン５２を説明するための図である。
【図９】インクミスト堆積度合いの検査方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  プリンタ、
２０  用紙搬送機構、３０  キャリッジ移動機構、
４０  ヘッドユニット、４１  ヘッド、４６  ガイドレール、
５１  リニア式エンコーダ、５２  導体パターン、
６０  ＡＳＩＣ、７０  駆動信号生成回路、
５１１  第１導体、５１２  第２導体、
５５６  検出処理部、５６０  信号処理回路、
５６４  リニア式エンコーダ符号板、５６６  検出部、
ＣＲ  キャリッジ
【図１】
2010131882.tif 000006
【図２】
2010131882.tif 000007
【図３】
2010131882.tif 000008
【図４】
2010131882.tif 000009
【図５】
2010131882.tif 000010
【図６】
2010131882.tif 000011
【図７】
2010131882.tif 000012
【図８】
2010131882.tif 000013
【図９】
2010131882.tif 000014