(57)【要約】【課題】検査システムを複雑化させることなく、透明な液体（インク）を用いた場合でも、着弾ドットの物理量を精度よく検出することが可能な液体吐出装置、及び、それを用いた吐出検査方法を提供する。【解決手段】液体を記録媒体に吐出する液体吐出ノズルを備え、前記記録媒体に吐出された前記液体により形成されたパターンに光を照射し、前記記録媒体からの前記光の反射光または透射光を視認または認識した結果に基づいて前記液体吐出ノズルの吐出検査を行なう吐出検査方法であって、前記記録媒体は、接合剤内に前記光の波長よりも小さい粒子径の多数の空隙セルを分散させて有する光透過性のインク吸収層を含み、前記インク吸収層の厚み方向及び平面視の水平方向において、前記空隙セルに前記液体が十分に充填された領域と、略未充填の領域との境界面が存在するように前記液体の吐出量を調整することを特徴とする吐出検査方法。【選択図】図６
2014091090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を記録媒体に吐出する液体吐出ノズルを備え、
前記記録媒体に吐出された前記液体により形成されたパターンに光を照射し、
前記記録媒体からの前記光の反射光または透過光を視認または認識した結果に基づいて、前記液体吐出ノズルの吐出検査を行なう吐出検査方法であって、
前記記録媒体は、前記光の波長よりも小さい粒子径の多数の空隙セルを接合剤内に分散させた光透過性のインク吸収層を含み、
前記インク吸収層の厚み方向及び平面視の水平方向において、前記空隙セルに前記液体が十分に充填された領域と、略未充填の領域とが存在するように前記液体の吐出量を調整することを特徴とする吐出検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の吐出検査方法において、
前記記録媒体からの前記反射光または前記透過光を撮像素子により電気的に認識することを特徴とする吐出検査方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吐出検査方法において、
前記液体吐出ノズルは、インクジェット法により液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドに備わるノズルであることを特徴とする吐出検査方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の吐出検査方法において、
前記液体は、光透過性の高い透明な液体であることを特徴とする吐出検査方法。
【請求項５】
液体を記録媒体に吐出する液体吐出ノズルと、
前記記録媒体に吐出された前記液体により形成されたパターンに光を照射する照射手段、前記照射手段の前記光を受けた前記記録媒体からの光を認識する光認識手段を有し、前記光認識手段が認識した結果に基づいて、前記液体吐出ノズルの吐出検査を行なう吐出検査部と、を備えた液体吐出装置であって、
前記記録媒体は、接合剤内に前記光の波長よりも小さい粒子径の多数の空隙セルを分散させて有する光透過性のインク吸収層を含むものであり、
前記インク吸収層の厚み方向及び平面視の水平方向において、前記空隙セルに前記液体が十分に充填された領域と、略未充填の領域とが存在するように前記液体の吐出量を調整する吐出制御部と、をさらに備え、
前記光認識手段は、前記記録媒体からの前記光の反射光を認識する反射光認識手段と、前記記録媒体からの前記光の透過光を認識する透過光認識手段とを含むことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出装置において、
前記反射光認識手段と、前記透過光認識手段とは、記録媒体からの前記反射光または前記透過光を電気的に認識する撮像素子を含むことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の液体吐出装置において、
前記液体吐出ノズルは、インクジェット法により液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドに備わるノズルであることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記液体として、光透過性の高い透明な液体を用いることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出検査方法、及び、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を液滴の状態で吐出可能な液体吐出ノズルを備えた液滴吐出ヘッドとして、プリンター等の画像記録装置（液体吐出装置）に用いられるインクジェット式記録ヘッドが実用化されている。そして、最近では、極く少量の液体を精度良く吐出できる特徴を生かして種々の装置への応用が考えられている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッドなどが提案されている。
この種の液滴吐出ヘッドは、一般に、ノズル開口を複数備えており、個々のノズル開口から液滴を吐出する構成である。このため、液体はノズル開口で大気に晒されており、メニスカス（ノズル開口で露出している液体の自由表面）を通じて液体の溶媒成分が蒸発する。この溶媒成分の蒸発は液体を構成する他の成分の濃度上昇を招き、液滴の飛行曲がり等を引き起こしたり、ノズル開口の目詰まりを生じさせたりする。そして、ノズル開口が目詰まり状態になってしまうと、そのノズル開口からは液滴が吐出されないので、種々の問題の要因となり得る。例えば、記録ヘッドにおいては、記録媒体上の適正着弾位置にドットが着弾されずに画質低下の原因になってしまったり、液体の吐出量が本来の量からずれてしまったりすることにより、所望の特性が得られない虞がある。
【０００３】
所望の性能を得るためにドット抜けの有無を検出することが重要であるが、この検出は、視認可能なテストパターンを用いて行われていた。例えば、上記の画像記録装置では、記録紙にテストパターンを記録し、このテストパターンの濃度を光学的に読み取ることが行われていた（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４３３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年の電子機器の高機能化や小型・薄型化の進展のなかで、液滴吐出ヘッドによる機能性液体の吐出には、より精密な吐出量の制御や、高い着弾位置精度の確保が求められている。このため、テストパターンを記録して行なう吐出検査では、ドット抜けの有無の検出にとどまらず、テストパターンの着弾位置や着弾面積などの物理量を正確に把握することが求められる。
また、最近、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなどといった色インクの他に、クリアインクと呼ばれる無色透明な液体をインクとして液滴吐出ヘッドから吐出し、画像の品質を調整することも考えられている。例えば、透明インクは画像の光沢を揃えるために用いられる。具体的には、顔料系の有色インクで普通紙（光沢処理をしていない用紙）に記録を行うと、有色インクで記録された部分と、普通紙の地色の部分とで光沢に差が生じてしまうことがある。この場合、非記録領域に顔料インクを着弾させると記録領域と非記録領域の光沢を揃えることができる。
しかしながら、上記したような透明液体は、テストパターンを記録しても視認が難しく、光学的に読み取ることや電気的に認識することが困難であるために、テストパターンの読み取り（認識）システムが複雑で高価なものとなり、そのうえ、テストパターンの着弾位置や着弾面積などの物理量を精緻に検出することは難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る吐出検査方法は、液体を記録媒体に吐出する液体吐出ノズルを備え、前記記録媒体に吐出された前記液体により形成されたパターンに光を照射し、前記記録媒体からの前記光の反射光または透過光を視認または認識した結果に基づいて、前記液体吐出ノズルの吐出検査を行なう吐出検査方法であって、前記記録媒体は、前記光の波長よりも小さい粒子径の多数の空隙セルを接合剤内に分散させた光透過性のインク吸収層を含み、前記インク吸収層の厚み方向及び平面視の水平方向において、前記空隙セルに前記液体が十分に充填された領域と、略未充填の領域とが存在するように前記液体の吐出量を調整することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、視認可能な液体により形成されたパターン（テストパターン）を光学的に認識する従来の吐出検査方法では視認または認識の困難な透明インクを用いた場合でも、テストパターンの視認または認識が可能になり、しかも、液体の着弾位置や着弾面積（吐出量）などの物理量を検出できることを発明者は見出した。
すなわち、インク吸収層の厚み方向及び平面視の水平方向において、インク吸収層に分散された多数の空隙セルに液体が十分に充填された領域と、略未充填の領域が存在するように液体の吐出量を調整して形成したテストパターンに対して、空隙セルの粒子径よりも十分に波長が長い光を照射して、その記録媒体から反射光または透過光を視認、あるいは撮像素子を用いて電気的に認識すると、液体が十分に充填された領域と略未充填の領域との境界面が比較的容易に視認または識別することができ、テストパターンの着弾位置や着弾面積などの物理量を求めることが可能になる。
したがって、液体として透明インクを用いた場合でも、複雑で高価な光学系や画像処理装置を用いることなく、記録媒体に着弾したテストパターン（液体）の物理量を求めて、液体吐出ノズルの高精度な吐出検査を行なうことが可能となり、液体吐出ノズルによる安定した描画（記録）品質を保持することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の吐出検査方法において、前記記録媒体からの前記反射光または前記透過光を撮像素子により電気的に認識することが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、記録媒体からの反射光または透過光を撮像素子により電気信号に変換して認識するので、認識した電気信号を画像処理装置を用いて画像処理を行なうことにより、テストパターンの物理量を効率的、且つ高精度に認識することが可能な吐出検査システムを構成することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の吐出検査方法において、前記液体吐出ノズルは、インクジェット法により液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドに備わるノズルであることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、インクジェット法を用いた液体吐出ノズルを備えた液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）は、吐出量や吐出位置等の吐出特性を精度よく制御して高精細な描画（記録）を行なうことができるので、高精度な吐出検査が可能な上記適用例の吐出検査方法を適用することにより、ノズルの吐出特性を保持して安定した品質の画像記録（液体吐出）を実現することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の吐出検査方法において、前記液体は、光透過性の高い透明な液体であることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、視認可能な液体により形成されたテストパターンを光学的に認識する従来の吐出検査方法では視認または認識の困難であった透明インクを用いた場合でも、テストパターンの視認または認識が可能になるうえに、液体の着弾位置や着弾面積（吐出量）などの物理量を検出して、ノズルの液体吐出特性の安定化に寄与することができる。
【００１５】
［適用例５］本適用例に係る液体吐出装置は、液体を記録媒体に吐出する液体吐出ノズルと、前記記録媒体に吐出された前記液体により形成されたパターンに光を照射する照射手段、前記照射手段の前記光を受けた前記記録媒体からの光を認識する光認識手段を有し、前記光認識手段が認識した結果に基づいて、前記液体吐出ノズルの吐出検査を行なう吐出検査部と、を備えた液体吐出装置であって、前記記録媒体は、接合剤内に前記光の波長よりも小さい粒子径の多数の空隙セルを分散させて有する光透過性のインク吸収層を含むものであり、前記インク吸収層の厚み方向及び平面視の水平方向において、前記空隙セルに前記液体が十分に充填された領域と、略未充填の領域とが存在するように前記液体の吐出量を調整する吐出制御部と、をさらに備え、前記光認識手段は、前記記録媒体からの前記光の反射光を認識する反射光認識手段と、前記記録媒体からの前記光の透過光を認識する透過光認識手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、この構成によれば、視認可能な液体により形成されたテストパターンを光学的に認識する従来の吐出検査方法では視認または認識の困難な透明インクを用いた場合でも、テストパターンの着弾位置や着弾面積（吐出量）などの物理量を検出できる吐出検査部を備えている。
また、本適用例では、光認識手段として、反射光認識手段と、透過光認識手段とを備えているので、照射手段から照射した光の記録媒体からの反射光または透過光のいずれかを選定してテストパターンの検査を行なうことができる。換言すれば、本適用例の吐出検査部を用いた吐出検査方法によれば、照射した光の記録媒体からの反射光及び透過光のいずれによっても、着弾した液体（テストパターン）の物理量を検知することができる。これにより、使用する液体や記録媒体の種類などに応じて、光認識手段を適宜に選定して吐出検査を行なうことができる。
したがって、複雑で高価な光学系や画像処理装置を用いることなく、記録媒体や液体の種類などの吐出条件に応じたノズルの吐出検査を行なうことができるので、ノズルの吐出特性を保持して安定した品質の画像記録（液体吐出）を実現することが可能な液体吐出装置を提供することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の液体吐出装置において、前記反射光認識手段と、前記透過光認識手段とは、記録媒体からの前記反射光または前記透過光を電気的に認識する撮像素子を含むことが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、記録媒体からの反射光または透過光を撮像素子により電気信号に変換して認識し、その電気信号を画像処理装置を用いて画像処理することよって、テストパターンの物理量を効率的、且つ正確に認識することができるとともに、認識したテストパターンの物理量を比較的容易に液体吐出制御にフィードバックすることができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の液体吐出装置において、前記液体吐出ノズルは、インクジェット法により液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドに備わるノズルであることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、インクジェット法を用いた液体吐出ノズルを備えた液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）は、吐出量や吐出位置等の吐出特性を精度よく制御して高精細な描画（記録）を行なうことができるので、高精度な吐出検査が可能な吐出検査部との組み合わせにより、ノズルの吐出特性を保持して安定した品質の画像記録（液体吐出）を実現可能な液体吐出装置を提供することができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例に記載の液体吐出装置において、前記液体として、光透過性の高い透明な液体を用いることを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、視認可能な液体により形成されたテストパターンを光学的に認識する従来の吐出検査方法では視認または認識の困難であった透明インクを用いた場合でも、テストパターンの視認または認識が可能になるうえに、液体の着弾位置や着弾面積（吐出量）などの物理量を検出して、ノズルの液体吐出特性の安定化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る液体吐出装置としての液滴吐出装置の構成の一例を示すものであり、（ａ）は、液滴吐出装置の全体の構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの配置を示す模式平面図、（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図２】液滴吐出装置の吐出検査部の構成を模式的に示す概略説明図。
【図３】液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図４】本実施形態の吐出検査方法で用いる記録媒体の一例を説明する部分正断面図。
【図５】記録媒体に着弾した液体の液滴が浸透する様子を説明する模式図。
【図６】吐出検査方法の一実施形態を模式的に示すものであり、（ａ）は、記録媒体に着弾させた吐出検査用のテストパターンの平面図、（ｂ）は、（ａ）の記録媒体の正断面に対する吐出検査方法を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２５】
（液滴吐出装置）
まず、記録媒体に液体を吐出して記録物（印刷物）を形成する液体吐出装置としての液滴吐出装置６について図１に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００２６】
図１（ａ）は、液滴吐出装置６の構成の一例を示す概略斜視図である。液滴吐出装置６により液滴が吐出される。
図１（ａ）に示すように、液滴吐出装置６には直方体形状に形成された基台７を備えている。本実施形態では、この基台７の長手方向をＹ方向とし水平面上でＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッド２２と被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッド２２と被吐出物とが相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。
【００２７】
基台７の上面７ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール８がＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台７の上側には、一対の案内レール８に対応する図示しない直動機構を備えたステージ９が取付けられている。そのステージ９の直動機構にはリニアモーターやネジ式直動機構等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、ステージ９はＹ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台７の上面７ａには案内レール８と平行に主走査位置検出装置１０が配置され、主走査位置検出装置１０によりステージ９の位置が検出される。
【００２８】
そのステージ９の上面には載置面１１が形成され、その載置面１１には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。載置面１１上には記録媒体２が設置され、記録媒体２は基板チャック機構により載置面１１に固定されている。
【００２９】
基台７のＸ方向両側には一対の支持台１２が立設され、その一対の支持台１２にはＸ方向に延びる案内部材１３が架設されている。その案内部材１３の上側には吐出する液体としての機能液２６を供給可能に収容する収容タンク１４が設置されている。
【００３０】
案内部材１３の下側にはＸ方向に延びる案内レール１５がＸ方向全幅にわたって設置されている。案内レール１５に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ１６は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１６は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ９が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ１６が案内レール１５に沿って走査移動する。案内部材１３とキャリッジ１６との間には副走査位置検出装置１７が配置され、キャリッジ１６の位置が計測される。キャリッジ１６の下側にはヘッドユニット１８が設置され、このヘッドユニット１８のステージ９側には液滴吐出ヘッド（不図示）が凸設されている。
【００３１】
また、ヘッドユニット１８及びステージ９には、液滴吐出ヘッド２２から吐出される液体（液滴）の着弾位置や着弾面積などの物理量を検知して吐出検査を行なう吐出検査部１９が配置されている。吐出検査部１９の詳細な構成については後で述べる。
【００３２】
図１（ｂ）は、液滴吐出装置６に備わる液滴吐出ヘッド２２の配置の一実施形態を示す模式平面図である。図１（ｂ）に示すように、１つのヘッドユニット１８には、３個の吐出部としての液滴吐出ヘッド２２がＹ方向において等間隔に配列して配置されている。３個の液滴吐出ヘッド２２には赤色、青色、緑色の機能液２６が供給されている。そして、この各色の機能液２６を吐出する液滴吐出ヘッド２２はそれぞれＸ方向に千鳥状に配列して配置されている。
【００３３】
そして、液滴吐出ヘッド２２の表面にはノズルプレート２３が配置され、ノズルプレート２３には液体吐出ノズル２４が複数形成されている。液体吐出ノズル２４の数や配列は吐出するパターンと記録媒体２の大きさに合わせて設定すればよい。本実施形態においては、例えば、１個のノズルプレート２３には液体吐出ノズル２４の配列が１列形成され、各列には１５個の液体吐出ノズル２４が配置されている。
【００３４】
図１（ｃ）は、液滴吐出ヘッド２２の構造を説明するための要部模式断面図である。図１（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２は、ノズルプレート２３を備え、ノズルプレート２３には、液体吐出ノズル２４が形成されている。ノズルプレート２３の図中上側であって、液体吐出ノズル２４と対向する位置には、液体吐出ノズル２４と連通する圧力室としてのキャビティ２５が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド２２のキャビティ２５には、収容タンク１４に貯留されている液体としての機能液２６が図示しない流路を介して供給される。
【００３５】
キャビティ２５の上側には、上下方向（Ｚ方向）に振動して、キャビティ２５内の容積を拡大縮小する振動板２７と、上下方向に伸縮して振動板２７を振動させる駆動素子としての圧電素子２８が配設されている。そして、液滴吐出ヘッド２２が圧電素子２８を制御駆動するための素子駆動信号を受けると、圧電素子２８が伸縮する。これにより、振動板２７がキャビティ２５内の容積を拡大縮小してキャビティ２５を加圧する。その結果、液滴吐出ヘッド２２の液体吐出ノズル２４から、縮小した容積分の機能液２６が液滴２９として吐出される。
【００３６】
〔吐出検査部〕
次に、液滴吐出装置６の吐出検査部の構成について説明する。図２は液滴吐出装置６の吐出検査部１９の構成を模式的に示すものであり、（ａ）は、記録媒体からの反射光認識手段を用いた場合の概略説明図、（ｂ）は、記録媒体からの透過光認識手段を用いた場合の概略説明図である。
図２において、吐出検査部１９は、吐出検査のために記録媒体２上に形成したテストパターンに光を照射する照射手段としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源１９１と、集光ミラー１９５と、ＬＥＤ光源１９１から照射され集光ミラーを介して記録媒体２に達した光の反射光または透過光を認識する光認識手段とを含む。本実施形態の光認識手段は、反射光認識手段としての反射光用ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１９２、及び、透過光認識手段としての透過光用ＣＣＤ１９３の二つを備えている。
なお、先に液滴吐出装置６の概略構成を説明した図１（ａ）では、吐出検査部１９の構成要素のうち、ＬＥＤ光源１９１及び反射光用ＣＣＤ１９２をキャリッジ１６に取り付け、透過光用ＣＣＤ１９３をステージ９に埋設した構成を説明したが、これに限らない。吐出検査部１９の各構成要件は、吐出検査が実施可能に設置されていればよく、例えば、吐出検査部を別ユニットとして構成して、その吐出検査ユニットに、テストパターンを形成した記録媒体２を再配置して吐出検査を行なう構成としてもよい。
【００３７】
ＬＥＤ光源１９１から発生される光は本発明の検出光の一種であり、単一波長で構成された光である。また、本実施形態の吐出検査部１９を用いた吐出検査では、後述するように、二つの光認識手段のうちの反射光認識手段としての反射光用ＣＣＤを用いる便宜上、リング型のＬＥＤ光源１９１を用いる。
なお、吐出検査部１９で用いる光源はＬＥＤ光源１９１に限らず、例えば、レーザー光源やハロゲン光源などの他の光源を用いてもよいし、複合波長やブロードな光を用いてもよい。
集光ミラー１９５は、リング型のＬＥＤ光源１９１の光を記録媒体２のテストパターン形成領域に集光するためのものである。
【００３８】
吐出検査部１９は、入出力インターフェイス４６及びデータバス４７を介してＣＰＵ４２に接続されている。
図２（ａ）において、反射光認識手段としての反射光用ＣＣＤ１９２は、ＬＥＤ光源１９１から記録媒体２へ照射された光の記録媒体２からの反射光を受光して電気信号に変換して認識する撮像素子である。
また、図２（ｂ）において、透過光用ＣＣＤ１９３は、ＬＥＤ光源１９１から記録媒体２に照射された光の記録媒体２を透過した透過光を受光して電気信号に変換して認識する撮像素子である。
反射光用ＣＣＤ１９２と、透過光用ＣＣＤ１９３とは、使用する液体や記録媒体の種類などに応じて適宜に選定して利用することができる。すなわち、一回の吐出検査においては、反射光用ＣＣＤ１９２及び透過光用ＣＣＤ１９３のいずれか一方を使用する。
なお、反射光認識手段または透過光認識手段として用いる撮像素子はＣＣＤにかぎらず、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを用いた他の撮像素子を用いることもできる。
【００３９】
〔液滴吐出装置の電気制御系〕
次に、吐出検査部１９を含む液滴吐出装置６の電気制御系について説明する。図３は、液滴吐出装置６の電気制御ブロック図である。
図３に示すように、液滴吐出装置６は液滴吐出装置６の動作を制御する制御部としての制御装置４１を備えている。そして、制御装置４１はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４２と、各種情報を記憶する記憶部としてのメモリー４３とを備えている。
【００４０】
主走査駆動装置４４、主走査位置検出装置１０、副走査駆動装置４５、副走査位置検出装置１７は、入出力インターフェイス４６及びデータバス４７を介してＣＰＵ４２に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド２２を駆動するヘッド駆動回路４８、入力装置４９、表示装置５０も入出力インターフェイス４６及びデータバス４７を介してＣＰＵ４２に接続されている。
【００４１】
照射手段としてのＬＥＤ光源１９１、反射光認識手段としての反射光用ＣＣＤ１９２、及び、透過光認識手段としての透過光用ＣＣＤ１９３を含む吐出検査部１９は、入出力インターフェイス４６及びデータバス４７を介してＣＰＵ４２に接続されている。
【００４２】
主走査駆動装置４４はステージ９の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置４５はキャリッジ１６の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置１０がステージ９の位置を検出し、主走査駆動装置４４がステージ９を駆動することにより、ステージ９を所望の位置に移動及び停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検出装置１７がキャリッジ１６の位置を検出し、副走査駆動装置４５がキャリッジ１６を駆動することにより、キャリッジ１６を所望の位置に移動及び停止することが可能となっている。
【００４３】
入力装置４９は液滴２９を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、記録媒体２に液滴２９を吐出する座標を図示しない外部装置から受信して入力する装置である。表示装置５０は加工条件や作業状況を表示する装置であり、操作者は表示装置５０に表示される情報を基に入力装置４９を用いて操作を行う。
【００４４】
メモリー４３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には液滴吐出装置６における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト５１を記憶する記憶領域が設定される。さらに、記録媒体２上に吐出する吐出位置の座標データである吐出位置データ５２を記憶するための記憶領域も設定される。
【００４５】
他にも、液滴吐出ヘッド２２を駆動するときの駆動波形と吐出量の関係を示すデータである駆動電圧データ５３や液滴吐出ヘッド２２を駆動する駆動波形データ５４等の吐出条件を複数記憶するための記憶領域が設定される。さらに、吐出する各場所における駆動電圧のデータである吐出計画データ５５を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、ＣＰＵ４２のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種類の記憶領域が設定される。
【００４６】
ＣＰＵ４２は、メモリー４３内に記憶されたプログラムソフト５１に従って記録媒体２上の所定の位置に液滴２９を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、液滴吐出ヘッド２２から液滴２９を吐出して描画するための制御を行う描画制御部５６、吐出検査部１９により液滴吐出ヘッド２２の吐出検査を実行するための制御を行う吐出検査制御部１９０を有する。
描画制御部５６を詳しく分割すれば、描画制御部５６はステージ９を主走査方向へ所定の速度で走査移動させるための制御を行う主走査制御部５７を有する。他にも、描画制御部５６は液滴吐出ヘッド２２を副走査方向へ所定の副走査量で移動させるための制御を行う副走査制御部５８を有する。さらに、描画制御部５６は液滴吐出ヘッド２２内に複数あるノズルのうち、どのノズルに対応する液滴吐出ヘッド２２を作動させて液滴２９を吐出するかを制御する吐出制御部５９等といった各種の演算部や制御部を有する。なお、吐出制御部５９は、本実施形態の吐出検査において、透明インクにより形成したテストパターンの物理量を精度よく認識可能とするための適正な液体吐出量に制御する機能も有する。
また、吐出検査制御部１９０は、ＬＥＤ光源１９１を所定の位置に走査させて記録媒体２の液滴着弾位置にレーザー光を照射する制御を行うＬＥＤ制御部１９６と、レーザー光が照射された記録媒体２からの反射光を受光して撮像する反射光用ＣＣＤ１９２、または、透過光を受光して撮像する透過光用ＣＣＤ１９３の受光制御を行う受光制御部１９７を有する。
【００４７】
他にも、液滴吐出ヘッド２２及び吐出検査部１９により検知した確認用ドット（テストパターン）の着弾位置や着弾面積などの物理量（着弾特性）と、適正なドット物理量とのずれ量に基づいて補正値を取得し、描画制御部５６にフィードバックして、液滴吐出ヘッド２２が吐出する液滴２９の記録媒体２への着弾位置を補正する着弾特性補正制御部６０を有する。さらに、塗布領域に吐出する機能液２６の量と吐出特性から液体吐出ノズル２４から吐出する液滴２９の吐出量と吐出回数を設定する吐出条件設定部６１を有する。
この他にも、液滴２９を吐出する各場所における圧電素子２８の駆動波形を設定する吐出計画設定部６２を有する。
【００４８】
〔吐出検査方法〕
次に、上記した吐出検査部１９を備えた液滴吐出装置６による吐出検査方法について説明する。
まず、本実施形態の吐出検査において検出対象となる記録媒体について説明する。図４は、本実施形態で用いる記録媒体２の一例を模式的に説明する部分正断面図である。
図４において、本実施形態で用いる記録媒体２は、基材３２と、基材３２上に積層させたインク吸収層３３とを有している。
【００４９】
基材３２には種々の材料を適用することができる。本実施形態の吐出検査方法においては、吐出検査部１９の光認識手段として、反射光用ＣＣＤ１９２を用いるか、または、透過光用ＣＣＤ１９３を用いるかによって、適宜な基材３２用材料を選定することが好ましい。即ち、反射光用ＣＣＤ１９２を用いて記録媒体２からの反射光を認識して吐出検査を行なう場合は、基材３２は光を反射する材料、若しくは光を吸収する材料を用いることにより、反射光用ＣＣＤ１９２に対して良好な反射光を受光させることができ、また、透過光用ＣＣＤ１９３を用いて記録媒体２からの透過光を認識して吐出検査を行なう場合は、基材３２は光透過性の高い透明な材料を用いることにより、透過光用ＣＣＤ１９３に対して良好な透過光を受光させることができる。また、これとは逆に、使用する記録媒体２の基材３２の材質によって、吐出検査において反射光用ＣＣＤ１９２を用いるか、または、透過光用ＣＣＤ１９３を用いるかを決めることとしてもよい。
【００５０】
インク吸収層３３は、例えばＰＶＡなどの透明な接合剤（バインダー：ｂｉｎｄｅｒ）３４に、シリカやアルミナなどの粒子を分散させることにより多数の空隙セル３５が形成されている。このインク吸収層３３の接合剤３４の表面は極めて平滑であるが、分散させたシリカやアルミナの粒子により数μｍオーダー若しくはそれよりも小さい多数の空隙セル３５が形成されていることにより、液体などの水分を透過し得る。なお、空隙セル３５の粒径は、吐出検査において液滴を着弾させた記録媒体に照射する光の波長よりも十分に小さいものとする。例えば、波長が数百ｎｍの可視光を照射して吐出検査を行なう場合には、さらにその十分の一程度の数十ｎｍ程度の粒径の空隙セル３５を形成することが望ましい。
【００５１】
図５は、上記したインク吸収層３３を有する記録媒体２に着弾した液滴が浸透する様子を説明する模式図である。
図５において、上記構成の記録媒体２のインク吸収層３３の表面に、液滴吐出装置６の液滴吐出ヘッド２２から液体としての透明インク８２の液滴を着弾させる。この透明インク８２は、例えば、水分８３と、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリマー微粒子８４と、浸透剤等と、から構成された無色透明のものを用いることができる。インク吸収層３３表面に着弾した透明インク８２は、図５に模式的に示すように、インク吸収層３３の表面に固形成分としてのポリマー微粒子８４が残留する。即ち、インク吸収層３３の表面に着弾した透明インク８２は、インク吸収層３３内に分散された多数の空隙セル３５を通過して基材３２側に浸透しようとするが、このとき、分子量が低くて流動性の高い水分８３及び浸透溶剤が優先的に透過する。これにより、ポリマー微粒子８４は流動性が低下する。また、水分８３が失われることで、ポリマー微粒子８４が凝集を開始し粒径が増大するので、さらに流動性が低下する。その結果、透明インク８２中のポリマー微粒子８４は、浸透溶剤や水分８３の助けを借りてその一部がインク吸収層３３の鉛直方向下方の基材（３２）側に浸透されていくが、その大半はインク吸収層３３の表面及びインク吸収層３３の内部の表面近傍に残留し、定着される。
【００５２】
次に、上記構成の記録媒体２を用いた液滴吐出ヘッド２２の吐出検査方法について説明する。図６は、吐出検査方法の一実施形態を模式的に示すものであり、（ａ）は、記録媒体に着弾させた吐出検査用のパターンとしてのテストパターンの平面図、（ｂ）は、記録媒体２の正断面に対する吐出検査方法を説明する模式図である。なお、図６（ｂ）に示す記録媒体２おいて、図５で説明したインク吸収層３３の空隙セル３５は図示を省略する。
【００５３】
本実施形態の吐出検査では、まず、液滴吐出ヘッド２２から上記記録媒体２のインク吸収層３３の表面に液体（機能液）としての透明インク（８２）を吐出して吐出検査用のテストパターンを形成する。このときの機能液２６の吐出量は、図６に示すように、インク吸収層３３の表面に着弾した透明インク８２が上記したようにインク吸収層３３に浸透していってやがて定着されたときに、接合剤（３４）に多数の空隙セル（３５）が分散されたインク吸収層３３の厚み方向及び水平方向において、透明インク８２が充填された領域と透明インク８２が充填されない領域とが存在するように調整する。
図６において、インク吸収層３３に浸透し定着した透明インク（８２）は、着弾位置を中心として形成される特に充填率の高い多充填領域８２ａと、その多充填領域８２ａを囲むように形成される充填率の低い低充填領域８２ｂ、及び、略未充填の領域８２ｃを形成する。このとき、インク吸収層３３に対して透明インク（８２）が１０％〜９０％充填されている状態であれば、本実施形態の吐出検査方法において着弾した透明インク（８２）の物理量を検知することが可能である。
また、隣接する液体吐出ノズル（２４）から記録媒体２へ吐出された透明インク（８２）のドット同士は、着弾した透明インク（８２）がインク吸収層３３に浸透していく過程でやがてぶつかると互いに濡れ広がりを抑制し合い（図６（ａ）において低充填領域８２ｂ´の状態）、多充填領域８２ａにおいて多充填された状態に早い段階で到達する。このように、隣接するドット同士の着弾インクはインク吸収層３３への浸透において互いに影響し合うので、本実施形態の吐出検査方法におけるインク吐出量および吐出位置（着弾位置）の決定にあたっては注意が必要である。
【００５４】
次に、記録媒体２の透明インク８２が定着して形成されたテストパターンに向けてＬＥＤ光源１９１からレーザー光を照射する。
次に、ＬＥＤ光源１９１から照射された光の記録媒体２からの反射光を反射光用ＣＣＤ１９２により電気信号に変換して認識する。
そして、反射光用ＣＣＤ１９２により認識されたテストパターンの撮像データは、図示しない画像処理装置によって画像処理計算を行なうことにより、記録媒体２に着弾して定着した透明インク（８２）の着弾径（吐出量）や着弾位置などの物理量を算出することができる。このとき、図６（ｂ）に示すように、透明インク（８２）の多充填領域８２ａと低充填領域８２ｂとの境界、および、低充填領域８２ｂと略未充填の領域８２ｃとの境界を反射光用ＣＣＤ１９２により認識することができる。透明インク（８２）のテストパターンの吐出量や着弾位置などの物理量は、多充填領域８２ａからの実線矢印で示す強い反射光と、低充填領域８２ｂからの破線矢印で示す弱い反射光との屈折率の違いによる多充填領域８２ａと低充填領域８２ｂとの境界、または、低充填領域８２ｂの弱い反射光と略未充填の領域８２ｃからの図示しないさらに弱い反射光との屈折率の違いによる低充填領域８２ｂと略未充填の領域８２ｃとの境界を認識することにより検出することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、反射光用ＣＣＤを用いたが、透明インク８２が適量吐出されて形成された吐出検査用のテストパターンのレーザー光の反射光は肉眼でも認識することが可能である。肉眼の認識によっても、液滴吐出ヘッド２２のノズル目詰まりなどによるドット抜けの有無の判定などの吐出検査は十分に可能である。
【００５６】
また、吐出検査の結果、記録媒体２に着弾して定着した透明インク（８２）の着弾径（吐出量）や着弾位置などの物理量の算出値と、所定の適正物理量とのずれ量が許容範囲を越えた場合、着弾特性補正制御部６０により、テストパターンの着弾位置や着弾面積などの物理量（着弾特性）と、適正なドット物理量とのずれ量に基づいて補正値を取得し、描画制御部５６にフィードバックして、液滴吐出ヘッド２２が吐出する透明インク（８２）などの液体の記録媒体２上の吐出量や吐出位置などの物理量を補正することもできる。
【００５７】
上述したように、本実施形態によれば、カラーインクなどの視認可能な液体により形成されたテストパターンを光学的に認識する従来の吐出検査方法では視認または認識の困難な透明インク８２を用いた場合でも、テストパターンの視認または認識が可能になり、しかも、テストパターンの有無の検出（ノズル抜けの有無）にとどまらず、透明インク８２（液体）の着弾位置や着弾面積（吐出量）などの物理量を検出できることができる。すなわち、複雑で高価な光学系や画像処理装置を用いることなく、液体として透明インク８２を用いた場合でも、記録媒体２に着弾したテストパターンの物理量を検知して、液体吐出ノズル２４の高精度な吐出検査を行なうことができる。
【００５８】
また、本実施形態の液滴吐出装置６は、ＬＥＤ光源１９１から照射された光の記録媒体から光を認識する光認識手段として、記録媒体２からの反射光を認識する反射光認識手段としての反射光用ＣＣＤ１９２と、記録媒体２からの透過光を認識する透過光認識手段としての透過光用ＣＣＤ１９３とを備えている。
これにより、使用する液体や記録媒体の種類などに応じて、ＬＥＤ光源１９１から照射した光の記録媒体２からの反射光または透過光のいずれかを選定して認識することによりテストパターンの検査（吐出検査）を行なうことができる。
【００５９】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００６０】
例えば、本発明の液滴（液体）吐出検査装置、及び、それを用いた吐出検査方法は、インクジェット法による液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドに備わる液体吐出ノズルにおいて格別な効果を奏するが、インクジェットに限らず、例えば、ディスペンサーやマイクロピペットなどの、他の液体吐出ノズル、及び、それを備えた液体吐出装置における吐出検査にも適用することができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、液滴吐出ヘッド２２において、キャビティ２５を加圧する加圧手段に圧電素子２８を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板２７を変形させて加圧しても良い。他に、キャビティ２５内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液２６を気化させたり、機能液２６に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板２７を変形させて加圧しても良い。
【００６２】
また、上記の実施形態は、主として吐出検査部を備えた液体吐出装置と、それを用いた液体吐出方法における吐出検査方法について記載されているが、その中には、印刷装置、記録装置、液体の吐出装置、印刷方法、記録方法、液体の吐出方法、印刷システム、記録システム、コンピューターシステム、プログラム、プログラムを記憶した記憶媒体等の開示が含まれていることは言うまでもない。
【００６３】
また、一実施形態としてのプリンター等について上記のとおり説明したが、上記実施形態は、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。
【００６４】
また、上記実施の形態においては、液滴吐出装置６（インクジェットプリンター）の一例として、液体吐出ノズル２４を備えた液滴吐出ヘッド２２が記録媒体２に対して所定方向に移動して液体吐出ノズル２４から液体（透明インク８２）を吐出する所謂シリアルプリンターを挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、液体吐出ノズルを備えた移動しないラインヘッドに対して、所定方向に移動する記録媒体に液体吐出ノズルから液体を吐出するラインプリンターであってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
２…記録媒体、６…液体吐出装置としての液滴吐出装置、１１…載置面、１６…キャリッジ、１８…ヘッドユニット、１９…吐出検査部、２２…液滴吐出ヘッド、２３…ノズルプレート、２４…液体吐出ノズル、２５…キャビティ、２６…液体としての機能液、２７…振動板、２８…圧電素子、２９…液滴、３２…基材、３３…インク吸収層、３４…接合剤（ｂｉｎｄｅｒ）、３５…空隙セル、４１…制御装置、４２…ＣＰＵ、４３…メモリー、４４…主走査駆動装置、４５…副走査駆動装置、４６…入出力インターフェイス、４７…データバス、４８…ヘッド駆動回路、４９…入力装置、５０…表示装置、５１…プログラムソフト、５２…吐出位置データ、５３…駆動電圧データ、５４…駆動波形データ、５５…吐出計画データ、５６…描画制御部、５７…主走査制御部、５９…吐出制御部、６０…着弾特性補正制御部、６１…吐出条件設定部、６２…吐出計画設定部、８２…液体としての透明インク、８２ａ…多充填領域、８２ｂ…低充填領域、８２ｃ…略未充填の領域、８３…水分、８４…ポリマー微粒子、１９０…吐出検査制御部、１９１…照射手段としてのＬＥＤ光源、１９２…反射光認識手段としての反射光用ＣＣＤ、１９３…透過光認識手段としての透過光用ＣＣＤ、１９５…集光ミラー、１９７…受光制御部。
【図１】
2014091090.tif 000003
【図２】
2014091090.tif 000004
【図３】
2014091090.tif 000005
【図４】
2014091090.tif 000006
【図５】
2014091090.tif 000007
【図６】
2014091090.tif 000008