(57)【要約】  噴射装置が、液体の液滴を噴出するように配置された噴出ユニットを含み、ノズル（２２）と、ノズル（２２）に接続された液体ダクト（１６）と、ダクト内の液体中に音響圧力波を作り出すように配置された電気機械トランスデューサ（２６）とを含み、上記装置は、ダクト（１６）に供給される液体をフィルタするように配置されたフィルタ（３２）と、ダクト（１６）内の液体の特性を測定することによりフィルタ（３２）の閉塞状態を検出するように配置されたフィルタ状態検出システム（４８、５０、５２）とをさらに含み、フィルタ状態検出システム（４８、５０、５２）が、トランスデューサ（２６）の電気的応答を測定し、時間依存関数の形式で上記音響波により誘導される圧力変動を表す電気的応答の変化を記録し、上記関数に基づいてフィルタの閉塞状態を判断するように構成された回路を含むことを特徴とする。
2018509318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射装置であって、液体の液滴を噴出するように配置された噴出ユニットを含み、ノズルと、前記ノズルに接続された液体ダクトと、前記ダクト内の液体中に音響圧力波を作り出すように配置された電気機械トランスデューサとを含み、当該装置は、前記ダクトに供給される液体をフィルタするように配置されたフィルタと、前記ダクト内の液体の特性を測定することにより前記フィルタの閉塞状態を検出するように配置されたフィルタ状態検出システムと、をさらに含み、前記フィルタ状態検出システムが、前記トランスデューサの電気的応答を測定し、時間依存関数Ｐ（ｔ）の形式で前記音響圧力波により誘導される圧力変動を表す前記電気的応答の変化を記録し、前記関数Ｐ（ｔ）に基づいて前記フィルタの閉塞状態を判断するように構成された回路を含むことを特徴とする噴射装置。
【請求項２】
前記トランスデューサは圧電トランスデューサである、請求項１に記載の噴射装置。
【請求項３】
前記フィルタ状態検出システムは、液滴を吐き出させるように前記トランスデューサがエネルギーを与えられる期間の間、前記トランスデューサの電気的応答を測定するように構成される、請求項１又は２に記載の噴射装置。
【請求項４】
前記フィルタ状態検出システムは、前記フィルタの側から前記ダクトに液体を吸い込むように前記トランスデューサがエネルギーを与えられる期間の間、前記トランスデューサの電気的応答を測定するように構成される、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の噴射装置。
【請求項５】
前記フィルタ状態検出システムは、前記トランスデューサに適用される電圧パルスの振幅を変えるように構成される、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の噴射装置。
【請求項６】
噴射装置内のフィルタの閉塞状態を検出する方法であって、前記噴射装置は、液体の液滴を噴出するように配置された噴出ユニットを含み、ノズルと、前記ノズルに接続された液体ダクトと、前記ダクト内の液体中に音響圧力波を作り出すように配置された電気機械トランスデューサとを含み、前記装置は、前記トランスデューサの電気的応答を測定することができる回路をさらに含み、
‐  前記ノズルから液滴を噴出して前記ダクト内の液体の増加した需要を作り出すステップと、
‐  別の液滴を噴出することの有無にかかわらず、前記トランスデューサにエネルギーを与えることにより前記噴出ユニットの前記ダクト内に音響圧力波を作り出すステップと、
‐  時間依存関数Ｐ（ｔ）の形式で、前記音響圧力波により誘導される圧力変動を表す前記トランスデューサの電気的応答の変化を記録するステップと、
‐  前記関数Ｐ（ｔ）に基づいて前記フィルタの閉塞状態を判断するステップと、
により特徴付けられる方法。
【請求項７】
複数の噴出ユニットを含む噴射装置内のフィルタの閉塞状態を検出する方法であって、前記噴出ユニットの各々は、液体の液滴を噴出するように配置され、ノズルと、前記ノズルに接続された液体ダクトと、前記ダクト内の液体中に音響圧力波を作り出すように配置された電気機械トランスデューサとを含み、前記装置は、前記トランスデューサの電気的応答を測定することができる回路をさらに含み、
‐  前記ノズルから液滴を噴出するように同時に前記噴出ユニットの複数のトランスデューサを活性化して、少なくとも１つの噴出ユニットのダクト内の液体の増加した需要を作り出し、これにより前記少なくとも１つの噴出ユニットのダクト内の音響圧力波をさらに作り出すステップと、
‐  時間依存関数Ｐ（ｔ）の形式で、前記音響圧力波により誘導される圧力変動を表す前記トランスデューサの電気的応答の変化を記録するステップと、
‐  前記関数Ｐ（ｔ）に基づいて前記フィルタの閉塞状態を判断するステップと、
により特徴付けられる方法。
【請求項８】
複数の噴出ユニットを含む噴射装置内のフィルタの閉塞状態を検出する方法であって、前記噴出ユニットの各々は、液体の液滴を噴出するように配置され、ノズルと、前記ノズルに接続された液体ダクトと、前記ダクト内の液体中に音響圧力波を作り出すように配置された電気機械トランスデューサとを含み、前記装置は、前記トランスデューサの電気的応答を測定することができる回路をさらに含み、
‐  前記ノズルから液滴を噴出するように同時に前記噴出ユニットの複数のトランスデューサを活性化して、少なくとも１つの噴出ユニットのダクト内の液体の増加した需要を作り出すステップと、
‐  別の活性化パルスにより前記少なくとも１つの噴出ユニットのトランスデューサを活性化して、前記少なくとも１つの噴出ユニットのダクト内に音響圧力波を作り出すステップと、
‐  時間依存関数Ｐ（ｔ）の形式で、前記音響圧力波により誘導される圧力変動を表す前記トランスデューサの電気的応答の変化を記録するステップと、
‐  前記関数Ｐ（ｔ）に基づいて、前記フィルタの閉塞状態を判断するステップと、
により特徴付けられる方法。
【請求項９】
前記活性化パルスは、前記圧力波を作り出すのに十分であるが液滴を噴出するのに十分でない振幅を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの第１のトランスデューサが、液滴を噴出するように活性化され、少なくとも１つの第２のトランスデューサが、休止のまま保たれ、前記第１のトランスデューサにより作り出される圧力波により誘導される電気的応答の変化を測定することにのみ使用される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
所定の振幅を有する活性化パルスで前記トランスデューサにエネルギーを与えるステップと、時間の関数Ｐ（ｔ）として前記トランスデューサの電気的応答の変化を記録するステップと、前記関数Ｐ（ｔ）を解析して液滴が吐き出されたか否かを決定するステップと、前記活性化パルスの振幅と前記決定の結果とに基づいて前記フィルタの閉塞状態を判断するステップと、を含む請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記噴射装置はインクジェット印刷ヘッドであり、当該方法は、前記印刷ヘッドがメンテナンスステーションにある間に実行される、請求項６乃至１１のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記噴射装置はインクジェット印刷ヘッドであり、当該方法は、前記印刷ヘッドが動作している間に実行され、インクの需要が、記録媒体に印刷することにより作り出される、請求項６乃至１１のうちいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射装置に関し、上記噴射装置は、液体の液滴を噴出するように配置された噴出ユニットを含み、ノズルと、ノズルに接続された液体ダクトと、ダクト内の液体中に音響圧力波を作り出すように配置された電気機械トランスデューサとを含み、上記装置は、ダクトに供給される液体をフィルタするにように配置されたフィルタと、ダクト内の液体の特性を測定することによりフィルタの閉塞状態を検出するように配置されたフィルタ状態検出システムとをさらに含む。
【０００２】
より具体的に、本発明は、インクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００３】
電気機械トランスデューサは、例えば、ダクトの壁の一部を形成するトランスデューサとして動作する噴出ユニットの圧電トランスデューサ又はアクチュエータであり得る。電圧パルスがトランスデューサに適用されるとき、このことは、トランスデューサの機械的変形を引き起こす。結果として、ダクト内の液体インク中に音響圧力波が作り出され、この圧力がノズルに伝搬するとき、インク液滴がノズルから吐き出される。
【０００４】
典型的に、噴射装置又は印刷ヘッドは多数の噴出ユニットを含み、該噴出ユニットは、個々に制御可能であり、共通のフィルタを介してインクが供給される。フィルタは、噴出ユニットへの汚染物の進入を防止する目的を有する。しかしながら、延長された動作の過程で、フィルタはそれ自体、汚染物によって詰まった状態になる可能性があり、したがって、インクの流れがよりいっそう閉塞される。この閉塞があるレベルに到達するとき、ノズルにより消費されるインクは、特に複数のノズルが同時に始動されるとき、例えば実線又はベタ領域が印刷されているときに、消費されているインクが十分高速に置換されることができず、ダクト内のインク中の圧力降下が結果としてもたらされる。結果として、液滴生成処理が不安定になる可能性がある。
【０００５】
米国特許第7,052,117号明細書は、上記で示されたタイプの噴射装置を開示しており、フィルタの閉塞状態は、フィルタにわたり液体圧力降下を測定することによって監視される。
【０００６】
欧州特許出願公開第1378359号明細書及び欧州特許出願公開第1378360号明細書は、圧電トランスデューサの電気インピーダンスを測定する電子回路を含むインクジェットプリンタを説明している。トランスデューサの本体が変形され、あるいは外部の機械的ひずみに晒されるとき、トランスデューサのインピーダンスが変更されるので、上記インピーダンスは、ダクト内の液体がトランスデューサに与える反力の尺度として使用することができる。結果として、インピーダンス測定は、トランスデューサにより生成されているか又は生成された音響圧力波により引き起こされるインクの圧力変動を監視することに使用することができる。
【０００７】
インピーダンス測定は、連続した電圧パルス間の間隔中に実行することができる。その場合、インピーダンス変動は、液滴が噴出された後にダクト内で徐々に衰退していく音響圧力波を示す。この情報は、それから、次の電圧パルスの振幅を適合させることに使用することができる。
【０００８】
欧州特許出願公開第1013453号明細書に説明されているように、インピーダンス測定、及びダクト内の圧力波の監視は、プリンタの動作を中断することなくインクダクトの故障を検出することにさらに利用することができる。例えば、インクダクト内の気泡は、音響波の減衰パターン内に特徴的サインを引き起こすことになる。同様に、ダクトが固形粒子により（部分的に）閉じられる場合、このことは、より低い周波数、より小さい初期振幅、及びより強い減衰特性を有するインピーダンス信号を結果としてもたらすことになる。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一目的は、冒頭の段落に説明されたタイプの噴射装置を提供することであり、フィルタ状態検出システムは、簡素化された設計を有する。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に従い、フィルタ状態検出システムは、トランスデューサの作動の後に電気的応答を測定し、時間依存関数Ｐ（ｔ）の形式で音響波により誘導される圧力変動を表す電気的応答の変化を記録し、上記関数Ｐ（ｔ）に基づいてフィルタの閉塞状態を判断するように構成された回路を含む。
【００１１】
本発明の文脈における電気的応答は、電流、電圧、電気インピーダンス、及び同様のもの（派生した数量）とみなすことができる。
【００１２】
フィルタは通常、トランスデューサをノズルに接続するインクダクトの一部から離れて配設されるが、フィルタの閉塞状態は、このことにかかわらずダクト内の音響圧力波の挙動に測定可能な影響を与え、したがって、フィルタの状態は、測定された圧力変動の時間依存性を解析することにより判断できることを、本願発明者は見出した。
【００１３】
よって、本発明は、フィルタにわたり圧力降下を測定するために特定の検出器が必要とされないという利点を有する。噴射装置が、トランスデューサの電気的応答が他の目的のため、例えばパルス振幅をフィードバック制御するためにいずれにせよ測定されるタイプのものであるとき、フィルタ状態検出システムは、インピーダンスを測定するのにすでに利用可能である電子回路に大きく依存することができる。
【００１４】
本発明の有用な詳細及び好適な実施形態が、従属請求項に示される。
【００１５】
フィルタの閉塞状態を検出する方法が、独立請求項において請求される。
【００１６】
フィルタの状態は、プリンタが動作していない期間の間、例えば、プリンタの起動期間の間、又は、印刷ヘッドがメンテナンス動作下にある時間の間に、時々チェックすることができる。好ましくは、すべてのノズル、又は少なくとも多数のノズルが、大きなインク需要を作り出すように同時に始動される。それから、フィルタがある程度詰まったとき、このことは、インクダクト内の大幅な圧力降下と、結果として、音響波の挙動の検出可能な変化とを引き起こす。
【００１７】
代替的な一実施形態において、状態チェックは、プリンタが動作している間でさえ実行することができる。典型的に、プリンタがイメージを印刷するのに使用されるとき、多数のノズルが同時に始動される場合があることになり、なぜならば、イメージの黒の実線又は黒のベタ領域が印刷される必要があるからである。このとき、少なくとも１つの噴出ユニットのトランスデューサの電気的応答を監視することによって、フィルタの閉塞状態がインクダクト内の圧力降下を引き起こしているかどうかをチェックすることができる。
【００１８】
電気的応答測定は、電圧パルスがトランスデューサに適用される時間の間か、又は、後続の電圧パルスとの間の間隔内で実行することができる。ノズルは典型的に、高いイメージ解像度を得るために小さい間隔で配置されるので、多くの場合、種々の噴出ユニット間に、ある量のクロストークが存在することになる。結果として、それ自体作動されていないが近隣ノズル内で生成された圧力変動をただ感知するトランスデューサの電気的応答変動を監視することがさらに可能である。
【００１９】
フィルタの閉塞状態を解析することに使用できる圧力波を作り出すために、液滴を生成することさえ全く必要でない。ダクト内のインクをちょうど揺れさせ、しかし液滴を吐き出すのに十分でない振幅を有するいわゆる始動前パルス（pre-fire  pulse）をトランスデューサに適用することで、十分である。上記始動前パルスは、液滴が噴出されない間隔の間にノズルを清潔に保つために、いずれにせよ頻繁に適用される。
【００２０】
考えられるところでは、フィルタの詰まりがインクダクト内の圧力降下を引き起こしたとき、より高い振幅を有する電圧パルスが、液滴を吐き出すのに必要とされる。液滴が実際に吐き出されたという事実は、音響波を記述する時間関数内で、特徴的サインによって明らかにされる。結果として、フィルタ状態は、電圧パルスの振幅を変えることと、それから、検出された波パターンに基づいていずれが液滴が噴出された最小電圧振幅であったかをチェックすることとによって、さらにチェックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
次に、本発明の実施形態例が図面と関連して説明される。
【図１】本発明に従う噴射装置の機械的部分の断面図であり、上記装置を制御しかつ監視する電子回路を有する。
【図２Ａ】噴射装置のトランスデューサに適用される電圧パルスのシーケンスを示す時間図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されるパルスのうち１つにより刺激された音響圧力波を例示する時間図である。
【図３】複数のノズルを有する噴射装置の、部分的に断面の透視図である。
【図４】噴射装置の一部の拡大断面図であり、ノズル内の液体メニスカスの異なる状況を示す。
【図５】噴射装置の一部の拡大断面図であり、ノズル内の液体メニスカスの異なる状況を示す。
【図６】本発明に従う噴射装置の動作の異なるモードを示すフロー図である。
【図７】本発明に従う噴射装置の動作の異なるモードを示すフロー図である。
【図８】本発明に従う噴射装置の動作の異なるモードを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、インクジェット印刷ヘッドの１つの噴出ユニットが示されている。印刷ヘッドは、本発明に従う噴射装置の一例を構成する。上記装置は、ウェーハ１０及び支持部材１２を含み、上記ウェーハ１０及び支持部材１２は、薄い柔軟な膜１４の対向の側に接合される。
【００２３】
インクダクト１６を形成する凹所が、膜１４に連動するウェーハ１０の面に、例えば、図１において底面に形成される。インクダクト１６は、本質的に長方形の形状を有する。図１において左側の端部分は、インク供給ライン１８に接続される。インク供給ライン１８は、ウェーハの厚さ方向においてウェーハ１０を通過し、インクダクト１６に液体インクを供給するのに役立つ。
【００２４】
図１において右側の、インクダクト１６の対向端は、膜１４内の開口をとおしてチャンバ２０に接続される。チャンバ２０は、支持部材１２内に形成され、支持部材の底面に形成されたノズル２２へ開いている。
【００２５】
膜１４に隣接して、チャンバ２０とは分離されて、支持部材１２は別の空洞２４を形成し、空洞２４は、膜１４に接合された圧電アクチュエータ２６を収容する。
【００２６】
インク供給ライン１８は、インクダクト１６をインクバッファ２８（ダウンストリームインクバッファ）に接続する。インクバッファ２８は、フィルタ３２によってもう１つのインクバッファ３０（アップストリームインクバッファ）から分離される。
【００２７】
バッファ２８及び３０、インク供給ライン１８、インクダクト１６、チャンバ２０、及びノズル２２は、液体インクで満たされる。ここで示されていないインク供給システムが、この液体インクの圧力を大気圧によりわずかに下に、例えば−１０００Ｐａの相対圧力で保って、インクがノズル２２から漏れ出すのを防止する。ノズルオリフィス内で、液体インクはメニスカス３４を形成する。
【００２８】
圧電トランスデューサ２６は電極を有し、上記電極は、図１の下部に示されている電子回路に接続される。図示される例において、トランスデューサの１つの電極は、ライン３６及び抵抗器３８を介して接地される。トランスデューサの別の電極は、フィードバックネットワーク４２を介してフィードバック制御される増幅器４０の出力に接続され、したがって、トランスデューサに印加される電圧Ｖは、増幅器の入力ライン４４上の信号に比例することになる。入力ライン４４上の信号は、Ｄ／Ａコンバータ４６により生成され、Ｄ／Ａコンバータ４６は、ローカルデジタルコントローラ４８からデジタル入力を受信する。コントローラ４８は、プロセッサ５０に接続される。
【００２９】
インク液滴がノズル２２から吐き出されるべきであるとき、プロセッサ５０はコントローラ４８にコマンドを送信する。コントローラ４８はデジタル信号を出力し、上記デジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ４６及び増幅器４０に、トランスデューサ２６に電圧パルスを適用させる。上記電圧パルスは、屈曲モードにおいてトランスデューサを変形させる。より具体的に、トランスデューサ２６は下方に曲がるようにされ、したがって、トランスデューサ２６に接合された膜１４もまた下方に曲がって、これにより、インクダクト１６の体積は増加することになる。結果として、さらなるインクが供給ライン１８を介して吸い込まれる。それから、電圧パルスが再度オフに落ちるとき、膜１４は曲がって元の様子に戻り、したがって、正の音響圧力波がダクト１６内の液体インク中に生成される。上記圧力波は、ノズル２２に伝搬し、インク液滴を吐き出させる。
【００３０】
トランスデューサ２６の電極は、Ａ／Ｄコンバータ５２にさらに接続され、Ａ／Ｄコンバータ５２は、トランスデューサにわたる電圧降下と、さらに抵抗器３８にわたる電圧降下と、これにより暗黙的にトランスデューサを流れる電流とを測定する。対応するデジタル信号がコントローラ４８に転送され、コントローラ４８は、上記信号からトランスデューサ２６のインピーダンスを導出することができる。測定された電気的応答（電流、電圧、インピーダンス等）は、プロセッサ５０に信号伝達され、プロセッサ５０において、電気的応答は、以下に説明されるようにさらに処理される。
【００３１】
液滴をノズル２２から吐き出させた音響波は、開いたノズルで（位相反転の状態で）反射され、ダクト１６に伝搬して戻ることになる。結果として、液滴が吐き出された後でさえ、徐々に減衰する音響圧力波がダクト１６内に依然として存在し、対応する圧力変動が膜１４及びアクチュエータ２６へ屈曲応力を与える。圧電トランスデューサの上記機械的ひずみは、トランスデューサの電気的応答につながり、この電気的応答は、上記で説明された電子回路で測定することができる。測定された電気的応答は、音響波の圧力変動を表し、ゆえに、上記圧力変動を説明する時間依存関数Ｐ（ｔ）を導出するのに使用することができる。
【００３２】
図２Ａは、時間ｔの関数としてトランスデューサ２６に適用される電圧Ｖ（任意の単位における）を示す。
【００３３】
時間期間Ｓ（吸込み期間）を有する方形パルス５４がトランスデューサに適用されるとき、トランスデューサは下方に曲がり、したがってインクが吸い込まれる。パルス５４間の間隔は、時間期間Ｆ（始動期間）を有し、液滴を吐き出すための正の圧力波を作り出す実際の活性化パルスを形成する。電圧パルスの振幅は、吸込み期間Ｓの間に印加される電圧Ｖと始動期間Ｆの間に印加される電圧とにおける差として定義される。
【００３４】
図２Ｂには、関数Ｐ（ｔ）により表される、結果として生じる圧力変動が、パルス５４間の始動期間Ｆについて示される。
【００３５】
トランスデューサ２６の分極（polarization）及び初期状況に依存して、トランスデューサに適用される電圧は、始動期間Ｆの間、又は吸込み期間Ｓの間、又は双方の期間の間、非ゼロであり得ることが理解される。
【００３６】
吸込み期間Ｓの間にトランスデューサの電気的応答を測定することが可能である。
【００３７】
プロセッサ５０は関数Ｐ（ｔ）を記録し、それから、上記関数Ｐ（ｔ）は、フィルタ３２の状況を判断するためにさらに解析することができる。
【００３８】
図３に示されるとおり、印刷ヘッド全体は、複数のノズル２２をその関連した複数の液滴噴出ユニットと共に有する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）により形成され、上記液滴噴出ユニットは、各々がその独自のインクダクト１６及びトランスデューサ２６を有する。図３に示される非限定的な例において、ノズル２２は、２つの平行な行において配置される。
【００３９】
しかしながら、インクバッファ２８、３０、及びフィルタ３２は、多数のノズルに対して共通である。
【００４０】
同様に、プロセッサ５０が、複数のトランスデューサ２６を制御するように配置されてもよい。
【００４１】
噴出ユニットのインクダクト１６に供給されるインクは、フィルタ３２の微細な穴を通って流れる必要がある。インクが固形粒子の形態の汚染物を含むとき、これらは徐々にフィルタを詰まらせる可能性があり、したがって、動作の過程において、フィルタ３２はインクダクトに対するインクの流れをだんだん閉塞させることになる。結果として、多数のノズル２２が同時に始動されて（fired）おり、インクの消費が対応して高いとき、このことは、インクダクト１６内の圧力降下を引き起こす可能性がある。例えば、圧力が、−１０００Ｐａから−１５００Ｐａに降下する可能性がある。
【００４２】
結果として、図４及び図５に示されているとおり、ノズル２２内に存在するインクはある程度吸い込まれて戻ることになり、したがって、メニスカスが内向きに動く。図４は、インクダクト１６内に−１０００Ｐａの圧力を有する通常の状況を示し、図５は、フィルタ３２が詰まり、圧力が−１５００Ｐａに降下した場合を例示する。上記例において、いわゆるノズル面を形成する支持部材１２の底面は、対濡れ（anti-wetting）コーティングを有し、これに対し、ノズル２２の内壁はインクにより濡れてもよいことが仮定される。結果として、メニスカス３４は図４において外向きに膨らみ、しかし、メニスカスがノズルへ引っ込められるとき、このメニスカスは図５におけるように内向きに膨らむことになる。
【００４３】
フィルタ詰まりによって引き起こされたインクダクト１６内の圧力降下は、図２Ｂに示された関数Ｐ（ｔ）の形状に影響を与え、音響圧力波の挙動を反映する。この効果を利用して、関数Ｐ（ｔ）を解析することにより圧力降下を検出することができる。
【００４４】
例えば、正の圧力波がパルス５４の終わりに生成されるとき、上記圧力波はノズル２２に進み、ノズル２２において該圧力波はメニスカス３４で反射され、それからトランスデューサ２６に戻る。図５の場合、波が進まなければならない合計距離は、図４におけるものより短く、このことは、波の「エコー」がいくらかより早くトランスデューサ２６で検出可能であるという結果を有する。
【００４５】
さらに、実際面で、関数Ｐ（ｔ）は純正弦波でなく、しかしより高い調波を含む。特に、液滴が吐き出され、新しいメニスカスがノズルオリフィス内に形成されるとき、このことは、より高い周波数の幅広いスペクトルを刺激する突然の圧力変化を引き起こす。スペクトル内のある周波数成分が、インクダクト１６の壁部により１つの部分に対して、及びメニスカス３４によりもう１つの部分に対して境界を定められた空洞内で、共振することになる。ゆえに、図４及び図５におけるメニスカス３４の異なる位置は、「ミスチューニング」、すなわち共振周波数の変化を結果としてもたらし、このこともまた、インクダクト内の圧力降下を判定するために解析することができる。
【００４６】
関数Ｐ（ｔ）が、吸込み期間Ｓの間、すなわちパルス５４中にさらに記録されるとき、急な圧力降下がパルス５４の始めに観察されることになり、この降下は、フィルタ３２が詰まるとき、より大幅に言明されることになる。
【００４７】
すべての上記効果は、圧力及び電気的応答における変動を説明する関数Ｐ（ｔ）を解析することによってフィルタ３２の閉塞の様子を判断することを可能にする基準を提供する。
【００４８】
しかしながら、インクダクト１６内の圧力降下は、インクの消費が特に高かった、すなわち多数のノズル２２が同時に始動されたときの直後に発生する、単に一時的な現象であろう。インクの消費がより低いとき、フィルタ３２は、インクがインクダクトに流れることを可能にし、したがって、圧力降下は、ある時間の後に消失することになる。
【００４９】
測定可能な圧力降下を作り出す１つの可能性が、十分な数のノズル２２を同時に始動させることである。図６に、この原理に基づいたフィルタ状態のテスト方法が例示される。
【００５０】
図６に示されるテスト手順は、プリンタが動作していない間に実行される。ステップＳ１において、印刷ヘッドが、記録媒体を支持する印刷面から外れている（offset）プリンタのメンテナンスステーションに移動される。好都合には、フィルタテストは、ノズル及びノズル面が清掃されるメンテナンス動作のために印刷ヘッドがいずれにせよメンテナンスステーションに移動されるとき、その時間に実行されてもよい。
【００５１】
プリンタがメンテナンスステーションにあるとき、少なくとも１つの噴出ユニットのトランスデューサ２６がステップＳ２において活性化され（activated）て音響波を生成し、関数Ｐ（ｔ）により与えられる対応した圧力変動が測定され、記録され、振動の周波数ｆ０が決定される。振動の周波数は、図２Ｂに示された振動周期１／ｆの逆数であることが留意されるべきである。ステップＳ２において決定される周波数ｆ０は、インクダクト内でのインクの不足がなく、かつ圧力が−１０００Ｐａの名目値（nominal  value）であるときに取得される振動周波数である。
【００５２】
それから、ステップＳ３において、すべてのノズル２２（又は、少なくとも多数のノズル）が同時に始動されて、インク需要の突然の増大と、フィルタが相当な程度詰まっている場合には結果として圧力降下とを生み出す。
【００５３】
それから、圧力が上記名目値に戻る前、関数Ｐ（ｔ）はステップＳ４において再度記録され、上記関数の振動周波数ｆ１が決定される。ステップＳ４が、ノズルがステップＳ３内で始動された直後、依然として同じ始動期間Ｆ内で実行されて、その期間内の圧力変動が観察されてもよい。一代替手段として、少なくとも１つの又は少数のノズルを２回目に始動させて、新しい圧力波を生成し、それからノズルのための関数Ｐ（ｔ）を測定することが可能である。いずれの場合も、振動周波数ｆ１は、フィルタが詰まっている場合にインクダクト内の圧力が名目値の−１０００Ｐａを下回るであろう状況下で取得される。
【００５４】
それから、ステップＳ４及びＳ２において取得された周波数ｆ１及びｆ０は互いに比較される。その差が、ある閾値Ｔｈ１より大きいとき、このことは、圧力降下が実際に発生したことを示し、フィルタが詰まっていることを示すエラー信号が、ステップＳ６において送信される。
【００５５】
一方、上記周波数差がＴｈ１より小さいとき、このことは、周波数の相当なシフトを引き起こすのに十分なほど圧力降下が大きくはなかったことを意味する。フィルタの状況は依然として受け入れ可能であり、その上で、エラー信号を送信することなくテスト手順は停止される。
【００５６】
ステップＳ２〜Ｓ６は、印刷ヘッドがメンテナンスステーションにある間に実行されるので、ステップＳ３において、及び可能性として再度ステップＳ４において噴出されるインク液滴は、記録媒体に着色せず、しかしメンテナンスステーション内で収集することができる。しかしながら、ステップＳ４においてインク液滴を実際に噴出する必要はないことが観察されるであろう。圧力変動を刺激するためには、インク液滴を噴出するのに十分でない、より小さい振幅を有する電圧パルスを適用することで十分であり得る。
【００５７】
測定ステップＳ２及びＳ４は、すべてのノズルについて、又は少数の選択されたノズルについて、又はさらには１つのノズルだけについて実行されてもよい。フィルタの詰まりの様子が局所的に変わる可能性があるので、複数のインクダクト１６のうちいくつかに対するインクの流れが、同じ印刷ヘッドに対して他のインクダクトに対する流れよりもより閉塞される可能性がある。上記の理由で、印刷ヘッド全体にわたり分散された複数のノズルについて測定を実行することは有用であり得る。
【００５８】
図７は、印刷ヘッドが動作している間さえ実行可能な一代替的なテスト手順を例示する。このことを象徴するために、図７のフロー図はステップＳ１０の「印刷を継続する」で始まる。
【００５９】
後続のステップＳ１１は、休止ノズル、すなわち、数秒又は数ミリ秒の時間間隔の間に始動されなかったノズルの数Ｎｓを数えることを含む。上記数秒又は数ミリ秒は、フィルタがひどく詰まっているときでさえ、インクがインクダクト１６に流れるのに十分な時間を有したことを保証するほど十分長く、したがって、圧力降下は予期されないことになる。それから、ステップＳ１２において、数えられた数Ｎｓがある閾値Ｔｓより大きいかどうかがチェックされる。このことが当てはまらない場合（Ｎ）、ステップＳ１２は、条件が満たされるまで繰り返される。
【００６０】
指定された時間間隔の間、十分な数のノズルが休止していた場合（Ｙ）、ステップＳ１３において、関数Ｐ（ｔ）が少なくとも１つのノズルについて記録され、対応する振動周波数ｆ０が決定される。ゆえに、周波数ｆ０は、圧力降下が存在しない場合に適用される参照値として使用することができる。
【００６１】
それから、次のイメージラインが印刷されているとき、そのラインを印刷する命令で同時に始動されるノズルの数ＮｆがステップＳ１４において数えられる。
【００６２】
ステップＳ１５において、数えられた数Ｎｆが閾値Ｔｆより大きいかどうかがチェックされる。このことが当てはまらない場合（Ｎ）、ステップＳ１５は、条件が満たされるまで繰り返される。
【００６３】
Ｎｆが閾値Ｔｆより大きい場合（Ｙ）、このことは、インクの消費がかなり高く、フィルタが詰まっている場合に圧力降下が予期されるであろうことを意味する。それから、関数Ｐ（ｔ）が、ステップＳ１６において少なくとも１つのノズルについて再度記録され、上記関数の振動周波数ｆ１が決定される。
【００６４】
ステップＳ１７において、周波数差ｆ１−ｆ０が閾値Ｔ（Ｎｓ，Ｎｆ）より大きいかどうかがチェックされる。この閾値は可変であり、数えられた数Ｎｓ及びＮｆに依存する。Ｎｓ及びＮｆが高いとき、このことは、かなり小さい電圧降下がもしあればステップＳ１３において予期されることになり、しかし大きい電圧降下がステップＳ１５において予期されるはずであり、したがって、フィルタがほんの中程度詰まっているときでさえ、周波数差は大きいであろうことを意味する。上記の場合、閾値は、比較的高いはずである。対照的に、Ｎｓ及びＮｆが比較的小さいとき、閾値は低められるはずであり、なぜならば、より小さい周波数差でさえ、フィルタの大幅に詰まった様子を示すことになるからである。
【００６５】
ステップＳ１７における結果に依存して、上記手順は、ステップＳ１８においてエラー信号を送信するか、又はエラー信号を送信することなく、終了する。
【００６６】
図８は、プリンタが動作している間に実行され得るテスト手順の別の実施形態を例示する。ステップＳ２０、Ｓ２２、及びＳ２５は、図７におけるステップＳ１０、Ｓ１２、及びＳ１５と同等である。
【００６７】
ステップＳ２６において、閾値Ｔｐは、数えられた数Ｎｓ及びＮｆから算出される。閾値Ｔｐは、少なくとも１つのノズルのトランスデューサに適用されるべき電圧パルスの振幅を指定する。液滴が上記ノズルから噴出されることになるかどうかは、電圧パルスの高さに、及びインクダクト１６内の圧力降下に依存する。フィルタが、受け入れ可能と受け入れ不能との間の限界を示す程度詰まっていると仮定して、予期される電圧降下（数ＮｓがステップＳ２２において数えられた時と、数ＮｆがステップＳ２５において数えられた時との、圧力における差）は、数Ｎｓ及びＮｆから算出することができる。所与の圧力降下について、いずれの振幅の電圧パルスが液滴を吐き出すのに最小限必要とされるかが分かる。圧力降下が、数Ｎｓ及びＮｆにより示されるのと同じくらい大きいとき、閾値Ｔｐは、液滴を噴出するのに十分であろう最小電圧パルスの振幅に設定される。
【００６８】
それから、振幅Ｔｐを有する電圧パルスがステップＳ２７において少なくとも１つのトランスデューサに適用され、圧力変動が監視される。
【００６９】
ステップＳ２８において、監視された圧力変動に基づいて、液滴が噴出されたか否かが（例えば、圧力振動におけるより高い調波を検出することにより）決定される。
【００７０】
液滴が噴出されなかったとき（Ｎ）、このことは、圧力降下がかなり大きかったことと、フィルタの詰まり状況が受け入れ可よりも悪いこととを意味する。その場合、エラー信号がステップＳ２９において送信される。一方、液滴が噴出されたとき、このことは、圧力降下がより小さく、フィルタの詰まりは依然として受け入れ可能であることを意味する。その場合、テストは、エラー信号を送信することなく終了する。
【００７１】
好ましくは、ステップＳ２７における電圧パルスは、比較的少数のノズルにのみ適用され、したがって、これらノズルが液滴を噴出するときでさえ、かなり少数のわずかなインクドットのみが記録媒体上に形成されることになり、これらドットはほとんど視認できず、したがって、イメージ品質は実質的に損なわれない。
【００７２】
修正された一実施形態において、図８におけるのと同じ原理に基づくテストが、印刷ヘッドがメンテナンスステーションにある間にさらに実行されてもよく、このことは、所望に応じてＮｓ（＝０）及びＮｆ（すべてのノズル）を設定することを可能にする。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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