(57)【要約】【課題】ノズル吐出異常の検査を隣接ノズルのクロストークの影響有無を含めて行う場合に、インクの消費を抑えた吐出異常検査方法を提供する。【解決手段】複数のノズル４１から液滴を吐出してパターンの記録形成を行う液滴吐出状態検査方法であって、１つのノズルを液滴吐出駆動させる第１の吐出ステップと、１つのノズルを液滴吐出駆動させると共に、隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させる第２の吐出ステップと、第１の吐出ステップ、及び第２の吐出ステップにおいて、１つのノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、１つのノズルの吐出状態が正常であると判断する判断ステップと、を含む。【選択図】図１１
2016112554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから液滴を吐出してパターン形成を行う液滴吐出装置の液滴吐出状態検査方法であって、
前記複数のノズルのうちの１つのノズルを液滴吐出駆動させる第１の吐出ステップと、
前記１つのノズルを液滴吐出駆動させると共に、当該ノズルに隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させる第２の吐出ステップと、
前記第１の吐出ステップ、及び前記第２の吐出ステップにおいて、前記１つのノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、前記１つのノズルの吐出状態が正常であると判断する判断ステップと、
を含むことを特徴とする液滴吐出状態検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出状態検査方法において、
前記第１の吐出ステップにおいて液滴吐出させるノズルの駆動信号の位相と、前記第２の吐出ステップにおいて液滴吐出しない状態で微駆動させるノズルの駆動信号の位相とを揃えたことを特徴とする液滴吐出状態検査方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液滴吐出状態検査方法において、
前記第２の吐出ステップにおいて液滴吐出しない状態で微駆動させるノズルの駆動信号の振幅の上限値を求め、その上限値を用いて前記ノズルを微駆動させることを特徴とする液滴吐出状態検査方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の液滴吐出状態検査方法において、
形成しようとするパターンに対応する前記各ノズルの液滴吐出条件を予め算出するステップと、
前記各ノズルの液滴吐出条件に対応するノズル駆動条件を算出するステップと、
前記第１、及び第２の吐出ステップを、前記各液滴吐出条件、及びノズル駆動条件を予め算出するステップの結果に基づき実施するステップと、
を含むことを特徴とする液滴吐出状態検査方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の液滴吐出状態検査方法において、
液滴吐出状態が正常でないと判断された吐出異常ノズルを特定する情報を、検査の都度記憶する記憶手段を有し、
所定回の液滴吐出状態検査を実施する毎に、前記記憶手段に記憶された情報に基づき吐出異常ノズル数を算出するステップと、
前記吐出異常ノズル数が、予め定めた基準値を超えるか否かの判断ステップと、
前記判断ステップにおいて異常ノズル数が基準値を超えた場合、前記ノズル液滴吐出条件に対応する前記ノズル駆動条件を変更するステップと、
変更後の前記ノズル駆動条件に基づいて再度液滴吐出状態検査を行うステップと、
を含むことを特徴とする液滴吐出状態検査方法。
【請求項６】
複数のノズルから液滴を吐出してパターン形成を行う液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドからの液滴の吐出を制御したり、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出状態を判断する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のノズルのうち検査対象ノズルから液滴を吐出させる第１の吐出動作と、前記検査対象ノズルに隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させつつ、前記検査対象ノズルから液滴を吐出させる第２の吐出動作を実行させ、
前記制御手段は、前記第１の吐出動作、及び前記第２の吐出動作において、前記検査対象ノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、前記検査対象ノズルの吐出状態が正常であると判断することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液滴吐出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出状態検査方法に関し、特に、液滴吐出装置が備える液滴吐出ヘッドにおける液滴吐出異常の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから記録液を吐出して画像記録を行う液滴吐出装置の代表例として、インクジェット式記録装置（画像形成装置）が従来から知られている。
インクジェット式記録装置は、カートリッジ等からのインクの供給を受けるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）と、記憶媒体（紙や布地、プラスチックフィルム、あるいはガラスなど）をインクジェットヘッドの走査方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）に移動させる送り機構を備え、インクジェットヘッドをキャリッジ上で記録媒体の幅方向（主走査方向）に移動させながらインクジェットヘッドに対して機械的圧力や熱エネルギーを発生させることで記録媒体に対してインク滴を吐出させることで記録が行なわれる。
このようなインクジェット式記録装置に用いられるインクジェットヘッドは、一般に、インク滴を吐出するための複数のノズルが形成されたノズル基板と、このノズル基板に接合されノズル基板との間で上記ノズルに連通する圧力室等のインク流路が形成された流路基板とを備え、駆動部により圧力室に圧力を加え、圧力室の一部を構成する振動板を変位させることにより、インク滴を、選択されたノズルより吐出するように構成されている。駆動手段としては、静電気力を利用する方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標）方式等がある。
【０００３】
ところで、インクジェット記録装置に搭載されているインクジェットヘッドを工業的に活用して、電気電子回路の配線パターン、あるいはカラーフィルタなどの各種デバイスを製造するインクジェット法（液滴吐出法）が省資源、省エネルギー、オンデマンドなどの観点から注目されている。
なお、インクジェットヘッドを工業的に用いる場合、機能性材料を含む液状体（インク）を所定の領域に必要な量を安定的に吐出することが要求されている。しかし、実際にインクジェットヘッドを用いて吐出を行うと、時間経過と共にインクが吐出されなかったり、インクが異常な方向に吐出して着弾位置がずれたりする異常が発生することがある。
【０００４】
インクジェットヘッドは複数のノズルを有し、これらのノズルにおいてインクが吐出されない、曲がって吐出されて所望の位置に着弾しない、吐出量が安定しないなどの異常（＝吐出異常）が発生すると、インクジェットヘッドを用いて作製するパターンやデバイスの不良に繋がるため、インクジェットヘッドを使用する前に吐出状態を確認し、吐出異常ノズルの有無を把握する必要がある。
吐出異常ノズルが見つかった場合、そのノズルをクリーニングする等で吐出状態を回復させる、あるいはそのノズルは予め使用しないようにしておくなどの対策がとられる。
吐出異常ノズルを発見する手法として、例えば、特許文献１にはノズルからの液滴吐出状態を光学的に観察・検査するという方法が開示されている。
【０００５】
しかし、特許文献１では、インク滴の着弾位置の測定は、単一ノズル毎の測定を基本とするものであり、複数ノズルを有するインクジェット記録ヘッドの全ノズルについて考慮されたものではない。
複数ノズルを有する液滴吐出ヘッドは、構造がきわめて高密度化されており、ノズルへのインク供給状態やノズルの電気的・機械的動作自体が相互に干渉しあうので、単独のノズルを駆動する時のインク滴吐出状態と、複数のノズルを駆動する時のインク滴吐出状態が異なってしまうという、いわゆるクロストークの問題を抱えている。
特許文献２では、全ノズルからの液滴吐出時に吐出不良だったノズルに対して、隣接ノズルを液滴吐出させずに再度液滴吐出を行い、それでも吐出不良であれば、そのノズルが吐出異常ノズルであると最終判定している。
しかし、この方法では、全ノズルからの液滴吐出の場合では吐出正常であるものの、隣接ノズルで液滴が吐出されない場合には吐出不良となるようなノズルはチェック対象とならない。よって、隣接ノズルからの液滴吐出がない「孤立した」ノズル液滴吐出だけで発生する吐出異常は検出できず、孤立したノズルの液滴吐出により作製されるパターンでは、パターン抜けを発生させる可能性が残る。
特許文献３では、複数ノズルを有する液滴吐出装置において、孤立したノズル液滴吐出の場合を含んだ吐出不良ノズルの検査方法を提供している。
【０００６】
ところで、一般に複数ノズルから構成されるヘッドでは、各ノズルの液滴吐出状態は駆動条件により任意に決めることができる。実際のパターン作製においては、駆動条件は単一でなく複数の駆動条件中から望ましい条件を選択して適用している。そのため実際のノズルへのクロストーク寄与度は、隣接ノズルの液滴吐出状態、即ち駆動条件により異なってくる。また、自身の液滴吐出状態によっても隣接ノズルからのクロストーク影響度は違ってくる。しかし特許文献３では、第２の吐出ステップにおけるノズル吐出条件については考慮されておらず、検査時のノズル駆動条件が実際の液滴吐出とマッチしない場合には吐出不良を見過ごす可能性があり、検出の正確さにおいて問題が残る。
そこで特許文献４では、孤立したノズル液滴吐出の場合、及び、隣接ノズルから吐出されることでクロストークの影響を受ける場合も含め、実際のパターン塗布時のノズル動作に即したノズル吐出状態を提供するべく、自身、及び隣接ノズルの吐出条件の組み合わせを複数持たせることにより、より精度の高いノズル吐出状態検査方法を提供している。
複数ノズルを有する液滴吐出装置によるパターンの記録形成では、形成しようとするパターンによって個々のノズルからの液滴吐出条件（最小・最大吐出量、最小・最大吐出速度）が異なるので、吐出不良検査時の各ノズルの液滴吐出条件を形成しようとするパターンに応じて設定し、検出精度をより向上させることが望ましい。
しかし、特許文献４には、検査時の各ノズル液滴吐出条件と形成パターンとの関係について開示されていない。
【０００７】
一般的に、吐出動作を繰り返すことで不吐出が起こりやすくなり、画像形成のための吐出動作回数の増加、もしくは吐出動作を始めてからの経過時間の増加につれ、後天的な不吐出ノズル数は増加してゆく。別の見方をすれば、吐出を重ねたノズルでは、同じ条件の液滴を吐出するためのノズル駆動条件が初期状態と違ってくる。具体的には同じ液滴吐出量を得るために、圧電素子の駆動電圧をより大きくするなどが必要となる。そのため、吐出を重ねたノズルに対しては、初期状態と同じ固定的なノズル駆動条件は、吐出不良検査の条件としてマッチしていない。
【０００８】
また、後天的な不吐出ノズル数の増加に伴って、不吐出ノズル回復のために要求されるクリーニング動作も増加するが、クリーニング動作には比較的長い時間が必要であり、その間ダウンタイムとなって装置使用効率が低下するという点も問題である。
特許文献３、４では、ノズル吐出異常の検査を隣接ノズルのクロストークの影響有無を含めて行っている。クロストークの影響有無に関しては、被検査ノズルに隣接するノズルからも実際に液滴吐出を行うことで検査しており、検査工程におけるインク消費が多くなる課題がある。特に、電気回路などをインクジェットヘッドで形成する場合、ナノ金属等の機能性材料を含むインクが用いられるがこれらは高価であって、吐出の安定性確保と引き換えに回路形成に直接係わらない検査工程でインクが多量に消費されることはコスト的に問題となる。そこでインク消費を抑えた吐出異常検査方法の提供が望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ノズル吐出異常の検査を隣接ノズルによるクロストークの影響有無を含めて行う場合に、実際のパターン形成に直接係わらない検査工程でインクが多量に消費されることを防止してナノ金属等の高価な機能性材料を含むインクの消費を抑えた吐出異常検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、複数のノズルから液滴を吐出してパターン形成を行う液滴吐出装置の液滴吐出状態検査方法であって、前記複数のノズルのうちの１つのノズルを液滴吐出駆動させる第１の吐出ステップと、前記１つのノズルを液滴吐出駆動させると共に、当該ノズルに隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させる第２の吐出ステップと、前記第１の吐出ステップ、及び前記第２の吐出ステップにおいて、前記１つのノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、前記１つのノズルの吐出状態が正常であると判断する判断ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、孤立したノズルから液滴吐出を行う場合、及び、隣接ノズルによるクロストークの影響を受ける場合のノズル吐出異常検査方法において、隣接ノズルから実際に液滴吐出させない微駆動を実施しつつ、クロストークの影響を受ける場合のノズル吐出異常検査を行うので、隣接ノズルから液滴を吐出させない分だけインク消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット式の記録装置（画像形成装置）の一例を示す図である。
【図２】吐出状態を検出する場合におけるインクジェットヘッドの位置を説明する図である。
【図３】本発明のノズル検査方法を適用可能なインクジェットヘッドの一例を示す分解図である。
【図４】図３のインクジェットヘッドにおけるノズル、圧力室、圧電素子との関係を示す断面図である。
【図５】圧電アクチュエータの共通電極側を示す斜視図である。
【図６】圧電アクチュエータにおいて、圧電素子、個別電極、共通電極との関係を示す模式図である。
【図７】本実施形態に適用可能な図１に示したインクジェットヘッドのノズルプレートの一例を示す図である。
【図８】図１に示すインクジェットヘッドにおいて、圧電素子を駆動する駆動信号の一例を示す図である。
【図９】ノズルから吐出されたインク滴の軌跡を光学的に観察する検査装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る液滴吐出装置の制御系を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態にかかる第１の吐出異常ノズル検査方法を示すフローチャートである。
【図１２】図７の吐出異常ノズル検出装置によって観察される吐出液滴の吐出軌跡を模式的に示した図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）、及び（ｃ）はインクをメニスカス状態で微駆動させる場合におけるノズル先端の状態を示す断面図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は圧電素子駆動信号の振幅Ｖｐｐ、もしくはパルス幅Ｔｗや波形端部（Ｔｆ、Ｔｒ）傾き、あるいはそれらの組み合わせで形成される波形の説明図である。
【図１５】Ｖｐｐ振幅と液滴吐出量の対応例を示す図である。
【図１６】Ｖｐｐ振幅と液滴吐出量の対応曲線を示す図である。
【図１７】第２の実施形態に係る吐出異常ノズル検査方法を示すフローチャートである。
【図１８】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は各駆動信号の位相を揃える様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット式の記録装置（画像形成装置）の一例を示す図である。
図１に示す記録装置は、図示しない、例えば空気サーボマウンタ等の除振台あるいは、重量のある架台等に載置されたベースＢの上部に、記録媒体６を載置して例えばエアバキューム等の吸着機構を備えた吸着テーブル５と、例えば円筒ローラ等により案内され、リニアモータ等の駆動源により図示のＹ軸方向に移動可能なＹ軸ステージ４が設けられている。Ｙ軸ステージ４の可動部には、例えば光学式や磁気式のリニアエンコーダ４ａが設けられ、Ｙ軸方向に記録媒体６を移動可能な構成としている。
【００１４】
また、ベースＢ上には、Ｙ軸方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に、例えば円筒ローラ等により案内され、リニアモータ等の駆動源により移動可能なＸ軸ステージ２が設けられている。
Ｘ軸ステージ２の可動部には、その移動位置を検出する、例えば、光学式や磁気式のリニアエンコーダ２ａが設けられており、Ｘ軸における走査位置検出手段としている。
【００１５】
更に、Ｘ軸ステージ２の可動部には、記録媒体６に対して、後述する複数のノズル４１（図３）よりなる複数のノズル列がＸ軸方向に対して平行に配設され、かつ鉛直方向（Ｚ軸方向）に吐出可能となるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１を搭載した移動台９が設けられている。
移動台９（Ｚ軸ステージ）は、Ｚ軸方向に移動可能となるように、例えば、例えば円筒ローラ等によりＺ軸方向に案内され、端部にボールネジ等を設けたサーボモータを鉛直方向に設けた昇降手段７が設けられている。
【００１６】
また、昇降手段の移動台９には、例えば、光学式や磁気式のリニアエンコーダ７ａが設けられており、インクジェットヘッド１の昇降位置検出手段としている。
以降の説明では、Ｘ軸方向を主走査方向、Ｙ軸方向を副走査方向と称する。
さらに、ベースＢには、インクジェットヘッド１の走査経路の一端に、インクジェットヘッド１の複数のノズル４１からのインクの吐出状態（吐出異常）を検出する吐出異常ノズル検出装置２００が設けられている。
インクジェットヘッド１、制御装置１００、吐出異常ノズル検出装置２００等は、液滴吐出装置を構成している。
以上の構成のもとで、外部から入力される画像情報に基づいて画像記録制御を行う制御装置１００からの指令により、記録媒体６上の任意位置へ液滴を塗布して自在に記録可能となる。
【００１７】
なお、本発明を適用するインクジェット式の記録装置（画像形成装置）の構成は図１の例に限らず、一般的なインクジェットプリンタのように、紙送りローラ等によって記録媒体を副走査方向に送りながら、ヘッド１によって画像形成を行うタイプのものにも適用可能である。
【００１８】
制御装置１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行する制御プログラムや制御パラメータを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵが制御プログラムを実行するために、制御プログラムや一時データ等を展開する作業領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。
また、制御装置１００は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によってハードウェアによって構成されていても良い。
【００１９】
図２は、吐出状態を検出する場合におけるインクジェットヘッド１の位置を説明する図である。
後述するが、吐出異常ノズル検出装置２００は、インクジェットヘッド１から吐出される液滴を光学的に観察するための光源、及びカメラを備えており、図２に示すヘッド１の位置は、吐出異常ノズル検出装置２００において、吐出する液滴が光源とカメラとの間の位置を通過する位置となる。
【００２０】
図３は、本発明のノズル検査方法を適用可能なインクジェットヘッドの一例を示す分解図、図４は、図３のインクジェットヘッドにおけるノズル、圧力室、圧電素子との関係を示す断面図である。
インクジェットヘッドは、圧電素子などの圧力発生手段により、圧力室の容積を変化させ、ノズルからインクを吐出させることにより、用紙等の記録媒体に画像を記録する。
図１、図３等に示すインクジェットヘッド１は、主に、圧電アクチュエータ１０と、圧電アクチュエータ１０を収容するハウジング２０と、流路形成基板３０と、を備えている。
【００２１】
流路形成基板３０は一枚以上の薄板を位置決め接合して形成され、液滴を吐出する複数のノズル４１を形成したノズルプレート４０と、ノズル４１と夫々連通した圧力室５１を形成したチャンバプレート５０と、圧力室５１と夫々連通した流路抵抗としてのリストリクタ６１を形成したリストリクタプレート６０と、圧電素子の変形に伴って振動して圧力室５１の容積を変化させる振動板７１、及びフィルタ部７２を備えたダイアフラムプレート７０、及び振動板７１の振動領域を規定するサポート穴部８１を有するサポートプレート８０と、を備えている。
これらの薄板４０、５０、６０、７０、８０を位置決めして貼り合わせることで、流路形成基板３０を形成し、共通インク通路２１を形成したハウジング２０を、同じように位置決めして接合する。
【００２２】
ハウジング２０は、インク導入パイプ２２を有し、図示されないインクタンクよりインクが供給される。
ハウジング２０を含むこれらの薄板は、ステンレスやニッケルなどの金属材料、或いはシリコン、ポリイミドなどの樹脂材から作製される。
【００２３】
複数の圧電素子１１と、それを固定する支持基板１２と、を備える圧電アクチュエータ１０が、位置決めされてハウジング２０内の空所２３内に接合される。
圧電アクチュエータ１０は複数の圧電素子１１を備え、各々の圧電素子１１は圧力室５１の一つずつに対応するようになっている。
各圧電素子１１は、個別電極１３、及び、図５に示すように個別電極１３とは反対側の面に設けられた共通電極１４に接続されており、個別電極１３に選択的な電気信号を加えることで、圧電素子１１を変形させることができる。
【００２４】
図６は、圧電アクチュエータ１０において、圧電素子１１、個別電極１３、共通電極１４との関係を示す模式図である。
圧電アクチュエータ１０を駆動する駆動ＩＣ１５は、共通電極１４に基準電圧Ｖｂを印加し、個別電極１３に駆動電圧Ｖａをそれぞれ印加する。圧電素子１１は、｜Ｖａ−Ｖｂ｜で表される電位差に基づいて変形する。この圧電素子１１の変形が、図４に示す振動板７１を介して圧力室５１に伝わり、これによるポンプ作用でインクはノズル４１からインク滴として吐出する。
なお、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１における駆動手段は、圧電素子に限らない。アクチュエータとしての振動板を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、インクを加熱してノズルから液滴として吐出させる電気熱変換素子（サーマル方式）でもよい。
電気熱変換素子の場合は、駆動信号の通電時間やパルス幅を変更することにより吐出量を調整することができる。
【００２５】
ところで、上記したように、駆動手段の種類によらず、複数ノズルを有するインクジェットヘッドは、ノズルへのインク供給状態やノズルの電気的・機械的動作自体が相互に干渉しあうので、単独のノズルを駆動する時のインク滴吐出状態と、複数のノズルを駆動する時のインク滴吐出状態が異なってしまうという、いわゆるクロストークの問題が存在する。
【００２６】
図７は、本実施形態に適用可能な図１に示したインクジェットヘッドのノズルプレートの一例を示す図である。
ノズルプレート４０には複数（例えば、１９２個）のノズル４１がピッチおよそ１７０μｍでＸ方向（主走査方向）に等間隔に並べて配置されている。
なお、ノズル番号は左から１、２、・・・、１９２である。なお、ノズル４１の径はおよそ４０μｍである。
【００２７】
図８は、圧電素子を用いた図１に示すインクジェットヘッドにおいて、圧電素子１１を駆動する駆動信号の一例を示す図である。
圧電素子１１を駆動（変形）して圧力室５１の容積を変化させる場合、例えば図８に示すように、一定の電位を基準として振幅する矩形波を周期的に印加する態様が挙げられる。
なお、この矩形波は、各圧電素子において、基準電圧となる個別電極１３に印加される電圧Ｖａと、共通電極に印加される電圧Ｖｂの差（電位差）である。
【００２８】
制御装置１００は、駆動ＩＣ１５を制御して個別電極１３に印加する電圧Ｖａを変化させることにより、共通電極との電位差｜Ｖａ−Ｖｂ｜を変化させて、圧電素子の駆動量を変化させる。
矩形波の最大電位（Ｖｐｐ）を変更することにより、液滴の吐出量（すなわち圧電素子の駆動量）を調整することが可能である。
また矩形波端部（Ｔｆ、Ｔｒ）の傾きや、パルス幅（Ｔｗ）、矩形波周期（Ｔｐ）を変えることによっても単位時間内の吐出量を調整することが可能である。図５において、Ｖｐｐは１５Ｖ、Ｔｐは１ｍｓであり、矩形波毎にインク液滴を吐出させる。
【００２９】
ところで、インクジェットヘッド１を工業的に用いる場合、機能性材料を含む液状体（インク）を所定の領域に必要な量を安定的に吐出することが要求されている。
各ノズルにおいてインクが吐出されない、吐出されても正しい位置に着弾しない、吐出量が安定しないなどの異常（＝吐出異常）が発生すると、インクジェットヘッド１を用いて作製・製造するパターンやデバイスの不良に繋がるため、インクジェットヘッド１を使用する前（及び使用途中）に吐出状態を確認し吐出状態に不具合のある吐出異常ノズルを確認する必要がある。
【００３０】
本実施形態において、吐出異常ノズルの検出は複数のノズル４１から吐出された液滴軌跡を光学的に観察して行う。
図９は、ノズルから吐出されたインク滴（液滴）の軌跡を光学的に観察する検査装置（吐出異常ノズル検出装置）２００の構成の一例を示す図である。
図９に示すように、本実施形態の吐出異常ノズル検出装置２００は、吐出された液滴を横から照明する光源２０１と、光源２０１に対向して設けられた撮像部２０２と、を備えている。照明、及び撮像の方向はＹ方向であるが、原理的にはＸ方向、Ｙ方向どちらからでも差し支えない。
【００３１】
光源２０１は、周期的に発光するストロボであり、例えばＬＥＤ（Light Emission Diode）、ＬＤ（Laser Diode）を用いることができる。
撮像部２０２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子と光学レンズとを備えたカメラである。
光学レンズは、フォーカス調整が可能である。また、適切な複数個の吐出液滴を同時に撮像できるように、撮像倍率を適宜設定されている。この実施例では、１０個の液滴がカメラ視野に含まれる。
吐出異常ノズル検出装置２００は、図示されないステージ機構に搭載されており、ノズル４１のＸ方向（主走査方向）に移動可能である。
【００３２】
光源２０１はノズル４１の液滴吐出のための駆動信号に同期して発光する。
また、光源２０１の発光周期に同期して、液滴の吐出軌跡が撮像部２０２により撮像されるようになっている。さらに撮影された画像は、図示しない表示部に表示される。
なお、吐出異常ノズルの検出は、以上説明した方法の他にも、ガラス板などに着弾した吐出液滴位置を着弾面の反対方向から光学的に観察するようにしても良い。あるいは、ガラス板などに着弾した吐出液滴が形成するパターンそのものを光学的に観察してもよい。
その場合、例えば、吐出異常ノズル検出装置２００の底面をガラス板などで構成し、ガラス板上の液滴吐出位置や吐出液滴のパターンを観察可能なように、光源２０１及び撮像部２０２を配置するようにする。
【００３３】
例えば、図９における光源２０１の出射方向、及び撮像部２０２の受光面をガラス板側に傾けて配置することで、ガラス板上に着弾した液滴を適切に撮像可能である。
また、ガラス板で構成した吐出異常ノズル検出装置の底面を挟んで、インクジェットヘッド１とは反対側に撮像部２０２を設け、ガラス板の裏面から液滴を撮像／観察するようにしても良い。
【００３４】
図１０は、本実施形態に係る液滴吐出装置の制御系を示すブロック図である。
図１０に示すように、本実施形態の液滴吐出装置は、記録形成する画像情報データの供給手段４００、吐出異常ノズル記憶手段５００、図６に示す圧電素子の駆動ＩＣ１５を制御することによる液滴吐出制御（画像記録制御）、光源２０１の発光制御、撮像部２０２による撮影制御、撮影した画像の図示しない表示装置への表示制御、吐出異常ノズル検出装置２００をヘッドの主走査方向に移動させるステージ機構の制御、インクジェットヘッド１をＸ軸方向に駆動するＸステージドライバ３０１の制御、記録媒体を載せたステージをＹ軸方向に駆動するＹステージドライバ３０２の制御等を行う制御装置（制御手段）１００を備えている。
【００３５】
［第１の実施形態］
図１１は、本発明の実施形態にかかる第１の吐出異常ノズル検査方法を示すフローチャートである。
この検査作業は、図２のようにインクジェットヘッド１を吐出異常ノズル検出装置２００に移動させた状態で実施される。
まず、制御装置（制御手段）１００は、画像情報データの供給手段４００を通じて液滴吐出により記録形成する画像情報データを取得する（ステップＳ１００）。
続いて、制御装置１００は、取得した画像情報データから各ノズルの液滴吐出条件を算出（ステップＳ１０１）した後、この液滴吐出条件を実現するためのノズル駆動条件を算出する（ステップＳ１０２）。ここで、液滴吐出条件とは、各ノズルの吐出有無、及び吐出が有りである場合に個々のノズルから吐出する液滴量や液滴速度などのことである。
【００３６】
次に、制御装置１００は、駆動ＩＣ１５を制御して、検査対象であるＮ番目のノズルだけから液滴吐出させる（ステップＳ１０３、第１の吐出動作）。この際、隣接ノズル（Ｎ＋１番目、Ｎ−１番目）からは液滴吐出も、後述するインクのメニスカス微駆動も行わない。
その際、吐出した液滴の外観を上記の撮像部２０２によって撮影する（ステップＳ１０４）。
撮影した画像を用いて、検査対象となるＮ番目のノズルのインク液滴吐出異常の有無を、後述の方法で判定する（ステップＳ１０５）。
【００３７】
Ｎ番目のノズルの吐出異常判定における液滴吐出条件はステップＳ１０１で算出され、少なくとも、記録形成しようとする画像情報に応じたＮ番目ノズルにおける最小液滴吐出量、もしくは最小液滴吐出速度が含まれていることが望ましい。自身の液滴吐出量が少ないほど、あるいは液滴速度が小さいほど、吐出異常が顕著に現れるからである。
ステップＳ１０３ではＮ番目のノズルだけを駆動して液滴吐出させ、ステップＳ１０５でＮ番目のノズルの液滴吐出異常を判定する。
吐出異常であると判断された場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、異常ノズルとして吐出異常ノズル記憶手段５００に記憶する（ステップＳ１１０）。吐出異常ノズル記憶手段５００へは、異常ノズル位置番号等のデータが吐出異常検査の都度、順次記憶されるようになっている。
【００３８】
次に、ステップＳ１０５で吐出正常であると判断された場合、検査対象となるＮ番目のノズルからは液滴を吐出させ、同時に隣接ノズルについてはインクをメニスカス状態で微駆動させ（ステップＳ１０６、第２の吐出動作）、この状態でＮ番目のノズル液滴の画像を撮影する（ステップＳ１０７）。なお、検査対象のノズルが１番目である場合、あるいは図７で示した上記の例で言えば１９２番目である場合は、片方にのみ隣接するノズルがあるため、その隣接するノズル（２番目もしくは１９１番目）をメニスカス状態で微駆動させる。
インクをメニスカス状態で微駆動させるとは、図１３（ａ）（ｂ）、及び（ｃ）に示すようにインクをノズルから吐出しない程度に律動させることを意味する。符号４０はノズルプレート、４１はノズル、Ｍがインクのメニスカスである。隣接ノズルのクロストークが原因でノズルの吐出異常が起こる場合、多くの場合において、隣接ノズルから実際に液滴吐出させず、ノズル中のインクをメニスカス状態で微駆動させるだけで吐出異常が発生していることを実験的に確認した。インクをメニスカス状態で微駆動させるには、図８に示される圧電素子駆動信号の振幅Ｖｐｐを、実際に液滴吐出する場合に比して小さく、例えば半分程度にすれば良い。矩形波端部（Ｔｆ、Ｔｒ）の傾きや、パルス幅（Ｔｗ）、矩形波周期（Ｔｐ）に関しては液滴を吐出させる場合と基本的に同じである。このようなＶｐｐの印加中は、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）の状態が維持継続される。
【００３９】
ところで、上記の説明では、検査対象ノズルからインクを吐出させるための圧電素子駆動信号波形と、検査対象ノズルに隣接するインク吐出を行わないノズルのメニスカス微駆動のための駆動信号波形に関して具体化されていないが、これらの駆動信号波形に係るクロストーク発生有無の検査方法に関して以下のように効果的な条件を見出した。
即ち、その条件とは、インクメニスカス微駆動時の圧電素子振幅を、液滴吐出を生じさせない範囲で可能な限り大きくする、ということである。これによれば、インク滴吐出を行うＮ番目ノズルに対してクロストークが最も発生しやすい状態を実現（再現）できるからである。
インクメニスカス状態の観察方法の一例として、吐出異常ノズル検出装置２００の撮像部２０２を使った直接観察法を挙げることができる。また、レーザーをノズル内に照射する等の手法によりインクメニスカスの動きの間接計測を行う手法を用いることもできる。そこで、これらの手法を用いてＶｐｐ値を変えながら、液滴吐出しない微駆動状態から液滴吐出を行う状態までのインクメニスカス状態を実際に観察し、メニスカス微駆動を実現するＶｐｐ値を求めると共に、最も大きな値を微駆動のための圧電素子駆動信号振幅として決定する。
ここで、インクをメニスカス状態で微駆動させる（Ｎ−１）番目ノズル、（Ｎ＋１）番目ノズルの圧電素子駆動信号は、インクをノズルから吐出させるＮ番目ノズルの圧電素子駆動信号と位相を揃える（一致させる、整合させる）ことが望ましい。
【００４０】
図１８（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は各駆動信号の位相を揃える様子を説明する図である。
図１８（ａ）はインクを吐出させるＮ番目ノズルの圧電素子駆動信号波形の一例である。Ｎ番目ノズルでは、圧電素子駆動信号が振幅Ｖｐｐ１の範囲においては時刻ｔ１〜ｔ２において立下り、ｔ３〜ｔ４において立上がっており、この信号による圧電素子変形によってインクがノズルから吐出される。
一方、図１８（ｂ）（ｃ）はＮ番目ノズルに隣接するインクをメニスカス状態で微駆動させる（Ｎ−１）番目および（Ｎ＋１）番目ノズルの圧電素子駆動波形の例を説明する図である。圧電素子駆動信号は振幅Ｖｐｐ２（＜Ｖｐｐ１）で時刻ｔ１〜ｔ２において立下り、ｔ３〜ｔ４において立上がっている。この信号によって圧電素子変形が発生するが、Ｖｐｐ２をＶｐｐ１より小さな適切な値としているので、圧電素子の変形によりインクはメニスカス状態で微駆動されるだけで吐出されない。これらの駆動波形は、立上がり立下りのタイミングが同じ位相となるように揃った波形になっている。液滴を吐出させるノズルの圧電素子駆動に対して、隣接する（インクを吐出させない）ノズルの圧電素子微駆動の位相を揃えることにより、クロストークが発生しやすい状態を作り出している。
なお、ここで図８（ｂ）に示した（Ｎ−１）番目のノズルと、（ｃ）に示した（Ｎ＋１）番目のノズルの各駆動波形は、位相さえ揃っていれば同じ振幅（ここではＶｐｐ２）である必然性は無いが、同じ振幅とした方が実用上の取り扱いが容易である。
【００４１】
また隣接ノズルのメニスカス微駆動条件には、ステップＳ１０１で算出された（Ｎ−１）、及び（Ｎ＋１）番目ノズルの液滴吐出条件を元に、少なくとも記録形成する画像情報に応じた（Ｎ−１）番目、及び(Ｎ＋１)番目ノズルの最大液滴吐出量、もしくは最大液滴吐出速度に対応するノズル駆動条件から算出された条件が含まれることが望ましい。隣接ノズルの液滴吐出量が多いほど、あるいは液滴速度が大きいほどＮ番目のノズルへのクロストーク寄与が高いからである。
ステップＳ１０１で求めたノズル液滴吐出条件に対応するノズル駆動条件はステップＳ１０２で算出され、具体的には圧電素子の駆動信号によって設定する。一例として、図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように圧電素子駆動信号の振幅Ｖｐｐ、もしくはパルス幅Ｔｗや波形端部（Ｔｆ、Ｔｒ）傾き、あるいはそれらの組み合わせで形成される波形を、所望の液滴吐出量もしくは液滴吐出速度が得られるように設定する。各ノズル圧電素子の駆動信号波形（＝ノズル駆動条件）と、対応する液滴の吐出量や吐出速度（＝液滴吐出条件）は、理論的・実験的に事前に対応付けておき、ステップＳ１０２ではその結果を用いて圧電素子駆動信号を算出する。図１５は、Ｖｐｐ振幅と液滴吐出量の対応例を示すグラフである。このグラフを元に、関数近似やテーブル化などを行っておき、必要な液滴吐出量（ステップＳ１０１）に対応する圧電素子駆動信号振幅Ｖｐｐを算出(ステップＳ１０２)する。以降、ノズル駆動条件と液滴吐出条件との対応関係を駆動条件変換テーブルと呼ぶ。
【００４２】
インクメニスカス微駆動のための圧電素子の駆動信号（ノズル駆動条件）は、所望の液滴吐出条件となるように、駆動信号変換テーブルに基づきステップＳ１０２で算出された圧電駆動信号に対して、例えば振幅Ｖｐｐを半分にするなどのルールにより生成する。
インクメニスカス微駆動のための圧電素子の駆動信号（ノズル駆動条件）は、所望の液滴吐出条件となるように、駆動信号変換テーブルに基づきステップＳ１０２で算出された圧電素子駆動信号に対して所定のルールにより生成する。
【００４３】
上記所定のルールとは具体的には、上記の液滴吐出状態検査方法において、第２の吐出ステップにおいて液滴吐出しない状態で微駆動させるノズル（Ｎ−１、Ｎ＋１番目のノズル）の各駆動信号の振幅の上限値を求め、その上限値を用いて微駆動させるノズルを微駆動することである。
この上限値は図１５中においてＶｍで示した値であり、この上限値ＶｍにおけるＮ−１、Ｎ＋１番目の各ノズルからの液滴吐出量は微駆動の範囲に留まる。即ち、上記のようにインクメニスカス微駆動振幅の値は液滴吐出を生じさせない範囲で可能な限り大きくするのが望ましいため、図１５中に示した上限値Ｖｍを用いる。
このためインク吐出させるノズルに対してクロストークが最も発生しやすい状態を作り出すことが可能となり、より精度を高めたクロストーク起因の吐出異常検査方法を提供することができる。
【００４４】
そして、ステップＳ１０６で吐出させたＮ番目のノズルのインク液滴吐出異常を判定する（ステップＳ１０８）。吐出異常であると判断された場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、当該ノズルを異常ノズルとして吐出異常ノズル記憶手段５００に記憶する（ステップＳ１１０）。
このように、Ｎ番目のノズルから液滴吐出させ、同時に（Ｎ−１）、及び（Ｎ＋１）番目のノズルではメニスカス微駆動させた状態でＮ番目のノズルの液滴吐出異常を判定する。
【００４５】
制御装置１００は、ステップＳ１０５と、ステップＳ１０８の双方で、正常と判断される液滴を吐出しているノズルのみを、正常に液滴を吐出しているノズルとして判断する。
これを、全ノズルに対して（ステップＳ１０９でＹｅｓとなるまで）繰り返す。つまり、Ｎ個目のノズル（一個）について検査を実施してから、次のノズルに対する検査を行い、これを最後まで繰り返す。
このように本実施形態では、複数のノズルから液滴を吐出してパターンの記録形成を行う液滴吐出装置の液滴吐出状態検査方法であって、複数のノズルのうちの１つのノズルを液滴吐出駆動させる第１の吐出ステップと、１つのノズルを液滴吐出駆動させると共に、当該ノズルに隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させる第２の吐出ステップと、第１の吐出ステップ、及び第２の吐出ステップにおいて、１つのノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、１つのノズルの吐出状態が正常であると判断する判断ステップと、を含む。
【００４６】
本実施形態では、ノズル吐出異常の検査を隣接ノズルのクロストークの影響の有無を含めて行う場合に、回路形成等に直接係わらない検査工程でインクが多量に消費されることを防止して、例えば高価な機能性材料を含むインクの消費を抑えることができる。
また、本実施形態では、形成を意図するパターンに対応する複数ノズルの液滴吐出条件を予め算出するステップと、各ノズルの液滴吐出条件に対応するノズル駆動条件を算出するステップと、各ノズルの液滴吐出条件により実施される第１、第２の吐出ステップと、第１、及び第２の吐出ステップにおける各ノズル毎の液滴吐出条件を、各ノズルの液滴吐出条件、及びノズル駆動条件を予め算出するステップの結果に基づき適用するステップと、を含む。
このように、検査時の吐出条件を実際の液滴吐出条件に基づき各ノズル毎に個別に設定することができるので、検査時の液滴吐出条件を実際の液滴吐出条件にマッチさせることができ、より精度の高いノズル吐出状態検査方法を提供することができる。
【００４７】
図１２は、図７の吐出異常ノズル検出装置２００によって観察される、吐出液滴の吐出軌跡を模式的に示した図である。
図１２においてａは正常の場合であり、ｂはノズル詰まりにより液滴吐出が全くない、ｃは曲がっている、ｄはいわゆるサテライトの例を示す。ｂ、ｃ、ｄはいずれも吐出異常である。
この実施例では、約１０個分のノズル液滴が視野にあるので、１０個のノズルの吐出・判定ごとにステージ機構を用いて吐出異常ノズル検出装置２００をＸ方向（主走査方向）に１０ノズル分（１７００μｍ）移動させる。つまり、視野にある１０個のノズルに対して一個ずつ順次吐出検査、判定を実施してから、ステージを移動させて視野に入るノズルを次の１０個に切り替える、という動作を繰り返す。
【００４８】
吐出状態の正常・異常の判定は、撮影された画像を目視して作業者が行ってもよいが、制御装置１００が画像処理等によって自動処理をすることが望ましい。
吐出異常と判定されたノズルについては、ノズル番号を吐出異常ノズル記憶手段５００に記憶しておき、実際のパターン形成時の液滴吐出に使用しないようにする。吐出異常ノズル番号は、液滴吐出装置のシステム内に不使用ノズルとして扱われ、実際の液滴吐出工程ではスキップされるようになっている。
もしくは、吐出異常と判定されたノズルを、クリーニング等による回復処理にかけ、再び吐出異常の検査を行っても良い。
上記手順により吐出異常ノズルの検査を行った後、液滴吐出により所望の画像情報の記録形成を行う。
【００４９】
上記の吐出状態検査方法を液滴吐出装置に適用することにより、ノズル吐出異常の検査を隣接ノズルのクロストークの影響有無を含めて行う場合に、検査工程でインクが多量に消費されることを防止できる。
即ち、本液滴吐出装置は、インクジェットヘッド１からの液滴の吐出を個別に制御したり、インクジェットヘッドから吐出された液滴に基づいて、インクジェットヘッドの吐出状態を判断する制御手段１００を備え、制御手段は、複数のノズルのうち検査対象ノズルから液滴を吐出させる第１の吐出動作と、検査対象ノズルに隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させつつ、検査対象ノズルから液滴を吐出させる第２の吐出動作を実行させる。更に、制御手段は、前記第１の吐出動作、及び前記第２の吐出動作において、前記検査対象ノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、前記検査対象ノズルの吐出状態が正常であると判断するものである。
【００５０】
［第２の実施形態］
吐出異常ノズル検査は、必ずしも単発（例えば画像情報の記録形成１回毎）に行う必要はなく、所定回数の画像情報記録形成ごと、あるいは所定時間経過ごと、もしくは前記以外の任意のタイミングで行っても良い。ここでは、複数回に渡って吐出異常ノズル検査を行う場合について説明する。なお、ここで複数回に渡ってとは、「単発」、「所定回数の画像情報記録形成ごと」、「所定時間経過ごと」、「任意のタイミング」であるか否かに関係なく、複数回の検査結果の蓄積に基づいて図１７に示した手順での作業を実施する、という意味である。
複数回に渡って吐出異常ノズル検査を行う場合の手順においても、最初に行う１回目の吐出異常ノズル検査の手順は、図１１のフローチャートに示した手順と同じである。
続いて図１７は、２回目以降の吐出異常ノズル検査を行う場合における、Ｎ回目（Ｎ＞１）の検査に関わるフローチャートである。
【００５１】
まずステップＳ２０１で吐出異常ノズル検査を図１１と同じ手順で実行する。
前述したように、吐出異常ノズル記憶手段（記憶手段）５００には、検査の都度、異常ノズルデータが順次記憶されるようになっており、例えば、所定の複数回検査に対応する異常ノズル番号が順次記憶されている。
吐出異常ノズル記憶手段５００には、吐出異常検査毎に異常ノズル番号が蓄積されるため、制御手段１００は、吐出異常検査毎の吐出異常ノズル記憶手段５００のデータを比較することにより、吐出異常ノズルの経時的な変化を知ることができる。そこで所定回の吐出異常検査毎に、吐出異常ノズルの経時的な変化の確認を行う（ステップＳ２０２でＹｅｓ）。吐出異常ノズルの経時的変化確認では、制御手段１００は、吐出異常ノズル記憶手段５００のデータを比較し、吐出異常ノズルが新たに発生した、あるいは所定の割合を超える吐出異常ノズル数増加がある、などの予め定めた基準を超えるか否かを判断し（ステップＳ２０３）、基準超過の場合は、駆動条件変換テーブルを（Ｎ−１）回目の吐出異常検査で使用したものから変更（ステップＳ２０４）する。
【００５２】
ノズル駆動条件としては、吐出圧力を増やすために、例としてＶｐｐをより大きくする、あるいは、Ｔｐをより長くするなどを行う。例えば図１６に示されるＶｐｐ振幅と液滴吐出量の対応曲線のように、前の駆動条件変換テーブルが実線の対応曲線だった場合、新たに点線で示される対応曲線を採用する。点線で示される対応曲線は、同じ液滴吐出量に必要なＶｐｐをより大きくするため、実線をシフトさせたものである。
このように、駆動条件変換テーブルを変更（ステップＳ２０４）した後、再度吐出異常ノズル検査（ステップＳ２０５、図１１と同じ）、を行なう。
【００５３】
ノズル駆動条件の変更によって、異常ノズル数の経時増加の基準超えが解消されれば、そのまま画像情報の記録形成に進む。この場合、画像情報の記録形成時においても、ステップＳ２０４で用いた駆動条件変換テーブルを採用する。
経験的には、多くの場合Ｖｐｐの値を１０％程度増加させることにより、クリーニング等の回復動作を採ることなく、後天的に発生したノズル吐出不良を解消させることができた。また１０％程度のＶｐｐ値増加であれば、吐出不良でない正常ノズルの液滴吐出状態（吐出速度、吐出量）変化はほとんど発生しなかった。
ノズル駆動条件の変更によっても異常ノズル経時増加を解消できない場合は、それらのノズルも異常ノズルとして扱い、実際の液滴吐出工程では使われないようにするか、クリーニング等による回復処理にかける。
あるいは、ここではステップＳ２０３〜Ｓ２０５を１度だけ実施するように説明したが、複数回行うようにしても良い。その場合、駆動条件変換テーブルの内容は吐出圧力が段階的に増大するように、例えばＶｐｐ振幅を段階的に増大するよう設定する。
【００５４】
以上のように本実施形態に係る吐出状態検査方法は、吐出が正常でないと判断された吐出異常ノズルを特定する情報を、検査の都度記憶する記憶手段を有する。そして、所定回の吐出状態検査を経る毎に、記憶手段に記憶された情報に基づき吐出異常ノズル数を算出するステップと、吐出異常ノズル数が、予め定めた基準を超えるか否かの判断ステップと、判断ステップにおいて異常ノズル数が基準値を超えた場合、ノズル液滴吐出条件に対応する前記ノズル駆動条件を変更するステップと、変更後のノズル駆動条件に基づいて再度吐出状態検査を行うステップと、を含むことを特徴とする。
【００５５】
なお、上記説明は、画像を記録形成するためのインクジェット式記録装置として進めてきたが、インクジェット記録装置に搭載されているインクジェットヘッドを工業的に活用して、導電性・絶縁性の各種材料を用いて、電気電子回路の配線、あるいはカラーフィルタなどを形成記録するインクジェット（液滴吐出）式パターン記録形成装置に対しても、適用可能である。従って、インクジェット式記録装置には、インクジェット（液滴吐出）式パターン記録形成装置も含まれるものである。
【００５６】
[第３の実施形態]
上記実施形態では、液滴吐出により記録形成する具体的な画像情報データの存在を前提とした液滴吐出状態の検査方法、検査装置を内容としている。
しかし、本発明では液滴吐出により記録形成する具体的な画像情報データの存在とは無関係に、Ｎ番目のノズルについて吐出異常判定を行うこともできる。つまり、検査対象ノズルであるＮ番目のノズルを吐出駆動する際に隣接する他のノズルから液滴を吐出させないメニスカス微駆動を並行して実施することにより、実際に形成しようとする画像情報データとは無関係に液滴吐出状態の検査を実施することができる。
この場合の検査の手順は、図１１におけるステップＳ１０３乃至ステップＳ１１０までを流用して実施すればよい。
【００５７】
［発明の構成、作用、効果のまとめ］
第１の本発明に係る吐出状態検出方法は、複数のノズルから液滴を吐出してパターンの形成を行う液滴吐出装置の液滴吐出状態検査方法であって、複数のノズルのうちの１つのノズルを液滴吐出駆動させる第１の吐出ステップと、１つのノズルを液滴吐出駆動させると共に、当該ノズルに隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させる第２の吐出ステップと、第１の吐出ステップ、及び第２の吐出ステップにおいて、１つのノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、１つのノズルの吐出状態が正常であると判断する判断ステップと、を含むことを特徴とする。
これによれば、検査対象ノズルに対する隣接ノズルによるクロストークの影響の程度を検査する場合のノズル吐出異常検査方法において、検査対象ノズルから液滴吐出させる際に隣接ノズルから液滴吐出させない微駆動を行うことにより、クロストークの影響を受ける場合のノズル吐出異常検査を行うようにした。このため、隣接ノズルから液滴を吐出させない分だけ、検査工程においてインク消費を抑えることができる。
【００５８】
第２の本発明に係る吐出状態検出方法は、請求項１に記載の液滴吐出状態検査方法において、第１の吐出ステップにおいて液滴吐出させるノズル（Ｎ番目）の駆動信号の位相と、第２の吐出ステップにおいて液滴吐出しない状態で微駆動させるノズル（Ｎ−１番目、Ｎ＋１番目）の駆動信号の位相とを揃えたことを特徴とする。
請求項１では、検査対象ノズルからインクを吐出させるための駆動信号波形（例えば、圧電素子駆動信号波形）と、検査対象ノズルに隣接するインク吐出を行わないノズルのメニスカス微駆動のための駆動信号波形に関して限定していないが、実際にはこれらの駆動信号波形についてクロストーク発生の検査に関し効果的な条件がある。
即ち、その条件とは、第１の吐出ステップにおいて実際にインクを吐出させるノズルＮと、第２の吐出ステップにおいてメニスカス微駆動によりインク吐出させない隣接ノズル（Ｎ−１番目，Ｎ＋１番目）の駆動信号（例えば、圧電素子駆動信号）の位相を揃える（一致させる、或いは整合させる）ことである。これによれば、インクを吐出させるノズルに対してクロストークが最も発生しやすい状態を作り出すことができ、請求項１の作用効果に加えて、より精度を高めたクロストーク起因の吐出異常検査方法を提供することができる。
【００５９】
第３の本発明に係る吐出状態検出方法は、請求項１又は２に記載の液滴吐出状態検査方法において、第２の吐出ステップにおいて液滴吐出しない状態で微駆動させるノズルの駆動信号の振幅の上限値を求め、その上限値を用いて前記ノズルを微駆動させることを特徴とする。
第２の吐出ステップにおいて、メニスカス微駆動によりインク吐出させないノズルの駆動信号（例えば、圧電素子の駆動信号）の振幅の上限を求めてその値を設定している。このためインク吐出させるノズルに対してクロストークが最も発生しやすい状態を作り出すことが可能となり、請求項１、２の作用効果に加えてより精度を高めたクロストーク起因の吐出異常検査方法を提供することができる。
なお、前記振幅の上限値を用いてノズルを微駆動させると同時に、請求項２のように前記各ノズルの位相を揃えるように制御してもよい。
【００６０】
第４の本発明に係る吐出状態検査方法は、形成を意図するパターンに対応する複数ノズルの液滴吐出条件を予め算出するステップと、複数ノズルの液滴吐出条件に対応するノズル駆動条件を算出するステップと、複数の液滴吐出条件により構成される第１、第２の吐出ステップと、第１、及び第２の吐出ステップにおける複数の液滴吐出条件を、複数ノズルの液滴吐出条件、及びノズル駆動条件を予め算出するステップの結果に基づき適用するステップと、を含むことを特徴とする。
複数ノズルを有する液滴吐出装置によるパターンの記録形成では、形成しようとするパターンによって個々のノズルからの液滴吐出条件（最小・最大吐出量、最小・最大吐出速度）が異なる。また、特定のノズルに対する実際のクロストーク寄与度は、隣接ノズルの液滴吐出状態、即ち駆動条件により異なってくる。また、検査対象ノズル自身の液滴吐出状態によっても隣接ノズルからのクロストーク影響度は違ってくる。従って、第２の吐出ステップにおけるノズル吐出条件について実際に形成しようとするパターンを無視した場合には、検査時のノズル駆動条件が実際の液滴吐出とマッチしないこととなり、吐出不良を見過ごすこととなり、検出の正確さが低下する。
孤立したノズル液滴吐出の場合、及び、隣接ノズルから吐出されることでクロストークの影響を受ける場合も含め、実際のパターン形成時のノズル動作に即したノズル吐出状態を再現することにより、検査対象ノズル自身、及び隣接ノズルの吐出条件の組み合わせを複数持たせることにより、ノズル吐出状態検査の精度を高めることができる。
本発明では、クロストークの影響を加味した吐出不良検査時の各ノズルの液滴吐出条件を、実際にパターン形成する際の液滴吐出条件に基づきノズル毎に設定するので、検査時の液滴吐出条件を実際の液滴吐出条件にマッチさせて検出精度をより向上させることができる。
【００６１】
第５の本発明に係る吐出状態検査方法は、吐出が正常でないと判断された吐出異常ノズルを特定する情報を、検査の都度記憶する記憶手段を有し、所定回の吐出状態検査を実施する毎に、前記記憶手段に記憶された情報に基づき吐出異常ノズル数を算出するステップと、吐出異常ノズル数が、予め定めた基準を超えるか否かの判断ステップと、前記判断ステップにおいて異常ノズル数が基準値を超えた場合、前記ノズル液滴吐出条件に対応する前記ノズル駆動条件を変更するステップと、変更後の前記ノズル駆動条件に基づいて再度吐出状態検査を行うステップと、を含むことを特徴とする。
検査は単発でも行えるが、複数回実施した検査結果をデータとして蓄積して各ノズルの吐出良否判定に活用することが有効である。検査結果の利用方法の一つとして、検査毎に吐出異常ノズル数の増加状態をチェックし、基準値を超えた増加数となった時に、ノズル駆動条件を変更した吐出状態検査を実施する方法を挙げることができる。
即ち、ノズル吐出異常検査毎に吐出異常ノズルの位置情報を記憶し、所定のタイミングで後天的な吐出異常ノズル数が所定の基準を超えるかをチェックし、基準を超えた場合は異なるノズル駆動条件を設定して再度吐出異常ノズル検査を行う。そのため、ノズル駆動条件が経時的に変化した場合であっても適切なノズル駆動条件により液滴吐出を実施することができ、後天的な不吐出ノズル発生を減らすことができる。
【００６２】
本発明に係る液滴吐出装置は、複数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を備え、液滴吐出ヘッドからの液滴の吐出状態を制御したり、吐出ヘッドから吐出された液滴に基づいて液滴吐出ヘッドの吐出状態を判断する制御手段１００を備え、制御手段は、複数のノズルのうち検査対象ノズルから液滴を吐出させる第１の吐出動作と、検査対象ノズルに隣接するノズルを液滴吐出しない状態で微駆動させつつ、検査対象ノズルから液滴を吐出させる第２の吐出動作を実行させ、制御手段は、第１の吐出動作、及び第２の吐出動作において、検査対象ノズルから吐出される液滴の状態が正常であるとき、検査対象ノズルの吐出状態が正常であると判断することを特徴とする。
これによれば、前記各検査方法を実現した液滴吐出装置を構築することができる。
本発明のインクジェット式記録装置は、上記液滴吐出装置を備えたことを特徴とする。
インクジェット方式のほか、複数ノズルを有するディスペンス方式等の液滴吐出ヘッドにおける液滴吐出不良の検査方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）、２…Ｘ軸ステージ、２ａ…リニアエンコーダ、４…Ｙ軸ステージ、４ａ…リニアエンコーダ、５…吸着テーブル、６…記録媒体、７…昇降手段、７ａ…リニアエンコーダ、９…移動台、１０…圧電アクチュエータ、１１…圧電素子、１２…支持基板、１３…個別電極、１４…共通電極、１５…駆動ＩＣ、２０…ハウジング、２１…共通インク通路、２２…インク導入パイプ、２３…空所、３０…流路形成基板、４０…ノズルプレート（薄板）、４１…ノズル、５０…チャンバプレート、５１…圧力室、６０…リストリクタプレート、６１…リストリクタ、７０…ダイアフラムプレート、７１…振動板、７２…フィルタ部、８０…サポートプレート、８１…サポート穴部、１００…制御手段（制御装置）、２００…吐出異常ノズル検出装置、２０１…光源、２０２…撮像部、３０１…Ｘステージドライバ、３０２…Ｙステージドライバ、４００…供給手段、５００…吐出異常ノズル記憶手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開平１１−１０５３０７号公報
【特許文献２】特開２００９−２２６７４１公報
【特許文献３】特開２０１４−１９１４０公報
【特許文献４】特願２０１２−２３１０００
【図１】
2016112554.tif 000003
【図２】
2016112554.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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