(57)【要約】【課題】ノズルへの異物の付着の有無を正確に判定する。【解決手段】駆動信号を生成する生成部と、駆動信号により駆動される圧電素子を具備し、圧電素子の駆動に応じて、ノズルから液体を吐出する圧力室が設けられた吐出部と、圧電素子が駆動信号により駆動される駆動期間の後の検出期間において、吐出部に生じる残留振動を検出する検出部と、を備え、生成部は、駆動信号の電位を、駆動期間のうち第１期間において第１電位に維持し、駆動期間のうち第１期間の後の第２期間において第２電位に維持し、駆動期間のうち第２期間の後の第３期間において第３電位に維持し、検出期間において検出電位に維持し、第１電位は、第２電位及び第３電位の間の電位であり、検出電位は、第１電位及び第２電位の間の電位である、ことを特徴とする液体吐出装置。【選択図】図１
2020044771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号を生成する生成部と、
前記駆動信号により駆動される圧電素子を具備し、
前記圧電素子の駆動に応じて、ノズルから液体を吐出する圧力室が設けられた吐出部と、
前記圧電素子が前記駆動信号により駆動される駆動期間の後の検出期間において、
前記吐出部に生じる残留振動を検出する検出部と、
を備え、
前記生成部は、前記駆動信号の電位を、
前記駆動期間のうち第１期間において第１電位に維持し、
前記駆動期間のうち前記第１期間の後の第２期間において第２電位に維持し、
前記駆動期間のうち前記第２期間の後の第３期間において第３電位に維持し、
前記検出期間において検出電位に維持し、
前記第１電位は、前記第２電位及び前記第３電位の間の電位であり、
前記検出電位は、前記第１電位及び前記第２電位の間の電位である、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記駆動信号の電位が前記第３電位である場合の前記圧力室の容積は、
前記駆動信号の電位が前記検出電位である場合の前記圧力室の容積よりも小さい、
ことを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記検出部の検出結果に基づいて、
前記吐出部に異物が付着しているか否かを判定する判定部を備える、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記生成部は、前記駆動信号の電位を、
前記第１期間の終了時から前記第２期間の開始時にかけて、前記第１電位から前記第２電位へと遷移させ、
前記第２期間の終了時から前記第３期間の開始時にかけて、前記第２電位から前記第３電位へと遷移させ、
前記第３期間の終了時から前記検出期間の開始時にかけて、前記第３電位から前記検出電位へと遷移させる、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第３期間の開始時刻から、前記検出期間の開始時刻までの時間長は、
前記残留振動の周期よりも短い、
ことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター等の液体吐出装置は、液体吐出装置が具備する吐出部に設けられた圧電素子を駆動させることにより、吐出部に設けられた圧力室に充填されたインク等の液体をノズルから吐出させて、記録媒体に画像を形成する。このような液体吐出装置において、ノズルに紙粉等の異物が付着すると、ノズルから吐出される液体の弾道が、所望の弾道からずれてしまい、記録媒体に形成される画像の画質が低下する。このため、液体吐出装置が形成する画像の画質の低下を予防するためには、ノズルへの異物の付着の有無を把握することが必要となる。例えば、特許文献１には、吐出部から液体を押し出すように圧電素子を駆動した後に吐出部に生じる残留振動の検出結果に基づいて、吐出部に設けられたノズルに異物が付着しているか否かを判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０５２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、ノズルに異物が付着しているときに吐出部に生じる残留振動と、ノズルに異物が付着していないときに吐出部に生じる残留振動とが、略同じ波形となることがあり、ノズルへの異物の付着の有無を正確に判定できない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、駆動信号を生成する生成部と、前記駆動信号により駆動される圧電素子を具備し、前記圧電素子の駆動に応じて、ノズルから液体を吐出する圧力室が設けられた吐出部と、前記圧電素子が前記駆動信号により駆動される駆動期間の後の検出期間において、前記吐出部に生じる残留振動を検出する検出部と、を備え、前記生成部は、前記駆動信号の電位を、前記駆動期間のうち第１期間において第１電位に維持し、前記駆動期間のうち前記第１期間の後の第２期間において第２電位に維持し、前記駆動期間のうち前記第２期間の後の第３期間において第３電位に維持し、前記検出期間において検出電位に維持し、前記第１電位は、前記第２電位及び前記第３電位の間の電位であり、前記検出電位は、前記第１電位及び前記第２電位の間の電位である、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンター１の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】インクジェットプリンター１の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。
【図３】吐出部Ｄの構造の一例を説明するための説明図である。
【図４】ヘッドモジュール３におけるノズルＮの配置の一例を示す平面図である。
【図５】ヘッドユニットＨUの構成の一例を示すブロック図である。
【図６】インクジェットプリンター１の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】波形ＰS1の一例を説明するための説明図である。
【図８】個別指定信号Ｓd[m]の一例を説明するための説明図である。
【図９】吐出部Ｄ[m]におけるインクの動きの一例を説明するための説明図である。
【図１０】吐出部Ｄ[m]におけるインクの動きの一例を説明するための説明図である。
【図１１】波形ＰS2の一例を説明するための説明図である。
【図１２】メニスカス面の動きの一例を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る波形ＰS3の一例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、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、これらの形態に限られるものではない。
【０００８】
＜＜Ａ．第１実施形態＞＞
本実施形態では、インクを吐出して記録用紙Ｐに画像を形成するインクジェットプリンターを例示して、液体吐出装置を説明する。なお、本実施形態において、インクとは「液体」の一例であり、記録用紙Ｐとは「媒体」の一例である。
【０００９】
＜＜１．インクジェットプリンターの概要＞＞
以下、図１及び図２を参照しつつ、本実施形態に係るインクジェットプリンター１の構成について説明する。
【００１０】
図１は、インクジェットプリンター１の構成の一例を示す機能ブロック図である。インクジェットプリンター１には、パーソナルコンピューターまたはデジタルカメラ等のホストコンピューターから、インクジェットプリンター１が形成すべき画像を示す印刷データＩmgが供給される。インクジェットプリンター１は、ホストコンピューターから供給される印刷データＩmgの示す画像を記録用紙Ｐに形成する印刷処理を実行する。
【００１１】
図１に例示するように、インクジェットプリンター１は、インクジェットプリンター１の各部を制御する制御部２と、インクを吐出する吐出部Ｄが設けられたヘッドユニットＨUを具備するヘッドモジュール３と、吐出部Ｄを駆動するための駆動信号Ｃomを生成する駆動信号生成回路４と、各種情報を記憶する記憶部５と、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定する判定ユニットＪUを具備する判定モジュール６と、ヘッドモジュール３に対する記録用紙Ｐの相対位置を変化させるための搬送機構７と、を備える。なお、駆動信号生成回路４は、「生成部」の一例である。
【００１２】
なお、本実施形態では、図１に示すように、ヘッドモジュール３が、４個のヘッドユニットＨUを備え、判定モジュール６が、４個のヘッドユニットＨUと１対１に対応する４個の判定ユニットＪUを備える場合を、一例として想定する。以下では、４個のヘッドユニットＨUのうち一のヘッドユニットＨUと、４個の判定ユニットＪUのうち一のヘッドユニットＨUに対応する一の判定ユニットＪUと、について説明するが、当該説明は、他のヘッドユニットＨU及び他の判定ユニットＪUについても同様に該当する。
【００１３】
制御部２は、ＣＰＵを含んで構成される。但し、制御部２は、ＣＰＵの代わりに、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを備えるものでよい。ここで、ＣＰＵとは、Central Processing Unitの略称であり、ＦＰＧＡとは、field-programmable gate arrayの略称である。制御部２は、ＣＰＵが、記憶部５に記憶されている制御プログラムに従って動作することで、印刷信号ＳＩ、及び、波形指定信号ｄCom等の、インクジェットプリンター１の各部の動作を制御するための信号を生成する。
【００１４】
ここで、波形指定信号ｄComとは、駆動信号Ｃomの波形を規定するデジタルの信号である。また、駆動信号Ｃomとは、吐出部Ｄを駆動するためのアナログの信号である。駆動信号生成回路４は、ＤＡ変換回路を含み、波形指定信号ｄComにより規定される波形を有する駆動信号Ｃomを生成する。なお、本実施形態では、駆動信号Ｃomが、駆動信号Ｃom-Aと駆動信号Ｃom-Bとを含む場合を想定する。また、印刷信号ＳＩとは、吐出部Ｄの動作の種類を指定するためのデジタルの信号である。具体的には、印刷信号ＳＩは、吐出部Ｄに対して駆動信号Ｃomを供給するか否かを指定することで、吐出部Ｄの動作の種類を指定する信号である。
【００１５】
図１に例示するように、ヘッドユニットＨUは、スイッチ回路３１と、記録ヘッド３２と、検出回路３３と、を備える。
記録ヘッド３２は、Ｍ個の吐出部Ｄを備える。ここで、値Ｍは、「Ｍ≧１」を満たす自然数である。なお、以下では、記録ヘッド３２に設けられたＭ個の吐出部Ｄのうち、ｍ番目の吐出部Ｄを、吐出部Ｄ[m]と称する場合がある。ここで、変数ｍは、「１≦ｍ≦Ｍ」を満たす自然数である。また、以下では、インクジェットプリンター１の構成要素または信号等が、Ｍ個の吐出部Ｄのうち、吐出部Ｄ[m]に対応する場合は、当該構成要素または信号等を表わすための符号に、添え字[m]を付すことがある。
スイッチ回路３１は、印刷信号ＳＩに基づいて、駆動信号Ｃomを吐出部Ｄ[m]に供給するか否かを切り替える。なお、以下では、駆動信号Ｃomのうち、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｃomを、供給駆動信号Ｖin[m]と称する場合がある。また、スイッチ回路３１は、印刷信号ＳＩに基づいて、吐出部Ｄ[m]が具備する圧電素子ＰZ[m]の上部電極Ｚu[m]の電位を示す検出電位信号Ｖout[m]を、検出回路３３に供給するか否かを切り替える。なお、圧電素子ＰZ[m]及び上部電極Ｚu[m]については、図３において後述する。
検出回路３３は、検出電位信号Ｖout[m]に基づいて、残留振動信号Ｖd[m]を生成する。残留振動信号Ｖd[m]は、吐出部Ｄ[m]が供給駆動信号Ｖin[m]により駆動された後に、吐出部Ｄ[m]に残留している振動である残留振動の波形を示す。なお、検出回路３３は、「検出部」の一例である。
【００１６】
また、上述のとおり、本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、図１に例示するように、残留振動信号Ｖd[m]に基づいて吐出部Ｄ[m]におけるインクの吐出状態を判定する判定ユニットＪUを備える。判定ユニットＪUは、周期特定回路６１と吐出状態判定回路６２とを備える。なお、判定ユニットＪUは、「判定部」の一例である。
周期特定回路６１は、残留振動信号Ｖd[m]に基づいて、残留振動信号Ｖd[m]の周期を示す周期情報ＮTCを生成する。
吐出状態判定回路６２は、周期情報ＮTCに基づいて、吐出部Ｄ[m]におけるインクの吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報ＨNTを生成する。
なお、以下では、判定ユニットＪUにおける判定情報ＨNTの生成に関連する処理を、吐出状態判定処理と称する場合がある。また、以下では、吐出状態判定処理のために、検出回路３３による検出電位信号Ｖout[m]の検出の対象となる吐出部Ｄ[m]を、判定対象吐出部Ｄ-Sと称する場合がある。
【００１７】
図２は、インクジェットプリンター１の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。
図２に示すように、本実施形態では、インクジェットプリンター１がシリアルプリンターである場合を想定する。具体的には、インクジェットプリンター１は、印刷処理を実行する場合、副走査方向に記録用紙Ｐを搬送しつつ、副走査方向に交差する主走査方向にヘッドモジュール３を往復動させながら、吐出部Ｄからインクを吐出させることで、記録用紙Ｐ上に、印刷データＩmgに応じたドットを形成する。
以下では、＋Ｘ方向とその逆方向である−Ｘ方向とを「Ｘ軸方向」と総称し、Ｘ軸方向に交差する＋Ｙ方向とその逆方向である−Ｙ方向とを「Ｙ軸方向」と総称し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に交差する＋Ｚ方向とその逆方向である−Ｚ方向とを「Ｚ軸方向」と総称する。そして、本実施形態では、図２に例示するように、上流側である−Ｘ側から下流側である＋Ｘ側に向かう方向を副走査方向とし、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向を主走査方向とする。
【００１８】
図２に例示するように、本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、筐体１００と、筐体１００内をＹ軸方向に往復動可能でありヘッドモジュール３を搭載するキャリッジ３００と、を備える。
また、上述のとおり、本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、搬送機構７を備える。搬送機構７は、印刷処理が実行される場合に、キャリッジ３００をＹ軸方向に往復動させるとともに、記録用紙Ｐを＋Ｘ方向に搬送することで、記録用紙Ｐのヘッドモジュール３に対する相対位置を変化させ、記録用紙Ｐの全体に対するインクの着弾を可能とする。搬送機構７は、図１に例示するように、キャリッジ３００を往復動させるためのキャリッジ搬送機構７１と、記録用紙Ｐを搬送するための媒体搬送機構７２と、を具備する。また、搬送機構７は、図２に例示するように、キャリッジ３００をＹ軸方向に往復自在に支持するキャリッジガイド軸７６０と、キャリッジ３００に固定されキャリッジ搬送機構７１により駆動されるタイミングベルト７１０と、を具備する。このため、搬送機構７は、ヘッドモジュール３をキャリッジ３００と共に、キャリッジガイド軸７６０に沿ってＹ軸方向に往復動させることができる。また、搬送機構７は、キャリッジ３００の−Ｚ側に設けられたプラテン７５０と、媒体搬送機構７２の駆動に応じて回転しプラテン７５０上の記録用紙Ｐを＋Ｘ方向に搬送する搬送ローラ７３０と、を備える。
【００１９】
本実施形態では、図２に例示するように、キャリッジ３００が、シアン、マゼンタ、イエロー、及び、ブラックの、４色のインクと１対１に対応する４個のインクカートリッジ３１０を格納している場合を想定する。また、本実施形態では、一例として、４個のインクカートリッジ３１０が、４個のヘッドユニットＨUと１対１に対応して設けられている場合を想定する。各吐出部Ｄは、当該吐出部Ｄの属するヘッドユニットＨUに対応するインクカートリッジ３１０からインクの供給を受ける。これにより、各吐出部Ｄは、供給されたインクを内部に充填し、充填したインクをノズルＮから吐出することができる。なお、インクカートリッジ３１０は、キャリッジ３００の外部に設けられてもよい。
【００２０】
ここで、印刷処理が実行される場合の制御部２の動作の概要を説明する。
印刷処理が実行される場合、制御部２は、まず、ホストコンピューターから供給される印刷データＩmgを、記憶部５に記憶させる。次に、制御部２は、記憶部５に記憶されている印刷データＩmg等の各種データに基づいて、印刷信号ＳＩ等のヘッドユニットＨUを制御するための信号と、波形指定信号ｄCom等の駆動信号生成回路４を制御するための信号と、搬送機構７を制御するための信号と、を生成する。そして、制御部２は、印刷信号ＳＩ等の各種信号や、記憶部５に記憶されている各種データに基づいて、ヘッドモジュール３に対する記録用紙Ｐの相対位置を変化させるように搬送機構７を制御しつつ、吐出部Ｄが駆動されるように駆動信号生成回路４及びスイッチ回路３１を制御する。これにより、制御部２は、吐出部Ｄからのインクの吐出の有無、インクの吐出量、及び、インクの吐出タイミング等を調整し、印刷データＩmgに対応する画像を記録用紙Ｐに形成する印刷処理が実行されるように、インクジェットプリンター１の各部を制御する。
【００２１】
また、上述のとおり、本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、吐出状態判定処理を実行する。  吐出状態判定処理とは、制御部２が、吐出状態判定処理の対象となる判定対象吐出部Ｄ-Sを選択する処理と、駆動信号生成回路４が、制御部２の出力する波形指定信号ｄComに基づいて駆動信号Ｃomを生成する処理と、制御部２による制御の下で、スイッチ回路３１が、駆動信号生成回路４の出力する駆動信号Ｃomを供給駆動信号Ｖinとして判定対象吐出部Ｄ-Sに供給することで、判定対象吐出部Ｄ-Sを駆動する処理と、検出回路３３が、判定対象吐出部Ｄ-Sに生じた残留振動を示す検出電位信号Ｖoutに応じて残留振動信号Ｖdを生成する処理と、周期特定回路６１が、残留振動信号Ｖdに基づいて周期情報ＮTCを生成する処理と、吐出状態判定回路６２が、周期情報ＮTCに基づいて、判定対象吐出部Ｄ-Sにおけるインクの吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報ＨNTを生成する処理と、を含む、インクジェットプリンター１により実行される一連の処理である。
ここで、吐出状態判定回路６２が実行する、判定対象吐出部Ｄ-Sにおけるインクの吐出状態の判定とは、判定対象吐出部Ｄ-Sからのインクの吐出状態が正常であるか否か、すなわち、判定対象吐出部Ｄ-Sにおいて吐出異常が生じていないか否か、を判定する処理である。また、吐出異常とは、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態が異常となること、つまり、吐出部Ｄが具備するノズルＮからインクを正確に吐出することのできない状態の総称である。より具体的には、吐出異常とは、駆動信号Ｃomにより吐出部Ｄを駆動して吐出部Ｄからインクを吐出させようとしても、駆動信号Ｃomが規定する態様によりインクを吐出できない状態である。ここで、駆動信号Ｃomが規定するインクの吐出態様とは、吐出部Ｄが、駆動信号Ｃomの波形により規定される量のインクを、駆動信号Ｃomの波形により規定される速度で吐出することである。すなわち、駆動信号Ｃomが規定するインクの吐出態様によりインクを吐出できない状態とは、吐出部Ｄからインクを吐出できない状態の他に、駆動信号Ｃomにより規定されるインクの吐出量とは異なる量のインクが吐出部Ｄから吐出される状態、及び、駆動信号Ｃomにより規定されるインクの吐出速度と異なる速度でインクが吐出されるために記録用紙Ｐ上の所望の着弾位置にインクを着弾させることができない状態、等を含む。
【００２２】
＜＜２．記録ヘッド及び吐出部の概要＞＞
図３及び図４を参照しつつ、記録ヘッド３２と、記録ヘッド３２に設けられる吐出部Ｄと、について説明する。
【００２３】
図３は、吐出部Ｄを含むように記録ヘッド３２を切断した、記録ヘッド３２の概略的な一部断面図である。
図３に示すように、吐出部Ｄは、圧電素子ＰZと、内部にインクが充填されたキャビティ３２２と、キャビティ３２２に連通するノズルＮと、振動板３２１と、を備える。ここで、キャビティ３２２は、「圧力室」の一例である。吐出部Ｄは、圧電素子ＰZが供給駆動信号Ｖinにより駆動されることにより、キャビティ３２２内のインクをノズルＮから吐出させる。キャビティ３２２は、キャビティプレート３２４と、ノズルＮが形成されたノズルプレート３２３と、振動板３２１と、により区画される空間である。キャビティ３２２は、インク供給口３２６を介してリザーバ３２５と連通している。リザーバ３２５は、インク取入口３２７を介して、当該吐出部Ｄに対応するインクカートリッジ３１０と連通している。圧電素子ＰZは、上部電極Ｚuと、下部電極Ｚdと、上部電極Ｚu及び下部電極Ｚdの間に設けられた圧電体Ｚmと、を有する。下部電極Ｚdは、電位ＶBSに設定された給電線Ｂdと電気的に接続される。そして、上部電極Ｚuに供給駆動信号Ｖinが供給されて、上部電極Ｚu及び下部電極Ｚdの間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子ＰZが＋Ｚ方向または−Ｚ方向に変位し、その結果、圧電素子ＰZが振動する。振動板３２１には、下部電極Ｚdが接合されている。このため、圧電素子ＰZが供給駆動信号Ｖinにより駆動されて振動すると、振動板３２１も振動する。そして、振動板３２１の振動によりキャビティ３２２の容積及びキャビティ３２２内の圧力が変化し、キャビティ３２２内に充填されたインクがノズルＮより吐出される。
【００２４】
図４は、−Ｚ方向からインクジェットプリンター１を平面視した場合の、ヘッドモジュール３が具備する４個の記録ヘッド３２と、当該４個の記録ヘッド３２に設けられた合計４Ｍ個のノズルＮの配置の一例を説明するための説明図である。図４に示すように、ヘッドモジュール３に設けられた各記録ヘッド３２には、ノズル列ＮLが設けられる。ここで、ノズル列ＮLとは、所定方向に列状に延在するように設けられた複数のノズルＮである。本実施形態では、各ノズル列ＮLが、Ｘ軸方向に延在するように配置されたＭ個のノズルＮから構成される場合を、一例として想定する。
【００２５】
＜＜３．ヘッドユニットの構成＞＞
以下、図５を参照しつつ、各ヘッドユニットＨUの構成について説明する。
【００２６】
図５は、ヘッドユニットＨUの構成の一例を示すブロック図である。上述のとおり、ヘッドユニットＨUは、スイッチ回路３１と、記録ヘッド３２と、検出回路３３と、を備える。また、ヘッドユニットＨUは、駆動信号生成回路４から駆動信号Ｃom-Aが供給される配線Ｂaと、駆動信号生成回路４から駆動信号Ｃom-Bが供給される配線Ｂbと、検出電位信号Ｖoutを検出回路３３に供給するための配線Ｂsと、電位ＶBSが供給される給電線Ｂdと、を備える。
【００２７】
図５に示すように、スイッチ回路３１は、Ｍ個のスイッチRa[1]〜Ra[M]と、Ｍ個のスイッチRb[1]〜Rb[M]と、Ｍ個のスイッチRs[1]〜Rs[M]と、各スイッチの接続状態を指定する接続状態指定回路３１１と、を備える。
接続状態指定回路３１１は、制御部２から供給される印刷信号ＳＩ、ラッチ信号ＬAT、チェンジ信号ＣH、及び、期間規定信号Ｔsigの、少なくとも一部の信号に基づいて、スイッチRa[m]のオンオフを指定する接続状態指定信号Ｇa[m]と、スイッチRb[m]のオンオフを指定する接続状態指定信号Ｇb[m]と、スイッチRs[m]のオンオフを指定する接続状態指定信号Ｇs[m]と、を生成する。
ここで、スイッチRa[m]は、接続状態指定信号Ｇa[m]に基づいて、配線Ｂaと、吐出部Ｄ[m]に設けられた圧電素子ＰZ[m]の上部電極Ｚu[m]との、導通及び非導通を切り替える。本実施形態において、スイッチRa[m]は、接続状態指定信号Ｇa[m]がハイレベルの場合にオンし、ローレベルの場合にオフすることとする。また、スイッチRb[m]は、接続状態指定信号Ｇb[m]に基づいて、配線Ｂbと、吐出部Ｄ[m]に設けられた圧電素子ＰZ[m]の上部電極Ｚu[m]との、導通及び非導通を切り替える。本実施形態において、スイッチRb[m]は、接続状態指定信号Ｇb[m]がハイレベルの場合にオンし、ローレベルの場合にオフすることとする。また、スイッチRs[m]は、接続状態指定信号Ｇs[m]に基づいて、配線Ｂsと、吐出部Ｄ[m]に設けられた圧電素子ＰZ[m]の上部電極Ｚu[m]との、導通及び非導通を切り替える。本実施形態において、スイッチRs[m]は、接続状態指定信号Ｇs[m]がハイレベルの場合にオンし、ローレベルの場合にオフすることとする。
なお、上述のとおり、供給駆動信号Ｖin[m]は、駆動信号Ｃom-A及びＣom-Bのうち、スイッチRa[m]またはRb[m]を介して、吐出部Ｄ[m]の圧電素子ＰZ[m]に供給される信号である。
【００２８】
検出回路３３には、判定対象吐出部Ｄ-Sとして駆動された吐出部Ｄ[m]の圧電素子ＰZ[m]の電位を示す検出電位信号Ｖout[m]が、配線Ｂsを介して供給される。検出回路３３は、検出電位信号Ｖout[m]に基づいて残留振動信号Ｖd[m]を生成する。
【００２９】
＜＜４．ヘッドユニットの動作＞＞
以下、図６乃至図８を参照しつつ、各ヘッドユニットＨUの動作について説明する。
【００３０】
本実施形態において、インクジェットプリンター１の動作期間は、１または複数の単位期間Ｔuを含む。また、本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、各単位期間Ｔuにおいて、印刷処理のために各吐出部Ｄを駆動することができる。また、本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、各単位期間Ｔuにおいて、吐出状態判定処理における判定対象吐出部Ｄ-Sの駆動、及び、当該判定対象吐出部Ｄ-Sからの検出電位信号Ｖoutの検出をすることができる。
【００３１】
図６は、単位期間Ｔuにおけるインクジェットプリンター１の動作を示すためのタイミングチャートである。
図６に示すように、制御部２は、パルスＰlsＬを有するラッチ信号ＬATを出力する。これにより、制御部２は、パルスＰlsＬの立ち上がりから次のパルスＰlsＬの立ち上がりまでの期間として、単位期間Ｔuを規定する。また、制御部２は、単位期間Ｔuにおいて、パルスＰlsＣを有するチェンジ信号ＣHを出力する。そして、制御部２は、単位期間Ｔuを、パルスＰlsＬの立ち上がりからパルスＰlsＣの立ち上がりまでの制御期間Ｔu1と、パルスＰlsＣの立ち上がりからパルスＰlsＬの立ち上がりまでの制御期間Ｔu2と、に区分する。また、制御部２は、単位期間Ｔuにおいて、パルスＰlsＴ1及びパルスＰlsＴ2を有する期間規定信号Ｔsigを出力する。そして、制御部２は、単位期間Ｔuを、パルスＰlsＬの立ち上がりからパルスＰlsＴ1の立ち上がりまでの制御期間ＴSS1と、パルスＰlsＴ1の立ち上がりからパルスＰlsＴ2の立ち上がりまでの制御期間ＴSS2と、パルスＰlsＴ2の立ち上がりからパルスＰlsＬの立ち上がりまでの制御期間ＴSS3と、に区分する。
【００３２】
本実施形態に係る印刷信号ＳＩは、各単位期間Ｔuにおける吐出部Ｄ[1]〜Ｄ[M]の駆動の態様を指定する個別指定信号Ｓd[1]〜Ｓd[M]を含む。制御部２は、単位期間Ｔuにおいて印刷処理または吐出状態判定処理が実行される場合、図６に示すように、当該単位期間Ｔuに先立って、個別指定信号Ｓd[1]〜Ｓd[M]を含む印刷信号ＳＩを、クロック信号ＣLに同期させて接続状態指定回路３１１に供給する。そして、接続状態指定回路３１１は、当該単位期間Ｔuにおいて、個別指定信号Ｓd[m]に基づいて、接続状態指定信号Ｇa[m]、Ｇb[m]、及び、Ｇs[m]を生成する。
なお、本実施形態では、吐出部Ｄ[m]が、大ドットと、大ドットよりも小さい中ドットと、中ドットよりも小さい小ドットとを、形成可能である場合を想定する。そして、本実施形態では、個別指定信号Ｓd[m]が、各単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に対して、大ドットに相当する量のインクを吐出する態様での駆動を指定する値「１」と、吐出部Ｄ[m]に対して、中ドットに相当する量のインクを吐出する態様での駆動を指定する値「２」と、吐出部Ｄ[m]に対して、小ドットに相当する量のインクを吐出する態様での駆動を指定する値「３」と、吐出部Ｄ[m]に対して、インクを吐出しない態様での駆動を指定する値「４」と、吐出部Ｄ[m]に対して、判定対象吐出部Ｄ-Sとしての駆動を指定する値「５」と、の５つの値のうち、何れか１つの値をとることができる場合を想定する。
【００３３】
図６に示すように、本実施形態において、駆動信号Ｃom-Aは、制御期間Ｔu1に設けられた波形ＰXと、制御期間Ｔu2に設けられた波形ＰYと、を有する。本実施形態では、波形ＰXの最高電位ＶxHと最低電位ＶxLとの電位差が、波形ＰYの最高電位ＶyHと最低電位ＶyLとの電位差よりも大きくなるように、波形ＰX及び波形ＰYが定められている。具体的には、波形ＰXを有する駆動信号Ｃom-Aが吐出部Ｄ[m]に供給される場合、吐出部Ｄ[m]が、中ドットに相当する量のインクを吐出する態様で駆動されるように、波形ＰXが定められる。また、波形ＰYを有する駆動信号Ｃom-Aが吐出部Ｄ[m]に供給される場合、吐出部Ｄ[m]が、小ドットに相当する量のインクを吐出する態様で駆動されるように、波形ＰYが定められる。また、本実施形態において、波形ＰX及び波形ＰYは、開始時及び終了時の電位が基準電位Ｖ0に設定されている。
なお、本実施形態では、一例として、吐出部Ｄ[m]に供給される供給駆動信号Ｖin[m]の電位が高電位の場合に、低電位の場合と比較して、吐出部Ｄ[m]の備えるキャビティ３２２の容積が小さくなる場合を想定する。このため、吐出部Ｄ[m]が波形ＰXを有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される場合、供給駆動信号Ｖin[m]の電位が最低電位ＶxLから最高電位ＶxHに変化することで、吐出部Ｄ[m]内のインクがノズルＮから吐出される。また、吐出部Ｄ[m]が波形ＰYを有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される場合、供給駆動信号Ｖin[m]の電位が最低電位ＶyLから最高電位ＶyHに変化することで、吐出部Ｄ[m]内のインクがノズルＮから吐出される。
【００３４】
図７は、駆動信号Ｃom-Bの有する波形ＰS1を示すタイミングチャートである。
図７に示すように、波形ＰS1は、制御期間ＴSS1の開始時刻を含む期間Ｔ1において、基準電位Ｖ0を維持し、制御期間ＴSS1のうち期間Ｔ1よりも後に開始される期間Ｔ2において、基準電位Ｖ0よりも低電位の電位ＶsLを維持し、制御期間ＴSS1のうち期間Ｔ2よりも後に開始される期間Ｔ3において、基準電位Ｖ0よりも高電位の電位ＶsHを維持し、制御期間ＴSS2において、基準電位Ｖ0及び電位ＶsLの間の電位ＶsKを維持する波形である。すなわち、波形ＰS1は、期間Ｔ1の終了時から期間Ｔ2の開始時にかけて、基準電位Ｖ0から電位ＶsLへと遷移し、期間Ｔ2の終了時から期間Ｔ3の開始時にかけて、電位ＶsLから電位ＶsHへと遷移し、期間Ｔ3が終了する時刻ｔt1から制御期間ＴSS2が開始する時刻ｔt2までの期間Ｔplにおいて、電位ＶsHから電位ＶsKへと遷移し、制御期間ＴSS3において、電位ＶsKから基準電位Ｖ0へと遷移する波形である。
なお、本実施形態において、吐出部Ｄ[m]が波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される場合、供給駆動信号Ｖin[m]の電位が電位ＶsHである場合の吐出部Ｄ[m]のキャビティ３２２の容積は、供給駆動信号Ｖin[m]の電位が電位ＶsKである場合の吐出部Ｄ[m]のキャビティ３２２の容積よりも小さい。換言すれば、本実施形態において、吐出部Ｄ[m]が波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される場合、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]のキャビティ３２２の容積が拡大し、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクが＋Ｚ方向に向けて引き込まれる。また、本実施形態では、吐出部Ｄ[m]が波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される場合、吐出部Ｄ[m]からインクが吐出されないように、波形ＰS1が定められていることとする。
なお、本実施形態において、制御期間ＴSS1は「駆動期間」の一例であり、制御期間ＴSS2は「検出期間」の一例である。また、本実施形態において、期間Ｔ1は「第１期間」の一例であり、期間Ｔ2は「第２期間」の一例であり、期間Ｔ3は「第３期間」の一例である。また、本実施形態において、基準電位Ｖ0は「第１電位」の一例であり、電位ＶsLは「第２電位」の一例であり、電位ＶsHは「第３電位」の一例であり、電位ＶsKは「検出電位」の一例である。また、本実施形態において、電位ＶsHと電位ＶsKとの電位差を電位差ΔＶs1と称する。
【００３５】
図８は、個別指定信号Ｓd[m]と、接続状態指定信号Ｇa[m]、Ｇb[m]、及び、Ｇs[m]との関係を説明するための説明図である。
図８に示すように、個別指定信号Ｓd[m]が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に対して大ドットに相当する量のインクを吐出する態様での駆動を指定する値「１」を示す場合、接続状態指定回路３１１は、接続状態指定信号Ｇa[m]を単位期間Ｔuに亘りハイレベルに設定する。この場合、スイッチRa[m]が単位期間Ｔuに亘りオンするため、吐出部Ｄ[m]は、単位期間Ｔuにおいて、波形ＰX及び波形ＰYを有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動され、大ドットに相当する量のインクを吐出する。
図８に示すように、個別指定信号Ｓd[m]が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に対して中ドットに相当する量のインクを吐出する態様での駆動を指定する値「２」を示す場合、接続状態指定回路３１１は、接続状態指定信号Ｇa[m]を制御期間Ｔu1に限りハイレベルに設定する。この場合、スイッチRa[m]が制御期間Ｔu1に限りオンするため、吐出部Ｄ[m]は、単位期間Ｔuにおいて、波形ＰXを有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動され、中ドットに相当する量のインクを吐出する。
図８に示すように、個別指定信号Ｓd[m]が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に対して小ドットに相当する量のインクを吐出する態様での駆動を指定する値「３」を示す場合、接続状態指定回路３１１は、接続状態指定信号Ｇa[m]を制御期間Ｔu2に限りハイレベルに設定する。この場合、スイッチRa[m]が制御期間Ｔu2に限りオンするため、吐出部Ｄ[m]は、単位期間Ｔuにおいて、波形ＰYを有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動され、小ドットに相当する量のインクを吐出する。
図８に示すように、個別指定信号Ｓd[m]が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に対してインクを吐出しない態様での駆動を指定する値「４」を示す場合、接続状態指定回路３１１は、接続状態指定信号Ｇa[m]、Ｇb[m]、及び、Ｇs[m]を単位期間Ｔuに亘りローレベルに設定する。この場合、吐出部Ｄ[m]は、単位期間Ｔuにおいて、駆動信号Ｃomにより駆動されず、インクを吐出しない。
図８に示すように、個別指定信号Ｓd[m]が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に対して判定対象吐出部Ｄ-Sとしての駆動を指定する値「５」を示す場合、接続状態指定回路３１１は、接続状態指定信号Ｇb[m]を制御期間ＴSS1及び制御期間ＴSS3においてハイレベルに設定し、また、接続状態指定信号Ｇs[m]を制御期間ＴSS2においてハイレベルに設定する。この場合、スイッチRb[m]が制御期間ＴSS1及び制御期間ＴSS3においてオンし、スイッチRs[m]が制御期間ＴSS2においてオンする。すなわち、この場合、制御期間ＴSS1において、吐出部Ｄ[m]が、波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動され、制御期間ＴSS2において、吐出部Ｄ[m]に残留振動が生じている状態が作り出される。つまり、この場合、制御期間ＴSS2において、吐出部Ｄ[m]の上部電極Ｚu[m]の電位は、吐出部Ｄ[m]に生じている残留振動に応じて変化する。このため、この場合、制御期間ＴSS2において、検出回路３３は、吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動に基づく検出電位信号Ｖout[m]を検出する。
【００３６】
上述のとおり、検出回路３３は、検出電位信号Ｖout[m]に基づいて、残留振動信号Ｖd[m]を生成する。具体的には、検出回路３３は、検出電位信号Ｖout[m]を増幅し、ノイズ成分を除去することで、判定ユニットＪUにおける処理に適した波形に整形された残留振動信号Ｖd[m]を生成する。すなわち、本実施形態において、残留振動信号Ｖd[m]は、制御期間ＴSS2において吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動の波形を示す。
【００３７】
＜＜５．判定ユニット＞＞
次に、吐出部Ｄに生じる残留振動について説明した上で、判定ユニットＪUについて説明する。
【００３８】
一般的に、吐出部Ｄに生じる残留振動は、ノズルＮ及びキャビティ３２２の形状及び大きさ、並びに、キャビティ３２２に充填されたインクの重量、等により決定される固有振動周期を有する。例えば、一般的に、吐出部Ｄのキャビティ３２２に気泡が混入しているために吐出異常が生じている場合には、吐出状態が正常な場合と比較して、当該吐出部Ｄに生じる残留振動の周期が短くなる。また、一般的に、吐出部ＤのノズルＮ付近に紙粉等の異物が付着しているために吐出異常が生じている場合には、吐出状態が正常な場合と比較して、当該吐出部Ｄに生じる残留振動の周期が長くなる。このように、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態に応じて、当該吐出部Ｄに生じる残留振動の周期Ｔcが変動する。このため、吐出部Ｄに生じる残留振動の周期Ｔcに基づいて、当該吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定することができる。
上述のとおり、残留振動信号Ｖd[m]は、判定対象吐出部Ｄ-Sとして駆動された吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動の波形を示す。すなわち、残留振動信号Ｖd[m]は、周期Ｔcを有する。このため、残留振動信号Ｖd[m]の周期Ｔcに基づいて、吐出部Ｄ[m]におけるインクの吐出状態を判定することができる。
【００３９】
上述のとおり、判定ユニットＪUは、周期特定回路６１と吐出状態判定回路６２とを備える。
このうち、周期特定回路６１は、残留振動信号Ｖd[m]と、残留振動信号Ｖd[m]の振幅中心レベルの電位とを比較する。そして、周期特定回路６１は、当該比較の結果に基づいて、残留振動信号Ｖd[m]の周期Ｔcを特定し、当該周期Ｔcを示す周期情報ＮTCを生成する。
また、吐出状態判定回路６２は、周期情報ＮTCの示す周期Ｔcと、閾値Ｔth1及び閾値Ｔth2のうち少なくとも一方と、を比較することで、判定対象吐出部Ｄ-Sとして駆動された吐出部Ｄ[m]におけるインクの吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報ＨNTを生成する。ここで、閾値Ｔth1は、判定対象吐出部Ｄ-Sの吐出状態が正常である場合における残留振動の周期Ｔcと、判定対象吐出部Ｄ-Sのキャビティ３２２に気泡が混入した場合における残留振動の周期Ｔcとの、境界を示す値である。また、閾値Ｔth2は、閾値Ｔth1よりも大きい値であって、判定対象吐出部Ｄ-Sの吐出状態が正常である場合における残留振動の周期Ｔcと、判定対象吐出部Ｄ-SのノズルＮ付近に異物が付着した場合における残留振動の周期Ｔcとの、境界を示す値である。そして、吐出状態判定回路６２は、周期情報ＮTCの示す周期Ｔcが、「Ｔth1≦Ｔc≦Ｔth2」を満たす場合には、判定対象吐出部Ｄ-Sにおけるインクの吐出状態が正常であると判定する。そして、この場合、吐出状態判定回路６２は、判定情報ＨNTに対して、判定対象吐出部Ｄ-Sにおけるインクの吐出状態が正常であることを示す値、例えば「１」を設定する。また、吐出状態判定回路６２は、周期情報ＮTCの示す周期Ｔcが、「Ｔc＜Ｔth1」を満たす場合には、判定対象吐出部Ｄ-Sにおいて気泡による吐出異常が生じていると判定する。そして、この場合、吐出状態判定回路６２は、判定情報ＨNTに対して、判定対象吐出部Ｄ-Sにおいて気泡による吐出異常が生じていることを示す値、例えば「２」を設定する。また、吐出状態判定回路６２は、周期情報ＮTCの示す周期Ｔcが、「Ｔc＞Ｔth2」を満たす場合には、判定対象吐出部Ｄ-Sにおいて異物付着による吐出異常が生じていると判定する。そして、この場合、吐出状態判定回路６２は、判定情報ＨNTに対して、判定対象吐出部Ｄ-Sにおいて異物付着による吐出異常が生じていることを示す値、例えば「３」を設定する。
【００４０】
＜＜６．実施形態の効果＞＞
以下、吐出部Ｄ[m]のノズルＮに紙粉等の異物が付着している場合における、吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動の周期Ｔcについて説明したうえで、本実施形態の効果を説明する。
【００４１】
図９は、吐出部Ｄ[m]におけるインクの吐出状態が正常である場合における、吐出部Ｄ[m]におけるインクの動きを説明するための説明図である。
図９に示すように、キャビティ３２２のＺ軸方向の長さを「Ｌc」とし、キャビティ３２２をＺ軸方向に垂直な平面で切断した場合の断面積を「Ｓc」とし、吐出部Ｄ[m]内のインクの密度を「ρ」とすると、キャビティ３２２内のインクのイナータンスＭcは、以下の式（１）で表される。また、ノズルＮに存在するインクのＺ軸方向の長さを「Ｌn」とし、ノズルＮをＺ軸方向に垂直な平面で切断した場合の断面積を「Ｓn」とすると、ノズルＮ内のインクのイナータンスＭnは、以下の式（２）で表される。
【数１】
2020044771.tif 000003
【００４２】
波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される吐出部Ｄ[m]において、期間Ｔplにおける長さＬcの変化量を「dＬc1」とした場合、期間Ｔplにおけるキャビティ３２２内のインクのイナータンスＭcの変化量dＭc1は、以下の式（３）で表される。また、波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される吐出部Ｄ[m]において、期間Ｔplにおける長さＬnの変化量を「dＬnA1」とした場合、期間ＴplにおけるノズルＮ内のインクのイナータンスＭnの変化量dＭnA1は、以下の式（４）で表される。
【数２】
2020044771.tif 000004
【００４３】
一般的に、吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動の周期Ｔcは、式（１）に示すイナータンスＭcと、式（２）に示すイナータンスＭnと、吐出部Ｄ[m]のコンプライアンスＣmと、を用いて、以下の式（５）で表される。そして、波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される吐出部Ｄ[m]において、時刻ｔt1に生じている振動の周期と、時刻ｔt2に生じている振動の周期との差分である、周期変化量dＴcA1は、以下の式（６）で表される。
【数３】
2020044771.tif 000005
【００４４】
図１０は、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着して吐出異常が生じている場合における、吐出部Ｄ[m]におけるインクの動きを説明するための説明図である。
図１０に示すように、波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に、異物ＰPが付着している場合において、期間Ｔplにおける長さＬnの変化量を「dＬnB1」としたとき、期間ＴplにおけるノズルＮ内のインクのイナータンスＭnの変化量dＭnB1は、以下の式（７）で表される。そして、波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に、異物ＰPが付着している場合において、時刻ｔt1に生じている振動の周期と、時刻ｔt2に生じている振動の周期との差分である、周期変化量dＴcB1は、以下の式（８）で表される。
【数４】
2020044771.tif 000006
【００４５】
一般的に、断面積Ｓnは断面積Ｓcより小さく、変化量dＬc1は変化量dＬnA1より小さい。そこで、本実施形態では、式（３）における「dＬc1÷Ｓc」が、式（４）における「dＬnA1÷Ｓn」に比べて、無視できる程度に小さいと仮定する。換言すれば、本実施形態では、変化量dＭc1が、変化量dＭnA1に比べて、無視できる程度に小さいと仮定する。このため、本実施形態では、式（６）を、以下の式（９）に近似できることとする。同様に、変化量dＬc1は変化量dＬnB1よりも小さいため、本実施形態では、式（３）における「dＬc1÷Ｓc」が、式（７）における「dＬnB1÷Ｓn」に比べて、無視できる程度に小さいと仮定する。換言すれば、本実施形態では、変化量dＭc1が、変化量dＭnB1に比べて、無視できる程度に小さいと仮定する。このため、本実施形態では、式（８）を、以下の式（１０）に近似できることとする。
【数５】
2020044771.tif 000007
【００４６】
ここで、係数ωを以下の式（１１）のように定める場合、周期変化量dＴcA1と周期変化量dＴcB1との差分値dＴc1は、以下の式（１２）で表される。
【数６】
2020044771.tif 000008
【００４７】
なお、図１０に示すように、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に引き込もうとしても、異物ＰPと接触しているインクの表面張力等の影響により、吐出部Ｄ[m]内のインクと外気との境界であるメニスカス面を＋Ｚ方向に大きく引き込むことができない。このため、図１０に示すような、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合においては、図９に示すような、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着していない場合と比較して、期間Ｔplにおけるメニスカス面の変化量が小さく押さえられることになる。換言すれば、図１０に示す変化量dＬnB1は、図９に示す変化量dＬnA1よりも小さくなる。このため、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合の周期Ｔcは、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着していない場合の周期Ｔcと比較して、式（１２）に示す差分値dＴc1だけ長くなる。これにより、吐出状態判定回路６２は、吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動の周期Ｔcに基づいて、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着しているか否かを判定することが可能となる。
【００４８】
以下、本実施形態の効果の説明の便宜上、吐出部Ｄ[m]を、波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動する代わりに、波形ＰS2を有する供給駆動信号Ｖin[m]により駆動する態様である「参考例」を説明する。
【００４９】
図１１は、波形ＰS2を示すタイミングチャートである。
図１１に示すように、波形ＰS2は、期間Ｔplにおいて、電位ＶsHから電位ＶsMへと遷移し、制御期間ＴSS2において、電位ＶsMを維持し、制御期間ＴSS3において、電位ＶsMから基準電位Ｖ0へと遷移する点において、波形ＰS1と相違する。ここで、電位ＶsMは、電位ＶsHと基準電位Ｖ0との間の電位である。なお、図７及び図１１からも明らかなように、電位ＶsHと電位ＶsMとの電位差ΔＶs2は、電位差ΔＶs1よりも小さい。このため、参考例のように、波形ＰS2を有する供給駆動信号Ｖin[m]により吐出部Ｄ[m]を駆動する場合、本実施形態のように、波形ＰS1を有する供給駆動信号Ｖin[m]により吐出部Ｄ[m]を駆動する場合と比較して、期間Ｔplにおける、吐出部Ｄ[m]内のインクの＋Ｚ方向への引き込み量が小さくなる。
【００５０】
参考例において、期間Ｔplにおける長さＬcの変化量を「dＬc2」とした場合、期間Ｔplにおけるキャビティ３２２内のインクのイナータンスＭcの変化量dＭc2は、以下の式（１３）で表される。
また、参考例において、吐出部Ｄ[m]のインクの吐出状態が正常である場合に、期間Ｔplにおける長さＬnの変化量を「dＬnA2」とすると、期間ＴplにおけるノズルＮにおけるインクのイナータンスＭnの変化量dＭnA2は、以下の式（１４）で表される。そして、この場合、吐出部Ｄ[m]において、時刻ｔt1に生じている振動の周期と、時刻ｔt2に生じている振動の周期との差分である、周期変化量dＴcA2は、以下の式（１５）で表される。
また、参考例において、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着して吐出異常が生じている場合に、期間Ｔplにおける長さＬnの変化量を「dＬnB2」とすると、期間ＴplにおけるノズルＮにおけるインクのイナータンスＭnの変化量dＭnB2は、以下の式（１６）で表される。そして、この場合、吐出部Ｄ[m]において、時刻ｔt1に生じている振動の周期と、時刻ｔt2に生じている振動の周期との差分である、周期変化量dＴcB2は、以下の式（１７）で表される。
【数７】
2020044771.tif 000009
【００５１】
そして、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合の周期変化量dＴcA2は、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着していない場合の周期変化量dＴcB2と比較して、以下の式（１８）に示す差分値dＴc2だけ長くなる。
【数８】
2020044771.tif 000010
【００５２】
図１２は、変化量dＬnA1及び変化量dＬnB1の差分値dＬn1と、変化量dＬnA2及び変化量dＬnB2の差分値dＬn2との関係を示す説明図である。
上述のとおり、波形ＰS1の期間Ｔplにおける電位差ΔＶs1は、波形ＰS2の期間Ｔplにおける電位差ΔＶs2よりも大きい。このため、図１２に示すように、制御期間ＴSS2において、変化量dＬnA1は変化量dＬnA2よりも大きくなる。
他方、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合に、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に大きく引き込もうとしても、吐出部Ｄ[m]内のインクと外気との境界であるメニスカス面を＋Ｚ方向に大きく引き込むことができないことは、吐出部Ｄ[m]を波形ＰS2の供給駆動信号Ｖin[m]により駆動する場合においても、吐出部Ｄ[m]を波形ＰS1の供給駆動信号Ｖin[m]により駆動する場合と同様である。このため、図１２に示すように、制御期間ＴSS2において、変化量dＬnB1は変化量dＬnB2と略同じになる。なお、本明細書において、「略同じ」とは、完全に同一である場合の他に、所定の割合の誤差を有する場合を含む概念であることとする。ここで、所定の割合の誤差とは、例えば、１０％の誤差であってもよい。
従って、図１２に示すように、変化量dＬnA1及び変化量dＬnB1の差分値dＬn1は、変化量dＬnA2及び変化量dＬnB2の差分値dＬn2よりも大きくなる。そして、式（１２）及び式（１８）からも明らかなように、差分値dＬn1が差分値dＬn2よりも大きい場合、差分値dＴc1は、差分値dＴc2よりも大きくなる。
このため、本実施形態のように、制御期間ＴSS2において、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に大きく引き込む波形ＰS1により吐出部Ｄ[m]を駆動する場合、制御期間ＴSS2において、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に小さく引き込む波形ＰS2により吐出部Ｄ[m]を駆動する参考例と比較して、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合の周期Ｔcと、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着していない場合の周期Ｔcとの差分を大きくすることができる。これにより、本実施形態によれば、参考例と比較して、判定ユニットＪUにおいて、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着しているか否かを判定する場合における、判定の精度を高くすることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態では、期間Ｔ1の終了時から期間Ｔ2の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に引き込み、期間Ｔ2の終了時から期間Ｔ3の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを−Ｚ方向に押し出した後に、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に再び引き込む。すなわち、本実施形態によれば、期間Ｔ1の終了時から期間Ｔ2の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に引き込むことで、引き込まない場合と比較して、期間Ｔ2の終了時から期間Ｔ3の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを−Ｚ方向に強く押し出すことができる。また、本実施形態によれば、期間Ｔ2の終了時から期間Ｔ3の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを−Ｚ方向に押し出すことで、押し出さない場合と比較して、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に強く引き込むことができる。すなわち、本実施形態によれば、期間Ｔ1の終了時から期間Ｔ2の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に引き込まない場合、または、期間Ｔ2の終了時から期間Ｔ3の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを−Ｚ方向に押し出さない場合と比較して、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に強く引き込むことができる。このため、本実施形態によれば、期間Ｔ1の終了時から期間Ｔ2の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に引き込まない場合、または、期間Ｔ2の終了時から期間Ｔ3の開始時にかけて、吐出部Ｄ[m]内のインクを−Ｚ方向に押し出さない場合と比較して、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合の周期Ｔcと、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着していない場合の周期Ｔcとの差分を大きくすることができ、判定ユニットＪUにおいて、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着しているか否かを判定する場合における、判定の精度を高くすることが可能となる。
【００５４】
＜＜Ｂ．第２実施形態＞＞
以下、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００５５】
第２実施形態は、判定対象吐出部Ｄ-Sを波形ＰS3により駆動する点において、判定対象吐出部Ｄ-Sを波形ＰS1により駆動する第１実施形態と相違する。
【００５６】
図１３は、波形ＰS3を示すタイミングチャートである。
図１３に示すように、波形ＰS3は、期間Ｔplにおいて、電位ＶsHから電位ＶsNへと遷移し、制御期間ＴSS2において、電位ＶsNを維持し、制御期間ＴSS3において、電位ＶsNから基準電位Ｖ0へと遷移する点において、波形ＰS1と相違する。本実施形態では、電位ＶsNが、基準電位Ｖ0及び電位ＶsLの間の電位である場合を想定する。但し、電位ＶsNは、基準電位Ｖ0と同電位であっても構わない。すなわち、波形ＰS3は、電位ＶsHと電位ＶsNとの電位差ΔＶs3が、電位ＶsHと基準電位Ｖ0との電位差以上であって、電位ＶsHと電位ＶsLとの電位差以下となるように定められればよい。
ここで、期間Ｔplのうち、波形ＰS3が最初に電位ＶsNとなる時刻を時刻ｔtnと称し、時刻ｔt1から時刻ｔtnまでの期間を期間Ｔhnと称する。また、波形ＰS3により吐出部Ｄ[m]を駆動した場合に、制御期間ＴSS2において吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動の周期Ｔcを、周期Ｔc-PS3と称する。そして、期間Ｔ3の時間長を「ΔＴ3」と表現し、期間Ｔhnの時間長を「ΔＴhn」と表現する場合、波形ＰS3は、以下の式（１９）を満たすような波形に定められる。
ΔＴ3＋ΔＴhn＜Ｔc-PS3    …（１９）
【００５７】
波形ＰS3が式（１９）を満たす場合、満たさない場合と比較して、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に強く引き込むことができる。このため、本実施形態によれば、式（１９）を満たさない場合と比較して、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着している場合の周期Ｔcと、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着していない場合の周期Ｔcとの差分を大きくすることができ、判定ユニットＪUにおいて、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着しているか否かを判定する場合における、判定の精度を高くすることが可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態において、波形ＰS3を、期間Ｔ3の時間長ΔＴ3が、図１３に示す波形ＰS3zが電位ＶsHとなる期間Ｔ3zの時間長ΔＴ3zよりも長くなるように定めてもよい。ここで、波形ＰS3zとは、波形ＰS3の期間Ｔ3の時間長を変更した波形のうち、波形ＰS3zにより吐出部Ｄ[m]を駆動した場合に、制御期間ＴSS2において吐出部Ｄ[m]に生じる残留振動の振幅が最小となる波形である。このように、時間長ΔＴ3を、時間長ΔＴ3zよりも長くすることで、時間長ΔＴ3と時間長ΔＴ3zとが等しい場合と比較して、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に強く引き込むことができる。このため、時間長ΔＴ3を、時間長ΔＴ3zよりも長くすることで、時間長ΔＴ3と時間長ΔＴ3zとが等しい場合と比較して、判定ユニットＪUにおいて、吐出部Ｄ[m]のノズルＮの近傍に異物ＰPが付着しているか否かを判定する場合における、判定の精度を高くすることが可能となる。
【００５９】
＜＜Ｃ．変形例＞＞
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００６０】
＜＜変形例１＞＞
上述した実施形態１及び２では、供給駆動信号Ｖin[m]の電位が高電位となる場合に、供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される吐出部Ｄ[m]の容積が小さくなる態様を例示したが、本発明なこのような態様に限定されるものではない。例えば、供給駆動信号Ｖin[m]の電位が高電位となる場合に、供給駆動信号Ｖin[m]により駆動される吐出部Ｄ[m]の容積が大きくなるように、圧電素子ＰZ[m]が設けられていてもよい。例えば、本変形例において、波形ＰS1は、電位ＶsKが電位ＶsHよりも高電位となることで、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に向けて引き込む波形であって、基準電位Ｖ0が、電位ＶsLと電位ＶsHとの間の電位であり、且つ、電位ＶsKが、基準電位Ｖ0と電位ＶsLとの間の電位となる波形であればよい。また、本変形例において、波形ＰS3は、電位ＶsNが電位ＶsHよりも高電位となることで、期間Ｔplにおいて、吐出部Ｄ[m]内のインクを＋Ｚ方向に向けて引き込む波形であって、基準電位Ｖ0が、電位ＶsLと電位ＶsHとの間の電位であり、且つ、電位ＶsNが、基準電位Ｖ0と電位ＶsLとの間の電位または基準電位Ｖ0と同電位となる波形であればよい。
【００６１】
＜＜変形例２＞＞
上述した実施形態１及び２並びに変形例１において、判定ユニットＪUは、制御部２とは別個の回路として設けられるが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。判定ユニットＪUのうちの一部または全部は、制御部２のＣＰＵ等が制御プログラムに従って動作することにより実現される機能ブロックとして実装されてもよい。
【００６２】
＜＜変形例３＞＞
上述した実施形態１及び２並びに変形例１及び２において、インクジェットプリンター１は、４個のヘッドユニットＨUと、４個のインクカートリッジ３１０と、が１対１に対応するように設けられるが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。インクジェットプリンター１は、１個以上のヘッドユニットＨUと、１個以上のインクカートリッジ３１０と、を備えていればよい。
また、上述した実施形態１及び２並びに変形例１及び２において、インクジェットプリンター１には、各ヘッドユニットＨUに１対１に対応して判定ユニットＪUが設けられるが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。インクジェットプリンター１には、複数のヘッドユニットＨUに対して１個の判定ユニットＪUが設けられてもよく、１個のヘッドユニットＨUに対して複数の判定ユニットＪUが設けられてもよい。
【００６３】
＜＜変形例４＞＞
上述した実施形態１及び２並びに変形例１乃至３では、インクジェットプリンター１がシリアルプリンターである場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。インクジェットプリンター１は、ヘッドモジュール３において、複数のノズルＮが、記録用紙Ｐの幅よりも広く延在するように設けられた、所謂ラインプリンターであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…インクジェットプリンター、２…制御部、３…ヘッドモジュール、４…駆動信号生成回路、５…記憶部、６…判定モジュール、７…搬送機構、３１…スイッチ回路、３２…記録ヘッド、３３…検出回路、６１…周期特定回路、６２…吐出状態判定回路、３２２…キャビティ、Ｄ…吐出部、ＨU…ヘッドユニット、ＪU…判定ユニット、Ｎ…ノズル、ＰZ…圧電素子。
【図１】
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【図２】
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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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【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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