(57)【要約】【課題】インクの吐出状態の検査精度が低下するおそれを低減すること。【解決手段】駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、振動板と、駆動波形信号が供給されることで振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、キャビティと連通し、キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、駆動波形信号が駆動素子に供給された後のキャビティの圧力の変化に基づいて生じる振動板の変化を残留振動信号として検出し、残留振動信号に基づいてノズルの吐出異常の有無の検出、及び吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、を備え、吐出異常検出回路は、残留振動信号を検出する検出部と、ノズルから吐出される液体の吐出状態を示す情報を取得する取得部と、残留振動信号と吐出状態との関係を機械学習する学習部と、を含む、液体吐出装置。【選択図】図２０
2020082475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記ノズルから吐出される液体の吐出状態を示す情報を取得する取得部と、
前記残留振動信号と前記吐出状態との関係を機械学習する学習部と、
を含む、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記学習部は、前記機械学習した前記残留振動信号と前記吐出状態との関係に基づいて、前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を示す学習閾値信号を生成する、
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】
前記吐出異常検出回路は、波形整形部、計測部及び判定部を有し、
前記波形整形部は、前記残留振動信号からノイズ成分を除去した整形波形信号を生成し、
前記計測部は、前記整形波形信号に基づき、前記残留振動信号の周期を計測し、
前記判定部は、前記整形波形信号の周期と所定の閾値とに基づいて前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
前記所定の閾値は、前記学習閾値信号に基づいて更新される、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記残留振動信号と前記ノズルから吐出される液体の吐出状態との関係を機械学習させた学習モデルを記憶する記憶部と、
前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を判定する判定部と、
を含む、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
前記吐出異常検出回路は、波形整形部、計測部及び判定部を有し、
前記波形整形部は、前記残留振動信号からノイズ成分を除去した整形波形信号を生成し、
前記計測部は、前記整形波形信号に基づき、前記残留振動信号の周期を計測し、
前記判定部は、前記整形波形信号の周期と所定の閾値とに基づいて前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
前記所定の閾値は、前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて更新される、
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記キャビティの内部に気泡が混入する気泡混入、前記ノズルの付近の液体が乾燥により増粘する乾燥増粘、及び前記ノズルの出口付近に紙粉が付着する紙粉付着の少なくとも１つを前記吐出異常の原因として特定する、
ことを特徴とする請求項３又は５に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記所定の閾値として第１閾値と、前記第１閾値よりも長い周期に設けられた第２閾値と、前記第２閾値よりも長い周期に設けられた第３閾値とを有し、
前記残留振動信号の周期が、前記第１閾値未満の場合、前記判定部は、前記吐出異常の原因を前記気泡混入と判定し、
前記残留振動信号の周期が、前記第２閾値を超えて、且つ前記第３閾値以下の場合、前記判定部は、前記吐出異常の原因を前記紙粉付着と判定し、
前記残留振動信号の周期が、前記第３閾値を超える場合、前記判定部は、前記吐出異常の原因を前記乾燥増粘と判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記駆動素子と電気的に接続され、前記駆動波形信号を前記駆動素子に供給するか否かを選択する吐出選択回路と、
前記液体吐出ヘッドと、前記吐出選択回路と、前記吐出異常検出回路とに電気的に接続される切替回路と、
前記吐出異常から回復させる為の回復処理を実行する回復機構と、
を備え、
前記切替回路は、前記液体吐出ヘッドと前記吐出選択回路とを電気的に接続するか、又は前記液体吐出ヘッドと前記吐出異常検出回路とを電気的に接続するかを切替える、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記回復機構は、前記回復処理として、
前記吐出異常の原因が前記気泡混入の場合、前記液体吐出ヘッドの前記ノズルが設けられるノズル面を覆うキャップにポンプを接続し吸引するポンプ吸引処理を実行し、
前記吐出異常の原因が前記乾燥増粘の場合、前記液体吐出ヘッドのクリーニングのために前記駆動素子を駆動させ前記ノズルから液体を吐出させるフラッシング処理、又は前記ポンプ吸引処理を実行し、
前記吐出異常の原因が前記紙粉付着の場合、前記液体吐出ヘッドの前記ノズル面を拭き取るワイピング処理を実行する、
ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記回復機構は、前記吐出異常検出回路において前記吐出異常が検出された異常ノズルに対して、前記回復処理を実行し、
前記回復処理の実行後、前記異常ノズルに対応する前記振動板が変位され、
前記吐出異常検出回路は、前記異常ノズルに対応する前記振動板の変位により生じる前記残留振動信号に基づいて、前記異常ノズルの前記吐出異常の有無を再検出する、
ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記回復機構は、前記吐出異常検出回路において前記吐出異常が検出された異常ノズルに対して、前記フラッシング処理を実行し、
前記フラッシング処理の実行後、前記異常ノズルに対応する前記振動板が変位され、
前記吐出異常検出回路は、前記異常ノズルに対応する前記振動板の変位により生じる前記残留振動信号に基づいて、前記異常ノズルの前記吐出異常の有無を再検出するとともに、前記吐出異常の原因を特定し、
前記回復機構は、前記再検出において前記吐出異常検出回路が特定した前記吐出異常の原因に応じた前記回復処理を実行させる、
ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
複数の前記液体吐出ヘッドと、複数の前記吐出異常検出回路と、複数の前記切替回路とを備え、
複数の前記吐出異常検出回路のうちの第１吐出異常検出回路は、複数の前記液体吐出ヘッドのうちの第１液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
複数の前記切替回路のうちの第１切替回路は、前記第１液体吐出ヘッドと前記吐出選択回路とを電気的に接続するか、又は前記第１液体吐出ヘッドと前記第１吐出異常検出回路とを電気的に接続するかを切替え、
複数の前記吐出異常検出回路のうちの第２吐出異常検出回路は、複数の前記液体吐出ヘッドのうちの第２液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
複数の前記切替回路のうちの第２切替回路は、前記第２液体吐出ヘッドと前記吐出選択回路とを電気的に接続するか、又は前記第２液体吐出ヘッドと前記第２吐出異常検出回路とを電気的に接続するかを切替え、
前記吐出選択回路は、前記第１液体吐出ヘッドが有する前記駆動素子と、前記第２液体吐出ヘッドが有する前記駆動素子とのそれぞれに対して、前記駆動波形信号を供給するか否かを選択し、
前記第１吐出異常検出回路における、前記第１液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因の特定と、前記第２吐出異常検出回路における、前記第２液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因の特定とは並行して行われる、
ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
前記回復機構は、前記第１吐出異常検出回路が検出する前記吐出異常の原因に応じて、前記第１液体吐出ヘッドに対して、前記回復処理を実行し、前記第２吐出異常検出回路が検出する前記吐出異常の原因に応じて、前記第２液体吐出ヘッドに対して、前記回復処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
前記吐出異常検出回路は、前記ノズルから液体が吐出されている吐出動作中に、前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１５】
振動板と、駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づ
いて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記ノズルから吐出される液体の吐出状態を示す情報を取得する取得部と、
前記残留振動信号と前記吐出状態との関係を機械学習する学習部と、
を含む、
ことを特徴とするプリントヘッド。
【請求項１６】
振動板と、駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記残留振動信号と前記ノズルから吐出される液体の吐出状態との関係を機械学習させた学習モデルを記憶する記憶部と、
前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を判定する判定部と、
を含む、
ことを特徴とするプリントヘッド。
【請求項１７】
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備える液体吐出装置の液体吐出方法であって、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出するステップと、
前記ノズルから吐出される液体の吐出状態を示す情報を取得するステップと、
前記残留振動信号と前記吐出状態との関係を機械学習するステップと、
を含む、
ことを特徴とする液体吐出方法。
【請求項１８】
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズ
ルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備える液体吐出装置の液体吐出方法であって、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出するステップと、
前記残留振動信号と前記ノズルから吐出される液体の吐出状態との関係を機械学習させた学習モデルを記憶するステップと、
前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を判定するステップと、
を含む、
ことを特徴とする液体吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、プリントヘッド及び液体吐出方法に関する。
【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、吐出部に設けられる圧電素子等の駆動素子を駆動信号により駆動させることで、プリントヘッドの内部に充填されたインクをノズルから吐出させて、記録媒体上に画像を形成する。
【０００３】
しかし、プリントヘッドの内部に充填されたインクが増粘すると、吐出異常が発生し、印刷される画像の画質が低下することがある。さらに、プリントヘッド内部への気泡の混入、ノズル近傍への紙粉の付着等に場合にも、ノズルから吐出されるインクの吐出異常が生じるおそれがあり、その結果、インクの吐出精度が低下し、媒体に印刷される画像の画質が低下するおそれがある。このため、高品位な印刷を実現するためには、プリントヘッドにおいて、インクの吐出状態を検査することが望ましい。
【０００４】
特許文献１には、駆動信号により圧電素子を駆動させることで生じる残留振動を検出し、検出結果に基づいて吐出部におけるインクの吐出状態を検査する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０２８１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明では、検出された残留振動の周期が、予め定められた検出範囲内であるか否かに基づいて、インクが正常に吐出されたか否かの判断を行っている為、当該検出閾値を定めるにあたり、例えば、（１）液体吐出装置１の設計誤差（２）液体吐出装置が使用される温度、湿度などの環境（３）液体吐出装置を構成する各種構成の経年変化に伴う特性の変化（４）使用されるインクの粘度等の物性を考慮する必要があり、そのため、個々の液体吐出装置に対して最適な検出閾値を定めることが困難であり、そのため、インクの吐出状態の検査精度が低下するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記ノズルから吐出される液体の吐出状態を示す情報を取得する取得部と、
前記残留振動信号と前記吐出状態との関係を機械学習する学習部と、
を含む。
【０００８】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記学習部は、前記機械学習した前記残留振動信号と前記吐出状態との関係に基づいて、前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を示す学習閾値信号を生成してもよい。
【０００９】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記吐出異常検出回路は、波形整形部、計測部及び判定部を有し、
前記波形整形部は、前記残留振動信号からノイズ成分を除去した整形波形信号を生成し、
前記計測部は、前記整形波形信号に基づき、前記残留振動信号の周期を計測し、
前記判定部は、前記整形波形信号の周期と所定の閾値とに基づいて前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
前記所定の閾値は、前記学習閾値信号に基づいて更新されてもよい。
【００１０】
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記残留振動信号と前記ノズルから吐出される液体の吐出状態との関係を機械学習させた学習モデルを記憶する記憶部と、
前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を判定する判定部と、
を含む。
【００１１】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記吐出異常検出回路は、波形整形部、計測部及び判定部を有し、
前記波形整形部は、前記残留振動信号からノイズ成分を除去した整形波形信号を生成し、
前記計測部は、前記整形波形信号に基づき、前記残留振動信号の周期を計測し、
前記判定部は、前記整形波形信号の周期と所定の閾値とに基づいて前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
前記所定の閾値は、前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて更新されてもよい。
【００１２】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記判定部は、前記キャビティの内部に気泡が混入する気泡混入、前記ノズルの付近の液体が乾燥により増粘する乾燥増粘、及び前記ノズルの出口付近に紙粉が付着する紙粉付着の少なくとも１つを前記吐出異常の原因として特定してもよい。
【００１３】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記判定部は、前記所定の閾値として第１閾値と、前記第１閾値よりも長い周期に設けられた第２閾値と、前記第２閾値よりも長い周期に設けられた第３閾値とを有し、
前記残留振動信号の周期が、前記第１閾値未満の場合、前記判定部は、前記吐出異常の原因を前記気泡混入と判定し、
前記残留振動信号の周期が、前記第２閾値を超えて、且つ前記第３閾値以下の場合、前記判定部は、前記吐出異常の原因を前記紙粉付着と判定し、
前記残留振動信号の周期が、前記第３閾値を超える場合、前記判定部は、前記吐出異常の原因を前記乾燥増粘と判定してもよい。
【００１４】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記駆動素子と電気的に接続され、前記駆動波形信号を前記駆動素子に供給するか否かを選択する吐出選択回路と、
前記液体吐出ヘッドと、前記吐出選択回路と、前記吐出異常検出回路とに電気的に接続される切替回路と、
前記吐出異常から回復させる為の回復処理を実行する回復機構と、
を備え、
前記切替回路は、前記液体吐出ヘッドと前記吐出選択回路とを電気的に接続するか、又は前記液体吐出ヘッドと前記吐出異常検出回路とを電気的に接続するかを切替えてもよい。
【００１５】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記回復機構は、前記回復処理として、
前記吐出異常の原因が前記気泡混入の場合、前記液体吐出ヘッドの前記ノズルが設けられるノズル面を覆うキャップにポンプを接続し吸引するポンプ吸引処理を実行し、
前記吐出異常の原因が前記乾燥増粘の場合、前記液体吐出ヘッドのクリーニングのために前記駆動素子を駆動させ前記ノズルから液体を吐出させるフラッシング処理、又は前記ポンプ吸引処理を実行し、
前記吐出異常の原因が前記紙粉付着の場合、前記液体吐出ヘッドの前記ノズル面を拭き取るワイピング処理を実行してもよい。
【００１６】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記回復機構は、前記吐出異常検出回路において前記吐出異常が検出された異常ノズルに対して、前記回復処理を実行し、
前記回復処理の実行後、前記異常ノズルに対応する前記振動板が変位され、
前記吐出異常検出回路は、前記異常ノズルに対応する前記振動板の変位により生じる前記残留振動信号に基づいて、前記異常ノズルの前記吐出異常の有無を再検出してもよい。
【００１７】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記回復機構は、前記吐出異常検出回路において前記吐出異常が検出された異常ノズルに対して、前記フラッシング処理を実行し、
前記フラッシング処理の実行後、前記異常ノズルに対応する前記振動板が変位され、
前記吐出異常検出回路は、前記異常ノズルに対応する前記振動板の変位により生じる前記残留振動信号に基づいて、前記異常ノズルの前記吐出異常の有無を再検出するとともに、前記吐出異常の原因を特定し、
前記回復機構は、前記再検出において前記吐出異常検出回路が特定した前記吐出異常の原因に応じた前記回復処理を実行させてもよい。
【００１８】
前記液体吐出装置の一態様において、
複数の前記液体吐出ヘッドと、複数の前記吐出異常検出回路と、複数の前記切替回路とを備え、
複数の前記吐出異常検出回路のうちの第１吐出異常検出回路は、複数の前記液体吐出ヘッドのうちの第１液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
複数の前記切替回路のうちの第１切替回路は、前記第１液体吐出ヘッドと前記吐出選択回路とを電気的に接続するか、又は前記第１液体吐出ヘッドと前記第１吐出異常検出回路とを電気的に接続するかを切替え、
複数の前記吐出異常検出回路のうちの第２吐出異常検出回路は、複数の前記液体吐出ヘッドのうちの第２液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定し、
複数の前記切替回路のうちの第２切替回路は、前記第２液体吐出ヘッドと前記吐出選択回路とを電気的に接続するか、又は前記第２液体吐出ヘッドと前記第２吐出異常検出回路とを電気的に接続するかを切替え、
前記吐出選択回路は、前記第１液体吐出ヘッドが有する前記駆動素子と、前記第２液体吐出ヘッドが有する前記駆動素子とのそれぞれに対して、前記駆動波形信号を供給するか否かを選択し、
前記第１吐出異常検出回路における、前記第１液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因の特定と、前記第２吐出異常検出回路における、前記第２液体吐出ヘッドが有する前記ノズルの前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因の特定とは並行して行われてもよい。
【００１９】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記回復機構は、前記第１吐出異常検出回路が検出する前記吐出異常の原因に応じて、前記第１液体吐出ヘッドに対して、前記回復処理を実行し、前記第２吐出異常検出回路が検出する前記吐出異常の原因に応じて、前記第２液体吐出ヘッドに対して、前記回復処理を実行してもよい。
【００２０】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記吐出異常検出回路は、前記ノズルから液体が吐出されている吐出動作中に、前記吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定してもよい。
【００２１】
本発明に係るプリントヘッドの一態様は、
振動板と、駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記ノズルから吐出される液体の吐出状態を示す情報を取得する取得部と、
前記残留振動信号と前記吐出状態との関係を機械学習する学習部と、
を含む。
【００２２】
本発明に係るプリントヘッドの一態様は、
振動板と、駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部
に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備え、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出する検出部と、
前記残留振動信号と前記ノズルから吐出される液体の吐出状態との関係を機械学習させた学習モデルを記憶する記憶部と、
前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を判定する判定部と、
を含む。
【００２３】
本発明に係る液体吐出方法の一態様は、
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備える液体吐出装置の液体吐出方法であって、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出するステップと、
前記ノズルから吐出される液体の吐出状態を示す情報を取得するステップと、
前記残留振動信号と前記吐出状態との関係を機械学習するステップと、
を含む。
【００２４】
本発明に係る液体吐出方法の一態様は、
駆動波形信号を生成する駆動信号生成回路と、
振動板と、前記駆動波形信号が供給されることで前記振動板を変位させる駆動素子と、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、内部の圧力が変化するキャビティと、前記キャビティと連通し、前記キャビティの内部の圧力の変化により液体を吐出するノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
前記駆動波形信号が前記駆動素子に供給された後の前記キャビティの圧力の変化に基づいて生じる前記振動板の変化を残留振動信号として検出し、前記残留振動信号に基づいて前記ノズルの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する吐出異常検出回路と、
を備える液体吐出装置の液体吐出方法であって、
前記吐出異常検出回路は、
前記残留振動信号を検出するステップと、
前記残留振動信号と前記ノズルから吐出される液体の吐出状態との関係を機械学習させた学習モデルを記憶するステップと、
前記残留振動信号と前記学習モデルとに基づいて前記液体吐出ヘッドの前記吐出異常の有無を判定するステップと、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】液体吐出装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】液体吐出装置の電気構成を示す図である。
【図３】ヘッド部が備える液体吐出ヘッドの一例の概略的な断面図である。
【図４】ノズルの配列パターンの一例を示す図である。
【図５】ヘッド部が備える液体吐出ヘッドの他の一例の概略的な断面図である。
【図６】インクの吐出動作を説明するための図である。
【図７】振動板の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。
【図８】振動板の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。
【図９】気泡混入が生じた場合のノズル付近の概念図である。
【図１０】気泡混入時の振動板の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。
【図１１】乾燥増粘時のノズル付近の概念図である。
【図１２】乾燥増粘時の振動板の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。
【図１３】紙粉付着時のノズル付近の概念図である。
【図１４】紙粉付着時の振動板の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。
【図１５】吐出選択回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】デコーダーが行うデコードの内容を示す図である。
【図１７】単位動作期間における吐出選択回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１８】駆動信号Ｖｉｎの波形の一例を示す図である。
【図１９】切替回路の構成、並びに、切替回路と吐出異常検出回路、ヘッド部、及び吐出選択回路との電気的な接続関係を示すブロック図である。
【図２０】吐出異常検出回路の構成を示すブロック図である。
【図２１】計測部の動作を示すタイミングチャートである。
【図２２】判定部における判定の内容を説明するための図である。
【図２３】吐出異常検出回路における吐出異常検出処理の方法を示すフローチャート図である。
【図２４】機械学習部における機械学習の方法を示すフローチャート図である。
【図２５】ポンプ吸引処理の一例を示す図である。
【図２６】ワイピング処理の一例を示す図である。
【図２７】第２実施形態における吐出異常検出回路の構成を示す図である。
【図２８】第２実施形態における液体吐出方法を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。本実施形態では、液体吐出装置として、液体の一例としてのインクを吐出して媒体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説明する。
【００２７】
１．第１実施形態
１．１  液体吐出装置の構成
まず、液体吐出装置１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る液体吐出装置１の構成の概略を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１中、上側（＋Ｚ方向）を「
上部」、下側（−Ｚ方向）を「下部」と称する場合がある。
【００２８】
図１に示すように、液体吐出装置１は、上部後方に媒体Ｐを設置するトレイ８１と、下部前方に媒体Ｐを排出する排紙口８２と、上部面に操作パネル８３とが設けられている。
【００２９】
操作パネル８３は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する不図示の表示部と、各種スイッチ等で構成される不図示の操作部とを備えている。この操作パネル８３の表示部は、報知手段として機能する。
【００３０】
また、図１に示すように、液体吐出装置１は、往復動する移動体３を有する印刷手段４を備える。
【００３１】
移動体３は、後述する液体吐出ヘッド３５を複数備えるヘッド部３０と、４個のインクカートリッジ３１と、ヘッド部３０及び４個のインクカートリッジ３１を搭載したキャリッジ３２と、を備える。各液体吐出ヘッド３５は、インクカートリッジ３１から供給されたインクを内部に充填し、充填したインクを吐出することができる。また、４個のインクカートリッジ３１は、イエロー、シアン、マゼンタ、及び、ブラックの４つの色と１対１に対応して設けられたものであり、各インクカートリッジ３１には、当該インクカートリッジ３１に対応する色のインクが充填されている。複数の液体吐出ヘッド３５の各々は、４個のインクカートリッジ３１のいずれか１つからインクの供給を受ける。これにより、複数の液体吐出ヘッド３５から全体として４色のインクを吐出することが可能となり、フルカラー印刷が実現される。
【００３２】
なお、本実施形態に係る液体吐出装置１は、当該４色のインクに対応する４個のインクカートリッジ３１を備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、当該４色とは異なる色のインクを充填したインクカートリッジ３１をさらに備えるものであってもよいし、当該４色のうちの一部の色に対応するインクカートリッジ３１のみを備えるものであってもよい。また、各インクカートリッジ３１は、キャリッジ３２に搭載される代わりに、液体吐出装置１の別の場所に設けられるものであってもよい。
【００３３】
図１に示すように、印刷手段４は、移動体３を主走査方向に往復移動させる駆動源となるキャリッジモーター４１と、キャリッジモーター４１の回転を受けて、移動体３を往復移動させる往復動機構４２とを備える。なお、主走査方向とは、図１においてＹ軸が延在する方向である。往復動機構４２は、その両端を不図示のフレームに支持されたキャリッジガイド軸４２２と、キャリッジガイド軸４２２と平行に延在するタイミングベルト４２１とを有している。移動体３のキャリッジ３２は、往復動機構４２のキャリッジガイド軸４２２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト４２１の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト４２１を正逆走行させると、キャリッジガイド軸４２２に案内されて、移動体３が往復動する。
【００３４】
また、図１に示すように、液体吐出装置１は、媒体Ｐを印刷手段４に対し供給・排出する給紙装置７を備える。
【００３５】
給紙装置７は、その駆動源となる給紙モーター７１と、給紙モーター７１の作動により回転する給紙ローラー７２とを有している。給紙ローラー７２は、媒体Ｐの搬送経路において媒体Ｐを挟んで上下に対向する従動ローラー７２ａと駆動ローラー７２ｂとで構成され、駆動ローラー７２ｂは給紙モーター７１に連結されている。これにより、給紙ローラー７２は、トレイ８１に設置した複数枚の媒体Ｐを、印刷手段４に向かって１枚ずつ送り
込んだり、印刷手段４から１枚ずつ排出したりするようになっている。なお、トレイ８１に代えて、媒体Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
【００３６】
また、図１に示すように、液体吐出装置１は、印刷手段４及び給紙装置７を制御する制御部６を備える。
【００３７】
制御部６は、後述するパーソナルコンピューターやデジタルカメラ等のホストコンピューター９から入力された画像データＩｍｇに基づいて、印刷手段４や給紙装置７等を制御することにより媒体Ｐへの印刷処理を行う。
【００３８】
具体的には、制御部６は、給紙装置７を制御することで、媒体Ｐを一枚ずつＸ軸方向である副走査方向に間欠送りする。また、制御部６は、移動体３を副走査方向と交差するＹ軸方向である主走査方向に往復動させるように制御する。つまり、制御部６は、移動体３を主走査方向に往復動させるように制御するとともに、媒体Ｐを副走査方向に間欠送りするように給紙装置７を制御しつつ、画像データＩｍｇに基づいて、各液体吐出ヘッド３５からインクを吐出、又は非吐出とするようにヘッド部３０の駆動を制御することにより、媒体Ｐへの印刷処理を実行する。
【００３９】
なお、制御部６は、操作パネル８３の表示部にエラーメッセージ等を表示させ、あるいはＬＥＤランプ等を点灯／点滅させるとともに、操作パネル８３の操作部から入力された各種スイッチの押下信号に基づいて、対応する処理を各部に実行させる。さらに、制御部６は、必要に応じてエラーメッセージや吐出異常等の情報をホストコンピューター９に転送する処理を実行するものであってもよい。
【００４０】
図２は、本実施形態に係る液体吐出装置１の電気構成を示す図である。図２に示すように、液体吐出装置１は、制御部６、プリントヘッド５０、駆動信号生成回路５４、操作パネル８３、回復機構８４、キャリッジモーター４１、キャリッジモータードライバー４３、給紙モーター７１、及び給紙モータードライバー７３を備える。
【００４１】
制御部６は、液体吐出装置１の各部の動作を制御する。図２に示すように、制御部６は、ＣＰＵ６１と、記憶部６２とを備える。
【００４２】
記憶部６２は、ホストコンピューター９から不図示のインターフェース部を介して供給される画像データＩｍｇをデータ格納領域に格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）を備える。また、記憶部６２は、印刷処理等の各種処理を実行する際に必要なデータを一時的に格納し、あるいは印刷処理等の各種処理を実行するための制御プログラムを一時的に展開する不図示のＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。また、記憶部６２は、液体吐出装置１の各部を制御する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリーの一種である不図示のＰＲＯＭを備える。
【００４３】
ＣＰＵ６１は、ホストコンピューター９から供給される画像データＩｍｇを、記憶部６２に格納する。また、ＣＰＵ６１は、画像データＩｍｇ等の記憶部６２に格納されている各種データに基づいて、キャリッジモータードライバー４３の動作を制御するためのドライバー制御信号Ｃｔｒ１と、給紙モータードライバー７３の動作を制御するためのドライバー制御信号Ｃｔｒ２と、駆動信号生成回路５４を制御する為の基駆動信号ｄＡと、プリントヘッド５０を制御する為のクロック信号ＣＬ、印刷信号ＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、及び切替制御信号Ｓｗ等の各種信号と、回復機構８４の動作を制御するための信号と、操作パネル８３の動作を制御するための信号と、を生成し出力する。
【００４４】
キャリッジモータードライバー４３は、ドライバー制御信号Ｃｔｒ１に基づいてキャリッジモーター４１を駆動する。これにより、キャリッジモーター４１は、ヘッド部３０を往復動させる。また、給紙モータードライバー７３は、ドライバー制御信号Ｃｔｒ２に基づいて給紙モーター７１を駆動する。これにより、給紙モーター７１は、媒体Ｐを搬送する。
【００４５】
駆動信号生成回路５４は、制御部６が供給される基駆動信号ｄＡに基づいて駆動波形信号Ｃｏｍを生成する。基駆動信号ｄＡは、駆動波形信号Ｃｏｍの信号波形を規定するデジタルの信号であり、駆動信号生成回路５４は、基駆動信号ｄＡをデジタル／アナログ変換した後、当該信号を増幅することで、駆動波形信号Ｃｏｍを生成し、吐出選択回路５１に出力する。なお、詳細は後述するが、本実施形態において駆動信号生成回路５４は、駆動波形信号Ｃｏｍとして、３つの駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａ、Ｃｏｍ−Ｂ、及びＣｏｍ―Ｃを生成する。
【００４６】
プリントヘッド５０は、吐出選択回路５１、吐出異常検出回路５２、切替回路５３及びヘッド部３０を有する。
【００４７】
吐出選択回路５１は、後述する圧電素子２００と電気的に接続され、駆動波形信号Ｃｏｍを圧電素子２００に供給するか否かを選択する。吐出選択回路５１は、制御部６から供給されるクロック信号ＣＬ、印刷信号ＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ及び駆動信号生成回路５４から供給される駆動波形信号Ｃｏｍに基づいて、ヘッド部３０が備える液体吐出ヘッド３５を駆動するための駆動信号Ｖｉｎを生成する。
【００４８】
吐出異常検出回路５２は、液体吐出ヘッド３５が駆動信号Ｖｉｎにより駆動された後に生じる、液体吐出ヘッド３５の内部のインクの振動等に起因する内部の圧力の変化を残留振動信号Ｖｏｕｔとして検出する。また、吐出異常検出回路５２は、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づいて、当該液体吐出ヘッド３５に吐出異常があるか否か等、当該液体吐出ヘッド３５におけるインクの吐出状態を判定し、当該判定結果を表す判定結果信号Ｒｓを出力する。
【００４９】
切替回路５３は、液体吐出ヘッド３５と、吐出選択回路５１と、吐出異常検出回路５２とに電気的に接続される。切替回路５３は、制御部６から供給される切替制御信号Ｓｗに基づいて、各液体吐出ヘッド３５を、吐出選択回路５１又は吐出異常検出回路５２のいずれか一方に電気的に接続させる。換言すれば、切替回路５３は、切替制御信号Ｓｗに基づいて、液体吐出ヘッド３５と吐出選択回路５１とを電気的に接続するか、又は液体吐出ヘッド３５と吐出異常検出回路５２とを電気的に接続するかを切替える。
【００５０】
回復機構８４は、吐出異常検出回路５２から出力されるインクの吐出状態の判定結果を示す判定結果信号Ｒｓに基づいて、液体吐出ヘッド３５における吐出異常から回復させるための回復処理を実行する。ここで、回復処理とは、液体吐出ヘッド３５のノズルＮが設けられるノズル面を覆うキャップにポンプを接続し吸引するポンプ吸引処理、液体吐出ヘッド３５のクリーニングのために、液体吐出ヘッドに含まれる後述する圧電素子２００を駆動して、ノズルＮからインクを吐出させるフラッシング処理、液体吐出ヘッド３５においてノズルＮが設けられるノズル面を拭き取るワイピング処理等、インクの吐出異常が発見された液体吐出ヘッド３５のインクの吐出状態を正常に戻すための処理の総称である。制御部６は、吐出異常検出回路５２から入力される判定結果信号Ｒｓに基づいて、ポンプ吸引処理、フラッシング処理、ワイピング処理等から、液体吐出ヘッド３５の吐出状態を回復させるのに適した１又は２以上の回復処理を選択し、選択した回復処理を回復機構８４に実行させる。なお、回復機構８４の詳細については後述する。
【００５１】
１．２  ヘッド部の構成
次に、図３及び図４を用いて、ヘッド部３０、及びヘッド部３０が備える液体吐出ヘッド３５の構成について説明する。図３は、ヘッド部３０が備える各液体吐出ヘッド３５の概略的な断面図である。図３に示す液体吐出ヘッド３５は、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２４５の内部のインクがノズルＮから吐出するものである。この液体吐出ヘッド３５は、振動板２４３と、駆動波形信号Ｃｏｍが供給されることで振動板２４３を変位させる駆動素子の一例としての圧電素子２００と、内部にインクが充填され、振動板２４３の変位により、内部の圧力が変化するキャビティ２４５と、キャビティ２４５と連通し、キャビティ２４５の内部の圧力の変化によりインクを吐出するノズルＮと、複数の圧電素子２００を積層してなる積層圧電素子２０１とを有する。
【００５２】
キャビティプレート２４２は、例えば、凹部が形成されるような所定の形状に成形され、これにより、キャビティ２４５及びリザーバ２４６が形成される。キャビティ２４５とリザーバ２４６とは、インク供給口２４７を介して連通している。また、リザーバ２４６は、インク供給チューブ３１１を介してインクカートリッジ３１と連通している。
【００５３】
図３において積層圧電素子２０１の下端は、中間層２４４を介して振動板２４３と接合されている。積層圧電素子２０１には、複数の外部電極２４８及び内部電極２４９が接合されている。即ち、積層圧電素子２０１の外表面には、外部電極２４８が接合され、積層圧電素子２０１を構成する各圧電素子２００同士の間、又は各圧電素子の内部には、内部電極２４９が設置されている。この場合、外部電極２４８と内部電極２４９の一部が、交互に、圧電素子２００の厚さ方向に重なるように配置される。
【００５４】
そして、外部電極２４８と内部電極２４９との間に、吐出選択回路５１より駆動信号Ｖｉｎを供給することにより、積層圧電素子２０１が図３の矢印で示すように上下方向に伸縮して振動し、この振動により振動板２４３が振動する。この振動板２４３の振動によりキャビティ２４５の容積が変化し、キャビティ２４５の容積の変化に伴いキャビティ２４５の内部の圧力が変化し、キャビティ２４５の内部に充填されたインクがノズルＮより吐出される。インクの吐出によりキャビティ２４５内のインクが減少した場合、リザーバ２４６からインクが供給される。また、リザーバ２４６へは、インクカートリッジ３１からインク供給チューブ３１１を介してインクが供給される。
【００５５】
図４は、ノズルプレート２４０に形成されたノズルＮの配列パターンの一例を示す図である。図３に示すノズルプレート２４０に形成されたノズルＮは、図４に示すように、段をずらして配置される。ここで、ノズルＮ間のピッチは、印刷解像度（ｄｐｉ：dot per inch）に応じて適宜設定され得るものである。なお、図４では、４色のインク（インクカートリッジ）を適用した場合におけるノズルＮの配置パターンを示している。
【００５６】
次に、液体吐出ヘッド３５の他の例として、液体吐出ヘッド３５Ａの構成について説明する。図５に示す液体吐出ヘッド３５Ａでは、圧電素子２００が駆動することで、振動板２６２が振動し、キャビティ２５８の内部のインクがノズルＮから吐出される。ノズルＮが形成されたステンレス鋼製のノズルプレート２５２には、ステンレス鋼製の金属プレート２５４が接着フィルム２５５を介して接合されており、さらにその上に同様のステンレス鋼製の金属プレート２５４が接着フィルム２５５を介して接合されている。そして、その上には、連通口形成プレート２５６及びキャビティプレート２５７が順次接合されている。
【００５７】
ノズルプレート２５２、金属プレート２５４、接着フィルム２５５、連通口形成プレート２５６、及び、キャビティプレート２５７は、それぞれ凹部が形成されるような所定の
形状に成形され、これらを重ねることにより、キャビティ２５８及びリザーバ２５９が形成される。キャビティ２５８とリザーバ２５９とは、インク供給口２６０を介して連通している。また、リザーバ２５９は、インク供給口２６１に連通している。
【００５８】
キャビティプレート２５７の上面開口部には、振動板２６２が設置され、この振動板２６２には、下部電極２６３を介して圧電素子２００が接合されている。また、圧電素子２００の下部電極２６３と反対側には、上部電極２６４が接合されている。吐出選択回路５１は、上部電極２６４と下部電極２６３との間に駆動信号Ｖｉｎを供給することにより、圧電素子２００が振動し、それに接合された振動板２６２が振動する。この振動板２６２の振動によりキャビティ２５８の容積が変化し、キャビティ２５８の容積変化に伴いキャビティ２５８の内部の圧力が変化し、キャビティ２５８の内部に充填されたインクがノズルＮより吐出される。
【００５９】
インクが吐出されてキャビティ２５８の内部のインク量が減少した場合、リザーバ２５９からインクが供給される。また、リザーバ２５９へは、インク供給口２６１からインクが供給される。
【００６０】
次に、インクの吐出について、図６を参照しながら説明する。図６はインクの吐出動作を説明するための図である。吐出選択回路５１から図３に示す圧電素子２００に駆動信号Ｖｉｎが供給されると、電極間に印加された電界に比例した歪が発生し、振動板２４３は、図６の（ａ）に示す初期状態に対して、図３中の上方向へ撓み、図６の（ｂ）に示すようにキャビティ２４５の容積が拡大する。この状態において、吐出選択回路５１の制御により、駆動信号Ｖｉｎの示す電圧を変化させると、振動板２４３は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板２４３の位置を越えて下方向に移動し、図６の（ｃ）に示すようにキャビティ２４５の容積が急激に収縮する。このときキャビティ２４５内に発生する圧縮圧力により、キャビティ２４５を満たすインクの一部が、このキャビティ２４５に連通しているノズルＮからインクが吐出される。
【００６１】
各キャビティ２４５の振動板２４３は、この一連のインク吐出動作が終了した後、次のインク吐出動作を開始するまでの間、減衰振動をしている。以下、この減衰振動を残留振動とも称する。振動板２４３の残留振動は、ノズルＮやインク供給口２４７の形状、あるいはインク粘度等による音響抵抗ｒと、流路内のインク重量によるイナータンスｍと、振動板２４３のコンプライアンスＣｍと、によって決定される固有振動周波数を有するものと想定される。
【００６２】
同様に、図５に示す液体吐出ヘッド３５Ａにおいて、吐出選択回路５１から図５に示す圧電素子２００に駆動信号Ｖｉｎが供給されると、電極間に印加された電界に比例した歪が発生し、振動板２６２は、図６の（ａ）に示す初期状態に対して、図５中の上方向へ撓み、図６の（ｂ）に示すようにキャビティ２５８の容積が拡大する。この状態において、吐出選択回路５１の制御により、駆動信号Ｖｉｎの示す電圧を変化させると、振動板２６２は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板２６２の位置を越えて下方向に移動し、図６の（ｃ）に示すようにキャビティ２５８の容積が急激に収縮する。このときキャビティ２５８内に発生する圧縮圧力により、キャビティ２５８を満たすインクの一部が、このキャビティ２５８に連通しているノズルＮからインクが吐出される。
【００６３】
各キャビティ２５８の振動板２６２は、この一連のインク吐出動作が終了した後、次のインク吐出動作を開始するまでの間、減衰振動をしている。以下、この減衰振動を残留振動とも称する。振動板２６２の残留振動は、ノズルＮやインク供給口２６１の形状、あるいはインク粘度等による音響抵抗ｒと、流路内のインク重量によるイナータンスｍと、振動板２６２のコンプライアンスＣｍと、によって決定される固有振動周波数を有するもの
と想定される。
【００６４】
なお、図３に示す液体吐出ヘッド３５と、図５に示す液体吐出ヘッド３５Ａとは、同様の原理により、インクを吐出し、また圧電素子２００の駆動後に残留振動が生じる。したがって、以下の説明においては、図３に示す液体吐出ヘッド３５を例に説明を行う。
【００６５】
１．３  残留振動について
ここで、振動板２４３の残留振動の計算モデルについて説明する。図７は、振動板２４３の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。このように、振動板２４３の残留振動の計算モデルは、音圧ｐと、上述のイナータンスｍ、コンプライアンスＣｍ及び音響抵抗ｒとで表せる。そして、図７の回路に音圧ｐを与えた時のステップ応答を体積速度ｕについて計算すると、次式が得られる。
【００６６】
【数１】
2020082475.tif 000003
【００６７】
【数２】
2020082475.tif 000004
【００６８】
【数３】
2020082475.tif 000005
【００６９】
この式から得られた計算結果と別途行ったインクの吐出後の振動板２４３の残留振動の実験における実験結果とを比較する。図８は、振動板２４３の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。この図８に示す結果からも分かるように、実験値と計算値の２つの波形は、概ね一致している。
【００７０】
さて、液体吐出ヘッド３５において、前述したような吐出動作を行ったにもかかわらずノズルＮからインクが正常に吐出されない現象、即ちインクの吐出異常が発生する場合がある。この吐出異常が発生する原因としては、（１）キャビティ２４５の内部に気泡が混入する気泡混入、（２）ノズルＮ付近のインクが乾燥により増粘する乾燥増粘、（３）ノズルＮの出口付近に紙粉が付着する紙粉付着、等が挙げられる。
【００７１】
この吐出異常が発生すると、その結果としては、典型的にはノズルＮからインクが吐出されないこと、即ちインクの不吐出現象が現れ、その場合、媒体Ｐに印刷した画像における画素のドット抜けを生じる。また、吐出異常の場合には、ノズルＮからインクが吐出されたとしても、吐出されたインクの量が過少であったり、インクの飛行方向がずれたりして適正に着弾しないので、やはり画素のドット抜けとなって現れる。このようなことから、以下の説明では、インクの吐出異常のことを単に「ドット抜け」と称する場合がある。
【００７２】
以下においては、図８に示す比較結果に基づいて、液体吐出ヘッド３５に発生する印刷処理時の吐出異常であるドット抜け現象を原因別に検討する。具体的には、振動板２４３の残留振動の計算値と実験値が概ね一致するように、音響抵抗ｒ及びイナータンスｍのうち少なくとも一方の値を調整し、実験値と比較する。
【００７３】
まず、ドット抜けの１つの原因である、気泡混入について検討する。図９は、気泡混入が生じた場合のノズルＮ付近の概念図である。図９に示すように、混入した気泡Ａは、キ
ャビティ２４５の壁面に発生付着しているものと想定される。
【００７４】
このように、キャビティ２４５内に気泡Ａが混入した場合には、キャビティ２４５内を満たすインクの総重量が減り、イナータンスｍが低下するものと考えられる。また、図９に例示するように、気泡ＡがノズルＮ付近に付着している場合には、その径の大きさだけノズルＮの径が大きくなったような状態となり、音響抵抗ｒが低下するものと考えられる。したがって、インクが正常に吐出された図８の場合に対して、音響抵抗ｒ、イナータンスｍを共に小さく設定して、気泡混入時の残留振動の実験値と概ね一致することにより、図１０のような結果が得られた。図１０は、気泡混入時の振動板２４３の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。図８及び図１０の結果から分かるように、キャビティ２４５内に気泡Ａが混入した場合、正常吐出時に比べて周波数が高くなる特徴的な残留振動波形が得られる。なお、音響抵抗ｒの低下などにより、残留振動の振幅の減衰率も小さくなり、残留振動は、その振幅をゆっくりと下げていることも確認することができる。
【００７５】
次に、ドット抜けのもう１つの原因である、乾燥増粘について検討する。図１１は、乾燥増粘時のノズルＮ付近の概念図である。図１１に示すように、ノズルＮ付近のインクが乾燥して固着した場合、キャビティ２４５内のインクは、キャビティ２４５内に閉じこめられたような状況となる。このように、ノズルＮ付近のインクが乾燥、増粘した場合には、音響抵抗ｒが増加するものと考えられる。
【００７６】
したがって、インクが正常に吐出された図８の場合に対して、音響抵抗ｒを大きく設定して、ノズルＮ付近のインク乾燥増粘時の残留振動の実験値と概ね一致することにより、図１２のような結果が得られた。図１２は、乾燥増粘時の振動板２４３の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。なお、図１２に示す実験値は、数日間図示しないキャップを装着しない状態で液体吐出ヘッド３５を放置し、ノズルＮ付近のインクが乾燥、増粘したことによりインクが固着し、インクの吐出をすることができなくなった状態における振動板２４３の残留振動を測定したものである。図８及び図１２の結果から分かるように、ノズルＮ付近のインクが乾燥により固着した場合には、正常吐出時に比べて周波数が極めて低くなるとともに、残留振動が過減衰となる特徴的な残留振動波形が得られる。これは、インクを吐出するために振動板２４３が図３中上方に引き寄せられることによって、キャビティ２４５内にリザーバ２４６からインクが流入した後に、振動板２４３が図３中下方に移動するときに、キャビティ２４５内のインクの逃げ道がないために、振動板２４３が急激に振動できなくなるためである。
【００７７】
次に、ドット抜けのさらにもう１つの原因である、紙粉付着について検討する。図１３は、紙粉付着時のノズルＮ付近の概念図である。図１３に示すように、ノズルＮの出口付近に紙粉Ｂが付着した場合、キャビティ２４５内から紙粉Ｂを介してインクが染み出してしまうとともに、ノズルＮからインクを吐出することができなくなる。このように、ノズルＮの出口付近に紙粉Ｂが付着し、ノズルＮからインクが染み出している場合には、振動板２４３から見てキャビティ２４５内及び染み出し分のインクが正常時よりも増えることにより、イナータンスｍが増加するものと考えられる。また、ノズルＮの出口付近に付着した紙粉Ｂの繊維によって音響抵抗ｒが増大するものと考えられる。
【００７８】
したがって、インクが正常に吐出された図８の場合に対して、イナータンスｍ、音響抵抗ｒを共に大きく設定して、ノズルＮの出口付近への紙粉付着時の残留振動の実験値と概ね一致することにより、図１４のような結果が得られた。図１４は、紙粉付着時の振動板２４３の残留振動の実験値と計算値との関係を示す結果である。図８及び図１４の結果から分かるように、ノズルＮの出口付近に紙粉Ｂが付着した場合には、正常吐出時に比べて周波数が低くなる特徴的な残留振動波形が得られる。
【００７９】
なお、図１２及び図１４に示す結果から、紙粉付着の場合は、インクの乾燥増粘の場合と比較して、残留振動の周波数が高いことが分かる。
【００８０】
ここで、ノズルＮ付近のインクが乾燥増粘した場合と、ノズルＮの出口付近に紙粉が付着した場合とでは、いずれも正常にインク滴が吐出された場合に比べて減衰振動の周波数が低くなっている。これら２つのドット抜けの原因を振動板２４３の残留振動の波形から特定するために、例えば、減衰振動の周波数や周期、位相において所定の閾値を持って比較するか、あるいは、残留振動の周期変化や振幅変化の減衰率から特定することができる。このようにして、各液体吐出ヘッド３５におけるノズルＮからのインク滴が吐出されたときの振動板２４３の残留振動の変化、特に、その周波数の変化によって、各液体吐出ヘッド３５の吐出異常を検出することができる。また、その場合の残留振動の周波数を正常吐出時の残留振動の周波数と比較することにより、吐出異常の原因を特定することもできる。
【００８１】
本実施形態に係る液体吐出装置１は、吐出異常検出回路５２において、残留振動を解析して吐出異常を検知する吐出異常検出処理を実行する。
【００８２】
１．４  吐出選択回路の構成及び動作
次に、図１５から図１８を用いて吐出選択回路５１の構成及び動作について説明する。図１５は、吐出選択回路５１の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、吐出選択回路５１は、シフトレジスタＳＲ、ラッチ回路ＬＴ、デコーダーＤＣ、並びにトランスミッションゲートＴＧａ，ＴＧｂ，ＴＧｃからなる組を、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に１対１で対応するようにＭ個有する。以下では、これらＭ個の組を構成する各要素を、図において上から順番に、１段、２段、…、Ｍ段と称する場合がある。なお、図１５には、１段、２段、…、Ｍ段に対応するシフトレジスタＳＲをＳＲ［１］，ＳＲ［２］，…，ＳＲ［Ｍ］と示し、ラッチ回路ＬＴをＬＴ［１］，ＬＴ［２］，…，ＬＴ［Ｍ］と示し、デコーダーＤＣをＤＣ［１］，ＤＣ［２］，…，ＤＣ［Ｍ］と示している。
【００８３】
吐出選択回路５１には、クロック信号ＣＬ、印刷信号ＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、及び駆動波形信号Ｃｏｍ（Ｃｏｍ−Ａ，Ｃｏｍ−Ｂ，Ｃｏｍ−Ｃ）が供給される。
【００８４】
ここで、印刷信号ＳＩとは、画像の１ドットを形成するにあたって、各液体吐出ヘッド３５が有するノズルＮから吐出させるインク量を規定するデジタルの信号である。より詳細には、本実施形態に係る印刷信号ＳＩは、各液体吐出ヘッド３５に対応するノズルＮから吐出させるインク量を、上位ビットｂ１、中位ビットｂ２、及び下位ビットｂ３の３ビットで規定するものであり、制御部６からクロック信号ＣＬに同期して吐出選択回路５１にシリアルで供給される。この印刷信号ＳＩにより、各液体吐出ヘッド３５から吐出されるインク量を制御することで、媒体Ｐの各ドットにおいて、非記録、小ドット、中ドット、及び、大ドットの４階調を表現することが可能となり、さらに残留振動を発生させてインクの吐出状態を検査するための検査用の駆動信号Ｖｉｎを生成することが可能となる。
【００８５】
シフトレジスタＳＲのそれぞれは、印刷信号ＳＩを、各液体吐出ヘッド３５に対応する３ビット毎に、一旦保持する。詳細には、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に１対１に対応する、１段、２段、…、Ｍ段のＭ個のシフトレジスタＳＲが互いに縦続接続されるとともに、シリアルで供給された印刷信号ＳＩが、クロック信号ＣＬにしたがって順次後段に転送される。そして、Ｍ個のシフトレジスタＳＲの全てに印刷信号ＳＩが転送された時点で、クロック信号ＣＬの供給が停止し、Ｍ個のシフトレジスタＳＲのそれぞれが印刷信号ＳＩのうち自身に対応する３ビット分のデータを保持した状態を維持する。
【００８６】
Ｍ個のラッチ回路ＬＴのそれぞれは、ラッチ信号ＬＡＴが立ち上がるタイミングで、Ｍ個のシフトレジスタＳＲのそれぞれに保持された、各段に対応する３ビット分の印刷信号ＳＩを一斉にラッチする。図１５において、ＳＩ［１］、ＳＩ［２］、…、ＳＩ［Ｍ］のそれぞれは、１段、２段、…、Ｍ段のシフトレジスタＳＲに対応するラッチ回路ＬＴ［１］，ＬＴ［２］，…，ＬＴ［Ｍ］によってそれぞれラッチされた、３ビット分の印刷信号ＳＩを示している。
【００８７】
ところで、液体吐出装置１が印刷を実行する期間である動作期間は、複数の単位動作期間Ｔｕからなる。各単位動作期間Ｔｕは、制御期間Ｔｓ１とこれに後続する制御期間Ｔｓ２とからなる。本実施形態では、制御期間Ｔｓ１，Ｔｓ２は、互いに等しい時間長を有する。
【００８８】
なお、動作期間を構成する複数の単位動作期間Ｔｕには、印刷処理が実行される単位動作期間Ｔｕ、吐出異常検出処理が実行される単位動作期間Ｔｕ、及び印刷処理及び吐出異常検出処理の両方の処理が実行される単位動作期間Ｔｕが含まれる。
【００８９】
制御部６は、吐出選択回路５１に対して単位動作期間Ｔｕ毎に印刷信号ＳＩを供給するとともに、ラッチ回路ＬＴが単位動作期間Ｔｕ毎に印刷信号ＳＩ［１］、ＳＩ［２］、…、ＳＩ［Ｍ］をラッチするように吐出選択回路５１を制御する。すなわち、制御部６は、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に対して単位動作期間Ｔｕ毎に駆動信号Ｖｉｎが供給されるように、吐出選択回路５１を制御する。
【００９０】
より具体的には、制御部６は、単位動作期間Ｔｕにおいて印刷処理のみを実行する場合、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に対して印刷用の駆動信号Ｖｉｎが供給されるように吐出選択回路５１を制御する。これにより、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５が画像データＩｍｇに応じた量のインクを媒体Ｐに吐出し、媒体Ｐ上に画像データＩｍｇに対応する画像が形成される。
【００９１】
一方、制御部６は、単位動作期間Ｔｕにおいて吐出異常検出処理のみを実行する場合、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に対して検査用の駆動信号Ｖｉｎが供給されるように吐出選択回路５１を制御する。
【００９２】
また、制御部６は、単位動作期間Ｔｕにおいて印刷処理及び吐出異常検出処理の両方を実行する場合、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５の一部に対して印刷用の駆動信号Ｖｉｎが供給されるとともに、残りの液体吐出ヘッド３５に対して検査用の駆動信号Ｖｉｎが供給されるように吐出選択回路５１を制御する。
【００９３】
デコーダーＤＣは、ラッチ回路ＬＴによってラッチされた３ビット分の印刷信号ＳＩをデコードし、制御期間Ｔｓ１，Ｔｓ２のそれぞれにおいて、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを出力する。
【００９４】
図１６は、デコーダーＤＣが行うデコードの内容を示す図である。図１６に示すように、ｍ段（ｍは、１≦ｍ≦Ｍを満たす自然数）に対応する印刷信号ＳＩ［ｍ］が示す内容が、例えば（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（１、０、０）である場合、ｍ段のデコーダーＤＣは、制御期間Ｔｓ１において、選択信号ＳａをハイレベルＨに設定するとともに、選択信号Ｓｂ及びＳｃをローレベルＬに設定し、また、制御期間Ｔｓ２において、選択信号Ｓａ及びＳｃをローレベルＬに設定するとともに、選択信号ＳｂをハイレベルＨに設定する。
【００９５】
また、下位ビットｂ３が「１」の場合、つまり、（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（０、０、１
）である場合、ｍ段のデコーダーＤＣは、制御期間Ｔｓ１，Ｔｓ２において、選択信号Ｓａ及びＳｂをローレベルＬに設定するとともに、選択信号ＳｃをハイレベルＨに設定する。
【００９６】
説明を図１５に戻す。図１５に示すように、吐出選択回路５１は、トランスミッションゲートＴＧａ，ＴＧｂ，ＴＧｃの組をＭ個備える。これら、Ｍ個のトランスミッションゲートＴＧａ，ＴＧｂ，ＴＧｃの組は、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に１対１に対応するように設けられる。
【００９７】
トランスミッションゲートＴＧａは、選択信号ＳａがＨレベルのときにオンし、Ｌレベルのときにオフする。トランスミッションゲートＴＧｂは、選択信号ＳｂがＨレベルのときにオンし、Ｌレベルのときにオフする。トランスミッションゲートＴＧｃは、選択信号ＳｃがＨレベルのときにオンし、Ｌレベルのときにオフする。
【００９８】
例えば、ｍ段において、印刷信号ＳＩ［ｍ］の示す内容が、（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（１、０、０）である場合には、制御期間Ｔｓ１においてトランスミッションゲートＴＧａがオンするとともにトランスミッションゲートＴＧｂ及びＴＧｃがオフし、また、制御期間Ｔｓ２においてトランスミッションゲートＴＧｂがオンするとともにトランスミッションゲートＴＧｂ及びＴＧｃがオフする。
【００９９】
トランスミッションゲートＴＧａの一端には駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａが供給され、トランスミッションゲートＴＧｂの一端には駆動波形信号Ｃｏｍ−Ｂが供給され、トランスミッションゲートＴＧｃの一端には駆動波形信号Ｃｏｍ―Ｃが供給される。また、トランスミッションゲートＴＧａ，ＴＧｂ，ＴＧｃの他端は、切替回路５３への出力端ＯＴＮに共通接続されている。
【０１００】
トランスミッションゲートＴＧａ，ＴＧｂ，ＴＧｃは排他的にオンとなり、制御期間Ｔｓ１，Ｔｓ２毎に選択された駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａ，Ｃｏｍ−Ｂ，Ｃｏｍ―Ｃが、駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力端ＯＴＮに出力される。そして、駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］が、切替回路５３を介してｍ段の液体吐出ヘッド３５に供給される。
【０１０１】
図１７は、単位動作期間Ｔｕにおける吐出選択回路５１の動作を説明するためのタイミングチャートである。図１７に示すように、単位動作期間Ｔｕは、制御部６が出力するラッチ信号ＬＡＴにより規定される。また、単位動作期間Ｔｕに含まれる制御期間Ｔｓ１，Ｔｓ２は、制御部６が出力するラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨにより規定される。
【０１０２】
単位動作期間Ｔｕにおいて駆動信号生成回路５４から供給される駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａは、印刷用の駆動信号Ｖｉｎを生成するための信号であり、図１７に示されるように、単位動作期間Ｔｕのうち制御期間Ｔｓ１に配置された単位波形ＰＡ１と、制御期間Ｔｓ２に配置された単位波形ＰＡ２と、を連続させた波形を有する。単位波形ＰＡ１、及び単位波形ＰＡ２の開始及び終了のタイミングにおける電位は、いずれも基準電位Ｖ０である。また、単位波形ＰＡ１の電位Ｖａ１１と電位Ｖａ１２との電位差は、単位波形ＰＡ２の電位Ｖａ２１と電位Ｖａ２２との電位差よりも大きい。このため、各液体吐出ヘッド３５が備える圧電素子２００が単位波形ＰＡ１により駆動された場合に当該液体吐出ヘッド３５が備えるノズルＮから吐出されるインクの量は、単位波形ＰＡ２により駆動された場合に吐出されるインクの量よりも多い。
【０１０３】
単位動作期間Ｔｕにおいて駆動信号生成回路５４から供給される駆動波形信号Ｃｏｍ−Ｂは、印刷用の駆動信号Ｖｉｎを生成するための信号であり、制御期間Ｔｓ１に配置され
た単位波形ＰＢ１と、制御期間Ｔｓ２に配置された単位波形ＰＢ２とを連続させた波形を有する。単位波形ＰＢ１の開始及び終了のタイミングにおける電位は、いずれも基準電位Ｖ０であり、単位波形ＰＢ２は制御期間Ｔｓ２に亘って基準電位Ｖ０に保たれる。また、単位波形ＰＢ１の電位Ｖｂ１１と基準電位Ｖ０との電位差は、単位波形ＰＡ２の電位Ｖａ２１と電位Ｖａ２２との電位差よりも小さい。そして、各液体吐出ヘッド３５が備える圧電素子２００が単位波形ＰＢ１により駆動された場合であっても当該液体吐出ヘッド３５が備えるノズルＮからはインクは吐出されない。同様に、圧電素子２００に単位波形ＰＢ２が供給された場合にも、ノズルＮからインクが吐出されることはない。
【０１０４】
単位動作期間Ｔｕにおいて駆動信号生成回路５４から供給される駆動波形信号Ｃｏｍ―Ｃは、検査用の駆動信号Ｖｉｎを生成するための信号であり、制御期間Ｔｓ１に配置された単位波形ＰＣ１と、制御期間Ｔｓ２に配置された単位波形ＰＣ２とを連続させた波形を有する。単位波形ＰＣ１の開始のタイミングにおける電位及び単位波形ＰＣ２の終了のタイミングにおける電位は、いずれも基準電位Ｖ０である。単位波形ＰＣ１は基準電位Ｖ０から電位Ｖｃ１１に遷移した後に、電位Ｖｃ１１から電位Ｖｃ１２に遷移し、その後、制御期間Ｔｓ１の終了まで電位Ｖｃ１２に保たれる。また、単位波形ＰＣ２は、電位Ｖｃ１２を維持した後に、制御期間Ｔｓ２が終了する前に電位Ｖｃ１２から基準電位Ｖ０に遷移する。電位Ｖｃ１１及び電位Ｖｃ１２の電位差である駆動電圧Ｄは、後述する検査波形決定処理により、液体吐出ヘッド３５が備える圧電素子２００が単位波形ＰＣ１，ＰＣ２により駆動された場合であっても当該液体吐出ヘッド３５が備えるノズルＮからはインクが吐出されないような電圧に設定される。
【０１０５】
図１７に示すように、Ｍ個のラッチ回路ＬＴは、ラッチ信号ＬＡＴの立ち上がりのタイミング、すなわち、単位動作期間Ｔｕが開始されるタイミングにおいて、印刷信号ＳＩ［１］、ＳＩ［２］、…、ＳＩ［Ｍ］を出力する。
【０１０６】
また、ｍ段のデコーダーＤＣは、上述のとおり、印刷信号ＳＩ［ｍ］に応じて、制御期間Ｔｓ１，Ｔｓ２のそれぞれにおいて、図１６に示すテーブルの内容に基づいて選択信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを出力する。
【０１０７】
また、ｍ段のトランスミッションゲートＴＧａ，ＴＧｂ，ＴＧｃは、上述のとおり、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃに基づいて、駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａ，Ｃｏｍ−Ｂ，Ｃｏｍ−Ｃのいずれか１つを選択し、駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力する。
【０１０８】
なお、図１７に示す切替期間指定信号ＲＴは、切替期間Ｔｄを規定する信号である。切替期間指定信号ＲＴ及び切替期間Ｔｄについては、後述する。
【０１０９】
図１５から図１７に加え、図１８を参照しつつ、単位動作期間Ｔｕにおいて吐出選択回路５１が出力する駆動信号Ｖｉｎの波形について説明する。
【０１１０】
図１８は、駆動信号Ｖｉｎの波形の一例を示す図である。単位動作期間Ｔｕにおいて供給される印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（１、１、０）である場合、制御期間Ｔｓ１において、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃがそれぞれＨ，Ｌ，Ｌレベルとなるため、トランスミッションゲートＴＧａにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａが選択され、単位波形ＰＡ１が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。また、制御期間Ｔｓ２においても制御期間Ｔｓ１と同様に、トランスミッションゲートＴＧａにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａが選択され、単位波形ＰＡ２が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。すなわち、印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（１、１、０）である場合、単位動作期間Ｔｕにおいてｍ段の液体吐出ヘッド３５に供給される駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］は印刷用の駆動信号Ｖｉｎであり、その波形は、図１８に示すように、単位波形ＰＡ１及び単位
波形ＰＡ２を含む波形ＤｐＡＡとなる。この結果、ｍ段の液体吐出ヘッド３５は、単位動作期間Ｔｕにおいて、単位波形ＰＡ１に基づく中程度の量のインクと、単位波形ＰＡ２に基づく小程度の量のインクとが吐出され、これら２度にわたり吐出されたインクが媒体Ｐ上で合体するため、媒体Ｐ上には、大ドットが形成される。
【０１１１】
単位動作期間Ｔｕにおいて供給される印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（１、０、０）である場合、制御期間Ｔｓ１において、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃがそれぞれＨ，Ｌ，Ｌレベルとなるため、トランスミッションゲートＴＧａにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａが選択され、単位波形ＰＡ１が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。また、制御期間Ｔｓ２において、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃがそれぞれＬ，Ｈ，Ｌレベルとなるため、トランスミッションゲートＴＧｂにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ｂが選択され、単位波形ＰＢ２が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。すなわち、印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（１、０、０）である場合、単位動作期間Ｔｕにおいてｍ段の液体吐出ヘッド３５に供給される駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］は印刷用の駆動信号Ｖinであり、その波形は、図１８に示すように、単位波形ＰＡ１及び単位波形ＰＢ２を含む波形ＤｐＡＢとなる。この結果、ｍ段の液体吐出ヘッド３５は、単位動作期間Ｔｕにおいて、単位波形ＰＡ１に基づく中程度の量のインクが吐出され、媒体Ｐ上には、中ドットが形成される。
【０１１２】
単位動作期間Ｔｕにおいて供給される印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（０、１、０）である場合、制御期間Ｔｓ１において、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃがそれぞれＬ，Ｈ，Ｌレベルとなるため、トランスミッションゲートＴＧｂにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ｂが選択され、単位波形ＰＢ１が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。また、制御期間Ｔｓ２において、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃがそれぞれＨ，Ｌ，Ｌレベルとなるため、トランスミッションゲートＴＧａにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ａが選択され、単位波形ＰＡ２が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。すなわち、印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（０、１、０）である場合、単位動作期間Ｔｕにおいてｍ段の液体吐出ヘッド３５に供給される駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］は印刷用の駆動信号Ｖｉｎであり、その波形は、図１８に示すように、単位波形ＰＢ１及び単位波形ＰＡ２を含む波形ＤｐＢＡとなる。この結果、ｍ段の液体吐出ヘッド３５は、単位動作期間Ｔｕにおいて、単位波形ＰＡ２に基づく小程度の量のインクの吐出がなされ、媒体Ｐ上には、小ドットが形成される。
【０１１３】
単位動作期間Ｔｕにおいて供給される印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（０、０、０）である場合、制御期間Ｔｓ１において、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃがそれぞれＬ，Ｈ，Ｌレベルとなるため、トランスミッションゲートＴＧｂにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ｂが選択され、単位波形ＰＢ１が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。また、制御期間Ｔｓ２においても制御期間Ｔｓ１と同様に、トランスミッションゲートＴＧｂにより駆動波形信号Ｃｏｍ−Ｂが選択され、単位波形ＰＢ２が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。すなわち、印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（０、０、０）である場合、単位動作期間Ｔｕにおいてｍ段の液体吐出ヘッド３５に供給される駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］は印刷用の駆動信号Ｖｉｎであり、その波形は、図１８に示すように、単位波形ＰＢ１及び単位波形ＰＢ２を含む波形ＤｐＢＢとなる。この結果、ｍ段の液体吐出ヘッド３５からは、単位動作期間Ｔｕにおいて、インクの吐出がなされず、媒体Ｐ上には、ドットが形成されない。
【０１１４】
単位動作期間Ｔｕにおいて供給される印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（０、０、１）である場合、制御期間Ｔｓ１において、選択信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃがそれぞれＬ，Ｌ，Ｈレベルとなるため、トランスミッションゲートＴＧｃにより駆動波形信号Ｃｏｍ―Ｃが選択され、単位波形ＰＣ１が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。
また、制御期間Ｔｓ２においても制御期間Ｔｓ１と同様に、トランスミッションゲートＴＧｃにより駆動波形信号Ｃｏｍ―Ｃが選択され、単位波形ＰＣ２が駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］として出力される。すなわち、印刷信号ＳＩ［ｍ］の内容が（ｂ１、ｂ２、ｂ３）＝（０、０、１）である場合、単位動作期間Ｔｕにおいてｍ段の液体吐出ヘッド３５に供給される駆動信号Ｖｉｎ［ｍ］は検査用の駆動信号Ｖinであり、その波形は、図１８に示すように、単位波形ＰＣ１及び単位波形ＰＣ２を含む波形ＤｐＴとなる。なお、波形ＤｐＴは、検査波形決定処理において、波形ＤｐＴを有する駆動信号Ｖｉｎが液体吐出ヘッド３５に供給されても、液体吐出ヘッド３５からはインクが吐出されないような波形に定められる。
【０１１５】
１．５  切替回路の動作
図１９は、切替回路５３の構成、並びに、切替回路５３と吐出異常検出回路５２、ヘッド部３０、及び吐出選択回路５１との電気的な接続関係を示すブロック図である。
【０１１６】
図１９に示すように、切替回路５３は、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に１対１に対応する１段〜Ｍ段のＭ個の切替回路Ｕを備える。また、吐出異常検出回路５２は、Ｍ個の液体吐出ヘッド３５に１対１に対応する１段〜Ｍ段のＭ個の吐出異常検出回路ＤＴを備える。なお、図１９には、１段、２段、…、Ｍ段に対応する切替回路ＵをＵ［１］，Ｕ［２］，…，Ｕ［Ｍ］と示し、吐出異常検出回路５２をＤＴ［１］，ＤＴ［２］，…，ＤＴ［Ｍ］と示し、液体吐出ヘッド３５をＴＨ［１］，ＴＨ［２］，…，ＴＨ［Ｍ］と示している。そして、ｍ段の切替回路Ｕ［ｍ］は、ｍ段の液体吐出ヘッドＴＨ［ｍ］の圧電素子２００を、吐出選択回路５１が備えるｍ段の出力端ＯＴＮ、又は吐出異常検出回路５２が備えるｍ段の吐出異常検出回路ＤＴ［ｍ］のいずれか一方に、電気的に接続する。
【０１１７】
すなわち、本実施形態における液体吐出装置１は、吐出異常検出回路ＤＴ［ｐ］（ｐは１〜Ｍのいずれかである）は、液体吐出ヘッドＴＨ［ｐ］が有するノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び吐出異常の原因を特定し、切替回路Ｕ［ｐ］は、液体吐出ヘッドＴＨ［ｐ］と吐出選択回路５１とを電気的に接続するのか、又は、液体吐出ヘッドＴＨ［ｐ］と吐出異常検出回路ＤＴ［ｐ］とを電気的に接続するかを切替える。また、吐出異常検出回路ＤＴ［ｑ］（ｑは１〜Ｍのいずれかであり、且つｐ≠ｑである）は、液体吐出ヘッドＴＨ［ｑ］が有するノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び吐出異常の原因を特定し、切替回路Ｕ［ｑ］は、液体吐出ヘッドＴＨ［ｑ］と吐出選択回路５１とを電気的に接続するのか、又は、液体吐出ヘッドＴＨ［ｑ］と吐出異常検出回路ＤＴ［ｑ］とを電気的に接続するかを切替える。
【０１１８】
この場合において、吐出選択回路５１は、液体吐出ヘッドＴＨ［ｐ］が有する圧電素子２００と、液体吐出ヘッドＴＨ［ｑ］が有する圧電素子２００とのそれぞれに対して、駆動波形信号Ｃｏｍを供給するか否かを選択する。
【０１１９】
そして、切替回路Ｕ［ｐ］と切替回路Ｕ［ｑ］との双方が、吐出異常検出処理を実行する場合、吐出異常検出回路ＤＴ［ｐ］における、液体吐出ヘッドＴＨ［ｐ］が有するノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因の特定と、吐出異常検出回路ＤＴ［ｑ］における、液体吐出ヘッドＴＨ［ｑ］が有するノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因の特定とが並行して実行される。これにより、複数の液体吐出ヘッド３５を有する場合であっても、対応するノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び吐出異常の原因の特定を短時間で実行することが可能となる。
【０１２０】
そして、吐出異常検出回路ＤＴ［ｐ］及び吐出異常検出回路ＤＴ［ｑ］のそれぞれが有するノズルＮに吐出異常が生じた場合、吐出異常検出回路ＤＴ［ｐ］及び吐出異常検出回路ＤＴ［ｑ］のそれぞれに吐出異常が生じていることが制御部６を介して回復機構８４に
伝達される。そして、回復機構８４は、吐出異常検出回路ＤＴ［ｐ］が検出する吐出異常の原因に応じて、液体吐出ヘッドＴＨ［ｐ］に対して、回復処理を実行し、吐出異常検出回路ＤＴ［ｑ］が検出する前記吐出異常の原因に応じて、液体吐出ヘッドＴＨ［ｑ］に対して、前記回復処理を実行する。
【０１２１】
ここで、吐出異常検出回路ＤＴ［ｐ］が第１吐出異常検出回路の一例であり、液体吐出ヘッドＴＨ［ｐ］が第１液体吐出ヘッドの一例であり、切替回路Ｕ［ｐ］が第１切替回路の一例である。また、吐出異常検出回路ＤＴ［ｑ］が第２吐出異常検出回路の一例であり、液体吐出ヘッドＴＨ［ｑ］が第２液体吐出ヘッドの一例であり、切替回路Ｕ［ｑ］が第２切替回路の一例である。また、各切替回路Ｕにおいて、液体吐出ヘッド３５と吐出選択回路５１の出力端ＯＴＮとが電気的に接続させている状態を第１接続状態と称する。また、液体吐出ヘッド３５と吐出異常検出回路５２の吐出異常検出回路ＤＴとが電気的に接続させている状態を第２接続状態と称する。
【０１２２】
制御部６は、各切替回路Ｕの接続状態を制御するための切替制御信号Ｓｗを、各切替回路Ｕに対して出力する。
【０１２３】
具体的には、制御部６は、ｍ段の液体吐出ヘッド３５が単位動作期間Ｔｕにおいて印刷処理に使用される場合、当該ｍ段の液体吐出ヘッド３５に対応する切替回路Ｕ［ｍ］が当該単位動作期間Ｔｕの全期間に亘って第１接続状態を維持するような切替制御信号Ｓｗ［ｍ］を、切替回路Ｕ［ｍ］に供給する。
【０１２４】
他方、制御部６は、ｍ段の液体吐出ヘッド３５が単位動作期間Ｔｕにおいて吐出異常検出処理の対象となる場合、又は、検査波形決定処理の対象となる場合、当該ｍ段の液体吐出ヘッド３５に対応する切替回路Ｕ［ｍ］が、当該単位動作期間Ｔｕのうち切替期間Ｔｄ以外の期間において第１接続状態となり、当該単位動作期間Ｔｕのうち切替期間Ｔｄにおいて第２接続状態となるような切替制御信号Ｓｗ［ｍ］を、切替回路Ｕ［ｍ］に供給する。このため、単位動作期間Ｔｕのうち切替期間Ｔｄ以外の期間において、吐出異常検出処理の対象となる液体吐出ヘッド３５に対して吐出選択回路５１から駆動信号Ｖｉｎが供給されるとともに、単位動作期間Ｔｕのうち切替期間Ｔdにおいて、吐出異常検出回路ＤＴに対して、液体吐出ヘッド３５から残留振動信号Ｖｏｕｔが供給されることになる。
【０１２５】
なお、切替期間Ｔｄとは、図１７に示すように、制御部６が生成する切替期間指定信号ＲＴが電位ＶＬに設定される期間である。具体的には、切替期間Ｔｄは、単位動作期間Ｔｕの中で、駆動波形信号Ｃｏｍ―Ｃが、電位Ｖｃ１２を維持している期間の一部又は全部となるように定められる期間である。
【０１２６】
吐出異常検出回路ＤＴは、切替期間Ｔｄにおいて検査用の駆動信号Ｖｉｎが供給された液体吐出ヘッド３５の圧電素子２００の起電力の変化を残留振動信号Ｖｏｕｔとして検出する。
【０１２７】
以上のように構成することで、印刷処理を行うｉ段目の切替回路Ｕ［ｉ］を第１接続状態とし、吐出異常検出処理を行うｊ番目の切替回路Ｕ［ｊ］を第２接続状態とすることが可能となる。すなわち、吐出異常検出回路５２は、印刷処理であるノズルＮから液体が吐出されている吐出動作中に、吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定することが可能となる。これにより、例えば、インクを吐出しないノズルＮに対して吐出異常処理を行うことで、媒体Ｐに形成される画像の印刷速度を低下することなく、ノズルＮに吐出異常が生じているか否かの検出が可能となる。
【０１２８】
１．６  吐出異常検出回路の構成及び動作
ここで、ノズルＮに生じた吐出異常を検出する吐出異常検出回路５２の構成について説明する。図２０は、吐出異常検出回路５２の構成を示すブロック図である。吐出異常検出回路５２は、駆動波形信号Ｃｏｍが圧電素子２００に供給された後のキャビティ２４５の圧力の変化に基づいて生じる振動板２４３の変化を残留振動信号Ｖｏｕｔとして検出し、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づいてノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び前記吐出異常の原因を特定する。なお、図２０では、１つの吐出異常検出回路５２を例示し説明を行う。また、図２０に示す各種構成は、それぞれが、１又は複数の集積回路装置、プロセッサー等で構成される。
【０１２９】
図２０に示すように、吐出異常検出回路５２は、周期計測部５１０、判定部５２０及び機械学習部５３０を含む。周期計測部５１０は、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づいて、液体吐出ヘッド３５の残留振動の１周期分の時間長を表す検出信号ＮＴｃを出力する。周期計測部５１０は、波形整形部５１１と、計測部５１２とを含む。波形整形部５１１は、残留振動信号Ｖｏｕｔからノイズ成分を除去した整形波形信号Ｖｄを生成する。計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄに基づき、残留振動信号Ｖｏｕｔの周期を計測し、検出信号ＮＴｃを生成する。
【０１３０】
波形整形部５１１は、例えば、残留振動信号Ｖｏｕｔの周波数帯域よりも低域の周波数成分を減衰させた信号を出力するためのハイパスフィルターや、残留振動信号Ｖｏｕｔの周波数帯域よりも高域の周波数成分を減衰させた信号を出力するためのローパスフィルター等を備え、残留振動信号Ｖｏｕｔの周波数範囲を限定しノイズ成分を除去した整形波形信号Ｖｄを出力可能な構成を含む。また、波形整形部５１１は、残留振動信号Ｖｏｕｔの振幅を調整するための負帰還型のアンプや、残留振動信号Ｖｏｕｔのインピーダンスを変換してローインピーダンスの整形波形信号Ｖｄを出力するためのボルテージフォロアなどを含む構成であってもよい。
【０１３１】
計測部５１２には、波形整形部５１１において残留振動信号Ｖｏｕｔを整形した整形波形信号Ｖｄと、制御部６が生成するマスク信号Ｍｓｋと、閾値電位Ｖｔｈ＿ｃ，Ｖｔｈ＿ｏ，Ｖｔｈ＿ｕとが入力される。閾値電位Ｖｔｈ＿ｃは、整形波形信号Ｖｄの振幅中心レベルの電位に定められた閾値であり、閾値電位Ｖｔｈ＿ｏは、閾値電位Ｖｔｈ＿ｃよりも高電位側に定められた閾値であり、閾値電位Ｖｔｈ＿ｕは、閾値電位Ｖｔｈ＿ｃよりも低電位側に定められた閾値である。そして、計測部５１２は、入力されるこれらの信号に基づいて、検出信号ＮＴｃと、当該検出信号ＮＴｃが有効な値であるか否かを示す有効性フラグＦｌａｇとを出力する。
【０１３２】
図２１は、計測部５１２の動作を示すタイミングチャートである。図２１に示すように、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの電位と閾値電位Ｖｔｈ＿ｃとを比較する。そして、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの電位が、閾値電位Ｖｔｈ＿ｃ以上の場合にハイレベルとなり、整形波形信号Ｖｄの電位が、閾値電位Ｖｔｈ＿ｃ未満の場合にローレベルとなる比較信号Ｃｍｐ１を生成する。
【０１３３】
また、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの電位と閾値電位Ｖｔｈ＿ｏとを比較する。そして、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの電位が、閾値電位Ｖｔｈ＿ｏ以上の場合にハイレベルとなり、整形波形信号Ｖｄの電位が、閾値電位Ｖｔｈ＿ｏ未満の場合にローレベルとなる比較信号Ｃｍｐ２を生成する。
【０１３４】
また、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの電位と閾値電位Ｖｔｈ＿ｕとを比較する。そして、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの電位が、閾値電位Ｖｔｈ＿ｕ未満の場合にハイレベルとなり、整形波形信号Ｖｄの電位が、閾値電位Ｖｔｈ＿ｕ以上の場合にハイレベルとなる比較信号Ｃｍｐ３を生成する。
【０１３５】
マスク信号Ｍｓｋは、整形波形信号Ｖｄの供給が開始される時刻ｔ０から所定の期間Ｔｍｓｋの間だけハイレベルとなる信号である。計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄのうち、期間Ｔｍｓｋの経過後の整形波形信号Ｖｄのみを対象として検出信号ＮＴｃを生成することで、残留振動の開始直後に重畳するノイズ成分を除去した精度の高い検出信号ＮＴｃを得ることができる。
【０１３６】
計測部５１２は、不図示のカウンタを備える。当該カウンタは、マスク信号Ｍｓｋがローレベルに立ち下がった後、整形波形信号Ｖｄの示す電位が最初に閾値電位Ｖｔｈ＿ｃと等しくなるタイミングである時刻ｔ１において、不図示のクロック信号のカウントを開始する。すなわち、当該カウンタは、マスク信号Ｍｓｋがローレベルに立ち下がった後、比較信号Ｃｍｐ１が最初にハイレベルに立ち上がるタイミング、又は比較信号Ｃｍｐ１が最初にローレベルに立ち下がるタイミングのうち、早い方のタイミングである時刻ｔ１において、カウントを開始する。
【０１３７】
そして、当該カウンタは、カウントを開始した後において、整形波形信号Ｖｄの示す電位が、２度目に閾値電位Ｖｔｈ＿ｃとなるタイミングである時刻ｔ２においてクロック信号のカウントを終了させる。すなわち、当該カウンタは、マスク信号Ｍｓｋがローレベルに立ち下がった後、比較信号Ｃｍｐ１が２度目にハイレベルに立ち上がるタイミング、又は比較信号Ｃｍｐ１が２度目にローレベルに立ち下がるタイミングのうち、早い方のタイミングである時刻ｔ２において、カウントを終了する。
【０１３８】
そして、計測部５１２は、当該カウンタにより得られたカウント値を検出信号ＮＴｃとして出力する。すなわち、計測部５１２は、時刻ｔ１から時刻ｔ2までの時間長を、整形波形信号Ｖｄの１周期分の時間長として計測することで検出信号ＮＴｃを生成する。
【０１３９】
ここで、図２１において鎖線で示すように整形波形信号Ｖｄの振幅が小さい場合、検出信号ＮＴｃを正確に計測できないおそれがある。また、整形波形信号Ｖｄの振幅が小さい場合、仮に検出信号ＮＴｃの結果のみに基づいて液体吐出ヘッド３５の吐出状態が正常であると判断される場合であっても、例えば、キャビティ２４５にインクが注入されていないことによりインクを吐出できない状態である等、実際には吐出異常が生じている可能性が存在する。そこで、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの振幅が、検出信号ＮＴｃの計測のために十分な大きさを有しているか否かを判定し、当該判定の結果を有効性フラグＦｌａｇとして出力する。
【０１４０】
具体的には、計測部５１２は、カウンタによりカウントが実行されている期間、つまり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、整形波形信号Ｖｄの示す電位が、閾値電位Ｖｔｈ＿ｏを超え、且つ、閾値電位Ｖｔｈ＿ｕを下回る場合、有効性フラグＦｌａｇの値を、検出信号ＮＴｃが有効であることを示す値「１」に設定し、それ以外の場合には「０」に設定したうえで、有効性フラグＦｌａｇを出力する。より詳細には、計測部５１２は、時刻ｔ１から時刻ｔ2までの期間において、比較信号Ｃｍｐ２がローレベルからハイレベルに立ち上がった後再びローレベルに立下り、且つ、比較信号Ｃｍｐ３がローレベルからハイレベルに立ち上がった後再びローレベルに立下る場合に、有効性フラグＦｌａｇの値を「１」に設定し、それ以外の場合に、有効性フラグＦｌａｇの値を「０」に設定する。
【０１４１】
以上のように計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの１周期分の時間長を示す検出信号ＮＴｃを生成するのに加え、整形波形信号Ｖｄが検出信号ＮＴｃの計測のために十分な大きさの振幅を有しているか否かを判定する。これにより、吐出異常検出回路５２は、より正確に吐出異常の有無を検出することが可能となる。
【０１４２】
図２０に戻り、判定部５２０は、整形波形信号Ｖｄの周期と所定の閾値とに基づいて吐出異常の有無の検出、及び吐出異常の原因を特定する。そして、判定部５２０は、吐出異常の有無、及び吐出異常の原因の判定結果を示す判定結果信号Ｒｓを出力する。
【０１４３】
図２２は、判定部５２０における判定の内容を説明するための図である。図２２に示すように、判定部５２０は、検出信号ＮＴｃが示す時間長を、第１閾値ＮＴｘ１、第１閾値ＮＴｘ１よりも長い時間長を表す第２閾値ＮＴｘ２、及び第２閾値ＮＴｘ２よりもさらに長い時間長を表す第３閾値ＮＴｘ３のそれぞれと比較する。
【０１４４】
ここで、第１閾値ＮＴｘ１は、吐出異常の原因として気泡混入が発生して残留振動の周波数が高くなる場合における残留振動の１周期分の時間長と、吐出状態が正常である場合における残留振動の１周期分の時間長との境界を示すための値である。また、第２閾値ＮＴｘ２は、吐出異常の原因として紙片付着が発生して残留振動の周波数が低くなる場合における残留振動の１周期分の時間長と、吐出状態が正常である場合における残留振動の１周期分の時間長との境界を示すための値である。また、第３閾値ＮＴｘ３は、吐出異常の原因として乾燥増粘が発生して、紙粉付着の場合よりもさらに残留振動の周波数が低くなる場合における残留振動の１周期分の時間長と、ノズルＮ出口付近に紙粉が付着した場合における残留振動の１周期分の時間長との境界を示すための値である。
【０１４５】
図２２に示すように、判定部５２０は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ１≦ＮＴｃ≦ＮＴｘ２」の関係を満たす場合、液体吐出ヘッド３５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、判定部５２０は、判定結果信号Ｒｓに対して、吐出状態が正常であることを示す値「１」を設定する。
【０１４６】
また、判定部５２０は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｃ＜ＮＴｘ１」の関係を満たす場合、キャビティ２４５に混入した気泡により吐出異常が発生していると判定する。そして、判定部５２０は、判定結果信号Ｒｓに対して、気泡混入の吐出異常が発生していることを示す値「２」を設定する。
【０１４７】
また、判定部５２０は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ２＜ＮＴｃ≦ＮＴｘ３」の関係を満たす場合、ノズルＮの出口付近に付着した紙粉により吐出異常が発生していると判定する。そして、判定部５２０は、判定結果信号Ｒｓに対して、紙片付着の吐出異常が発生していることを示す値「３」を設定する。
【０１４８】
また、判定部５２０は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ３＜ＮＴｃ」の関係を満たす場合、ノズルＮの付近におけるインクの増粘により吐出異常が発生していると判定する。そして、判定部５２０は、判定結果信号Ｒｓに対して、乾燥増粘の吐出異常が発生していることを示す値「４」を設定する。
【０１４９】
また、判定部５２０は、有効性フラグＦｌａｇの値が「０」である場合、インクが注入されていない等、なんらかの原因により吐出異常が発生していることを示す値「５」を設定する。
【０１５０】
以上のように、判定部５２０は、所定の閾値として第１閾値ＮＴｘ１と、第１閾値ＮＴｘ１よりも長い周期に設けられた第２閾値ＮＴｘ２と、第２閾値ＮＴｘ２よりも長い周期に設けられた第３閾値ＮＴｘ３とを有する。そして、残留振動信号Ｖｏｕｔの周期が、第１閾値ＮＴｘ１未満の場合、判定部５２０は、吐出異常の原因を気泡混入と判定する。また、残留振動信号Ｖｏｕｔの周期が、第２閾値ＮＴｘ２を超えて、且つ第３閾値ＮＴｘ３以下の場合、判定部５２０は、吐出異常の原因を紙粉付着と判定する。また、残留振動信
号Ｖｏｕｔの周期が、第３閾値ＮＴｘ３を超える場合、判定部５２０は、吐出異常の原因を乾燥増粘と判定する。すなわち、判定部５２０は、液体吐出ヘッド３５において吐出異常が生じているか否かを判定し、吐出異常が生じている場合においては当該吐出異常の原因として、気泡混入、乾燥増粘及び紙片付着の少なくとも１つを特定し、判定結果信号Ｒｓとして制御部６に出力する。そして、制御部６は、吐出異常が生じている場合、回復機構８４において回復処理を実行させる。なお、回復機構８４における回復処理の詳細については後述する。
【０１５１】
以上に説明したように、吐出異常検出回路５２は、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づいてノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び原因を特定する。しかしながら、駆動信号Ｖｉｎの波形のばらつき、液体吐出ヘッド３５に供給されるインクの物性、液体吐出装置１の使用環境、及び、液体吐出装置１を構成する各種部品の特性の変化等に起因して、残留振動信号Ｖｏｕｔの周期にばらつきが生じるおそれがある。そのため、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２、第３閾値ＮＴｘ３をあらかじめ定めた固定の閾値とした場合、吐出異常検出回路５２におけるインクの吐出状態を正確に判定できないおそれがある。
【０１５２】
そこで、本実施形態における吐出異常検出回路５２は、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２、第３閾値ＮＴｘ３の更新を行うための信号を生成する機械学習部５３０を有する。図２０に示すように機械学習部５３０は、残留振動信号Ｖｏｕｔを検出する検出部５３１と、ノズルＮから吐出されるインクの吐出状態を示す情報を取得する取得部５３２と、残留振動信号とインクの吐出状態との関係を機械学習する学習部５３３と、を含む。そして、学習部５３３は、機械学習した残留振動信号Ｖｏｕｔと吐出状態との関係に基づいて、液体吐出ヘッド３５の吐出異常の有無を示す学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈを生成する。そして、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２、第３閾値ＮＴｘ３は、学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈに基づいて更新される。
【０１５３】
機械学習部５３０は、検出部５３１、取得部５３２、学習部５３３及び閾値更新判定部５３４を含む。
【０１５４】
検出部５３１には、残留振動信号Ｖｏｕｔが入力される。検出部５３１は入力される残留振動信号Ｖｏｕｔの波形から、残留振動の最大電圧、最小電圧、振幅、振動周期、振動継続時間、振動振幅の減衰率などの残留振動信号Ｖｏｕｔに含まれる残留振動の波形データを検出し、状態変数ＳＶとして出力する。
【０１５５】
取得部５３２は、液体吐出ヘッド３５からの実際にインクが吐出されたか否かを検出する。取得部５３２は、例えば、光学的な手法を用いて媒体Ｐにインクが吐出されているか否かを検出してもよい。また、取得部５３２は、例えば、カメラ等を用いて媒体Ｐのインクが吐出されているか否かを検出してもよい。また、取得部５３２は、例えば、残留振動の波形の振幅や周期、並びに当該残留振動の継続時間や減衰率などに基づいて、媒体Ｐにインクが吐出されているか否かを検出してもよい。そして、取得部５３２は、取得したインクの吐出状態を示す情報を、吐出情報信号ＤＰとして学習部５３３に出力する。
【０１５６】
学習部５３３は、検出部５３１によって検出された状態変数ＳＶと、実際にインクが吐出されたか否かを示す吐出情報信号ＤＰとの組み合わせによって作成される学習モデルに従って、残留振動信号Ｖｏｕｔと吐出状態との関係を学習する。学習部５３３は、検出部５３１によって検出された状態変数ＳＶと、実際にインクが吐出されたか否かを示す吐出情報信号ＤＰとの組み合わせによって作成される学習モデルに従って、第１閾値ＮＴｘ１に対応する学習閾値ＮＴｘ１ａ、第２閾値ＮＴｘ２に対応する学習閾値ＮＴｘ２ａ、第３閾値ＮＴｘ３に対応する学習閾値ＮＴｘ３ａを生成する。そして、学習部５３３は、学習閾値ＮＴｘ１ａ，ＮＴｘ２ａ，ＮＴｘ３ａを示す学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈを生成し、閾値
更新判定部５３４に出力する。
【０１５７】
閾値更新判定部５３４には、学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈ、検出信号ＮＴｃ、有効性フラグＦｌａｇ及び判定結果信号Ｒｓが入力される。そして、閾値更新判定部５３４は、学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈ、検出信号ＮＴｃ、有効性フラグＦｌａｇ及び判定結果信号Ｒｓに基づいて、現在の第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２及び第３閾値ＮＴｘ３を更新すべきか否かを判定する。そして、当該判定結果に基づく閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１５８】
具体的には、閾値更新判定部５３４は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ１ａ≦ＮＴｃ≦ＮＴｘ２ａ」の関係を満たす場合、気泡による吐出異常が発生していることを示す値「２」に設定された判定結果信号Ｒｓが入力されると、第１閾値ＮＴｘ１を小さくする必要があると判定する。したがって、閾値更新判定部５３４は、第１閾値ＮＴｘ１が第２閾値ＮＴｘ２から離れるように第１閾値ＮＴｘ１を更新するための閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１５９】
また、閾値更新判定部５３４は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ１ａ≦ＮＴｃ≦ＮＴｘ２ａ」の関係を満たす場合に、紙粉による吐出異常が発生していることを示す値「３」に設定された判定結果信号Ｒｓが入力されると、第２閾値ＮＴｘ２を大きくする必要があると判定する。したがって、閾値更新判定部５３４は、第２閾値ＮＴｘ２が第１閾値ＮＴｘ１から離れるように第２閾値ＮＴｘ２を更新するための閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１６０】
また、閾値更新判定部５３４は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｃ＜ＮＴｘ１ａ」の関係を満たす場合に、吐出状態が正常であることを示す値「１」に設定された判定結果信号Ｒｓが入力されると、第１閾値ＮＴｘ１を大きくする必要があると判定する。したがって、閾値更新判定部５３４は、第１閾値ＮＴｘ１が第２閾値ＮＴｘ２に近づくように第１閾値ＮＴｘ１を更新するための閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１６１】
また、閾値更新判定部５３４は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ２ａ＜ＮＴｃ≦ＮＴｘａ」の関係を満たす場合に、吐出状態が正常であることを示す値「１」に設定された判定結果信号Ｒｓが入力されると、第２閾値ＮＴｘ２を小さくする必要があると判定する。したがって、閾値更新判定部５３４は、第２閾値ＮＴｘ２が第１閾値ＮＴｘ１に近づくように第２閾値ＮＴｘ２を更新するための閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１６２】
また、閾値更新判定部５３４は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ２ａ＜ＮＴｃ≦ＮＴｘａ」の関係を満たす場合に、インク増粘による吐出異常が発生していることを示す値「４」に設定された判定結果信号Ｒｓが入力されると、第３閾値ＮＴｘ３を大きくする必要があると判定する。したがって、閾値更新判定部５３４は、第３閾値ＮＴｘ３が第２閾値ＮＴｘ２から離れるように第３閾値ＮＴｘ３を更新するための閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１６３】
また、閾値更新判定部５３４は、有効性フラグＦｌａｇの値が「１」であり、且つ、検出信号ＮＴｃが「ＮＴｘ３ａ＜ＮＴｃ」の関係を満たす場合に、紙粉による吐出異常が発生していることを示す値「３」に設定された判定結果信号Ｒｓが入力されると、第３閾値ＮＴｘ３を小さくする必要があると判定する。したがって、閾値更新判定部５３４は、第３閾値ＮＴｘ３が第２閾値ＮＴｘ２に近づくように第３閾値ＮＴｘ３を更新するための閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１６４】
ここで、液体吐出装置１の液体吐出方法として吐出以上検出方法及び機械学習の方法について、図２３及び図２４を用いて説明する。上述した吐出異常検出回路５２における吐出異常検出方法について説明する。図２３は吐出異常検出回路５２における吐出異常検出処理の方法を示すフローチャート図である。
【０１６５】
吐出異常検出回路５２の吐出異常検出処理として、周期計測部５１０に含まれる波形整形部５１１は、入力される残留振動信号Ｖｏｕｔのノイズ成分を除去し、整形波形信号Ｖｄを生成する（ステップＳ１１０）。
【０１６６】
整形波形信号Ｖｄは、計測部５１２に入力される。そして、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの１周期分の時間長を計測し、検出信号ＮＴｃを生成する（ステップＳ１２０）。
【０１６７】
また、計測部５１２は、整形波形信号Ｖｄの振幅は十分な大きさを判定する（ステップＳ１３０）。整形波形信号Ｖｄの振幅が十分な大きさである場合、計測部５１２は、有効性フラグＦｌａｇを「１」に設定する（ステップＳ１４０）。一方、整形波形信号Ｖｄの振幅の大きさが十分な大きさでない場合、計測部５１２は、有効性フラグＦｌａｇを「０」に設定する（ステップＳ１５０）。
【０１６８】
検出信号ＮＴｃ及び有効性フラグＦｌａｇは、判定部５２０に入力される。判定部５２０は、入力される検出信号ＮＴｃ及び有効性フラグＦｌａｇと、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２及び第３閾値ＮＴｘ３に基づいて、ノズルＮにおけるインクの吐出異常の有無、及び吐出異常の原因を特定し、判定結果信号Ｒｓを出力する（ステップＳ１６０）。
【０１６９】
機械学習部５３０は、残留振動信号Ｖｏｕｔと、ノズルＮの実際の吐出状態とに基づいて残留振動信号Ｖｏｕｔと吐出状態との関係を学習する。そして、機械学習部５３０は、学習結果と判定結果信号Ｒｓとに基づき、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２、第３閾値ＮＴｘ３を更新する（ステップＳ１７０）。
【０１７０】
ここで、図２３のステップＳ１７０の機械学習部５３０における機械学習の方法について説明する。図２４は機械学習部５３０における機械学習の方法を示すフローチャート図である。
【０１７１】
機械学習部５３０に含まれる検出部５３１には、残留振動信号Ｖｏｕｔが入力される。
【０１７２】
検出部５３１は、残留振動信号Ｖｏｕｔを検出する（ステップＳ１７１）。そして、検出部５３１は、残留振動信号Ｖｏｕｔの信号波形に基づく状態変数ＳＶを生成する（ステップＳ１７２）。また、取得部５３２は、ノズルＮから吐出されるインクの実際の吐出状態を示す信号を取得する（ステップＳ１７３）。そして、取得部５３２は、取得したインクの徒手状態を示す吐出情報信号ＤＰを生成する（ステップＳ１７４）。
【０１７３】
学習部５３３には、状態変数ＳＶ及び吐出情報信号ＤＰが入力される。そして、学習部５３３は、状態変数ＳＶと吐出情報信号ＤＰとの関係を機械学習する（ステップＳ１７５）。そして、学習部５３３は、機械学習による学習結果に基づく、学習閾値ＮＴｘ１ａ，ＮＴｘ２ａ，ＮＴｘ３ａを含む学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈを生成する。
【０１７４】
閾値更新判定部５３４は、学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈとして入力される学習閾値ＮＴｘ１ａ，ＮＴｘ２ａ，ＮＴｘ３ａと、判定結果信号Ｒｓとに基づき、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２及び第３閾値ＮＴｘ３を更新する（ステップＳ１７６）。
【０１７５】
図２３及び図２４に示す方法により、吐出異常検出回路５２は、ノズルＮに対して、吐出異常の有無、及び当該吐出異常の原因を特定する。さらに、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２及び第３閾値ＮＴｘ３は、残留振動信号Ｖｏｕｔと、ノズルＮの実際の吐出状態との関係を学習させた学習モデルに基づいて更新される。これにより、残留振動信号Ｖｏｕｔの波形のばらつき、液体吐出ヘッド３５に供給されるインクの物性、液体吐出装置１の使用環境、及び、液体吐出装置１を構成する各種部品の特性の変化等に起因して、残留振動信号Ｖｏｕｔの周期にばらつきが生じた場合であっても、最適な閾値により吐出異常の有無、及び当該吐出異常の原因を特定することが可能となる。したがって、吐出異常検出回路５２におけるインクの吐出状態の検出精度を高めることができる。
【０１７６】
ここで、上述した吐出異常検出回路５２において、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づく状態変数ＳＶと、ノズルＮから実際に吐出されるインクの吐出状態を示す吐出情報信号ＤＰとの関係を機械学習し、学習閾値ＮＴｘ１ａ，ＮＴｘ２ａ，ＮＴｘ３ａを示す学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈを生成する学習部５３３が狭義には学習部の一例であるが、学習部は、状態変数ＳＶと吐出情報信号ＤＰとに関係を機械学習し、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２及び第３閾値ＮＴｘ３を更新すべきか否かを示す閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを出力する構成であるとすれば、学習部５３３と閾値更新判定部５３４とを含む構成も学習部の一例であり、また、学習部が、状態変数ＳＶと吐出情報信号ＤＰとに関係を機械学習し、液体吐出ヘッド３５におけるインクの吐出状態を表す判定結果信号Ｒｓを出力すれ構成であるとすれば、学習部５３３、閾値更新判定部５３４及び判定部５２０を含む構成も学習部の一例であるといえる。
【０１７７】
１．７  回復処理動作
ここで、吐出異常検出回路５２により吐出異常が検出され場合において、当該吐出異常が検出されたノズルＮの状態を回復させる回復機構８４の回復処理について説明する。回復機構８４は、回復処理として、ポンプ吸引処理、フラッシング処理及びワイピング処理を含む。
【０１７８】
図２５は、ポンプ吸引処理の一例を示す図である。図２５に示すチューブ３２１は、ポンプ吸引処理におけるインクの排出系を示すものである。チューブ３２１の一端は、キャップ３１０の底部に接続され、チューブ３２１の他端は、ポンプ３２０を介して排インクカートリッジ３４０に接続される。
【０１７９】
また、キャップ３１０の内部底面には、インク吸収体３３０が設けられている。インク吸収体３３０は、ポンプ吸収処理において、ノズルＮから吐出されるインクを吸収し、一時的に貯蔵する。これにより、ポンプ吸引処理の実行時において、吸引されたインクが跳ね返り、ノズルプレート２４０に付着するおそれを低減することができる。
【０１８０】
図２６は、ワイピング処理の一例を示す図である。図２６の（ａ）に示すようにワイパー３００は、ノズルプレート２４０と当接可能なように、上下移動可能に設けられる。そして、ワイピング処理が実行されると、ワイパー３００の先端に設けられたワイピング部材３０１が、ノズルプレート２４０よりも上側に位置するように移動する。そして、キャリッジモーター４１を駆動することで、液体吐出ヘッド３５を移動させる。これにより、図２６の（ｂ）に示すようにワイピング部材３０１がノズルプレート２４０に当接する。ここで、ワイピング部材３０１は可塑性のゴム等で構成される。したがって、ワイピング部材３０１がノズルプレート２４０に当接した場合、ワイピング部材の先端部にワタミが生じる。これにより、ワイピング部材３０１によりノズルプレート２４０の表面をふき取ることが可能となり、当該ノズルプレート２４０に付着した紙片等を除去することが可能となる。
【０１８１】
フラッシング処理は、例えば、図２５に示すキャップ３１０が装着された状態で、対象となる液体吐出ヘッド３５含む１又は複数の液体吐出ヘッド３５を駆動し、対応するノズルＮからインクを吐出させる。フラッシング処理を行うことで、液体吐出ヘッド３５に貯留されるインクの粘度を適正範囲に保持、あるいは、インクの粘度を回復すること可能となる。
【０１８２】
上述した回復処理は、吐出異常検出回路５２により特定された吐出異常に応じて実行される。具体的には、吐出異常検出回路５２が特定した吐出異常の原因が気泡混入の場合、回復機構８４は、ポンプ吸引処理を実行する。また、吐出異常検出回路５２が特定した吐出異常の原因が乾燥増粘の場合、回復機構８４は、フラッシング処理、又はポンプ吸引処理を実行する。また、吐出異常検出回路５２が特定した吐出異常の原因が紙片付着の場合、回復機構８４は、ワイピング処理を実行する。
【０１８３】
そして、回復機構８４は、上述した回復処理を実行した後において、当該吐出異常が生じた異常ノズルの一例であるノズルＮを含む１又は複数のノズルＮからインクを吐出させる。そして吐出異常検出回路５２は、当該吐出異常が生じたノズルＮに対して吐出異常の有無を再検出する。これにより、吐出異常が生じたノズルＮに対して実行した回復処理が正常に機能したか否かを判断することが可能となる。
【０１８４】
また、回復機構８４は、吐出異常検出回路５２において吐出異常が検出された場合、当該吐出異常が検出されたノズルＮに対して、フラッシング処理を実行してもよい。そして、フラッシング処理の実行後に、当該吐出異常が生じた異常ノズルの一例であるノズルＮを含む１又は複数のノズルＮからインクを吐出させる。吐出異常検出回路５２は、当該吐出異常が生じたノズルＮに対して吐出異常の有無を再検出する。そして、吐出異常検出回路５２は、当該再検出において、再度吐出異常が生じたノズルＮに対して、吐出異常の有無、及び吐出異常の原因を特定する。回復機構８４は、吐出異常検出回路５２の再検出により特定された原因に対応する回復処理を実行する。
【０１８５】
このように、吐出異常を検出したノズルＮに対してフラッシング処理を実行することで、当該吐出異常が軽微なものである場合、吐出異常を回復することが可能となる。ここで、フラッシング処理を実行するノズルＮは、当該吐出異常が生じたノズルのみであることが好ましい。これにより、インクの消費量を低減することが可能となる。
【０１８６】
１．８  作用効果
以上のように、本実施形態における液体吐出装置１では、吐出異常検出回路５２に含まれる検出部５３１は、キャビティ２４５の圧力の変化に基づいて生じる振動板２４３の変化を残留振動信号Ｖｏｕｔとして検出する。また、吐出異常検出回路５２に含まれる取得部５３２は、当該残留振動信号Ｖｏｕｔが取得された場合におけるノズルＮからのインクの吐出状態を取得する。学習部５３３は、検出部５３１が検出した残留振動信号Ｖｏｕｔの信号波形から得られる、電圧振幅、振動周期、減衰率、時間等の検出データと、取得部５３２が取得したノズルＮからのインクの吐出状態との関係を機械学習する。そして、吐出異常検出回路５２は、当該機械学習の結果に基づき得られた学習結果に基づいてノズルＮの吐出異常の有無の検出、及び吐出異常の原因を特定する。これにより、吐出異常検出回路５２は、液体吐出装置１において個別に生じるおそれがある（１）液体吐出装置１の設計誤差（２）液体吐出装置が使用される温度、湿度などの環境（３）液体吐出装置を構成する各種構成の経年変化に伴う特性の変化（４）使用されるインクの粘度等の物性を加味した最適な検出閾値を得ることが可能となり、従って、インクの吐出状態の検査精度が低下するおそれが低減する。
【０１８７】
２．第２実施形態
第２実施形態における液体吐出装置１について説明する。第２実施形態における液体吐出装置１を説明するにあたり、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を省略、又は簡略化する。第１実施形態における液体吐出装置１では、吐出異常検出回路５２が有する機械学習部５３０は、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づく状態変数ＳＶとノズルＮから吐出される実際のインクの吐出状態とを示す吐出情報信号ＤＰとに基づいて、学習部５３３が残留振動信号ＶｏｕｔとノズルＮから吐出されるインクの吐出状態との関係を学習したが、第２実施形態における吐出異常検出回路５２は、吐出異常検出回路５２の外部において残留振動信号ＶｏｕｔとノズルＮから吐出されるインクの吐出状態との関係を学習し、当該学習により得られた学習モデルを吐出異常検出回路５２に入力し、保持される点で、第１実施形態の液体吐出装置１とは異なる。
【０１８８】
図２７は、第２実施形態における吐出異常検出回路５２の構成を示す図である。図２７に示すように第２実施形態における吐出異常検出回路５２は、周期計測部５１０、判定部５２０、検出部５３１、学習閾値信号生成部５３７、インターフェース回路（ＩＦ回路）５３５、記憶部５３６及び閾値更新判定部５３４を有する。なお、周期計測部５１０は、第１実施形態と同様の構成であり、その説明を省略する。
【０１８９】
検出部５３１には、残留振動信号Ｖｏｕｔが入力される。検出部５３１は入力される残留振動信号Ｖｏｕｔの波形から、残留振動の最大電圧、最小電圧、振動周期、振動継続時間及び振動振幅の減衰率の少なくとも１つを含む残留振動波形の波形データを検出し、状態変数ＳＶとして出力する。換言すれば検出部は、残留振動信号Ｖｏｕｔを検出する。
【０１９０】
インターフェース回路５３５は、液体吐出装置１の外部に設けられた不図示のホストコンピューター、サーバー等の外部機器と通信可能に設けられる。なお、インターフェース回路５３５は、例えば、制御部６を介して当該外部機器と接続されてもよい。インターフェース回路５３５には、外部機器により残留振動データとノズルＮからインクの吐出状態との関係が学習された学習モデルＩＭが入力される。
【０１９１】
インターフェース回路５３５に入力された学習モデルＩＭは、記憶部５３６に記憶される。換言すれば、記憶部５３６は、残留振動信号ＶｏｕｔとノズルＮから吐出されるインクの吐出状態との関係を機械学習させた学習モデルＩＭを記憶する。そして、記憶部５３６に記憶された学習モデルＩＭは、学習閾値信号生成部５３７に出力される。
【０１９２】
学習閾値信号生成部５３７には、検出部５３１から出力される状態変数ＳＶと記憶部５３６に記憶される額数モデルとが入力される。そして学習閾値信号生成部５３７は、残留振動信号Ｖｏｕｔと学習モデルＩＭとに基づいて学習閾値ＮＴｘ１ａ，ＮＴｘ２ａ，ＮＴｘ３ａを含む学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈを生成し、閾値更新判定部５３４に出力する。
【０１９３】
閾値更新判定部５３４には、第１実施形態と同様に学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈ、検出信号ＮＴｃ、有効性フラグＦｌａｇ及び判定結果信号Ｒｓが入力される。そして、閾値更新判定部５３４は、学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈ、検出信号ＮＴｃ、有効性フラグＦｌａｇ及び判定結果信号Ｒｓに基づいて、現在の第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２、第３閾値ＮＴｘ３を更新すべきか否かを判定する。そして、当該判定結果に基づく閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄを生成し出力する。
【０１９４】
判定部５２０には、検出信号ＮＴｃと有効性フラグＦｌａｇとが入力される。そして、第１実施形態と同様に、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２、第３閾値ＮＴｘ３を用いて検出信号ＮＴｃの時間長を判定することで、判定結果信号Ｒｓを出力する。すなわち、判定部５２０は、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づく状態変数ＳＶと、学習モデルＩＭとに基
づいて生成された第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２、第３閾値ＮＴｘ３により液体吐出ヘッド３５の吐出異常の有無を判定する。
【０１９５】
ここで、第２実施形態における機械学習部５３０における閾値更新信号ＮＴ＿ｕｄの生成方法について説明する。図２８は第２実施形態における液体吐出方法を説明するフローチャート図である。
【０１９６】
検出部５３１は、残留振動信号Ｖｏｕｔを検出する（ステップＳ２７１）。そして、検出部５３１は、残留振動信号Ｖｏｕｔの信号波形に基づく状態変数ＳＶを生成する（ステップＳ２７２）。また、記憶部５３６は、インターフェース回路５３５を介して入力される残留振動データとノズルＮからのインクの吐出状態とを学習した学習モデルＩＭを記憶する（ステップＳ２７３）。
【０１９７】
学習閾値信号生成部５３７には、状態変数ＳＶと学習モデルＩＭとが入力される。そして、学習閾値信号生成部５３７は、状態変数ＳＶと学習モデルとに基づいて、学習閾値ＮＴｘ１ａ，ＮＴｘ２ａ，ＮＴｘ３ａを含む学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈを生成する（ステップＳ２７４）。
【０１９８】
閾値更新判定部５３４は、学習閾値信号ＮＴ＿ｔｈとして入力される学習閾値ＮＴｘ１ａ，ＮＴｘ２ａ，ＮＴｘ３ａと、判定結果信号Ｒｓとに基づいて、判定部５２０で保持される第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２及び第３閾値ＮＴｘ３を更新する（ステップＳ２７５）。
【０１９９】
判定部５２０は、検出信号ＮＴｃの時間長と、第１閾値ＮＴｘ１、第２閾値ＮＴｘ２及び第３閾値ＮＴｘ３とにより、液体吐出ヘッド３５の吐出異常の有無、及び吐出異常原因を特定する（ステップＳ２７６）。
【０２００】
以上のように構成された第２実施形態の吐出異常検出回路５２を含む液体吐出装置１であっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０２０１】
以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【０２０２】
本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０２０３】
１…液体吐出装置、３…移動体、４…印刷手段、６…制御部、７…給紙装置、９…ホストコンピューター、３０…ヘッド部、３１…インクカートリッジ、３２…キャリッジ、３５，３５Ａ…液体吐出ヘッド、４１…キャリッジモーター、４２…往復動機構、４３…キャリッジモータードライバー、５０…プリントヘッド、５１…吐出選択回路、５２…吐出異常検出回路、５３…切替回路、５４…駆動信号生成回路、６１…ＣＰＵ、６２…記憶部、７１…給紙モーター、７２…給紙ローラー、７２ａ…従動ローラー、７２ｂ…駆動ローラー、７３…給紙モータードライバー、８１…トレイ、８２…排紙口、８３…操作パネル、８４…回復機構、２００…圧電素子、２０１…積層圧電素子、２４０…ノズルプレート、
２４２…キャビティプレート、２４３…振動板、２４４…中間層、２４５…キャビティ、２４６…リザーバ、２４７…インク供給口、２４８…外部電極、２４９…内部電極、２５２…ノズルプレート、２５４…金属プレート、２５５…接着フィルム、２５６…連通口形成プレート、２５７…キャビティプレート、２５８…キャビティ、２５９…リザーバ、２６０，２６１…インク供給口、２６２…振動板、２６３…下部電極、２６４…上部電極、３００…ワイパー、３０１…ワイピング部材、３１０…キャップ、３１１…インク供給チューブ、３２０…ポンプ、３２１…チューブ、３３０…インク吸収体、３４０…排インクカートリッジ、４２１…タイミングベルト、４２２…キャリッジガイド軸、５１０…周期計測部、５１１…波形整形部、５１２…計測部、５２０…判定部、５３０…機械学習部、５３１…検出部、５３２…取得部、５３３…学習部、５３４…閾値更新判定部、５３５…インターフェース回路、５３６…記憶部、５３７…学習閾値信号生成部、ＴＧａ…トランスミッションゲート、ＴＧｂ…トランスミッションゲート、ＴＧｃ…トランスミッションゲート
【図１】
2020082475.tif 000006
【図２】
2020082475.tif 000007
【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】
2020082475.tif 000020
【図１６】
2020082475.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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