(57)【要約】【課題】駆動信号と残留振動による圧電素子の起電力を考慮して各種配線の単位長さ当たりの抵抗値を定める。【解決手段】インクジェットプリンターは、圧電素子200を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部33と、残留振動検出部356Ａと、圧電素子200に駆動信号を供給するか、圧電素子の起電力を残留振動検出部356Ａに供給するかを選択する選択部352Aと、残留振動検出部356Aと、選択部352Aと、圧電素子200と接続される接続端子ｘ3と、駆動信号が供給される入力端子ｘ1と、残留振動検出部356Aの出力信号が出力される出力端子ｘ２とを備えた制御ＩＣ29ｄと、入力端子に接続され、駆動信号が供給される第１外部配線Ｌ１Ｏと、出力端子ｘ2に接続され残留振動検出部356Aの出力信号が供給される第２外部配線Ｌ２ｏとを備え、第２外部配線Ｌ２ｏの単位長さ当たりの抵抗値は、第１外部配線Ｌ１ｏの単位長さ当たりの抵抗値より大きい。【選択図】図２８
2015066838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室に対応して液体を吐出するために設けられた圧電素子と、
前記圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記圧力室内の残留振動に従った前記圧電素子の起電力の変化を検出して出力信号を生成する残留振動検出部と、
前記圧電素子に前記駆動信号を供給するか、前記圧電素子の起電力を前記残留振動検出部に供給するかを選択する選択部と、
前記残留振動検出部と、前記選択部と、前記圧電素子と接続される接続端子と、前記駆動信号が供給される入力端子と、前記残留振動検出部の出力信号が出力される出力端子とを備えた半導体集積回路と、
前記入力端子に接続され、前記駆動信号が供給される第１外部配線と、
前記出力端子に接続され前記残留振動検出部の出力信号が供給される第２外部配線とを備え、
前記第２外部配線の単位長さ当たりの抵抗値は、前記第１外部配線の単位長さ当たりの抵抗値より大きい、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第２外部配線の線幅は、前記第１外部配線の線幅より狭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】
前記入力端子と前記選択部との間設けられた第１内部配線と、
前記選択部と前記残留振動検出部との間に設けられた第２内部配線とを備え、
前記第２内部配線の線幅は、前記第１内部配線の線幅より狭いことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記選択部は、
前記駆動信号を前記圧電素子に印加するか否かを切り替え可能に配置され、且つ第１トランジスターを含む第１スイッチと、
前記起電力の変化を前記残留振動検出部に印加するか否かを切り替え可能に配置され、且つ第２トランジスターを含む第２スイッチとを備え、
前記第1トランジスターの極性と前記第2トランジスターの極性とは同じであり、
前記第２トランジスターのトランジスターサイズは、前記第１トランジスターのトランジスターサイズよりも小さいことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２スイッチから前記第２内部配線側を見た入力インピーダンスは、前記第２トランジスターのオン抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項４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、液体吐出装置の吐出状態の検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットタイプのプリンターは、キャビティ内のインクを吐出することによって印刷を行う。インクは、乾燥すると増粘する。キャビティ内のインクが増粘すると、吐出不良の原因となることがある。また、キャビティ内のインクに気泡が含まれたり、あるいは、紙粉がインクを吐出するノズルに付着すると、吐出不良の原因となることがある。よって、インクの吐出状態を検査することが好ましい。
特許文献１には、圧電素子を用いてキャビティ内のインクに振動を与え、その残留振動に対するインクの挙動を検知することによって、吐出状態を判定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７６５４４号公報（図３１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インクの挙動は圧電素子の起電力によって検知される。従って、インクに振動を与える工程では圧電素子に検査用の駆動信号を印加し、インクの残留振動を検査する工程では、圧電素子から起電力を取り出す必要がある。より具体的には、特許文献１には、駆動信号を供給するドライバーと、起電力に基づいてヘッドの異常を検出するヘッド異常検出手段とを選択して圧電素子に接続するスイッチが開示されている。
しかしながら、駆動信号は大振幅であるのに対して、残留振動による圧電素子の起電力は小振幅であるところ、信号の性質を考慮して配線を引き回すことが望まれるが、特許文献１には、この点について開示がない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、残留振動に従った圧電素子の起電力の変化を検出するとともに、駆動信号を圧電素子に供給するのに好適な配線を備えた液体吐出装置を提供すること等を解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、液体を吐出するノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に対応して液体を吐出するために設けられた圧電素子と、前記圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記圧力室内の残留振動に従った前記圧電素子の起電力の変化を検出して出力信号を生成する残留振動検出部と、前記圧電素子に前記駆動信号を供給するか、前記圧電素子の起電力を前記残留振動検出部に供給するかを選択する選択部と、前記残留振動検出部と、前記選択部と、前記圧電素子と接続される接続端子と、前記駆動信号が供給される入力端子と、前記残留振動検出部の出力信号が出力される出力端子とを備えた半導体集積回路と、前記入力端子に接続され、前記駆動信号が供給される第１外部配線と、  前記出力端子に接続され前記残留振動検出部の出力信号が供給される第２外部配線とを備え、前記第２外部配線の単位長さ当たりの抵抗値は、前記第１外部配線の単位長さ当たりの抵抗値より大きいことを特徴とする。
【０００６】
駆動信号は圧電素子を駆動する必要があるため大振幅となる。このため、第１外部配線のインピーダンスはローインピーダンスであることが望ましい。一方、出力端子に接続される負荷は、第２外部配線と後段の回路であり、また、出力信号の振幅は、駆動信号の振幅よりも小さいので、第２外部配線のインピーダンスは第２外部配線のインピーダンスと比較して高くてもよい。くわえて、駆動信号と比較して出力信号の周波数成分は低域にある。第１外部配線と第２外部配線は、分布抵抗と寄生容量によって等価的に梯子型のローパスフィルターとして機能する。分布抵抗が大きいと等価的なローパスフィルターのカットオフ周波数は下がる。上述したように駆動信号と比較して出力信号は高周波数成分が小さいので、第２外部配線の分布抵抗は第１外部配線の分布抵抗よりも大きくても良い。
この態様によれば、第２外部配線の単位長さ当たりの抵抗値は、第１外部配線の単位長さ当たりの抵抗値より大きいので、出力信号を取り出しつつ、駆動信号を圧電素子に十分供給することが可能となる。
【０００７】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記第２外部配線の線幅は、前記第１外部配線の線幅より狭いことが好ましい。第２外部配線の線幅と第１外部配線の線幅には一定の制約がある。このため、第１外部配線の線幅及び第２外部配線の線幅をどのように割り当てるかは、各配線で供給する信号の性質を比較考慮して決定する必要がある。この態様によれば、第２外部配線の線幅を第１外部配線の線幅より狭くなるように設定するので、第２外部配線のインピーダンスは第１外部配線のインピーダンスよりも高くなるが、出力信号の周波数成分は、駆動信号の周波数成分よりも低域に分布する。従って、配線によって等価的にローパスフィルターが構成されても、第１外部配線の等価的なローパスフィルターのカットオフ周波数は、第２外部配線の等価的なローパスフィルターのカットオフ周波数よりも高くなるので、信号の性質を考慮した幅を割り当てることが可能となる。さらに、第２外部配線のインピーダンスは第１外部配線のインピーダンスよりも高くなるので、インピーダンスの観点から第２外部配線は第１外部配線と比較して高周波ノイズが重畳し易くなるが、第２外部配線の線幅は第１外部配線の線幅より狭いので、寄生静電容量が小さく、ノイズ源からの電気力線の結合を受け難いので、高周波ノイズの重畳を抑制することが可能となる。
【０００８】
上述した、液体吐出装置の一態様において、前記入力端子と前記選択部との間設けられた第１内部配線と、前記選択部と前記残留振動検出部との間に設けられた第２内部配線とを備え、  前記第２内部配線の線幅は、前記第１内部配線の線幅より狭いことが好ましい。
第１内部配線には駆動信号が供給され、第２内部配線には圧電素子の起電力が供給されるところ駆動信号の振幅は、起電力の振幅よりも大きいので、第１内部配線のインピーダンスは第２内部配線のインピーダンスよりも小さくすることが望まれる。この態様によれば、第２内部配線の線幅は、第１内部配線の線幅より狭いので、第１内部配線のインピーダンスを第２内部配線のインピーダンスと比較して下げることができる。さらに、第２内部配線のインピーダンスが大きくなっても線幅が狭いので、ノイズの重畳を抑制することができる。
【０００９】
上述した、液体吐出装置の一態様において、  前記選択部は、前記駆動信号を前記圧電素子に印加するか否かを切り替え可能に配置され、且つ第１トランジスターを含む第１スイッチと、前記起電力の変化を前記残留振動検出部に印加するか否かを切り替え可能に配置され、且つ第２トランジスターを含む第２スイッチとを備え、前記第1トランジスターの極性と前記第2トランジスターの極性とは同じであり、前記第２トランジスターのトランジスターサイズは、前記第１トランジスターのトランジスターサイズよりも小さいことが好ましい。
【００１０】
圧電素子は容量性の負荷である。このため、圧電素子に駆動信号を供給する信号経路のインピーダンスはなるべく低いことが好ましい。一方、圧電素子から起電力を取り出すことにより残留振動を検出する。この場合、圧電素子から見た外部のインピーダンスが低いと、圧電素子から大きなエネルギーが取り出され、残留振動がダンピングされてしまい残留振動が短時間で減衰してしまう。
この態様によれば、第２トランジスターのトランジスターサイズを第１トランジスターのトランジスターサイズよりも小さくしたので、オン抵抗を大きく且つ寄生容量を小さくすることができる。これにより、駆動信号に対する圧電素子の良好な応答特性を実現しつつ、残留振動をなるべく減衰させずに、残留振動を大きな振幅で長時間取り出すことが可能となる。なお、トランジスターサイズは、ゲート幅／ゲート長で与えられ、トランジスターサイズが大きい程、トランジスターのオン抵抗が小さくなる。
【００１１】
更に、この態様において、前記第２スイッチから前記第２内部配線側を見た入力インピーダンスは、前記第２トランジスターのオン抵抗よりも大きいことが好ましい。ここで、「前記第２スイッチから前記第２内部配線側を見た入力インピーダンス」とは、第２スイッチを第２内部配線と切り離して、切り離した箇所から測定した第２内部配線側のインピーダンスを意味する。このように設定することによって、残留振動の起因する圧電素子の起電圧を大きく低下することなく後段に伝送することができる。この結果、残留振動検出部において正確に残留振動を検出することが可能となる。
【００１２】
なお、本明細書及び図面から以下の発明を把握することもできる。液滴を吐出するノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に対応して液滴を吐出するために設けられた圧電素子と、前記圧電素子を駆動するため駆動信号を生成する駆動信号生成部と、第１キャパシターと第１抵抗とを含む第１ハイパスフィルターと、前記駆動信号の印加後に起きる前記圧力室内の残留振動に従った前記圧電素子の起電力の変化を検出する残留振動検出部と、前記駆動信号を前記圧電素子に印加するか否かを切替可能に配置された第１スイッチと、前記起電力の変化を前記第１ハイパスフィルターに供給するか否かを切替可能に配置された第２スイッチと、前記圧電素子と前記第１スイッチと前記第２スイッチとを電気的に接続する第１ノードと、前記駆動信号生成部と前記第１スイッチとを電気的に接続する第２ノードと、前記第２スイッチと前記第１ハイパスフィルターとを電気的に接続する第３ノードと、を備え、前記残留振動検出部で検出される前記起電力の変化は、前記第１ハイパスフィルターを通過した第１出力信号に基づくことを特徴とする。
この液体吐出装置の一態様によれば、第１キャパシターを含む第１ハイパスフィルターを通過した第１出力信号が残留振動検出部に供給される。第１ハイパスフィルターは、低域周波数を除去するので、第２スイッチがオン状態となっても圧電素子と残留振動検出部は交流結合することになる。このため、残留振動検出部の電源電圧は、駆動信号のダイナミックレンジに対応しなくても、圧電素子の起電力に対応すればよい。よって、残留振動検出部の電源電圧を下げることが可能となり、さらに残留振動検出部は低電圧で動作すればよいので、その構成を簡素化できる。より具体的には、残留振動検出部の電源電圧は、駆動信号の振幅の最大値より低いことが好ましい。
【００１３】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に電気的に接続される第３抵抗を備えることが好ましい。圧電素子への駆動信号の供給から、圧電素子から起電力を残留振動検出部へ供給することに切り替える場合、第３ノードの電位が変化すると、スイッチングノイズが発生する。この態様によれば、第３ノードの電位を駆動信号によってバイアスすることができるので、上述した切り替えがあっても、第３ノードの電位の変化を抑制することができる。よって、スイッチングノイズの発生を抑制し、正確に残留振動を検出することが可能となる。くわえて、圧電素子で発生する電流が第３抵抗を流れることによって、電流を電圧に変換することができる。
【００１４】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記第１抵抗の他方の端子には固定電位が供給され、前記第１抵抗と並列に設けられる第３スイッチを備えることが好ましい。この態様によれば、第３スイッチをオン状態にすることによって、残留振動を非検出とする期間において、残留振動検出部に大振幅の信号が入力されるのを防ぐことができる。これにより、残留振動検出部にノイズが入力されないようになる。特に、固定電位を残留振動検出部の電源電位の範囲内に設定することによって、残留振動検出部を構成する素子の耐圧を下げることができる。さらに、固定電位を高電源電位と低電源電位との略中心電位に設定することによって、第３スイッチをオン状態からオフ状態に遷移させても、残留振動検出部の入力信号の電位変化を低減できるので、残留振動を遅延なく的確に検出することが可能となる。
【００１５】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記残留振動検出部は、前記第１出力信号の高域周波数成分を減衰させるローパスフィルターを備えることが好ましい。この態様によれば、残留振動を検出する周波数範囲を限定することで、高域周波数成分のノイズを抑圧することができる。
【００１６】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記残留振動検出部は、前記第１出力信号の振幅を調整するゲイン調整部を備えることが好ましい。この態様によれば、最終的な利得を調整することが可能となる。
【００１７】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記残留振動検出部は、前記第１出力信号が供給され、インピーダンスを変換してローインピーダンスの検出信号を出力するバッファアンプを備えることが好ましい。この態様によれば、バッファアンプによって、インピーダンスの調整を行うことができ、また、下流からの信号が残留振動検出部に逆流するのを防ぐことができる。
【００１８】
上述した液体吐出装置の一態様において、第２キャパシターと第２抵抗とを含む第２ハイパスフィルターを有し、前記残留振動検出部は、正入力端子と負入力端子とを有する差動増幅部を備え、前記差動増幅部の正入力端子には、前記第１出力信号と前記第２ハイパスフィルターを通過した第２出力信号とのうち一方が供給され、前記差動増幅部の負入力端子には、前記第１出力信号と前記第２出力信号とのうち他方が供給され、前記第２ハイパスフィルターには、前記駆動信号又は前記圧電素子に供給される固定電位が入力されることが好ましい。
この態様によれば、第２ハイパスフィルターに駆動信号が供給される場合には、第３抵抗の両端の電圧を差動増幅できる。一方、第２ハイパスフィルターに圧電素子に供給される固定電位が入力される場合には、当該固定電位に重畳する電源ノイズを差動増幅でキャンセルことができる。
【００１９】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態には、前記第１スイッチがオン、且つ前記第２スイッチがオフとなる第１状態、前記第１スイッチがオン、且つ前記第２スイッチがオンとなる第２状態、前記第１スイッチがオフ、且つ前記第２スイッチがオンとなる第３状態が有り、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、前記第１状態、前記第２状態、前記第３状態の順、又は、前記第３状態、前記第２状態、前記第１状態の順に、制御されることが好ましい。
この態様によれば、第２状態において第２スイッチを介して駆動信号の電位に第３ノードがバイアスされた後、第３状態において第１スイッチがオン状態からオフ状態へ変化する。このため、第３ノードの電位は殆ど変化しない。よって、スイッチングノイズを大幅に低減することができる。
また、第２状態において第１スイッチを介して駆動信号の電位を圧電素子に供給した後、第１状態において第２スイッチがオン状態からオフ状態へ変化する。このため、第１ノードの電位は殆ど変化しない。よって、圧電素子に供給する駆動信号にスイッチングノイズが重畳することを抑圧できる。
【００２０】
上述した液体吐出装置の一態様において、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの状態には、前記第１スイッチがオン、前記第２スイッチがオフ且つ前記第３スイッチがオンとなる第１状態、前記第１スイッチがオン、前記第２スイッチがオン且つ前記第３スイッチがオンとなる第２状態、前記第１スイッチがオフ、前記第２スイッチがオン且つ前記第３スイッチがオフとなる第３状態が有り、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチは、前記第１状態、前記第２状態、前記第３状態の順、又は前記第３状態、前記第２状態、前記第１状態の順に、制御されることが好ましい。
この態様によれば、第１状態及び第２状態ではクランプし、第３状態においてクランプを解除するので、第１状態においてハイパスフィルターから入力される大振幅のノイズをカットし、第２状態において第２スイッチを介して駆動信号の電位に第３ノードがバイアスされた後、第３状態において第１スイッチがオン状態からオフ状態へ変化すると共に、クランプを解除する。このため、第３ノードの電位は殆ど変化せず、スイッチングノイズを大幅に低減して、正確に残留振動を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の液体吐出装置の一種であるインクジェットプリンターの構成を示す    概略図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンターにおけるヘッドユニット３５の構成例を示す分解概略斜視図である。
【図３】本発明のインクジェットプリンターの主要部を概略的に示すブロック図であ    る。
【図４】図１に示すインクジェットプリンターにおけるヘッドユニットの一例を示す概略的な断面図である。
【図５】４色インクを用いるヘッドユニットのノズルプレートのノズル配置パターン    の一例である。
【図６】ヘッドユニットの他の例を示す概略的な断面図である。
【図７】駆動信号入力時のヘッドユニットの各状態を示す状態図である。
【図８】図４の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９】図４の振動板の正常吐出の場合の残留振動の実験値と計算値との関係を示す    グラフである。
【図１０】図４のキャビティ内に気泡が混入した場合のノズル付近の概念図である。
【図１１】キャビティへの気泡混入によりインク滴が吐出しなくなった状態における    残留振動の計算値及び実験値を示すグラフである。
【図１２】図４のノズル付近のインクが乾燥により固着した場合のノズル付近の概念    図である。
【図１３】ノズル付近のインクの乾燥増粘状態における残留振動の計算値及び実験    値を示すグラフである。
【図１４】図４のノズル出口付近に紙粉が付着した場合のノズル付近の概念図である。
【図１５】ノズル出口に紙粉が付着した状態における残留振動の計算値及び実験値    を示すグラフである。
【図１６】ノズル付近に紙粉が付着した前後におけるノズルの状態を示す写真である。
【図１７】吐出異常の検出に関係するインクジェットプリンター１の要部を示すブロック図である。
【図１８】第１実施形態に係る選択部３５２Ａと複数の圧電素子１２０との電気的な構成を示す回路図である。
【図１９】第１実施形態に係る残留振動検出部３５６Ａの構成を示す回路図である。
【図２０】選択部３５２Ａの動作を示すタイミングチャートである。
【図２１】期間Ｔ１、Ｔ２、及びＴ６における選択部３５２Ａのスイッチのオン状態及びオフ状態を示す説明図である。
【図２２】期間Ｔ３及びＴ５における選択部３５２Ａのスイッチのオン状態及びオフ状態を示す説明図である。
【図２３】期間Ｔ４における選択部３５２Ａのスイッチのオン状態及びオフ状態を示す説明図である。
【図２４】計測部１２の構成を示すブロック図である。
【図２５】計測部１２の動作を示すタイミングチャートである。
【図２６】判定部１４の判定結果と、位相データＮＴｆ、周期データＮＴｃ、ＮＴｆフラグ、及びＮＴｃフラグの関係を示す説明図である。
【図２７】残留振動の検出に着目した選択部３５２Ａ及び圧電素子１２０の等価回路を示す回路図である。
【図２８】制御ＩＣ２９ｄ及びその周辺回路を示すブロック図である。
【図２９】第１外部配線Ｌ１ｏ及び第２外部配線Ｌ２ｏの平面構造及び断面構造を示す説明図である。
【図３０】制御ＩＣ２９ｄの主要部の回路構成を示す回路図である。
【図３１】制御ＩＣ２９ｄの構造を模式的に示す模式図である。
【図３２】第２実施形態に係る選択部３５２Ｂ及び複数の圧電素子１２０の構成を示す回路図である。
【図３３】第２実施形態に係る残留振動検出部３５６Ｂの構成を示す回路図である。
【図３４】第２実施形態の変形例に係る選択部３５２Ｃ及び複数の圧電素子１２０の構成を示す回路図である。
【図３５】第３実施形態に係る選択部３５２Ｄ及び複数の圧電素子１２０の構成を示す回路図である。
【図３６】選択部３５２Ｄの動作を示すタイミングチャートである。
【図３７】第４実施形態に係る選択部３５２Ｅ及び複数の圧電素子１２０の構成を示す回路図である。
【図３８】第４実施形態の変形例に係る選択部３５２Ｆ及び複数の圧電素子１２０の構成を示す回路図である。
【図３９】変形例１に係る選択部３５２Ｅの構成を示す回路図である。
【図４０】本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例の概略を示す断面図で    ある。
【図４１】本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例の概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の液体吐出装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態は例示として挙げるものであり、これにより本発明の内容を限定的に解釈すべきではない。なお、以下、本実施形態では、一例として、インク（液状材料）を吐出して記録用紙（液滴受容物）に画像をプリントするインクジェットプリンターを用いて説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態における液体吐出装置の一種であるインクジェットプリンター１の構成を示す概略図である。なお、以下の説明では、図１中、上側を「上部」、下側を「下部」という。まず、このインクジェットプリンター１の構成について説明する。
図１に示すインクジェットプリンター１は、装置本体２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口２２と、上部面に操作パネル７とが設けられている。
【００２４】
操作パネル７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表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。この操作パネル７の表示部は、報知手段として機能する。
また、装置本体２の内部には、主に、往復動する印字手段（移動体）３を備える印刷装置（印刷手段）４と、記録用紙Ｐを印刷装置４に対し供給・排出する給紙装置（液滴受容物搬送手段）５と、印刷装置４及び給紙装置５を制御する制御部（制御手段）６とを有している。
【００２５】
制御部６の制御により、給紙装置５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、印字部３の下部近傍を通過する。このとき、印字部３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。即ち、印字部３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査及び副走査となって、インクジェット方式の印刷が行われる。
【００２６】
印刷装置４は、印字部３と、印字部３を主走査方向に移動（往復動）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、印字部３を往復動させる往復動機構４２とを備えている。
印字部３は、複数のヘッドユニット３５と、各ヘッドユニット３５にインクを供給するインクカートリッジ（Ｉ／Ｃ）３１と、各ヘッドユニット３５及びインクカートリッジ３１を搭載したキャリッジ３２とを有している。なお、インクの消費量が多いインクジェットプリンターの場合には、インクカートリッジ３１がキャリッジ３２に搭載されず別な場所に設置され、チューブでヘッドユニット３５と連通されインクが供給されるように構成してもよい（図示せず）。
【００２７】
なお、インクカートリッジ３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。この場合、印字部３には、各色にそれぞれ対応したヘッドユニット３５（この構成については、後に詳述する。）が設けられることになる。ここで、図１では、４色のインクに対応した４つのインクカートリッジ３１を示しているが、印字部３は、その他の色、例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ、ダークイエロー、特色インクなどのインクカートリッジ３１をさらに備えるように構成されてもよい。
【００２８】
図２は、ヘッドユニット３５の構成を示す分解概略斜視図である。同図に示すように、実施形態におけるヘッドユニット３５は、ノズルプレート２４０、流路基板２５、共通液室基板２６、コンプライアンス基板２７等から概略構成され、これらの部材を積層した状態でユニットケース２８に取り付けられている。
【００２９】
ノズルプレート２４０は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル２４１を列状に開設した板状の部材である。例えば、３００ｄｐｉに対応するピッチで３００個の
ノズル２４１を列設することでノズル列が構成されている。実施形態においては、当該ノズルプレート２４０に２つのノズル列が形成されている。ここで、２つのノズル列は、ノズル２４１の並んだ方向にノズル２４１間のピッチの半分だけずれて形成されている。ノズルプレート２４０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板またはステ
ンレス鋼等から形成できる。
【００３０】
流路基板２５は、その上面（共通液室基板２６側の面）に二酸化シリコンからなる極薄い弾性膜３０が熱酸化によって形成されている。流路基板２５には、異方性エッチング処理によって複数の隔壁で区画されたキャビティ２４５（図４参照）が各ノズル２４１に対応して複数形成されている。したがって、キャビティ２４５も列状に形成され、ノズル２４１の並んだ方向にノズル２４１間のピッチの半分だけずれている。流路基板２５におけるキャビティ２４５の列の外側には、連通空部２５１が形成されている。この連通空部２５１は、各キャビティ２４５と連通している。
【００３１】
また、流路基板２５におけるキャビティ２４５毎に、弾性膜３０を変形させてキャビティ２４５のインクを加圧する圧電素子２００が形成されている。
【００３２】
圧電素子２００が形成された流路基板２５上には、厚さ方向に貫通した貫通空部２６ａを有する共通液室基板２６が配置される。共通液室基板２６の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路基板２５の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましい。例えば、流路基板２５がシリコン単結晶基板の場合と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成することができる。
【００３３】
また、この共通液室基板２６における貫通空部２６ａは、流路基板２５の連通空部２５１と連通している。また、共通液室基板２６において、隣り合う圧電素子列の間には、基板厚さ方向を貫通した配線空部２６ｂが形成されている。
また、共通液室基板２６の上面側には、コンプライアンス基板２７が配置される。この
コンプライアンス基板２７における共通液室基板２６の貫通空部２６ａに対向する領域には、インク導入針側からのインクを共通液室に供給するためのインク導入口２７ａが厚さ方向に貫通して形成されている。
また、このコンプライアンス基板２７の貫通空部２６ａに対向する領域のインク導入口２７ａおよび後述する貫通口２７ｂ以外の領域は、極薄く形成された可撓部２７ｃとなっており、この可撓部２７ｃによって貫通空部２６ａの上部開口が封止される。ことで共通液室が区画形成される。そして、この可撓部２７ｃは、共通液室内のインクの圧力変動を吸収するコンプライアンス部として機能する。さらに、コンプライアンス基板２７の中央部には、貫通口２７ｂが形成されている。この貫通口２７ｂは、ユニットケース２８の空部２８ａと連通する。
【００３４】
ユニットケース２８は、インク導入口２７ａに連通してインク導入針側から導入されたインクを共通液室側に供給するためのインク導入路２８ｂが形成されると共に、可撓部２７ｃに対向する領域にこの可撓部２７ｃの膨張を許容する凹部が形成された部材である。このユニットケース２８の中心部には、厚さ方向に貫通した空部２８ａが開設されており、この空部２８ａ内にフレキシブルケーブル２９の一端側が白抜き矢印で示した挿入方向に挿通されて、圧電素子２００から引き出された端子と接続され、接着剤によって固定されている。ユニットケース２８の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。
【００３５】
フレキシブルケーブル２９は、ポリイミド等の矩形状のベースフィルムの一方の面に圧
電素子２００への駆動電圧の印加を制御するための制御ＩＣ２９ｄが実装されると共に、この制御ＩＣ２９ｄに接続される個別電極配線のパターンが形成されている。また、フレキシブルケーブル２９の一端部には、図示しない接続端子が、圧電素子２００から引き出された各外部電極２４８（図４参照）に対応して複数列設され、他端部には、プリンター１本体側からの信号を中継する基板の基板端子部に接続される他端側接続端子が複数列設されている。そして、フレキシブルケーブル２９は、両端部の接続端子以外の配線パターンや制御ＩＣ２９ｄの表面がレジストで覆われている。
【００３６】
外部電極２４８および内部電極２４９と接続されるフレキシブルケーブル２９の一端側２９ａは、凸になるように折り曲げられている。より詳しくは、フレキシブルケーブル２９の本体２９ｂから先端２９ａが稜線となるように山型に折り曲げられ、端２９ｃがフレキシブルケーブル２９の挿入方向とは逆方向に折り返されている。
【００３７】
ノズルプレート２４０、流路基板２５、共通液室基板２６、コンプライアンス基板２７およびユニットケース２８は、接着剤や熱溶着フィルム等を間に配置して積層した状態で加熱することで相互に接合される。
【００３８】
説明を図１に戻す。往復動機構４２は、その両端をフレーム（図示せず）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。
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。
【００３９】
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、印字部３が往復動する。そして、この往復動の際に、印刷されるイメージデータ（印刷データ）に対応して、ヘッドユニット３５の各インクジェットヘッド１００から適宜インク滴が吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００４０】
給紙装置５は、その駆動源となる給紙モーター５１と、給紙モーター５１の作動により回転する給紙ローラ５２とを有している。
給紙ローラ５２は、記録用紙Ｐの搬送経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ５２ａと駆動ローラ５２ｂとで構成され、駆動ローラ５２ｂは給紙モーター５１に連結されている。これにより、給紙ローラ５２は、トレイ２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置４に向かって１枚ずつ送り込んだり印刷装置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２１に代えて、記録用紙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。
さらに給紙モーター５１は、印字部３の往復動作と連動して、画像の解像度に応じた記録用紙Ｐの紙送りも行う。給紙動作と紙送り動作については、それぞれ別のモーターで行うことも可能であり、また、電磁クラッチなどのトルク伝達の切り替えを行う部品によって同じモーターで行うことも可能である。
【００４１】
制御部６は、例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）やデジタルカメラ（ＤＣ）等のホストコンピューター８から入力された印刷データに基づいて、印刷装置４や給紙装置５等を制御することにより記録用紙Ｐに印刷処理を行うものである。また、制御部６は、操作パネル７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ものである。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などの情報をホストコンピューター８に転送することもある。
【００４２】
図３は、本発明のインクジェットプリンターの主要部を概略的に示すブロック図である。この図３において、本発明のインクジェットプリンター１は、ホストコンピューター８から入力された印刷データなどを受け取るインターフェース部９と、制御部６と、キャリッジモーター４１と、キャリッジモーター４１を駆動制御するキャリッジモータードライバー４３と、給紙モーター５１と、給紙モーター５１を駆動制御する給紙モータードライバー５３と、ヘッドユニット３５と、ヘッドユニット３５を駆動制御する駆動信号生成部３３と、吐出異常検出部１０と、回復機構２４と、操作パネル７とを備える。
回復機構２４は、ヘッドユニット３５からインク滴を吐出不能となった場合に、ヘッドユニット３５が正常に動作するように機能を回復させるための機構である。具体的には、回復機構２４はフラッシング動作やワイピング動作を実行する。フラッシング動作は、ヘッドユニット３５のキャップの装着時や、記録用紙にインク滴がかからない場所において、ヘッドユニット３５のすべてのあるいは対象となるノズル２４１からインク滴を吐出するヘッドクリーニング動作である。また、ワイピング動作では、ノズルプレートをクリーニングするためにヘッド面に付着している付着物（紙粉やごみなど）を、ワイパで拭き取る。このときノズル１１０内が負圧になって、他の色のインクを引込んでしまう可能性がある。そこで、ワイピング動作後に、ヘッドユニット３５のすべてのノズル２４１から一定量のインク滴を吐出させフラッシング動作が実施される。
なお、吐出異常検出部１０及び駆動信号生成部３３については、詳細を後述する。
【００４３】
この図３において、制御部６は、印刷処理や吐出異常検出処理などの各種処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６１と記憶部６２とを備える。記憶部６２は、ホストコンピューター８からインターフェース部９を介して入力される印刷データを図示しない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）と、後述する吐出異常検出処理などを実行する際に各種データを一時的に格納し、あるいは印刷処理などのアプリケーションプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、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ＰＲＯＭとを備えている。なお、制御部６の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００４４】
上述のように、印字部３は、各色のインクに対応した複数のヘッドユニット３５を備える。また、各ヘッドユニット３５は、複数のノズル２４１と、これらの各ノズル２４１にそれぞれ対応する圧電素子２００とを備える。即ち、ヘッドユニット３５は、１組のノズル２４１及び圧電素子２００を有してなるインクジェットヘッド１００（液滴吐出ヘッド）を複数個備えた構成になっている。
【００４５】
また、制御部６には、図示しないが、例えば、インクカートリッジ３１のインク残量、印字部３の位置、温度、湿度等の印刷環境等を検出可能な各種センサーが、それぞれ電気的に接続されている。
制御部６は、インターフェース部９を介して、ホストコンピューター８から印刷データを入手すると、その印刷データを記憶部６２に格納する。そして、ＣＰＵ６１は、この印刷データに所定の処理を実行して、この処理データ及び各種センサーからの入力データに基づいて、駆動信号生成部３３、各ドライバー４３、５３及びヘッドユニット３５に制御信号を出力する。各ドライバー４３、５３を介してこれらの制御信号が入力されると、印刷装置４のキャリッジモーター４１及び給紙装置５がそれぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷処理が実行される。
【００４６】
次に、各ヘッドユニット３５の構造を説明する。図４は、図１に示すヘッドユニット３５（インクジェットヘッド１００）の概略的な断面図であり、図５は、図４に示すヘッドユニット３５を適用した印字部３のノズル面の一例を示す平面図である。
【００４７】
図４に示すヘッドユニット３５は、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２４５内のインク（液体）がノズル２４１から吐出するものである。このヘッドユニット３５は、ノズル２４１が形成されたノズルプレート２４０と、キャビティプレート２４２と、振動板２４３と、複数の圧電素子２００を積層してなる積層圧電素子２０１とを備えている。
【００４８】
キャビティプレート２４２は、所定の形状（凹部が形成されるような形状）に成形され、これにより、キャビティ２４５およびリザーバ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。
【００４９】
積層圧電素子２０１の図４中下端は、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および内部電極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（また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。
【００５０】
そして、外部電極２４８と内部電極２４９との間に駆動信号生成部３３より駆動電圧波形を印加することにより、積層圧電素子２０１が図４中の矢印で示すように変形して（図４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（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２４５内に充填されたインク（液体）がノズル２４１より液滴として吐出する。
液滴の吐出によりキャビティ２４５内で減少した液量は、リザーバ２４６からインクが供給されて補給される。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。
【００５１】
なお、図４に示すノズルプレート２４０に形成されたノズル２４１の配列パターンは、例えば、図５に示すノズル配置パターンのように、段をずらして配置される。また、このノズル１１０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６では、４色のインク（インクカートリッジ３１）を適用した場合におけるノズル２４１の配置パターンを示している。
【００５２】
次に、ヘッドユニット３５の他の例について説明する。図６に示すヘッドユニット３５Ａは、圧電素子２００の駆動により振動板２６２が振動し、キャビティ２５８内のインク（液体）がノズル２５３から吐出するものである。ノズル（孔）２５３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およびキャビティプレート２５７が順次接合されている。
【００５３】
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、それぞれ所定の形状（凹部が形成されるような形状）に成形され、これらを重ねることにより、キャビティ２５８およびリザーバ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、インク取り入れ口２６１に連通している。
【００５４】
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。駆動信号生成部３３は、上部電極２６４と下部電極２６３との間に駆動電圧波形を印加（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（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２５８内に充填されたインク（液体）がノズル２５３より液滴として吐出する。
【００５５】
液滴の吐出によりキャビティ２５８内で減少した液量は、リザーバ２５９からインクが供給されて補給される。また、リザーバ２５９へは、インク取り入れ口２６１からインクが供給される。
【００５６】
次に、インク滴の吐出について、図７を参照しながら説明する。駆動信号生成部３３から図４（図６）に示す圧電素子２００に駆動電圧が印加されると、圧電素子２００において伸縮あるいはそりなどの機械力が発生する。このため、振動板２４３（２６２）は、図７（ａ）に示す初期状態に対して、図４（図６）中の上方向へ撓み、図７（ｂ）に示すようにキャビティ２４５（２５８）の容積が拡大する。この状態において、駆動信号生成部３３の制御により、駆動電圧を変化させると、振動板２４３（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２４３（２６２）の位置を越えて下方向に移動し、図７（ｃ）に示すようにキャビティ２４５（２５８）の容積が急激に収縮する。このときキャビティ２４５（２５８）内に発生する圧縮圧力により、キャビティ２４５（２５８）を満たすインク（液状材料）の一部が、このキャビティ２４５（２５８）に連通しているノズル２４１（２５３）からインク滴として吐出される。
【００５７】
各キャビティ２４５の振動板２４３は、この一連の動作（駆動信号生成部３３の駆動信号によるインク吐出動作）により、次の駆動信号（駆動電圧）が入力されて再びインク滴を吐出するまでの間、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２４１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。
【００５８】
上記想定に基づく振動板２４３の残留振動の計算モデルについて説明する。図８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８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。
ｕ＝｛ｐ／（ω・ｍ）｝ｅ−ωｔ・ｓｉｎωｔ  
ω＝｛１／（ｍ・Ｃｍ）−α２｝１／２  
α＝ｒ／２ｍ
【００５９】
この式から得られた計算結果と、別途行ったインク滴の吐出後の振動板２４３の残留振動の実験における実験結果とを比較する。図９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グラフである。この図９に示すグラフ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。
【００６０】
さて、ヘッドユニット３５の各インクジェットヘッド１００では、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２４１からインク滴が正常に吐出されない現象、即ち液滴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、後述するように、（１）キャビティ２４５内への気泡の混入、（２）ノズル２４１付近でのインクの乾燥・増粘（固着）、（３）ノズル２４１出口付近への紙粉付着、等が挙げられる。
【００６１】
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２４１から液滴が吐出されないこと、即ち液滴の不吐出現象が現れ、その場合、記録用紙Ｐに印刷（描画）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２４１から液滴が吐出されたとしても、液滴の量が過少であったり、その液滴の飛行方向（弾道）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、液滴の吐出異常のことを単に「ドット抜け」と言う場合もある。
【００６２】
以下においては、図９に示す比較結果に基づいて、インクジェットヘッド１００のノズル２４１に発生する印刷処理時のドット抜け（吐出異常）現象（液滴不吐出現象）の原因別に、振動板２４３の残留振動の計算値と実験値がマッチ（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する。
まず、ドット抜けの１つの原因であるキャビティ２４５内への気泡の混入について検討する。図１０は、図４のキャビティ２４５内に気泡Ｂが混入した場合のノズル２４１付近の概念図である。この図１０に示すように、発生した気泡Ｂ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（図１０では、気泡Ｂの付着位置の一例として、気泡Ｂがノズル２４１付近に付着している場合を示す）。
【００６３】
このように、キャビティ２４５内に気泡Ｂ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、気泡Ｂは、キャビティ２４５の壁面に付着しているので、その径の大きさだけノズル２４１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９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マッチングすることにより、図１１のような結果（グラフ）が得られた。図９及び図１１のグラフから分かるように、キャビティ２４５内に気泡が混入した場合には、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。
【００６４】
次に、ドット抜けのもう１つの原因であるノズル２４１付近でのインクの乾燥（固着、増粘）について検討する。図１２は、図４のノズル２４１付近のインクが乾燥により固着した場合のノズル２４１付近の概念図である。この図１２に示すように、ノズル２４１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２４１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。
【００６５】
したがって、インクが正常に吐出された図９の場合に対して、音響抵抗ｒを大きく設定して、ノズル２４１付近のインク乾燥固着（増粘）時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図１３のような結果（グラフ）が得られた。なお、図１３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ヘッドユニット３５を放置し、ノズル２４１付近のインクが乾燥、増粘したことによりインクを吐出することができなくなった（インクが固着した）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９及び図１３のグラフから分かるように、ノズル２４１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、インク滴を吐出するために振動板２４３が図４中下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４中上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（過減衰となるため）である。
【００６６】
次に、ドット抜けのさらにもう１つの原因であるノズル２４１出口付近への紙粉付着について検討する。図１４は、図４のノズル２４１出口付近に紙粉が付着した場合のノズル２４１付近の概念図である。この図１４に示すように、ノズル２４１の出口付近に紙粉が付着した場合、キャビティ２４５内から紙粉を介してインクが染み出してしまうとともに、ノズル２４１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２４１の出口付近に紙粉が付着し、ノズル２４１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２４１の出口付近に付着した紙粉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。
【００６７】
したがって、インクが正常に吐出された図９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２４１の出口付近への紙粉付着時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図１５のような結果（グラフ）が得られた。図９及び図１５のグラフから分かるように、ノズル２４１の出口付近に紙粉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（ここで、紙粉付着の場合、インクの乾燥の場合よりは、残留振動の周波数が高いことも、図１３及び図１５のグラフから分かる。）。なお、図１６は、この紙粉付着前後におけるノズル２４１の状態を示す写真である。ノズル２４１の出口付近に紙粉が付着すると、紙粉に沿ってインクがにじみ出している状態を、図１６（ｂ）から見出すことができる。
【００６８】
ここで、ノズル２４１付近のインクが乾燥して増粘した場合と、ノズル２４１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（インク不吐出：吐出異常）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（減衰振動）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、各インクジェットヘッド１００におけるノズル２４１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、各インクジェットヘッド１００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。
本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、残留振動を解析して吐出異常を検知するものである。
【００６９】
図１７は、吐出異常の検出に関係するインクジェットプリンター１の要部を示すブロック図である。同図に示すようにヘッドユニット３５は、複数の圧電素子２００と、制御ＩＣ２９ｄとを備える。制御ＩＣ２９ｄは、上述したようにフレキシブルケーブル２９上にＣＯＦ（Chip On Film）技術を用いて実装されている。また、制御ＩＣ２９ｄは、ヘッド制御部３５０と残留振動検出部３５６Ａとを有し、さらに、ヘッド制御部３５０は、選択部３５２Ａと、駆動制御部３５４とを有する。駆動制御部３５４は、制御部６から供給される印字データやクロック信号などに基づいて制御信号を生成し、制御信号を選択部３５２Ａに供給する。
【００７０】
上述したように本実施形態では、印字動作中にテスト用の駆動信号ＣＯＭを圧電素子２００に印加し、これによって発生するキャビティ内の圧力変化である残留振動を圧電素子２００の起電力の変化として残留振動検出部３５６Ａで検出する。選択部３５２Ａは制御信号に基づいて、テスト用の駆動信号ＣＯＭを圧電素子２００に供給する一方、残留振動の検出時において圧電素子２００の起電力を残留振動検出部３５６Ａに供給する。
駆動信号ＣＯＭは圧電素子２００を駆動する必要があるため、例えば４２Ｖの電源電圧で動作する。これに対して、残留振動検出部３５６Ａや吐出異常検出部１０は、例えば３．３Ｖの電源電圧で動作する。
【００７１】
残留振動検出部３５６Ａは圧電素子２００の起電力の変化を示す検出信号Ｖｄを生成して、吐出異常検出部１０に供給する。吐出異常検出部１０は、計測部１２と、判定部１４とを備える。計測部１２は、検出信号Ｖｄに基づいて、残留振動の位相を示す位相データＮＴｆ、位相データＮＴｆが有効であることを示すＮＴｆフラグｆ１、残留振動の周期を示す周期データＮＴｃ、及び周期データＮＴｃが有効であることを示すＮＴｃフラグｆ２を生成する（図２５参照）。判定部１４は、位相データＮＴｆ、ＮＴｆフラグｆ１、周期データＮＴｃ、及びＮＴｃフラグｆ２に基づいて、各ノズル２４１におけるインク滴の吐出状態を判定し、判定結果を制御部６に送信する。
【００７２】
図１８は、選択部３５２Ａと複数の圧電素子２００との電気的な構成を示す回路図である。この例では、１個のヘッドユニット３５は、ｎ（ｎは２以上の自然数）個の圧電素子２００を備えるものとする。ｎ個の圧電素子２００の各々において第１電極１２２は、図４に示す上側の外部電極２４８及び内部電極２４９に対応しており、選択ユニットＵ１〜Ｕｎと接続されている。ｎ個の圧電素子１２０の第２電極１２４は、図４に示す下側の外部電極２４８及び内部電極２４９に対応しており、固定電位ＶＢＳが供給されている。第２電極１２４は固定電位ＶＢＳを供給する供給ラインＬｖとして機能する。
選択ユニットＵ１は、第１スイッチＳＷａ１と第２スイッチＳＷ２とを備える。これらのスイッチＳＷａ１及びＳＷ２は、トランスファーゲートで構成される。この例のトランスファーゲートは、同図に示すように並列に接続されたＰチャネルトランジスターとＮチャネルトランジスターとを備えるが、いずれか一方のチャネルのトランジスターで構成してもよい。
【００７３】
第１スイッチＳＷａ１は、制御信号Ａ１がハイレベルでオン状態となり、圧電素子２００に駆動信号ＣＯＭを印加する一方、制御信号Ａ１がローレベルでオフ状態となり、圧電素子２００に駆動信号ＣＯＭを印加しない。即ち、第１スイッチＳＷａ１は、駆動信号ＣＯＭを圧電素子２００に印加するか否かを切替可能に配置されている。
一方、第２スイッチＳＷ２は、制御信号Ｓ１がハイレベルでオン状態となり、第１ハイパスフィルターＨＰＦ１を介して圧電素子２００の起電力を残留振動検出部３５６Ａに供給する一方、制御信号Ｓ１がローレベルでオフ状態となり、圧電素子２００の起電力を残留振動検出部３５６Ａに供給しない。即ち、第２スイッチＳＷ２は、圧電素子２００の起電力の変化を残留振動検出部３５６Ａに印加するか否かを切替可能に配置されている。
なお、本実施形態では、第１スイッチＳＷａ１と第２スイッチＳＷ２とは、排他的にオン状態になるのではなく、第１スイッチＳＷａ１がオン状態になる期間と、第２スイッチＳＷ２がオン状態になる期間が、一部重複する。動作の詳細は後述する。
【００７４】
また、圧電素子２００と第１スイッチＳＷａ１と第２スイッチＳＷ２とは、第１ノードＮ１において電気的に接続されている。また、駆動信号生成部３３と第１スイッチＳＷａ１とは、第２ノードＮ２において電気的に接続されている。さらに第２スイッチＳＷ２と第１ハイパスフィルターＨＰＦ１とは、第３ノードＮ３において電気的に接続されている。
くわえて、第２ノードＮ２と第３ノードＮ３との間には、第３抵抗Ｒ３が設けられている。第３抵抗Ｒ３は、第３ノードＮ３に駆動信号ＣＯＭの電圧を供給するバイアス抵抗として機能する。
【００７５】
第１ハイパスフィルターＨＰＦ１は、第１キャパシターＣ１と、第１抵抗Ｒ１と、第１抵抗Ｒ１と並列に設けられた第３スイッチＳＷ３とを備え、第１出力信号ＯＵＴ１を残留振動検出部３５６Ａに出力する。第１キャパシターＣ１の一方の端子は第３ノードＮ３と接続され、他方の端子は第１抵抗Ｒ１の一方の端子と接続される。第１抵抗Ｒ１の他方の端子には固定電位であるアナロググランドＡＧＮＤが供給される。アナロググランドＡＧＮＤの電位は、例えば、後述する残留振動検出部３５６Ａの高電源電位と低電源電位との中心電位に設定されている。
【００７６】
第３スイッチＳＷ３は、第１スイッチＳＷａ１と同様に、ＰチャネルトランジスターとＮチャネルトランジスターとを並列に接続して構成されている。第３スイッチＳＷ３は、制御信号Ｓｃがハイレベルでオン状態となり、ローレベルでオフ状態となる。第３スイッチＳＷ３をオン状態とすることで、残留振動検出部３５６Ａの入力端子の電位をアナロググランドＡＧＮＤにクランプすることが可能となる。
【００７７】
ところで、本実施形態における駆動信号ＣＯＭの最大電位は４２Ｖであるのに対し、後述する残留振動検出部３５６Ａの高電源電位は３．３Ｖ、低電源電位は０Ｖである。これは、圧電素子２００を駆動するためには大振幅の駆動信号ＣＯＭが必要となる一方、残留振動検出部３５６Ａはアナログ信号の処理回路であり、大きなダイナミックレンジが不要だからである。
【００７８】
圧電素子２００の起電圧の変化は、キャビティ内部の圧力の変化を反映したものとなっている。このため、残留振動の周波数帯域は、駆動信号ＣＯＭの周波数帯域と比較して狭い。一方、残留振動の信号経路にはノイズが重畳することがある。ハイパスフィルターＨＰＦ１は、残留振動の周波数帯域よりも低域の周波数成分を減衰させる。これにより、残留振動検出部３５６Ａで検出する残留振動の精度を向上させることができる。
【００７９】
また、第１ハイパスフィルターＨＰＦ１は、第１キャパシターＣ１によって直流成分をカットしている。上述したように駆動信号ＣＯＭの最大電位と比較して、残留振動検出部３５６Ａの高電源電位は低いため、直流結合には適さない。本実施形態では、第１ハイパスフィルターＨＰＦ１で直流成分をカットすることによって、後段の残留振動検出部３５６Ａを正常に動作させることが可能となる。
【００８０】
くわえて、第３スイッチＳＷ３は、残留振動を検出する期間を除いてオン状態となり、残留振動検出部３５６Ａの入力端子はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。即ち、第３ノードＮ３の電位が大きく変化する期間において、第３スイッチＳＷ３はオン状態となる。第１キャパシターＣ１によって直流成分がカットされても、第３ノードＮ３の電位が大きく変化すると、残留振動検出部３５６Ａの入力端子の電位が高電源電位を超えて大きく変化する。電子回路において、このようにダイナミックレンジを超える大振幅の信号が供給されると、回路要素の各部に電荷が充電され、正常に動作するまでに長時間を要することがある。また、電子回路を構成するトランジスターなどの部品の耐圧を高くする必要がある。しかしながら、本実施形態では、第３ノードＮ３の電位が大きく変化する期間において第３スイッチＳＷ３をオン状態として、残留振動検出部３５６Ａの入力端子の電位をアナロググランドＡＧＮＤにクランプするので、検出期間において直ちに残留振動の検出を開始することができ、さらに残留振動検出部３５６Ａを構成する部品の耐圧を下げることが可能となる。
【００８１】
上述した選択部３５２Ａにおいて、選択ユニットＵ２〜Ｕｎは、選択ユニットＵ１と同様に構成されている。また、各選択ユニットＵ１〜Ｕｎに供給される制御信号Ａ１〜Ａｎ及びＳ１〜Ｓｎ、並びに第３スイッチＳＷ３に供給される制御信号Ｓｃは、図１７に示す駆動制御部３５４で生成される。
【００８２】
図１９に、残留振動検出部３５６Ａの詳細な構成例を示す。残留振動検出部３５６Ａは、ゲイン調整部３６、ローパスフィルター３７、バッファ３８を備える。ゲイン調整部３６は、オペアンプを用いた負帰還型のアンプであり、その出力信号を分圧する可変抵抗器Ｖｒの中点を調整することによって、第１出力信号ＯＵＴ１の振幅を調整することができる。
ローパスフィルター３７は、第１出力信号ＯＵＴ１の高域周波数成分を減衰させる。この例のローパスフィルター３７は、オペアンプを用いた多重帰還型であるが、残留振動の周波数帯域よりも高域周波数成分を減衰させるのであれば、どのような形式であってもよい。ローパスフィルター３７によって、検出する周波数範囲を限定することでノイズ成分を除去することが可能となる。
バッファ３８は、インピーダンスを変換してローインピーダンスの検出信号Ｖｄを出力する。この例のバッファ３８は、オペアンプを用いたボルテージフォロアで構成されている。
【００８３】
次に、選択部３５２Ａの動作について説明する。図２０は選択部３５２Ａの動作を示すタイミングチャートであり、図２１〜図２３は、各期間におけるスイッチのオン状態及びオフ状態を示す説明図である。なお、この例では、選択ユニットＵ１に対応するノズル２４１について、インク滴の吐出状態を検出するものとする。
【００８４】
まず、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間Ｔ１では、駆動信号ＣＯＭに微振動パルスＰ１が含まれている。微振動パルスＰ１が圧電素子１２０に印加されると、圧電素子１２０は微振動する。この場合、インク滴がノズルから吐出することはないが、キャビティ内のインクを撹拌してその増粘を抑制することができる。第１期間Ｔ１では、制御信号Ｓｃがハイレベルとなるので、第３スイッチＳＷ３がオン状態となる。一方、第１期間Ｔ１では、制御信号Ａ１及びＳ１がローレベルとなるので、第１スイッチＳＷa1及び第２スイッチＳＷ２がオフ状態となる。この結果、図２１（Ａ）に示すように第３スイッチＳＷ３がオン状態となるので、第４ノードＮ４の電位はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。
なお、制御信号Ａ２〜Ａｎはハイレベル、制御信号Ｓ２〜Ｓｎはローレベルになるので、検査対象以外のノズル２４１に対応する圧電素子１２０に微振動パルスＰ１が印加され、検査対象以外のノズル１１０に対応するキャビティ内のインクについて増粘が抑制される。
【００８５】
次に、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２期間Ｔ２は、駆動信号ＣＯＭに検査パルスＰ２が含まれている。第２期間Ｔ２は、制御信号Ａ１がハイレベルとなり、第１スイッチＳＷa1がオン状態となる点を除いて、第１期間Ｔ１と同様である。従って、第１乃至第３スイッチＳＷａ１、ＳＷ２及びＳＷ３の状態は、図２１（Ｂ）に示すものとなる。
第１スイッチＳＷa1がオン状態となって検査パルスＰ２が圧電素子２００に印加されると、圧電素子２００は、検査パルスＰ２の立ち下がりに同期してインク滴をキャビティ内に引き込む方向に撓み、検査パルスＰ２の立ち上がりに同期してインク滴をキャビティから押し出す方向に撓む。
ここで、検査パルスＰ２は、インク滴がノズル２４１から吐出しないように振幅、位相及び立ち上がり時間が調整されていてもよいし、あるいは、検査パルスＰ２によってインク滴がノズル２４１から吐出されてもよい。検査パルスＰ２が非吐出に対応する波形である場合には、通常の印刷中に残留振動を検出することができる。一方、検査パルスＰ２が吐出に対応する波形である場合には、ヘッドユニット３５を記録用紙からはずれた位置に移動させ、インク滴を吐出させればよい。
【００８６】
次に、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第３期間Ｔ３においては、駆動信号ＣＯＭは、所定電位Ｖｘとなっている。第３期間Ｔ３では、制御信号Ａ１、Ｓ１及びＳｃがハイレベルとなるので、第１スイッチＳＷａ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３がオン状態となる。この結果、図２２に示すように第２ノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、第３ノードＮ３の電位も所定電位Ｖｘとなる。
【００８７】
次に、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの第４期間Ｔ４においては、駆動信号ＣＯＭは、所定電位Ｖｘとなっている。第４期間Ｔ４では、制御信号Ｓ１がハイレベルを維持するので、第２スイッチＳＷ２がオン状態となる。一方、制御信号Ａ１及びＳｃがローレベルとなるので、第１スイッチＳＷａ１及び第３スイッチＳＷ３がオフ状態となる。この結果、図２３に示すように第２ノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、第３ノードＮ３の電位は第３抵抗Ｒ３によってバイアスされた状態で、圧電素子２００に発生する起電力が第１ハイパスフィルターＨＰＦ１を介して第１出力信号ＯＵＴ１として取り出される。
【００８８】
次に、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの第５期間Ｔ５において、駆動信号ＣＯＭは、所定電位Ｖｘとなっている。第５期間Ｔ４では、第３期間Ｔ３と同様に、制御信号Ａ１、Ｓ１及びＳｃがハイレベルとなるので、第１スイッチＳＷａ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３がオン状態となる。この結果、図２２に示すように第２ノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、第３ノードＮ３の電位も所定電位Ｖｘとなる。
【００８９】
次に、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの第６期間Ｔ６は、第２期間Ｔ２と同様に、制御信号Ａ１及びＳｃがハイレベルとなるので、第１スイッチＳＷａ１及び第３スイッチＳＷ３がオン状態となる。一方、制御信号Ｓ１がローレベルとなるので、第２スイッチＳＷ２がオフ状態となる。この結果、図２１（Ｂ）に示すように駆動信号ＣＯＭが第１スイッチＳＷａ１を介して圧電素子２００に印加される。また、第３スイッチＳＷ３がオン状態となるので、第４ノードＮ４の電位はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。
【００９０】
ここで、第１スイッチＳＷａ１がオン状態、且つ第２スイッチＳＷ２がオフ状態となることを第１状態、第１スイッチＳＷａ１がオン状態、且つ第２スイッチＳＷ２がオン状態となることを第２状態、第１スイッチＳＷａ１がオフ状態、且つ第２スイッチＳＷ２がオン状態となることを第３状態とすると、駆動制御部３５４は、第１状態（第２期間Ｔ２）→第２状態（第３期間Ｔ３）→第３状態（第４期間Ｔ４）の順に、第１スイッチＳＷａ１及び第２スイッチＳＷ２を制御する。また、駆動制御部３５４は、第３状態（第４期間Ｔ４）→第２状態（第５期間Ｔ５）→第１状態（第６期間Ｔ６）の順に、第１スイッチＳＷａ１及び第２スイッチＳＷ２を制御する。
【００９１】
このように、第１状態から第３状態へ遷移する途中及び第３状態から第１状態へ遷移する途中に第２状態を設けたのは、第１スイッチＳＷａ１のオン状態と第２スイッチＳＷ２のオン状態が切り替わる時点で、第３ノードＮ３の電位が変化することによってスイッチングノイズが発生しないようにするためである。
【００９２】
即ち、第２状態では、第３ノードＮ３には、第１スイッチＳＷａ１→第１ノードＮ１→第２スイッチＳＷ２の経路で駆動信号ＣＯＭの所定電位Ｖｘが供給されると共に、第２ノードＮ２→第３抵抗Ｒ３の経路で駆動信号ＣＯＭの所定電位Ｖｘが供給される。
この第２状態から第３状態へ遷移すると、第１スイッチＳＷａ１がオフ状態に遷移するが、第２ノードＮ２→第３抵抗Ｒ３の経路は残され、第３ノードＮ３には第３抵抗Ｒ３によって駆動信号ＣＯＭの所定電位Ｖｘがバイアスされる。よって、第１状態から第３状態へ遷移する際に第３ノードＮ３の電位が大きく変化しないので、スイッチングノイズを低減できる。くわえて、第１状態→第２状態→第３状態といったシーケンスで第１スイッチＳＷａ１及び第２スイッチＳＷ２を制御することにより、圧電素子２００からの電流を連続的に流すことができるので、コイルの逆起電力のような切替時のサージ電圧の発生を無くすことができる。この結果、第４期間Ｔ４が開始されると同時に残留振動の検出を行うことが可能となる。
【００９３】
また、第２状態から第１状態へ遷移すると、第２スイッチＳＷ２がオフ状態に遷移するが、第２状態においても第１スイッチＳＷａ１を介して駆動信号ＣＯＭが圧電素子２００に印加されており、第２ノードＮ２の電位は駆動信号ＣＯＭの所定電位Ｖｘとなっているので、圧電素子２００の印加電圧に重畳するノイズを低減することができる。
【００９４】
くわえて、第１状態（第２期間及び第６期間）並びに第２状態（第３期間及び第５期間）において、第３スイッチＳＷ３はオン状態となるので、第４ノードＮ４の電位はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。図１８に示すように駆動信号ＣＯＭが供給される供給ラインと第３ノードＮ３が接続され残留振動に基づく起電力が供給される供給ラインとの間には寄生容量Ｃａが存在する。このため、図２０に示す第２期間Ｔ２において第２スイッチＳＷ２がオフ状態になっても、大振幅の検査パルスＰ２が寄生容量Ｃａを介して第３ノードＮ３に伝送される。本実施形態によれば、第２期間Ｔ２及び第３期間Ｔ３において、第３スイッチＳＷ３がオン状態となり、第４ノードＮ４はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。よって、検査パルスＰ２が残留振動検出部３５６Ａに干渉するのを防止することができる。
【００９５】
次に、計測部１２について説明する。図２４に計測部１２の構成を示し、図２５にそのタイミングチャートを示す。計測部１２は、残留振動検出部３５６Ａで生成された検出信号Ｖｄに基づいて、残留振動の位相に関連する時間を示す位相データＮＴｆと、残留振動の１周期の時間を示す周期データＮＴｃと、位相データＮＴｆが有効であるか無効であるかを示すＮＴｆフラグｆ１、及び周期データＮＴｃが有効であるか無効であるかを示すＮＴｃフラグｆ２を生成する。
【００９６】
計測部１２は、第１乃至第３コンパレータ１２Ａ〜１２Ｃとマスク回路１２５〜１２７とを備える。第１コンパレータ１２Ａは、検出信号Ｖｄを閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃと比較して、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃ以上となる場合にハイレベルとなり、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃ未満となる場合にローレベルとなる比較信号ＣＰ１を出力する。第２コンパレータ１２Ｂは、検出信号Ｖｄを閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏと比較して、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏ以上となる場合にハイレベルとなり、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃ未満となる場合にローレベルとなる比較信号ＣＰ２を出力する。第３コンパレータ１２Ｃは、検出信号Ｖｄを閾値電圧Ｖｔｈ＿ｕと比較して、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｕ未満となる場合にハイレベルとなり、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｕ以上となる場合にローレベルとなる比較信号ＣＰ３を出力する。ここで、閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃは、検出信号Ｖｄの振幅中心レベルとなるように定められており、Ｖｔｈ＿ｏ＞Ｖｔｈ＿ｃ＞Ｖｔｈ＿ｕの関係がある。マスク回路１２５〜１２７は、マスク信号Ｍが有効であるハイレベルの期間において、比較信号ＣＰ１〜ＣＰ３をマスクする。
なお、計測部１２の動作は、マスク信号Ｍが無効になった後、最初に検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃをよぎる場合に、検出信号Ｖｄの立ち上がり中に閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃをよぎる正エッジ検出モードと、検出信号Ｖｄの立ち下がり中に閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃをよぎる逆エッジ検出モードとがある。
【００９７】
図２５に正エッジ検出モードの動作例を示す。この例では、時刻ｔ３から残留振動が開始する。時刻ｔ３は、図２０に示す制御信号Ａ１がローレベルに遷移すると共に、制御信号Ｓｃがローレベルに遷移するタイミングであり、第１スイッチＳＷａ１がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングである。また、ｔ３は、残留振動が電気的に観測可能な状態が始まった時間である。図２５に示す例では、時刻ｔ３より残留振動を示す検出信号Ｖｄが得られているが、実際の計測では、残留振動の開始直後は、動作が不安定であり、ノイズが重畳した検出信号Ｖｄが得られることが多い。
【００９８】
このため、マスク信号Ｍを用いて比較信号ＣＰ１〜ＣＰ３をマスクしている。上述した位相データＮＴｆは、時刻ｔ１０においてマスク信号Ｍが無効になってから、最初に検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃとなるまでの時間を示している。図２５に示す検出信号Ｖｄは、時刻ｔ１１において閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃを上回るので、位相データＮＴｆは、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの時間を示すことになる。
【００９９】
図２４に示すＮＴｆタイマ１２８はマスク信号Ｍの立ち下がりエッジに同期して時間の計測を開始する。具体的には、クロック信号（図示せず）を計数する。ＮＴｆタイマ１２８の計数結果はＮＴｆラッチ１２９でラッチされる。ＮＴｆラッチ制御回路１３０は、マスク信号Ｍが無効になってから、最初に検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃとなる信号Ｍ１の立ち上がりエッジに同期して、ラッチ信号Ｌｆを生成する。ＮＴｆラッチ１２９は、ラッチ信号Ｌｆが有効になるタイミングで、ＮＴｆタイマ１２８の計数結果をラッチして位相データＮＴｆを生成する。
【０１００】
ところで、吐出動作に異常があると、例えば、図２５に一点鎖線で示すように検出信号Ｖｄが変化する。このように検出信号Ｖｄの振幅が小さい場合には、正確に位相データＮＴｆや周期データＮＴｃを計測することはできない。そこで、本実施形態は、検出信号Ｖｄの振幅の振幅に基づいて、上述したＮＴｆフラグｆ１及びＮＴｃフラグｆ２を生成している。
【０１０１】
図２４に示すＮＴｆフラグ生成回路１３１は、マスク回路１２５〜１２７の出力信号Ｍ１〜Ｍ３及びラッチ信号Ｌｆに基づいて、ＮＴｆフラグｆ１を生成する。
具体的には、正エッジ検出モードにおいて、ＮＴｆフラグ生成回路１３１は、マスク信号Ｍが無効になった後であって、検出信号Ｖｄが最初に閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃを上回ってから下回るまでの期間に、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏを上回った場合に、ＮＴｆフラグｆ１を有効にする（例えば、図２５に示す例）。一方、逆エッジ検出モードにおいて、ＮＴｆフラグ生成回路１３１は、マスク信号Ｍが無効になった後であって、検出信号Ｖｄが最初に閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃを下回ってから上回るまでの期間に、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｕを下回った場合に、ＮＴｆフラグｆ１を有効にする。
【０１０２】
図２５に示す例では、時刻ｔ１１にマスク信号Ｍが無効になった後であって、検出信号Ｖｄが最初に閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃを上回る。このことは、出力信号Ｍ１の立ち上がりエッジによって検知される。そして、出力信号Ｍ１の立ち下がりエッジが発生する時刻ｔ１３までに、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏを上回る。これは、出力信号Ｍ２の立ち上がりエッジによって検知される（時刻ｔ１２）。よって、ＮＴｆフラグｆ１は時刻ｔ１２からハイレベルとなり有効となる。
【０１０３】
次に、図２４に示すＮＴｃタイマ１３２は、ラッチ信号Ｌｆが有効になると、時間の計測を開始する。具体的には、クロック信号（図示せず）を計数する。ＮＴｃタイマ１３２の計数結果はＮＴｃラッチ１３３でラッチされる。ＮＴｃラッチ制御回路１３４は、ＮＴｆフラグｆ１が有効で、且つ、２番目に検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃとなる信号Ｍ１の立ち上がりエッジに同期して、ラッチ信号Ｌｃを生成する。ＮＴｃラッチ１３３は、ラッチ信号Ｌｃが有効になるタイミングで、ＮＴｃタイマ１３２の計数結果をラッチして周期データＮＴｃを生成する。図２５に示す例では、出力信号Ｍ１の２番目の立ち上がりエッジは時刻ｔ１４で発生する。このため、周期データＮＴｃは時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までの時間を示す。
【０１０４】
次に、図２４に示すＮＴｃフラグ生成回路１３５は、マスク回路１２５〜１２７の出力信号Ｍ１〜Ｍ３及びラッチ信号Ｌｃに基づいて、ＮＴｃフラグｆ２を生成する。
具体的には、正エッジ検出モードにおいて、ＮＴｃフラグ生成回路１３５は、ラッチ信号Ｌｃが有効になった後であって、２番目に検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃとなる信号Ｍ１の立ち上がりエッジから次の立ち下がりエッジまでの期間に、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏを上回った場合に、ＮＴｃフラグｆ２を有効にする。一方、逆エッジ検出モードにおいて、ＮＴｃフラグ生成回路１３５は、ラッチ信号Ｌｃが有効になった後であって、２番目に検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃとなる信号Ｍ１の立ち下がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの期間に、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｕを下回った場合に、ＮＴｃフラグｆ２を有効にする。
図２５に示す、正エッジ検出モードの例では、出力信号Ｍ１の２番目の立ち上がりエッジは時刻ｔ１４で発生し、次の立ち下がりエッジは時刻ｔ１６で発生する。時刻ｔ１４から時刻ｔ１６までの期間に、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏを上回り、時刻ｔ１５において出力信号Ｍ２の立ち上がりエッジが発生する。このため、ＮＴｃフラグｆ２は時刻ｔ１５から有効になる。
【０１０５】
このように本実施形態では、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃを上回っても（下回っても）、直ちに有効と認めるのではなく、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃを下回るまでに（上回るまでに）、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏ（閾値電圧Ｖｔｈ＿ｕ）を超える場合に有効と認める。このため、吐出異常があり検出信号Ｖｄの振幅が十分でない場合を後段の判定部１４で判定することが可能となる。
【０１０６】
次に、判定部１４は、位相データＮＴｆ、周期データＮＴｃ、ＮＴｆフラグｆ１、及びＮＴｃフラグｆ２に基づいて、吐出状態を図２６に示すように判定する。
まず、周期データＮＴｃは、時間Ｔａ１から時間Ｔａ２までの範囲を正常とすると、Ｔａ１＞ＮＴｃの場合に短い、Ｔａ２≧ＮＴｃ≧Ｔａ１の場合に正常、ＮＴｃ＞Ｔａ２の場合に長いと判定される。
また、位相データＮＴｆは、時間Ｔｂ１から時間Ｔｂ２までの範囲を正常とすると、Ｔｂ１＞ＮＴｆ又はＮＴｆ＞Ｔｂ２の場合に長短、Ｔｂ２≧ＮＴｆ≧Ｔｂ１の場合に正常と判定される。
ＮＴｃフラグｆ２及びＮＴｆフラグｆ１が共に有効な場合は、位相データＮＴｆ及び周期データＮＴｃの判定結果に基づいて、吐出状態を判定する。
【０１０７】
具体的には、周期データＮＴｃが短い場合は、位相データＮＴｆの判定結果に拘わらずキャビティ内に気泡があると判定する（状態番号０又は１）。これは、残留振動の周波数が高いことを意味し、上述のように、インクジェットヘッド１００のキャビティ２４５内に気泡が混入しているものと考えられるからである。
周期データＮＴｃ及び位相データＮＴｆが正常である場合は、吐出状態は正常と判定する（状態番号２）。周期データＮＴｃが正常であり、且つ位相データＮＴｆが長短である場合には、キャビティ内に気泡があると判定する（状態番号３）。
一方、周期データＮＴｃが長い場合は、位相データＮＴｆの判定結果に拘わらずインクが増粘していると判定する（状態番号４又は５）。これは、残留振動が過減衰であり、ノズル２４１付近のインクが乾燥により増粘しているもの（乾燥）と考えられるからである。
さらに、判定閾値Ｔａ３を想定し、ＮＴｃ≧Ｔａ３の場合にインクの増粘と判定し、Ｔａ３＞ＮＴｃ＞Ｔａ２の場合にはノズル２４１出口付近に紙粉が付着しているもの（紙粉付着）と判定してもよい。
【０１０８】
次に、ＮＴｃフラグｆ２が無効でＮＴｆフラグｆ１が有効な場合は、インク抜けと判定する（状態番号６又は７）。さらに、ＮＴｃフラグｆ２及びＮＴｆフラグｆ１が無効な場合は、インク抜けと判定する（状態番号８）。インク抜けとは、インクが注入されていない等により、インクを吐出不能な状態を意味する。
【０１０９】
このように本実施形態において、判定部１４は、位相データＮＴｆや周期データＮＴｃのみならず、それらの有効・無効を示すＮＴｆフラグｆ１及びＮＴｃフラグｆ２に基づいて、吐出状態を判定する。即ち、検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｔｈ＿ｃをよぎって、所謂ゼロクロスが検出されたとしても、これを直ちに有効とするのではなく、その後の検出信号Ｖｄを監視し、閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏ又は閾値電圧Ｖｔｈ＿ｕを超えるように変化した場合に、過去に発生したゼロクロス検出を有効としている。これによって、外来ノイズが検出信号Ｖｄに重畳したり、何らかのシステム異常で残留振動の振幅が極端に低下した場合には、検出結果を無効にすることができる。よって、検出信号Ｖｄの減衰時定数がある程度短い場合や、検出信号ＶｄのＳＮ比が良好でない場合にも、残留振動のゼロクロス検出の有効性を高めることができる。この結果、計測条件が悪い場合であっても、正確に吐出状態を特定することができ、さらに、吐出異常の原因を特定することが可能となる。
【０１１０】
なお、第１実施形態においては、図１８に示すようにｎ個の圧電素子２００に１個のハイパスフィルターＨＰＦ１を兼用した。ここで、第２スイッチＳＷ２のオン抵抗をＲｏｎ、第２スイッチＳＷ２に寄生する静電容量をＣｃとすれば、残留振動の検出に着目した選択部３５２Ａ及び圧電素子２００の等価回路は図２７に示すものとなる。
図２７に示す等価回路によれば、ｎ個の静電容量Ｃｃが並列に接続される。ここで、ｎ個の第２スイッチＳＷ２のうち、１個がオン状態なると、時定数Ｔは、以下の式で与えられる。
Ｔ＝ｎ・Ｃｃ・Ｒｏｎ
ここで、「ｎ」は、残留振動周期（ＮＴｃ）よりも時定数Ｔが短くなるように設定することが好ましい。このように設定することによって、残留振動周期の周波数成分を大きく減衰させること無く、ハイパスフィルターＨＰＦ１に供給することができる。
【０１１１】
くわえて、正常時の残留振動周期に対して、吐出状態が異常な場合には、残留振動周期が長くなったり、あるいは短くなったりする。このため、異常時の残留振動周期が短くなる場合のＳＮ比を適切に確保するためには、「ｎ」をさらに小さくすることが好ましい。例えば、キャビティ内にインクが無くなった状態が最も残留振動周期が短くなり、正常時の１／５０程度になることが想定される。このような異常状態は、検出信号Ｖｄの振幅が低下したことなどによって判定可能であるので、最も残留振動周期が短くなる場合を想定して「ｎ」を設定する必要はなく、経済性と考慮して正常時の１／５〜１／１０程度に残留振動周期が短くなってもＳＮ比を適切に確保できるように「ｎ」を設定すればよい。
【０１１２】
ところで、第２スイッチＳＷ２のオン抵抗Ｒｏｎを低くすることによって、時定数Ｔを小さくすることも考えられるが、オン抵抗Ｒｏｎを低減するために、ゲート幅の大きなトランジスターを使用すると、静電容量Ｃｃが大きくなってしまう。このため、オン抵抗Ｒｏｎを低減するためトランジスターサイズを大きくしても、必ずしも時定数Ｔが小さくならず、チップ面積が大きくなりコストが増加してしまうことがある。
そこで、１つのユニットに割り当てる圧電素子２００の数である「ｎ」は、ハイパスフィルターＨＰＦ１に供給される圧電素子２００の残留振動のＳＮ比が適切に確保されるように設定すればよい。
仮に、「ｎ」がインクジェットプリンター１全体のノズル２４１の数より小さい場合には、ハイパスフィルターＨＰＦ１及びその後段の残留振動検出部３５６Ａ及び吐出異常検出部１０を多重化すればよい。多重化しても選択部３５２Ａのチップサイズは小さくなるので、性能を確保しつつ、装置全体のコストの増加を抑制することが可能となる。
【０１１３】
次に、制御ＩＣ２９ｄを周辺回路と共に詳細に説明する。図２８は、制御ＩＣ２９ｄ及びその周辺回路を示すブロック図である。制御ＩＣ２９ｄは、駆動信号ＣＯＭが供給される入力端子ｘ１と、検出信号Ｖｄが出力される出力端子ｘ２と、圧電素子２００と接続される接続端子ｘ３とを備える。なお、同図では、説明を簡略化するために１個の接続端子ｘ３を例示したが、実際には圧電素子２００の個数に対応して複数の接続端子ｘ３が設けられている。
【０１１４】
また、入力端子ｘ１には、駆動信号ＣＯＭが供給される第１外部配線Ｌ１ｏが接続され、出力端子ｘ２には、残留振動検出部３５６Ａの出力信号である検出信号Ｖｄが供給される第２外部配線Ｌ２ｏが接続されている。
ここで、第２外部配線Ｌ２ｏの単位長さ当たりの抵抗値（Ω／ｍ）は、第１外部配線Ｌ１ｏの単位長さ当たりの抵抗値より大きいことが好ましい。また、第２外部配線Ｌ２ｏの抵抗値は、第１外部配線Ｌ１ｏの抵抗値より大きいことが好ましい。
【０１１５】
上述したように駆動信号ＣＯＭは、ｎ個の選択ユニットＵ１〜Ｕｎに供給され、ｎ個の圧電素子２００に供給され、しかも大振幅である。このため、ｎ個の圧電素子２００を十分駆動できるように、第１外部配線Ｌ１ｏのインピーダンスはローインピーダンスであることが必要である。
一方、出力端子ｘ２に接続される負荷は、第２外部配線Ｌ２ｏと吐出異常検出部１０であり、検出信号Ｖｄの振幅は、駆動信号ＣＯＭの振幅よりも小さいので、第２外部配線Ｌ２ｏのインピーダンスは第２外部配線Ｌ２ｏのインピーダンスと比較して高くてもよい。
【０１１６】
くわえて、駆動信号ＣＯＭと比較して検出信号Ｖｄの周波数成分は低域に分布する（図２０及び図２５参照）。これは、残留振動はキャビティ内部の液体が圧電素子２００に加える力に応じて得られるため、起電力には急激な変化がないのに対し、駆動信号ＣＯＭの立ち上がりや立ち下がりには高調波成分が含まれるからである。
第１外部配線Ｌ１ｏと第２外部配線Ｌ２ｏは、分布抵抗と寄生容量によって等価的に梯子型のローパスフィルターとして機能する。分布抵抗が大きいと等価的なローパスフィルターのカットオフ周波数は下がる。上述したように駆動信号ＣＯＭと比較して検出信号Ｖｄは高周波数成分が小さいので、第２外部配線Ｌ２ｏの分布抵抗は第１外部配線Ｌ１ｏの分布抵抗よりも大きくても良い。
そこで、本実施形態では、第２外部配線Ｌ２ｏの単位長さ当たりの抵抗値は、第１外部配線Ｌ１ｏの単位長さ当たりの抵抗値より大きくなるように設定する。第１外部配線Ｌ１ｏ及び第２外部配線Ｌ２ｏの平面構造及び断面構造を、図２９に示す。
【０１１７】
図２９に示すように、第１外部配線Ｌ１ｏ及び第２外部配線Ｌ２ｏは、フレキシブルケーブル２９上に形成され、それらの間にはグランド電位が供給される第３外部配線Ｌ３ｏが配設される。ここで、第１外部配線Ｌ１ｏ、第２外部配線Ｌ２ｏ及び第３外部配線Ｌ３ｏは、同じ材質の導電体（例えば、銅）によって形成される。このため、各配線の単位長さ当たりの抵抗値は、断面積によって定まる。第１外部配線Ｌ１ｏの断面積をｓ１、第２外部配線Ｌ２ｏの断面積をｓ２、第３外部配線Ｌ３ｏの断面積をｓ３とすると、ｓ２＜ｓ１、ｓ２＜ｓ３に関係がある。即ち、第２外部配線Ｌ２ｏの断面積ｓ２は、第１外部配線Ｌ１ｏの断面積ｓ１より小さい。
【０１１８】
フレキシブルケーブル２９の幅には一定の制限がある。このため、第１外部配線Ｌ１ｏの線幅及び第２外部配線Ｌ２ｏの線幅をどのように割り当てるかは、各配線で供給する信号の性質を比較考慮して決定する必要がある。上述したように、検出信号Ｖｄが供給される第２外部配線Ｌ２ｏは駆動信号ＣＯＭが供給される第１外部配線Ｌ１ｏと比較してインピーダンスが高くてもよいので、第２外部配線Ｌ２ｏの幅Ｗ２を第１外部配線Ｌ１ｏの幅Ｗ１より狭くなるように設定する。これにより、第２外部配線Ｌ２ｏのインピーダンスは第１外部配線Ｌ１ｏのインピーダンスよりも高くなるが、検出信号Ｖｄの周波数成分は、駆動信号ＣＯＭの周波数成分よりも低域に分布するので、配線によって等価的にローパスフィルターが構成されても、第１外部配線Ｌ１ｏのカットオフ周波数は、第２外部配線Ｌ２ｏのカットオフ周波数よりも高くなるので、信号の性質を考慮した幅を割り当てることが可能となる。
【０１１９】
さらに、第２外部配線Ｌ２ｏのインピーダンスは第１外部配線Ｌ１ｏのインピーダンスよりも高くなるので、インピーダンスの観点から第２外部配線Ｌ２ｏは第１外部配線Ｌ１ｏと比較して高周波ノイズが重畳し易くなるが、第２外部配線Ｌ２ｏの幅Ｗ２は第１外部配線Ｌ１ｏの幅Ｗ１より狭い。よって、第２外部配線Ｌ２ｏは、寄生静電容量が小さく、ノイズ源からの電気力線の結合を受け難いので、高周波ノイズの重畳を抑制することが可能となる。
くわえて、第１外部配線Ｌ１ｏ及び第２外部配線Ｌ２ｏの間にはグランド電位が供給される第３外部配線Ｌ３ｏを配設したので、第３外部配線Ｌ３ｏをシールドとして機能させることができ、第２外部配線Ｌ２ｏに飛び込む高周波ノイズを低減し、検出信号ＶｄのＳＮ比を向上させることができる。
【０１２０】
次に、図３０に、制御ＩＣ２９ｄの主要部の回路構成を示す。この図に示すように入力端子ｘ１と選択部３５２Ａとの間には第１内部配線Ｌ１ｉが設けられており、選択部３５２Ａと残留振動検出部３５６Ａとの間には第２内部配線Ｌ２ｉとが設けられている。
また、第１スイッチＳＷａ１は第１のｎチャネルトランジスターｎ１と第１のｐチャネルトランジスターｐ１とを備え、第２スイッチＳＷ２は第２のｎチャネルトランジスターｎ２と第２のｐチャネルトランジスターｐ２とを備える。
【０１２１】
また、図３１に制御ＩＣ２９ｄの構造を模式的に示す。同図に示すように制御ＩＣ２９ｄは、上述した第１内部配線Ｌ１ｉ及び第２内部配線Ｌ２ｉの他に、グランド電位が供給される第３内部配線Ｌ３ｉ及び４２Ｖの電位が供給される第４内部配線Ｌ４ｉが設けられている。
そして、同図中、点線で囲まれた各領域に、第１のｎチャネルトランジスターｎ１、第１のｐチャネルトランジスターｐ１、第２のｎチャネルトランジスターｎ２、及び第２のｐチャネルトランジスターｐ２が設けられている。実際の制御ＩＣ２９ｄは、積層構造となっており、そのいずれかの層に各トランジスターが形成されている。
【０１２２】
第１のｎチャネルトランジスターｎ１のトランジスターサイズ（ゲート幅／ゲート長）をＳｎ１、第１のｐチャネルトランジスターｐ１のトランジスターサイズをＳｐ１、第２のｎチャネルトランジスターｎ２のトランジスターサイズをＳｎ２、第２のｐチャネルトランジスターｐ２のトランジスターサイズをＳｐ２とすると、Ｓｎ１＞Ｓｎ２、Ｓｐ１＞Ｓｐ２となっている。
【０１２３】
このように、第１スイッチＳＷａ１と第２スイッチＳＷ２とを構成するトランジスターのうち極性（ｎチャネルとｐチャネルの別）が同じトラジスターのトランジスターサイズを比較すると、第２スイッチＳＷ２を構成するトランジスターのトランジスターサイズは、第１スイッチＳＷａ１を構成するトランジスターのトランジスターサイズよりも小さい。
本実施形態において、このようにトランジスターサイズを採用したのは、以下の理由による。即ち、圧電素子２００は容量性の負荷である。このため、圧電素子２００に駆動信号ＣＯＭを供給する信号経路のインピーダンスはなるべく低いことが好ましい。一方、検出期間では圧電素子２００から起電力を取り出すことにより残留振動を検出する。この場合、圧電素子２００から見た外部のインピーダンスが低いと、圧電素子２００から大きなエネルギーが取り出され、残留振動がダンピングされてしまい残留振動が短時間で減衰してしまう。しかし、トランジスターサイズを小さくすると、オン抵抗を大きく且つ寄生容量を小さくすることができる。
【０１２４】
そこで、本実施形態においては、駆動時の機能と検出時の機能との相違に着目して、駆動期間にオン状態となる第１のｎチャネルトランジスターｎ１（第１のｐチャネルトランジスターｐ１）のトランジスターサイズと比較して、検出期間にオン状態となる第２のｎチャネルトランジスターｎ２（第２のｐチャネルトランジスターｐ２）のトランジスターサイズを小さくすることにより、駆動期間において駆動信号ＣＯＭに対する圧電素子２００の良好な応答特性を実現しつつ、検出期間において残留振動をなるべく減衰させずに、残留振幅を大きな振幅で長時間取り出すようにした。
【０１２５】
また、同様の理由によって、第２内部配線Ｌ２ｉの抵抗値は、第１内部配線Ｌ１ｉの抵抗値よりも大きいことが好ましい。このため、本実施形態においては、第２内部配線Ｌ２ｉの線幅ｗ２は、第１内部配線Ｌ１ｉの線幅ｗ１よりも狭い。
【０１２６】
更に、第２スイッチＳＷ２から第２内部配線Ｌ２ｉ側を見た入力インピーダンス、即ち、第２スイッチＳＷ２を第２内部配線Ｌ２ｉと切り離して、切り離した箇所から測定した第２内部配線Ｌ２ｉ側のインピーダンスをＲｉｎとし、第２のｎチャネルトランジスターｎ２のオン抵抗をＲｎ２、第２のｐチャネルトランジスターｐ２のオン抵抗をＲｐ２とする。入力インピーダンスＲｉｎは、第３抵抗Ｒ３とハイパスフィルターＨＰＦ１及び残留振動検出部３５６Ａの等価抵抗と、第２内部配線Ｌ２ｉの配線抵抗との合計で与えられる。ここで、Ｒｎ２≦Ｒｉｎ、Ｒｐ２≦Ｒｉｎであることが好ましい。このように設定することによって、残留振動の起因する圧電素子２００の起電圧を大きく低下することなく残留振動検出部３５６Ａに伝送することができる。この結果、残留振動検出部３５６Ａにおいて高いＳＮ比の下に残留振動の検出精度を向上させることが可能となる。
【０１２７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るインクジェットプリンター１は、選択部３５２Ａの替わりに選択部３５２Ｂを用いる点、及び残留振動検出部３５６Ａの替わりに残留振動検出部３５６Ｂを用いる点を除いて、第１実施形態のインクジェットプリンター１と同様に構成されている。
【０１２８】
図３２は、選択部３５２Ｂ及び複数の圧電素子２００の構成を示す回路図である。この図に示すように選択部３５２Ｂは、ｎ個の選択ユニット、第３抵抗Ｒ３、第１ハイパスフィルターＨＰＦ１及び第２ハイパスフィルターＨＰＦ２を備える。選択部３５２Ｂは、差動形式の第１出力信号ＯＵＴ１及び第２出力信号ＯＵＴ２を生成し、これを残留振動検出部３５６Ｂに出力する。このため、選択部３５２Ｂは、選択部３５２Ａに対して第２ハイパスフィルターＨＰＦ２が追加されている。
【０１２９】
第２ハイパスフィルターＨＰＦ２は、第２ノードＮ２と第５ノードＮ５との間に設けられた第２キャパシターＣ２と、一方の端子が第５ノードＮ５に接続され、他方の端子にアナロググランドＡＧＮＤが供給される第２抵抗Ｒ２と、第２抵抗Ｒ２に並列に接続された第４スイッチＳＷ４とを備える。第４スイッチＳＷ４は、第１スイッチＳＷａ１、第２スイッチＳＷ２、及び第３スイッチＳＷ３と同様に、トランスファーゲートで構成される。また、第４スイッチＳＷ４には制御信号Ｓｃが供給され、第３スイッチＳＷ３と同じタイミングでオン状態とオフ状態とが切り替わる。
【０１３０】
即ち、選択部３５２Ｂは、第２スイッチＳＷ２が接続されるラインＬ１の信号と、駆動信号ＣＯＭが供給されるラインＬ２の信号とを差動形式の入力信号とし、第１ハイパスフィルターＨＰＦ１及び第２ハイパスフィルターＨＰＦ２にて低域周波数成分を減衰させた第１及び第２出力信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２を差動形式で残留振動検出部３５６Ｂに出力する。
【０１３１】
図３３に、残留振動検出部３５６Ｂの構成を示す。残留振動検出部３５６Ｂにおいて、ゲイン調整部３６、ローパスフィルター３７、及びバッファ３８は、第１実施形態の残留振動検出部３５６Ａと同様であり、差動増幅部３９が相違する。差動増幅部３９は、３個のオペアンプを用いて構成されたインスツルメンテーションアンプである。差動増幅部３９のゲインＧは以下の式で与えられる。
Ｇ＝ＯＵＴ３／（ＯＵＴ１−ＯＵＴ２）
＝（１＋２＊Ｒ４／Ｒ３）＊（Ｒ６／Ｒ５）
【０１３２】
差動増幅部３９は、高い同相除去比を有するので、第２ノードＮ２のラインと第３ノードＮ３のラインに同相ノイズが混入しても当該同相ノイズを抑圧して、シングルエンド形式の出力信号ＯＵＴ３を生成することができる。
出力信号ＯＵＴ３は、ローパスフィルター３７において高域周波数成分が減衰され、ゲイン調整部３６においてゲインが調整され、バッファ３８においてインピーダンスが変換されて、検出信号Ｖｄとして吐出異常検出部１０に供給される。
【０１３３】
このように第２実施形態では、残留振動に起因する圧電素子２００の起電力を差動形式で出力する選択部３５２Ｂと、差動形式の第１及び第２出力信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２に含まれる同相ノイズを除去しつつシングルエンド形式の出力信号ＯＵＴ３を生成する差動増幅部３９を備えるので、より的確に吐出状態を判定することができる。
【０１３４】
なお、第２実施形態において、選択部３５２Ｂは、駆動信号ＣＯＭが供給されるラインの信号と、第２スイッチＳＷ２が接続されるラインの信号とを差動形式の入力信号として取り扱ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動信号ＣＯＭが供給されるラインの信号と、供給ラインＬｖの信号とを差動形式の入力信号として取り扱ってもよい。
【０１３５】
図３４に第２実施形態の変形例に係る選択部３５２Ｃの回路図を示す。この図に示されるように、第２ハイパスフィルターＨＰＦ２には、固定電位ＶＢＳが供給される。残留振動に応じて変化する圧電素子２００の起電流は、圧電素子２００→第２スイッチＳＷ２→第３抵抗Ｒ３→ＣＯＭライン→供給ラインＬｖ→圧電素子２００といった経路で流れる。この変形例によれば、第３ノードＮ３のラインと供給ラインＬｖとに重畳する同相ノイズを効果的に抑圧するができる。
【０１３６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るインクジェットプリンター１は、選択部３５２Ａの替わりに選択部３５２Ｄを用いる点、並びに駆動信号生成部３３が第１駆動信号ＣＯＭａ及び第１駆動信号ＣＯＭｂを生成する点を除いて、第１実施形態に係るインクジェットプリンター１と同様に構成されている。
【０１３７】
図３５は、選択部３５２Ｄ及び複数の圧電素子２００の構成を示す回路図である。この図に示すように選択部３５２Ｄは、ｎ個の選択ユニットＵ１’〜Ｕｎ’、第３抵抗Ｒ３、第１ハイパスフィルターＨＰＦ１、第５スイッチＳＷ５及び第６スイッチＳＷ６を備える。
第３実施形態では、２種類の駆動信号を用いて圧電素子２００を駆動する。これによって、多様な駆動パルスを圧電素子２００に印加して、大きさの異なるインク滴をノズル２４１から吐出させることも可能となる。
【０１３８】
選択ユニットＵ１’は、第１駆動信号ＣＯＭａ用の第１スイッチＳＷａ１、第２駆動信号ＣＯＭｂ用の第１スイッチＳＷｂ１、第２スイッチＳＷ２を備え、選択ユニットＵ１に対して第２駆動信号ＣＯＭｂ用の第１スイッチＳＷｂ１が追加されている。なお、他の選択ユニットＵ２’〜Ｕｎ’も選択ユニットＵ１’と同様に構成されている。
【０１３９】
また、第５スイッチＳＷ５は、第２ノードＮ２と第１駆動信号ＣＯＭａの供給ラインＬａとの間に設けられており、第６スイッチＳＷ６は、第２ノードＮ２と第２駆動信号ＣＯＭｂの供給ラインＬｂとの間に設けられている。第５スイッチＳＷ５は制御信号Ｓａがハイレベルになるとオン状態となり、制御信号Ｓａがローレベルになるとオフ状態になる。また、第６スイッチＳＷ６は制御信号Ｓｂがハイレベルになるとオン状態となり、制御信号Ｓｂがローレベルになるとオフ状態になる。
【０１４０】
図３６に選択部３５２Ｄのタイミングチャートを示す。この例の第１駆動信号ＣＯＭａは、期間Ｔ１０に検査パルスＰ２を含み、期間Ｔ１１〜期間Ｔ１３において所定電位Ｖｘとなり、期間１４において所定電位Ｖｘから基準電位Ｖｒｅｆに下降し、期間Ｔ１５において基準電位Ｖｒｅｆを維持し、期間Ｔ１６に微振動パルスＰ１を含み、期間Ｔ１７〜期間Ｔ２０において基準電位Ｖｒｅｆを維持する。
【０１４１】
一方、第２駆動信号ＣＯＭｂは、期間Ｔ１０に微振動パルスＰ１を含み、期間Ｔ１１〜期間Ｔ１５において基準電位Ｖｒｅｆを維持し、期間Ｔ１６に検査パルスＰ２を含み、期間Ｔ１７〜期間Ｔ１９において所定電位Ｖｘを維持し、期間Ｔ２０において所定電位Ｖｘから基準電位Ｖｒｅｆに下降する。
即ち、最初の単位期間Ｔａの第１駆動信号ＣＯＭａと次の単位期間Ｔｂの第２駆動信号ＣＯＭｂは同じであり、次の単位期間Ｔｂの第１駆動信号ＣＯＭａと最初の単位期間Ｔａの第２駆動信号ＣＯＭｂは同じである。
【０１４２】
この例では、最初の単位期間Ｔａにおいて、選択ユニットＵ１’に接続される圧電素子２００に検査パルスＰ２を印加し、期間Ｔ１２において残留振動を検出する。また、次の単位期間Ｔｂにおいて、選択ユニットＵ２’に接続される圧電素子２００に検査パルスＰ２を印加し、期間Ｔ１８において残留振動を検出する。また、他の選択ユニットＵ３’〜Ｕｎ’に対応する圧電素子２００には、単位期間Ｔａ及びＴｂにおいて微振動パルスＰ１を印加する。
【０１４３】
まず、期間Ｔ１０において、制御信号Ａ１がハイレベルとなり、第１駆動信号ＣＯＭａ用の第１スイッチＳＷａ１がオン状態となり、第１駆動信号ＣＯＭａの検査パルスＰ２が圧電素子２００−１に供給される。また、選択ユニットＵ２’においては、制御信号Ｂ２がハイレベルとなり、第２駆動信号ＣＯＭｂ用の第１スイッチＳＷｂ１がオン状態となり、第２駆動信号ＣＯＭｂの微振動パルスＰ１が圧電素子２００−２に供給される。また、選択ユニットＵ３’〜Ｕｎ’においては、制御信号Ｂ３〜Ｂｎがハイレベルとなるので、第２駆動信号ＣＯＭｂ用の第１スイッチＳＷｂ１がオン状態となり、微振動パルスＰ１が圧電素子２００−３〜１２０−ｎに供給される。
【０１４４】
次に、期間Ｔ１２において、制御信号Ｓ１、Ｓａがハイレベルとなり、選択ユニットＵ１’の第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５がオン状態になる。また、制御信号Ｓｃ、Ａ１、Ｂ１はローレベルとなるので、選択ユニットＵ１’の第１スイッチＳＷａ１及びＳＷｂ１、並びに第３スイッチＳＷ３がオフ状態になる。このため、圧電素子２００−１に発生する起電力が、第２スイッチＳＷ２→第３ノードＮ３→第１キャパシターＣ１→第４ノードＮ４の経路で伝送され、第１出力信号ＯＵＴ１として出力される。この際、第３ノードＮ３の電位は、第３抵抗Ｒ３によって第１駆動信号ＣＯＭａの所定電位Ｖｘにバイアスされる。
【０１４５】
また、期間Ｔ１２の直前の期間Ｔ１１及び直後の期間Ｔ１３においては、制御信号Ｓａ、Ｓｃ、Ａ１、Ｓ１がハイレベルとなる。このため、第１選択ユニットＵ１’において、第１スイッチＳＷａ１及び第２スイッチＳＷ２がオン状態となり、第５スイッチＳＷ５及び第３スイッチＳＷ３がオン状態となる。このように第１スイッチＳＷａ１及び第２スイッチＳＷ２を同時にオン状態にすることにより、第３ノードＮ３の電位が変動して、スイッチングノイズが発生するのを抑制することができる。また、第３スイッチＳＷ３がオン状態となるので、第４ノードＮ４の電位がアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。これにより、スイッチングノイズが第１出力信号ＯＵＴ１に重畳しないようにできる。
【０１４６】
次に、期間Ｔ１４では、制御信号Ａ１がハイレベルとなり、第１スイッチＳＷａ１がオン状態となるので、第１駆動信号ＣＯＭａが圧電素子２００−１に供給される。この結果、圧電素子２００−１の第１電極１２２の電位が基準電位Ｖｒｅｆに戻される。
【０１４７】
このように最初の単位期間Ｔａでは第１駆動信号ＣＯＭａを用いて圧電素子２００−１に対応するヘッドの残留振動が計測される。この際、第２選択ユニットＵ２’の第２駆動信号ＣＯＭｂ用の第１スイッチＳＷｂ１はオン状態となるので、圧電素子２００−２には第２駆動信号ＣＯＭｂが供給される。
【０１４８】
次に、単位期間Ｔｂにおいて、期間Ｔ１６〜期間Ｔ２１の各々は、単位期間Ｔａの期間Ｔ１０〜期間Ｔ１５の各々に対応している。具体的には、単位期間Ｔｂの制御信号Ｓａは単位期間Ｔａの制御信号Ｓｂと同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ｓｂは単位期間Ｔａの制御信号Ｓａと同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ｓｃは単位期間Ｔａの制御信号Ｓｃと同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ａ１は単位期間Ｔａの制御信号Ｂ２と同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ｂ１は単位期間Ｔａの制御信号Ｂ１と同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ｓ１は単位期間Ｔａの制御信号Ｓ２と同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ａ２は単位期間Ｔａの制御信号Ａ２と同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ｂ２は単位期間Ｔａの制御信号Ａ１と同じであり、単位期間Ｔｂの制御信号Ｓ２は単位期間Ｔａの制御信号Ｓ１と同じである。
従って、単位期間Ｔｂでは、選択ユニットＵ２’において第２駆動信号ＣＯＭｂを選択して、検査パルスＰ２を圧電素子２００−２に印加し、圧電素子２００−２を用いて残留振動を検出する。
【０１４９】
このように第３実施形態においては、第１駆動信号ＣＯＭａ、第２駆動信号ＣＯＭｂを用いて、残留振動を検出し、インク滴の吐出状態を判定することができる。
また、第１実施形態では、１種類の駆動信号ＣＯＭを用いるため、１の単位期間に微振動パルスＰ１と検査パルスＰ２とを含ませる必要があったが、本実施形態では、各単位期間において第１駆動信号ＣＯＭａ及び第２駆動信号ＣＯＭｂの一方に、微振動パルスＰ１を含ませ、他方に検査パルスＰ２を含ませればよい。この結果、単位期間Ｔａ、Ｔｂを短くすることができる。
なお、上述した実施形態では、期間Ｔ１０では、第１駆動信号ＣＯＭａに検査パルスＰ２を含ませ、第２駆動信号ＣＯＭｂに微振動パルスＰ１を含ませたが、微振動パルスＰ１の替わりにインク滴を吐出させる吐出パルスを含ませてもよい。この場合には、インク滴と吐出させるノズル２４１とインク滴を非吐出として残留振動を検出するノズル２４１とを混在させることが可能となる。
【０１５０】
また、本実施形態では、第１駆動信号ＣＯＭａ、第２駆動信号ＣＯＭｂを用いるので、第１外部配線Ｌ１ｏとして、第１駆動信号ＣＯＭａを伝送する第１外部配線Ｌ１ｏ１と第２駆動信号ＣＯＭｂを伝送する第１外部配線Ｌ１ｏ２が必要となる。この場合も、第２外部配線Ｌ２ｏの単位長さ当たりの抵抗値は、第１外部配線Ｌ１ｏ１及びＬ１ｏ２の単位長さ当たりの抵抗値と比較して大きく、また、第２外部配線Ｌ２ｏの線幅は第１外部配線Ｌ１ｏ１及びＬ１ｏ２の線幅と比較して狭く、第２外部配線Ｌ２ｏの断面積は第１外部配線Ｌ１ｏ１及びＬ１ｏ２の断面積と比較して小さい。
さらに、本実施形態において、第１内部配線Ｌ１ｉは、第１駆動信号ＣＯＭａを供給する供給ラインＬａと第２駆動信号ＣＯＭｂを供給する供給ラインＬｂとで構成される。この場合、第２内部配線Ｌ２ｉの単位長さ当たりの抵抗値は、供給ラインＬａ又はＬｂの単位長さ当たりの抵抗値と比較して大きく、また、第２内部配線Ｌ２ｉの線幅は供給ラインＬａ及びＬｂの線幅と比較して狭く、第２内部配線Ｌ２ｉの断面積は供給ラインＬａ及びＬｂの断面積と比較して小さい。さらに、第２内部配線Ｌ２ｉの抵抗値は、供給ラインＬａ又はＬｂの抵抗値と比較して大きい。
【０１５１】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係るインクジェットプリンター１は、選択部３５２Ｄの替わりに選択部３５２Ｅを用いる点を除いて、第３実施形態のインクジェットプリンター１と同様に構成されている。
【０１５２】
図３７は、選択部３５２Ｅ及び複数の圧電素子２００の構成を示す回路図である。この図に示すように選択部３５２Ｅは、上述した第３実施形態の選択部３５２Ｄに第２ハイパスフィルターＨＰＦ２を追加した構成となっている。これによって、選択部３５２Ｅは、差動形式の第１出力信号ＯＵＴ１及び第２出力信号ＯＵＴ２を残留振動検出部３５６Ｂ（図３３参照）に出力する。残留振動検出部３５６Ｂは、差動形式の第１及び第２出力信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２に含まれる同相ノイズを除去しつつシングルエンド形式の出力信号ＯＵＴ３を生成する差動増幅部３９を備えるので、より的確に吐出状態を判定することが可能となる。
【０１５３】
なお、第４実施形態において、選択部３５２Ｅは、供給ラインＬａ又はＬｂの信号と、第２スイッチＳＷ２が接続されるラインの信号とを差動形式の入力信号として取り扱ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、供給ラインＬａ又はＬｂの信号と、供給ラインＬｖの信号とを差動形式の入力信号として取り扱ってもよい。
【０１５４】
図３８に第４実施形態の変形例に係る選択部３５２Ｆの回路図を示す。この図に示されるように、第２ハイパスフィルターＨＰＦ２には、固定電位ＶＢＳが供給される。この変形例によれば、第３ノードＮ３のラインと供給ラインＬｖとに重畳する同相ノイズを効果的に抑圧することができる。
【０１５５】
＜変形例＞
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形例が可能である。また、各変形例は、変形例同士を適宜組み合わせてもよく、更に、上述した各実施形態と適宜組み合わせてもよい。
【０１５６】
（１）変形例１
上述した各実施形態では、選択部３５２Ａ〜３５２Ｆと残留振動検出部３５６Ａ、３５６Ｂとを１個のＩＣチップに収納したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３抵抗Ｒ３の前段を１チップに集積化してヘッドユニット３５に搭載し、第３抵抗Ｒ３を含む後段の構成を別基板に設けてもよい。
例えば、第４実施形態に示す選択部３５２Ｅに適用した場合、図３９に示すものとなる。同図に示すように、ヘッドユニット３５には選択ユニットＵ１’〜Ｕｎ’の各々に対応して設けた端子Ｘ１〜Ｘｎと、第５スイッチＳＷ５及び第６スイッチＳＷ６が接続された端子Ｙが設けられている。一方、回路基板５００には、第３抵抗Ｒ３、図示せぬフレキシブル基板などを介して端子Ｘ１〜端子Ｘｎに接続される端子Ｚ１、及び端子Ｙと接続される端子Ｚ２などが設けられている。
なお、第１実施形態で説明したように、静電容量Ｃｃの影響から、ハイパスフィルターＨＰＦ１及びＨＰＦ２を兼用する圧電素子２００の数「ｎ」を制限する場合には、第３抵抗Ｒ３を含む後段の構成を多重化すればよい。
【０１５７】
（２）変形例２
上述した各実施形態では、第１スイッチＳＷａ１（ＳＷｂ１）をオン状態からオフ状態に遷移させるのと同時に、第３スイッチＳＷ３（第４スイッチＳＷ４）をオン状態からオフ状態に遷移させてクランプを解除したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１スイッチＳＷａ１（ＳＷｂ１）をオン状態からオフ状態に遷移させた後に、第３スイッチＳＷ３（第４スイッチＳＷ４）をオン状態からオフ状態に遷移させてクランプを解除してもよい。
また、第１スイッチＳＷａ１（ＳＷｂ１）をオフ状態からオン状態に遷移させるのと同時に、第３スイッチＳＷ３（第４スイッチＳＷ４）をオフ状態からオン状態に遷移させてクランプをしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３スイッチＳＷ３（第４スイッチＳＷ４）をオフ状態からオン状態に遷移させてクランプを動作させた後に、第１スイッチＳＷａ１（ＳＷｂ１）をオフ状態からオン状態に遷移させてもよい。
このように制御することによって、駆動信号ＣＯＭが第３抵抗Ｒ３を介することなく、直接、残留振動検出部に供給されることを確実に防止することができる。
【０１５８】
（３）変形例３
本発明は、上述した各実施形態で説明したインクジェットヘッドに限定されるものではなく、他の構成例であってもよいことは勿論である。図４０〜図３８は、それぞれ、インクジェットヘッド（ヘッドユニット）の他の構成例の概略を示す断面図である。以下、これらの図に基づいて説明するが、前述した実施形態と相違する点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１５９】
図４０に示すインクジェットヘッド１００Ｂは、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２２１内のインク（液体）がノズルから吐出するものである。このインクジェットヘッド１００Ｂは、一対の対向する基板２２０を有し、両基板２２０間に、複数の圧電素子２００が所定間隔をおいて間欠的に設置されている。
【０１６０】
隣接する圧電素子２００同士の間には、キャビティ２２１が形成されている。キャビティ２２１の図４０中前方にはプレート（図示せず）、後方にはノズルプレート２２２が設置され、ノズルプレート２２２の各キャビティ２２１に対応する位置には、ノズル（孔）２２３が形成されている。
各圧電素子２００の一方の面および他方の面には、それぞれ、一対の電極２２４が設置されている。即ち、１つの圧電素子２００に対し、４つの電極２２４が接合されている。これらの電極２２４のうち所定の電極間に所定の駆動電圧波形を印加することにより、圧電素子２００がシェアモード変形して振動し（図４０において矢印で示す）、この振動によりキャビティ２２１の容積（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２２１内に充填されたインク（液体）がノズル２２３より液滴として吐出する。即ち、インクジェットヘッド１００Ｂでは、圧電素子２００自体が振動板として機能する。
【０１６１】
図４１に示すインクジェットヘッド１００Ｃも前記と同様に、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２３３内のインク（液体）がノズル２３１から吐出するものである。このインクジェットヘッド１００Ｃは、ノズル２３１が形成されたノズルプレート２３０と、スペーサ２３２と、圧電素子２００とを備えている。圧電素子２００は、ノズルプレート２３０に対しスペーサ２３２を介して所定距離離間して設置されており、ノズルプレート２３０と圧電素子２００とスペーサ２３２とで囲まれる空間にキャビティ２３３が形成されている。
【０１６２】
圧電素子２００の図４１中上面には、複数の電極が接合されている。即ち、圧電素子２００のほぼ中央部には、第１電極２３４が接合され、その両側部には、それぞれ第２電極２３５が接合されている。第１電極２３４と第２電極２３５との間に所定の駆動電圧波形を印加することにより、圧電素子２００がシェアモード変形して振動し（図４１において矢印で示す）、この振動によりキャビティ２３３の容積（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２３３内に充填されたインク（液体）がノズル２３１より液滴として吐出する。即ち、インクジェットヘッド１００Ｃでは、圧電素子２００自体が振動板として機能する。
【０１６３】
（４）変形例４
上述した各実施形態では、ヘッドの主走査方向と紙送りの副走査方向が異なるシリアルプリンタを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッドの幅が用紙の幅となるラインプリンタであってもよい。残留振動による吐出状態の判定は、インクを用紙に吐出することなく実行できるので、ラインプリンタにおいて印刷中に吐出状態の検査を行うことが可能となる。
【０１６４】
（５）変形例５
上述した各実施形態では、第３ノードＮ３をバイアスする第３抵抗Ｒ３を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３抵抗Ｒ３を設けなくてもよい。この場合にも、第１キャパシターＣ１によって直流成分はカットされるので、後段の残留振動検出部３５６Ａを低電圧で動作させることが可能となる。
【０１６５】
（６）変形例６
上述した各実施形態では、第３スイッチＳＷ３を用いて第４ノードＮ４の電位をアナロググランドＧＮＤにクランプしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３スイッチＳＷ３（及び第４スイッチＳＷ４）を用いなくてもよい。即ち、後段の残留振動検出部３５６Ａが大振幅の信号の入力を許容するのであれば、残留振動を検出する期間以外でのクランプは、必須ではない。例えば、残留振動検出部３５６Ａの入力段に入力信号の振幅を制限するリミッタ回路を設ける場合には、第３スイッチＳＷ３を用いてクランプしなくても残留振動検出部３５６Ａを正常に動作させることができる。
【０１６６】
（７）変形例７
上述した実施形態においては、駆動信号生成部３３から制御ＩＣ２９ｄに駆動信号ＣＯＭを供給する１本の第１外部配線Ｌ１ｏを設け、制御ＩＣ２９ｄから吐出異常検出部１０に検出信号Ｖｄを供給する１本の第２外部配線Ｌ２ｏを設けた。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１外部配線Ｌ１ｏ及び第２外部配線Ｌ２ｏの本数は適宜設定すればよい。制御ＩＣ２９ｄは、上述したようにフレキシブルケーブル２９上に設けられている。そして、フレキシブルケーブル２９に形成された複数の配線を介して、制御部６、駆動信号生成部３３、及び吐出異常検出部１０に接続されている。ここで、フレキシブルケーブル２９に形成される複数の配線のうち、第１外部配線Ｌ１ｏに割り当てる本数を、第２外部配線Ｌ２ｏに割り当てる本数よりも多くしてもよい。この場合、第１外部配線Ｌ１ｏの抵抗値を第２外部配線Ｌ２ｏの抵抗値よりも下げることができる。例えば、第１外部配線Ｌ１ｏに２本の配線を割り当て、第２外部配線Ｌ２ｏに１本の配線を割り当ててもよい。
【符号の説明】
【０１６７】
１…インクジェットプリンター、６…制御部、１０…吐出異常検出部、３３…駆動信号生成部、２００…圧電素子、３５２Ａ〜３５２Ｆ…選択部、３５６Ａ、３５６Ｂ…残留振動検出部、ＳＷａ１、ＳＷｂ１…第１スイッチ、ＳＷ２〜ＳＷ６…第２〜第６スイッチ、Ｖｄ…検出信号、Ｌ１ｏ…第１外部配線、Ｌ２ｏ…第２外部配線、Ｌ１ｉ…第１内部配線、Ｌ２ｉ…第２内部配線、Ｘ１…入力端子、Ｘ２…出力端子、Ｘ３…接続端子。
【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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【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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【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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