(57)【要約】【課題】液体を吐出させずに検出に必要な大きさの残留振動を発生させる。【解決手段】液体吐出装置は、振動板２４３（２６２）と、振動板２４３（２６２）を振動させる圧電素子２００と、振動板２４３（２６２）の振動により内部の圧力が増減される圧力室と、圧力室と連通し、圧力室の圧力の増減により圧力室内の液体を吐出可能なノズルＮと、を有するヘッドと、圧電素子２００に、第１期間中に第１電位Ｖ１となり、第１期間の後の第２期間中に第２電位Ｖ２となり、第２期間の後の第３期間中に、第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２との間の電位である第３電位Ｖ３となる駆動信号を出力する駆動部と、駆動信号によって生じた圧力室内の残留振動を検出する検出部５５と、第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２との間の範囲で、第３電位Ｖ３の電位を変更可能である制御部６と、を備える。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、前記振動板の振動により前記内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室と連通し、前記圧力室の圧力の増減により前記圧力室内の液体を吐出可能なノズルと、を有するヘッドと、
前記圧電素子に駆動信号を出力する駆動部と、
前記駆動信号によって生じた前記圧力室内の残留振動を検出する検出部と、
制御部と、を備え、
前記駆動部は、第１期間中に第１電位となり、前記第１期間の後の第２期間中に第２電位となり、前記第２期間の後の第３期間中に、前記第１電位と前記第２電位との間の電位である第３電位となる駆動信号を出力可能であり、
前記制御部は、前記第１電位と前記第２電位との間の範囲で、前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、前記ノズルのイナータンスの変化に基づいて前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、前記イナータンスの変化に伴って変化する前記圧力室の振動周期に基づいて前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、前記ノズルから液体が吐出される電位である吐出電位における前記圧力室の振動周期と、前記ノズルから液体が吐出されない電位である非吐出電位における前記圧力室の振動周期との差に基づいて前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記検出部は、前記駆動信号が前記第３期間のときに前記残留振動を検出することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、前記振動板の振動により前記内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室と連通し、前記圧力室の圧力の増減により前記圧力室内の液体を吐出可能なノズルと、を有するヘッドにおける残留振動検出方法であって、
前記圧電素子に、第１期間中に第１電位となり、前記第１期間の後の第２期間中に第２電位となり、前記第２期間の後の第３期間中に、前記第１電位と前記第２電位との間の電位である第３電位となる駆動信号を出力し、
前記駆動信号によって生じた前記圧力室内の残留振動を検出し、
前記第１電位と前記第２電位との間の範囲で、前記第３電位の電位を変更可能とすることを特徴とする残留振動検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、及び残留振動検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェット方式を用いたヘッド（インクジェットヘッド）から液体（インク）を液滴として吐出し、用紙などの媒体上に画像形成を行う液体吐出装置としてのインクジェットプリンターが、比較的低コストで且つ高品質の印刷物を容易に得られることから広く利用されている。インクジェットプリンターのヘッドは、振動板と、振動板を振動させる圧電素子と、内部に液体が収容され振動板の振動により内部の圧力が増減される圧力室と、ヘッドのノズル面に圧力室と連通させて設けられた複数のノズルと、を有し、圧電素子を駆動信号により駆動して圧力室の圧力を増減させることにより液体をノズルから吐出させる。
インクジェットプリンターのヘッドにおいて、インクの粘度の増加や、気泡の混入、塵や紙粉の付着等の原因によって、複数のノズルのうち一部のノズルからインク滴が正常に吐出されない吐出異常が起こる場合がある。このような吐出異常が発生すると、プリントされた画像内にドット抜けが生じ、画質を劣化させる原因となるため、吐出状態を検査することが望ましい。
液体の吐出状態を検査する方法として、例えば特許文献１に、圧電素子に駆動信号を出力し、その駆動信号による圧力室内の圧力変化後の残留振動を、圧電素子の起電力の変化として検出し、その残留振動の振動パターンに基づいてノズルからのインクの吐出状態を判定する方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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インクジェットプリンターによるプリント（印字）中にインクの吐出状態を検査する場合、圧電素子に与えた振動によってインクが吐出すると、記録媒体を汚してしまうとともに、インクが消費されてしまう。このため、吐出状態の検査時に、例えば、小振幅の検査パルスを圧電素子に印加して圧電素子を駆動することにより、インクが吐出されないようにすることが望まれる。ところが、小振幅の検査パルスでは、インクに与える加振力が小さいために、残留振動を正確に検出できなかった。
すなわち、ヘッドにおいて、液体を吐出させずに検出に必要な大きさの残留振動を発生させることができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［適用例１］  本適用例にかかる液体吐出装置は、振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、前記振動板の振動により前記内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室と連通し、前記圧力室の圧力の増減により前記圧力室内の液体を吐出可能なノズルと、を有するヘッドと、前記圧電素子に駆動信号を出力する駆動部と、前記駆動信号によって生じた前記圧力室内の残留振動を検出する検出部と、制御部と、を備え、前記駆動部は、第１期間中に第１電位となり、前記第１期間の後の第２期間中に第２電位となり、前記第２期間の後の第３期間中に、前記第１電位と前記第２電位との間の電位である第３電位となる駆動信号を出力可能であり、前記制御部は、前記第１電位と前記第２電位との間の範囲で、前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、第１電位から第２電位に遷移させる過程で液体に大きな加振力を与えた後に、第２電位から第３電位に変化させて第３電位を保持することによって、液体を吐出させずに検出に必要な大きさの残留振動を発生させることができる。また、第３電位が変更可能なので、第３電位の電位を液体の状態に応じた電位とすることができる。
【０００８】
［適用例２］  上記適用例にかかる液体吐出装置において、前記制御部は、前記ノズルのイナータンスの変化に基づいて前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、第３電位の電位を、液体の状態によって変化するイナータンスに応じた電位とすることができる。
【００１０】
［適用例３］  上記適用例にかかる液体吐出装置において、前記制御部は、前記イナータンスの変化に伴って変化する前記圧力室の振動周期に基づいて前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、第３電位の電位を、イナータンスによって変化する圧力室の振動周期に応じた電位とすることができる。
【００１２】
［適用例４］  上記適用例にかかる液体吐出装置において、前記制御部は、前記ノズルから液体が吐出される電位である吐出電位における前記圧力室の振動周期と、前記ノズルから液体が吐出されない電位である非吐出電位における前記圧力室の振動周期との差に基づいて前記第３電位の電位を変更可能であることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、第３電位を、より高い精度で非吐出電位とすることができ、液体を吐出させずに検出に必要な大きさの残留振動を発生させることができる。
【００１４】
［適用例５］  上記適用例にかかる液体吐出装置において、前記検出部は、前記駆動信号が前記第３期間のときに前記残留振動を検出することを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、液体を吐出させずに発生させた、検出に必要な大きさの残留振動を、より高い精度で検出することができる。
【００１６】
［適用例６］  本適用例にかかる残留振動の検出方法は、振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、前記振動板の振動により前記内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室と連通し、前記圧力室の圧力の増減により前記圧力室内の液体を吐出可能なノズルと、を有するヘッドにおける残留振動の検出方法であって、前記圧電素子に、第１期間中に第１電位となり、前記第１期間の後の第２期間中に第２電位となり、前記第２期間の後の第３期間中に、前記第１電位と前記第２電位との間の電位である第３電位となる駆動信号を出力し、前記駆動信号によって生じた前記圧力室内の残留振動を検出し、前記第１電位と前記第２電位との間の範囲で、前記第３電位の電位を変更可能とすることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、第１電位から第２電位に遷移させる過程で液体に大きな加振力を与えた後、第２電位から第３電位に変化させて第３電位を保持することによって、液体を吐出させずに検出に必要な大きさの残留振動を発生させることができる。また、第３電位が変更可能なので、第３電位の電位を液体の状態に応じた電位とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る液体吐出装置としてのインクジェットプリンターの構成を示すブロック図。
【図２】インクジェットプリンターの概略的な構成を示す説明図。
【図３】実施形態に係るヘッド部の一例を示す概略的な断面図。
【図４】ノズルの配置パターンを示す平面図。
【図５】ヘッド部の他の例を示す構成を示す概略的な断面図。
【図６】駆動信号Ｖｉｎの供給時におけるヘッド部の断面形状の変化を説明するための説明図。
【図７】吐出部における残留振動を表す単振動のモデルを示す回路図。
【図８】吐出部における吐出状態が正常である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。
【図９】キャビティー内部に気泡が混入した場合の吐出部の状態を示す説明図。
【図１０】キャビティー内部への気泡混入によりインクを吐出できなくなった状態における残留振動の実験値と計算値とを示すグラフ。
【図１１】ノズル付近のインクが固着した場合の吐出部の状態を示す説明図。
【図１２】ノズル付近のインクの固着によりインクを吐出できなくなった状態における残留振動の実験値と計算値とを示すグラフ。
【図１３】ノズルの出口付近に紙粉が付着した場合の吐出部の状態を示す説明図。
【図１４】ノズルの出口付近への紙粉の付着によりインクを吐出できなくなった状態における残留振動の実験値と計算値とを示すグラフ。
【図１５】駆動信号生成部の構成を示すブロック図。
【図１６】デコーダーのデコード内容を示す説明図。
【図１７】単位動作期間における駆動信号生成部の動作を示すタイミングチャート。
【図１８】単位動作期間における駆動信号の波形を表すタイミングチャート。
【図１９】検査用の駆動信号の波形を示す波形図。
【図２０】検査用の駆動信号における第３電位Ｖ３の調整方法の１実施例を示す説明図。
【図２１】キャビティーの圧力変化を示す説明図。
【図２２】切替部の構成を示すブロック図。
【図２３】吐出異常検出回路の構成を示すブロック図。
【図２４】吐出異常検出回路の動作を示すタイミングチャート。
【図２５】判定部における判定結果信号の生成を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２０】
＜Ａ．実施形態＞
本実施形態では、印刷装置として、インク（「液体」の一例）を吐出して記録用紙Ｐ（「記録媒体」の一例）に画像を形成するインクジェット式のラインプリンターを例示して説明する。
図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンター１の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、インクジェットプリンター１は、内部に収容されたインクを吐出可能な吐出部３５をＭ個（Ｍは、２以上の自然数）具備するヘッド部３０と、ヘッド部３０を駆動するヘッドドライバー５０と、記録用紙Ｐに対するヘッド部３０の相対位置を移動させるための給紙位置移動部４（「相対位置移動部」の一例）と、吐出部３５において吐出異常が検出された場合に当該吐出部３５の吐出状態を正常に回復させるための回復処理を実行する回復機構７０と、を備える。なお、以下において、ヘッド部３０のことを単にヘッドとも呼称する。
また、インクジェットプリンター１は、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から供給された画像データＩｍｇに基づいて、給紙位置移動部４、ヘッドドライバー５０、及び、回復機構７０の動作を制御することで、記録用紙Ｐに画像を形成する印刷処理、吐出部３５の吐出異常を検出する吐出異常検出処理、及び、吐出部３５の吐出状態を正常に回復させる回復処理等の各種処理の実行を制御する制御部６と、を備える。
【００２１】
制御部６は、ＣＰＵ６１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９から図示省略したインターフェイ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  ＥｒａｓｅｂＬｅ  ＰｒｏｇｒａｍｍａｂＬｅ  Ｒｅａｄ−ＯｎＬｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。また、記憶部６２は、記録用紙Ｐの形状についての情報等の印刷処理を実行する際に必要なデータと、吐出異常検出処理により得られた結果を表す吐出異常検出結果データとを一時的に格納し、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ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。また、記憶部６２は、インクジェットプリンター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ＰＲＯＭを備える。
【００２２】
ＣＰＵ６１は、印刷処理、吐出異常検出処理、回復処理等の各種処理の実行を制御する。より具体的には、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等に基づいて、給紙位置移動部４の駆動を制御するためのドライバー制御信号Ｃｔｒ１及びＣｔｒ２と、ヘッドドライバー５０の駆動を制御するための印刷信号ＳＩ、切替制御信号Ｓｗ、及び、駆動波形信号Ｃｏｍ等の各種信号と、回復機構７０の駆動を制御するための各種制御信号とを生成し、これらの信号をインクジェットプリンター１の各部に供給する。これにより、ＣＰＵ６１は、給紙位置移動部４、ヘッドドライバー５０、及び、回復機構７０の動作を制御し、印刷処理、吐出異常検出処理、及び、回復処理等の各種処理の実行を制御する。なお、制御部６の各構成要素は、図示を省略したバスを介して電気的に接続されている。
【００２３】
ヘッドドライバー５０は、駆動信号生成部５１、吐出異常検出部５２、及び、切替部５３を備える。
駆動信号生成部５１は、制御部６から供給される印刷信号ＳＩ、及び、駆動波形信号Ｃｏｍに基づいて、ヘッド部３０が備える吐出部３５を駆動するための駆動信号Ｖｉｎを生成する。なお、詳細は後述するが、本実施形態において駆動波形信号Ｃｏｍは、駆動波形信号Ｃｏｍ‐Ａ、Ｃｏｍ‐Ｂ、及びＣｏｍ‐Ｃの３つの信号を含む。
また、印刷信号ＳＩ及び駆動波形信号Ｃｏｍを、「印刷制御信号」と総称する。つまり、駆動信号生成部５１は、印刷制御信号に基づいて駆動信号Ｖｉｎを生成する。
吐出異常検出部５２は、吐出部３５が駆動信号Ｖｉｎにより駆動された後に生じる、吐出部３５の内部のインクの振動等に起因する吐出部３５内部の圧力の変化を残留振動信号Ｖｏｕｔとして検出するとともに、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づいて、当該吐出部３５に吐出異常があるか否か及び当該吐出部３５におけるインクの吐出状態を判定し、判定結果を判定結果信号Ｒｓとして出力する。
切替部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、各吐出部３５を、駆動信号生成部５１または吐出異常検出部５２のいずれか一方に接続させる。
【００２４】
給紙位置移動部４は、ヘッド部３０を移動させるための（より正確には、ヘッド部３０を搭載するキャリッジ３２を移動させるための）キャリッジモーター４１と、キャリッジモーター４１を駆動するためのキャリッジモータードライバー４０１と、記録用紙Ｐを搬送するための給紙モーター４２と、給紙モーター４２を駆動するための給紙モータードライバー４０２と、を備える。なお、キャリッジモータードライバー４０１及び給紙モータードライバー４０２を、モータードライバーと総称することがある。
【００２５】
図２は、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。この図に示すように、インクジェットプリンター１は、記録用紙Ｐがロール状に巻き取られた構成のロール紙を収納するためのロール紙収納部４３を備えており、このロール紙収納部４３に収納から記録用紙Ｐが繰り出される。そして、記録用紙Ｐは、給紙モーター４２により回転駆動される駆動側紙送りローラー対４４３により、ガイドローラー４４１、従動側紙送りローラー対４４２、駆動側紙送りローラー対４４３、プラテン４４４などによって規定される搬送経路４４に沿ってＸ軸方向に搬送され、用紙排出口４６から搬出される。
【００２６】
ヘッド部３０を搭載するキャリッジ３２は、記録用紙Ｐの搬送経路４４を挟みプラテン４４４の反対側、つまり、プラテン４４４から見て（＋Ｚ）方向に配置されている。キャリッジ３２は、Ｘ軸方向に延在する例えばボールネジ・ボールスプライン等からなるキャリッジガイド軸３２１と、キャリッジモーター４１と、を含むヘッド部移動機構により、Ｘ軸方向に沿って所定の範囲内を直線往復移動することが可能である。
【００２７】
制御部６は、ヘッド部３０を印刷位置（Ｘ＝Ｘ０）に移動させた状態において、記録用紙ＰをＸ軸方向に搬送しつつ、同時にヘッド部３０が備える複数の吐出部３５から記録用紙ＰのラベルＬｂが配置された領域に画像データＩｍｇに基づいてインクを吐出させることで、印刷処理を実行する。
また、制御部６は、吐出部３５の吐出異常が発見された場合において、ヘッド部３０を、回復機構７０に対向する初期位置（Ｘ＝Ｘｉｎｉ）に移動させて、回復処理を実行する。
【００２８】
また、図２においては図示省略するが、インクジェットプリンター１は、インクを収容した４個のインクカートリッジを備える。具体的には、４個のインクカートリッジは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のインクに１対１に対応して設けられ、キャリッジ３２に搭載されている。
Ｍ個の吐出部３５の各々は、４個のインクカートリッジのいずれか１つからインクの供給を受ける。これにより、各吐出部３５からは、４色のうちいずれか１色のインクを吐出することができ、フルカラー印刷が可能となる。
なお、インクカートリッジは、キャリッジ３２に搭載される代わりに、インクジェットプリンター１の別な場所に設置されるものであってもよい。また、インクジェットプリンター１は、上記４色とは異なる色のインクを収容したインクカートリッジを更に備えるものでもよいし、前記４色のうちの一部の色に対応するインクカートリッジのみを備える（例えば、ブラックに対応するインクカートリッジのみを備える）ものでもよい。
【００２９】
また、ヘッド部３０は、平面視したときに、記録用紙ＰのＹ軸方向の幅以上の幅を有する、上述のとおり、ヘッド部３０は、Ｍ個の吐出部３５を具備し、これらＭ個の吐出部３５は、それぞれ１個のノズルＮを具備する。即ち、ヘッド部３０には、Ｍ個のノズルＮ（Ｎ〔１〕、Ｎ〔２〕、…、Ｎ〔Ｍ〕）が設けられている。
ヘッド部３０は、横方向（Ｙ軸方向）に延在する複数個のノズルＮからなるノズル列を４列有する。そして、４列のノズル列のうち、第１列のノズル列に含まれる各ノズルＮからはイエロー（Ｙ）のインクが吐出され、第２列のノズル列に含まれる各ノズルＮからはマゼンタ（Ｍ）のインクが吐出され、第３列のノズル列に含まれる各ノズルＮからはシアン（Ｃ）のインクが吐出され、第４列のノズル列に含まれる各ノズルＮからはブラック（Ｋ）のインクが吐出される。
【００３０】
次に、図３及び図４を参照しつつ、ヘッド部３０、及び、ヘッド部３０が備える吐出部３５の構成について説明する。
図３は、ヘッド部３０が備える各吐出部３５の概略的な断面図である。図３に示す吐出部３５は、圧電素子２００の駆動によりキャビティー２４５内のインク（液体）がノズルＮから吐出するものである。この吐出部３５は、ノズルＮが形成されたノズルプレート２４０と、キャビティープレート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。なお、キャビティー２４５のことを、圧力室とも呼称する。
【００３１】
キャビティープレート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、キャビティー２４５及びリザーバ２４６が形成される。キャビティー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と連通している。
【００３２】
積層圧電素子２０１の図３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（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。
【００３３】
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３中の矢印で示すように変形して（図３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ー２４５の容積（キャビティー内の圧力）が変化し、キャビティー２４５内に収容されたインク（液体）がノズルＮより液体として吐出する。したがって、駆動信号生成部３３は圧電素子２００に駆動信号を出力する駆動部として機能する。液体の吐出によりキャビティー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。
【００３４】
なお、図３に示すノズルプレート２４０に形成されたノズルＮの配列パターンは、例えば、図４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５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。
【００３５】
次に、吐出部３５の他の例について説明する。図５に示す吐出部３５Ａは、圧電素子２００の駆動により振動板２６２が振動し、キャビティー２５８内のインク（液体）がノズルＮから吐出するものである。ノズル（孔）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及びキャビティープレート２５７が順次接合されている。なお、キャビティー２５８のことを圧力室とも呼称する。
【００３６】
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及びキャビティープレート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、キャビティー２５８及びリザーバ２５９が形成される。キャビティー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。
【００３７】
キャビティープレート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ー２５８の容積（キャビティー内の圧力）が変化し、キャビティー２５８内に収容されたインク（液体）がノズルＮより液体として吐出する。
【００３８】
液体の吐出によりキャビティー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。
【００３９】
次に、インク滴の吐出について、図６を参照しながら説明する。駆動信号生成部３３から図３（図５）に示す圧電素子２００に駆動電圧が印加されると、電極間にクーロン力が発生し、振動板２４３（２６２）は、図６（ａ）に示す初期状態に対して、図３（図５）中の上方向へ撓み、図６（ｂ）に示すようにキャビティー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６（ｃ）に示すようにキャビティー２４５（２５８）の容積が急激に収縮する。このときキャビティー２４５（２５８）内に発生する圧縮圧力により、キャビティー２４５（２５８）を満たすインク（液状材料）の一部が、このキャビティー２４５（２５８）に連通しているノズルＮからインク滴として吐出される。
【００４０】
各キャビティー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。
【００４１】
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。
ｕ＝｛ｐ／（ω・ｍ）｝ｅ−ωｔ・ｓｉｎ（ωｔ）
ω＝｛１／（ｍ・Ｃｍ）−α２｝１／２
α＝ｒ／（２ｍ）
【００４２】
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グラフである。この図８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。ここで、ヘッドについてまとめると、ヘッドは、振動板２４３（２６２）と、振動板２４３（２６２）を振動させる圧電素子２００と、振動板２４３（２６２）の振動により内部の圧力が増減される圧力室と、圧力室と連通し、圧力室の圧力の増減により圧力室内の液体を吐出可能なノズルＮと、を有している。
【００４３】
さて、吐出部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からインク滴が正常に吐出されない現象、即ち液体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）キャビティー２４５内への気泡の混入、（２）ノズルＮ付近でのインクの乾燥・増粘（固着）、（３）ノズルＮの出口付近への紙粉付着、等が挙げられる。
【００４４】
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から液体が吐出されないこと、即ち液体の不吐出現象が現れ、その場合、記録用紙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から液体が吐出されたとしても、液体の量が過少であったり、その液体の飛行方向（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、液体の吐出異常のことを単に「ドット抜け」と言う場合もある。
【００４５】
以下においては、図８に示す比較結果に基づいて、吐出部３５に発生する印刷処理時のドット抜け（吐出異常）現象（液体不吐出現象）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。
【００４６】
まず、ドット抜けの１つの原因である、（１）キャビティー２４５内への気泡の混入について検討する。図９は、キャビティー２４５内に気泡が混入した場合のノズルＮ付近の概念図である。図９に示すように、発生した気泡は、キャビティー２４５の壁面に発生付着しているものと想定される。
このように、キャビティー２４５内に気泡が混入した場合には、キャビティー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マッチングすることにより、図１０のような結果（グラフ）が得られた。図８及び図１０のグラフから分かるように、キャビティー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。
【００４７】
次に、ドット抜けのもう１つの原因である、（２）ノズルＮ付近でのインクの乾燥（固着、増粘）について検討する。図１１は、図４のノズルＮ付近のインクが乾燥により固着した場合のノズルＮ付近の概念図である。この図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、キャビティー２４５内のインクは、キャビティー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。
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１２のような結果（グラフ）が得られた。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吐出部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８及び図１２のグラフから分かるように、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、キャビティー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、キャビティー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。
【００４８】
次に、ドット抜けのさらにもう１つの原因である、（３）ノズルＮ出口付近への紙粉付着について検討する。
図１３は、図４のノズルＮ出口付近に紙粉が付着した場合のノズルＮ付近の概念図である。この図１３に示すように、ノズルＮの出口付近に紙粉が付着した場合、キャビティー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ー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。
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マッチングすることにより、図１４のような結果（グラフ）が得られた。図８及び図１４のグラフから分かるように、ノズルＮ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。
なお、図１２及び図１４に示すグラフから、紙粉付着の場合は、インクの乾燥の場合と比較して、残留振動の周波数が高いことが分かる。
【００４９】
ここで、ノズルＮ付近のインクが乾燥して増粘した場合と、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（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しきい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、各吐出部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、各吐出部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。
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。
【００５０】
次に、図１５乃至図２２を参照しつつヘッドドライバー５０（駆動信号生成部５１、吐出異常検出部５２、及び、切替部５３）の構成及び動作について説明する。
【００５１】
図１５は、ヘッドドライバー５０のうち駆動信号生成部５１の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、駆動信号生成部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及びＴＧｃからなる組を、Ｍ個の吐出部３５に１対１に対応するように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段と称することがある。
なお、詳細は後述するが、吐出異常検出部５２は、Ｍ個の吐出部３５に１対１に対応するようにＭ個の吐出異常検出回路ＤＴ（図２２に示すＤＴ〔１〕、ＤＴ〔２〕、…、ＤＴ〔Ｍ〕）を具備する。
【００５２】
駆動信号生成部５１には、制御部６から、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。
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、各吐出部３５（各ノズル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、各吐出部３５（各ノズル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に同期して駆動信号生成部５１にシリアルで供給される。この印刷信号ＳＩにより、各吐出部３５から吐出されるインク量を制御することで、記録用紙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を生成することが可能となる。
【００５３】
シフトレジスタＳＲのそれぞれは、印刷信号ＳＩを、各吐出部３５に対応する３ビット毎に、一旦保持する。詳細には、Ｍ個の吐出部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、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。
【００５４】
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。
【００５５】
ところで、インクジェットプリンター１が記録用紙Ｐに画像を形成して印刷を行う期間である印刷動作期間は、複数の単位動作期間Ｔｕからなる。
そして、制御部６は、Ｍ個の吐出部３５の各々について、単位動作期間Ｔｕを印刷処理または吐出異常検出処理に割り当てる。制御部６は、３つの態様で吐出部３５を制御する。第１の態様は、Ｍ個の吐出部３５の一部に印刷処理を割り当て、他部に吐出異常検出処理に割り当てる。第２の態様は、Ｍ個の吐出部３５の全てに印刷処理を割り当てる。第３の態様は、Ｍ個の吐出部３５の全てに吐出異常検出処理を割り当てる。
各単位動作期間Ｔｕは、制御期間Ｔｃ１とこれに後続する制御期間Ｔｃ２とからなる。本実施形態では、制御期間Ｔｃ１及びＴｃ２は、互いに等しい時間長を有する。
制御部６は、駆動信号生成部５１に対して、単位動作期間Ｔｕ毎に印刷信号ＳＩを供給し、また、ラッチ回路ＬＴは、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。
【００５６】
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Ｔｃ１及びＴｃ２のそれぞれにおいて、選択信号Ｓａ、Ｓｂ及びＳｃを出力する。
図１６は、デコーダーＤＣが行うデコードの内容を示す説明図（テーブル）である。この図に示すように、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〕の示す内容が、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Ｔｃ１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Ｔｃ２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。
また、下位ビットｂ３が「１」の場合は、上位ビットｂ１及び中位ビットｂ２の値に関わらず、ｍ段のデコーダーＤＣは、制御期間Ｔｃ１及びＴｃ２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。
【００５７】
説明を図１５に戻す。図１５に示すように、駆動信号生成部５１は、Ｍ個の吐出部３５に１対１に対応するように、Ｍ個のトランスミッションゲートＴＧａ及びＴＧｂの組を備える。
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。
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Ｔｃ１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Ｔｃ２においてトランスミッションゲートＴＧａ及びＴＧｃがオフするとともにトランスミッションゲートＴＧｂがオンする。
【００５８】
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及びＴＧｃの他端は相互に接続されている。
トランスミッションゲートＴＧａ、ＴＧｂ及びＴＧｃは排他的にオンとなり、制御期間Ｔｃ１及びＴｃ２毎に選択された駆動波形信号Ｃｏｍ‐Ａ、Ｃｏｍ‐Ｂ、またはＣｏｍ‐Ｃが、駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕として出力され、これが、切替部５３を介してｍ段の吐出部３５に供給される。
【００５９】
図１７は、単位動作期間Ｔｕにおける駆動信号生成部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、各単位動作期間Ｔｕは、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨにより規定される、互いに等しい時間長の制御期間Ｔｃ１及びＴｃ２からなる。
【００６０】
図１７に示されるように、単位動作期間Ｔｕにおいて制御部６から供給される駆動波形信号Ｃｏｍ‐Ａは、単位動作期間Ｔｕのうち制御期間Ｔｃ１に配置された単位波形ＰＡ１と、制御期間Ｔｃ２に配置された単位波形ＰＡ２と、を連続させた波形である。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Ｖｃである。また、この図に示す通り、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、各吐出部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吐出部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。
【００６１】
単位動作期間Ｔｕにおいて制御部６から供給される駆動波形信号Ｃｏｍ‐Ｂは、制御期間Ｔｃ１に配置された単位波形ＰＢ１と、制御期間Ｔｃ２に配置された単位波形ＰＢ２とを連続させた波形である。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Ｖｃであり、単位波形ＰＢ２は制御期間Ｔｃ２に亘って基準電位Ｖｃに保たれる。また、単位波形ＰＢ１の電位Ｖｂ１１と基準電位Ｖｃ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、各吐出部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吐出部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。
【００６２】
単位動作期間Ｔｕにおいて制御部６から供給される駆動波形信号Ｃｏｍ‐Ｃは、制御期間Ｔｃ１に配置された単位波形ＰＣ１と、制御期間Ｔｃ２に配置された単位波形ＰＣ２とを連続させた波形である。単位波形ＰＢ１の開始及び単位波形ＰＢ２の終了のタイミングにおける電位は、いずれも第１電位Ｖ１（この例では、基準電位Ｖｃ）である。単位波形ＰＢ１は、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２に遷移し、更に、第２電位Ｖ２から第３電位Ｖ３に遷移し、第３電位Ｖ３に保たれる。また、単位波形ＰＢ２は、第３電位Ｖ３を保持した後、第３電位Ｖ３から第１電位Ｖ１に遷移し、第１電位Ｖ１に保たれる。駆動波形信号Ｃｏｍ‐Ｃはインクの吐出状態を検査する際に選択される。なお、この例の第１電位（基準電位Ｖｃ）は、インクの非吐出時において、圧電素子２００に保持されるべき電位に設定してある。
【００６３】
上述のとおり、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、即ち、単位動作期間Ｔｕ（ＴｐまたはＴｔ）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。
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Ｔｃ１及びＴｃ２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及びＳｃを出力する。
また、ｍ段のトランスミッションゲートＴＧａ、ＴＧｂ及びＴＧｃは、上述のとおり、選択信号Ｓａ、Ｓｂ及びＳｃに基づいて、駆動波形信号Ｃｏｍ‐Ａ、Ｃｏｍ‐Ｂ、またはＣｏｍ‐Ｃのいずれかを選択し、選択した駆動波形信号Ｃｏｍを駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕として出力する。
【００６４】
図１５乃至図１７加え、図１８を参照しつつ、単位動作期間Ｔｕにおいて駆動信号生成部５１が出力する駆動信号Ｖｉｎの波形について説明する。
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）である場合には、制御期間Ｔｃ１及び制御期間Ｔｃ２において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃがそれぞれＨレベル、Ｌレベル、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及び単位波形ＰＡ２が駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕として出力される。また、制御期間Ｔｃ２において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃがそれぞれＨレベル、Ｌレベル、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。
この結果、ｍ段の吐出部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の吐出、及び、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、これら２度にわたり吐出されたインクが記録用紙Ｐ上で合体するため、記録用紙Ｐ上には、大ドットが形成される。
【００６５】
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）である場合には、制御期間Ｔｃ１において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃがそれぞれＨレベル、Ｌレベル、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Ｔｃ２において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃがそれぞれＬレベル、Ｈレベル、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。
この結果、ｍ段の吐出部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の吐出がなされ、記録用紙Ｐ上には、中ドットが形成される。
【００６６】
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）である場合には、制御期間Ｔｃ１において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃがそれぞれＬレベル、Ｈレベル、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Ｔｃ２において、選択信号Ｓａ、ＳｂがそれぞれＨレベル、Ｌレベル、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。
この結果、ｍ段の吐出部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、記録用紙Ｐ上には、小ドットが形成される。
【００６７】
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）である場合には、制御期間Ｔｃ１及びＴｃ２において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃがそれぞれＬレベル、Ｈレベル、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及びＰＢ２が駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕として出力される。
この結果、ｍ段の吐出部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、記録用紙Ｐ上には、ドットが形成されない（非記録となる）。
【００６８】
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）＝（１ｏｒ０、１ｏｒ０、１）である場合には、制御期間Ｔｃ１及びＴｃ２において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃがそれぞれＬレベル、Ｌレベル、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及びＰＣ２が駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕として出力される。
この結果、ｍ段の吐出部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、インクの吐出状態の検査が行われる。
【００６９】
図１９に、検査用の駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕の波形を示す。同図に示すように駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕は、時刻ｔ１ｓから時刻ｔ１ｅまでの第１期間Ｔ１中に第１電位Ｖ１となり、時刻ｔ２ｓから時刻ｔ２ｅまでの第２期間Ｔ２中に第２電位Ｖ２となり、時刻ｔ３ｓから時刻ｔ３ｅまでの第３期間Ｔ３中に第３電位Ｖ３となる。また、駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕は、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２（ｔ１ｅ〜ｔ２ｓ）に遷移し、第２電位Ｖ２から第３電位Ｖ３に遷移する（ｔ２ｅ〜ｔ３ｓ）に遷移する。
【００７０】
この例では、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２まで遷移させる時刻ｔ１ｅから時刻ｔ２ｓにおいて圧電素子２００にチャージされた電荷が放電される。この結果、圧電素子２００はメニスカスをキャビティー２４５の内部に引き込むように加振される。この後、第２期間Ｔ２では、第２電位Ｖ２を保持し、時刻ｔ２ｅから時刻ｔ３ｓにおいて、第２電位Ｖ２から第３電位Ｖ３に遷移させる。時刻ｔ２ｅから時刻ｔ３ｓまでの期間では、圧電素子２００に電荷がチャージされる。この結果、圧電素子２００はメニスカスをキャビティー２４５の外部に押し出す方向に変位する。但し、インクがノズルＮから吐出されないように第３電位Ｖ３が設定されている。仮に、第２電位Ｖ２から第１電位Ｖ１に遷移させると、圧電素子２００の変位が短時間で元の状態に戻り、インクが吐出されてしまう。
【００７１】
そこで、本実施形態では、第３電位Ｖ３が、第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２との間の電位となるように設定している。即ち、この例では、メニスカスをなるべくキャビティー２４５の内部に引き込んだ状態から、インクが吐出されないようにメニスカスを戻すことによって、キャビティー２４５の内部に大きな圧力変化を発生させる。これによって、残留振動を大きな振幅で取り出すことが可能となる。つまり、駆動部は、第１期間中に第１電位Ｖ１となり、第１期間の後の第２期間中に第２電位Ｖ２となり、第２期間の後の第３期間中に、第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２との間の電位である第３電位Ｖ３となる駆動信号を出力可能である。これにより、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２に遷移させる過程で液体に大きな加振力を与えた後、第２電位Ｖ２から第３電位Ｖ３に変化させて第３電位Ｖ３を保持することによって、液体を吐出させずに検出に必要な大きさの残留振動を発生させることができる。
ここで、インクジェットプリンター１が記録用紙Ｐに画像を形成して印刷を連続して行っていくと、その印刷を行う時間の経過に伴って、インクの粘度が徐徐に増加する（増粘）等の経時変化を生じる。インクの増粘が進むと、駆動信号Ｖｉｎにおける所定の電位に対するメニスカスの挙動が変化して、例えば、非吐出の電位として設定された第３電位Ｖ３においてインクが吐出されてしまう虞がある。このため、本発明の吐出異常検出処理においては、インクの粘度等の状態に応じて第３電位Ｖ３を調整する。言い換えれば、インクの粘度等の状態に応じて第３電位Ｖ３を変更可能とする。この動作は制御部６によって行われる。すなわち、制御部６は、第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２との間の範囲で、第３電位Ｖ３の電位を変更可能である。これにより、第３電位Ｖ３が変更可能なので、第３電位Ｖ３の電位を液体の状態に応じた電位とすることができる。
以下、第３電位Ｖ３の調整方法について具体的に説明する。図２０は、検査用の駆動信号における第３電位Ｖ３の調整方法の１実施例を示す説明図である。縦軸はキャビティー２４５内部の振動周期（μs）であり、横軸は第３電位Ｖ３の電位（％）である。ここで、第３電位Ｖ３の電位（％）とは、第３電位Ｖ３の調整可能な範囲において、最高電位を１００％としたときの電位の高さを百分率で表したものである。
【００７２】
本実施形態の第３電位Ｖ３の調整方法では、第３電位Ｖ３の第１の電位におけるノズルＮのイナータンスと、第１の電位より所定の量高い第３電位Ｖ３の第２の電位におけるノズルＮのイナータンスとを、第１の電位を徐徐に高くしながら比較していき、第１の電位におけるノズルＮのイナータンスと、第２の電位におけるノズルＮのイナータンスとの差が閾値以上になったとき、Ｖ３の第２の電位を吐出電位の電位として認識して、その吐出電位の電位よりも所定量低い電位の非吐出電位を第３電位Ｖ３とする。ここで、ノズルＮのイナータンスは、ノズルＮのイナータンスの変化に基づくキャビティー２４５内部の振動周期（μs）により検知する。換言すれば、制御部６は、ノズルＮのイナータンスの変化に基づいて第３電位Ｖ３の電位を変更可能である。これにより、第３電位Ｖ３の電位を、液体の状態によって変化するイナータンスに応じた電位とすることができる。また、より詳細に述べると、制御部６は、イナータンスの変化に伴って変化する圧力室の振動周期に基づいて第３電位Ｖ３の電位を変更可能である。これにより、第３電位Ｖ３の電位を、イナータンスによって変化する圧力室の振動周期に応じた電位とすることができる。
図２０において、Ｖ３の第２の電位は第１の電位より１５％高い電位とし、第１の電位は２５％からスタートしている。即ち、Ｖ３の第１の電位としての２５％におけるキャビティー２４５内部の振動周期と、第２の電位としての４０％におけるキャビティー２４５内部の振動周期との比較からスタートしている。なお、本実施形態では、上述の閾値を０．１５（μｓ）としている。
【００７３】
図２０において、まず、Ｖ３の第１の電位２５％における振動周期は０．７１μｓであり、それに対する第２の電位４０％における振動周期は０．６７であった。ここで振動周期の差Δｆ１は０．０４であり、閾値より小さい。
次に、Ｖ３の第１の電位を５％上げた電位３０％における振動周期は０．７２μｓであり、それに対する第２の電位４５％における振動周期は０．６９μｓであった。ここで振動周期の差Δｆ２は０．０３であり、閾値より小さい。
次に、Ｖ３の電位をさらに５％上げた電位３５％における振動周期は０．７４であり、それに対する第２の電位５０％における振動周期は０．５９であった。ここで振動周期の差Δｆ３はちょうど閾値の０．１５となり、Ｖ３の電位５０％は吐出電位であると判定できる。
このように、Ｖ３の第１の電位におけるノズルＮのイナータンス（キャビティー２４５内部の振動周期、以下同じ）と、第１の電位より所定の量高い第２の電位におけるノズルＮのイナータンスとを、第１の電位を徐徐に高くしながら比較していくことにより、第１の電位におけるノズルＮのイナータンスと、第２の電位におけるノズルＮのイナータンスとの差が閾値以上になったときのＶ３の第２の電位を吐出電位の電位として認識する方法によれば、任意の１つの電位を徐徐に上げながら、各電位におけるノズルＮのイナータンスを確認していく場合よりもノズルＮのイナータンスの変化量を大きくできるので、吐出電位と非吐出電位との境界に近い吐出電位をより明確に検知することができる。
そして、現状のインクの状態において吐出電位として検知されたＶ３の電位５０％から、制御部６が有するデータテーブルに基づいて所定の高さ分低い電位の第３電位Ｖ３を導き出すことができる。
このようにして導き出した第３電位Ｖ３を、図１９に示す検査用の駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕の波形に取り入れることにより、その時のインクの状態において、インクが吐出されないようにして、且つ、メニスカスをなるべくノズルＮのノズル面側に戻した状態にすることができるので、キャビティー２４５の内部に大きな圧力変化を発生させて、残留振動を大きな振幅で取り出すことが可能になる。換言すれば、制御部６は、ノズルＮから液体が吐出される電位である吐出電位における圧力室の振動周期と、ノズルＮから液体が吐出されない電位である非吐出電位における圧力室の振動周期との差に基づいて第３電位Ｖ３の電位を変更可能である。これにより、第３電位Ｖ３を、より高い精度で非吐出電位とすることができ、液体を吐出させずに検出に必要な大きさの残留振動を発生させることができる。
【００７４】
図１９に戻り、検査用の駆動信号Ｖｉｎ（Ｍ）についての説明を続ける。本実施形態においては、第１期間Ｔ１の終了時刻ｔ１ｅから第２期間Ｔ２の終了時刻ｔ２ｅまでの時間をＴＸａとし、キャビティー２４５の固有振動周期をＴｃとしたとき、以下のように時間ＴＸａを定めることが好ましい。
キャビティー２４５内のインクは圧電素子２００が撓むことによって加振される。このとき、キャビティー２４５内の圧力は固有振動周期Ｔｃに同期して増加減少する。一方、第２期間Ｔ２の終了時刻ｔ２ｅは、圧電素子２００の変位の方向を変化させるタイミングである。大きな残留振動を得るためには、キャビティー２４５内の圧力の変化に同期して、圧電素子２００の変位の方向を変化させることが好ましい。この場合、キャビティー内の圧力は、時間ＴＸａが図２１におけるＴｃ／２と等しいタイミングで減少から増加へと転ずる。従って、時間ＴＸａはＴｃ２と等しいことが好ましい。
【００７５】
また、図２１において、〔Ｔｃ／２−Ｔｃ／４〕から〔Ｔｃ／２＋Ｔｃ／４〕までは、最大振幅の５０％の範囲である。従って、時間ＴＸａを以下の式（１）を充足するように設定することによって、時間ＴＸａが、〔０〕から〔Ｔｃ／２−Ｔｃ／４〕までの範囲、あるいは、〔Ｔｃ／２＋Ｔｃ／４〕から〔Ｔｃ〕までの範囲にある場合と比較して、効率を高めることができる。
Ｔｃ／２−Ｔｃ／４＜ＴＸａ＜Ｔｃ／２＋Ｔｃ／４……（１）
また、特に、Ｔｃ／２からＴｃ／２＋Ｔｃ／４までの範囲は、圧力が減少から増加へ転じた後であるので、その範囲に時間ＴＸａを設定することによって、さらに効率を高めることができる。
【００７６】
ところで、吐出異常検出部５２において残留振動を検出するのは、第３期間Ｔ３（図１９など参照）である。言い換えると、検出部５５は、駆動信号が第３期間のときに残留振動を検出する。これにより、液体を吐出させずに発生させた、検出に必要な大きさの残留振動を、より高い精度で検出することができる。このとき、残留振動を十分検出できるように、第３期間Ｔ３は第２期間Ｔ２よりも長くなっている。また、残留振動の解析において、キャビティー２４５の固有振動周期Ｔｃを実際に検知することは、インクの吐出状態を特定するために重要である。従って、第３期間Ｔ３は、固有振動周期Ｔｃよりも長くなるように設定されている。
【００７７】
さらに、インクの吐出状態の検査においては、残留振動を積極的に利用したが、通常の印刷において、一つ前の単位動作期間Ｔｕにおいて発生した残留振動の影響を受けると、インクの吐出に悪影響を及ぼすことがある。そこで、残留振動を打ち消すように第３期間Ｔ３の長さを定めることが好ましい。より具体的には、第３期間Ｔ３を固有振動周期Ｔｃの自然数倍に設定すればよい。また、上述した時間ＴＸａの設定と同様に、式（２）を充足するように第３期間Ｔ３を設定することによって、効果的に残留振動を打ち消すことができる。
ｋ・Ｔｃ−Ｔｃ／４＜Ｔ３＜ｋ・Ｔｃ＋Ｔｃ／４…（２）
但しｋは自然数
【００７８】
本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、検査用の駆動信号Ｖｉｎにより吐出部３５を駆動して、その結果生じる当該吐出部３５のキャビティー２４５内部の圧力変化に基づく圧電素子２００の起電力の変化を残留振動信号Ｖｏｕｔとして検出する。そして、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づいて当該吐出部３５に吐出異常があるか否かについての判定を実行する吐出異常検出処理を実行する。
【００７９】
図２２は、ヘッドドライバー５０のうち切替部５３の構成、並びに、切替部５３と吐出異常検出部５２、ヘッド部３０、及び、駆動信号生成部５１との電気的な接続関係を示すブロック図である。
図２２に示すように、切替部５３は、Ｍ個の吐出部３５に１対１に対応する１段〜Ｍ段のＭ個の切替回路Ｕ（Ｕ〔１〕、Ｕ〔２〕、…、Ｕ〔Ｍ〕）を備える。ｍ段の切替回路Ｕ〔ｍ〕は、ｍ段の吐出部３５を、駆動信号Ｖｉｎ〔Ｍ〕が供給される配線、または吐出異常検出部５２が備える吐出異常検出回路ＤＴのいずれか一方に、電気的に接続する。
以下では、各切替回路Ｕにおいて、吐出部３５と、駆動信号生成部５１とが、電気的に接続させている状態を、第１の接続状態と称する。また、吐出部３５と、吐出異常検出部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の接続状態と称する。
【００８０】
制御部６は、ｍ段の切替回路Ｕ〔ｍ〕に対して、切替回路Ｕ〔ｍ〕の接続状態を制御するための切替制御信号Ｓｗ〔ｍ〕を供給する。
具体的には、制御部６は、単位動作期間Ｔｕにおいて、印字を実行させる吐出部３５に対応する切替回路を第１の接続状態とし、検査の対象となる吐出部３５に対応する切替回路を第２の接続状態とするように切替制御信号Ｓｗ〔１〕、Ｓｗ〔２〕、…、Ｓｗ〔Ｍ〕を出力する。即ち、単位動作期間Ｔｕにおいて、第１の接続状態と第２の接続状態と指定する切替制御信号Ｓｗが混在してもよいし、切替制御信号Ｓｗが全て第１の接続状態を指定してもよいし、切替制御信号Ｓｗが全て第２の接続状態を指定してもよい。
【００８１】
図２３は、ヘッドドライバー５０のうち吐出異常検出部５２が備える吐出異常検出回路ＤＴの構成を示すブロック図である。
図２３に示すように、吐出異常検出回路ＤＴは、残留振動信号Ｖｏｕｔに基づいて、吐出部３５の残留振動の１周期分の時間長を表す検出信号ＮＴｃを出力する検出部５５と、検出信号ＮＴｃに基づいて、吐出部３５における吐出異常の有無及び吐出異常がある場合におけるその吐出状態を判定して、判定結果を表す判定結果信号Ｒｓを出力する判定部５６と、を具備する。
このうち検出部５５は、吐出部３５から出力される残留振動信号Ｖｏｕｔからノイズ成分等を除去した整形波形信号Ｖｄを生成する波形整形部５５１と、整形波形信号Ｖｄに基づいて、検出信号ＮＴｃを生成する計測部５５２と、を備える。
【００８２】
波形整形部５５１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５５１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。
【００８３】
計測部５５２には、波形整形部５５１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、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電位Ｖｔｈ＿ｃと、閾値電位Ｖｔｈ＿ｃよりも高電位に定められた閾値電位Ｖｔｈ＿ｏと、閾値電位Ｖｔｈ＿ｃよりも低電位に定められた閾値電位Ｖｔｈ＿ｕと、が供給される。計測部５５２は、これらの信号等に基づいて、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を出力する。
【００８４】
図２４は、計測部５５２の動作を示すタイミングチャートである。
この図に示すように、計測部５５２は、整形波形信号Ｖｄの示す電位と閾値電位Ｖｔｈ＿ｃとを比較して、整形波形信号Ｖｄの示す電位が閾値電位Ｖｔｈ＿ｃ以上となる場合にハイレベルとなり、整形波形信号Ｖｄの示す電位が閾値電位Ｖｔｈ＿ｃ未満となる場合にローレベルとなる比較信号Ｃｍｐ１を生成する。
また、計測部５５２は、整形波形信号Ｖｄの示す電位と閾値電位Ｖｔｈ＿ｏとを比較して、整形波形信号Ｖｄの示す電位が閾値電位Ｖｔｈ＿ｏ以上となる場合にハイレベルとなり、整形波形信号Ｖｄの示す電位が閾値電位Ｖｔｈ＿ｏ未満となる場合にローレベルとなる比較信号Ｃｍｐ２を生成する。
また、計測部５５２は、整形波形信号Ｖｄの示す電位と閾値電位Ｖｔｈ＿ｕとを比較して、整形波形信号Ｖｄの示す電位が閾値電位Ｖｔｈ＿ｕ未満となる場合にハイレベルとなり、整形波形信号Ｖｄの示す電位が閾値電位Ｖｔｈ＿ｕ以上となる場合にハイレベルとなる比較信号Ｃｍｐ３を生成する。
マスク信号Ｍｓｋは、波形整形部５５１からの整形波形信号Ｖｄの供給が開始されてから所定の期間Ｔｍｓｋの間だけハイレベルとなる信号である。本実施形態では、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。
【００８５】
計測部５５２は、カウンター（図示省略）を備える。当該カウンターは、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、クロック信号（図示省略）のカウントを開始する。即ち、当該カウンターは、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、または、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。
そして、当該カウンターは、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て、得られたカウント値を検出信号ＮＴｃとして出力する。即ち、当該カウンターは、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、または、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。
このように、計測部５５２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。
【００８６】
ところで、図２４において一点鎖線で示すように整形波形信号Ｖｄの振幅が小さい場合には、正確に検出信号ＮＴｃを計測できない可能性が高くなる。また、整形波形信号Ｖｄの振幅が小さい場合には、仮に検出信号ＮＴｃの結果のみに基づいて吐出部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、実際には吐出異常が生じている可能性が存在する。例えば、整形波形信号Ｖｄの振幅が小さい場合、キャビティー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こと等が考えられる。
そこで、本実施形態は、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。
具体的には、計測部５５２は、カウンター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、閾値信号Ｖｔｈ＿ｕを下回る場合に、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、この有効性フラグＦＬａｇを出力する。より詳細には、計測部５５２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。
【００８７】
このように本実施形態において、計測部５５２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ため、より正確に吐出異常を検出することが可能となる。検出部５５についてまとめると、検出部５５は、駆動信号によって生じた圧力室内の残留振動を検出する。
【００８８】
判定部５６は、検出信号ＮＴｃ及び有効性フラグＦＬａｇに基づいて、吐出部３５におけるインクの吐出状態を判定し、判定結果を判定結果信号Ｒｓとして出力する。
図２５は、判定部５６における判定の内容を説明するための説明図である。この図に示すように、判定部５６は、検出信号ＮＴｃの示す時間長を、閾値ＮＴＸ１、閾値ＮＴＸ１よりも長い時間長を表す閾値ＮＴＸ２、及び、閾値ＮＴＸ２よりも更に長い時間長を表す閾値ＮＴＸ３のそれぞれと比較する。
ここで、閾値ＮＴＸ１は、キャビティー２４５内部に気泡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、閾値ＮＴＸ２は、ノズルＮ出口付近に紙粉が付着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、閾値ＮＴＸ３は、ノズルＮ付近におけるインクの固着または増粘により、紙粉が付着する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。
【００８９】
図２５に示すように、判定部５６は、有効性フラグＦＬａｇの値が「１」であり、且つ、「ＮＴＸ１≦ＮＴｃ≦ＮＴＸ２」を満たす場合には、吐出部３５におけるインクの吐出状態が正常であると判定し、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。
また、判定部５６は、有効性フラグＦＬａｇの値が「１」であり、且つ、「ＮＴｃ＜ＮＴＸ１」を満たす場合には、キャビティー２４５に生じた気泡により吐出異常が発生していると判定し、判定結果信号Ｒｓに対して、気泡による吐出異常が発生していることを示す値「２」を設定する。
また、判定部５６は、有効性フラグＦＬａｇの値が「１」であり、且つ、「ＮＴＸ２＜ＮＴｃ≦ＮＴＸ３」を満たす場合には、ノズルＮ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し、判定結果信号Ｒｓに対して、紙粉による吐出異常が発生していることを示す値「３」を設定する。
また、判定部５６は、有効性フラグＦＬａｇの値が「１」であり、且つ、「ＮＴＸ３＜ＮＴｃ」を満たす場合には、ノズルＮ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し、判定結果信号Ｒｓに対して、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」を設定する。
【００９０】
以上のように、判定部５６では、吐出部３５において吐出異常が生じているか否かを判定し、判定結果を判定結果信号Ｒｓとして出力する。このため、制御部６は、吐出異常が生じている場合には、必要に応じて、印刷処理を中断し（厳密には、印刷動作期間を中断させて）、ヘッド部３０を初期位置（Ｘ＝Ｘｉｎｉ）に移動させたうえで、判定結果信号Ｒｓに示される吐出異常原因に応じた適切な回復処理を実行することができる。
【００９１】
なお、判定部５６における判定は、制御部６（ＣＰＵ６１）において実行されるものであっても構わない。この場合、吐出異常検出部５２の吐出異常検出回路ＤＴは、判定部５６を備えずに構成され、検出部５５が生成する検出信号ＮＴｃを制御部６に対して出力するものであればよい。
【００９２】
このように本実施形態によれば、検査用の駆動信号Ｖｉｎにおいて、そのレベルを第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２に遷移させ、更に、第２電位Ｖ２から第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２の間の電位である第３電位Ｖ３に変化させた。これにより、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２に遷移させる過程でインクに大きな加振力を与えることができ、更に、第２電位Ｖ２から第３電位Ｖ３に変化させて第３電位Ｖ３を保持することによって、加振力を利用しつつ、インクがノズルＮから吐出されないようにキャビティー２４５の内圧を制御することがきる。
【００９３】
しかも、本実施形態では、吐出異常検出する前に、そのときのインクの粘度などの状態における吐出電位と非吐出電位との境界付近の吐出電位の出力を検出し、その吐出電位の出力に基づいて、検査用の駆動信号Ｖｉｎにおける非吐出電圧である第３電位を決定する方法を含む。これにより、インクの増粘などの経時変化に対応させて、インクをノズルＮから吐出させること無く、大きな残留振動を得ることによりインクの吐出状態を正確に検出・判定することができる。
【００９４】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態及びその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００９５】
例えば、上述した実施形態において検査用の駆動信号Ｖｉｎは、第１電位Ｖ１、第２電位Ｖ２及び第３電位Ｖ３の３つの状態をとるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、４つ以上の電位を含む波形の駆動信号であってもよい。
【００９６】
また、上述した実施形態において、インクジェットプリンターは、図２に示すようなラインプリンターであるが、シリアルプリンターであってもよい。例えば、図２に示すヘッド部３０の代わりに、Ｙ軸方向の幅が記録用紙Ｐの幅よりも狭いヘッド部を備え、キャリッジの主走査方向がＹ軸方向となるようなインクジェットプリンターであってもよい。
【００９７】
また、上述した実施形態では、液体としてインクを吐出する液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンターを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液体を吐出するものであれば、どのような装置であってもよい。例えば以下のような各種の材料を含む液体（サスペンション、エマルション等の分散液を含む）を吐出する装置であってもよい。即ち、カラーフィルタのフィルタ材料（インク）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置におけるＥＬ発光層を形成するための発光材料、電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料、ＰＤＰ（ＰＬａｓｍａ  ＤｉｓｐｌａｙＬ）装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板Ｗの表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、２枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料、ＤＮＡチップやプロテインチップなどのバイオセンサーに利用する各種試験液体材料などである。
【００９８】
また、本発明では、液体を吐出する対象となる記録媒体は、記録用紙Ｐのような紙に限らず、フィルム、織布、不織布等の他のメディアや、ガラス基板、シリコン基板等の各種基板のようなワークであってもよい。
【００９９】
また、上記実施形態で述べたインクジェットプリンター１において、吐出状態の検査の全てを、非吐出の第３電位Ｖ３を含む検査用の駆動信号Ｖｉｎによる吐出異常検出処理（非吐出検査）としなくてもよい。少なくとも、記録用紙Ｐへの画像の印刷中に非吐出検査を実施することが好ましい。このようにすれば、印刷中の記録用紙Ｐを汚さずに検査を行うことができる。なお、記録用紙Ｐへの画像の印刷中以外（印刷開始前や印刷終了後）においては、吐出状態の検査の際に液体が吐出されてもよい（吐出検査）。また、印刷中に、例えば紙粉などの異物がノズルＮ付着する恐れがある場合には、異物を検出するための異物検査を行ってもよい。異物検査は、例えば、異物が付着したノズルＮに対し、メニスカスを壊すことによって気泡を取り込ませてから検査を行う、というものである。このように、インクジェットプリンター１の状況に応じて、複数種類の検査を使い分けてもよい。例えば、制御部６は、画像を印刷しているときには液体を吐出させない非吐出検査を実行し、画像を印刷していないときには液体を吐出させる吐出検査を実行してもよい。状況に応じて最適な検査を行うことで、各検査を好適に実行することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１…液体吐出装置としてのインクジェットプリンター、６…制御部、３０…ヘッド部、３２…キャリッジ、３３…駆動信号生成部、３５…吐出部、５１…駆動信号生成部、５２…吐出異常検出部、５３…切替部、５５…検出部、５６…判定部、６１…ＣＰＵ、６２…記憶部、７０…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…キャビティープレート、２４３…振動板、２４４…中間層、２４５…キャビティー、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…キャビティープレート、２５８…キャビティー、２５９…リザーバ、２６０…インク供給口、２６１…インク取り入れ口、２６２…振動板、２６３…下部電極、２６４…上部電極、３１１…インク供給チューブ、３２１…キャリッジガイド軸、４４２，４４３…ローラー対、４４４…プラテン、５５１…波形整形部、５５２…計測部、Ｎ…ノズル、Ｖ１…第１電位、Ｖ２…第２電位、Ｖ３…第３電位。
【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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