(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子と、
内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、
前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、
前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を示す残留振動信号に基づいて前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する吐出状態判定部と、
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、
前記駆動信号を前記圧電素子へ伝達し、前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、
前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続するための第１外部配線と、
前記集積回路と前記吐出状態判定部とを電気的に接続するための第２外部配線と、
を備え、
前記集積回路は、
第１配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させて前記残留振動信号を生成する残留振動検出部と、
第２配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第１内部配線と、
前記第２配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第２内部配線と、
前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第１内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第１スイッチと、
前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第２内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第２スイッチと、
前記第１配線層及び前記第２配線層の間の第３配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、
を具備し、
前記第１外部配線の経路長は、
前記第２外部配線の経路長よりも短い、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記集積回路は、
基板上に形成され、前記基板に垂直な方向から見たときに、第１部分領域を含む第１領域と、第２部分領域を含む第２領域とに区分され、
前記残留振動検出部は、
前記第１領域に設けられ、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、
前記第２領域に設けられ、
前記第２内部配線は、
前記第１部分領域と前記第２部分領域とに設けられ、
前記シールド部は、
前記第１領域のうち少なくとも前記第１部分領域を含む領域に設けられる、
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】
前記シールド部は、
前記第２領域のうち少なくとも前記第２部分領域を含む領域に設けられる、
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】
前記第１内部配線は、
前記第１部分領域と前記第２部分領域とに設けられる、
ことを特徴とする、請求項２または３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記集積回路は、
基板上に形成され、
前記第２配線層は、
前記第３配線層から見て、前記基板とは反対側の層である、
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６】
液体吐出装置に設けられるヘッドユニットであって、
圧電素子と、
内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、
前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、
前記圧電素子を駆動するための駆動信号を前記圧電素子に伝達し、前記圧電素子が駆動された後に前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、
前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続する第１外部配線と、
を備え、
前記集積回路は、
第１配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させた残留振動信号を生成する残留振動検出部と、
第２配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第１内部配線と、
前記第２配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第２内部配線と、
前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第１内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第１スイッチと、
前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第２内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第２スイッチと、
前記第１配線層及び前記第２配線層の間の第３配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、
を具備する、
ことを特徴とするヘッドユニット。
【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、ヘッドユニットに関する。
【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ノズルから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、ノズルからの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、ノズルからのインクの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。しかしながら、残留振動による圧電素子の起電力は小振幅であるため、当該圧電素子の起電力にノイズが重畳する場合には、インクの吐出状態を正確に判定できないという問題が存在した。
【０００５】
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正確に検出することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、圧電素子と、内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を示す残留振動信号に基づいて前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する吐出状態判定部と、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、前記駆動信号を前記圧電素子へ伝達し、前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続するための第１外部配線と、前記集積回路と前記吐出状態判定部とを電気的に接続するための第２外部配線と、を備え、前記集積回路は、第１配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させて前記残留振動信号を生成する残留振動検出部と、第２配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第１内部配線と、前記第２配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第２内部配線と、前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第１内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第１スイッチと、前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第２内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第２スイッチと、前記第１配線層及び前記第２配線層の間の第３配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、を具備し、前記第１外部配線の経路長は、前記第２外部配線の経路長よりも短い、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、第１配線層と第２配線層の間の第３配線層にシールド部が設けられるため、シールド部を設けない場合と比較して、第１配線層に設けられる各種回路の発するノイズが第２配線層に設けられる第２内部配線に伝播する可能性を低く抑えることが可能となる。このため、第２内部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができ、圧電素子の起電力の変化に基づいてノズルからの液体の吐出状態を判定する場合において、正確な判定が可能となる。
また、この発明によれば、駆動信号の電位の変動や圧電素子の起電力の変化が、第１配線層に設けられる各種回路にノイズとして伝播する可能性を低く抑えることができるため、例えば残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となり、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。
さらに、第１外部配線の経路長を第２外部配線の経路長よりも短くするため、第１外部配線の経路長を第２外部配線の経路長よりも長くする場合と比較して、第１外部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができ、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。
【０００８】
上述した液体吐出装置において、前記集積回路は、基板上に形成され、前記基板に垂直な方向から見たときに、第１部分領域を含む第１領域と、第２部分領域を含む第２領域とに区分され、前記残留振動検出部は、前記第１領域に設けられ、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、前記第２領域に設けられ、前記第２内部配線は、前記第１部分領域と前記第２部分領域とに設けられ、前記シールド部は、前記第１領域のうち少なくとも前記第１部分領域を含む領域に設けられる、ことが好ましい。
【０００９】
この態様によれば、残留振動検出部が発するノイズが第２内部配線に伝播する可能性を低く抑えることができ、第２内部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができる。また、第２内部配線に供給される圧電素子の起電力の変化がノイズとして残留振動検出部に伝播する可能性を低く抑えることができるため、残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となる。
【００１０】
上述した液体吐出装置において、前記シールド部は、前記第２領域のうち少なくとも前記第２部分領域を含む領域に設けられる、ことが好ましい。
【００１１】
この態様によれば、第１スイッチ及び第２スイッチが発するノイズが第２内部配線に伝播する可能性を低く抑えることができ、第２内部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができる。
【００１２】
上述した液体吐出装置において、前記第１内部配線は、前記第１部分領域と前記第２部分領域とに設けられる、ことが好ましい。
【００１３】
この態様によれば、駆動信号の電位の変動が第１配線層に設けられる各種回路にノイズとして伝播する可能性を低く抑えることができるため、残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となり、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。
【００１４】
上述した液体吐出装置において、前記集積回路は、基板上に形成され、前記第２配線層は、前記第３配線層から見て、前記基板とは反対側の層である、ことが好ましい。
【００１５】
この態様によれば、駆動信号が大振幅である場合においても、駆動振動の電位の変動に連動して基板の電位が変動することを防止することができるため、基板において寄生トランジスタの発生を防止して、第１配線層に設けられる回路の誤動作を防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係るヘッドユニットは、液体吐出装置に設けられるヘッドユニットであって、圧電素子と、内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、前記圧電素子を駆動するための駆動信号を前記圧電素子に伝達し、前記圧電素子が駆動された後に前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続する第１外部配線と、を備え、前記集積回路は、第１配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させた残留振動信号を生成する残留振動検出部と、第２配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第１内部配線と、前記第２配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第２内部配線と、前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第１内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第１スイッチと、前記第１配線層に設けられ、前記第１外部配線と前記第２内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第２スイッチと、前記第１配線層及び前記第２配線層の間の第３配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、を具備する、ことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、第１配線層と第２配線層の間の第３配線層にシールド部が設けられるため、第１配線層に設けられる各種回路の発するノイズが第２配線層に設けられる第２内部配線に伝播する可能性を、低く抑えることが可能となる。このため、圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができ、圧電素子の起電力の変化に基づいてノズルからの液体の吐出状態を判定する場合において、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。
また、この発明によれば、駆動信号の電位の変動や圧電素子の起電力の変化が、第１配線層に設けられる各種回路にノイズとして伝播する可能性を低く抑えることができるため、残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となる。このため、圧電素子の起電力の変化に基づいてノズルからの液体の吐出状態を判定する場合において、正確な判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンター１の概要を示す斜視図である。
【図２】インクジェットプリンター１の構成を示すブロック図である。
【図３】ヘッドユニット３５の構成を説明するための説明図である。
【図４】記録ヘッド２０の概略的な断面図である。
【図５】駆動信号ＣＯＭの供給時における吐出部Ｄの断面形状の変化を説明するための説明図である。
【図６】吐出部Ｄにおける残留振動を表す単振動のモデルを示す回路図である。
【図７】吐出部Ｄ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である。
【図８】吐出部Ｄ内部に気泡が混入した場合の吐出部Ｄの状態を示す説明図である。
【図９】吐出部Ｄ内部への気泡が混入した場合の残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。
【図１０】ノズルＮZ付近のインクが固着した場合の吐出部Ｄの状態を示す説明図である。
【図１１】ノズルＮZ付近のインクが固着した場合の残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。
【図１２】ノズルＮZ付近に紙粉が付着した場合の吐出部Ｄの状態を示す説明図である。
【図１３】ノズルＮZ付近に紙粉が付着した場合の残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。
【図１４】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１５】ＩＣチップ３０１とＩＣチップ３０１の周辺回路とを示す回路図である。
【図１６】供給部３５２Ａの構成を示す回路図である。
【図１７】残留振動検出部３５６Ａの構成を示す回路図である。
【図１８】ＩＣチップ３０１の平面図である。
【図１９】ＩＣチップ３０１の部分断面図である。
【図２０】供給部３５２Ａの動作を示すタイミングチャートである。
【図２１】供給部３５２Ａの動作を説明するための説明図である。
【図２２】供給部３５２Ａの動作を説明するための説明図である。
【図２３】供給部３５２Ａの動作を説明するための説明図である。
【図２４】計測部１２の動作を示すタイミングチャートである。
【図２５】判定結果信号Ｒsを説明するための説明図である。
【図２６】第２実施形態に係る供給部３５２Ｂの構成を示す回路図である。
【図２７】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２８】第２実施形態に係るＩＣチップ３０１の平面図である。
【図２９】第２実施形態に係るＩＣチップ３０１の部分断面図である。
【図３０】第２実施形態の変形例に係る供給部３５２Ｃの構成を示す回路図である。
【図３１】第３実施形態に係る供給部３５２Ｄの構成を示す回路図である。
【図３２】供給部３５２Ｄの動作を示すタイミングチャートである。
【図３３】第４実施形態に係る供給部３５２Ｅの構成を示す回路図である。
【図３４】第４実施形態の変形例に係る供給部３５２Ｆの構成を示す回路図である。
【図３５】変形例１に係るＩＣチップ３０１の平面図である。
【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。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２０】
＜Ａ．第１実施形態＞
本実施形態では、インク（「液体」の一例）を吐出して記録用紙Ｐ（「媒体」の一例）に画像を形成するインクジェットプリンターを例示して、液体吐出装置を説明する。
【００２１】
＜１．インクジェットプリンターの全体構成＞
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。以下、図１を参照しつつ、インクジェットプリンター１の構成について説明する。
なお、本実施形態では、インクジェットプリンター１が、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（ＣＭＹＫ）の４色のインクを吐出可能である場合を想定する。また、以下の説明では、図１において、＋Ｚ側（上側）を「上部」、−Ｚ側（下側）を「下部」と称することがある。
【００２２】
図１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を設置するためのトレイ９１と、記録用紙Ｐを図において＋Ｘ方向に排出する排紙口９２と、操作パネル７とが設けられている。
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（図示省略）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示省略）とを備えている。
また、インクジェットプリンター１は、図において＋Ｙ方向または−Ｙ方向（以下、「Ｙ軸方向」と称する）に往復動する移動体３を具備する印刷手段４と、記録用紙Ｐを印刷手段４に対し供給・排出する給紙手段５と、印刷手段４及び給紙手段５を制御する制御部６と、を備える。
【００２３】
制御部６の制御により、給紙手段５は、記録用紙Ｐを＋Ｘ方向に一枚ずつ間欠送りする。記録用紙Ｐが移動体３の下部（−Ｚ側）を通過するとき、移動体３が記録用紙Ｐの送り方向である＋Ｘ方向と交差するＹ軸方向に往復移動しつつ、記録用紙Ｐに対してインクを吐出することで、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。すなわち、移動体３の往復動の方向であるＹ軸方向が印刷における主走査方向であり、記録用紙Ｐが搬送される方向である＋Ｘ方向が印刷における副走査方向である。
【００２４】
移動体３は、４色のインクと１対１に対応する４個のインクカートリッジ３１と、４色のインクと１対１に対応する４個のヘッドユニット３５と、４個のインクカートリッジ３１及び４個のヘッドユニット３５を搭載するキャリッジ３２と、を備える。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。各ヘッドユニット３５には、当該ヘッドユニット３５に対応する色のインクを充填するインクカートリッジ３１からインクが供給される。なお、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、キャリッジ３２の外部に設けられるものであってもよい。
【００２５】
印刷手段４は、移動体３の他に、移動体３を主走査方向に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の回転を受けて移動体３を往復動させる往復動機構４２と、を備えている。往復動機構４２は、その両端をフレーム（図示省略）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と略平行に延在するタイミングベルト４２１と、を備える。
キャリッジ３２は、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。そして、キャリッジ３２は、キャリッジモーター４１が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Ｙ軸方向に往復動する。この往復動の際に、ヘッドユニット３５が備える記録ヘッド２０に設けられる複数の吐出部Ｄの各々からインクを吐出することで、記録用紙Ｐに画像を形成する印刷処理が実行される。なお、記録ヘッド２０及び吐出部Ｄについては、後述する。
【００２６】
給紙手段５は、給紙手段５の駆動源である給紙モーター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とを含み、駆動ローラ５２ｂは給紙モーター５１に連結されている。このため、給紙ローラ５２は、トレイ９１に配置された記録用紙Ｐを印刷手段４に向かって１枚ずつ送り込み、また、印刷手段４から記録用紙Ｐを１枚ずつ排出したりすることができる。なお、インクジェットプリンター１は、トレイ９１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。
【００２７】
制御部６は、例えば、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８から入力された印刷データＩmgに基づいて、インクジェットプリンター１の各部を制御して、インクジェットプリンター１に印刷処理を実行させる。
【００２８】
図２は、インクジェットプリンター１を概略的に示すブロック図である。インクジェットプリンター１は、上述したように、制御部６、操作パネル７、ヘッドユニット３５、キャリッジモーター４１、及び、給紙モーター５１を備えるのに加えて、ホストコンピューター８から入力された印刷データＩmg等の各種データを受け取るインターフェース部９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４３と、給紙モーター５１を駆動するための給紙モータードライバー５３と、ヘッドユニット３５を駆動するための駆動信号ＣＯＭを生成する駆動信号生成部３３と、ヘッドユニット３５が備える吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定する吐出状態判定処理を実行する吐出状態判定部１０と、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態が異常である場合に当該吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を正常な状態に回復させるための回復処理を実行する回復機構２４と、を備える。
【００２９】
回復機構２４は、ヘッドユニット３５が備える吐出部Ｄからインクを正常に吐出できなくなった場合、つまり、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態が異常となった場合に、当該吐出部Ｄが正常にインクを吐出できる状態に回復させるための回復処理を実行する。
ここで、インクの吐出状態が異常である場合とは、吐出部Ｄからインクを吐出できない場合や、印刷データＩmgの示す画像を形成するために必要な量のインクを吐出部Ｄが吐出できない場合、吐出部Ｄが本来吐出すべき方向とは異なる方向にインクを吐出する場合、等を含む。
また、回復処理とは、吐出部Ｄに付着した紙粉等の異物をワイパーで拭き取るワイピング処理、吐出部Ｄからインクを予備的に吐出させるフラッシング処理、吐出部Ｄ内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ（図示省略）により吸引するポンピング処理等、吐出部Ｄ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。
【００３０】
図２に示すように、制御部６は、インクジェットプリンター１の各部の動作を制御することで、印刷処理、吐出状態判定処理、及び、回復処理などの各種処理の実行を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、インクジェットプリンター１の制御プログラムや、その他の各種情報を記憶する記憶部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を介して供給される印刷データＩmg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、吐出状態判定処理などを実行する際に用いる各種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ＲＡＭ（Random Access Memory）と、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。
ＣＰＵ６１は、ホストコンピューター８から印刷データＩmgが供給されると、当該印刷データＩmgを記憶部６２に格納する。そして、ＣＰＵ６１は、当該印刷データＩmgに基づいて各種制御信号を生成し、生成した制御信号を、キャリッジモータードライバー４３、給紙モータードライバー５３、駆動信号生成部３３、ヘッドユニット３５等、インクジェットプリンター１の各部に供給することで、インクジェットプリンター１の各部を制御し、これにより印刷処理の実行を制御する。
【００３１】
なお、上述のとおり、移動体３は、４色のインクに対応した４個のヘッドユニット３５を備える。但し、図２では、図示の都合上、１個のヘッドユニット３５のみを図示している。
また、上述のとおり、各ヘッドユニット３５は、複数の吐出部Ｄを備える。詳細は後述するが、各吐出部Ｄは、駆動信号ＣＯＭに応じて変位する圧電素子２００と、内部にインクを充填し圧電素子２００の変位により当該内部の圧力が増減されるキャビティ２２０と、キャビティ２２０に充填されたインクを吐出するノズルＮZと、を備える。
【００３２】
＜２．ヘッドユニットの構成＞
次に、図３及び図４を参照しつつ、ヘッドユニット３５と、ヘッドユニット３５に設けられる吐出部Ｄと、について説明する。
【００３３】
図３は、ヘッドユニット３５を概略的に示した斜視図である。この図に示すように、ヘッドユニット３５は、複数の吐出部Ｄが設けられた記録ヘッド２０と、フレキシブルケーブル３００上にＣＯＦ（Chip On Film）技術を用いて実装されたＩＣ（Integrated Circuit）チップ３０１と、を備える。
図３に示すように、記録ヘッド２０は、複数のノズルＮZが設けられたノズルプレート２４０を備える。すなわち、ノズルプレート２４０には、記録ヘッド２０に設けられる複数の吐出部Ｄと１対１に対応するように、複数のノズルＮZが形成されている。
【００３４】
ＩＣチップ３０１には、集積回路３０が実装されている。集積回路３０は、記録ヘッド２０が備える複数の吐出部Ｄの各々に対して、駆動信号生成部３３が生成した駆動信号ＣＯＭを供給することで、各吐出部Ｄ（厳密には、吐出部Ｄが具備する圧電素子２００）を駆動する。
【００３５】
ＩＣチップ３０１が実装されるフレキシブルケーブル３００は、インクジェットプリンター１の本体側（例えば、制御部６、駆動信号生成部３３等）から供給される駆動信号ＣＯＭを含む各種信号を、ヘッドユニット３５に伝送するための配線基板であり、ポリイミド等から形成された可撓性のベースフィルムと、当該ベースフィルム上に形成された配線パターンと、を備える。フレキシブルケーブル３００の一端部は、記録ヘッド２０の端子部（図示省略）に接続され、フレキシブルケーブル３００の他端部は、インクジェットプリンター１の本体側からの信号を中継する基板（図示省略）の端子部に接続されている。
【００３６】
図４は、記録ヘッド２０の概略的な一部断面図の一例である。なお、この図では、記録ヘッド２０のうち、当該記録ヘッド２０が有する複数の吐出部Ｄの中の１個の吐出部Ｄと、当該１個の吐出部Ｄにインク供給口２６０を介して連通するリザーバ２５０と、インクカートリッジ３１からリザーバ２５０にインクを供給するためのインク取り入れ口２７０と、を示している。
【００３７】
図４に示すように、吐出部Ｄは、圧電素子２００と、内部にインクが充填されたキャビティ２２０と、キャビティ２２０に連通するノズルＮZと、振動板２１０と、を備える。吐出部Ｄは、圧電素子２００が駆動信号ＣＯＭにより駆動されて変位することにより、キャビティ２２０内のインクをノズルＮZから吐出させる。
吐出部Ｄのキャビティ２２０は、凹部を有するような所定の形状に成形されたキャビティプレート２３０と、ノズルＮZが形成されたノズルプレート２４０と、振動板２１０と、により区画される空間である。キャビティ２２０は、インク供給口２６０を介してリザーバ２５０と連通している。リザーバ２５０は、インク取り入れ口２７０を介して１つのインクカートリッジ３１と連通している。
【００３８】
本実施形態では、圧電素子２００として、例えば、図４に示すようなユニモルフ（モノモルフ）型を採用する。圧電素子２００は、上部電極１２２と、下部電極１２４と、上部電極１２２及び下部電極１２４の間に設けられた圧電体２０１と、を有する。下部電極１２４が所定の基準電位ＶBSに設定され、上部電極１２２に駆動信号ＣＯＭが供給されることで、上部電極１２２及び下部電極１２４の間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子２００が図において上下方向に撓み、その結果、圧電素子２００が振動する。
【００３９】
キャビティプレート２３０の上面開口部には、振動板２１０が設置され、振動板２１０には、下部電極１２４が接合されている。このため、圧電素子２００が駆動信号ＣＯＭにより振動すると、振動板２１０も振動する。そして、振動板２１０の振動によりキャビティ２２０の容積（キャビティ２２０内の圧力）が変化し、キャビティ２２０内に充填されたインクがノズルＮZより吐出される。インクの吐出によりキャビティ２２０内のインクが減少した場合、リザーバ２５０からインクが供給される。また、リザーバ２５０へは、インクカートリッジ３１からインク取り入れ口２７０を介してインクが供給される。
【００４０】
＜３．吐出部の動作と残留振動＞
次に、吐出部Ｄからのインク吐出動作と、吐出部Ｄに生じる残留振動と、について、図５乃至図１３を参照しながら説明する。
【００４１】
図５は、吐出部Ｄからのインク吐出動作を説明するための説明図である。図５（ａ）に示す状態において、吐出部Ｄが備える圧電素子２００に対して集積回路３０から駆動信号ＣＯＭが供給されると、当該圧電素子２００において、電極間に印加された電界に応じた歪が発生し、当該吐出部Ｄの振動板２１０は図において上方向へ撓む。これにより、図５（ａ）に示す初期状態と比較して、図５（ｂ）に示すように、当該吐出部Ｄのキャビティ２２０の容積が拡大する。図５（ｂ）に示す状態において、駆動信号ＣＯＭの示す電位を変化させると、振動板２１０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２１０の位置を越えて図において下方向に移動し、図５（ｃ）に示すようにキャビティ２２０の容積が急激に収縮する。このときキャビティ２２０内に発生する圧縮圧力により、キャビティ２２０を満たすインクの一部が、このキャビティ２２０に連通しているノズルＮZからインク滴として吐出される。
【００４２】
各キャビティ２２０の振動板２１０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、すなわち、残留振動をする。振動板２１０の残留振動は、ノズルＮZやインク供給口２６０の形状あるいはインクの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２１０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。
【００４３】
上記想定に基づく振動板２１０の残留振動の計算モデルについて説明する。
図６は、振動板２１０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。この図に示すように、振動板２１０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６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−σｔ・sin（ωｔ）
ω＝{１／(ｍ・Ｃｍ)−α２}１／２
σ＝ｒ／（２ｍ）
【００４４】
この式から得られた計算結果（計算値）と、別途行った吐出部Ｄの残留振動の実験における実験結果（実験値）とを比較する。なお、残留振動の実験とは、インクの吐出状態が正常である吐出部Ｄからインクを吐出させた後に、当該吐出部Ｄの振動板２１０において生じる残留振動を検出する実験である。
図７は、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７に示すグラフからも分かるように、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態が正常である場合、実験値と計算値の２つの波形は、概ね一致している。
【００４５】
吐出部Ｄがインク吐出動作を行ったにもかかわらず、当該吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態が異常であり、当該吐出部ＤのノズルＮZからインク滴が正常に吐出されない場合、即ち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２２０内への気泡の混入、（２）キャビティ２２０内のインクの乾燥等に起因するキャビティ２２０内のインクの増粘または固着、（３）ノズルＮZの出口付近への紙粉付着、等が挙げられる。
【００４６】
上述のとおり、吐出異常とは、典型的にはノズルＮZからインクを吐出できない状態となること、即ちインク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ことである。また、上述のとおり、吐出異常の場合には、ノズルＮZからインクが吐出されたとしても、インクの量が過少であったり、吐出されたインク滴の飛行方向（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、吐出異常のことを単に「ドット抜け」と称し、また、吐出異常となった吐出部Ｄが具備するノズルＮZを「抜けノズル」と称する場合がある。
【００４７】
以下においては、図７に示す比較結果に基づいて、吐出部Ｄにおいて生じる吐出異常の原因別に、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する。
【００４８】
まず、吐出異常の原因の１つである、（１）キャビティ２２０内への気泡の混入について検討する。図８は、キャビティ２２０内に気泡が混入した場合を説明するための概念図である。図８に示すように、キャビティ２２０内に気泡が混入した場合には、キャビティ２２０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８に例示するように、気泡がノズルＮZ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ＮZの径が大きくなったと看做される状態となり、音響抵抗ｒが低下するものと考えられる。
したがって、図７に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、音響抵抗ｒ及びイナータンスｍを小さく設定して、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９のような結果（グラフ）が得られた。図７及び図９に示すように、キャビティ２２０内に気泡が混入して吐出異常が生じた場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が高くなる。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。
【００４９】
次に、吐出異常の原因の１つである、（２）キャビティ２２０内のインクの増粘または固着について検討する。図１０は、キャビティ２２０のノズルＮZ付近のインクが乾燥により固着した場合を説明するための概念図である。図１０に示すように、ノズルＮZ付近のインクが乾燥して固着した場合、キャビティ２２０内のインクは、キャビティ２２０内に閉じこめられたような状況となる。このような場合、音響抵抗ｒが増加するものと考えられる。
したがって、図７に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、音響抵抗ｒを大きく設定して、ノズルＮZ付近のインクが固着または増粘した場合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。なお、図１１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Ｄを放置し、ノズルＮZ付近のインクが固着した状態における振動板２１０の残留振動を測定したものである。図７及び図１１に示すように、キャビティ２２０内のノズルＮZ付近のインクが固着した場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の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波形が得られる。これは、インクを吐出するために振動板２１０が＋Ｚ方向（上方）に引き寄せられることによって、キャビティ２２０内にリザーバからインクが流入した後に、振動板２１０が−Ｚ方向（下方）に移動するときに、キャビティ２２０内のインクの逃げ道がないために、振動板２１０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。
【００５０】
次に、吐出異常の原因の１つである、（３）ノズルＮZの出口付近への紙粉付着について検討する。図１２は、ノズルＮZの出口付近に紙粉が付着した場合を説明するための概念図である。図１２に示すように、ノズルＮZの出口付近に紙粉が付着した場合、キャビティ２２０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ＮZからインクを吐出することができなくなる。ノズルＮZの出口付近に紙粉が付着し、ノズルＮZからインクが染み出している場合には、振動板２１０から見てキャビティ２２０内から染み出した分のインクが、吐出状態が正常の場合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ＮZ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。
従って、図７に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、イナータンスｍ及び音響抵抗ｒを大きく設定して、ノズルＮZ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１３のような結果（グラフ）が得られた。図７及び図１３のグラフから分かるように、ノズルＮZの出口付近に紙粉が付着した場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が低くなる。
なお、図１１及び図１３に示すグラフから、（３）ノズルＮZの出口付近への紙粉付着の場合は、（２）キャビティ２２０内のインクの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。
【００５１】
ここで、（２）インクの増粘の場合と、（３）ノズルＮZの出口付近への紙粉付着の場合とでは、いずれも、インクの吐出状態が正常である場合に比べて残留振動の周波数が低くなっている。これら２つの吐出異常の原因は、残留振動の波形、具体的には、残留振動の周波数または周期を、予め定められた閾値を持って比較することで、区別することができる。
【００５２】
以上の説明から明らかなように、各吐出部Ｄを駆動したときに生じる残留振動の波形、特に、残留振動の周波数または周期に基づいて、各吐出部Ｄの吐出状態を判定することができる。より具体的には、残留振動の周波数または周期に基づいて、各吐出部Ｄにおける吐出状態が正常であるか否かについて、及び、各吐出部Ｄにおける吐出状態が異常である場合に当該吐出異常の原因が上述した（１）〜（３）のうち何れに該当するかについて、判定することができる。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状態を判定する吐出状態判定処理を実行する。
【００５３】
＜４．集積回路の構成＞
以下、図１４乃至図１９を参照しつつ、集積回路３０の構成と、集積回路３０の周辺回路と、について説明する。
【００５４】
図１４は、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態の判定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。
この図に示すようにヘッドユニット３５は、記録ヘッド２０と、ＩＣチップ３０１に設けられた集積回路３０と、を備える。上述のとおり、記録ヘッド２０には、複数の吐出部Ｄが設けられる。つまり、記録ヘッド２０は、複数の圧電素子２００を備える。以下では、各ヘッドユニット３５が備える記録ヘッド２０に設けられる圧電素子２００の個数（吐出部Ｄの個数）をｎ個として説明する（ｎは２以上の自然数）。
【００５５】
図１４に示すように、集積回路３０は、供給部３５２Ａと、制御信号生成部３５４と、残留振動検出部３５６Ａと、を備える。
制御信号生成部３５４は、制御部６から供給される印字データＳＩやクロック信号等に基づいて、制御信号Ｓ（Ｓ１〜Ｓｎ、Ｓｃ）及び、制御信号Ａ（Ａ１〜Ａｎ）を生成する。
供給部３５２Ａは、制御信号生成部３５４が生成する制御信号Ａに基づいて、駆動信号生成部３３から供給される駆動信号ＣＯＭを、各圧電素子２００に供給する。
【００５６】
本実施形態に係るインクジェットプリンター１は、駆動信号ＣＯＭを圧電素子２００に印加したときに、当該圧電素子２００を具備する吐出部Ｄにおいて生じるキャビティ２２０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検出し、当該検出結果に基づいて、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定する。
具体的には、まず、供給部３５２Ａは、制御信号生成部３５４が生成する制御信号Ｓに基づいて、残留振動の検出対象である吐出部Ｄが備える圧電素子２００の起電力の変化を示す出力信号ＯＵＴ１を生成し、生成した出力信号ＯＵＴ１を残留振動検出部３５６Ａに対して供給する。そして、残留振動検出部３５６Ａは、供給部３５２Ａから供給される出力信号ＯＵＴ１に基づいて、吐出部Ｄにおいて生じる残留振動を示す残留振動信号Ｖｄを生成する。さらに、吐出状態判定部１０は、残留振動検出部３５６Ａが生成する残留振動信号Ｖｄに基づいて、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定して、判定結果を示す判定結果信号Ｒsを出力する。
【００５７】
図１４に示すように、吐出状態判定部１０は、計測部１２と、判定部１４と、を備える。計測部１２は、残留振動検出部３５６Ａが生成する残留振動信号Ｖｄに基づいて、残留振動の周期を示す周期データＮＴｃと、周期データＮＴｃが有効であることを示す有効性フラグＦlagと、を生成する。判定部１４は、周期データＮＴｃ及び有効性フラグＦlagに基づいて、各吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定し、判定結果を示す判定結果信号Ｒsを出力する。これにより、インクジェットプリンター１は、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定することができる。
【００５８】
なお、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、吐出状態判定部１０は、例えば３．３Ｖの電源電圧で動作する。
【００５９】
次に、図１５を参照しつつ、ＩＣチップ３０１と、ＩＣチップ３０１の周辺回路とを電気的に接続する配線について説明する。
図１５は、集積回路３０が実装されたＩＣチップ３０１と、ＩＣチップ３０１の周辺回路と、を示すブロック図である。ＩＣチップ３０１は、入力端子ｘ０と、ｎ個の接続端子ｘ１と、出力端子ｘ２と、を備える。
【００６０】
図１５に示すように、入力端子ｘ０は、内部配線により供給部３５２Ａと電気的に接続される。また、入力端子ｘ０には、外部配線ＬＸ０が接続されている。外部配線ＬＸ０は、集積回路３０及び駆動信号生成部３３を電気的に接続するための配線であり、駆動信号生成部３３が出力する駆動信号ＣＯＭを集積回路３０に供給する。
各接続端子ｘ１は、内部配線により供給部３５２Ａと電気的に接続される。また、各接続端子ｘ１には、外部配線ＬＸ１（「第１外部配線」の一例）が接続されている。外部配線ＬＸ１は、集積回路３０及び圧電素子２００を電気的に接続するための配線である。
出力端子ｘ２は、内部配線により残留振動検出部３５６Ａと電気的に接続される。また、出力端子ｘ２には、外部配線ＬＸ２（「第２外部配線」の一例）が接続されている。外部配線ＬＸ２は、集積回路３０及び吐出状態判定部１０を電気的に接続するための配線であり、残留振動検出部３５６Ａが生成する残留振動信号Ｖｄを吐出状態判定部１０に供給する。
【００６１】
外部配線ＬＸ０、ＬＸ１、及び、ＬＸ２は、いずれも、フレキシブルケーブル３００上に形成される配線である。また、外部配線ＬＸ１の経路長は、外部配線ＬＸ０の経路長よりも短く、また、外部配線ＬＸ２の経路長よりも短い。すなわち、集積回路３０が実装されるＩＣチップ３０１は、フレキシブルケーブル３００のうち、駆動信号生成部３３や吐出状態判定部１０等が設けられるインクジェットプリンター１の本体側の基板（または本体側からの信号を中継する基板）に接続される他端部よりも、記録ヘッド２０に接続される一端部に近い位置に設けられる。
【００６２】
図１６は、供給部３５２Ａと、ｎ個の圧電素子２００との電気的な構成を示す回路図である。
図１６に示すように、供給部３５２Ａは、駆動信号ＣＯＭが供給される内部配線Ｌ１（「第１内部配線」の一例）と、圧電素子２００の起電力Ｖoutが供給される内部配線Ｌ２（「第２内部配線」の一例）と、圧電素子２００に駆動信号ＣＯＭを供給するか否か、及び、圧電素子２００の起電力Ｖoutを内部配線Ｌ２に供給するか否かを選択するための選択回路ＵＸと、起電力Ｖoutに基づいて起電力Ｖoutの変化を示す出力信号ＯＵＴ１を生成するハイパスフィルターＨＰＦ１と、抵抗Ｒ３と、を備える。
【００６３】
図１６に示すように、選択回路ＵＸは、ｎ個の圧電素子２００と１対１に対応するｎ個の選択ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕｎ）を備える。各圧電素子２００の上部電極１２２は、各選択ユニットＵに電気的に接続される。また、各圧電素子２００の下部電極１２４は、基準電位ＶBSに設定された供給ラインＬｖに電気的に接続される。
各選択ユニットＵは、トランスファーゲートで構成された２個のスイッチを備える。例えば、図１６に示すように、選択ユニットＵ１は、スイッチＳＷ１（「第１スイッチ」の一例）とスイッチＳＷ２（「第２スイッチ」の一例）とを備える。以下では、選択ユニットＵとして選択ユニットＵ１を例示して説明するが、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。
なお、本実施形態において、選択ユニットＵが備えるスイッチを構成するトランスファーゲートは、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型のトランジスターで構成されるものであってもよい。
【００６４】
図１６に示すように、スイッチＳＷ１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を供給する一方、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を供給しない。すなわち、スイッチＳＷ１は、駆動信号ＣＯＭを圧電素子２００に供給するか否かを切替可能に配置されている。
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、圧電素子２００の起電力ＶoutをハイパスフィルターＨＰＦ１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ＶoutをハイパスフィルターＨＰＦ１に供給しない。すなわち、スイッチＳＷ２は、圧電素子２００の起電力ＶoutをハイパスフィルターＨＰＦ１に供給するか否かを切替可能に配置されている。
なお、詳細は後述するが、本実施形態において、スイッチＳＷ１がオン状態になる期間と、スイッチＳＷ２がオン状態になる期間は、一部重複するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とは、排他的にオン状態になるものであってもよい。
【００６５】
図１６に示すように、圧電素子２００の上部電極１２２に電気的に接続される外部配線ＬＸ１と、スイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ２と、はノードＮ１において電気的に接続されている。
また、内部配線Ｌ１及び内部配線Ｌ２は、抵抗Ｒ３を介して電気的に接続されている。より具体的には、内部配線Ｌ１及び抵抗Ｒ３の一方の端子は、ノードＮ２において電気的に接続され、また、内部配線Ｌ２及び抵抗Ｒ３の他方の端子は、ノードＮ３において電気的に接続されている。抵抗Ｒ３は、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。なお、供給部３５２Ａは、ノードＮ３をバイアスする抵抗Ｒ３を備えているが、この抵抗Ｒ３は設けられなくてもよい。
また、スイッチＳＷ１及び駆動信号生成部３３は内部配線Ｌ１により電気的に接続され、スイッチＳＷ２及びハイパスフィルターＨＰＦ１は、内部配線Ｌ２により電気的に接続されている。
【００６６】
ハイパスフィルターＨＰＦ１は、キャパシターＣ１と、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１と並列に設けられたスイッチＳＷ３と、を備え、起電力Ｖoutに基づいて出力信号ＯＵＴ１を生成する。キャパシターＣ１の一方の端子は内部配線Ｌ２と電気的に接続され、他方の端子は抵抗Ｒ１の一方の端子と電気的に接続される。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、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。
【００６７】
スイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ１と同様に、トランスファーゲートで構成される。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。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。
【００６８】
圧電素子２００の起電力Ｖoutの変化は、キャビティ２２０内部の圧力の変化を示す。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。また、残留振動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。
【００６９】
ところで、本実施形態では、駆動信号ＣＯＭの最大電位は４２Ｖであるのに対し、残留振動検出部３５６Ａの高電源電位は３．３Ｖ、低電源電位は０Ｖとしている。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。すなわち、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。このため、本実施形態では、ハイパスフィルターＨＰＦ１のキャパシターＣ１によって、起電力Ｖoutの直流成分をカットしている。
【００７０】
また、詳細は後述するが、ハイパスフィルターＨＰＦ１のスイッチ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。すなわち、本実施形態において、ノードＮ３の電位が大きく変化する期間において、スイッチＳＷ３はオン状態となる。キャパシターＣ１によって直流成分がカットされても、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、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場合、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。
これに対して、本実施形態では、ノードＮ３の電位が大きく変化する期間においてスイッチ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。このため、残留振動の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。
【００７１】
図１７に、残留振動検出部３５６Ａの詳細な構成例を示す。この図に示すように、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、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、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残留振動信号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。
【００７２】
このような残留振動検出部３５６Ａにより、出力信号ＯＵＴ１からノイズ成分を取り除き、且つ、出力信号ＯＵＴ１の振幅を増幅させた残留振動信号Ｖｄを生成することができる。このため、残留振動信号Ｖｄに基づいて、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。
【００７３】
集積回路３０は、複数の配線層に、トランジスター等の集積回路３０の各種構成要素が形成される。以下、集積回路３０の配線構造について、図１８及び図１９を参照しつつ説明する。
【００７４】
図１８は、集積回路３０が実装されるＩＣチップ３０１の一部を、当該集積回路３０が形成される基板に垂直な方向から平面視したときの平面図の一例である。図１９は、ＩＣチップ３０１を、図１８におけるＥ−ｅ線で破断した部分断面図の一例である。
なお、図１８では、簡単のため、内部配線Ｌ１、内部配線Ｌ２、選択回路ＵＸ、残留振動検出部３５６Ａ等、集積回路３０の一部の構成要素を、概略的に示している。
【００７５】
図１９に例示するように、集積回路３０を構成する各要素は、基板３０２上に実装される。本実施形態では、基板３０２としてＰ型半導体基板を用いる場合を例示している。なお、基板３０２としては、Ｐ型半導体基板以外の任意の基板、例えば、Ｎ型半導体基板等の半導体基板や、ガラス基板等を採用してもよい。
【００７６】
図１９に例示するように、基板３０２には、基板３０２にＮ型の不純物を注入して形成されたＮウェル３０３が設けられている。また、Ｎウェル３０３には、Ｎウェル３０３にＰ型の不純物を注入して形成された複数のＰ型不純物拡散層Ｐｐが設けられている。なお、基板３０２には、例えば、Ｎウェル３０３が形成されていない領域において、基板３０２にＰ型の不純物を注入したＰウェルが設けられ、また、当該ＰウェルにＮ型の不純物を注入して形成された複数のＮ型不純物拡散層が設けられていてもよい。
【００７７】
図１９に示す例では、Ｎウェル３０３（またはＰウェル）上に、アルミニウム等の金属その他の導電性材料からなる複数の配線層ＬＹ（ＬＹ１〜ＬＹ５）と、非導電性の材料からなる複数の層間絶縁層ＬＺ（ＬＺ１〜ＬＺ６）と、が設けられている。なお、配線層ＬＹとは、同一の層に設けられる１または複数の導電性の端子または配線の総称である。
【００７８】
そして、図１８及び図１９に示す例では、配線層ＬＹ１〜ＬＹ５のうち、配線層ＬＹ１及びＬＹ２において、残留振動検出部３５６Ａや選択回路ＵＸ等の電子回路（ロジック回路）が形成されており、配線層ＬＹ３において、導電性の材料よりなるシールド部ＳＨ（ＳＨ１、ＳＨ２）が形成されており、配線層ＬＹ５において、内部配線Ｌ１及びＬ２が形成されている。ここで、シールド部ＳＨは、所定の電位（例えば、アナロググランドＡＧＮＤの電位）に設定された給電部（図示省略）に電気的に接続されている。
以下では、シールド部ＳＨが形成される配線層ＬＹをシールド配線層（「第３配線層」の一例）と称し、シールド配線層から見て基板３０２側の配線層ＬＹを下部配線層（「第１配線層」の一例）と称し、シールド配線層から見て基板３０２とは反対側の配線層ＬＹを上部配線層（「第２配線層」の一例）と称する。すなわち、本実施形態では、下部配線層は、電子回路（ロジック回路）が設けられる配線層であり、上部配線層は、内部配線Ｌ１及びＬ２等が設けられる配線層である。
【００７９】
図１９では、理解を容易にするために、残留振動検出部３５６Ａを構成する構成要素の一例として、例示的に２個のＰチャネルトランジスターを示している。この図では、各トランジスターは、配線層ＬＹ１にゲート電極ＧＴを設け、不純物拡散層Ｐｐをソースまたはドレインとする態様を例示している。
なお、この図では、半導体基板にアクティブ層を有するＭＯＳ型トランジスターを例示しているが、電子回路を構成するトランジスターは、どのような酒類のトランジスターでもよい。例えば、薄膜トランジスターでもよいし、電界効果トランジスターでもよい。
また、図１９では、シールド配線層が１層の配線層ＬＹ３からなり、下部配線層が２層の配線層ＬＹ１及びＬＹ２からなり、上部配線層が２層の配線層ＬＹ４及びＬＹ５からなる場合を例示しているが、シールド配線層、下部配線層、及び、上部配線層の各々は、１層以上の配線層ＬＹからなるものであればよい。また、下部配線層は、Ｎウェル３０３（及びＰウェル）、及び、不純物拡散層を含むものであってもよい。
【００８０】
集積回路３０は、平面視したときに、耐圧の低い部品から構成される電子回路や当該電子回路に接続される配線等が下部配線層に形成される低電圧領域ＡＲ１（「第１領域」の一例）と、耐圧の高い部品から構成される電子回路や当該電子回路に接続される配線等が下部配線層に形成される高電圧領域ＡＲ２（「第２領域」の一例）と、に区分される。
本実施形態では、図１８に例示するように、残留振動検出部３５６Ａは低電圧領域ＡＲ１の下部配線層に設けられ、選択回路ＵＸは高電圧領域ＡＲ２の下部配線層に設けられる。
【００８１】
また、本実施形態では、図１８に例示するように、低電圧領域ＡＲ１は、部分領域ＡＰ１（「第１部分領域」の一例）を含み、高電圧領域ＡＲ２は、部分領域ＡＰ２（「第２部分領域」の一例）を含む。内部配線Ｌ１は、部分領域ＡＰ２の上部配線層に設けられ、内部配線Ｌ２は、部分領域ＡＰ１の上部配線層と部分領域ＡＰ２の上部配線層とに設けられる。
より具体的には、部分領域ＡＰ２は、部分領域ＡＰ２ａと部分領域ＡＰ２ｂとを含む。そして、内部配線Ｌ１は、高電圧領域ＡＲ２のうち部分領域ＡＰ２ｂの上部配線層に設けられ、内部配線Ｌ２は、高電圧領域ＡＲ２のうち部分領域ＡＰ２ａの上部配線層に設けられる。
【００８２】
また、本実施形態では、図１８に例示するように、シールド部ＳＨが、平面視して、部分領域ＡＰ１及び部分領域ＡＰ２を少なくとも含む領域に設けられる。
より具体的には、本実施形態において、シールド部ＳＨは、シールド部ＳＨ１と、シールド部ＳＨ２とを含む。そして、シールド部ＳＨ１は、内部配線Ｌ１を覆うように、部分領域ＡＰ２ｂを含む領域に設けられ、シールド部ＳＨ２は、内部配線Ｌ２を覆うように、部分領域ＡＰ１及び部分領域ＡＰ２ａを含む領域に設けられる。
なお、この図に示す例では、平面視してシールド部ＳＨ１及びＳＨ２が離間するようにシールド部ＳＨが設けられているが、シールド部ＳＨ１及びＳＨ２が接続するようにシールド部ＳＨが設けられていてもよい。つまり、この図に示す例では、シールド部ＳＨは、２つの部分（ＳＨ１及びＳＨ２）に区分されているが、１つの部分からなるものであってもよいし、３以上の部分に区分されていてもよい。
また、図１８及び図１９に示す例では、ハイパスフィルターＨＰＦ１のキャパシターＣ１は、低電圧領域ＡＲ１の配線層ＬＹ３及びＬＹ４に設けられているが、キャパシターＣ１はいずれの配線層ＬＹに設けられていてもよい。
【００８３】
以上において説明したように、本実施形態では、残留振動検出部３５６Ａを構成する電子回路のダイナミックレンジと比較して大振幅の信号である駆動信号ＣＯＭが供給される内部配線Ｌ１と、起電力Ｖoutが供給される内部配線Ｌ２と、が上部配線層に形成される。また、残留振動検出部３５６Ａを構成する電子回路（ロジック回路）が下部配線層に形成される。そして、下部配線層及び上部配線層の間のシールド配線層には、所定の電位に設定されたシールド部ＳＨが、平面視して内部配線Ｌ１及びＬ２を覆うように設けられる。
このため、内部配線Ｌ１またはＬ２と電子回路（ロジック回路）の間に寄生容量が生じることを防止することができ、駆動信号ＣＯＭの電位の変動または起電力Ｖoutの電位の変動が、ノイズとして電子回路に伝播することを防止することが可能となる。これにより、残留振動検出部３５６Ａ等の電子回路において、ノイズの影響を排除した正確な残留振動の検出が可能となり、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。
【００８４】
上述のとおり、インクジェットプリンター１は、圧電素子２００の起電力Ｖoutの変化を検出し、当該検出結果に基づいて、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定する。このため、起電力Ｖoutにノイズが重畳した場合には、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を正確に判定できなく可能性が高くなる。
これに対して、本実施形態では、シールド配線層にシールド部ＳＨを設けるため、電子回路において生じるノイズが内部配線Ｌ２に伝播する可能性を低く抑えることができる。すなわち、電子回路において生じるノイズが起電力Ｖoutに重畳することを防止し、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。
【００８５】
＜５．供給部の動作＞
次に、図２０乃至図２３を参照しつつ、供給部３５２Ａの動作について説明する。図２０は供給部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ＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３のオン状態及びオフ状態を示す説明図である。なお、図２１〜図２３に示す例は、選択ユニットＵ１に対応する吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を検出する場合を想定している。
【００８６】
まず、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間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２００に印加されると、圧電素子２００は微振動する。この場合、インクがノズルＮZから吐出することはないが、キャビティ２２０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。期間Ｔ１では、制御信号Ａ１及びＳ１がローレベルとなるので、スイッチＳＷ１及びＳＷ２がオフ状態となる。一方、期間Ｔ１では、制御信号Ｓｃがハイレベルとなるので、スイッチＳＷ３がオン状態となる。この結果、図２１（Ａ）に示すように、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、期間Ｔ１において、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、検査対象以外の吐出部Ｄに対応する圧電素子２００に微振動パルスＰ１が印加され、検査対象以外の吐出部Ｄに対応するキャビティ２２０内のインクについて増粘が抑制される。
【００８７】
次に、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔ２は、駆動信号ＣＯＭに検査パルスＰ２が含まれている。期間Ｔ２は、制御信号Ａ１がハイレベルとなり、スイッチＳＷ１がオン状態となる点を除いて、期間Ｔ１と同様である。すなわち、期間Ｔ２において、図２１（Ｂ）に示すように、スイッチＳＷ１及びＳＷ３がオン状態となる。
スイッチＳＷ１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をキャビティ２２０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をキャビティ２２０から押し出す方向に撓む。
ここで、検査パルスＰ２は、インクがノズルＮZ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によってインクがノズルＮZ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、印刷処理を実行している期間に吐出状態判定処理を実行し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、例えば、ヘッドユニット３５を記録用紙Ｐからはずれた位置に移動させたうえで、吐出状態判定処理を実行すればよい。
【００８８】
次に、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間Ｔ３においては、駆動信号ＣＯＭは、所定電位Ｖｘとなっている。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、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３がオン状態となる。この結果、図２２に示すようにノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、ノードＮ３の電位も所定電位Ｖｘとなる。
【００８９】
次に、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間Ｔ４においては、駆動信号ＣＯＭは、所定電位Ｖｘとなっている。期間Ｔ４では、制御信号Ｓ１がハイレベルを維持するので、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、スイッチＳＷ１及びＳＷ３がオフ状態となる。この結果、図２３に示すようにノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、ノードＮ３の電位は抵抗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ＶoutがハイパスフィルターＨＰＦ１を介して出力信号ＯＵＴ１として取り出される。
【００９０】
次に、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間Ｔ５において、駆動信号ＣＯＭは、所定電位Ｖｘとなっている。期間Ｔ５では、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、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３がオン状態となる。この結果、図２２に示すようにノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、ノードＮ３の電位も所定電位Ｖｘとなる。
【００９１】
次に、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間Ｔ６は、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、スイッチＳＷ１及び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、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がスイッチＳＷ１を介して圧電素子２００に印加される。また、スイッチＳＷ３がオン状態となるので、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。
【００９２】
ここで、スイッチＳＷ１がオン状態、且つスイッチＳＷ２がオフ状態となることを第１状態、スイッチＳＷ１がオン状態、且つスイッチＳＷ２がオン状態となることを第２状態、スイッチＳＷ１がオフ状態、且つスイッチＳＷ２がオン状態となることを第３状態と称する。
このとき、制御信号生成部３５４は、第１状態（期間Ｔ２）→第２状態（期間Ｔ３）→第３状態（期間Ｔ４）の順に、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を制御する。また、制御信号生成部３５４は、第３状態（期間Ｔ４）→第２状態（期間Ｔ５）→第１状態（期間Ｔ６）の順に、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を制御する。
【００９３】
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、スイッチＳＷ１のオン状態とスイッチＳＷ２のオン状態が切り替わる時点で、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。
すなわち、第２状態では、ノードＮ３には、スイッチＳＷ１→ノードＮ１→スイッチＳＷ２の経路で駆動信号ＣＯＭの所定電位Ｖｘが供給されるとともに、ノードＮ２→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、スイッチＳＷ１がオフ状態に遷移するが、ノードＮ２→抵抗Ｒ３の経路は残され、ノードＮ３には抵抗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。加えて、第１状態→第２状態→第３状態といったシーケンスでスイッチＳＷ１及びスイッチ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、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。
【００９４】
また、第２状態から第１状態へ遷移すると、スイッチＳＷ２がオフ状態に遷移するが、第２状態においてもスイッチＳＷ１を介して駆動信号ＣＯＭが圧電素子２００に印加されており、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。
くわえて、第１状態（期間Ｔ２及び期間Ｔ６）並びに第２状態（期間Ｔ３及び期間Ｔ５）において、スイッチＳＷ３はオン状態となるので、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１６に示すように、駆動信号ＣＯＭが供給される内部配線Ｌ１とノードＮ３が接続され残留振動に基づく起電力Ｖoutが供給される内部配線Ｌ２との間には寄生容量Ｃａが存在する。このため、期間Ｔ２においてスイッチ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を介してノードＮ３に伝送される。本実施形態によれば、期間Ｔ２及びＴ３において、スイッチＳＷ３がオン状態となり、ノードＮ４はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。このため、検査パルスＰ２が残留振動検出部３５６Ａに干渉することを防止することができる。
【００９５】
＜６．吐出状態判定部の動作＞
次に、図２４及び図２５を参照しつつ、吐出状態判定部１０の動作について説明する。
上述のとおり、吐出状態判定部１０は、計測部１２と、判定部１４と、を備える。
計測部１２には、残留振動検出部３５６Ａにおいて出力信号ＯＵＴ１を整形した残留振動信号Ｖｄと、制御部６が生成するマスク信号Ｍskと、残留振動信号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１２は、これらの信号等に基づいて、残留振動の１周期の時間を示す周期データＮＴｃと、当該周期データ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。
【００９６】
図２４は、計測部１２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１２は、残留振動信号Ｖｄの示す電位と閾値電位Ｖth_cとを比較して、残留振動信号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、残留振動信号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１２は、残留振動信号Ｖｄの示す電位と閾値電位Ｖth_oとを比較して、残留振動信号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、残留振動信号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１２は、残留振動信号Ｖｄの示す電位と閾値電位Ｖth_uとを比較して、残留振動信号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、残留振動信号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。
【００９７】
マスク信号Ｍskは、残留振動検出部３５６Ａからの残留振動信号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、残留振動信号Ｖｄのうち、期間Ｔmskの経過後の残留振動信号Ｖｄのみを対象として周期データ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周期データＮＴｃを得ることができる。
【００９８】
計測部１２は、カウンタ（図示省略）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、残留振動信号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ｔ１１において、クロック信号（図示省略）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、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ｔ１１において、カウントを開始する。そして、当該カウンタは、カウントを開始した後において、残留振動信号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ｔ１２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周期データＮＴｃとして出力する。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ｔ１２において、カウントを終了する。
このように、計測部１２は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間長を、残留振動信号Ｖｄの１周期分の時間長として計測することで、周期データＮＴｃを生成する。
【００９９】
ところで、図２４において一点鎖線で示すように、残留振動信号Ｖｄの振幅が小さい場合には、正確に残留振動信号Ｖｄの周期を計測できない可能性が高くなる。また、残留振動信号Ｖｄの振幅が小さい場合には、仮に周期データＮＴｃの結果のみに基づいて吐出部Ｄ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、残留振動信号Ｖｄの振幅が小さい場合、キャビティ２２０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、残留振動信号Ｖｄの振幅が、周期データ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１２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ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間において、残留振動信号Ｖｄの示す電位が、閾値電位Ｖth_oを超え、且つ、閾値電位Ｖth_uを下回る場合に、有効性フラグＦlagの値を、周期データ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。
【０１００】
このように本実施形態において、計測部１２は、残留振動信号Ｖｄの１周期分の時間長を示す周期データＮＴｃを生成するのに加え、残留振動信号Ｖｄが周期データ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、より正確に吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を判定することが可能となる。
【０１０１】
判定部１４は、周期データＮＴｃ及び有効性フラグＦlagに基づいて、吐出部Ｄ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１４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１４は、周期データＮＴｃの示す時間長を、閾値Ｔth1、閾値Ｔth1よりも長い時間長を表す閾値Ｔth2、及び、閾値Ｔth2よりも更に長い時間長を表す閾値Ｔth3の３つの閾値（または、これら３つの閾値うちの一部の閾値）と比較する。
ここで、閾値Ｔth1は、キャビティ２２０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Ｔth2は、ノズルＮZ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Ｔth3は、ノズルＮZ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ＮZ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。
【０１０２】
図２５に示すように、判定部１４は、有効性フラグＦlagの値が「１」であり、且つ、「ＴTH1≦ＮＴｃ≦ＴTH2」を満たす場合には、吐出部Ｄ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。
一方、判定部１４は、有効性フラグＦlagの値が「１」であり、且つ、「ＮＴｃ＜ＴTH1」を満たす場合には、キャビティ２２０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１４は、有効性フラグＦlagの値が「１」であり、且つ、「ＴTH2＜ＮＴｃ≦ＴTH3」を満たす場合には、ノズルＮZ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１４は、有効性フラグＦlagの値が「１」であり、且つ、「ＴTH3＜ＮＴｃ」を満たす場合には、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。また、判定部１４は、有効性フラグＦlagの値が「０」である場合には、判定結果信号Ｒsに対して、インクが注入されていない等の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。
【０１０３】
以上のように、判定部１４では、吐出部Ｄにおける吐出状態を判定し、判定結果を判定結果信号Ｒsとして出力する。このため、制御部６は、判定結果信号Ｒsに基づいて、各ヘッドユニット３５に設けられたｎ個の吐出部Ｄの中でどの吐出部Ｄにおいて吐出異常が生じているかを把握することが可能となる。そして、制御部６は、吐出異常が生じている場合には、印刷処理を中断して回復処理を実行するようにインクジェットプリンター１の動作を制御することができる。これにより、吐出異常に起因する印刷品質の低下を最小限に留めることができる。
【０１０４】
＜７．第１実施形態の結論＞
以上において説明したように、本実施形態では、上部配線層と下部配線層との間に、平面視して内部配線Ｌ１及びＬ２を覆うようにシールド部ＳＨが設けられる。このため、内部配線Ｌ１またはＬ２における電位の変動が、ノイズとして電子回路に伝播することを防止することが可能となるとともに、電子回路において生じるノイズが起電力Ｖoutに重畳することを防止することができる。これにより、ノイズの影響を排除した正確な残留振動の検出が可能となり、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。
【０１０５】
ところで、仮に、基板３０２の近傍に大振幅の信号が供給される配線が設けられる場合、当該配線からのノイズ等により基板３０２の電位が変動し、基板３０２上のＰ型の領域とＮ型の領域との接合部分において、寄生的なダイオード、または、寄生的なトランジスターが生じることがある。これら寄生ダイオードや寄生トランジスターが動作する場合、基板３０２上に形成される電子回路は、正常に動作することができなくなる。
これに対して、本実施形態では、大振幅の信号が供給される内部配線Ｌ１及びＬ２を上部配線層に設け、更に、上部配線層及び基板３０２の間にシールド部ＳＨを設ける。このため、基板３０２において、寄生ダイオードや寄生トランジスターの発生を防止することができ、残留振動検出部３５６Ａ等における電子回路の誤動作を防止した、正確な残留振動の検出が可能となる。
【０１０６】
また、本実施形態では、外部配線ＬＸ１の経路長は、外部配線ＬＸ２の経路長よりも短い。このため、外部配線ＬＸ１の経路長が、外部配線ＬＸ２の経路長よりも長い場合と比較して、圧電素子２００の起電力Ｖoutに重畳するノイズの程度を低減することができ、正確な残留振動の検出が可能となる。
【０１０７】
＜Ｂ．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、供給部３５２Ａの替わりに供給部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。
なお、以下に例示する第２実施形態において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する（以下で説明する変形例についても同様）。
【０１０８】
図２６は、供給部３５２Ｂ及びｎ個の圧電素子２００の構成を示す回路図である。この図に示すように供給部３５２Ｂは、ｎ個の選択ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕｎ）を有する選択回路ＵＸと、抵抗Ｒ３と、ハイパスフィルターＨＰＦ１と、ハイパスフィルターＨＰＦ２と、を備える。
【０１０９】
供給部３５２Ｂは、差動形式の出力信号ＯＵＴ１及び出力信号ＯＵＴ２を生成し、これを残留振動検出部３５６Ｂに供給する。このため、供給部３５２Ｂは、供給部３５２Ａに対してハイパスフィルターＨＰＦ２が追加されている。
【０１１０】
ハイパスフィルターＨＰＦ２は、ノードＮ２とノードＮ５との間に設けられたキャパシターＣ２と、一方の端子がノードＮ５に接続され他方の端子にアナロググランドＡＧＮＤが供給される抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２に並列に接続されたスイッチＳＷ４と、を備える。スイッチＳＷ４は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、及び、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、スイッチＳＷ４には制御信号Ｓｃが供給され、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。
【０１１１】
すなわち、供給部３５２Ｂは、スイッチＳＷ２が接続される内部配線Ｌ２の信号と、駆動信号ＣＯＭが供給される内部配線Ｌ１の信号とを差動形式の入力信号とし、ハイパスフィルターＨＰＦ１及びＨＰＦ２にて低域周波数成分を減衰させた出力信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２を差動形式で残留振動検出部３５６Ｂに出力する。
【０１１２】
図２７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）
【０１１３】
差動増幅部３９は、高い同相除去比を有するので、内部配線Ｌ１と内部配線Ｌ２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、残留振動信号Ｖｄとして吐出状態判定部１０に供給される。
【０１１４】
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Ｖoutを差動形式で出力する供給部３５２Ｂと、差動形式の出力信号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。
【０１１５】
図２８は、第２実施形態に係る集積回路３０が実装されるＩＣチップ３０１の一部を、当該集積回路３０が形成される基板に垂直な方向から平面視したときの平面図の一例であり、図２９は、図２８に示すＩＣチップ３０１を、図２８におけるＦ−ｆ線で破断した部分断面図の一例である。
【０１１６】
図２８及び２９に例示するように、第２実施形態に係る集積回路３０は、第１実施形態と同様に、残留振動検出部３５６Ｂが低電圧領域ＡＲ１の下部配線層に設けられ、供給部３５２Ｂの選択回路ＵＸが高電圧領域ＡＲ２の下部配線層に設けられる。
また、内部配線Ｌ１は、部分領域ＡＰ１の上部配線層と部分領域ＡＰ２の上部配線層とに設けられる。すなわち、第２実施形態は、内部配線Ｌ１が、部分領域ＡＰ１の上部配線層に設けられている点において、第１実施形態と相違する。
より具体的には、部分領域ＡＰ１は、部分領域ＡＰ１ａと部分領域ＡＰ１ｂとを含む。そして、内部配線Ｌ１は、低電圧領域ＡＲ１のうち部分領域ＡＰ１ｂの上部配線層と、高電圧領域ＡＲ２のうち部分領域ＡＰ２ｂの上部配線層と、に設けられ、内部配線Ｌ２は、低電圧領域ＡＲ１のうち部分領域ＡＰ１ａの上部配線層と、高電圧領域ＡＲ２のうち部分領域ＡＰ２ａの上部配線層と、に設けられる。
【０１１７】
また、第２実施形態では、図２８に例示するように、シールド部ＳＨが、平面視して、部分領域ＡＰ１及び部分領域ＡＰ２を少なくとも含む領域に設けられる。
より具体的には、シールド部ＳＨのうちシールド部ＳＨ１は、内部配線Ｌ１を覆うように、部分領域ＡＰ１ｂ及び部分領域ＡＰ２ｂを含む領域に設けられ、シールド部ＳＨのうちシールド部ＳＨ２は、内部配線Ｌ２を覆うように、部分領域ＡＰ１ａ及び部分領域ＡＰ２ａを含む領域に設けられる。
なお、図２８及び図２９に例示するように、ハイパスフィルターＨＰＦ１のキャパシターＣ１と、ハイパスフィルターＨＰＦ２のキャパシターＣ２とは、低電圧領域ＡＲ１の配線層ＬＹ３及びＬＹ４に設けられている。
【０１１８】
以上において説明したように、第２実施形態では、内部配線Ｌ１及びＬ２が設けられる上部配線層と、残留振動検出部３５６Ｂを構成する電子回路が設けられる下部配線層との間のシールド配線層において、平面視して内部配線Ｌ１及びＬ２を覆うようにシールド部ＳＨが設けられる。
このため、内部配線Ｌ１における電位の変動または内部配線Ｌ２における電位の変動が、ノイズとして電子回路に伝播することを防止することが可能となる。また、電子回路において生じるノイズが内部配線Ｌ２に伝播することを防止できる。これにより、残留振動検出部３５６Ｂ等の電子回路において、ノイズの影響を排除した正確な残留振動の検出が可能となり、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。
【０１１９】
なお、第２実施形態において、供給部３５２Ｂは、内部配線Ｌ１により供給される信号と、内部配線Ｌ２により供給される信号とを、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、図３０に示すように、内部配線Ｌ１または内部配線Ｌ２により供給される信号と、供給ラインＬｖにより供給される信号とを、差動形式の入力信号として取り扱ってもよい。
図３０は、第２実施形態の変形例に係る供給部３５２Ｃの回路図である。この図に示すように、ハイパスフィルターＨＰＦ２には、基準電位ＶBSが供給される。この図に示す例によれば、内部配線Ｌ２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。
【０１２０】
＜Ｃ．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、供給部３５２Ａの替わりに供給部３５２Ｄを用いる点、並びに、駆動信号生成部３３が駆動信号ＣＯＭａ及び駆動信号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。
【０１２１】
図３１は、供給部３５２Ｄ及びｎ個の圧電素子２００の構成を示す回路図である。この図に示すように供給部３５２Ｄは、ｎ個の選択ユニットＵＡ（ＵＡ１〜ＵＡｎ）を有する選択回路ＵＸＡと、抵抗Ｒ３と、ハイパスフィルターＨＰＦ１と、を備える。
【０１２２】
また、第３実施形態では、内部配線Ｌ１が、内部配線Ｌ１ａと内部配線Ｌ１ｂと、を含み、内部配線Ｌ１ａには駆動信号ＣＯＭａが供給され、内部配線Ｌ１ｂには駆動信号ＣＯＭｂが供給される。そして、第３実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭａ及びＣＯＭｂを用いて圧電素子２００を駆動する。このため、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ＮZから吐出させることが可能である。
具体的には、図３１に示すように、供給部３５２Ｄは、内部配線Ｌ１ａ及び内部配線Ｌ１ｂを含む内部配線Ｌ１と、内部配線Ｌ２と、内部配線Ｌ１ａと抵抗Ｒ３との間に電気的に接続されるスイッチＳＷ５と、内部配線Ｌ１ｂと抵抗Ｒ３との間に電気的に接続されるスイッチＳＷ６と、を備える。
【０１２３】
選択ユニットＵＡ１は、スイッチＳＷ１の代わりに、駆動信号ＣＯＭａ用のスイッチＳＷ１ａと、駆動信号ＣＯＭｂ用のスイッチＳＷ１ｂと、が設けられている点を除き、第１実施形態に係る選択ユニットＵ１と同様に構成されている。スイッチＳＷ１ａは、制御信号生成部３５４が生成する制御信号Ａ１に基づいてオンオフが制御され、スイッチＳＷ１ｂは、制御信号生成部３５４が生成する制御信号Ｂ１に基づいてオンオフが制御される。本実施形態では、スイッチＳＷ１ａと、スイッチＳＷ１ｂとが「第１スイッチ」の一例である。なお、他の選択ユニットＵＡ２〜ＵＡｎも選択ユニットＵＡ１と同様に構成されている。
【０１２４】
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。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。
【０１２５】
なお、第３実施形態に係る集積回路３０においては、第１実施形態と同様に、供給部３５２Ｄの選択回路ＵＸＡが、高電圧領域ＡＲ２の下部配線層に設けられ、内部配線Ｌ１ａ及び内部配線Ｌ１ｂを含む内部配線Ｌ１が、部分領域ＡＰ２（部分領域ＡＰ２ｂ）の上部配線層に設けられ、内部配線Ｌ２が、部分領域ＡＰ１（部分領域ＡＰ１ａ）の上部配線層と、部分領域ＡＰ２（部分領域ＡＰ２ａ）の上部配線層とに設けられる（図１８参照）。
また、本実施形態では、第１実施形態と同様に、シールド部ＳＨが、平面視して、部分領域ＡＰ１及び部分領域ＡＰ２を少なくとも含む領域に設けられる（図１８参照）。
【０１２６】
図３２は、供給部３５２Ｄの動作の一例を示すタイミングチャートである。この図に示すように、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Ｔ１４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Ｔ２１において基準電位Ｖｒｅｆを維持する。
一方、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に下降し、期間Ｔ２１において基準電位Ｖｒｅｆを維持する。
すなわち、期間Ｔ１０〜期間Ｔ１５からなる単位期間Ｔａにおける駆動信号ＣＯＭａの波形は、期間Ｔ１６〜期間Ｔ２１からなる単位期間Ｔｂにおける駆動信号ＣＯＭｂの波形と略同じであり、単位期間Ｔｂにおける駆動信号ＣＯＭａの波形は、単位期間Ｔａにおける駆動信号ＣＯＭｂの波形と略同じである。
【０１２７】
図３２に示す例では、単位期間Ｔａにおいて、選択ユニットＵＡ１に接続される圧電素子２００に検査パルスＰ２を印加し、単位期間Ｔａのうち期間Ｔ１２において当該圧電素子２００における残留振動を検出する。また、単位期間Ｔｂにおいて、選択ユニットＵＡ２に接続される圧電素子２００に検査パルスＰ２を印加し、単位期間Ｔｂのうち期間Ｔ１８において当該圧電素子２００における残留振動を検出する。また、他の選択ユニットＵＡ３〜ＵＡｎに対応する圧電素子２００には、単位期間Ｔａ及び単位期間Ｔｂにおいて微振動パルスＰ１が印加される。
【０１２８】
図３２に示す例において、まず、期間Ｔ１０における供給部３５２Ｄの動作について検討する。期間Ｔ１０では、選択ユニットＵＡ１において、制御信号Ａ１がハイレベルとなるため駆動信号ＣＯＭａ用のスイッチＳＷ１ａがオン状態となり、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ＵＡ２において、制御信号Ｂ２がハイレベルとなるため駆動信号ＣＯＭｂ用のスイッチＳＷ１ｂがオン状態となり、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ＵＡ３〜ＵＡｎにおいて、制御信号Ｂ３〜Ｂｎがハイレベルとなるため駆動信号ＣＯＭｂ用のスイッチＳＷ１ｂがオン状態となり、微振動パルスＰ１が圧電素子２００−３〜２００−ｎに供給される。
【０１２９】
次に、図３２に示す例では、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ＵＡ１のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ５と、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ＵＡ１のスイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂと、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Ｖoutが、スイッチＳＷ２→内部配線Ｌ２→キャパシターＣ１→ノードＮ４の経路で伝送され、出力信号ＯＵＴ１として出力される。この際、ノードＮ３の電位は、抵抗Ｒ３によって駆動信号ＣＯＭａの所定電位Ｖｘにバイアスされる。
【０１３０】
また、図３２に示す例では、期間Ｔ１１及び期間Ｔ１３において、制御信号Ｓａ、Ｓｃ、Ａ１、Ｓ１がハイレベルとなる。このため、選択ユニットＵＡ１のスイッチＳＷ１ａ及びＳＷ２がオン状態となり、スイッチＳＷ３及びＳＷ５がオン状態となる。このように、スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ２を同時にオン状態にすることにより、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、スイッチＳＷ３がオン状態となるので、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出力信号ＯＵＴ１に重畳しないようにできる。
【０１３１】
次に、図３２に示す例では、期間Ｔ１４において、制御信号Ａ１がハイレベルとなり、スイッチＳＷ１ａがオン状態となるので、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の上部電極１２２の電位が基準電位Ｖｒｅｆに戻される。
【０１３２】
このように、図３２に示す例では、単位期間Ｔａにおいて、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、選択ユニットＵＡ２の駆動信号ＣＯＭｂ用のスイッチＳＷ１ｂはオン状態となるので、圧電素子２００−２には駆動信号ＣＯＭｂが供給される。
【０１３３】
次に、図３２に示す例では、単位期間Ｔｂの期間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ＵＡ２において駆動信号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の残留振動を検出する。
【０１３４】
なお、第３実施形態では、期間Ｔ１０では、駆動信号ＣＯＭａに検査パルスＰ２を含ませ、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、インクを吐出させるノズルＮZとインクを非吐出として残留振動を検出するノズルＮZとを混在させることが可能となる。
【０１３５】
＜Ｄ．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、供給部３５２Ｄの替わりに供給部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。
【０１３６】
図３３は、供給部３５２Ｅ及びｎ個の圧電素子２００の構成を示す回路図である。この図に示すように供給部３５２Ｅは、上述した第３実施形態の供給部３５２Ｄに対して、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、供給部３５２Ｅは、差動形式の出力信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２を残留振動検出部３５６Ｂ（図２７参照）に供給する。残留振動検出部３５６Ｂは、差動形式の出力信号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。
【０１３７】
なお、第４実施形態に係る集積回路３０においては、第２実施形態と同様に、供給部３５２Ｅの選択回路ＵＸＡが、高電圧領域ＡＲ２の下部配線層に設けられ、内部配線Ｌ１ａ及び内部配線Ｌ１ｂを含む内部配線Ｌ１が、部分領域ＡＰ１（部分領域ＡＰ１ｂ）の上部配線層と、部分領域ＡＰ２（部分領域ＡＰ２ｂ）の上部配線層に設けられ、内部配線Ｌ２が、
部分領域ＡＰ１（部分領域ＡＰ１ａ）の上部配線層と、部分領域ＡＰ２（部分領域ＡＰ２ａ）の上部配線層とに設けられる（図２８参照）。
また、第４実施形態では、第２実施形態と同様に、シールド部ＳＨが、平面視して、部分領域ＡＰ１及び部分領域ＡＰ２を少なくとも含む領域に設けられる（図２８参照）。
【０１３８】
ところで、第４実施形態において、供給部３５２Ｅは、内部配線Ｌ１により供給される信号と、内部配線Ｌ２により供給される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、内部配線Ｌ１または内部配線Ｌ２により供給される信号と、供給ラインＬｖにより供給される信号とを差動形式の入力信号として取り扱ってもよい。
図３４は、第４実施形態の変形例に係る供給部３５２Ｆの回路図である。この図に示されるように、ハイパスフィルターＨＰＦ２には、基準電位ＶBSが供給される。この変形例によれば、内部配線Ｌ２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。
【０１３９】
＜Ｅ．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。
【０１４０】
＜変形例１＞
上述した実施形態において、シールド部ＳＨは、低電圧領域ＡＲ１の部分領域ＡＰ１と、高電圧領域ＡＲ２の部分領域ＡＰ２と、を少なくとも含むように設けられたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、図３５に示すように、シールド部ＳＨは、低電圧領域ＡＲ１の部分領域ＡＰ１に設けられていればよい。
高電圧領域ＡＲ２に形成される電子回路は、大振幅の信号を処理するための回路であり、
シールド部ＳＨを設けない場合であっても、低電圧領域ＡＲ１に形成される電子回路と比較して、内部配線Ｌ１及びＬ２からのノイズの影響を受け難い。よって、シールド部ＳＨを、少なくとも、平面視して部分領域ＡＰ１を含むように、つまり、低電圧領域ＡＲ１において内部配線Ｌ１及びＬ２を覆うように設けることで、集積回路３０を構成する電子回路の誤動作を防止することが可能となる。
【０１４１】
＜変形例２＞
上述した実施形態及び変形例において、集積回路３０を有するＩＣチップ３０１は、フレキシブルケーブル３００に実装されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、集積回路３０は記録ヘッド２０に設けられてもよい。
【０１４２】
＜変形例３＞
上述した実施形態及び変形例では、液体吐出装置として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例示して説明したが、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。
【０１４３】
＜変形例４＞
上述した実施形態及び変形例において、液体吐出装置としてＣＭＹＫの４色のインクを吐出可能なインクジェットプリンターを例示して説明したが、１色以上のインクを吐出可能であればよい。つまり、上述した実施形態及び変形例では、４個のヘッドユニット３５を備える場合を例示して説明したが、ヘッドユニット３５の個数は１以上であればよい。
【符号の説明】
【０１４４】
１・・・インクジェットプリンター、６・・・制御部、１０・・・吐出状態判定部、２０・・・記録ヘッド、３０・・・集積回路、３３・・・駆動信号生成部、３５・・・ヘッドユニット、２００・・・圧電素子、３００・・・フレキシブルケーブル、３０１・・・ＩＣチップ、３５２Ａ・・・供給部、３５４・・・制御信号生成部、３５６Ａ・・・残留振動検出部、Ｄ・・・吐出部、ＮZ・・・ノズル、Ｌ１・・・内部配線、Ｌ２・・・内部配線、ＬＸ１・・・外部配線、ＬＸ２・・・外部配線、Ｕ・・・選択ユニット、ＳＷ１・・・スイッチ、ＳＷ２・・・スイッチ、ＳＨ・・・シールド部ＳＨ。
【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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