JP2004314457A - 液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法 - Google Patents

液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】液滴吐出ヘッドの吐出異常を検出し、その原因に応じて適切な回復処理を実行することができる液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法を提供する。
【解決手段】本発明の液滴吐出装置は、振動板と、振動板を変位させるアクチュエータとを有する複数の液滴吐出ヘッドと、アクチュエータを駆動する駆動回路と、駆動回路によってアクチュエータが駆動された後、振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段１６と、基準パルスを発生させるパルス生成手段と、振動板の残留振動に基づいて、パルス生成手段によって発生された基準パルスの数を演算する演算処理手段１７と、駆動回路によってアクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測する計時手段と、演算処理手段１７の演算結果と計時手段により計測された経過時間とに基づいて、液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定する判定手段２０とを備えている。
【選択図】図２４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液滴吐出装置の一つであるインクジェットプリンタは、複数のノズルからインク滴（液滴）を吐出して所定の用紙上に画像形成を行っている。インクジェットプリンタの印刷ヘッド（インクジェットヘッド）には、多数のノズルが設けられているが、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、いくつかのノズルが目詰まりしてインク滴を吐出できない場合がある。ノズルが目詰まり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。
【０００３】
従来、このようなインク滴の吐出異常（以下、「ドット抜け」ともいう）を検出する方法として、インクジェットヘッドのノズルからインク滴が吐出されない状態（インク滴吐出異常状態）をインクジェットヘッドのノズル毎に光学的に検出する方法が考案されている（例えば、特許文献１など）。この方法により、ドット抜け（吐出異常）を発生しているノズルを特定することが可能となっている。
【０００４】
しかしながら、上述の光学式のドット抜け（液滴吐出異常）検出方法では、光源及び光学センサを含む検出器が液滴吐出装置（例えば、インクジェットプリンタ）に取付けられている。この検出方法では、一般に、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）のノズルから吐出する液滴が光源と光学センサの間を通過し、光源と光学センサの間の光を遮断するように、光源及び光学センサを精密な精度で（高精度に）設定（設置）しなければならないという問題がある。また、このような検出器は通常高価であり、インクジェットプリンタの製造コストが増大してしまうという問題もある。さらに、ノズルからのインクミストや印刷用紙等の紙粉によって、光源の出力部や光学センサの検出部が汚れてしまい、検出器の信頼性が問題となる可能性もある。
【０００５】
また、上述の光学式のドット抜け検出方法では、ノズルのドット抜け、すなわち、インク滴の吐出異常（不吐出）を検出することはできるが、その検出結果に基づいてドット抜け（吐出異常）の原因を特定（判定）することができず、ドット抜けの原因に対応する適切な回復処理を選択し、実行することが不可能であるという問題もある。そのため、例えば、ワイピング処理で回復可能な状態であるにもかかわらず、インクジェットヘッドからインクをポンプ吸引などすることにより、排インク（無駄なインク）が増加することや、適切な回復処理が行われないために複数の回復処理を実施することによって、インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）のスループットを低下あるいは悪化させてしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３０９９６３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液滴吐出ヘッドの吐出異常（ヘッド異常）を検出し、その原因に応じて適切な回復処理を実行することができる液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態において、本発明の液滴吐出装置は、
振動板と、前記振動板を変位させるアクチュエータと、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、該内部の圧力が増減されるキャビティと、前記キャビティに連通し、前記キャビティ内の圧力の増減により前記液体を液滴として吐出するノズルとを有する複数の液滴吐出ヘッドと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータにより変位された前記振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段と、
基準パルスを発生させるパルス生成手段と、
前記残留振動検出手段によって検出された前記振動板の残留振動に基づいて、前記パルス生成手段によって発生された基準パルスの数を演算する演算処理手段と、
前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測する計時手段と、
前記演算処理手段の演算結果と、前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定するヘッド異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一実施形態における液滴吐出装置によれば、アクチュエータの駆動により、液体を液滴として吐出する動作（吐出しない程度のアクチュエータの駆動でもよい）を行った際に、所定の期間内に発生するパルスをカウントするとともに、前回のアクチュエータの駆動からの経過時間を計測し、このカウント値及び経過時間に基づいて、液滴が正常に吐出されたか、あるいは吐出されなかったか（吐出異常）を検出している。
【００１０】
したがって、本発明の液滴吐出装置によって、従来のドット抜け検出方法を備える液滴吐出装置に比べ、他の部品（例えば、光学式検出装置など）を必要としないので、液滴吐出ヘッドのサイズを大きくすることなく液滴の吐出異常（ヘッド異常を含む、ヘッド異常については後述する）を検出することができるとともに、製造コストを低く抑えることができる。また、本発明の液滴吐出ヘッドでは、液滴吐出動作後の振動板の残留振動を用いて液滴の吐出異常を検出しているので、印字動作の途中でも液滴の吐出異常を検出することができる。
【００１１】
また、本発明の別の実施形態における液滴吐出装置は、
液体が充填されるキャビティと、前記キャビティに連通するノズルと、前記キャビティ内に充填された液体の圧力を変動し、この圧力変動により液体を液滴として前記ノズルから吐出させるアクチュエータとを有する複数の液滴吐出ヘッドと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータから発生する起電圧の残留振動を検出する残留振動検出手段と、
基準パルスを発生させるパルス生成手段と、
前記残留振動検出手段によって検出された前記残留振動に基づいて、前記パルス生成手段によって発生された基準パルスの数を演算する演算処理手段と、
前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測する計時手段と、
前記演算処理手段の演算結果と、前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定するヘッド異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の実施形態における液滴吐出装置によれば、上記振動板の残留振動の代わりに、アクチュエータから発生する起電圧の残留振動を検出することにより、上記実施形態における液滴吐出装置と同様の作用、効果を奏することができる。このように、本発明の液滴吐出装置は、圧電アクチュエータを利用して、その起電圧により、上述と同様の構成を採用することができる。
【００１３】
ここで、前記振動板の残留振動とは、前記アクチュエータが前記駆動回路の駆動信号（電圧信号）により液滴吐出動作（吐出しない程度の動作を含む）を行った後、次の駆動信号が入力されて再び液滴吐出動作を実行するまでの間に、この液滴吐出動作により前記振動板が減衰しながら振動を続けている状態をいう。また、アクチュエータの起電圧の残留振動とは、駆動回路の駆動信号によりアクチュエータが吐出動作（吐出しない程度の動作を含む）を行った後、次の駆動信号が入力されて再び液滴吐出動作を実行するまでの間に、この液滴吐出動作により前記アクチュエータが発生する起電圧が減衰しながら振動を続けている状態をいう。
【００１４】
好ましくは、前記演算処理手段は、前記残留振動に基づいて所定のタイミングを生成するタイミング生成手段と、前記パルス生成手段によって所定の期間内に発生された基準パルスの数をカウントするカウンタと、前記タイミング生成手段によって生成されたタイミングで前記カウンタのカウント値を保持する保持手段とを含む。また、好ましくは、前記カウンタは、前記所定の期間内に発生された基準パルスの数を所定の基準値から減算カウントしてもよい。そして、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記所定の基準値を格納するメモリを更に備えている。
【００１５】
ここで、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドの周囲温度を計測する温度センサを更に備えている。この場合、前記所定の基準値は、前記温度センサによって計測された周囲温度に基づいて補正されるように構成されてもよい。これにより、液滴吐出ヘッドのヘッド異常をより精度よく検出することができる。
【００１６】
また、前記所定の期間は、前記アクチュエータの駆動後、前記残留振動が発生するまでの期間であってもよく、前記残留振動の最初の半周期の期間であってもよく、あるいは、前記残留振動の最初の１周期の期間であってもよい。そして、好ましくは、前記ヘッド異常判定手段は、前記演算処理手段の演算結果と前記経過時間とに基づいて、前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常の有無とともに、その原因を判定する。また、好ましくは、前記ヘッド異常判定手段は、前記保持手段に保持されたカウント値と前記経過時間とに基づいて、前記ヘッド異常の原因を判定する。
【００１７】
ここで、好ましくは、前記ヘッド異常判定手段は、前記保持されたカウント値が第１のカウント閾値よりも大きい場合には、前記ヘッド異常の原因を前記キャビティ内への気泡混入と判定し、前記保持されたカウント値が第１のカウント閾値よりも小さい場合には、前記経過時間に応じて前記ヘッド異常の原因を判定し、前記経過時間が第１の時間閾値より小さいとき、前記保持されたカウント値が第３のカウント閾値よりも小さい場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着大と判定する。なお、本発明において、「紙粉」とは、単に記録用紙などから発生した紙粉のみに限らず、例えば、紙送りローラ（給紙ローラ）などのゴムの切れ端や、空気中に浮遊するごみなどを含むノズル付近に付着して液滴吐出の妨げとなるすべてのものをいう。
【００１８】
また、好ましくは、前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第１の時間閾値より小さいとき、前記保持されたカウント値が第２のカウント閾値と第３のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着小と判定し、前記経過時間が第１の時間閾値より小さいとき、前記保持されたカウント値が前記第１のカウント閾値と第２のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常が発生していないと判定し、前記経過時間が第１の時間閾値と第２の時間閾値との間にあるとき、前記保持されたカウント値が第３のカウント閾値よりも小さい場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着大と判定し、前記経過時間が第１の時間閾値と第２の時間閾値との間にあるとき、前記保持されたカウント値が第２のカウント閾値と第３のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常の原因を乾燥増粘小と判定し、前記経過時間が第１の時間閾値と第２の時間閾値との間にあるとき、前記保持されたカウント値が前記第１のカウント閾値と第２のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常が発生していないと判定する。
【００１９】
さらに、好ましくは、前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第２の時間閾値より大きいとき、前記保持されたカウント値が第３のカウント閾値よりも小さい場合には、前記ヘッド異常の原因を乾燥増粘大と判定し、前記経過時間が第２の時間閾値より大きいとき、前記保持されたカウント値が第２のカウント閾値と第３のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着小と判定し、前記経過時間が第２の時間閾値より大きいとき、前記保持されたカウント値が前記第１のカウント閾値と第２のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常が発生していないと判定する。
【００２０】
ここで、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、記ヘッド異常判定手段によって判定されたヘッド異常の原因を解消する回復処理を実行する回復手段を更に備える。この場合において、前記回復手段は、好ましくは、前記複数の液滴吐出ヘッドのノズルが配列されるノズル面をワイパによりワイピング処理するワイピング手段と、前記アクチュエータを駆動して所定のノズルから前記液滴を予備的に吐出するフラッシング処理を実行するフラッシング手段と、前記複数の液滴吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップに接続するポンプによりポンプ吸引処理をするポンピング手段とを含む。
【００２１】
そして、好ましくは、前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘小と判定された場合には、前記フラッシング処理又は前記ポンピング処理を実行し、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘大と判定された場合には、前記ポンピング処理を実行する。ここで、好ましくは、前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘と判定された場合には、乾燥増粘の大小に応じて前記フラッシング処理の吐出回数又は前記ポンピング処理の前記ポンプの吸引時間を変更して該ポンプ吸引処理を実行する。また、好ましくは、前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が紙粉付着と判定された場合には、前記ワイピング処理を実行し、より好ましくは、前記ヘッド異常の原因が紙粉付着と判定された場合には、この紙粉付着の大小に応じて、前記ワイピング処理のワイピング回数を変更して該ワイピング処理を実行する。ここで、前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘小と判定された場合において前記フラッシング処理を実行するとき、前記経過時間に応じて、前記フラッシング処理の吐出回数を変更して該フラッシング処理を実行してもよい。
【００２２】
さらに、好ましくは、前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が気泡混入と判定された場合には、前記ポンピング処理を実行する。この場合において、前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が気泡混入と判定された場合には、前記演算処理結果に応じて、前記ポンプの吸引時間を変更して前記ポンピング処理を実行してもよい。
【００２３】
また、好ましくは、前記回復手段は、前記ヘッド異常判定手段によって判定されたヘッド異常の原因が解消するまで前記回復処理を実行する。そして、本発明の液滴吐出装置は、前記回復手段によって回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合には、その旨を報知する報知手段を更に備えてもよい。この場合、本発明の液滴吐出装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドのキャビティに供給する前記液体を貯蔵する液体貯蔵手段を更に備え、前記報知手段は、前記回復手段によって回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合には、前記液体貯蔵手段を交換するよう報知するよう構成されてもよい。また、本発明の液滴吐出装置は、前記回復手段によって回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合において印刷処理を実行しているときには、その印刷処理を停止するよう構成されてもよい。
【００２４】
本発明の液滴吐出装置は、好ましくは、前記ヘッド異常判定手段によって判定された判定結果を、対象となる液滴吐出ヘッドと関連付けて記憶する記憶手段を更に備える。
また、本発明の液滴吐出装置は、好ましくは、前記アクチュエータの駆動による前記液滴の吐出動作後、前記アクチュエータを前記駆動回路から前記残留振動検出手段に切り替える切替手段を更に備える。この場合において、本発明の液滴吐出装置は、前記残留振動検出手段、前記演算処理手段、前記ヘッド異常判定手段及び前記切替手段をそれぞれ複数備え、前記アクチュエータの駆動動作を行った前記液滴吐出ヘッドに対応する前記切替手段が前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から対応する前記残留振動検出手段に切り替え、該切り替えられた前記残留振動検出手段に対応する前記ヘッド異常判定手段は、対応する前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定してもよい。
【００２５】
それに代えて、本発明の液滴吐出装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドにそれぞれ対応する複数の切替手段と、前記残留振動検出手段が前記複数の液滴吐出ヘッドのいずれのノズルに対して前記残留振動を検出するかを決定する検出決定手段とを更に備え、前記検出決定手段によって決定された前記液滴吐出ヘッドのノズルに対応する前記アクチュエータの駆動動作後、対応する前記切替手段は、前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から前記残留振動検出手段に切り替えるよう構成されてもよい。
【００２６】
また、好ましくは、前記残留振動検出手段は、発振回路を備え、前記振動板の残留振動によって変化する前記アクチュエータの静電容量成分、あるいは、前記アクチュエータの起電圧成分に基づいて、該発振回路が発振する。この場合、前記発振回路は、前記アクチュエータの静電容量成分と、前記アクチュエータに接続される抵抗素子の抵抗成分とによるＣＲ発振回路を構成してもよい。
【００２７】
また、好ましくは、前記吐出異常検出手段は、前記発振回路の出力信号における発振周波数の変化に基づいて生成される所定の信号群により、前記振動板の残留振動の電圧波形を生成するＦ／Ｖ変換回路を含む。この場合、前記吐出異常検出手段は、前記Ｆ／Ｖ変換回路によって生成された前記振動板の残留振動の電圧波形を所定の波形に整形する波形整形回路を含んでもよい。そして、好ましくは、前記波形整形回路は、前記Ｆ／Ｖ変換回路によって生成された前記振動板の残留振動の電圧波形から直流成分を除去するＤＣ成分除去手段と、このＤＣ成分除去手段によって直流成分を除去された電圧波形と所定の電圧値とを比較する比較器とを含み、該比較器は、該電圧比較に基づいて、矩形波を生成して出力するよう構成される。
【００２８】
なお、前記アクチュエータは、静電式アクチュエータであってもよく、圧電素子のピエゾ効果を利用した圧電アクチュエータであってもよい。本発明の液滴吐出装置は、上記のようなコンデンサからなる静電アクチュエータのみならず、圧電アクチュエータも用いることができるので、既存のほとんどの液滴吐出装置に本発明を適用することができる。そして、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、インクジェットプリンタを含む。
【００２９】
また、本発明の別の態様において、本発明のヘッド異常検出・判定方法は、駆動回路によってアクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータにより変位された振動板の残留振動を検出するとともに、基準パルスを発生させ、前記振動板の残留振動に基づいて、発生した基準パルスの数を演算し、前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測し、この演算結果と経過時間とに基づいて、液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の別の実施形態では、本発明のヘッド異常検出・判定方法は、駆動回路によってアクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータから発生する起電圧の残留振動を検出するとともに、基準パルスを発生させ、前記起電圧の残留振動に基づいて、発生した基準パルスの数を演算し、前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測し、この演算結果と経過時間とに基づいて、液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定することを特徴とする。ここで、いずれの実施形態におけるヘッド異常検出・判定方法においても、好ましくは、前記判定されたヘッド異常の原因に基づいて、それを解消させる回復処理を実行する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５６を参照して本発明の液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法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、本発明の液滴吐出装置の一例として、インク（液状材料）を吐出して記録用紙に画像をプリントするインクジェットプリンタを用いて説明する。
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態における液滴吐出装置の一種であるインクジェットプリンタ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１の構成について説明する。
【００３３】
図１に示すインクジェットプリンタ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。
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。
【００３４】
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１枚ずつ印刷装置４に送り込む給紙装置（給紙手段）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。この操作パネル７の表示部は、後述する吐出異常検出処理において吐出異常（ヘッド異常）が検出された際にその旨を報知する報知手段としても機能する。なお、本発明では、報知手段（報知の方法）としては、表示部への表示に限らず、例えば、音声、警報音、ランプの点灯によるもの、あるいは、ＩＦ９を経由してホストコンピュータ８などへ、または、ネットワークを経由してプリントサーバなどへそれぞれ吐出異常情報を伝達するものなど、いかなるものでもよい。
【００３５】
この報知手段は、回復手段２４による回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合には、その旨を報知してもよく、あるいは、複数のインクジェットヘッド１００のキャビティ１４１に供給するインクを貯蔵するインクカートリッジ（液体貯蔵手段）３１を交換するよう報知してもよい。この場合、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）は、回復手段２４によって回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合において印刷処理を実行しているときには、その印刷処理を停止するよう構成されてもよい。
【００３６】
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、印字手段３の下部近傍を通過する。このとき、印字手段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への印刷が行なわれる。すなわち、印字手段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なわれる。
【００３７】
印刷装置４は、印字手段３と、印字手段３を主走査方向に移動させる駆動源となるキャリッジモータ４１と、キャリッジモータ４１の回転を受けて、印字手段３を往復動させる往復動機構４２とを備えている。
印字手段３は、その下部に、多数のノズル１１０を備えるインクの種類に対応した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複数の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。
【００３８】
また、ヘッドユニット３５は、図３において後述するように、それぞれ一つの、ノズル１１０と、振動板１２１と、静電アクチュエータ１２０と、キャビティ１４１と、インク供給口１４２等で構成されたインクジェット式記録ヘッド（インクジェットヘッドあるいは液滴吐出ヘッド）１００を多数備えている。なお、ヘッドユニット３５は、図１ではインクカートリッジ３１を含んだ構成を示しているが、このような構成に限定されない。例えば、インクカートリッジ３１を別に固定し、チューブなどによってヘッドユニット３５に供給されるようなものでもよい。したがって、以下において、印字手段３とは別に、それぞれ一つの、ノズル１１０と、振動板１２１と、静電アクチュエータ１２０と、キャビティ１４１と、インク供給口１４２等で構成されたインクジェットヘッド１００を複数設けたものをヘッドユニット３５と称するものとする。
【００３９】
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、印字手段３には、各色にそれぞれ対応したヘッドユニット３５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、印字手段３は、その他の色、例えば、ライトシアン、ライトマゼンダ、ダークイエロー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。
【００４０】
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。
【００４１】
キャリッジモータ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、印字手段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内の複数のインクジェットヘッド１００のノズル１１０から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００４２】
給紙装置５は、その駆動源となる給紙モータ５１と、給紙モータ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の送り経路（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枚ずつ送り込め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。
【００４３】
制御部６は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やディジタルカメラ（ＤＣ）等のホストコンピュータ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（報知手段）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。
【００４４】
図２は、本発明のインクジェットプリンタの主要部を概略的に示すブロック図である。この図２において、本発明のインクジェットプリンタ１は、ホストコンピュータ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（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）９と、制御部６と、キャリッジモータ４１と、キャリッジモータ４１を駆動制御するキャリッジモータドライバ４３と、給紙モータ５１と、給紙モータ５１を駆動制御する給紙モータドライバ５３と、ヘッドユニット３５と、ヘッドユニット３５を駆動制御するヘッドドライバ３３と、吐出異常検出手段１０と、操作パネル７と、回復手段２４と、計時手段２５と、温度センサ３７とを備える。なお、吐出異常検出手段１０及びヘッドドライバ３３、並びに、回復手段２５については、詳細を後述する。
【００４５】
この図２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、ホストコンピュータ８からＩＦ９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の一種であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）（記憶手段）６２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）６３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の一種であるＰＲＯＭ６４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。
【００４６】
上述のように、印字手段３は、各色のインクに対応した複数のヘッドユニット３５から構成され、この各ヘッドユニット３５は、複数のノズル１１０と、これらの各ノズル１１０に対応する静電アクチュエータ１２０と（複数のインクジェットヘッド１００）を備える。すなわち、ヘッドユニット３５は、１組のノズル１１０及び静電アクチュエータ１２０を有してなるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００を複数個備えた構成になっている。そして、ヘッドドライバ３３は、各インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０を駆動して、インクの吐出タイミングを制御する駆動回路１８と、切替手段２３とから構成される（図１６参照）。なお、インクジェットヘッド１００及び静電アクチュエータ１２０の構成については後述する。
【００４７】
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、印字手段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が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部６は、ＩＦ９を介して、ホストコンピュータ８から印刷データを入手すると、その印刷データをＥＥＰＲＯＭ６２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からの入力データに基づいて、各ドライバ３３、４３、５３に駆動信号を出力する。各ドライバ３３、４３、５３を介してこれらの駆動信号が入力されると、ヘッドユニット３５の複数のインクジェットヘッド１００に対応する静電アクチュエータ１２０、印刷装置４のキャリッジモータ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。
【００４８】
計時手段２５は、インクジェットヘッド１００の休止時間、すなわち、吐出動作を行ってからの経過時間を計測するためのものであり、例えば、タイマなどから構成される。計時手段２５によって計測された経過時間（時間データ）は、制御部６に出力される。後述するように、ヘッド異常の検出・判定処理を実行する際には、判定手段（吐出異常判定手段）２０（図２４参照）は、この出力された時間データ（経過時間）及び演算処理手段１７から出力される演算結果に基づいて、吐出異常の有無及びその原因を判定する。
【００４９】
温度センサ３７は、インクジェットヘッド１００の周囲温度を計測するためのものであり、この温度センサ３７の計測結果は、後述する演算処理において、温度データテーブルとともに、演算処理手段１７の正常カウント値メモリ４６に保存される正常カウント値（カウント値データ）を補正するために利用されるものである（図２４参照）。
【００５０】
次に、各ヘッドユニット３５内の各インクジェットヘッド１００の構造を説明する。図３は、図２に示すヘッドユニット３５内の１つのインクジェットヘッド１００の概略的な断面図（インクカートリッジ３１などの共通部分を含む）であり、図４は、１色のインクに対応するヘッドユニット３５の概略的な構成を示す分解斜視図であり、図５は、図３に示すインクジェットヘッド１００を複数適用したヘッドユニット３５のノズル面の一例を示す平面図である。なお、図３及び図４は、通常使用される状態とは上下逆に示されており、図５は、図３に示すインクジェットヘッド１００を図中上方から見たときの平面図である。
【００５１】
図３に示すように、ヘッドユニット３５は、インク取り入れ口１３１、ダンパ室１３０及びインク供給チューブ３１１を介して、インクカートリッジ３１に接続されている。ここで、ダンパ室１３０は、ゴムからなるダンパ１３２を備えている。このダンパ室１３０により、キャリッジ３２が往復走行する際のインクの揺れ及びインク圧の変化を吸収することができ、これにより、ヘッドユニット３５の各インクジェットヘッド１００に所定量のインクを安定的に供給することができる。
【００５２】
また、ヘッドユニット３５は、シリコン基板１４０を挟んで、上側に同じくシリコン製のノズルプレート１５０と、下側にシリコンと熱膨張率が近いホウ珪酸ガラス基板（ガラス基板）１６０とがそれぞれ積層された３層構造をなしている。中央のシリコン基板１４０には、独立した複数のキャビティ（圧力室）１４１（図４では、７つのキャビティを示す）と、１つのリザーバ（共通インク室）１４３と、このリザーバ１４３を各キャビティ１４１に連通させるインク供給口（オリフィス）１４２としてそれぞれ機能する溝が形成されている。各溝は、例えば、シリコン基板１４０の表面からエッチング処理を施すことにより形成することができる。このノズルプレート１５０と、シリコン基板１４０と、ガラス基板１６０とがこの順序で接合され、各キャビティ１４１、リザーバ１４３、各インク供給口１４２が区画形成されている。
【００５３】
これらのキャビティ１４１は、それぞれ短冊状（直方体状）に形成されており、後述する振動板１２１の振動（変位）によりその容積が可変であり、この容積変化によりノズル（インクノズル）１１０からインク（液状材料）を吐出するよう構成されている。ノズルプレート１５０には、各キャビティ１４１の先端側の部分に対応する位置に、ノズル１１０が形成されており、これらが各キャビティ１４１に連通している。また、リザーバ１４３が位置しているガラス基板１６０の部分には、リザーバ１４３に連通するインク取入れ口１３１が形成されている。インクは、インクカートリッジ３１からインク供給チューブ３１１、ダンパ室１３０を経てインク取入れ口１３１を通り、リザーバ１４３に供給される。リザーバ１４３に供給されたインクは、各インク供給口１４２を通って、独立した各キャビティ１４１に供給される。なお、各キャビティ１４１は、ノズルプレート１５０と、側壁（隔壁）１４４と、底壁１２１とによって、区画形成されている。
【００５４】
独立した各キャビティ１４１は、その底壁１２１が薄肉に形成されており、底壁１２１は、その面外方向（厚さ方向）、すなわち、図３において上下方向に弾性変形（弾性変位）可能な振動板（ダイヤフラム）として機能するように構成されている。したがって、この底壁１２１の部分を、以後の説明の都合上、振動板１２１と称して説明することもある（すなわち、以下、「底壁」と「振動板」のいずれにも符号１２１を用いる）。
【００５５】
ガラス基板１６０のシリコン基板１４０側の表面には、シリコン基板１４０の各キャビティ１４１に対応した位置に、それぞれ、浅い凹部１６１が形成されている。したがって、各キャビティ１４１の底壁１２１は、凹部１６１が形成されたガラス基板１６０の対向壁１６２の表面に、所定の間隙を介して対峙している。すなわち、キャビティ１４１の底壁１２１と後述するセグメント電極１２２の間には、所定の厚さ（例えば、０．２ミクロン程度）の空隙が存在する。なお、前記凹部１６１は、例えば、エッチングなどで形成することができる。
【００５６】
ここで、各キャビティ１４１の底壁（振動板）１２１は、ヘッドドライバ３３から供給される駆動信号によってそれぞれ電荷を蓄えるための各キャビティ１４１側の共通電極１２４の一部を構成している。すなわち、各キャビティ１４１の振動板１２１は、それぞれ、後述する対応する静電アクチュエータ１２０の対向電極（コンデンサの対向電極）の一方を兼ねている。そして、ガラス基板１６０の凹部１６１の表面には、各キャビティ１４１の底壁１２１に対峙するように、それぞれ、共通電極１２４に対向する電極であるセグメント電極１２２が形成されている。また、図３に示すように、各キャビティ１４１の底壁１２１の表面は、シリコンの酸化膜（ＳｉＯ２）からなる絶縁層１２３により覆われている。このように、各キャビティ１４１の底壁１２１、すなわち、振動板１２１と、それに対応する各セグメント電極１２２とは、キャビティ１４１の底壁１２１の図３中下側の表面に形成された絶縁層１２３と凹部１６１内の空隙とを介し、対向電極（コンデンサの対向電極）を形成
（構成）している。したがって、振動板１２１と、セグメント電極１２２と、これらの間の絶縁層１２３及び空隙とにより、静電アクチュエータ１２０の主要部が構成される。
【００５７】
図３に示すように、これらの対向電極の間に駆動電圧を印加するための駆動回路１８を含むヘッドドライバ３３は、制御部６から入力される印字信号（印字データ）に応じて、これらの対向電極間の充放電を行う。ヘッドドライバ（電圧印加手段）３３の一方の出力端子は、個々のセグメント電極１２２に接続され、他方の出力端子は、シリコン基板１４０に形成された共通電極１２４の入力端子１２４ａに接続されている。なお、シリコン基板１４０には不純物が注入されており、それ自体が導電性をもつために、この共通電極１２４の入力端子１２４ａから底壁１２１の共通電極１２４に電圧を供給することができる。また、例えば、シリコン基板１４０の一方の面に金や銅などの導電性材料の薄膜を形成してもよい。これにより、低い電気抵抗で（効率良く）共通電極１２４に電圧（電荷）を供給することができる。この薄膜は、例えば、蒸着あるいはスパッタリング等によって形成すればよい。ここで、本実施形態では、例えば、シリコン基板１４０とガラス基板１６０とを陽極接合によって結合（接合）させるので、その陽極結合において電極として用いる導電膜をシリコン基板１４０の流路形成面側（図３に示すシリコン基板１４０の上部側）に形成している。そして、この導電膜をそのまま共通電極１２４の入力端子１２４ａとして用いる。なお、本発明では、例えば、共通電極１２４の入力端子１２４ａを省略してもよく、また、シリコン基板１４０とガラス基板１６０との接合方法は、陽極接合に限定されない。
【００５８】
図４に示すように、ヘッドユニット３５は、複数のインクジェットヘッド１００に対応する複数のノズル１１０が形成されたノズルプレート１５０と、複数のキャビティ１４１、複数のインク供給口１４２、１つのリザーバ１４３が形成されたシリコン基板（インク室基板）１４０と、絶縁層１２３とを備え、これらがガラス基板１６０を含む基体１７０に収納されている。基体１７０は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料等で構成されており、この基体１７０にシリコン基板１４０が固定、支持されている。
【００５９】
なお、ノズルプレート１５０に形成された複数のノズル１１０は、図４では簡潔に示すためにリザーバ１４３に対して略並行に直線的に配列されているが、ノズル１１０の配列パターンはこの構成に限らず、通常は、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、印刷精度（ｄｐｉ）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３１）を適用した場合におけるノズル１１０の配置パターンを示している。
【００６０】
図６は、図３のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の駆動信号入力時の各状態を示す。ヘッドドライバ３３から対向電極間に駆動電圧が印加されると、対向電極間にクーロン力が発生し、底壁（振動板）１２１は、初期状態（図６（ａ））に対して、セグメント電極１２２側へ撓み、キャビティ１４１の容積が拡大する（図６（ｂ））。この状態において、ヘッドドライバ３３の制御により、対向電極間の電荷を急激に放電させると、振動板１２１は、その弾性復元力によって図中上方に復元し、初期状態における振動板１２１の位置を越えて上部に移動し、キャビティ１４１の容積が急激に収縮する（図６（ｃ））。このときキャビティ１４１内に発生する圧縮圧力により、キャビティ１４１を満たすインク（液状材料）の一部が、このキャビティ１４１に連通しているインクノズル１１０からインク滴として吐出される。
【００６１】
各キャビティ１４１の振動板１２１は、この一連の動作（ヘッドドライバ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１２１の残留振動は、ノズル１１０やインク供給口１４２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１２１のコンプライアンスＣｍとによって決定される固有振動周波数を有するものと想定される。
【００６２】
上記想定に基づく振動板１２１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１２１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１２１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。
【００６３】
【数１】
Figure 2004314457
【００６４】
この式から得られた計算結果と、別途行ったインク吐出後の振動板１２１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１２１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。
【００６５】
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１１０からインク滴が正常に吐出されない現象、すなわ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１４１内への気泡の混入、▲２▼ノズル１１０付近でのインクの乾燥・増粘（固着）、▲３▼ノズル１１０出口付近への紙粉付着、等が挙げられる。
【００６６】
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１１０から液滴が吐出されないこと、すなわ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１１０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」という場合もある。
【００６７】
また、以下において、液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）のアクチュエータ（静電アクチュエータ１２０）が吐出駆動動作をしたにもかかわらずノズル１１０からインク滴が吐出しない状態を検出した場合、この異常を「吐出異常」といい、アクチュエータ（静電アクチュエータ１２０）が液滴を吐出しない程度の駆動をしたときに異常を検出した場合、上記「吐出異常」と合わせて、これらの異常を「ヘッド異常」というが、液滴を吐出しない程度の駆動によって検出した異常も単に「吐出異常」という場合もある。
【００６８】
以下において、図８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１１０に発生する印刷処理時のドット抜け（吐出異常）現象（インク不吐出現象）の原因別に、振動板１２１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／又はイナータンスｍの値を調整する。なお、ここでは、気泡混入、乾燥増粘及び紙粉付着の３種類について検討する。
【００６９】
まず、ドット抜けの１つの原因であるキャビティ１４１内への気泡の混入について検討する。図９は、図３のキャビティ１４１内に気泡Ｂが混入した場合のノズル１１０付近の概念図である。この図９に示すように、発生した気泡Ｂは、キャビティ１４１の壁面に発生付着しているものと想定される（図９では、気泡Ｂの付着位置の一例として、気泡Ｂがノズル１１０付近に付着している場合を示す）。
【００７０】
このように、キャビティ１４１内に気泡Ｂが混入した場合には、キャビティ１４１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１４１の壁面に付着しているので、その径の大きさだけノズル１１０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。
【００７１】
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１４１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。
【００７２】
次に、ドット抜けのもう１つの原因であるノズル１１０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３のノズル１１０付近のインクが乾燥により固着した場合のノズル１１０付近の概念図である。この図１１に示すように、ノズル１１０付近のインクが乾燥して固着した場合、キャビティ１４１内のインクは、キャビティ１４１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１１０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。
【００７３】
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１１０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ヘッドユニット３５を放置し、キャビティ１４１内のノズル１１０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１２１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１１０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１２１が図３中下方に引き寄せられることによって、キャビティ１４１内にリザーバ１４３からインクが流入した後に、振動板１２１が図３中上方に移動するときに、キャビティ１４１内のインクの逃げ道がないために、振動板１２１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。
【００７４】
次に、ドット抜けのさらにもう１つの原因であるノズル１１０出口付近への紙粉付着について検討する。図１３は、図３のノズル１１０出口付近に紙粉が付着した場合のノズル１１０付近の概念図である。この図１３に示すように、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着した場合、キャビティ１４１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１１０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１１０の出口付近に紙粉が付着し、ノズル１１０からインクが染み出している場合には、振動板１２１からみてキャビティ１４１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１１０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。
【００７５】
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１１０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１１０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１２及び図１４のグラフから分かる。）。なお、図１５は、この紙粉付着前後におけるノズル１１０の状態を示す写真である。ノズル１１０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１５（ｂ）から見出すことができる。
【００７６】
ここで、ノズル１１０付近のインクが乾燥して増粘した場合と、ノズル１１０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１２１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、各インクジェットヘッド１００におけるノズル１１０からのインク滴が吐出されたときの振動板１２１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。
【００７７】
また、ヘッドドライバ３３の駆動回路１８によって、インク滴（液滴）を吐出しない程度の駆動信号（電圧信号）を入力した場合においても、振幅が小さくなるが、同様の振動板の残留振動波形が得られる。そのため、残留振動の振幅を示すグラフの縦軸方向を拡大することによって、それぞれの吐出異常の原因に対応する図１０、図１２及び図１４のグラフと同様の計算値及び実験値が得られる。したがって、インク滴を吐出しない程度に静電アクチュエータ１２０を駆動して、そのときの振動板１２１の残留振動を検出することにより、インクジェットヘッド１００の吐出異常を検出することもできる。以下、液滴を吐出せずに検出できるインクジェットヘッド１００の異常であるので、このように検出した場合の異常を「ヘッド異常」と称する場合もある。
【００７８】
次に、本発明の吐出異常検出手段１０について説明する。図１６は、図２に示す吐出異常検出手段１０の概略的なブロック図である。この図１６に示すように、本発明の吐出異常検出手段１０は、発振回路１１と、Ｆ／Ｖ変換回路１２と、波形整形回路１５とから構成される残留振動検出手段１６と、この残留振動検出手段１６によって検出された残留振動波形データから周期や振幅などを計測する演算処理手段１７と、この演算処理手段１７によって計測された周期、減算カウント値、計時手段２５によって計測された経過時間（時間データ）などに基づいてインクジェットヘッド１００の吐出異常を判定する判定手段（吐出異常判定手段）２０とを備えている。吐出異常検出手段１０では、残留振動検出手段１６は、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動に基づいて、発振回路１１が発振し、その発振周波数からＦ／Ｖ変換回路１２及び波形整形回路１５において振動波形を形成して、検出する。そして、演算処理手段１７は、検出された振動波形に基づいて残留振動の周期などを計測するとともに、所定の期間に発生する基準パルスをカウントし、判定手段２０は、計測された残留振動の周期、減算カウント値などに基づいて、ヘッドユニット３５内のインクジェットヘッド１００の吐出異常を検出、判定する。以下、吐出異常検出手段１０の各構成要素について説明する。
【００７９】
まず、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動の周波数（振動数）を検出するために、発振回路１１を用いる方法を説明する。図１７は、図３の静電アクチュエータ１２０を平行平板コンデンサとした場合の概念図であり、図１８は、図３の静電アクチュエータ１２０から構成されるコンデンサを含む発振回路１１の回路図である。なお、図１８に示す発振回路１１は、シュミットトリガのヒステリシス特性を利用するＣＲ発振回路であるが、本発明はこのようなＣＲ発振回路に限定されず、アクチュエータ（振動板を含む）の静電容量成分（コンデンサＣ）を用いる発振回路であればどのような発振回路でもよい。発振回路１１は、例えば、ＬＣ発振回路を利用した構成としてもよい。また、本実施形態では、シュミットトリガインバータを用いた例を示して説明しているが、例えば、インバータを３段用いたＣＲ発振回路を構成してもよい。
【００８０】
図３に示すインクジェットヘッド１００では、上述のように、振動板１２１と非常にわずかな間隔（空隙）を隔てたセグメント電極１２２とが対向電極を形成する静電アクチュエータ１２０を構成している。この静電アクチュエータ１２０は、図１７に示すような平行平板コンデンサと考えることができる。このコンデンサの静電容量をＣ、振動板１２１及びセグメント電極１２２のそれぞれの表面積をＳ、２つの電極１２１、１２２の距離（ギャップ長）をｇ、両電極に挟まれた空間（空隙）の誘電率をε（真空の誘電率をε０、空隙の比誘電率をεｒとすると、ε＝ε０・εｒ）とすると、図１７に示すコンデンサ（静電アクチュエータ１２０）の静電容量Ｃ（ｘ）は、次式で表される。
【００８１】
【数２】
Figure 2004314457
なお、式（４）のｘは、図１７に示すように、振動板１２１の残留振動によって生じる振動板１２１の基準位置からの変位量を示している。
【００８２】
この式（４）から分かるように、ギャップ長ｇ（ギャップ長ｇ−変位量ｘ）が小さくなれば、静電容量Ｃ（ｘ）は大きくなり、逆にギャップ長ｇ（ギャップ長ｇ−変位量ｘ）が大きくなれば、静電容量Ｃ（ｘ）は小さくなる。このように、静電容量Ｃ（ｘ）は、（ギャップ長ｇ−変位量ｘ）（ｘが０の場合は、ギャップ長ｇ）に反比例している。なお、図３に示す静電アクチュエータ１２０では、空隙は空気で満たされているので、比誘電率εｒ＝１である。
【００８３】
また、一般に、液滴吐出装置（本実施形態では、インクジェットプリンタ１）の解像度が高まるにつれて、吐出されるインク滴（インクドット）が微小化されるので、この静電アクチュエータ１２０は、高密度化、小型化される。それによって、インクジェットヘッド１００の振動板１２１の表面積Ｓが小さくなり、小さな静電アクチュエータ１２０が構成される。さらに、インク滴吐出による残留振動によって変化する静電アクチュエータ１２０のギャップ長ｇは、初期ギャップｇ０の１割程度となるため、式（４）から分かるように、静電アクチュエータ１２０の静電容量の変化量は非常に小さな値となる。
【００８４】
この静電アクチュエータ１２０の静電容量の変化量（残留振動の振動パターンにより異なる）を検出するために、以下のような方法、すなわち、静電アクチュエータ１２０の静電容量に基づいた図１８のような発振回路を構成し、発振された信号に基づいて残留振動の周波数（周期）を解析する方法を用いる。図１８に示す発振回路１１は、静電アクチュエータ１２０から構成されるコンデンサ（Ｃ）と、シュミットトリガインバータ１１１と、抵抗素子（Ｒ）１１２とから構成される。
【００８５】
シュミットトリガインバータ１１１の出力信号がＨｉｇｈレベルの場合、抵抗素子１１２を介してコンデンサＣを充電する。コンデンサＣの充電電圧（振動板１２１とセグメント電極１２２との間の電位差）が、シュミットトリガインバータ１１１の入力スレッショルド電圧ＶＴ＋に達すると、シュミットトリガインバータ１１１の出力信号がＬｏｗレベルに反転する。そして、シュミットトリガインバータ１１１の出力信号がＬｏｗレベルとなると、抵抗素子１１２を介してコンデンサＣに充電されていた電荷が放電される。この放電によりコンデンサＣの電圧がシュミットトリガインバータ１１１の入力スレッショルド電圧ＶＴ−に達すると、シュミットトリガインバータ１１１の出力信号が再びＨｉｇｈレベルに反転する。以降、この発振動作が繰り返される。
【００８６】
ここで、上述のそれぞれの現象（気泡混入、乾燥、紙粉付着、及び正常吐出）におけるコンデンサＣの静電容量の時間変化を検出するためには、この発振回路１１による発振周波数は、残留振動の周波数が最も高い気泡混入時（図１０参照）の周波数を検出することができる発振周波数に設定される必要がある。そのため、発振回路１１の発振周波数は、例えば、検出する残留振動の周波数の数倍から数十倍以上、すなわち、気泡混入時の周波数よりおよそ１桁以上高い周波数となるようにしなければならない。この場合、好ましくは、気泡混入時の残留振動の周波数が正常吐出の場合と比較して高い周波数を示すため、気泡混入時の残留振動周波数が検知可能な発振周波数に設定するとよい。そうしなければ、吐出異常の現象に対して正確な残留振動の周波数を検出することができない。そのため、本実施形態では、発振周波数に応じて、発振回路１１のＣＲの時定数を設定している。このように、発振回路１１の発振周波数を高く設定することにより、この発振周波数の微小変化に基づいて、より正確な残留振動波形を検出することができる。
【００８７】
なお、発振回路１１から出力される発振信号の発振周波数の周期（パルス）毎に、測定用のカウントパルス（カウンタ）を用いてそのパルスをカウントし、初期ギャップｇ０におけるコンデンサＣの静電容量で発振させた場合の発振周波数のパルスのカウント量を測定したカウント量から減算することにより、残留振動波形について発振周波数毎のデジタル情報が得られる。これらのデジタル情報に基づいて、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換を行うことにより、概略的な残留振動波形が生成され得る。このような方法を用いてもよいが、測定用のカウントパルス（カウンタ）には、発振周波数の微小変化を測定することができる高い周波数（高解像度）のものが必要となる。このようなカウントパルス（カウンタ）は、コストをアップさせるため、本発明の吐出異常検出手段１０では、図１９に示すＦ／Ｖ変換回路１２を用いている。
【００８８】
図１９は、図１６に示す吐出異常検出手段１０のＦ／Ｖ変換回路１２の回路図である。この図１９に示すように、Ｆ／Ｖ変換回路１２は、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２と、抵抗素子Ｒ１と、定電流Ｉｓを出力する定電流源１３と、バッファ１４とから構成される。このＦ／Ｖ変換回路１２の動作を図２０のタイミングチャート及び図２１のグラフを用いて説明する。
【００８９】
まず、図２０のタイミングチャートに示す充電信号、ホールド信号及びクリア信号の生成方法について説明する。充電信号は、発振回路１１の発振パルスの立ち上がりエッジから固定時間ｔｒを設定し、その固定時間ｔｒの間Ｈｉｇｈレベルとなるようにして生成される。ホールド信号は、充電信号の立ち上がりエッジに同期して立ち上がり、所定の固定時間だけＨｉｇｈレベルに保持され、Ｌｏｗレベルに立ち下がるようにして生成される。クリア信号は、ホールド信号の立ち下がりエッジに同期して立ち上がり、所定の固定時間だけＨｉｇｈレベルに保持され、Ｌｏｗレベルに立ち下がるようにして生成される。なお、後述するように、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２への電荷の移動及びコンデンサＣ１の放電は瞬時に行われるので、ホールド信号及びクリア信号のパルスは、発振回路１１の出力信号の次の立ち上がりエッジまでにそれぞれ１つのパルスが含まれればよく、上記のような立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジに限定されない。
【００９０】
なお、図２０のタイミングチャートにおける駆動信号には、液滴の吐出異常を検出するためのインク滴吐出動作時の駆動信号（破線）と、ヘッド異常を検出するためのインク滴を吐出しない程度の駆動信号（実線）とが示される。いずれの駆動信号が静電アクチュエータ１２０に入力されたとしても、同様のタイミングチャートとなるため、以下では、インク滴吐出動作時の駆動信号（破線）に基づいて説明する。なお、図２０のタイミングチャート中１点鎖線は、静電アクチュエータ１２０の駆動限界を示す。この「駆動限界」とは、インク滴を吐出できなくなる限界の印加電圧値である。このように、駆動回路１８は、駆動信号の出力をインク滴を吐出しない程度の低出力と吐出駆動のための高出力とに少なくとも設定することができる。
【００９１】
ここで、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド１００）の種類や構造によっても異なるが、通常の液滴を吐出する駆動電圧を１００％とすると、液滴を吐出しない程度の駆動電圧は、およそ１０〜５０％程度である。駆動電圧を小さくするとインクジェットヘッド１００のヘッド異常を検出するための残留振動の信号も小さくなるので、液滴を吐出しない限界よりやや小さい程度が好ましい。液滴を吐出しない程度の駆動方法については、駆動電圧を通常より小さくする方法に限定されない。それ以外にも、膜沸騰を利用したサーマルジェット方式の液滴吐出ヘッドの場合には駆動電流を小さくする、などもあり駆動の方法を限定するものではない。
【００９２】
きれいな残留振動の波形（電圧波形）を得るために、図２１を参照して、固定時間ｔｒ及びｔ１の設定方法を説明する。固定時間ｔｒは、静電アクチュエータ１２０が初期ギャップ長ｇ０のときにおける静電容量Ｃで発振した発振パルスの周期から調整され、充電時間ｔ１による充電電位がＣ１の充電範囲のおよそ１／２付近となるように設定される。また、ギャップ長ｇが最大（Ｍａｘ）の位置における充電時間ｔ２から最小（Ｍｉｎ）の位置における充電時間ｔ３の間で、コンデンサＣ１の充電範囲を超えないように充電電位の傾きが設定される。すなわち、充電電位の傾きは、ｄＶ／ｄｔ＝Ｉｓ／Ｃ１によって決定されるため、定電流源１３の出力定電流Ｉｓを適当な値に設定すればよい。この定電流源１３の出力定電流Ｉｓをその範囲内でできるだけ高く設定することによって、静電アクチュエータ１２０によって構成されるコンデンサの微小な静電容量の変化を高感度で検出することができ、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の微小な変化を検出することが可能となる。
【００９３】
次いで、図２２を参照して、図１６に示す波形整形回路１５の構成を説明する。図２２は、図１６の波形整形回路１５の回路構成を示す回路図である。この波形整形回路１５は、残留振動波形を矩形波として判定手段２０に出力するものである。この図２２に示すように、波形整形回路１５は、２つのコンデンサＣ３（ＤＣ成分除去手段）、Ｃ４と、２つの抵抗素子Ｒ２、Ｒ３と、２つの直流電圧源Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２と、増幅器（オペアンプ）１５１と、比較器（コンパレータ）１５２とから構成される。なお、残留振動波形の波形整形処理において、検出される波高値をそのまま出力して、残留振動波形の振幅を計測するように構成してもよい。
【００９４】
Ｆ／Ｖ変換回路１２のバッファ１４の出力には、静電アクチュエータ１２０の初期ギャップｇ０に基づくＤＣ成分（直流成分）の静電容量成分が含まれている。この直流成分は各インクジェットヘッド１００によりばらつきがあるため、コンデンサＣ３は、この静電容量の直流成分を除去するものである。そして、コンデンサＣ３は、バッファ１４の出力信号におけるＤＣ成分を除去し、残留振動のＡＣ成分のみをオペアンプ１５１の反転入力端子に出力する。
【００９５】
オペアンプ１５１は、直流成分が除去されたＦ／Ｖ変換回路１２のバッファ１４の出力信号を反転増幅するとともに、その出力信号の高域を除去するためのローパスフィルタを構成している。なお、このオペアンプ１５１は、単電源回路を想定している。オペアンプ１５１は、２つの抵抗素子Ｒ２、Ｒ３による反転増幅器を構成し、入力された残留振動（交流成分）は、−Ｒ３／Ｒ２倍に振幅される。
【００９６】
また、オペアンプ１５１の単電源動作のために、その非反転入力端子に接続された直流電圧源Ｖｒｅｆ１によって設定された電位を中心に振動する、増幅された振動板１２１の残留振動波形が出力される。ここで、直流電圧源Ｖｒｅｆ１は、オペアンプ１５１が単電源で動作可能な電圧範囲の１／２程度に設定されている。さらに、このオペアンプ１５１は、２つのコンデンサＣ３、Ｃ４により、カットオフ周波数１／（２π×Ｃ４×Ｒ３）となるローパスフィルタを構成している。そして、直流成分を除去された後に増幅された振動板１２１の残留振動波形は、図２０のタイミングチャートに示すように、次段の比較器（コンパレータ）１５２でもう一つの直流電圧源Ｖｒｅｆ２の電位と比較され、その比較結果が矩形波として波形整形回路１５から出力される。なお、直流電圧源Ｖｒｅｆ２は、もう一つの直流電圧源Ｖｒｅｆ１を共用してもよい。
【００９７】
次に、図２０に示すタイミングチャートを参照して、図１９のＦ／Ｖ変換回路１２及び波形整形回路１５の動作を説明する。上述のように生成された充電信号、クリア信号及びホールド信号に基づいて、図１９に示すＦ／Ｖ変換回路１２は動作する。図２０のタイミングチャートにおいて、静電アクチュエータ１２０の駆動信号がヘッドドライバ３３を介してヘッドユニット３５のインクジェットヘッド１００に入力されると、図６（ｂ）に示すように、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１がセグメント電極１２２側に引きつけられ、この駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、図６中上方に向けて急激に収縮する（図６（ｃ）参照）。
【００９８】
この駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、駆動回路１８と吐出異常検出手段１０とを切り替える駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルとなる。この駆動／検出切替信号は、対応するインクジェットヘッド１００の駆動休止期間中、Ｈｉｇｈレベルに保持され、次の駆動信号が入力される前に、Ｌｏｗレベルになる。この駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルの間、図１８の発振回路１１は、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動に対応して発振周波数を変えながら発振している。
【００９９】
上述のように、駆動信号の立ち下がりエッジ、すなわち、発振回路１１の出力信号の立ち上がりエッジから、残留振動の波形がコンデンサＣ１に充電可能な範囲を超えないように予め設定された固定時間ｔｒだけ経過するまで、充電信号は、Ｈｉｇｈレベルに保持される。なお、充電信号がＨｉｇｈレベルである間、スイッチＳＷ１はオフの状態である。
【０１００】
固定時間ｔｒが経過し、充電信号がＬｏｗレベルになると、その充電信号の立ち下がりエッジに同期して、スイッチＳＷ１がオンされる（図１９参照）。そして、定電流源１３とコンデンサＣ１とが接続され、コンデンサＣ１は、上述のように、傾きＩｓ／Ｃ１で充電される。充電信号がＬｏｗレベルである期間、すなわち、発振回路１１の出力信号の次のパルスの立ち上がりエッジに同期してＨｉｇｈレベルになるまでの間、コンデンサＣ１は充電される。
【０１０１】
充電信号がＨｉｇｈレベルになると、スイッチＳＷ１はオフ（オープン）となり、定電流源１３とコンデンサＣ１は切り離される。このとき、コンデンサＣ１には、充電信号がＬｏｗレベルの期間ｔ１の間に充電された電位（すなわち、理想的にはＩｓ×ｔ１／Ｃ１（Ｖ））が保存されている。この状態で、ホールド信号がＨｉｇｈレベルになると、スイッチＳＷ２がオンされ（図１９参照）、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２が、抵抗素子Ｒ１を介して接続される。スイッチＳＷ２の接続後、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２の充電電位差によって互いに充放電が行われ、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２の電位差が概ね等しくなるように、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２に電荷が移動する。
【０１０２】
ここで、コンデンサＣ１の静電容量に対してコンデンサＣ２の静電容量は、約１／１０以下程度に設定されている。そのため、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２間の電位差によって生じる充放電で移動する（使用される）電荷量は、コンデンサＣ１に充電されている電荷の１／１０以下となる。したがって、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２へ電荷が移動した後においても、コンデンサＣ１の電位差は、それほど変化しない（それほど下がらない）。なお、図１９のＦ／Ｖ変換回路１２では、コンデンサＣ２に充電されるときＦ／Ｖ変換回路１２の配線のインダクタンス等により充電電位が急激に跳ね上がらないようにするために、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ２により一次のローパスフィルタを構成している。
【０１０３】
コンデンサＣ２にコンデンサＣ１の充電電位と概ね等しい充電電位が保持された後、ホールド信号がＬｏｗレベルとなり、コンデンサＣ１はコンデンサＣ２から切り離される。さらに、クリア信号がＨｉｇｈレベルとなり、スイッチＳＷ３がオンすることにより、コンデンサＣ１がグラウンドＧＮＤに接続され、コンデンサＣ１に充電されていた電荷が０となるように放電動作が行なわれる。コンデンサＣ１の放電後、クリア信号はＬｏｗレベルとなり、スイッチＳＷ３がオフすることにより、コンデンサＣ１の図１９中上部の電極がグラウンドＧＮＤから切り離され、次の充電信号が入力されるまで、すなわち、充電信号がＬｏｗレベルになるまで待機している。
【０１０４】
コンデンサＣ２に保持されている電位は、充電信号の立ち上がりのタイミング毎、すなわち、コンデンサＣ２への充電完了のタイミング毎に更新され、バッファ１４を介して振動板１２１の残留振動波形として図２２の波形整形回路１５に出力される。したがって、発振回路１１の発振周波数が高くなるように静電アクチュエータ１２０の静電容量（この場合、残留振動による静電容量の変動幅も考慮しなければならない）と抵抗素子１１２の抵抗値を設定すれば、図２０のタイミングチャートに示すコンデンサＣ２の電位（バッファ１４の出力）の各ステップ（段差）がより詳細になるので、振動板１２１の残留振動による静電容量の時間的な変化をより詳細に検出することが可能となる。
【０１０５】
以下同様に、充電信号がＬｏｗレベル→Ｈｉｇｈレベル→Ｌｏｗレベル・・・と繰り返し、上記所定のタイミングでコンデンサＣ２に保持されている電位がバッファ１４を介して波形整形回路１５に出力される。波形整形回路１５では、バッファ１４から入力された電圧信号（図２０のタイミングチャートにおいて、コンデンサＣ２の電位）の直流成分がコンデンサＣ３によって除去され、抵抗素子Ｒ２を介してオペアンプ１５１の反転入力端子に入力される。入力された残留振動の交流（ＡＣ）成分は、このオペアンプ１５１によって反転増幅され、コンパレータ１５２の一方の入力端子に出力される。コンパレータ１５２は、予め直流電圧源Ｖｒｅｆ２によって設定されている電位（基準電圧）と、残留振動波形（交流成分）の電位とを比較し、矩形波を出力する（図２０のタイミングチャートにおける比較回路の出力）。
【０１０６】
次に、インクジェットヘッド１００のインク滴吐出動作（駆動）と吐出異常検出動作（駆動休止）との切り替えタイミングについて説明する。図２３は、駆動回路１８と吐出異常検出手段１０との切替手段２３の概略を示すブロック図である。なお、この図２３では、図１６に示すヘッドドライバ３３内の駆動回路１８をインクジェットヘッド１００の駆動回路として説明する。図２０のタイミングチャートでも示したように、本発明のヘッド異常検出・判定処理（吐出異常検出・判定処理）は、インクジェットヘッド１００の駆動信号と駆動信号の間、すなわち、駆動休止期間に実行されている。
【０１０７】
図２３において、静電アクチュエータ１２０を駆動するために、切替手段２３は、最初は駆動回路１８側に接続されている。上述のように、駆動回路１８から駆動信号（電圧信号）が振動板１２１に入力されると、静電アクチュエータ１２０が駆動し、振動板１２１は、セグメント電極１２２側に引きつけられ、印加電圧が０になるとセグメント電極１２２から離れる方向に急激に変位して振動（残留振動）を開始する。このとき、インクジェットヘッド１００のノズル１１０からインク滴が吐出される。
【０１０８】
駆動信号のパルスが立ち下がると、その立ち下がりエッジに同期して駆動／検出切替信号（図２０のタイミングチャート参照）が切替手段２３に入力され、切替手段２３は、駆動回路１８から吐出異常検出手段（検出回路）１０側に切り替えられ、静電アクチュエータ１２０（発振回路１１のコンデンサとして利用）は吐出異常検出手段１０と接続される。
【０１０９】
そして、吐出異常検出手段１０は、上述のような吐出異常（ドット抜け）の検出処理を実行し、波形整形回路１５の比較器１５２から出力される振動板１２１の残留振動波形データ（矩形波データ）に基づいて、演算処理手段１７のタイミング生成手段３６によって所定の信号群を生成し、基準パルスをカウントする。本実施形態では、演算処理手段１７は、残留振動波形データから特定の振動周期（半周期、１周期など）を測定（検出）し、上述の信号群に基づいてカウントしたカウント値を判定手段２０に出力する。なお、演算処理手段１７は、残留振動の周期だけでなく、残留振動波形の所定の期間、例えば、駆動信号の立ち下がり（あるいは駆動／検出切替信号の立ち上がり）から残留振動が発生するまでの期間、残留振動発生後の最初の半周期（あるいは、半周期毎）、残留振動発生後の最初の１周期（あるいは、１周期毎）などを計測してもよい。また、演算処理手段１７は、最初の立ち上がりエッジから次の立ち下がりエッジまでの時間を計測し、その計測された時間（すなわち、半周期）の２倍の時間を残留振動の周期として判定手段２０に出力してもよい。
【０１１０】
図２４は、演算処理手段１７の一例を示すブロック図である。演算処理手段１７は、比較器１５２の出力信号の波形（矩形波）の最初の立ち上がりエッジまでの期間や最初の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの時間等（残留振動の周期）が正常吐出状態における周期であるかを判断するために、減算カウンタ４５を用いて正常カウント値から基準パルスを減算カウントし、その減算結果から残留振動の状態を判断するための演算を行っている。この図２４において、演算処理手段１７は、論理積回路ＡＮＤと、減算カウンタ４５と、保持手段４８と、タイミング生成手段３６とから構成される。なお、基準パルスは、図示しないパルス生成手段により生成される。このパルス生成手段は、演算処理手段１７や制御部６等に構成してもよい。
【０１１１】
正常カウント値は、正常カウント値メモリ４６から減算カウンタ４５に入力される。保持手段４８は、減算カウンタ４５の減算結果を一時保持し、判定手段２０と記憶手段６２にその保持された減算結果（保持結果）を出力するものである。この保持結果は、例えば、１吐出毎に判定手段２０及び記憶手段６２に送られるように構成されてもよく、あるいは、任意の吐出数分の保持結果（減算データ）をまとめて保持して判定手段２０及び記憶手段６２に出力するように構成されてもよい。
【０１１２】
図２４に示すように、論理積回路ＡＮＤは、駆動／検出切替信号と基準パルスとの論理積を減算カウンタ４５に出力する。すなわち、駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルであるとき、基準パルスが減算カウンタ４５に出力される。減算カウンタ４５は、正常カウント値メモリ４６から所定のカウント値（正常カウント値）を入力されると、それを保持する。そして、基準パルスが入力されると、減算カウンタ４５は、所定の時間（タイミング生成手段３６により決められる）、その所定のカウント値から基準パルスのパルス数を減算する。なお、所定の時間とは、例えば、インクジェットヘッド１００からインク吐出動作が行われた場合に振動板１２１の残留振動が発生するまでの時間、残留振動の半周期又は１周期などである。また、正常カウント値メモリ４６に記憶されている所定のカウント値としては、正常吐出時における上述の所定の時間に基準パルスでカウントされたパルス数である。
【０１１３】
図２５は、正常吐出時の検出状態のタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、残留振動波形のＴｓ期間（このＴｓは、静電アクチュエータ１２０の吐出動作が行われた後、振動板１２１が元の位置（初期位置）に戻るまでの期間、すなわち、吐出動作後残留振動が始まるまでの期間である。）について、正常カウント値から基準パルス数を減算カウントしている。
【０１１４】
なお、この基準パルスは、上述のように、駆動休止期間の間、制御部６から演算処理手段１７に入力されるようになっている（図２４参照）。しかしながら、基準パルスは、この状態にかかわらず連続して出力されてもよく、駆動／検出切替信号の立ち上がりエッジに同期して出力され、Ｌｓ信号の立下りエッジに同期して停止させるように構成されてもよい。ＣＬＲ信号がＬｏｗにならなければ、減算カウンタ４５が動作しないよう構成されているため、基準パルスの出力形態はこれらに限定されない。
【０１１５】
ＣＬＲ信号は、駆動／検出切替信号の立ち上がりエッジに同期してＬｏｗレベルとなり、Ｌｓ信号の立下りのタイミングでＨｉｇｈレベルとなる。このＬｏｗレベルの期間において減算カウンタ４５の動作が許可される。Ｌｏａｄ信号は、駆動／検出切替信号の立ち上がりエッジに同期して短い時間だけＨｉｇｈレベルになるパルスを出力する。減算カウンタ４５は、Ｌｏａｄ信号のパルスの立ち下がりのタイミングで正常カウント値メモリ４６から所定のカウント値（正常カウント値）を取得する。このように正常カウント値がＬｏａｄされる（減算カウンタ４５が正常カウント値を取得する）と、減算カウンタ４５は、ＣＬＲ信号がＬｏｗレベルの期間（すなわち、ここでは、Ｔｓ期間）に入力される基準パルスのパルス数に応じて正常カウント値から減算カウントする。
【０１１６】
Ｌｓ信号は、比較器１５２の出力信号の波形（矩形波）の最初の立ち上がりエッジに同期して、短い時間Ｈｉｇｈレベルとなる信号である。減算カウンタ４５は、その減算結果を随時保持手段４８に出力し、保持手段４８は、Ｌｓ信号がＨｉｇｈレベルとなる立ち上がりエッジのタイミングで、減算カウンタ４５の出力（減算カウント値）を保持（保存）する。そして、Ｌｓ信号がＬｏｗレベルになる立ち下がりエッジに同期して、ＣＬＲ信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルとなり、減算カウンタ４５のカウント値（減算カウント値）をクリアするとともに、減算カウンタ４５の減算カウント動作（減算カウント処理）が禁止（停止）される。
【０１１７】
そして、減算カウント動作が禁止されたタイミングで、保持手段４８の保持結果（減算カウント値）、時間データ、判定手段２０の判定結果が記憶手段６２に記憶される。なお、記憶手段６２へのこれらのデータの記憶タイミングは、吐出異常判定処理が終了した時点である。このタイミングは、Ｌｓ信号の発生（保持手段４８の書き換わり）と同時でもよく、あるいは、１回の残留振動周期から複数のデータを取得して判断する場合には、一旦、１吐出当りの複数の周期データ（Ｔｓ、１／２周期等のデータ）を保持手段４８に保持させた後、吐出異常判定処理を行ってその処理が終了した時点でもよい。さらには、このタイミングは、駆動／検出切替信号が休止期間を終了する時点（駆動／検出切替信号の立ち下がりのタイミング）でもよい。
【０１１８】
タイミング生成手段３６は、残留振動検出手段１６から入力される残留振動波形（矩形波）と駆動／検出切替信号に基づいて、上述のＬｏａｄ信号、ＣＬＲ信号及びＬｓ信号を生成し、Ｌｏａｄ信号及びＣＬＲ信号を減算カウンタ４５に、Ｌｓ信号を保持手段４８に出力する。
判定手段２０は、減算カウンタ４５の減算処理により得られた減算結果を比較基準値メモリ４７から入力される所定のカウント基準値（Ｎ１、Ｐ１，Ｎ２）と比較するとともに、計時手段２５によって計測された経過時間を所定の時間基準値（Ｔ１、Ｔ２）と比較する。そして、判定手段２０の判定結果は、記憶手段６２に出力される。なお、所定のカウント基準値としては、いくつかの基準値（閾値）が設けられ（図２５のタイミングチャート参照）、減算カウンタ４５の減算結果をこのいくつかのカウント基準値とそれぞれ比較するとともに、経過時間を所定の時間基準値とそれぞれ比較することにより、上述した吐出異常（気泡混入、紙粉付着及び乾燥増粘）を検出し、判定することができる。詳細については後述する。
【０１１９】
なお、正常カウントとメモリ４６及び比較基準値メモリ４７は、それぞれ別々のメモリとしてインクジェットプリンタ１に設けられてもよく、制御部６のＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２と共用されてもよい。また、このような減算カウント処理（演算処理）は、インクジェットプリンタ１の静電アクチュエータ１２０が駆動していない駆動休止期間に行われている。これにより、インクジェットプリンタ１のスループットを低下させることなく、吐出異常の検出を行うことができる。
【０１２０】
判定手段２０は、上述のように、演算処理手段１７によって演算された残留振動波形の特定の振動周期など（演算処理結果）及び計時手段２５によって計測された経過時間に基づいて、インクジェットヘッド１００のノズル１１０の吐出異常の有無、吐出異常の原因を判定し、その判定結果を制御部６に出力する。制御部６は、ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２の所定の格納領域にこの判定結果を保存する。
【０１２１】
そして、駆動回路１８からの次の駆動信号が入力されるタイミングで、駆動／検出切替信号が切替手段２３に再び入力され、駆動回路１８と静電アクチュエータ１２０とを接続する。駆動回路１８は、一旦駆動電圧を印加するとグラウンド（ＧＮＤ）レベルを維持するので、切替手段２３によって上記のような切り替えを行っている（図２０のタイミングチャート参照）。これにより、駆動回路１８からの外乱などに影響されることなく、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動波形を正確に検出することができる。
【０１２２】
なお、本発明では、残留振動波形データは、比較器１５２により矩形波化したものに限定されない。上述の図２４に示す構成のように、オペアンプ１５１から出力された残留振動振幅データは、比較器１５２により比較処理を行うことなく、Ａ／Ｄ変換を行うように演算処理手段１７を構成し、これによって随時数値化され、その数値化されたデータに基づいて、判定手段２０により吐出異常の有無などを判定し、この判定結果を記憶手段６２に記憶するように構成してもよい。
【０１２３】
また、ノズル１１０のメニスカス（ノズル１１０内インクが大気と接する面）は、振動板１２１の残留振動に同期して振動するため、インクジェットヘッド１００は、インク滴の吐出動作後、このメニスカスの残留振動が音響抵抗ｒによって概ね決まった時間で減衰するのを待ってから（所定の時間待機して）、次の吐出動作を行っている。本発明では、この待機時間を有効に利用して振動板１２１の残留振動を検出しているので、インクジェットヘッド１００の駆動に影響しない吐出異常検出を行うことができる。すなわち、インクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）のスループットを低下させることなく、インクジェットヘッド１００のノズル１１０の吐出異常検出処理を実行することができる。
【０１２４】
上述のように、インクジェットヘッド１００のキャビティ１４１内に気泡が混入した場合には、正常吐出時の振動板１２１の残留振動波形に比べて、周波数が高くなるので、その周期は逆に正常吐出時の残留振動の周期よりも短くなる。また、ノズル１１０付近のインクが乾燥により増粘、固着した場合には、残留振動が過減衰となり、正常吐出時の残留振動波形に比べて、周波数が相当低くなるので、その周期は正常吐出時の残留振動の周期よりもかなり長くなる。また、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着した場合には、残留振動の周波数は、正常吐出時の残留振動の周波数よりも低く、しかし、インクの乾燥時の残留振動の周波数よりも高くなるので、その周期は、正常吐出時の残留振動の周期よりも長く、インク乾燥時の残留振動の周期よりも短くなる。
【０１２５】
したがって、正常吐出時の残留振動の周期として、所定の範囲Ｔｒを設け、また、ノズル１１０出口に紙粉が付着した場合における残留振動の周期と、ノズル１１０の出口付近でインクが乾燥した場合における残留振動の周期とを区別するために、所定のしきい値（所定の閾値）Ｔ１を設定することにより、このようなインクジェットヘッド１００の吐出異常の原因を決定することができる。本発明では、判定手段２０は、上記吐出異常検出処理によって検出された残留振動波形の所定の期間におけるカウント値に基づいて、吐出異常の原因を判定している。
【０１２６】
次に、図２５のタイミングチャートを参照して、本発明の吐出異常検出手段１０の動作について説明する。まず、図２４及び図２５に示すＬｏａｄ信号、Ｌｓ信号及びＣＬＲ信号の生成方法について説明する。図２５のタイミングチャートに示すように、Ｌｏａｄ信号は、駆動回路１８から出力される駆動信号の立ち上がりエッジの直前に短時間だけＨｉｇｈレベルとなる信号であり、Ｌｓ信号は、切替手段２３及び論理積回路ＡＮＤに入力される駆動／検出切替信号の立ち下がりエッジに同期して所定の時間（記憶手段６２に判定結果を保存するのに十分な時間）Ｈｉｇｈレベルになる信号である。また、図２５のタイミングチャートでは示していないが、ＣＬＲ信号は、減算処理により減算カウンタ４５に保持されている減算結果をクリアするための信号であり、Ｌｓ信号の出力後、Ｌｏａｄ信号が入力されるまでの間の所定のタイミングで減算カウンタ４５に入力されるものである。これらの信号群は、残留振動検出手段１６によって生成された矩形波に基づいて、タイミング生成手段３６により生成される。
【０１２７】
このように生成された信号群に基づいて、吐出異常検出手段１０の演算処理手段１７は動作する。駆動回路１８から出力される駆動信号の立ち上がりエッジの直前にＬｏａｄ信号がタイミング生成手段３６から減算カウンタ４５に入力されると、そのタイミングで正常カウント値メモリ４６から正常カウント値が減算カウンタ４５に入力され、保持される。インクジェットヘッド１００の吐出駆動動作（駆動期間）が終了すると、駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、駆動／検出切替信号が切替手段２３及び論理積回路ＡＮＤに入力される。そして、この駆動／検出切替信号により、切替手段２３は、静電アクチュエータ１２０との接続を駆動回路１８から発振回路１１に切り替える（図２３参照）。
【０１２８】
振動板１２１の残留振動により発振回路１１の静電容量成分（Ｃ）が変化し、それに基づいて、発振回路１１が発振を開始する。減算カウンタ４５は、駆動／検出切替信号の立ち上がりに同期してゲートを開き（なお、論理積回路ＡＮＤにより駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルのときでなければ基準パルスが減算カウンタ４５には入力されないので、ゲートは開いたままでもよい）、駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルの間（Ｔｓの間）正常カウント値から基準パルスのパルス数を減算処理する。このＴｓは、吐出動作時の振動板１２１が残留振動を開始するまで（残留振動が発生するまで）の時間であり、インクジェットヘッド１００がインク滴を吐出動作後、静電アクチュエータ１２０が駆動されていない状態における振動板１２１の位置に戻ってくるまでの時間である。
【０１２９】
この図２５のタイミングチャートでは、駆動回路１８と吐出異常検出手段１０とを切り替えた後、振動板の残留振動が発生するまでの期間の正常カウント値に基づいて、吐出異常の有無及びその原因の判定を行っている。したがって、残留振動が発生するタイミング（振動板１２１が初期状態の位置に戻ったタイミング）で駆動／検出切替信号がＬｏｗレベルに立ち下がるとともに、Ｌｓ信号が発生し、減算カウンタ４５の減算結果に基づいて、判定手段２０が所定の判定を行った判定結果が記憶手段６２に保持（保存）される。なお、この図２５における基準値Ｎ１、Ｎ２及びＰ１は、所定の閾値（第１〜第３のカウント閾値）であり、これらの閾値と減算結果（減算カウント値）との大小、及び、計時手段２５によって計測された経過時間と所定の時間基準値（第１及び第２の時間閾値）との大小に基づいて、吐出異常（ヘッド異常を含む）の原因が判定される。
【０１３０】
次に、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）のヘッド異常検出・判定方法（ヘッド異常検出・判定処理及びヘッド異常回復処理）を説明する。図２６は、本発明のヘッド異常検出・判定処理のフローチャートである。このヘッド異常検出・判定処理は、例えば、インクジェットプリンタ１の電源が投入されたときに開始される。
【０１３１】
例えば、インクジェットプリンタ１の電源が投入されると、計時手段２５のタイマがスタートする（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０２において、制御部６は、ＩＦ９を介してホストコンピュータ８から印刷指示が入力されたか否か判断し、印刷処理が入力されない場合には、タイマがタイムアップするまで待機する（ステップＳ１０３）。なお、タイムアップする時間（吐出動作が行われない時間、すなわち、経過時間）としては、ヘッド異常が起こる可能性のある所定のしきい値を設定すればよい。
【０１３２】
印刷指示が入力されずにタイマがタイムアップすると、ステップＳ１０４に移行して、吐出異常検出処理（図２７）が実行される。なお、この場合、後述するポンプ吸引処理を実行可能な回復領域（キャップを装着できる領域）にインクジェットヘッド１００が配置され、ノズル面にキャップを装着しているので、インク滴の吐出動作が可能であるが、無駄な排インクを出さないために、インク滴を吐出しない程度に静電アクチュエータ１２０を駆動するヘッド異常検出処理が実行されてもよい。
【０１３３】
ステップＳ１０５において、吐出異常又はヘッド異常があるか否か（発生しているか否か）が判断され、吐出異常又はヘッド異常が発生していない場合には、制御部６は、計時手段２５のタイマをクリアして（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１に移行する。一方、吐出異常又はヘッド異常が発生している場合には、回復手段２４により後述する回復処理（図４９又は図５０参照）を実行してから（ステップＳ１０６）、制御部６は、計時手段２５のタイマをクリアして（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１に移行して同様の処理を繰り返す。
【０１３４】
ステップＳ１０２において、印刷指示が入力されたと判断された場合には、ステップＳ１０８に移行し、印刷処理中における吐出異常検出・判定処理（吐出異常検出処理）（図４３又は図４４参照）が実行される。ステップＳ１０９において、吐出異常のインクジェットヘッド１００があるか否かが判断され、吐出異常のインクジェットヘッド１００がある場合には、印刷を停止（中止）して、ヘッドユニット３５を回復領域に移動し（ステップＳ１１０）、回復手段２４により後述する回復処理を実行してから（ステップＳ１０６）、制御部６は、計時手段２５のタイマをクリアして（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１に移行して同様の処理を繰り返す。
【０１３５】
一方、吐出異常のインクジェットヘッド１００がないと判断された場合には、ステップＳ１１１において、制御部６は、ホストコンピュータ８から指示された印刷処理が終了したか否かを判断し、印刷処理が終了している場合には、制御部６は、計時手段２５のタイマをクリアして（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１に移行して同様の処理を繰り返す。印刷処理が終了していないと判断された場合には、ステップＳ１０８に移行して同様の処理を繰り返す。このように、この処理は、インクジェットプリンタ１に電源が投入されている間、繰り返し処理される。これにより、印刷動作をしない間のインク増粘などのヘッド異常を検出するとともに、そのヘッド異常を回復することができる。
【０１３６】
次に、図２６に示すフローチャートのステップＳ１０４及びステップＳ１０８（図４３又は図４４参照）で実行されるヘッド異常検出・判定処理を説明する。図２７は、本発明のヘッド異常検出・判定処理を示すフローチャートである。なお、説明の都合上、この図２７に示すフローチャートでは、１つのインクジェットヘッド１００、すなわち、１つのノズル１１０の吐出動作に対応するヘッド異常検出・判定処理を示す。
【０１３７】
まず、印字データ（吐出データ）又は吐出しない程度の駆動に対応する駆動信号がヘッドドライバ３３の駆動回路１８から入力され、それにより、図２０のタイミングチャートに示すような駆動信号のタイミングに基づいて、静電アクチュエータ１２０の両電極間に駆動信号（電圧信号）が印加される（ステップＳ２０１）。そして、制御部６は、駆動／検出切替信号に基づいて、吐出したインクジェットヘッド１００が駆動休止期間であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。ここで、駆動／検出切替信号は、駆動信号の立ち下がりエッジに同期してＨｉｇｈレベルとなり（図２０参照）、制御部６から切替手段２３に入力される。
【０１３８】
駆動／検出切替信号が切替手段２３に入力されると、切替手段２３によって、静電アクチュエータ１２０、すなわち、発振回路１１を構成するコンデンサは、駆動回路１８から切り離され、吐出異常検出手段１０（検出回路）側、すなわち、残留振動検出手段１６の発振回路１１に接続される（ステップＳ２０３）。そして、後述する残留振動検出処理を実行し（ステップＳ２０４）、演算処理手段１７は、この残留振動検出処理において検出された残留振動波形データに基づいて、後述する演算処理を実行する（ステップＳ２０５）。
【０１３９】
次いで、判定手段２０によって、演算処理手段１７における演算結果に基づいて、後述する吐出異常判定処理が実行され（ステップＳ２０６）、その判定結果を制御部６のＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２の所定の格納領域に保存する（ステップＳ２０７）。そして、ステップＳ２０８において、インクジェットヘッド１００が駆動期間であるか否かが判断される。すなわち、駆動休止期間が終了して、次の駆動信号が入力されたか否かが判断され、次の駆動信号が入力されるまで、このステップＳ２０８で待機している。
【０１４０】
次の駆動信号のパルスが入力されるタイミングで、駆動信号の立ち上がりエッジに同期して駆動／検出切替信号がＬｏｗレベルになると（ステップＳ２０８で「ｙｅｓ」）、切替手段２３は、静電アクチュエータ１２０との接続を、吐出異常検出手段（検出回路）１０から駆動回路１８に切り替えて（ステップＳ２０９）、この吐出異常検出・判定処理を終了する。
【０１４１】
次に、図２７に示すフローチャートのステップＳ２０４における残留振動検出処理（サブルーチン）について説明する。図２８は、本発明の残留振動検出処理を示すフローチャートである。上述のように、切替手段２３によって、静電アクチュエータ１２０と発振回路１１とを接続すると（図２７のステップＳ２０３）、発振回路１１は、ＣＲ発振回路を構成し、静電アクチュエータ１２０の静電容量の変化（静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動）に基づいて、発振する（ステップＳ３０１）。
【０１４２】
上述のタイミングチャートなどに示すように、発振回路１１の出力信号（パルス信号）に基づいて、Ｆ／Ｖ変換回路１２において、充電信号、ホールド信号及びクリア信号が生成され、これらの信号に基づいてＦ／Ｖ変換回路１２によって発振回路１１の出力信号の周波数から電圧に変換するＦ／Ｖ変換処理が行われ（ステップＳ３０２）、Ｆ／Ｖ変換回路１２から振動板１２１の残留振動波形データが出力される。Ｆ／Ｖ変換回路１２から出力された残留振動波形データは、波形整形回路１５のコンデンサＣ３により、ＤＣ成分（直流成分）が除去され（ステップＳ３０３）、オペアンプ１５１により、ＤＣ成分が除去された残留振動波形（ＡＣ成分）が増幅される（ステップＳ３０４）。
【０１４３】
増幅後の残留振動波形データは、所定の処理により波形整形され、パルス化される（ステップＳ３０５）。すなわち、本実施形態では、比較器１５２において、直流電圧源Ｖｒｅｆ２によって設定された電圧値（所定の電圧値）とオペアンプ１５１の出力電圧とが比較される。比較器１５２は、この比較結果に基づいて、２値化された波形（矩形波）を出力する。この比較器１５２の出力信号は、残留振動検出手段１６の出力信号であり、吐出異常判定処理を行うために、演算処理手段１７に出力され、この残留振動検出処理が終了する。
【０１４４】
次に、図２７に示すフローチャートのステップＳ２０５における演算処理（サブルーチン）について説明する。図２９は、本発明の演算処理の一例を示すフローチャートである。図２７に示すフローチャートのステップＳ２０４において残留振動検出処理がなされると、それと同時に、図２５のタイミングチャートに示すように、パルス生成手段から基準パルスが出力される（ステップＳ４０１）。
【０１４５】
ステップＳ４０２において、検出出力信号の測定期間であるか否か、すなわち、駆動／検出切替信号の立ち上がりか否かが判断され、測定期間である場合には、タイミング生成手段３６は、ＣＬＲ信号をＬｏｗレベルにして、減算カウンタ４５のカウント動作を許可し（ステップＳ４０３）、正常カウント値メモリ４６から正常カウント値を減算カウンタ４５にプリセットし（ステップＳ４０４）、減算カウンタ４５は、正常カウント値から基準パルスの数量を減算カウントする（ステップＳ４０５）。
【０１４６】
ステップＳ４０６において、タイミング生成手段３６は、検出出力信号に基づいて、測定期間が終了したか否かを判断し、測定期間が終了するまで減算カウンタ４５に基準パルス数を減算カウントさせて待機する。検出出力信号の立ち上がりのタイミングにより、測定期間が終了したと判断されると、保持手段４８へのＬｓ信号の入力により、減算カウンタ４５の減算結果（Ｎｄ値）が保持手段４８に保存され（ステップＳ４０７）、減算カウンタ４５のカウント値がクリアされて（ステップＳ４０８）、この演算処理を終了する。
【０１４７】
次に、温度センサ３７により計測された周囲温度に基づく、図２７に示すフローチャートのステップＳ２０５における演算処理（サブルーチン）について説明する。図３０は、本発明の演算処理の一例を示すフローチャートである。図２７に示すフローチャートのステップＳ２０４において残留振動検出処理がなされると、それと同時に、図２５のタイミングチャートに示すように、パルス生成手段から基準パルスが出力される（ステップＳ５０１）。
【０１４８】
ステップＳ５０２において、検出出力信号の測定期間であるか否か、すなわち、駆動／検出切替信号の立ち上がりか否かが判断され、測定期間である場合には、タイミング生成手段３６は、ＣＬＲ信号をＬｏｗレベルにして、減算カウンタ４５のカウント動作を許可する（ステップＳ５０３）。ここで、温度センサ３７により計測されたインクジェットヘッド１００の周囲温度に対応した正常カウント値を選択し（ステップＳ５０４）、その対応する正常カウント値を正常カウント値メモリ４６から減算カウンタ４５にプリセットする（ステップＳ５０５）。そして、減算カウンタ４５は、この正常カウント値から基準パルス数を減算カウントする（ステップＳ５０６）。
【０１４９】
ステップＳ５０７において、タイミング生成手段３６は、検出出力信号に基づいて、測定期間が終了したか否かを判断し、測定期間が終了するまで減算カウンタ４５に基準パルス数を減算カウントさせて待機する。検出出力信号の立ち上がりのタイミングにより、測定期間が終了したと判断されると、記憶手段６２へのＬｓ信号の入力により、減算カウンタ４５の減算結果（Ｎｄ値）が保持手段４８に保存され（ステップＳ５０８）、減算カウンタ４５のカウント値がクリアされて（ステップＳ５０９）、この演算処理を終了する。
【０１５０】
なお、インク粘度と温度との関係（グラフ）を図３１に示す。このグラフから分かるように、インクジェットプリンタ１の使用環境では、温度（周囲温度）が上昇するとインク粘度が低下する。インク粘度が変化すると、図３５（Ｂ）に示すように、残留振動の振動周波数が変化する。そのため、温度により補正を行う際には、温度に対する周期を正常カウント値として正常カウント値メモリ４６に格納し、温度センサ３７により計測された周囲温度に対応する適切な正常カウント値に補正するように構成される。
【０１５１】
次に、本発明の吐出異常判定処理を説明する。図３２〜図３４は、本発明の吐出異常（ヘッド異常）判定処理を示すフローチャートである。まず、判定手段２０は、保持手段４８から減算カウンタ４５の減算結果Ｎｄを読み出し（ステップＳ６０１）、その減算結果Ｎｄが第１のカウント閾値Ｐ１よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ６０２）。Ｎｄ＞Ｐ１であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がキャビティ１４１内への気泡混入であると判定し、その判定結果が減算結果Ｎｄとともに記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６０３、Ｓ２０７）。
【０１５２】
Ｎｄ＜Ｐ１であると判断された場合には、判定手段２０は、計時手段２５により計測された経過時間Ｔが第１の時間閾値Ｔ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６０４）。Ｔ＜Ｔ１の場合、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第３のカウント閾値Ｎ２よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６０５）。Ｎｄ＜Ｎ２であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がヘッドユニット３５のノズル面への紙粉付着（大）、すなわち、ノズル面に相当多くの紙粉が付着したものであると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６０６、Ｓ２０７）。
【０１５３】
Ｎｄ＞Ｎ２の場合には、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第２のカウント閾値Ｎ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６０７）。Ｎ２＜Ｎｄ＜Ｎ１であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がヘッドユニット３５のノズル面への紙粉付着（小）、すなわち、ノズル面にいくらか（わずかに）紙粉が付着したものであると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６０８、Ｓ２０７）。そして、Ｎｄ＞Ｎ１であると判断された場合、すなわち、Ｎ１＜Ｎｄ＜Ｐ１の場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生していない、すなわち、正常であると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６０９、Ｓ２０７）。
【０１５４】
次いで、ステップＳ６０４において、経過時間ＴがＴ１よりも大きいと判断された場合には、ステップＳ６１０において、その経過時間が第２の時間閾値Ｔ２よりも小さいか否かが判断される。Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２であると判断された場合には、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第３のカウント閾値Ｎ２よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６１１）。Ｎｄ＜Ｎ２であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がヘッドユニット３５のノズル面への紙粉付着（大）、すなわち、ノズル面に相当多くの紙粉が付着したものであると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６１２、Ｓ２０７）。
【０１５５】
Ｎｄ＞Ｎ２の場合には、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第２のカウント閾値Ｎ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６１３）。Ｎ２＜Ｎｄ＜Ｎ１であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がキャビティ１４１内のインクの乾燥による増粘（小）、すなわち、インクがいくらか（わずかに）増粘しているものであると判定し、その判定結果が減算結果Ｎｄとともに記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６１４、Ｓ２０７）。そして、Ｎｄ＞Ｎ１であると判断された場合、すなわち、Ｎ１＜Ｎｄ＜Ｐ１の場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生していない、すなわち、正常であると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６１５、Ｓ２０７）。
【０１５６】
次いで、ステップＳ６１０において、経過時間Ｔが第２の時間閾値Ｔ２よりも大きいと判断された場合、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第３のカウント閾値Ｎ２よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６１６）。Ｎｄ＜Ｎ２であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がキャビティ１４１内のインクの乾燥による増粘（大）、すなわち、インクがかなり増粘していると判定し、その判定結果が経過時間（待機時間）Ｔとともに記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６１７、Ｓ２０７）。
【０１５７】
Ｎｄ＞Ｎ２の場合には、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第２のカウント閾値Ｎ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６１８）。Ｎ２＜Ｎｄ＜Ｎ１であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がヘッドユニット３５のノズル面への紙粉付着（小）、すなわち、ノズル面にいくらか（わずかに）紙粉が付着したものであると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６１９、Ｓ２０７）。そして、Ｎｄ＞Ｎ１であると判断された場合、すなわち、Ｎ１＜Ｎｄ＜Ｐ１の場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生していない、すなわち、正常であると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６２０、Ｓ２０７）。
【０１５８】
次に、図３３のフローチャートの代わりに、計時手段２５によって計測された経過時間Ｔに基づいて補正された場合における吐出異常（ヘッド異常）判定処理を図３４のフローチャートに基づいて説明する。ステップＳ６０４において、経過時間ＴがＴ１よりも大きいと判断された場合には、ステップＳ６２１において、その経過時間が第２の時間閾値Ｔ２よりも小さいか否かが判断される。Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２であると判断された場合には、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第２のカウント閾値Ｎ２よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６２２）。Ｎｄ＜Ｎ２であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がヘッドユニット３５のノズル面への紙粉付着（大）、すなわち、ノズル面に相当多くの紙粉が付着したものであると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６２３、Ｓ２０７）。
【０１５９】
Ｎｄ＞Ｎ２であると判断された場合には、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第２のカウント閾値Ｎ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６２４）。Ｎ２＜Ｎｄ＜Ｎ１であると判断された場合には、判定手段２０は、比較基準値メモリ４７から経過時間Ｔに基づいて計算されたＮｄｃ値とその値における誤差許容値αとを読み出し（ステップＳ６２５）、減算結果Ｎｄが所定の範囲にあるか否か、すなわち、Ｎｄｃ−α＜Ｎｄ＜Ｎｄｃ＋αであるか否かを判断する（ステップＳ６２６）。減算結果Ｎｄが所定の範囲にあると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がキャビティ１４１内のインクの乾燥による増粘（小）、すなわち、インクがいくらか（わずかに）増粘しているものであると判定し、その判定結果が減算結果Ｎｄとともに記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６２７、Ｓ２０７）。減算結果Ｎｄが所定の範囲内にないと判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がヘッドユニット３５のノズル面への紙粉付着（小）、すなわち、ノズル面にいくらか（わずかに）紙粉が付着したものであると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６２８、Ｓ２０７）。
【０１６０】
そして、ステップＳ６２４においてＮｄ＞Ｎ１と判断された場合、すなわち、Ｎ１＜Ｎｄ＜Ｐ１と判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生していない、すなわち、正常であると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６２９、Ｓ２０７）。
【０１６１】
次いで、ステップＳ６２１において、経過時間Ｔが第２の時間閾値Ｔ２よりも大きいと判断された場合、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第３のカウント閾値Ｎ２よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６３０）。Ｎｄ＜Ｎ２であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がキャビティ１４１内のインクの乾燥による増粘（大）、すなわち、インクがかなり増粘していると判定し、その判定結果が経過時間（待機時間）Ｔとともに記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６３１、Ｓ２０７）。
【０１６２】
Ｎｄ＞Ｎ２であると判断された場合には、続いて、判定手段２０は、減算結果Ｎｄが第２のカウント閾値Ｎ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６３２）。Ｎ２＜Ｎｄ＜Ｎ１であると判断された場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生し、その原因がヘッドユニット３５のノズル面への紙粉付着（小）、すなわち、ノズル面にいくらか（わずかに）紙粉が付着したものであると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６３３、Ｓ２０７）。そして、Ｎｄ＞Ｎ１であると判断された場合、すなわち、Ｎ１＜Ｎｄ＜Ｐ１の場合には、判定手段２０は、吐出異常が発生していない、すなわち、正常であると判定し、その判定結果が記憶手段６２に対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０と関連付けられて記憶される（ステップＳ６３４、Ｓ２０７）。このように、判定手段２０が所定の判定結果を出力すると、この吐出異常判定処理が終了する。
【０１６３】
図３５は、経過時間（待機時間）とインク粘度との関係及び残留振動の振動周波数とインク粘度との関係を示すグラフである。図３５（Ａ）に示すように、経過時間（待機時間）Ｔ１までの範囲では、インクジェットヘッド１００は、ノズル１１０から正常にインク滴を吐出可能である。Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２の範囲では、通常、後述するフラッシング処理により回復可能な程度にインクが増粘し得る。また、Ｔ＞Ｔ２の範囲では、通常、後述するポンプ吸引処理でないと回復しない程度にインクが増粘し得る。
【０１６４】
また、図３５（Ｂ）に示すように、残留振動の振動周波数は、第１のカウント閾値Ｐ１と第２のカウント閾値Ｎ１の間に対応する振動周波数のとき、正常吐出範囲となり、第２のカウント閾値Ｎ１と第３のカウント閾値Ｎ２の間に対応する振動周波数のとき、正常吐出範囲のときよりも粘度が大きくなるので、フラッシング処理が必要な領域（周波数低下領域）となり、さらに、第３のカウント閾値Ｎ２に対応する振動周波数よりも低い周波数のとき、フラッシング処理が必要な領域よりのときよりも粘度が大きくなるので、ポンプ吸引処理が必要な領域（過減衰領域）となる。
【０１６５】
このように、２種類の変動数（経過時間とカウント値）のいくつかの閾値により隔てられた領域に区分することにより、残留振動の周波数のみのときよりもより正確に吐出異常（ヘッド異常）の原因を判定することができる。したがって、判定（特定）された吐出異常（ヘッド異常）の原因に応じて、後述する回復処理をより適切に選択することができる。なお、吐出異常の原因に関係なく、記憶手段６２は、判定手段２０によって吐出異常の有無及びその原因を判定された判定結果を記憶するとともに、減算カウンタ４５の減算結果や計時手段２５の時間データなどすべてのデータを取込んで保存してもよい。
【０１６６】
次に、複数のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００、すなわち、複数のノズル１１０を有するヘッドユニット３５を備えるインクジェットプリンタ１を想定し（本実施形態では、ヘッドユニット３５は、５つのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅ（すなわち、５つのノズル１１０）を備えているが、印字手段３が備えるヘッドユニット３５の数量や、各ヘッドユニット３５が備えるインクジェットヘッド１００（ノズル１１０）の数量は、これに限定されず、いくつであってもよい）、そのインクジェットプリンタ１における各色のインクに対応する複数の吐出選択手段（ノズルセレクタ）１８２と、各インクジェットヘッド１００の吐出異常検出・判定のタイミングについて説明する。図３６〜図３９は、複数の吐出選択手段１８２を備えるインクジェットプリンタ１における吐出異常検出・判定タイミング（特に、図２６に示すフローチャートのステップＳ１０８における印刷処理時の吐出異常検出・判定のタイミング）のいくつかの例を示すブロック図である。以下、各図の構成例を順次説明する。
【０１６７】
図３６は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段１０が１つの場合）である。この図３６に示すように、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅを有するインクジェットプリンタ１は、駆動波形を生成する駆動波形生成手段１８１と、いずれのノズル１１０からインク滴を吐出するかを選択することができる吐出選択手段１８２と、この吐出選択手段１８２によって選択され、駆動波形生成手段１８１によって駆動される複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅとを備えている。なお、図３６の構成では、上記以外の構成は図２、図１６及び図２３に示したものと同様であるため、その説明を省略する。
【０１６８】
なお、本実施形態では、駆動波形生成手段１８１及び吐出選択手段１８２は、ヘッドドライバ３３の駆動回路１８に含まれるものとして説明するが（図３６では、切替手段２３を介して２つのブロックとして示しているが、一般的には、いずれもヘッドドライバ３３内に構成される）、本発明はこの構成に限定されず、例えば、駆動波形生成手段１８１は、ヘッドドライバ３３とは独立した構成としてもよい。
【０１６９】
この図３６に示すように、吐出選択手段１８２は、シフトレジスタ１８２ａと、ラッチ回路１８２ｂと、ドライバ１８２ｃとを備えている。シフトレジスタ１８２ａには、図２に示すホストコンピュータ８から出力され、制御部６において所定の処理をされた印字データ（吐出データ）と、クロック信号（ＣＬＫ）が順次入力される。この印字データは、クロック信号（ＣＬＫ）の入力パルスに応じて（クロック信号の入力の度に）シフトレジスタ１８２ａの初段から順次後段側にシフトして入力され、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データとしてラッチ回路１８２ｂに出力される。なお、後述する吐出異常検出処理では、印字データではなくフラッシング（予備吐出）時の吐出データが入力されるが、この吐出データとは、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対する印字データを意味している。なお、フラッシング時は、ラッチ回路１８２ｂのすべての出力が吐出となる値に設定されるようにハード的に処理をしてもよい。
【０１７０】
ラッチ回路１８２ｂは、ヘッドユニット３５のノズル１１０の数、すなわち、インクジェットヘッド１００の数に対応する印字データがシフトレジスタ１８２ａに格納された後、入力されるラッチ信号によってシフトレジスタ１８２ａの各出力信号をラッチする。ここで、ＣＬＥＡＲ信号が入力された場合には、ラッチ状態が解除され、ラッチされていたシフトレジスタ１８２ａの出力信号は０（ラッチの出力停止）となり、印字動作は停止される。ＣＬＥＡＲ信号が入力されていない場合には、ラッチされたシフトレジスタ１８２ａの印字データがドライバ１８２ｃに出力される。シフトレジスタ１８２ａから出力される印字データがラッチ回路１８２ｂによってラッチされた後、次の印字データをシフトレジスタ１８２ａに入力し、印字タイミングに合わせてラッチ回路１８２ｂのラッチ信号を順次更新している。
【０１７１】
ドライバ１８２ｃは、駆動波形生成手段１８１と各インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０とを接続するものであり、ラッチ回路１８２ｂから出力されるラッチ信号で指定（特定）された各静電アクチュエータ１２０（インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのいずれかあるいはすべての静電アクチュエータ１２０）に駆動波形生成手段１８１の出力信号（駆動信号）を入力し、それによって、その駆動信号（電圧信号）が静電アクチュエータ１２０の両電極間に印加される。
【０１７２】
この図３６に示すインクジェットプリンタ１は、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅを駆動する１つの駆動波形生成手段１８１と、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのいずれかのインクジェットヘッド１００に対して吐出異常（インク滴不吐出）を検出する吐出異常検出手段１０と、この吐出異常検出手段１０によって得られた吐出異常の原因などの判定結果を保存（格納）する記憶手段６２と、駆動波形生成手段１８１と吐出異常検出手段１０とを切り替える１つの切替手段２３とを備えている。したがって、このインクジェットプリンタ１は、駆動波形生成手段１８１から入力される駆動信号に基づいて、ドライバ１８２ｃによって選択された１つ又は複数のインクジェットヘッド１００を駆動し、駆動／検出切替信号が吐出駆動動作後に切替手段２３に入力されることによって、切替手段２３が駆動波形生成手段１８１から吐出異常検出手段１０にインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０との接続を切り替えた後、振動板１２１の残留振動波形に基づいて、吐出異常検出手段１０によって、そのインクジェットヘッド１００のノズル１１０における吐出異常（インク滴不吐出）を検出し、吐出異常の場合にはその原因を判定するものである。
【０１７３】
そして、このインクジェットプリンタ１は、１つのインクジェットヘッド１００のノズル１１０について吐出異常を検出・判定すると、次に駆動波形生成手段１８１から入力される駆動信号に基づいて、次に指定されたインクジェットヘッド１００のノズル１１０について吐出異常を検出・判定し、以下同様に、駆動波形生成手段１８１の出力信号によって駆動されるインクジェットヘッド１００のノズル１１０についての吐出異常を順次検出・判定する。そして、上述のように、残留振動検出手段１６が振動板１２１の残留振動波形を検出すると、演算処理手段１７がその波形データに基づいて残留振動波形の周期などを計測するとともに、所定の減算処理を実行し、判定手段２０が、演算処理手段１７の演算結果に基づいて、正常吐出か吐出異常か、及び、吐出異常（ヘッド異常）の場合には吐出異常の原因を判定して、記憶手段６２にその判定結果を出力する。
【０１７４】
このように、この図３６に示すインクジェットプリンタ１では、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０についてインク滴吐出駆動動作の際に順次吐出異常を検出・判定する構成としているので、吐出異常検出手段１０と切替手段２３とを１つずつ備えるだけでよく、吐出異常を検出・判定可能なインクジェットプリンタ１の回路構成をスケールダウンできるとともに、その製造コストの増加を防止することができる。
【０１７５】
図３７は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段１０の数がインクジェットヘッド１００の数と同じ場合）である。この図３７に示すインクジェットプリンタ１は、１つの吐出選択手段１８２と、５つの吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅと、５つの切替手段２３ａ〜２３ｅと、５つのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに共通の１つの駆動波形生成手段１８１と、１つの記憶手段６２とを備えている。なお、各構成要素は、図３６の説明において既に上述しているので、その説明を省略し、これらの接続について説明する。
【０１７６】
図３６に示す場合と同様に、吐出選択手段１８２は、ホストコンピュータ８から入力される印字データ（吐出データ）とクロック信号ＣＬＫに基づいて、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データをラッチ回路１８２ｂにラッチし、駆動波形生成手段１８１からドライバ１８２ｃに入力される駆動信号（電圧信号）に応じて、印字データに対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの静電アクチュエータ１２０を駆動させる。駆動／検出切替信号は、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する切替手段２３ａ〜２３ｅにそれぞれ入力され、切替手段２３ａ〜２３ｅは、対応する印字データ（吐出データ）の有無にかかわらず、駆動／検出切替信号に基づいて、インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０に駆動信号を入力後、駆動波形生成手段１８１から吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅにインクジェットヘッド１００との接続を切り替える。
【０１７７】
すべての吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅにより、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの吐出異常を検出・判定した後、その検出処理で得られたすべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの判定結果が、記憶手段６２に出力され、記憶手段６２は、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの吐出異常の有無及び吐出異常の原因を所定の保存領域に格納する。
【０１７８】
このように、この図３７に示すインクジェットプリンタ１では、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０に対応して複数の吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅを設け、それらに対応する複数の切替手段２３ａ〜２３ｅによって切替動作を行って、吐出異常検出及びその原因判定を行っているので、一度にすべてのノズル１１０について短時間に吐出異常検出及びその原因判定を行うことができる。
【０１７９】
図３８は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段１０の数がインクジェットヘッド１００の数と同じであり、印字データがあるときに吐出異常検出を行う場合）である。この図３８に示すインクジェットプリンタ１は、図３７に示すインクジェットプリンタ１の構成に、切替制御手段１９を追加（付加）したものである。本実施形態では、この切替制御手段１９は、複数のＡＮＤ回路（論理積回路）ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅから構成され、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに入力される印字データと、駆動／検出切替信号とが入力されると、対応する切替手段２３ａ〜２３ｅにＨｉｇｈレベルの出力信号を出力するものである。なお、切替制御手段１９はＡＮＤ回路（論理積回路）に限定されず、駆動するインクジェットヘッド１００が選択されるラッチ回路１８２ｂの出力に一致した切替手段２３が選択されるように構成されればよい。
【０１８０】
各切替手段２３ａ〜２３ｅは、切替制御手段１９のそれぞれ対応するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅの出力信号に基づいて、駆動波形生成手段１８１からそれぞれ対応する吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅへ、対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの静電アクチュエータ１２０との接続を切り替える。具体的には、対応するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅの出力信号がＨｉｇｈレベルであるとき、すなわち、駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルの状態で対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに入力される印字データがラッチ回路１８２ｂからドライバ１８２ｃに出力されている場合には、そのＡＮＤ回路に対応する切替手段２３ａ〜２３ｅは、対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅへの接続を、駆動波形生成手段１８１から吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅに切り替える。
【０１８１】
印字データが入力されたインクジェットヘッド１００に対応する吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅにより、インクジェットヘッド１００の吐出異常の有無及び吐出異常の場合にはその原因を検出した後、その吐出異常検出手段１０は、その検出処理で得られた判定結果を記憶手段６２に出力する。記憶手段６２は、このように入力された（得られた）１又は複数の判定結果を所定の保存領域に格納する。
【０１８２】
このように、この図３８に示すインクジェットプリンタ１では、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０に対応して複数の吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅを設け、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データがホストコンピュータ８から制御部６を介して吐出選択手段１８２に入力されたときに、切替制御手段１９によって指定された切替手段２３ａ〜２３ｅのみが所定の切替動作を行って、インクジェットヘッド１００の吐出異常検出及びその原因判定を行っているので、吐出駆動動作をしていないインクジェットヘッド１００についてはこの検出・判定処理を行わない。したがって、このインクジェットプリンタ１によって、無駄な検出及び判定処理を回避することができる。
【０１８３】
図３９は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段１０の数がインクジェットヘッド１００の数と同じであり、各インクジェットヘッド１００を巡回して吐出異常検出を行う場合）である。この図３９に示すインクジェットプリンタ１は、図３８に示すインクジェットプリンタ１の構成において吐出異常検出手段１０を１つとし、駆動／検出切替信号を走査する（検出・判定処理を実行するインクジェットヘッド１００を１つずつ特定する）切替選択手段１９ａを追加したものである。
【０１８４】
この切替選択手段１９ａは、図３８に示す切替制御手段１９に接続されるものであり、制御部６から入力される走査信号（選択信号）に基づいて、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅへの駆動／検出切替信号の入力を走査する（選択して切り替える）セレクタである。この切替選択手段１９ａの走査（選択）順は、シフトレジスタ１８２ａに入力される印字データの順、すなわち、複数のインクジェットヘッド１００の吐出順であってもよいが、単純に複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの順であってもよい。なお、図３９に示す構成では、この切替選択手段１９ａと切替制御手段１９とが、吐出異常検出手段１０が複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのノズル１１０のいずれのノズル１１０に対して吐出異常を検出するかを決定する検出決定手段を構成する。
【０１８５】
走査順がシフトレジスタ１８２ａに入力される印字データの順である場合、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに印字データが入力されると、その印字データはラッチ回路１８２ｂにラッチされ、ラッチ信号の入力によりドライバ１８２ｃに出力される。印字データのシフトレジスタ１８２ａへの入力、あるいはラッチ信号のラッチ回路１８２ｂへの入力に同期して、印字データに対応するインクジェットヘッド１００を特定するための走査信号が切替選択手段１９ａに入力され、対応するＡＮＤ回路に駆動／検出切替信号が出力される。なお、切替選択手段１９ａの出力端子は、非選択時にはＬｏｗレベルを出力する。
【０１８６】
その対応するＡＮＤ回路（切替制御手段１９）は、ラッチ回路１８２ｂから入力された印字データと、切替選択手段１９ａから入力された駆動／検出切替信号とを論理積演算することにより、Ｈｉｇｈレベルの出力信号を対応する切替手段２３に出力する。そして、切替制御手段１９からＨｉｇｈレベルの出力信号が入力された切替手段２３は、対応するインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０への接続を、駆動波形生成手段１８１から吐出異常検出手段１０に切り替える。
吐出異常検出手段１０は、印字データが入力されたインクジェットヘッド１００の吐出異常を検出し、吐出異常がある場合にはその原因を判定した後、その判定結果を記憶手段６２に出力する。そして、記憶手段６２は、このように入力された（得られた）判定結果を所定の保存領域に格納する。
【０１８７】
また、走査順が単純なインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの順である場合、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに印字データが入力されると、その印字データはラッチ回路１８２ｂにラッチされ、ラッチ信号の入力によりドライバ１８２ｃに出力される。印字データのシフトレジスタ１８２ａへの入力、あるいはラッチ信号のラッチ回路１８２ｂへの入力に同期して、印字データに対応するインクジェットヘッド１００を特定するための走査（選択）信号が切替選択手段１９ａに入力され、切替制御手段１９の対応するＡＮＤ回路に駆動／検出切替信号が出力される。
【０１８８】
ここで、切替選択手段１９ａに入力された走査信号により定められたインクジェットヘッド１００に対する印字データがシフトレジスタ１８２ａに入力されたときには、それに対応するＡＮＤ回路（切替制御手段１９）の出力信号がＨｉｇｈレベルとなり、切替手段２３は、対応するインクジェットヘッド１００への接続を、駆動波形生成手段１８１から吐出異常検出手段１０に切り替える。しかしながら、上記印字データがシフトレジスタ１８２ａに入力されないときには、ＡＮＤ回路の出力信号はＬｏｗレベルであり、対応する切替手段２３は、所定の切替動作を実行しない。したがって、切替選択手段１９ａの選択結果と切替制御手段１９によって指定された結果との論理積に基づいて、インクジェットヘッド１００の吐出異常検出処理が行われる。
【０１８９】
切替手段２３によって切替動作が行われた場合には、上記と同様に、吐出異常検出手段１０は、印字データが入力されたインクジェットヘッド１００の吐出異常を検出し、吐出異常がある場合にはその原因を判定した後、その判定結果を記憶手段６２に出力する。そして、記憶手段６２は、このように入力された（得られた）判定結果を所定の保存領域に格納する。
【０１９０】
なお、切替選択手段１９ａで特定されたインクジェットヘッド１００に対する印字データがないときには、上述のように、対応する切替手段２３が切替動作を実行しないので、吐出異常検出手段１０による吐出異常検出処理を実行する必要はないが、そのような処理が実行されてもよい。切替動作が行われずに吐出異常検出処理が実行された場合、吐出異常検出手段１０の判定手段２０は、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０を未吐出ノズルであると判定し、その判定結果を記憶手段６２の所定の保存領域に格納する。
【０１９１】
このように、この図３９に示すインクジェットプリンタ１では、図３７又は図３８に示すインクジェットプリンタ１とは異なり、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０に対して１つの吐出異常検出手段１０のみを設け、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データがホストコンピュータ８から制御部６を介して吐出選択手段１８２に入力され、それと同時に走査（選択）信号により特定されて、その印字データに応じて吐出駆動動作をするインクジェットヘッド１００に対応する切替手段２３のみが切替動作を行って、対応するインクジェットヘッド１００の吐出異常検出及びその原因判定を行っているので、一度に大量の検出結果を処理することがなく制御部６のＣＰＵ６１への負担を軽減することができる。また、吐出異常検出手段１０が吐出動作とは別にノズルの状態を巡回しているため、駆動印字中でも１ノズル毎に吐出の異常を把握することができ、ヘッドユニット３５全体のノズル１１０の状態を知ることができる。これにより、例えば、定期的に吐出異常の検出を行っているために、印刷停止中に１ノズル毎に吐出の異常を検出する工程を少なくすることができる。以上から、効率的にインクジェットヘッド１００の吐出異常検出及びその原因判定を行うことができる。
【０１９２】
また、図３７又は図３８に示すインクジェットプリンタ１とは異なり、図３９に示すインクジェットプリンタ１は、吐出異常検出手段１０を１つのみ備えていればよいので、図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタ１に比べ、インクジェットプリンタ１の回路構成をスケールダウンすることができるとともに、その製造コストの増加を防止することができる。
【０１９３】
次に、図３６〜図３９に示すプリンタ１の動作、すなわち、複数のインクジェットヘッド１００を備えるインクジェットプリンタ１における吐出異常検出処理（主に、検出タイミング）について説明する。本発明のヘッド異常検出・判定処理（多ノズルにおける処理）は、各インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０がインク滴吐出動作を行ったときの振動板１２１の残留振動を検出し、その残留振動の周期に基づいて、該当するインクジェット１００に対し吐出異常（ドット抜け、インク滴不吐出）が生じているか否か、ドット抜け（インク滴不吐出）が生じた場合には、その原因が何であるかを判定している。このように、本発明では、インクジェットヘッド１００によるインク滴（液滴）の吐出動作が行われれば、これらの検出・判定処理を実行できるが、インクジェットヘッド１００がインク滴を吐出するのは、実際に記録用紙Ｐに印刷（プリント）している場合だけでなく、フラッシング動作（予備吐出あるいは予備的吐出）をしている場合もある。以下、この２つの場合について、本発明のヘッド異常検出・判定処理（多ノズル）を説明する。
【０１９４】
ここで、フラッシング（予備吐出）処理とは、図１では図示していないキャップの装着時や、記録用紙Ｐ（メディア）にインク滴（液滴）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インクジェットヘッド１００のノズル１１０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。このフラッシング処理（フラッシング動作）は、例えば、ノズル１１０内のインク粘度を適正範囲の値に保持するために、定期的にキャビティ１４１内のインクを排出する際に実施したり、あるいは、インク増粘時の回復動作としても実施したりされる。さらに、フラッシング処理は、インクカートリッジ３１を印字手段３に装着した後に、インクを各キャビティ１４１に初期充填する場合にも実施される。
【０１９５】
また、ノズルプレート（ノズル面）１５０をクリーニングするためにワイピング処理（ヘッドユニット３５のヘッド面に付着している付着物（紙粉やごみなど）を、図１では図示していないワイパで拭き取る処置）を行う場合があるが、このときノズル１１０内が負圧になって、他の色のインク（他の種類の液滴）を引込んでしまう可能性がある。そのため、ワイピング処理後に、ヘッドユニット３５のすべてのノズル１１０から一定量のインク滴を吐出させるためにもフラッシング処理が実施される。さらに、フラッシング処理は、ノズル１１０のメニスカスの状態を正常に保持して良好な印字を確保するためにも適時に実施され得る。
【０１９６】
まず、図４０〜図４２に示すフローチャートを参照して、フラッシング処理時における吐出異常検出・判定処理について説明する。なお、これらのフローチャートは、図３６〜図３９のブロック図を参照しながら説明する（以下、印字動作時においても同様）。図４０は、図３６に示すインクジェットプリンタ１のフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【０１９７】
所定のタイミングにおいて、インクジェットプリンタ１のフラッシング処理が実行されるとき、この図４０に示す吐出異常検出・判定処理が実行される。制御部６は、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに１ノズル分の吐出データを入力し（ステップＳ７０１）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ７０２）、この吐出データがラッチされる。そのとき、切替手段２３は、その吐出データの対象であるインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０と駆動波形生成手段１８１とを接続する（ステップＳ７０３）。
【０１９８】
そして、吐出異常検出手段１０によって、インク吐出動作を行ったインクジェットヘッド１００に対して、図２４のフローチャートに示す吐出異常検出・判定処理が実行される（ステップＳ７０４）。ステップＳ７０５において、制御部６は、吐出選択手段１８２に出力した吐出データに基づいて、図３６に示すインクジェットプリンタ１のすべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのノズル１１０について吐出異常検出・判定処理が終了したか否かを判断する。そして、すべてのノズル１１０についてこれらの処理が終わっていないと判断されるときには、制御部６は、シフトレジスタ１８２ａに次のインクジェットヘッド１００のノズル１１０に対応する吐出データを入力し（ステップＳ７０６）、ステップＳ７０２に移行して同様の処理を繰り返す。
【０１９９】
また、ステップＳ７０５において、すべてのノズル１１０について上述の吐出異常検出及び判定処理が終わったと判断される場合には、制御部６は、ラッチ回路１８２ｂにＣＬＥＡＲ信号を入力し、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図３６に示すインクジェットプリンタ１における吐出異常検出・判定処理を終了する。
【０２００】
上述のように、この図３６に示すプリンタ１における吐出異常検出・判定処理では、１つの吐出異常検出手段１０と１つの切替手段２３とから検出回路が構成されているので、吐出異常検出処理及び判定処理は、インクジェットヘッド１００の数だけ繰り返されるが、吐出異常検出手段１０を構成する回路はそれほど大きくならないという効果を有する。
【０２０１】
次いで、図４１は、図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタ１のフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。図３７に示すインクジェットプリンタ１と図３８に示すインクジェットプリンタ１とは回路構成が若干異なるが、吐出異常検出手段１０及び切替手段２３の数が、インクジェットヘッド１００の数に対応する（同じである）点で一致している。そのため、フラッシング動作時における吐出異常検出・判定処理は、同様のステップから構成される。
【０２０２】
所定のタイミングにおいて、インクジェットプリンタ１のフラッシング処理が実行されるとき、制御部６は、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに全ノズル分の吐出データを入力し（ステップＳ８０１）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ８０２）、この吐出データがラッチされる。そのとき、切替手段２３ａ〜２３ｅは、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅと駆動波形生成手段１８１とをそれぞれ接続する（ステップＳ８０３）。
【０２０３】
そして、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅによって、インク吐出動作を行ったすべてのインクジェットヘッド１００に対して、図２７のフローチャートに示す吐出異常検出・判定処理が並列的に実行される（ステップＳ８０４）。この場合、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される（図２７のステップＳ２０７）。
【０２０４】
そして、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ８０５）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタ１における吐出異常検出処理及び判定処理を終了する。
【０２０５】
上述のように、この図３７及び図３８に示すプリンタ１における処理では、インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する複数（この実施形態では５つ）の吐出異常検出手段１０と複数の切替手段２３とから検出及び判定回路が構成されているので、吐出異常検出・判定処理は、一度にすべてのノズル１１０について短時間に実行され得るという効果を有する。
【０２０６】
次いで、図４２は、図３９に示すインクジェットプリンタ１のフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。以下同様に、図３９に示すインクジェットプリンタ１の回路構成を用いて、フラッシング動作時における吐出異常検出処理及び原因判定処理について説明する。
所定のタイミングにおいて、インクジェットプリンタ１のフラッシング処理が実行されるとき、まず、制御部６は、走査信号を切替選択手段（セレクタ）１９ａに出力し、この切替選択手段１９ａ及び切替制御手段１９により、最初の切替手段２３ａ及びインクジェットヘッド１００ａを設定（特定）する（ステップＳ９０１）。そして、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに全ノズル分の吐出データを入力し（ステップＳ９０２）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ９０３）、この吐出データがラッチされる。そのとき、切替手段２３ａは、インクジェットヘッド１００ａの静電アクチュエータ１２０と駆動波形生成手段１８１とを接続している（ステップＳ９０４）。
【０２０７】
そして、インク吐出動作を行ったインクジェットヘッド１００ａに対して、図２４のフローチャートに示す吐出異常検出・判定処理が実行される（ステップＳ９０５）。この場合、図２７のステップＳ２０３において、切替選択手段１９ａの出力信号である駆動／検出切替信号と、ラッチ回路１８２ｂから出力された吐出データとがＡＮＤ回路ＡＮＤａに入力され、ＡＮＤ回路ＡＮＤａの出力信号がＨｉｇｈレベルとなることにより、切替手段２３ａは、インクジェットヘッド１００ａの静電アクチュエータ１２０と吐出異常検出手段１０とを接続する。そして、図２７のステップＳ２０６において実行される吐出異常判定処理の判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００（ここでは、１００ａ）と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される（図２７のステップＳ２０７）。
【０２０８】
ステップＳ９０６において、制御部６は、吐出異常検出・判定処理がすべてのノズルに対して終了したか否かを判断する。そして、まだすべてのノズル１１０について吐出異常検出・判定処理が終了していないと判断された場合には、制御部６は、走査信号を切替選択手段（セレクタ）１９ａに出力し、この切替選択手段１９ａ及び切替制御手段１９により、次の切替手段２３ｂ及びインクジェットヘッド１００ｂを設定（特定）し（ステップＳ９０７）、ステップＳ９０３に移行して、同様の処理を繰り返す。以下、すべてのインクジェットヘッド１００について吐出異常検出・判定処理が終了するまでこのループを繰り返す。
【０２０９】
また、ステップＳ９０６において、すべてのノズル１１０について吐出異常検出処理及び判定処理が終了したと判断される場合には、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ９０９）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図３９に示すインクジェットプリンタ１における吐出異常検出処理及び判定処理を終了する。
【０２１０】
上述のように、図３９に示すインクジェットプリンタ１における処理では、複数の切替手段２３と１つの吐出異常検出手段１０から検出回路が構成され、切替選択手段（セレクタ）１９ａの走査信号により特定され、吐出データに応じて吐出駆動をするインクジェットヘッド１００に対応する切替手段２３のみが切替動作を行って、対応するインクジェットヘッド１００の吐出異常検出及び原因判定を行っているので、より効率的にインクジェットヘッド１００の吐出異常検出及び原因判定を行うことができる。
【０２１１】
なお、このフローチャートのステップＳ９０２では、シフトレジスタ１８２ａにすべてのノズル１１０に対応する吐出データを入力しているが、図４０に示すフローチャートのように、切替選択手段１９ａによるインクジェットヘッド１００の走査順に合わせて、シフトレジスタ１８２ａに入力する吐出データを対応する１つのインクジェットヘッド１００に入力し、１ノズル１１０ずつ吐出異常検出・判定処理を行ってもよい。
【０２１２】
次に、図４３及び図４４に示すフローチャートを参照して、印字動作時におけるインクジェットプリンタ１の吐出異常検出・判定処理について説明する。図３６に示すインクジェットプリンタ１においては、主に、フラッシング動作時における吐出異常検出処理及び判定処理に適しているので、印字動作時のフローチャート及びその動作説明を省略するが、この図３６に示すインクジェットプリンタ１においても印字動作時に吐出異常検出・判定処理が行われてもよい。
【０２１３】
図４３は、図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタ１の印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。ホストコンピュータ８からの印刷（印字）指示により、このフローチャートの処理が実行（開始）される。制御部６を介してホストコンピュータ８から印字データが吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに入力されると（ステップＳ１００１）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ１００２）、その印字データがラッチされる。このとき、切替手段２３ａ〜２３ｅは、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅと駆動波形生成手段１８１とを接続している（ステップＳ１００３）。
【０２１４】
そして、インク吐出動作を行ったインクジェットヘッド１００に対応する吐出異常検出手段１０は、図２４のフローチャートに示す吐出異常検出・判定処理を実行する（ステップＳ１００４）。この場合、各インクジェットヘッド１００に対応するそれぞれの判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される。
【０２１５】
ここで、図３７に示すインクジェットプリンタ１の場合には、切替手段２３ａ〜２３ｅは、制御部６から出力される駆動／検出切替信号に基づいて、インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅを吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅに接続する（図２７のステップＳ２０３）。そのため、印字データの存在しないインクジェットヘッド１００では、静電アクチュエータ１２０が駆動していないので、吐出異常検出手段１０の残留振動検出手段１６は、振動板１２１の残留振動波形を検出しない。一方、図３８に示すインクジェットプリンタ１の場合には、切替手段２３ａ〜２３ｅは、制御部６から出力される駆動／検出切替信号と、ラッチ回路１８２ｂから出力される印字データとが入力されるＡＮＤ回路の出力信号に基づいて、印字データの存在するインクジェットヘッド１００を吐出異常検出手段１０に接続する（図２７のステップＳ２０３）。
【０２１６】
ステップＳ１００５において、制御部６は、インクジェットプリンタ１の印字動作が終了したか否かを判断する。そして、印字動作が終わっていないと判断されるときには、制御部６は、ステップＳ１００１に移行して、次の印字データをシフトレジスタ１８２ａに入力し、同様の処理を繰り返す。また、印字動作が終了したと判断されるときには、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ１００６）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタ１における吐出異常検出処理及び判定処理を終了する。
【０２１７】
上述のように、図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタ１は、複数の切替手段２３ａ〜２３ｅと、複数の吐出異常検出手段１０ａ〜１０ｅとを備え、一度にすべてのインクジェットヘッド１００に対して吐出異常検出・判定処理を行っているので、これらの処理を短時間に行うことができる。また、図３８に示すインクジェットプリンタ１は、切替制御手段１９、すなわち、駆動／検出切替信号と印字データとを論理積演算するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅをさらに備え、印字動作を行うインクジェットヘッド１００のみに対して切替手段２３による切替動作を行っているので、無駄な検出を行うことなく、吐出異常検出処理及び判定処理を行うことができる。
【０２１８】
次いで、図４４は、図３９に示すインクジェットプリンタ１の印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。ホストコンピュータ８からの印刷指示により、図３９に示すインクジェットプリンタ１においてこのフローチャートの処理が実行される。まず、切替選択手段１９ａは、最初の切替手段２３ａ及びインクジェットヘッド１００ａを予め設定（特定）しておく（ステップＳ１１０１）。
【０２１９】
制御部６を介してホストコンピュータ８から印字データが吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに入力されると（ステップＳ１１０２）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ１１０３）、その印字データがラッチされる。ここで、切替手段２３ａ〜２３ｅは、この段階では、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅと駆動波形生成手段１８１（吐出選択手段１８２のドライバ１８２ｃ）とを接続している（ステップＳ１１０４）。
【０２２０】
そして、制御部６は、インクジェットヘッド１００ａに印字データがある場合には、切替選択手段１９ａによって吐出動作後静電アクチュエータ１２０が吐出異常検出手段１０に接続され（図２７のステップＳ２０３）、図２７（図３２〜図３４）のフローチャートに示す吐出異常検出・判定処理を実行する（ステップＳ１１０５）。そして、図２７のステップＳ２０６において実行される吐出異常判定処理の判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００（ここでは、１００ａ）と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される（図２７のステップＳ２０７）。
【０２２１】
ステップＳ１１０６において、制御部６は、すべてのノズル１１０（すべてのインクジェットヘッド１００）について上述の吐出異常検出・判定処理を終了したか否かを判断する。そして、すべてのノズル１１０について上記処理が終了したと判断される場合には、制御部６は、走査信号に基づいて、また最初のノズル１１０に対応する切替手段２３ａを設定し（ステップＳ１１０８）、すべてのノズル１１０について上記処理が終了していないと判断される場合には、次のノズル１１０に対応する切替手段２３ｂを設定する（ステップＳ１１０７）。
【０２２２】
ステップＳ１１０９において、制御部６は、ホストコンピュータ８から指示された所定の印字動作が終了したか否かを判断する。そして、まだ印字動作が終了していないと判断された場合には、次の印字データがシフトレジスタ１８２ａに入力され（ステップＳ１１０２）、同様の処理を繰り返す。印字動作が終了したと判断された場合には、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ１１１１）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図３９に示すインクジェットプリンタ１における吐出異常検出・判定処理を終了する。
【０２２３】
以上のように、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）は、振動板１２１と、振動板１２１を変位させる複数の静電アクチュエータ１２０と、内部に液体が充填され、振動板１２１の変位により、該内部の圧力が変化（増減）されるキャビティ１４１と、キャビティ１４１に連通し、キャビティ１４１内の圧力の変化（増減）により液体を液滴として吐出するノズル１１０とを有するインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００を複数個備え、これらの静電アクチュエータ１２０を駆動する駆動波形生成手段１８１と、複数のノズル１１０のうちいずれのノズル１１０から液滴を吐出するかを選択する吐出選択手段１８２と、振動板１２１の残留振動を検出し、この検出された振動板１２１の残留振動に基づいて、液滴の吐出の異常を検出する１つ又は複数の吐出異常検出手段１０と、静電アクチュエータ１２０の駆動による液滴の吐出動作後、駆動／検出切替信号や印字データ、あるいは走査信号に基づいて、静電アクチュエータ１２０を駆動波形生成手段１８１から吐出異常検出手段１０に切り替える１つ又は複数の切替手段２３とを備え、一度（並列的）にあるいは順次に複数のノズル１１０の吐出異常を検出することとした。
【０２２４】
したがって、本発明の液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法によって、吐出異常検出及びその原因判定を短時間に行うことができるとともに、吐出異常検出手段１０を含む検出回路の回路構成をスケールダウンすることができ、液滴吐出装置の製造コストの増加を防止することができる。また、静電アクチュエータ１２０の駆動後、吐出異常検出手段１０に切り替えて吐出異常検出及び原因判定を行っているので、アクチュエータの駆動に影響を与えることがなく、それによって、本発明の液滴吐出装置のスループットを低下又は悪化させることがない。また、所定の構成要素を備えている既存の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）に、本発明の吐出異常検出手段１０を装備することも可能である。
【０２２５】
また、本発明の液滴吐出装置は、上記構成と異なり、複数の切替手段２３と、切替制御手段１９と、１つあるいはノズル１１０の数量と対応する複数の吐出異常検出手段１０とを備え、駆動／検出切替信号及び吐出データ（印字データ）、あるいは、走査信号、駆動／検出切替信号及び吐出データ（印字データ）に基づいて、対応する静電アクチュエータ１２０を駆動波形生成手段１８１又は吐出選択手段１８２から吐出異常検出手段１０に切り替えて、吐出異常検出及び原因判定を行うこととした。
【０２２６】
したがって、本発明の液滴吐出装置によって、吐出データ（印字データ）が入力されていない、すなわち、吐出駆動動作をしていない静電アクチュエータ１２０に対応する切替手段は切替動作を行わないので、無駄な検出・判定処理を回避することができる。また、切替選択手段１９ａを利用する場合には、液滴吐出装置は、１つの吐出異常検出手段１０のみを備えていればよいので、液滴吐出装置の回路構成をスケールダウンすることができるとともに、液滴吐出装置の製造コストの増加を防止することができる。
【０２２７】
なお、この第１実施形態では、吐出異常検出のタイミングを説明するための図３６〜図３９に示すインクジェットプリンタ１は、説明の便宜上、ヘッドユニット３５に５つのインクジェットヘッド１００（ノズル１１０）を備える構成を示すとともに、その構成について説明していたが、本発明の液滴吐出装置では、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００の数量は５つに限らず、実際に搭載されている数量のノズル１１０を対象に吐出異常の検出・判定を行うことができる。
【０２２８】
次に、本発明の液滴吐出装置におけるインクジェットヘッド１００のヘッド異常（吐出異常）の原因を解消させる回復処理を実行する構成（回復手段２４）について説明する。図４５は、図１に示すインクジェットプリンタ１の上部から見た概略的な構造（一部省略）を示す図である。この図４５に示すインクジェットプリンタ１は、図１の斜視図で示した構成以外に、本発明のインク滴不吐出（ヘッド異常）の回復処理を実行するためのワイパ３００とキャップ３１０とを備える。
【０２２９】
本発明の回復手段２４が実行する回復処理としては、各インクジェットヘッド１００のノズルから液滴を予備的に吐出するフラッシング処理と、後述するワイパ３００（図４６参照）によるワイピング処理と、後述するチューブポンプ３２０によるポンピング処理（ポンプ吸引処理）が含まれる。すなわち、回復手段２４は、チューブポンプ３２０及びそれを駆動するパルスモータと、ワイパ３００及びワイパ３００の上下動駆動機構と、キャップ３１０の上下動駆動機構（図示せず）とを備え、フラッシング処理においてはヘッドドライバ３３及びヘッドユニット３５などが、また、ワイピング処理においてはキャリッジモータ４１などが回復手段２４の一部として機能する。フラッシング処理については上述しているので、以降、ワイピング処理及びポンピング処理について説明する。
【０２３０】
ここで、ワイピング処理とは、インクジェットヘッド１００のノズルプレート１５０（ノズル面）に付着した紙粉などの異物をワイパ３００により拭き取る処理のことをいう。また、ポンピング処理（ポンプ吸引処理）とは、後述するチューブポンプ３２０を駆動して、インクジェットヘッド１００のノズル１１０から、キャビティ１４１内のインクを吸引して排出する処理をいう。このように、ワイピング処理は、上述のようなインクジェットヘッド１００の液滴の吐出異常の原因の１つである紙粉付着の状態における回復処理として適切な処理である。また、ポンプ吸引処理は、前述のフラッシング処理では取り除けないキャビティ１４１内の気泡を除去し、あるいは、ノズル１１０付近のインクが乾燥により又はキャビティ１４１内のインクが経年劣化により増粘した場合に、増粘したインクを除去する回復処理として適切な処理である。なお、それほど増粘が進んでおらず粘度がそれほど大きくない場合には、上述のフラッシング処理による回復処理も行われ得る。この場合、排出するインク量が少ないので、スループットやランニングコストを低下させずに適切な回復処理を行うことができる。
【０２３１】
複数のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００を備えるヘッドユニット３５は、キャリッジ３２に搭載され、２本のキャリッジガイド軸４２２にガイドされてキャリッジモータ４１により、図中その上端に備えられた連結部３４を介してタイミングベルト４２１に連結して移動する。キャリッジ３２に搭載されたヘッドユニット３５は、キャリッジモータ４１の駆動により移動するタイミングベルト４２１を介して（タイミングベルト４２１に連動して）主走査方向に移動可能である。なお、キャリッジモータ４１は、タイミングベルト４２１を連続的に回転させるためのプーリの役割を果たし、他端側にも同様にプーリ４４が備えられている。
【０２３２】
また、キャップ３１０は、インクジェットヘッド１００のノズルプレート１５０（図５参照）のキャッピングを行うためのものである。キャップ３１０には、その底部側面に孔が形成され、後述するように、チューブポンプ３２０の構成要素である可撓性のチューブ３２１が接続されている。なお、チューブポンプ３２０については、図４８において後述する。
【０２３３】
記録（印字）動作時には、所定のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００の静電アクチュエータ１２０を駆動しながら、記録用紙Ｐは副走査方向、すなわち、図４５中下方に移動し、印字手段３は、主走査方向、すわなち、図４５中左右に移動することにより、インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）１は、ホストコンピュータ８から入力された印刷データ（印字データ）に基づいて所定の画像などを記録用紙Ｐに印刷（記録）する。
【０２３４】
図４６は、図４５に示すワイパ３００とヘッドユニット３５との位置関係を示す図である。この図４６において、ヘッドユニット３５とワイパ３００は、図４５に示すインクジェットプリンタ１の図中下側から上側を見た場合の側面図の一部として示される。ワイパ３００は、図４６（ａ）に示すように、ヘッドユニット３５のノズル面、すなわち、インクジェットヘッド１００のノズルプレート１５０と当接可能なように、上下移動可能に配置される。
【０２３５】
ここで、ワイパ３００を利用する回復処理であるワイピング処理について説明する。ワイピング処理を行う際、図４６（ａ）に示すように、ノズル面（ノズルプレート１５０）よりもワイパ３００の先端が上側に位置するように図示しない駆動装置によってワイパ３００は上方に移動される。この場合において、キャリッジモータ４１を駆動して図中左方向（矢印の方向）にヘッドユニット３５を移動させると、ワイピング部材３０１がノズルプレート１５０（ノズル面）に当接することになる。
【０２３６】
なお、ワイピング部材３０１は可撓性のゴム部材等から構成されるので、図４６（ｂ）に示すように、ワイピング部材３０１のノズルプレート１５０と当接する先端部分は撓み、その先端部によってノズルプレート１５０（ノズル面）の表面をクリーニング（拭き掃除）する。これにより、ノズルプレート１５０（ノズル面）に付着した紙粉などの異物（例えば、紙粉、空気中に浮遊するごみ、ゴムの切れ端など）を除去することができる。また、このような異物の付着状態に応じて（異物が多く付着している場合には）、ヘッドユニット３５にワイパ３００の上方を往復移動させることによって、ワイピング処理を複数回実施することもできる。
【０２３７】
図４７は、ポンプ吸引処理時における、インクジェットヘッド１００と、キャップ３１０及びポンプ３２０との関係を示す図である。チューブ３２１は、ポンピング処理（ポンプ吸引処理）におけるインク排出路を形成するものであり、その一端は、上述のように、キャップ３１０の底部に接続され、他端は、チューブポンプ３２０を介して排インクカートリッジ３４０に接続されている。
【０２３８】
キャップ３１０の内部底面には、インク吸収体３３０が配置されている。このインク吸収体３３０は、ポンプ吸引処理やフラッシング処理においてインクジェットヘッド１００のノズル１１０から吐出されるインクを吸収して、一時貯蔵する。なお、インク吸収体３３０によって、キャップ３１０内へのフラッシング動作時に、吐出された液滴が跳ね返ってノズルプレート１５０を汚すことを防止することができる。
【０２３９】
図４８は、図４７に示すチューブポンプ３２０の構成を示す概略図である。この図４８（Ｂ）に示すように、チューブポンプ３２０は、回転式ポンプであり、回転体３２２と、その回転体３２２の円周部に配置された４つのローラ３２３と、ガイド部材３５０とを備えている。なお、ローラ３２３は、回転体３２２により支持されており、ガイド部材３５０のガイド３５１に沿って円弧状に載置された可撓性のチューブ３２１を加圧するものである。
【０２４０】
このチューブポンプ３２０は、軸３２２ａを中心にして回転体３２２を図４８に示す矢印Ｘ方向に回転させることにより、チューブ３２１に当接している１つ又は２つのローラ３２３が、Ｙ方向に回転しながら、ガイド部材３５０の円弧状のガイド３５１に載置されたチューブ３２１を順次加圧する。これにより、チューブ３２１が変形し、このチューブ３２１内に発生した負圧により、各インクジェットヘッド１００のキャビティ１４１内のインク（液状材料）がキャップ３１０を介して吸引され、気泡が混入し、あるいは乾燥により増粘した不要なインクがノズル１１０を介して、インク吸収体３３０に排出され、このインク吸収体３３０に吸収された排インクがチューブポンプ３２０を介して排インクカートリッジ３４０（図４７参照）に排出される。
【０２４１】
なお、このチューブポンプ３２０は、図示しないパルスモータなどのモータにより駆動される。パルスモータは、制御部６により制御される。チューブポンプ３２０の回転制御に対する駆動情報、例えば、回転速度、回転数が記述されたルックアップテーブル、シーケンス制御が記述された制御プログラムなどは、制御部６のＰＲＯＭ６４などに格納されており、これらの駆動情報に基づいて、制御部６のＣＰＵ６１によってチューブポンプ３２０の制御が行われている。
【０２４２】
次に、本発明の回復手段の動作（吐出異常回復処理）を説明する。図４９は、本発明のインクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）における吐出異常回復処理を示すフローチャートである。上述の吐出異常検出・判定処理（図２６及び図２７のフローチャート参照）において吐出異常のインクジェットヘッド１００が検出され、その原因が判定されると、印刷動作（印字動作）などを行っていない所定のタイミングで、ヘッドユニット３５が所定の待機領域（例えば、図４５においてヘッドユニット３５のノズルプレート１５０をキャップ３１０で覆う位置、あるいは、ワイパ３００によるワイピング処理を実施可能な位置）まで移動されて、本発明の吐出異常回復処理が実行される。
【０２４３】
まず、制御部６は、報知手段（操作パネル７あるいはホストコンピュータ８など）に吐出異常が発生しているインクジェットヘッド１００が検出されたことを表示させ（ステップＳ１２０１）、図２７に示すフローチャートのステップＳ２０７において保存された判定結果を記憶手段６２から読み出して、その吐出異常（ヘッド異常を含む）の原因を入手する（ステップＳ１２０２）。
【０２４４】
ステップＳ１２０３において、制御部６は、回復手段２４による回復処理が終了し、吐出異常の原因が解消されたか否かを判断する。回復処理が終了したと判断された場合には、報知手段に表示させていた吐出異常の発生の表示を取り消して（ステップＳ１２０４）、この吐出異常回復処理を終了する。一方、回復処理が終了していないと判断された場合には、ステップＳ１２０５において、吐出異常の原因が紙粉付着であるか否かが判断される。紙粉付着であると判断された場合には、回復手段２４は、ワイピング手段によるワイピング処理を実行し（ステップＳ１２０６）、ステップＳ１２０２に移行して同様の処理を繰り返す。
【０２４５】
吐出異常の原因が紙粉付着でないと判断された場合には、続いて、ステップＳ１２０７において、その原因が気泡混入又は乾燥増粘（大）であるか否かが判断される。気泡混入又は乾燥増粘（大）であると判断された場合には、回復手段２４は、チューブポンプ３２０によるポンプ吸引処理を実行し（ステップＳ１２０８）、ステップＳ１２０２に移行して同様の処理を繰り返す。吐出異常の原因が気泡混入又は乾燥増粘（大）でないと判断された場合には、乾燥増粘（小）であるので、回復手段２４は、フラッシング処理を実行し（ステップＳ１２０９）、ステップＳ１２０２に移行して同様の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１２０３の判断ステップにおいてより実効性を増すためには、ステップＳ１２０２に移行する前に図２７に示す吐出異常検出・判定処理を再度実行した方がよい。
【０２４６】
次に、上述の吐出異常判定処理（図３２〜図３４参照）において判定結果とともに保存されたカウント値（減算結果Ｎｄ）と経過時間（Ｔ）とを考慮した場合における吐出異常回復処理を説明する。図５０は、カウント値と経過時間を考慮した場合における、本発明のインクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）における吐出異常回復処理を示すフローチャートである。
【０２４７】
まず、制御部６は、報知手段（操作パネル７あるいはホストコンピュータ８など）に吐出異常が発生しているインクジェットヘッド１００が検出されたことを表示させ（ステップＳ１３０１）、図２７に示すフローチャートのステップＳ２０７において保存された判定結果を記憶手段６２から読み出して、その吐出異常（ヘッド異常を含む）の原因を入手する（ステップＳ１３０２）。
【０２４８】
ステップＳ１３０３において、制御部６は、回復手段２４による回復処理が終了し、吐出異常の原因が解消されたか否かを判断する。回復処理が終了したと判断された場合には、報知手段に表示させていた吐出異常の発生の表示を取り消して（ステップＳ１３０４）、この吐出異常回復処理を終了する。一方、回復処理が終了していないと判断された場合には、ステップＳ１３０５において、吐出異常の原因が紙粉付着であるか否かが判断される。紙粉付着である場合には、制御部６は、紙粉付着の大小に基づいてワイピング手段が実行するワイピング処理の回数を設定し（ステップＳ１３０６）、回復手段２４は、制御部６に設定されたワイピング回数だけワイピング手段によるワイピング処理を実行し（ステップＳ１３０７）、ステップＳ１３０２に移行して同様の処理を繰り返す。
【０２４９】
吐出異常の原因が紙粉付着でないと判断された場合には、続いて、ステップＳ１３０８において、その原因が気泡混入であるか否かが判断される。気泡混入であると判断された場合には、制御部６は、記憶手段６２に保存された減算結果Ｎｄに基づいてチューブポンプ３２０の吸引時間Ｔｂ１を設定する（ステップＳ１３０９）。そして、続いて、ステップＳ１３１０において、乾燥増粘（大）であるか否かが判断される。乾燥増粘（大）であると判断された場合には、制御部６は、待機時間（経過時間）Ｔに基づいてチューブポンプ３２０の吸引時間Ｔｂ２を設定し（ステップＳ１３１１）、Ｔｂ１とＴｂ２のいずれか長い吸引時間を選択して（ステップＳ１３１２）、回復手段２４は、選択された吸引時間だけチューブポンプ３２０によるポンプ吸引処理を実行し（ステップＳ１３１３）、ステップＳ１３０２に移行して同様の処理を繰り返す。
【０２５０】
一方、ステップＳ１３１０において乾燥増粘（大）ではないと判断された場合には、回復手段２４は、吸引時間Ｔｂ１だけチューブポンプ３２０によるポンプ吸引処理を実行し（ステップＳ１３１３）、ステップＳ１３０２に移行して同様の処理を繰り返す。
ステップＳ１３０８において気泡混入でないと判断された場合には、続いて、ステップＳ１３１４において、吐出異常の原因が乾燥増粘（大）であるか否かが判断される。乾燥増粘（大）であると判断された場合には、待機時間Ｔに基づいてチューブポンプ３２０の吸引時間Ｔｂ２を設定し（ステップＳ１３１１）、Ｔｂ１（この場合には、Ｔｂ１＝０）とＴｂ２のいずれか長い吸引時間を選択して（ステップＳ１３１２）、回復手段２４は、選択された吸引時間だけチューブポンプ３２０によるポンプ吸引処理を実行し（ステップＳ１３１３）、ステップＳ１３０２に移行して同様の処理を繰り返す。
【０２５１】
ステップＳ１３１４において乾燥増粘（大）でないと判断された場合には、吐出異常の原因が乾燥増粘（小）であり、制御部６は、減算結果Ｎｄに基づいてフラッシング処理による吐出回数を設定して（ステップＳ１３１５）、回復手段２４は、その吐出回数だけフラッシング処理を実行し（ステップＳ１３１６）、ステップＳ１３０２に移行して同様の処理を繰り返す。なお、図４９に示すフローチャートの場合と同様に、ステップＳ１３０３の判断ステップにおいてより実効性を増すためには、ステップＳ１３０２に移行する前に図２７に示す吐出異常検出・判定処理を再度実行した方がよい。
【０２５２】
以上のように、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）は、振動板１２１と、振動板１２１を変位させる静電アクチュエータ１２０と、内部に液体（インク）が充填され、振動板１２１の変位により、該内部の圧力が増減されるキャビティ１４１と、キャビティ１４１に連通し、キャビティ１４１内の圧力の増減により液体（インク）を液滴として吐出するノズル１１０とを有する複数の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド１００）と、静電アクチュエータ１２０を駆動する駆動回路１８と、駆動回路１８によって静電アクチュエータ１２０が駆動された後、静電アクチュエータ１２０により変位された振動板１２１の残留振動を検出する残留振動検出手段１６と、基準パルスを発生させるパルス生成手段と、残留振動検出手段１６によって検出された振動板１２１の残留振動に基づいて、パルス生成手段によって発生された基準パルスの数を演算する演算処理手段１７（減算カウンタ４５による減算処理）と、駆動回路１８によって静電アクチュエータ１２０が駆動されてからの経過時間を計測する計時手段２５と、演算処理手段１７の演算結果Ｎｄと、計時手段２５により計測された経過時間Ｔとに基づいて、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド１００）のヘッド異常を判定するヘッド異常判定手段（判定手段２０）とを備えることとした。
【０２５３】
したがって、本発明の液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法によって、従来のドット抜け検出方法（例えば、光学式検出方法など）を備える液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置に比べ、吐出異常を検出するために他の部品（例えば、光学式のドット抜け検出装置など）を必要としないので、液滴吐出ヘッドのサイズを大きくすることなく液滴の吐出異常を検出することができるとともに、吐出異常（ドット抜け）検出を行うことができる液滴吐出装置の製造コストを低く抑えることができる。また、本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出動作後の振動板の残留振動を用いて液滴の吐出異常を検出しているので、印字動作の途中でも液滴の吐出異常を検出することができる。したがって、印字動作中に本発明のヘッド異常検出・判定方法を実行しても、液滴吐出装置のスループットを低下又は悪化させることはない。
【０２５４】
また、本発明の液滴吐出装置によって、光学式検出装置など従来のドット抜け検出を行うことができる装置では判定不可能である液滴の吐出異常の原因を判定することができ、それによって、必要に応じ、その原因に対し適切な回復処理を選択し、実行することができる。そのため、無駄な排インクを低減することができる。
【０２５５】
さらに、本発明の液滴吐出装置では、アクチュエータの駆動又は液滴吐出装置への電源投入からの経過時間と、吐出駆動動作後の振動板の残留振動の周期（減算カウンタのカウント値）とに基づいて、吐出異常の原因を検出、特定しているので、吐出異常の原因の特定（判定）をより精度良く行うことができる。
なお、比較基準値メモリ４７に格納されている比較基準値（カウント閾値）の例としては、例えば、第１のカウント閾値は、周囲温度２０℃における正常吐出動作時の振動板の残留振動の周期の＋３％〜＋７％（好ましくは、およそ＋５％）に対応するカウント値であり、第２のカウント閾値は、周囲温度２０℃における正常吐出動作時の振動板の残留振動の周期の−３％〜−７％（好ましくは、およそ−５％）に対応するカウント値である。また、第３のカウント閾値は、周囲温度２０℃における正常吐出動作時の振動板の残留振動の周期の−８％〜−１２％以上（好ましくは、およそ−１０％以上）に対応するカウント値である。
【０２５６】
また、ポンプ吸引時間の一例としては、タイムアップする時間（待機時間Ｔ）が長い場合の吸引時間（例えば、１〜３秒）は、タイムアップする時間（待機時間Ｔ）が短い場合の吸引時間（例えば、０．３〜０．５秒）の数倍になるのが好ましい。フラッシングの吐出回数の一例としては、減算結果Ｎｄに応じて、５０〜５００ショットで変更可能であるのが好ましい。また、ワイピング回数の一例としては、減算結果Ｎｄが第２のカウント閾値と第３のカウント閾値との間の場合１回以上であり、第３のカウント閾値よりも小さい場合には２回以上であるのが好ましい。
【０２５７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例について説明する。図５１〜図５４は、それぞれ、インクジェットヘッド１００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。
【０２５８】
図５１に示すインクジェットヘッド１００Ａは、圧電素子２００の駆動により振動板２１２が振動し、キャビティ２０８内のインク（液体）がノズル２０３から吐出するものである。ノズル（孔）２０３が形成されたステンレス鋼製のノズルプレート２０２には、ステンレス鋼製の金属プレート２０４が接着フィルム２０５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２０４が接着フィルム２０５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２０６及びキャビティプレート２０７が順次接合されている。
【０２５９】
ノズルプレート２０２、金属プレート２０４、接着フィルム２０５、連通口形成プレート２０６及びキャビティプレート２０７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２０８及びリザーバ２０９が形成される。キャビティ２０８とリザーバ２０９とは、インク供給口２１０を介して連通している。また、リザーバ２０９は、インク取り入れ口２１１に連通している。
【０２６０】
キャビティプレート２０７の上面開口部には、振動板２１２が設置され、この振動板２１２には、下部電極２１３を介して圧電素子（ピエゾ素子）２００が接合されている。また、圧電素子２００の下部電極２１３と反対側には、上部電極２１４が接合されている。ヘッドドライバ２１５は、駆動電圧波形を生成する駆動回路を備え、上部電極２１４と下部電極２１３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２１２が振動する。この振動板２１２の振動によりキャビティ２０８の容積（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２０８内に充填されたインク（液体）がノズル２０３より液滴として吐出する。
液滴の吐出によりキャビティ２０８内で減少した液量は、リザーバ２０９からインクが供給されて補給される。また、リザーバ２０９へは、インク取り入れ口２１１からインクが供給される。
【０２６１】
図５２に示すインクジェットヘッド１００Ｂも前記と同様に、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。
【０２６２】
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５２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の一方の面及び他方の面には、それぞれ、一対の電極２２４が設置されている。すなわち、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５２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。すなわち、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。
【０２６３】
図５３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。
【０２６４】
圧電素子２００の図５３中上面には、複数の電極が接合されている。すなわち、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５３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。すなわち、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。
【０２６５】
図５４に示すインクジェットヘッド１００Ｄも前記と同様に、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。このインクジェットヘッド１００Ｄ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。
【０２６６】
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及びリザーバ２４６が形成される。キャビティ２４５とリザーバ２４６とは、インク供給口２４７を介して連通している。また、リザーバ２４６は、インク供給チューブ３１１を介してインクカートリッジ３１と連通している。
【０２６７】
積層圧電素子２０１の図５４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。すなわち、積層圧電素子２０１の外表面には、外部電極２４８が接合され、積層圧電素子２０１を構成する各圧電素子２００同士の間（又は各圧電素子の内部）には、内部電極２４９が設置されている。この場合、外部電極２４８と内部電極２４９の一部が、交互に、圧電素子２００の厚さ方向に重なるように配置される。
【０２６８】
そして、外部電極２４８と内部電極２４９との間にヘッドドライバ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５４中の矢印で示すように変形して（図５４中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。
【０２６９】
以上のような圧電素子２００を備えるインクジェットヘッド１００Ａ〜１００Ｄにおいても、前述した静電容量方式のインクジェットヘッド１００と同様にして、振動板又は振動板として機能する圧電素子の残留振動に基づき、液滴吐出の異常を検出しあるいはその異常の原因を特定することができる。なお、インクジェットヘッド１００Ｂ及び１００Ｃにおいては、キャビティに面した位置にセンサとしての振動板（残留振動検出用の振動板）を設け、この振動板の残留振動を検出するような構成とすることもできる。
【０２７０】
図５５は、圧電アクチュエータ（圧電素子２００）を用いる場合の駆動回路１８と検出回路１６（ここでは、残留振動検出手段）との切替手段２３の概略を示すブロック図である。このような構成にすることにより、圧電アクチュエータの圧電素子２００の吐出駆動動作後の起電圧を、バッファ５４を介して波形整形回路１５に入力し、波形整形回路１５によって矩形波を整形することができる。したがって、圧電素子２００の起電圧を利用することによって、上記第１実施形態と同様の検出処理を実行することができる。
【０２７１】
なお、圧電アクチュエータ（圧電素子２００）の起電圧の残留振動を検出して、上述のような吐出異常検出・判定処理を実行する場合には、図２８に示すフローチャート（残留振動検出処理）の代わりに図５６に示すフローチャートのような処理が実行される。図５６は、本発明の他の実施形態における残留振動検出処理を示すフローチャートである。
【０２７２】
図２７のステップＳ２０３において、切替手段２３により、圧電アクチュエータ（圧電素子２００）を駆動回路１８から検出回路（吐出異常検出手段１０）に切り替えて接続すると、吐出駆動後の圧電素子２００から起電圧が発生する（ステップＳ１４０１）。波形整形回路１５のコンデンサＣ３は、その起電圧（電圧信号）のＤＣ成分（直流成分）を除去し（ステップＳ１４０２）、増幅器１５１は、そのＤＣ成分を除去された起電圧のＡＣ成分、すなわち、起電圧の残留振動波形の出力を増幅し（ステップＳ１４０３）、コンパレータ１５２は、その残留振動波形から残留振動のパルス波形に波形整形する（ステップＳ１４０４）。
図２７のステップＳ２０５以降の処理は、このような圧電素子２００（圧電アクチュエータ）の起電圧の残留振動を利用する場合も同様に実行される。また、図２６に示す印刷動作中の吐出異常検出・判定処理も同様に実行され得る。
【０２７３】
以上のように、本発明の液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法は、静電アクチュエータ又は圧電アクチュエータの駆動により、液滴吐出ヘッドから液体を液滴として吐出する動作を行った際に、このアクチュエータによって変位させられた振動板の残留振動又は圧電素子の起電圧を検出し、その振動板の残留振動又は圧電素子の起電圧と、前回の吐出駆動又は液滴吐出装置の電源投入からの経過時間とに基づいて、液滴が正常に吐出されたか、あるいは吐出されなかったか（吐出異常）を検出することとした。
【０２７４】
また、本発明は、上記振動板の残留振動（起電圧の電圧パターンを含む）の振動パターン（例えば、残留振動波形の周期、減算カウンタの減算結果、経過時間など）に基づいて、このようにして得られた液滴の吐出異常の原因を判定することとした。
したがって、本発明によって、従来のドット抜け検出方法を備える液滴吐出装置に比べ、他の部品（例えば、光学式のドット抜け検出装置など）を必要としないので、液滴吐出ヘッドのサイズを大きくすることなく液滴の吐出異常を検出することができるとともに、製造コストを低く抑えることができる。また、本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出動作後の振動板の残留振動又は起電圧の残留振動を用いて液滴の吐出異常を検出しているので、印字動作の途中でも液滴の吐出異常を検出することができる。
また、本発明によって、光学式検出装置など従来のドット抜け検出を行うことができる装置では判定不可能である液滴の吐出異常の原因を判定することができ、それによって、必要に応じ、その原因に対し適切な回復処理を選択し、実行することができる。したがって、排インクを低減することができる。
【０２７５】
以上、本発明の液滴吐出装置及びヘッド異常検出・判定方法を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴吐出ヘッドあるいは液滴吐出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、本発明の液滴吐出ヘッドあるいは液滴吐出装置に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【０２７６】
なお、本発明の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド（上述の実施形態では、インクジェットヘッド１００）から吐出する吐出対象液（液滴）としては、特に限定されず、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）とすることができる。すなわち、カラーフィルタのフィルタ材料を含むインク、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 Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）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などである。
また、本発明では、液滴を吐出する対象となる液滴受容物は、記録用紙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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の一種であるインクジェットプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】本発明のインクジェットプリンタの主要部を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドの概略的な断面図である。
【図４】図１に示す１色のインクに対応するヘッドユニットの構成を示す分解斜視図である。
【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】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の駆動信号入力時の各状態を示す状態図である。
【図７】図３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８】図３の振動板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９】図３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１０】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１１】図３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１２】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１３】図３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１４】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１５】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１６】図３に示す吐出異常検出手段の概略的なブロック図である。
【図１７】図３の静電アクチュエータを平行平板コンデンサとした場合の概念図である。
【図１８】図３の静電アクチュエータから構成されるコンデンサを含む発振回路の回路図である。
【図１９】図１６に示す吐出異常検出手段のＦ／Ｖ変換回路の回路図である。
【図２０】本発明の発振回路から出力する発振周波数に基づく各部の出力信号などのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２１】固定時間ｔｒ及びｔ１の設定方法を説明するための図である。
【図２２】図１６の波形整形回路の回路構成を示す回路図である。
【図２３】駆動回路と検出回路との切替手段の概略を示すブロック図である。
【図２４】本発明の演算処理手段の一例を示すブロック図である。
【図２５】図２４に示す減算カウンタの減算処理のタイミングチャートである。
【図２６】本発明のヘッド異常検出・判定処理のフローチャートである。
【図２７】本発明の一実施形態における吐出異常検出処理を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の残留振動検出処理を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図３０】本発明の演算処理の別の一例を示すフローチャートである。
【図３１】インク粘度と周囲温度との関係を示すグラフである。
【図３２】本発明の吐出異常（ヘッド異常）判定処理を示すフローチャート（一部）である。
【図３３】本発明の吐出異常（ヘッド異常）判定処理を示すフローチャート（一部）である。
【図３４】本発明の吐出異常（ヘッド異常）判定処理を示すフローチャート（一部）である。
【図３５】経過時間（待機時間）とインク粘度との関係及び残留振動の振動周波数とインク粘度との関係を示すグラフである。
【図３６】複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段が１つの場合）である。
【図３７】複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段の数がインクジェットヘッドの数と同じ場合）である。
【図３８】複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段の数がインクジェットヘッドの数と同じであり、印字データがあるときに吐出異常検出を行う場合）である。
【図３９】複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（吐出異常検出手段の数がインクジェットヘッドの数と同じであり、各インクジェットヘッドを巡回して吐出異常検出を行う場合）である。
【図４０】図３６に示すインクジェットプリンタのフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図４１】図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタのフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図４２】図３９に示すインクジェットプリンタのフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図４３】図３７及び図３８に示すインクジェットプリンタの印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図４４】図３９に示すインクジェットプリンタの印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図４５】図１に示すインクジェットプリンタの上部から見た概略的な構造（一部省略）を示す図である。
【図４６】図４５に示すワイパとヘッドユニットとの位置関係を示す図である。
【図４７】ポンプ吸引処理時における、インクジェットヘッドと、キャップ及びポンプとの関係を示す図である。
【図４８】図４７に示すチューブポンプの構成を示す概略図である。
【図４９】本発明のインクジェットプリンタ（液滴吐出装置）における吐出異常回復処理を示すフローチャートである。
【図５０】本発明のインクジェットプリンタ（液滴吐出装置）における吐出異常回復処理（カウント値と経過時間を考慮）を示すフローチャートである。
【図５１】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５２】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５３】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５４】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５５】圧電アクチュエータを用いる場合の駆動回路と検出回路との切替手段の概略を示すブロック図である。
【図５６】本発明の他の実施形態における残留振動検出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……インクジェットプリンタ ２……装置本体 ２１……トレイ ２２……排紙口 ３……印字手段 ３１……インクカートリッジ ３１１……インク供給チューブ ３２……キャリッジ ３３……ヘッドドライバ ３５……ヘッドユニット ４……印刷装置 ４１……キャリッジモータ ４２……往復動機構 ４２１……タイミングベルト ４２２……キャリッジガイド軸 ４３……キャリッジモータドライバ ５……給紙装置 ５１……給紙モータ ５２……給紙ローラ ５２ａ……従動ローラ ５２ｂ……駆動ローラ ５３……給紙モータドライバ ６……制御部 ６１……ＣＰＵ ６２……ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段） ６３……ＲＡＭ ６４……ＰＲＯＭ ７……操作パネル ８……ホストコンピュータ ９……ＩＦ １０……吐出異常検出手段 １１……発振回路 １１１……シュミットトリガインバータ １１２……抵抗素子 １２……Ｆ／Ｖ変換回路 １３……定電流源 １４……バッファ １５……波形整形回路 １５１……増幅器（オペアンプ） １５２……比較器（コンパレータ） １６……残留振動検出手段 １７……演算処理手段 １８……駆動回路 １８１……駆動波形生成手段 １８２……吐出選択手段 １８２ａ……シフトレジスタ １８２ｂ……ラッチ回路 １８２ｃ……ドライバ １９……切替制御手段 １９ａ……切替選択手段（セレクタ） ２０……判定手段（吐出異常判定手段） ２３……切替手段 ２４……回復手段 ２５……計時手段 ３４……連結部 ３６……タイミング生成手段 ３７……温度センサ ４５……減算カウンタ ４６……正常カウント値メモリ ４７……比較基準値メモリ ４８……保持手段 ５４……バッファ １００、１００Ａ〜１００Ｄ……インクジェットヘッド １１０……ノズル １２０……静電アクチュエータ １２１……振動板（底壁） １２２……セグメント電極 １２３……絶縁層 １２４……共通電極 １２４ａ……入力端子 １３０……ダンパ室 １３１……インク取入れ口 １３２……ダンパ １４０……シリコン基板 １４１……キャビティ １４２……インク供給口 １４３……リザーバ １４４……側壁 １５０……ノズルプレート １６０……ガラス基板 １６１……凹部１６２……対向壁 １７０……基体 ２００……圧電素子 ２０１……積層圧電素子 ２０２、２２２、２３０、２４０……ノズルプレート ２０３、２２３、２３１、２４１……ノズル ２０４……金属プレート ２０５……接着フィルム ２０６……連通口形成プレート ２０７、２４２……キャビティプレート ２０８、２２１、２３３、２４５……キャビティ ２０９、２４６……リザーバ２１０、２４７……インク供給口 ２１１……インク取り入れ口 ２１２、２４３……振動板 ２１３……下部電極 ２１４……上部電極 ２１５……ヘッドドライバ ２２０……基板 ２２４……電極 ２３２……スペーサ ２３４……第１電極 ２３５……第２電極 ２４８……外部電極 ２４９……内部電極 ３００……ワイパ ３０１……ワイピング部材 ３１０……キャップ ３２０……チューブポンプ（回転式ポンプ） ３２１……（可撓性）チューブ ３２２……回転体 ３２２ａ……軸 ３２３……ローラ ３３０……インク吸収体 ３４０……排インクカートリッジ ３５０……ガイド部材 ３５１……ガイド Ｐ……記録用紙 Ｓ１０１〜Ｓ１１１、Ｓ２０１〜Ｓ２０９、Ｓ３０１〜Ｓ３０５、Ｓ４０１〜Ｓ４０８、Ｓ５０１〜Ｓ５０９、Ｓ６０１〜Ｓ６３４、Ｓ７０１〜Ｓ７０７、Ｓ８０１〜Ｓ８０５、Ｓ９０１〜Ｓ９０８、Ｓ１００１〜Ｓ１００６、Ｓ１１０１〜Ｓ１１１０、Ｓ１２０１〜Ｓ１２０９、Ｓ１３０１〜Ｓ１３１６、Ｓ１４０１〜Ｓ１４０４……ステップ

Claims (52)

  1. 振動板と、前記振動板を変位させるアクチュエータと、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、該内部の圧力が増減されるキャビティと、前記キャビティに連通し、前記キャビティ内の圧力の増減により前記液体を液滴として吐出するノズルとを有する複数の液滴吐出ヘッドと、
    前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
    前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータにより変位された前記振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段と、
    基準パルスを発生させるパルス生成手段と、
    前記残留振動検出手段によって検出された前記振動板の残留振動に基づいて、前記パルス生成手段によって発生された基準パルスの数を演算する演算処理手段と、
    前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測する計時手段と、
    前記演算処理手段の演算結果と、前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定するヘッド異常判定手段と、
    を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
  2. 液体が充填されるキャビティと、前記キャビティに連通するノズルと、前記キャビティ内に充填された液体の圧力を変動し、この圧力変動により液体を液滴として前記ノズルから吐出させるアクチュエータとを有する複数の液滴吐出ヘッドと、
    前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
    前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータから発生する起電圧の残留振動を検出する残留振動検出手段と、
    基準パルスを発生させるパルス生成手段と、
    前記残留振動検出手段によって検出された前記残留振動に基づいて、前記パルス生成手段によって発生された基準パルスの数を演算する演算処理手段と、
    前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測する計時手段と、
    前記演算処理手段の演算結果と、前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定するヘッド異常判定手段と、
    を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
  3. 前記演算処理手段は、前記残留振動に基づいて所定のタイミングを生成するタイミング生成手段と、前記パルス生成手段によって所定の期間内に発生された基準パルスの数をカウントするカウンタと、前記タイミング生成手段によって生成されたタイミングで前記カウンタのカウント値を保持する保持手段とを含む請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
  4. 前記カウンタは、前記所定の期間内に発生された基準パルスの数を所定の基準値から減算カウントする請求項３に記載の液滴吐出装置。
  5. 前記所定の基準値を格納するメモリを更に備える請求項４に記載の液滴吐出装置。
  6. 前記複数の液滴吐出ヘッドの周囲温度を計測する温度センサを更に備える請求項４又は５に記載の液滴吐出装置。
  7. 前記所定の基準値は、前記温度センサによって計測された周囲温度に基づいて補正される請求項６に記載の液滴吐出装置。
  8. 前記所定の期間は、前記アクチュエータの駆動後、前記残留振動が発生するまでの期間である請求項３乃至７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  9. 前記所定の期間は、前記残留振動の最初の半周期の期間である請求項３乃至７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  10. 前記所定の期間は、前記残留振動の最初の１周期の期間である請求項３乃至７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  11. 前記ヘッド異常判定手段は、前記演算処理手段の演算結果と前記経過時間とに基づいて、前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常の有無とともに、その原因を判定する請求項１乃至１０のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  12. 前記ヘッド異常判定手段は、前記保持手段に保持されたカウント値と前記経過時間とに基づいて、前記ヘッド異常の原因を判定する請求項３乃至１０のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  13. 前記ヘッド異常判定手段は、前記保持されたカウント値が第１のカウント閾値よりも大きい場合には、前記ヘッド異常の原因を前記キャビティ内への気泡混入と判定する請求項１２に記載の液滴吐出装置。
  14. 前記ヘッド異常判定手段は、前記保持されたカウント値が第１のカウント閾値よりも小さい場合には、前記経過時間に応じて前記ヘッド異常の原因を判定する請求項１２に記載の液滴吐出装置。
  15. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第１の時間閾値より小さいとき、前記保持されたカウント値が第３のカウント閾値よりも小さい場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着大と判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  16. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第１の時間閾値より小さいとき、前記保持されたカウント値が第２のカウント閾値と第３のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着小と判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  17. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第１の時間閾値より小さいとき、前記保持されたカウント値が前記第１のカウント閾値と第２のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常が発生していないと判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  18. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第１の時間閾値と第２の時間閾値との間にあるとき、前記保持されたカウント値が第３のカウント閾値よりも小さい場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着大と判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  19. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第１の時間閾値と第２の時間閾値との間にあるとき、前記保持されたカウント値が第２のカウント閾値と第３のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常の原因を乾燥増粘小と判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  20. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第１の時間閾値と第２の時間閾値との間にあるとき、前記保持されたカウント値が前記第１のカウント閾値と第２のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常が発生していないと判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  21. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第２の時間閾値より大きいとき、前記保持されたカウント値が第３のカウント閾値よりも小さい場合には、前記ヘッド異常の原因を乾燥増粘大と判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  22. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第２の時間閾値より大きいとき、前記保持されたカウント値が第２のカウント閾値と第３のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常の原因を紙粉付着小と判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  23. 前記ヘッド異常判定手段は、前記経過時間が第２の時間閾値より大きいとき、前記保持されたカウント値が前記第１のカウント閾値と第２のカウント閾値との間にある場合には、前記ヘッド異常が発生していないと判定する請求項１４に記載の液滴吐出装置。
  24. 前記ヘッド異常判定手段によって判定されたヘッド異常の原因を解消する回復処理を実行する回復手段を更に備える請求項１１乃至２３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  25. 前記回復手段は、前記複数の液滴吐出ヘッドのノズルが配列されるノズル面をワイパによりワイピング処理するワイピング手段と、前記アクチュエータを駆動して所定のノズルから前記液滴を予備的に吐出するフラッシング処理を実行するフラッシング手段と、前記複数の液滴吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップに接続するポンプによりポンプ吸引処理をするポンピング手段とを含む請求項２４に記載の液滴吐出装置。
  26. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘小と判定された場合には、前記フラッシング処理又は前記ポンピング処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  27. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘大と判定された場合には、前記ポンピング処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  28. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘と判定された場合には、乾燥増粘の大小に応じて前記フラッシング処理の吐出回数又は前記ポンピング処理の前記ポンプの吸引時間を変更して該ポンプ吸引処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  29. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が紙粉付着と判定された場合には、前記ワイピング処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  30. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が紙粉付着と判定された場合には、この紙粉付着の大小に応じて、前記ワイピング処理のワイピング回数を変更して該ワイピング処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  31. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が乾燥増粘小と判定された場合において前記フラッシング処理を実行するとき、前記経過時間に応じて、前記フラッシング処理の吐出回数を変更して該フラッシング処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  32. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が気泡混入と判定された場合には、前記ポンピング処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  33. 前記回復手段は、前記ヘッド異常の原因が気泡混入と判定された場合には、前記演算処理結果に応じて、前記ポンプの吸引時間を変更して前記ポンピング処理を実行する請求項２５に記載の液滴吐出装置。
  34. 前記回復手段は、前記ヘッド異常判定手段によって判定されたヘッド異常の原因が解消するまで前記回復処理を実行する請求項２４乃至３３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  35. 前記回復手段によって回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合には、その旨を報知する報知手段を更に備える請求項２４乃至３４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  36. 前記複数の液滴吐出ヘッドのキャビティに供給する前記液体を貯蔵する液体貯蔵手段を更に備え、
    前記報知手段は、前記回復手段によって回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合には、前記液体貯蔵手段を交換するよう報知する請求項３５に記載の液滴吐出装置。
  37. 前記回復手段によって回復処理を実行してもヘッド異常の原因が解消しない場合において印刷処理を実行しているときには、その印刷処理を停止するよう構成される請求項２４乃至３６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  38. 前記ヘッド異常判定手段によって判定された判定結果を、対象となる液滴吐出ヘッドと関連付けて記憶する記憶手段を更に備える請求項１乃至３７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  39. 前記アクチュエータの駆動による前記液滴の吐出動作後、前記アクチュエータを前記駆動回路から前記残留振動検出手段に切り替える切替手段を更に備える請求項１乃至３８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  40. 前記液滴吐出装置は、前記残留振動検出手段、前記演算処理手段、前記ヘッド異常判定手段及び前記切替手段をそれぞれ複数備え、
    前記アクチュエータの駆動動作を行った前記液滴吐出ヘッドに対応する前記切替手段が前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から対応する前記残留振動検出手段に切り替え、該切り替えられた前記残留振動検出手段に対応する前記ヘッド異常判定手段は、対応する前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定する請求項３９に記載の液滴吐出装置。
  41. 前記複数の液滴吐出ヘッドにそれぞれ対応する複数の切替手段と、
    前記残留振動検出手段が前記複数の液滴吐出ヘッドのいずれのノズルに対して前記残留振動を検出するかを決定する検出決定手段とを更に備え、
    前記検出決定手段によって決定された前記液滴吐出ヘッドのノズルに対応する前記アクチュエータの駆動動作後、対応する前記切替手段は、前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から前記残留振動検出手段に切り替える請求項１乃至３８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  42. 前記残留振動検出手段は、発振回路を備え、前記振動板の残留振動によって変化する前記アクチュエータの静電容量成分、あるいは、前記アクチュエータの起電圧成分に基づいて、該発振回路が発振する請求項１乃至４１のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  43. 前記発振回路は、前記アクチュエータの静電容量成分と、前記アクチュエータに接続される抵抗素子の抵抗成分とによるＣＲ発振回路を構成する請求項４２に記載の液滴吐出装置。
  44. 前記吐出異常検出手段は、前記発振回路の出力信号における発振周波数の変化に基づいて生成される所定の信号群により、前記振動板の残留振動の電圧波形を生成するＦ／Ｖ変換回路を含む請求項４２又は４３に記載の液滴吐出装置。
  45. 前記吐出異常検出手段は、前記Ｆ／Ｖ変換回路によって生成された前記振動板の残留振動の電圧波形を所定の波形に整形する波形整形回路を含む請求項４４に記載の液滴吐出装置。
  46. 前記波形整形回路は、前記Ｆ／Ｖ変換回路によって生成された前記振動板の残留振動の電圧波形から直流成分を除去するＤＣ成分除去手段と、このＤＣ成分除去手段によって直流成分を除去された電圧波形と所定の電圧値とを比較する比較器とを含み、該比較器は、該電圧比較に基づいて、矩形波を生成して出力する請求項４５に記載の液滴吐出装置。
  47. 前記アクチュエータは、静電式アクチュエータである請求項１乃至４６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  48. 前記アクチュエータは、圧電素子のピエゾ効果を利用した圧電アクチュエータである請求項１乃至４６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  49. 前記液滴吐出装置は、インクジェットプリンタを含む請求項１乃至４８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  50. 駆動回路によってアクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータにより変位された振動板の残留振動を検出するとともに、基準パルスを発生させ、前記振動板の残留振動に基づいて、発生した基準パルスの数を演算し、前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測し、この演算結果と経過時間とに基づいて、液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定することを特徴とするヘッド異常検出・判定方法。
  51. 駆動回路によってアクチュエータが駆動された後、前記アクチュエータから発生する起電圧の残留振動を検出するとともに、基準パルスを発生させ、前記起電圧の残留振動に基づいて、発生した基準パルスの数を演算し、前記駆動回路によって前記アクチュエータが駆動されてからの経過時間を計測し、この演算結果と経過時間とに基づいて、液滴吐出ヘッドのヘッド異常を判定することを特徴とするヘッド異常検出・判定方法。
  52. 前記判定されたヘッド異常の原因に基づいて、それを解消させる回復処理を実行する請求項５０又は５１に記載のヘッド異常検出・判定方法。
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