JP2005305992A - 液滴吐出装置およびその吐出異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光センサなどの特別なセンサを必要としない上に、比較的簡易な構成で、インク滴の吐出異常の検出精度の信頼性の向上を図ることができる液滴吐出装置の提供。
【解決手段】この発明は、印字を行うときには、大電流容量のトランジスタ４４をオンにし、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに駆動回路４１からの駆動信号を印加し、その対応するノズル２４によりインク滴の吐出を行う。一方、ノズルの吐出異常の検出時には、ノズルに対応する圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのうちの１つを選択し、トランジスタ４４をオフにしたのちスイッチ４５をオンし、この状態でその選択した圧電式アクチュエータに駆動回路４１から駆動電圧を印加する。その駆動電圧の印加が終了すると、スイッチ４５をオフにし、これにより、残留振動検出回路４３が、振動板の残留振動による圧電式アクチュエータの起電圧を検出する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、インクジェットプリンタなどの液滴吐出装置、およびその吐出異常検出方法に関するものである。

液滴吐出装置の１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う。インクジェットプリンタのインクジェットヘッド（印刷ヘッド）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、塵や紙粉の付着などの原因によって、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、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。

従来、このような不具合を解消するために、インク滴の吐出の有無を検査する装置として、インクを吐出するノズルを挟んで設けられた発光素子と受光素子により、その間をインク滴が通過することによる光の強弱の変化を検出し、各ノズルの動作を確認するものが知られている（例えば、特許文献１など参照）。
特開２００２−１９２７４０号公報

しかし、各ノズルのインク滴の吐出の有無を光学的に検出する従来装置では、以下のような不具合がある。
すなわち、光センサを設置するスペースが必要になる上に、微小なインク滴を高感度で検出するために、インク滴が受光領域を通過する検出位置や検出タイミングの精度を高くしなければならない。

そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、光センサなどの特別なセンサを必要としない上に、比較的簡易な構成により、インク滴の吐出異常の検出精度の信頼性の向上を図ることができる液滴吐出装置、およびその吐出異常検出方法を提供することにある。

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成するようにした
すなわち、第１の発明は、振動板と、前記振動板を変位させる圧電式アクチュエータと、内部に液体が充填され前記振動板の変位により前記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内部の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルとを有する液滴吐出ヘッドを複数個備えたヘッドユニットと、前記複数の液滴吐出ヘッドの各圧電式アクチュエータを駆動する駆動信号を出力する駆動手段と、前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するノズル選択手段と、前記各圧電式アクチュエータと接続された前記各振動板の残留振動をそれぞれ検出する残留振動検出手段と、前記各圧電式アクチュエータのグランド側の電極とグランドとの接続が可能な大電流容量の第１スイッチ手段と、前記各圧電式アクチュエータのグランド側の電極とグランドとの接続が可能な小電流容量の第２スイッチ手段と、を備えている。

第２の発明は、第１の発明において、前記ノズルの吐出異常の検出時に、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段の所定の各開閉制御をそれぞれ行うスイッチ制御手段を、さらに備えている。
第３の発明は、第２の発明において、前記スイッチ制御手段は、前記ノズルの吐出異常の検出時に、前記第１スイッチ手段を開いた状態に維持させた状態で前記第２スイッチ手段を閉じて、前記ノズル選択手段で選択されたノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段から駆動信号が印加された後に前記第２スイッチ手段を開くように制御するようになっている。

第４の発明は、第１乃至第３の発明のうちのいずれかにおいて、前記残留振動検出手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、前記第２スイッチ手段が開いた状態になって、検出対象のノズルに係る圧電式アクチュエータのグランド側の電極がグランド側から切り離されたときに、グランドと前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極との間に発生する交流電圧を検出するようになっている。
第５の発明は、第１乃至第４の発明のうちのいずれかにおいて、前記ノズル選択手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、ノズル選択用データに基づいて前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを１つずつ選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するようになっている。

第６の発明は、第１乃至第５の発明のうちのいずれかにおいて、前記第２のスイッチ手段のスイッチング速度は、前記第１のスイッチ手段のスイッチング速度より速くなるように設定されている。
第７の発明は、振動板と、前記振動板を変位させる圧電式アクチュエータと、内部に液体が充填され前記振動板の変位により前記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内部の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルとを有する液滴吐出ヘッドを複数個備えたヘッドユニットと、前記複数の液滴吐出ヘッドの各圧電式アクチュエータを駆動する駆動信号を出力する駆動手段と、前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するノズル選択手段と、前記各圧電式アクチュエータと接続された前記各振動板の残留振動をそれぞれ検出する残留振動検出手段と、前記各圧電式アクチュエータのグランド側の電極とグランドとの接続が可能なスイッチ手段と、を備えている。

第８の発明は、第７の発明において、前記スイッチ手段の所定の開閉制御を行うスイッチ制御手段を、さらに備えている。
第９の発明は、第８の発明において前記スイッチ制御手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、前記スイッチ手段を閉じて、前記ノズル選択手段で選択されたノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段から駆動信号が印加された後に前記スイッチ手段を開くように制御するようになっている。

第１０の発明は、第７乃至第９の発明のうちのいずれかにおいて、前記残留振動検出手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、前記スイッチ手段が開いた状態になって、検出対象のノズルに係る圧電式アクチュエータのグランド側の電極がグランド側から切り離されたときに、グランドと前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極との間に発生する交流電圧を検出するようになっている。

第１１の発明は、第７乃至第１０の発明のうちのいずれかにおいて、前記ノズル選択手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、ノズル選択用データに基づいて前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを１つずつ選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するようになっている。
第１２の発明は、第７乃至第１１の発明のうちのいずれかにおいて、前記スイッチ手段は、前記複数の圧電式アクチュエータが同時に駆動された場合に駆動できる電流容量を有するスイッチング素子からなる。

第１３の発明は、振動板と、前記振動板を変位させる圧電式アクチュエータと、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キャビティ内の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルとを有する液滴吐出ヘッドを複数個備えたヘッドユニットを有する液滴吐出装置の吐出異常検出方法であって、検査対象のノズルに係る圧電式アクチュエータを選択する選択ステップと、選択した圧電式アクチュエータの一端を駆動信号源に接続させるとともに、他端をグランドに接続させることにより、圧電式アクチュエータに駆動信号を印加させて駆動させ、前記ノズルから液滴を吐出させる吐出ステップと、液滴の吐出後に、前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極をグランド側から切り離し、グランドと前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極との間に発生する交流電圧を前記振動板の残留振動として検出する検出ステップと、を含むものである。

第１４の発明は、第１３の発明において、前記検出ステップで検出した残留振動に基づき、検出対象のノズルの吐出異常の有無を判定する判定ステップを、さらに含んでいる。
第１５の発明は、第１３または第１４の発明において、前記選択、吐出、検出の各ステップ、または前記選択、吐出、検出、判定の各ステップを、前記複数の各液滴吐出ヘッドが有する各ノズルに対応する各圧電式アクチュエータに対して行うようにした。

このような構成からなる本発明によれば、光センサなどの特別なセンサを必要としない上に、比較的簡易な構成により、インク滴の吐出異常の検出精度の信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、印刷時などには、第１スイッチ手段としてパワートランジスタが使用でき、ノズルの吐出異常の検出時には、第２スイッチ手段として高速にオンオフできるアナログスイッチを使用できる。このため、圧電式アクチュエータに駆動信号を供給後に発生する振動板の残留振動を正確に検出できる。

以下、図面を参照して本発明の液滴吐出装置、およびその吐出異常検出方法の実施形態について説明する。
（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の概略構成を示す平面図である。

このインクジェットプリンタ１は、図１に示すように、ヘッドユニット２およびインクカートリッジ３を搭載したキャリッジ４を備え、このキャリッジ４は１組のキャリッジ軸５に案内されて主走査方向に移動できるようになっている。また、キャリッジ４の一部は歯付きベルト９に固定され、かつ歯付きベルト９は、モータ６の回転軸に固定された駆動プーリ７と従動プーリ８との間に掛け渡されている。

さらに、キャリッジ４にはエンコーダ１０が取り付けられ、キャリッジ４の移動方向に沿ってリニアスケール１１が設けられている。これにより、エンコーダ１０によりキャリッジ４上のヘッドユニット２の位置を検出するようになっている。
なお、図１において、１２はヘッドユニット２とシステムコントローラなどと電気的な接続を行うケーブルである。１３は、後述のインクジェットヘッドの表面をクリーニングするワイパである。１４は、そのインクジェットヘッドのノズル基板（図３参照）のキャッピングを行うキャップである。

このような構成からなるインクジェットプリンタ１では、エンコーダ１０の検出信号がモータ制御回路（図示せず）に入力されると、そのモータ制御回路によりモータ６の回転動作が次のように制御される。すなわち、加速、一定速度、減速、反転、加速、一定速度、減速、反転・・・というように制御される。
このようなモータ６の動作に伴って、キャリッジ４が主走査方向に往復移動を繰り返し、一定速度の区間が印刷領域に相当するので、その一定速度の際にキャリッジ４に搭載されるヘッドユニット２のノズルから記録紙ａ上にインク滴が吐出される。この結果、記録紙ａには、そのインク滴により所定の文字や画像が記録される。

次に、図１に示すヘッドユニット２の具体的な構成について、図２および図３を参照して説明する。
このヘッドユニット２は、図２に示すようなインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）２０を複数個備え、各インクジェットヘッド２０は圧電式アクチュエータを用いたものである。

インクジェットヘッド２０は、図２に示すように、振動板２１と、この振動板２１を変位させる圧電式アクチュエータ２２と、内部に液体であるインクが充填され振動板２１の変位により内部の圧力が増減されるキャビティ（圧力室）２３と、このキャビティ２３に連通しキャビティ２３内の圧力の増減によりインクを液滴として吐出するノズル２４とを少なくとも備えている。

さらに詳述すると、インクジェットヘッド２０は、ノズル２４が形成されたノズル基板２５と、キャビティ基板２６と、振動板２１と、複数の圧電素子２７を積層した積層型の圧電式アクチュエータ２２とを備えている。
キャビティ基板２６は、図示のように所定形状に形成され、これにより、キャビティ２３と、これに連通するリザーバ２８とが形成されている。また、リザーバ２８は、インク供給チューブ２９を介してインクカートリッジ３に接続されている。

圧電式アクチュエータ２２は、対向して配置される櫛歯状の電極３１、３２と、その電極３１、３２の各櫛歯と交互に配置される圧電素子２７とからなる。また、圧電式アクチュエータ２２は、その一端側が図２に示すように中間層３０を介して振動板２１と接合されている。
このような構成からなる圧電式アクチュエータ２２では、第１電極３１と第２電極３２との間に印加される駆動信号源からの駆動信号により、図２に示すように上下方向に伸び縮みするモードを利用している。この圧電式アクチュエータ２２は、圧電素子２７が積層されているために、大きな駆動力が得られるのが特徴である。

従って、圧電式アクチュエータ２２では、図２に示すような駆動信号が印加されると、振動板２１に変位が生じてキャビティ内２３内の圧力が変化して、ノズル２４からインク滴が吐出されるようになっている。
なお、図２に示すノズル基板２６に形成されるインクジェットヘッド２０ごとのノズル２４は、例えば図３に示すように配列されている。この図３の例では、４色のインク（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に適用した場合のノズル２４の配列パターンを示している。

このようなインクジェットヘッド２０を備えたインクジェットプリンタ１では、インク切れ、気泡の発生、目詰まり（乾燥）、紙粉付着などの原因によって、ノズル２４からインク滴が吐出すべきときに吐出しないというインク滴の吐出異常（不吐出）、いわゆるドット抜け現象を生じることがある。
ここで、紙粉とは、木材パルプを原料とする記録紙が紙送りローラなどと摩擦接触した際に発生しやすく、記録紙の一部からなり繊維状またはその集合体のものを意味する。

次に、本発明のインク滴の吐出異常の検出原理について、図２、図４、および図５を参照して説明する。
図２に示す圧電式アクチュエータ２２に後述の駆動回路から駆動信号が供給されると、振動板２１が撓み、キャビティ２３内の容積が拡大し収縮する。このとき、キャビティ２３内に発生する圧力により、キャビティ２３内を満たすインクの一部が、キャビティ２３に連通しているノズル２４からインク滴として吐出される。

この一連の振動板２１の動作により、ノズル２４、インク供給口、またはインクの粘度などによる音響抵抗ｒと、インクの流路内のインク重量によるイナータンスｍと、振動板２１のコンプライアンスｃによって決定される固有振動周波数で振動板２１が自由振動を起こす。以下、この振動板２１による自由振動を残留振動という。
図４に、振動板２１の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す。この計算モデルに音圧Ｐを与えたときのステップ応答を体積速度ｕについて計算すると、次式を得ることができる。

ここで、図２に示すインクジェットヘッド２０が正常にインクを吐出し、音響抵抗ｒ、イナータンスｍ、およびコンプライアンスｃに変化がなければ、振動板２１の残留振動は常に一定の波形となる。
しかし、インクの吐出が不良でドット抜けが発生する場合には、振動板２１の残留振動の波形は正常時とは異なるものとなる。図５に、残留振動の検出波形の実験結果の一例を示す。この実験結果と、単振動の計算モデルから以下のことがわかった。

（１）気泡がインクの流路や、ノズルの先端に詰まった場合には、気泡が混入した分のインク重量が減ってイナータンスｍが減少し、気泡によりノズル径が大きくなった状態と等価となり音響抵抗ｒが減少し、周波数が高くなるという特徴的な残留振動波形として検出できる（図５の「気泡混入」参照）。
（２）ノズル部のインクが乾燥して吐出しなくなった場合には、その乾燥によりノズル付近のインクの粘性が増加し、音響抵抗ｒが増大し、過減衰になるという特徴的な残留振動波形として検出できる（図５の「乾燥」参照）。
（３）紙粉やゴミがノズル面に付着した場合には、紙粉によりノズルからインクが染み出すことによって、振動板から見たインク重量が増加してイナータンスｍが増加する。また、ノズルに付着した紙粉の繊維によって音響抵抗ｒが増大し、正常吐出の周期と比べて周期が大きくなる（周波数が低くなる）という特徴的な残留振動波形として検出することができる（図５の「紙粉」参照）。

以上から、振動板２１の残留振動の差異によってインクジェットヘッド２０のインク滴の吐出異常を検出するとともに、その目詰まりの原因を特定することができる。
本発明は、このような振動板２１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２０のインク滴の吐出異常（ノズルの吐出異常）を検出するようにしたものであり、その残留振動の検出原理について、図６および図７を参照して説明する。

図６は、圧電式アクチュエータ２２に後述する駆動回路からの駆動信号を印加直後の駆動電圧と、このときの圧電式アクチュエータ２２の等価回路を示す。駆動信号は、図１１（Ａ）に示すように中間電圧Ｖｃを基準にして出力されるため、駆動信号の印加直後には中間電位Ｖｃを出力している。このとき、圧電素子である圧電式アクチュエータ２２のコンデンサ成分に充電される電圧Ｖｐは、ほぼ中間電位Ｖｃに充電されている。

一方、駆動信号の印加後に発生する振動板２１の残留振動に係る圧電式アクチュエータ２２の起電圧Ｖｅは、その充電電圧Ｖｐである直流電圧を基準に交流的な変化をする。しかし、このままの状態では、後述する駆動回路により、圧電式アクチュエータ２２の端子Ａの電圧が中間電位Ｖｃになるように制御され、起電力Ｖｅの電圧変動成分が比較的短時間にその中間電位Ｖｃに減衰（収束）していく。このため、振動板２１の残留振動に係る起電力Ｖｅを、効果的に検出できない。

そこで、駆動信号の印加後に、圧電式アクチュエータ２２のグランド側の端子をグランドから切り離すと、この場合の等価回路は図７に示すようになる。図７によれば、各部の電圧関係は図示のようになり、電圧Ｖｏｕｔは（４）式のようになる。
Ｖｏｕｔ＝Ｖｃ＋Ｖｐ＋Ｖｅ＝Ｖｃ−Ｖｃ＋Ｖｅ＝Ｖｅ・・・（４）
（４）式によれば、駆動信号の中間電位Ｖｃは、圧電式アクチュエータ２２の充電電圧Ｖｐによってキャンセルされる。従って、図７に示すように圧電式アクチュエータ２２のグランド側の端子と、グランドとの間の電圧変化を検出することで、振動板２１の残留振動によって生ずる圧電式アクチュエータ２２の起電圧Ｖｅを検出できる。

すなわち、ノズル２４からのインク滴の吐出動作後に、圧電式アクチュエータ２２のグランド側の端子をグラントから浮かせることで、図７に示すような状態を実現できる。このため、中間電位Ｖｃに影響を受けることなく、振動板２１の残留振動に応じて発生する圧電式アクチュエータ２２の起電圧Ｖｅを検出できる。従って、後述のように、圧電式アクチュエータ２２のグランド側の端子とグラントとの接続をオンオフするスイッチング素子の耐圧を低くすることができる。

次に、このような残留振動の検出原理に基づき、各インクジェットヘッド２０の各ノズルの吐出異常（ノズルのドット抜け）の検出が必要なときに、その残留振動の検出を行うようにした本発明の第１実施形態について、図２および図８〜図１０を参照して説明する。
この第１実施形態は、図８に示すように、複数の圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅと、駆動手段である駆動回路４１と、ノズル選択手段であるノズル選択部４２と、残留振動検出手段である残留振動検出回路４３と、第１スイッチ手段であるトランジスタ４４と、第２スイッチ手段であるスイッチ４５と、スイッチ制御手段である制御回路４６と、を少なくとも備えている。

複数の圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅは、図１に示すヘッドユニット２に設けられた各インクジェットヘッド２０（図２参照）の各ノズル２４ごとに設けられた圧電式アクチュエータ２２に対応するものである。
駆動回路４１は、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅを駆動する駆動信号（駆動電圧）を出力する回路であり、後述するような駆動信号（図１１（Ａ）参照）を出力するようになっている。

ここで、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅは 例えばピエゾ素子で構成され、その双方の電極間に印加される電圧により変位するものであり、駆動回路４１から図１１（Ａ）に示すような駆動信号が印加される。このため、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅは、動作中には、常時、中間電位Ｖｃ付近に充電されており、駆動回路４１から駆動信号が印加（出力）されるたびに充放電する。従って、その充放電の際に、対応するキャビティ２３内のインクに圧力を加えることにより、ノズル２４からインク滴を吐出する。

ノズル選択部４２は、複数のインクジェットヘッド２０のノズル２４を選択し、その選択したノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに駆動回路４１からの駆動信号をそれぞれ供給するようになっている。このため、ノズル選択部４２は、図８に示すように、シフトレジスタ４２１と、ラッチ回路４２２と、ドライバ４２３とを備えている。

シフトレジスタ４２１は、インクジェットプリンタ全体の動作を制御するシステムコントローラ（図示せず）から出力される印字データを順次入力して格納するものである。すなわち、その印字データは、クロック信号ＣＬＫに同期してシフトレジスタ４２１の初段のフリップフロップから後段側のフリップフロップに順次シフト（転送）されるようになっている。

ラッチ回路４２２は、ヘッドユニット２のノズル２４の個数分、この例ではノズル２４の５個分の印字データがシフトレジスタ４２１に格納されると、ラッチ信号によってシフトレジスタ４２１の各フリップフロップの格納内容を一時的にラッチ（記憶）するようになっている。従って、このときには、印字データは直列−並列変換される。
ここで、ラッチ回路４２２にクリア信号ＣＬＥＡＲが入力された場合には、ラッチ状態が解除されてその内容が「０」になり、印字動作は停止される。一方、ラッチ回路４２２にクリア信号ＣＬＥＡＲが入力されていない場合には、そのラッチされたシフトレジスタ４２１の印字データがドライバ４２３に出力される。

なお、シフトレジスタ４２１の印字データがラッチ回路４２２にラッチされた後には、次の印字データがシフトレジスタ４２１に入力し、印字タイミングに合わせてラッチ回路４２２のラッチ信号の内容を順次更新する。
ドライバ４２３は、駆動回路４１の出力信号を、ラッチ回路４２２からのラッチ信号で指定された圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに選択的に供給するものである。このために、ドライバ４２３は、図８に示すように、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅと接続するスイッチング素子（トランジスタ）からなるスイッチ４２３ａ〜４２３ｅを備え、このスイッチ４２３ａ〜４２３ｅは、ラッチ回路４２２からの対応するラッチ信号によりオンオフ動作するようになっている。

さらに詳述すると、スイッチ４２３ａ〜４２３ｅは、その各一端側の端子が共通接続され、その共通接続部が駆動回路４１の出力側に接続されている。また、各スイッチ４２３ａ〜４２３ｅの他端側の各端子は、対応する各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの一端側の各電極に接続されている。
残留振動検出回路４３は、ノズルの吐出異常（インク滴の吐出異常）の検出時に、上記のような残留振動の検出原理により、振動板２１の残留振動に対応して発生する各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの各起電圧を、残留振動として検出するものである。このため、残留振動検出回路４３の入力側は、各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの他端側の各電極（グランド側の各電極）に接続されている。

トランジスタ４４は、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極を、グランドと接続させるためのスイッチング素子であり、その接続時に複数の圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅが同時に駆動されても、十分な電流を流すことができる大電流容量のものである。
このトランジスタ４４は、コレクタが圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極が共通接続された共通接続部に接続され、エミッタがグランドに接続され、ベースに制御回路４６からの駆動／検出切り替え信号Ｓ１（図１１（Ｃ）参照）が供給されている。このため、トランジスタ４４は、その駆動／検出切り替え信号Ｓ１によりオンオフ制御され、これにより、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極を、グランドと接続させたりさせなかったりするようになっている。

なお、トランジスタ４４は、ＭＯＳトランジスタ、サイリスタ、トライアックなどの各種のスイッチング素子に置き換えることができる。
スイッチ４５は、ノズルの吐出異常の検出時に、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極を、グランドと接続させるためのアナログスイッチのようなスイッチング素子であり、複数の圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのうちの１つが駆動されたときに、十分な電流を流すことができる小電流容量のものである。

スイッチ４５は、一方の端子が圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極が共通接続された共通接続部に接続され、他方の端子がグランドに接続され、その接点が制御回路４６から出力される検出タイミング信号Ｓ２（図１１（Ｄ）参照）によりオンオフ制御されるようになっている。
なお、スイッチ４５は、上述したアナログスイッチの他に、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタ、サイリスタ、トライアックなどの各種のスイッチング素子を使用できる。又、スイッチの４５のスイッチング速度は、トランジスタ４４のスイッチング速度よりも速い。

制御回路４６は、システムコントローラ（図示せず）から指示に基づき、印字処理動作の場合、またはノズルの吐出異常の検出動作の場合に、後述のように、トランジスタ４４をオンオフ制御する駆動／検出切り替え信号Ｓ１とスイッチ４５をオンオフ制御する検出タイミング信号Ｓ２とをそれぞれ生成し、これらの両信号を出力する回路である。
次に、図８に示す駆動回路４１の具体的な構成について、図９を参照して説明する。

駆動回路４１は、図８に示すように、駆動電圧発生回路５１と、ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１およびＰＮＰ型のトランジスタＴｒ２を組み合わせた電流増幅回路と、から構成される。
トランジスタＴｒ１は、コレクタが図示しない定電圧電源（駆動電源）に接続され、ベースが駆動電圧発生回路５１の出力側に接続され、かつ、エミッタがドライバ４２３の各スイッチ４２３ａ〜４２３ｅの一方の各端子にそれぞれ接続されている。これにより、トランジスタＴｒ１は、駆動電圧発生回路５１からの駆動信号に基づいて導通し、駆動電圧がスイッチ４２３ａ〜４２３ｅを介して対応する各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに供給されるようになっている。

また、トランジスタＴｒ２は、エミッタがトランジスタＴｒ１のエミッタに接続されるとともにスイッチ４２３ａ〜４２３ｅの一方の各端子にそれぞれ接続され、ベースが駆動電圧発生回路５１の出力側に接続され、かつ、コレクタがグランドに接続されている。これにより、トランジスタＴｒ２は、駆動電圧発生回路５１からの駆動信号に基づいて導通し、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの各電荷をスイッチ４２３ａ〜４２３ｅを介して放電させるようになっている。

次に、図８に示す残留振動検出回路４３の具体的な構成例について、図１０を参照して説明する。
残留振動検出回路４３は、図１０に示すように、交流増幅器５２と、比較器５３と、基準電圧発生回路５４とを備えている。
交流増幅器５２は、各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの各起電圧、すなわち振動板２１の機械的な変化によって発生する残留振動波形の交流成分を増幅するものである。このため、交流増幅器５２は、その各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの各発生電圧中に含まれる直流成分をカットするコンデンサ５２１と、そのコンデンサ５２１で直流成分がカットされた交流成分を増幅する増幅器５２２とからなる。

比較器５３は、交流増幅器５２からの出力電圧を、基準電圧発生回路５４が発生する基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その比較結果に応じたパルス波形電圧を残留振動波形として出力するものである。基準電圧発生回路５４は、比較器５３に供給する基準電圧Ｖｒｅｆを発生する回路であり、その発生する基準電圧Ｖｒｅｆは固定値でも良いが、可変できかつ任意の値に設定できるようにしても良い。

次に、このような構成からなる第１実施形態の動作例について、図８、図１１、および図１２などを参照して説明する。
いま、システムコントローラ（図示せず）から印字の指令があると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、パワートランジスタ４４がオンになるともに、アナログスイッチであるスイッチ４５がオフとなる。

すなわち、このときには、図８に示す制御回路４６から出力される駆動／検出切り替え信号Ｓ１は「Ｈレベル」となり（図１１（Ｃ）参照）、制御回路４６から出力される検出タイミング信号Ｓ２は「Ｌレベル」となるので（図１１（Ｄ）参照）、パワートランジスタ４４がオンとなりスイッチ４５がオフとなる。
この状態で、駆動回路４１から図１１（Ａ）に示すような駆動信号が出力される。駆動信号は、図示のように、中間電位Ｖｃを基準に、正負に変化するパルス波形からなる。これに先立って、ノズル選択部４２は、印字データに基づき、複数のインクジェットヘッド２０のノズル２４を選択している。このため、その選択されたノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに、駆動回路４１からの駆動信号がそれぞれ供給される。このため、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅが駆動され、インクジェットヘッド２０の対応するノズル２４から記録紙にインク滴が吐出され、印字処理が行われる（ステップＳ１４）。なお、印字処理には、フラッシングが含まれる。

一方、システムコントローラからノズルの吐出異常の検出（ドット抜け検出）の指令があると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３に移行し、検査対象となるノズル２４が選択される。この場合には、図８に示すノズル選択部４２のシフトレジスタ４２１に、システムコントローラからノズル選択用データが入力される。これにより、例えば１番目のノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２ａを駆動するために、ドライバ４２３のスイッチ４２３ａがオンとなる。

その後、図１１（Ｃ）に示すように、駆動／検出切り替え信号が「Ｈレベル」から「Ｌ」レベルになってトランジスタ（パワートランジスタ）４４がオフし（ステップＳ４）、検出タイミング信号が「Ｌレベル」から「Ｈレベル」になってスイッチ４５がオンになる（ステップＳ５）。
この状態で、駆動回路４１から図１１（Ａ）に示すような駆動信号が出力されると、圧電式アクチュエータ２２ａには、中間電位Ｖｃを基準に、正負に変化するパルス状の駆動電圧が印加される（ステップＳ６）。そして、この駆動電圧の印加が終了すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、図１１（Ｄ）に示すように検出タイミング信号Ｓ２が「Ｈレベル」から「Ｌレベル」に変化してスイッチ４５がオフになり、ノズルからのインクの吐出が休止する休止期間Ｔ１が開始する。

この休止期間Ｔ１には、上記の残留振動の検出原理で説明したように、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ａの起電圧が出力されるので（ステップＳ９）、残留振動検出回路４３はその起電圧を検出する。
そして、休止期間Ｔ１が終了すると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、このときにはノズルの吐出異常の検出が終了していないので（ステップＳ１１：ＮＯ）、次のノズル（２番目のノズル）を選択する（ステップＳ１２）。この２番目のノズルを第１番目のノズルと同様に選択すると、その２番目のノズルに対応する圧電式アクチュエータ２２ｂを駆動するために、ドライバ４２３のスイッチ４２３ｂがオンとなる。

その後、図１１（Ｄ）に示すように、検出タイミング信号が「Ｌレベル」から「Ｈレベル」になってスイッチ４５がオンになる（ステップＳ５）。この状態で、駆動回路４１から図１１（Ａ）に示すような駆動信号が出力されると、圧電式アクチュエータ２２ｂに駆動電圧が印加される（ステップＳ６）。そして、この駆動電圧の印加が終了すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、図１１（Ｄ）に示すように検出タイミング信号が「Ｈレベル」から「Ｌレベル」に変化してスイッチ４５がオフになり、休止期間Ｔ１が再び開始する。

この休止期間Ｔ１には、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ｂの起電圧Ｖｅが出力されるので（ステップＳ９）、残留振動検出回路４３はその起電圧を検出する。
そして、休止期間Ｔ１が終了すると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、次のノズル（３番目のノズル）を選択し、上記と同様の手順で、残留振動検出回路４３は、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ｃの起電圧を検出する。

その後、最終番目のノズルを選択し、同様の手順により 残留振動検出回路４３が、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ｅの起電圧を検出すると、ノズルの吐出異常の検出処理を終了する（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。
なお、上記のように残留振動検出回路４３の出力電圧は、その後段に接続される波形判定回路（図示せず）に供給される。すると、波形判定回路は、その出力電圧の波形などに基づいてインク滴の吐出異常の有無を判定し、かつその異常の内容（インクの目詰まりの原因）を特定する。

以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、光センサなどの特別なセンサを必要としない上に、比較的簡易な構成により、インク滴の吐出異常の検出精度の信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明の第１実施形態によれば、印刷時などには、大電流容量のパワートランジスタなどのスイッチング素子を使用でき、ノズルの吐出異常の検出時には、小電流容量で高速にオンオフできるアナログスイッチを使用できる。このため、圧電式アクチュエータに駆動信号を供給後に発生する振動板の残留振動を正確に検出できる。
（第２実施形態）
次に、上記のような残留振動の検出原理に基づき、各インクジェットヘッド２０の各ノズルの吐出異常（ノズルのドット抜け）の検出が必要なときに、その残留振動の検出を行うようにした本発明の第２実施形態について、図２および図１３を参照して説明する。

この第２実施形態は、図１３に示すように、複数の圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅと、駆動手段である駆動回路４１と、ノズル選択手段であるノズル選択部４２と、残留振動検出手段である残留振動検出回路４３と、スイッチ手段であるトランジスタ４７と、スイッチ制御手段である制御回路４８と、を少なくとも備えている。
すなわち、第２実施形態は、図８に示す第１実施形態の構成と共通する構成部分を有し、その構成が異なる点は、第１実施形態のトランジスタ４４およびスイッチ４５をトランジスタ４７に置き換え、この置き換えに伴って第１実施形態の制御回路４６を制御回路４８に置き換えるようにしたものである。

複数の圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅは、図１に示すヘッドユニット２に設けられた各インクジェットヘッド２０（図２参照）の各ノズル２４ごとに設けられた圧電式アクチュエータ２２に対応するものである。
駆動回路４１は、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅを駆動する駆動信号（駆動電圧）を出力する回路であり、後述するような駆動信号（図１４（Ａ）参照）を出力するようになっている。ここで、駆動回路４１は、図９に示す第１実施形態の駆動回路４１と同様に構成される。

圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅは 例えばピエゾ素子で構成され、その双方の電極間に印加される電圧により変位するものであり、駆動回路４１から図１４（Ａ）に示すような駆動信号が印加される。このため、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅは、動作中には、常時、中間電位Ｖｃ付近に充電されており、駆動回路４１から駆動信号が印加（出力）されるたびに充放電する。従って、その充放電の際に、対応するキャビティ２３内のインクに圧力を加えることにより、ノズル２４からインク滴を吐出する。

ノズル選択部４２は、複数のインクジェットヘッド２０のノズル２４を選択し、その選択したノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに駆動回路４１からの駆動信号をそれぞれ供給するようになっている。このため、ノズル選択部４２は、図１３に示すように、シフトレジスタ４２１と、ラッチ回路４２２と、ドライバ４２３とを備えている。

シフトレジスタ４２１は、インクジェットプリンタ全体の動作を制御するシステムコントローラ（図示せず）から出力される印字データを順次入力して格納するものである。すなわち、その印字データは、クロック信号ＣＬＫに同期してシフトレジスタ４２１の初段のフリップフロップから後段側のフリップフロップに順次シフト（転送）されるようになっている。

ラッチ回路４２２は、ヘッドユニット２のノズル２４の個数分、この例ではノズル２４の５個分の印字データがシフトレジスタ４２１に格納されると、ラッチ信号によってシフトレジスタ４２１の各フリップフロップの格納内容を一時的にラッチ（記憶）するようになっている。
ここで、ラッチ回路４２２にクリア信号ＣＬＥＡＲが入力された場合には、ラッチ状態が解除されてその内容が「０」になり、印字動作は停止される。一方、ラッチ回路４２２にクリア信号ＣＬＥＡＲが入力されていない場合には、そのラッチされたシフトレジスタ４２１の印字データがドライバ４２３に出力される。

なお、シフトレジスタ４２１の印字データがラッチ回路４２２にラッチされた後には、次の印字データがシフトレジスタ４２１に入力し、印字タイミングに合わせてラッチ回路４２２のラッチ信号の内容を順次更新する。
ドライバ４２３は、駆動回路４１の出力信号を、ラッチ回路４２２からのラッチ信号で指定された圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに選択的に供給するものである。このために、ドライバ４２３は、図１３に示すように、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅと接続するスイッチング素子（トランジスタ）からなるスイッチ４２３ａ〜４２３ｅを備え、このスイッチ４２３ａ〜４２３ｅは、ラッチ回路４２２からの対応するラッチ信号によりオンオフ動作するようになっている。

さらに詳述すると、スイッチ４２３ａ〜４２３ｅは、その各一端側の端子が共通接続され、その共通接続部が駆動回路４１の出力側に接続されている。また、各スイッチ４２３ａ〜４２３ｅの他端側の各端子は、対応する各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの一端側の各電極に接続されている。
残留振動検出回路４３は、ノズルの吐出異常（インク滴の吐出異常）の検出時に、上記のような残留振動の検出原理により、振動板２１の残留振動に対応して発生する各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの各起電圧を、残留振動として検出するものである。このため、残留振動検出回路４３の入力側は、各圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅの他端側の各電極（グランド側の各電極）に接続されている。ここで、残留振動検出回路４３は、図１０に示す第１実施形態の残留振動検出回路４３と同様に構成される。

トランジスタ４７は、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極を、グランドと接続させるためのスイッチング素子であり、その接続時に複数の圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅが同時に駆動されても、その駆動ができる十分な電流を流すことができる大電流容量のパワートランジスタからなる。
このトランジスタ４７は、コレクタが圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極が共通接続された共通接続部に接続され、エミッタがグランドに接続され、ベースに制御回路４８からの駆動／検出切り替え信号Ｓ３（図１４（Ｃ）参照）が供給されている。このため、トランジスタ４７は、その駆動／検出切り替え信号Ｓ３によりオンオフ制御され、これにより、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅのグランド側の各電極を、グランドと接続させたりさせなかったりするようになっている。

なお、トランジスタ４７は、ＭＯＳトランジスタ、サイリスタ、トライアックなどの各種のスイッチング素子に置き換えることができる。
制御回路４８は、システムコントローラ（図示せず）から指示に基づき、印字処理動作の場合、またはノズルの吐出異常の検出動作の場合に、後述のように、トランジスタ４７をオンオフ制御する駆動／検出切り替え信号Ｓ３を生成して出力する回路である。

次に、このような構成からなる第２実施形態の動作例について、図１３〜図１５などを参照して説明する。
いま、システムコントローラ（図示せず）から印字の指令があると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、トランジスタ（パワートランジスタ）４７がオンになる。すなわち、このときには、図１３に示す制御回路４８から出力される駆動／検出切り替え信号Ｓ３は「Ｈレベル」となるので（図１４（Ｃ）参照）、トランジスタ４７がオンとなる。

この状態で、駆動回路４１から図１４（Ａ）に示すような駆動信号が出力される。駆動信号は、図示のように、中間電位Ｖｃを基準に、正負に変化するパルス波形からなる。これに先立って、ノズル選択部４２は、印字データに基づき、複数のインクジェットヘッド２０のノズル２４を選択している。
このため、その選択されたノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅに、駆動回路４１からの駆動信号がそれぞれ供給される。このため、圧電式アクチュエータ２２ａ〜２２ｅが駆動され、インクジェットヘッド２０の対応するノズル２４から記録紙にインク滴が吐出され、印字処理が行われる（ステップＳ３３）。なお、印字処理には、フラッシングが含まれる。

一方、システムコントローラからノズルの吐出異常の検出（ドット抜け検出）の指令があると（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３に移行し、検査対象となるノズル２４が選択される。この場合には、図１３に示すノズル選択部４２のシフトレジスタ４２１に、システムコントローラからノズル選択用データが入力される。これにより、例えば１番目のノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２ａを駆動するために、ドライバ４２３のスイッチ４２３ａがオンとなる。

このとき、図１４（Ｃ）に示すように、駆動／検出切り替え信号Ｓ３が「Ｈレベル」のために、トランジスタ４７がオンである（ステップＳ２４）。
この状態で、駆動回路４１から図１４（Ａ）に示すような駆動信号が出力されると、圧電式アクチュエータ２２ａには、中間電位Ｖｃを基準に、正負に変化するパルス状の駆動電圧が印加される（ステップＳ２５）。そして、この駆動電圧の印加が終了すると（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、図１４（Ｃ）に示すように駆動／検出切り替え信号Ｓ３が「Ｈレベル」から「Ｌレベル」に変化してトランジスタ４７がオフになり、ノズルからのインクの吐出が休止する休止期間Ｔ２が開始する。

この休止期間Ｔ２には、上記の残留振動の検出原理で説明したように、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ａの起電圧が出力されるので（ステップＳ２８）、残留振動検出回路４３はその起電圧を検出する。
そして、休止期間Ｔ２が終了すると（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、このときにはノズルの吐出異常の検出が終了していないので（ステップＳ３０：ＮＯ）、次のノズル（２番目のノズル）を選択する（ステップＳ３１）。この２番目のノズルを第１番目のノズルと同様に選択すると、その２番目のノズルに対応する圧電式アクチュエータ２２ｂを駆動するために、ドライバ４２３のスイッチ４２３ｂがオンとなる。

その後、図１４（Ｃ）に示すように、駆動／検出切り替え信号Ｓ３が「Ｌレベル」から「Ｈレベル」になってトランジスタ４７がオンになる（ステップＳ２４）。この状態で、駆動回路４１から図１４（Ａ）に示すような駆動信号が出力されると、圧電式アクチュエータ２２ｂに駆動電圧が印加される（ステップＳ２５）。そして、この駆動電圧の印加が終了すると（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、図１４（Ｃ）に示すように駆動／検出切り替え信号Ｓ３が「Ｈレベル」から「Ｌレベル」に変化してスイッチ４７がオフになり、休止期間Ｔ２が再び開始する。

この休止期間Ｔ２には、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ｂの起電圧Ｖｅが出力されるので（ステップＳ２８）、残留振動検出回路４３はその起電圧を検出する。
そして、休止期間Ｔ２が終了すると（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、次のノズル（３番目のノズル）を選択し、上記と同様の手順で、残留振動検出回路４３は、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ｃの起電圧を検出する。

その後、最終番目のノズルを選択し、同様の手順により 残留振動検出回路４３が、振動板２１の残留振動による圧電式アクチュエータ２２ｅの起電圧を検出すると、ノズルの吐出異常の検出処理を終了する（ステップＳ３０：ＹＥＳ）。
なお、上記のように残留振動検出回路４３の出力電圧は、その後段に接続される波形判定回路（図示せず）に供給される。すると、波形判定回路は、その出力電圧の波形などに基づいてインク滴の吐出異常の有無を判定し、かつその異常の内容（インクの目詰まりの原因）を特定する。

以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、光センサなどの特別なセンサを必要としない上に、比較的簡易な構成により、インク滴の吐出異常の検出精度の信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明の第２実施形態では、第１実施形態のトランジスタ４４およびスイッチ４５をトランジスタ４７に置き換え、この置き換えに伴って第１実施形態の制御回路４６を制御回路４８に置き換えるようにした。このため、第１実施形態に比べてその構成およびその制御が容易になる。

なお、上記の各実施形態では、図２に示すように、インクジェットヘッド２０には圧電素子を積層した積層型の圧電式アクチュエータ２２を使用するようにした。しかし、圧電式アクチュエータとしては、図２に示すピエゾ方式による積層型アクチュエータの他に、ピエゾ方式によるユニモルフ・アクチュエータ、ピエゾ方式によるシェアモード・アクチュエータなど、圧電素子を使用した各種のアクチュエータを使用できる。

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の概略構成を示す平面図である。 図１に示すインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。 図２に示すヘッドのノズル基板の構成を示す平面図である。 図２に示す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２に示す振動板の残留振動の検出波形の実験結果の一例を示す図であり、正常の場合と異常の場合についてそれぞれ示す。 本発明に係る振動板の残留振動の検出原理を説明する等価回路であり、駆動信号の印加直後のものである。 その等価回路であり、残留振動の検出時のものである。 本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。 図８に示す駆動回路の具体的な構成を示す回路図である。 図８に示す残留振動検出回路の具体的な構成を示すブロック図である。 図８に示す第１実施形態の各部の波形例を示す波形図である。 図８に示す第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。 図１３に示す第２実施形態の各部の波形例を示す波形図である。 図１３に示す第２実施形態の動作を説明する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・・・ヘッドユニット、２０・・・インクジェットヘッド、２１・・・振動板、２２、２２ａ〜２２ｅ・・・圧電式アクチュエータ、２３・・・キャビティ（圧力室）、２４・・・ノズル、４１・・・駆動回路、４２・・・ノズル選択部、４３・・・残留振動検出回路、４４・・・トランジスタ（パワートランジスタ）、４５・・・スイッチ、４６、４８・・・制御回路、４７・・・トランジスタ、５１・・・駆動電圧発生回路、５２・・・交流増幅器、５３・・・比較器、５４・・・基準電圧発生回路、４２１・・・シフトレジスタ、４２２・・・ラッチ回路、４２３・・・ドライバ。

Claims (15)

1. 振動板と、前記振動板を変位させる圧電式アクチュエータと、内部に液体が充填され前記振動板の変位により前記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内部の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルとを有する液滴吐出ヘッドを複数個備えたヘッドユニットと、
   前記複数の液滴吐出ヘッドの各圧電式アクチュエータを駆動する駆動信号を出力する駆動手段と、
   前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するノズル選択手段と、
   前記各圧電式アクチュエータと接続された前記各振動板の残留振動をそれぞれ検出する残留振動検出手段と、
   前記各圧電式アクチュエータのグランド側の電極とグランドとの接続が可能な大電流容量の第１スイッチ手段と、
   前記各圧電式アクチュエータのグランド側の電極とグランドとの接続が可能な小電流容量の第２スイッチ手段と、
   を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記ノズルの吐出異常の検出時に、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段の所定の各開閉制御をそれぞれ行うスイッチ制御手段を、さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記スイッチ制御手段は、前記ノズルの吐出異常の検出時に、前記第１スイッチ手段を開いた状態に維持させた状態で前記第２スイッチ手段を閉じて、前記ノズル選択手段で選択されたノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段から駆動信号が印加された後に前記第２スイッチ手段を開くように制御するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記残留振動検出手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、前記第２スイッチ手段が開いた状態になって、検出対象のノズルに係る圧電式アクチュエータのグランド側の電極がグランド側から切り離されたときに、グランドと前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極との間に発生する交流電圧を検出するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の液滴吐出装置。
5. 前記ノズル選択手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、ノズル選択用データに基づいて前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを１つずつ選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の液滴吐出装置。
6. 前記第２のスイッチ手段のスイッチング速度は、前記第１のスイッチ手段のスイッチング速度より速くなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の液滴吐出装置。
7. 振動板と、前記振動板を変位させる圧電式アクチュエータと、内部に液体が充填され前記振動板の変位により前記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内部の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルとを有する液滴吐出ヘッドを複数個備えたヘッドユニットと、
   前記複数の液滴吐出ヘッドの各圧電式アクチュエータを駆動する駆動信号を出力する駆動手段と、
   前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するノズル選択手段と、
   前記各圧電式アクチュエータと接続された前記各振動板の残留振動をそれぞれ検出する残留振動検出手段と、
   前記各圧電式アクチュエータのグランド側の電極とグランドとの接続が可能なスイッチ手段と、
   を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
8. 前記スイッチ手段の所定の開閉制御を行うスイッチ制御手段を、さらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出装置。
9. 前記スイッチ制御手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、前記スイッチ手段を閉じて、前記ノズル選択手段で選択されたノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段から駆動信号が印加された後に前記スイッチ手段を開くように制御するようになっていることを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出装置。
10. 前記残留振動検出手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、前記スイッチ手段が開いた状態になって、検出対象のノズルに係る圧電式アクチュエータのグランド側の電極がグランド側から切り離されたときに、グランドと前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極との間に発生する交流電圧を検出するようになっていることを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちのいずれかに記載の液滴吐出装置。
11. 前記ノズル選択手段は、ノズルの吐出異常の検出時に、ノズル選択用データに基づいて前記複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルを１つずつ選択し、選択したノズルに対応する圧電式アクチュエータに前記駆動手段からの駆動信号を供給するようになっていることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のうちのいずれかに記載の液滴吐出装置。
12. 前記スイッチ手段は、前記複数の圧電式アクチュエータが同時に駆動された場合に駆動できる電流容量を有するスイッチング素子からなることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のうちのいずれかに記載の液滴吐出装置。
13. 振動板と、前記振動板を変位させる圧電式アクチュエータと、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キャビティ内の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルとを有する液滴吐出ヘッドを複数個備えたヘッドユニットを有する液滴吐出装置の吐出異常検出方法であって、
    検査対象のノズルに係る圧電式アクチュエータを選択する選択ステップと、
    選択した圧電式アクチュエータの一端を駆動信号源に接続させるとともに、他端をグランドに接続させることにより、圧電式アクチュエータに駆動信号を印加させて駆動させ、前記ノズルから液滴を吐出させる吐出ステップと、
    液滴の吐出後に、前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極をグランド側から切り離し、グランドと前記圧電式アクチュエータのグランド側の電極との間に発生する交流電圧を前記振動板の残留振動として検出する検出ステップと、
    を含むことを特徴とする液滴吐出装置の吐出異常検出方法。
14. 前記検出ステップで検出した残留振動に基づき、検出対象のノズルの吐出異常の有無を判定する判定ステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液滴吐出装置の吐出異常検出方法。
15. 前記選択、吐出、検出の各ステップ、または前記選択、吐出、検出、判定の各ステップを、前記複数の各液滴吐出ヘッドが有する各ノズルに対応する各圧電式アクチュエータに対して行うようにしたことを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の液滴吐出装置の吐出異常検出方法。

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