JP2005349594A - 液滴吐出装置、液滴吐出性能回復方法及び液滴吐出性能回復プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】スループットの向上が可能となるとともに、インクの低消費化が可能となる液滴吐出装置、液滴吐出性能回復方法及び液滴吐出プログラムを提供する。
【解決手段】ノズルから液滴が適正に吐出されない液滴吐出異常を、複数の前記ノズルを有するヘッドユニットの前記ノズルごとに検出する吐出異常検出ステップＳ５３〜Ｓ５６と、前記液滴吐出異常が検出されたことに基づいて、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段の駆動を開始する吸引開始ステップＳ６４と、前記吸引手段による液体吸引状態で、前記ノズルの前記液滴吐出性能の回復状況を判定する回復判定ステップＳ６８と、回復判定ステップＳ６８における判定結果に基づいて、前記吸引手段の吸引を制御する吸引制御ステップと、を有する。
【選択図】 図１９

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に関し、特に、ノズルの液滴を吐出する性能の回復に関する。

液滴吐出装置の一つであるインクジェットプリンタは、記録ヘッドに設けられた複数のノズルからインク滴（液滴）を吐出して記録媒体上に画像形成を行う。インクジェットプリンタでは、インクの粘度の増加や、気泡の混入、塵や紙粉の付着によって、ノズルからインク滴が適正に吐出されない吐出異常が発生し、画像内にドット抜け現象が発生してしまうことがある。

そこで、インクジェットプリンタは、ポンプなどでノズルからインクを吸引し、ノズルを回復させる処理を行うようになっている。このポンプの駆動時間、駆動速度等は、ノズルの回復処理において、想定される様々な使用環境の中でも最も厳しい使用環境下で、ノズルの回復に必要なインクの量を吸引することができるように設定されている。つまり、通常の使用環境下では、ノズルの回復に必要な量以上のインクが吸引されてしまうことになり、インクの浪費を招いていた。

このような不具合を解消するために、ノズルの回復処理において、周囲の気圧や温度を検出し、その検出結果に基づいてインクの吸引量が所定量となるように、インクの吸引を制御する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１０８３６８号公報

しかしながら、上記特許文献１の従来技術では、ノズルの回復処理によってノズルが回復したか否かを確実に検出することができないため、ノズルの回復処理の後、ノズルの検査を別途行う必要がある。従って、ノズル検査を行うための時間が必要となり、スループットの向上が困難であるという未解決の課題がある。また、回復処理後のノズル検査の結果によっては、再度ノズルの回復処理が必要となってしまうこともあり、インクの低消費化が困難であるという未解決の課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、スループットの向上が可能となるとともに、インクの低消費化が可能となる液滴吐出装置、液滴吐出性能回復方法及び液滴吐出性能回復プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る第１の発明は、液体を液滴として吐出するノズルを複数有するヘッドユニットと、前記ノズルから前記液滴が適正に吐出されない液滴吐出異常を、前記ヘッドユニットの前記ノズルごとに検出する吐出異常検出手段と、該吐出異常検出手段が前記液滴吐出異常を検出したことに基づいて、前記ノズルの前記液滴を吐出する液滴吐出性能を回復させる吐出性能回復手段と、を備えた液滴吐出装置であって、前記吐出性能回復手段は、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段と、該吸引手段による液体吸引状態で、前記ノズルの前記液滴吐出性能の回復状況を判定する回復判定手段と、該回復判定手段の判定結果に基づいて前記吸引手段を制御する吸引制御手段と、を有することを特徴とする液滴吐出装置を提供する。

上記の構成によれば、回復判定手段は、吸引手段がノズルから液体を吸引している状態で、ノズルの液滴吐出性能が回復したか否かを判定する。そして、吸引制御手段は、回復判定手段の判定結果に基づいて、吸引手段を制御する。
上記により、吐出性能回復手段は、ノズルの液滴吐出性能の回復状況を監視しながら、液体の吸引を制御することが可能となる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記吸引制御手段は、前記回復判定手段の判定結果が前記液滴吐出性能が回復したものとなったときに、前記吸引手段による前記吸引を停止させることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。
上記により、ノズルの液滴吐出性能が回復すると、吸引制御手段によって液体の吸引が停止されるため、液滴吐出性能の回復にかかる液体の消費量を低減することが可能となる。

また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記吸引制御手段は、前記吸引手段による吸引開始時に当該吸引手段を最小吸引力に制御し、前記回復判定手段の判定結果が前記液滴吐出性能が回復していないものであるときに吸引力を最大吸引力まで段階的に増加させるように構成されていることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。
上記の構成によれば、吸引制御手段は、回復判定手段による判定結果に応じて、吸引手段の吸引力を最小吸引力から最大吸引力まで段階的に上昇させる。

上記により、最大吸引力に達する前にノズルの液滴吐出性能が回復すれば、吸引開始から最大吸引力で回復させる場合に比較して、液体の消費量を低減することが可能となる。
また、第４の発明は、第３の発明において、前記吸引制御手段は、前記吸引手段が最大吸引力で前記液体を吸引した状態で、前記回復判定手段の判定結果が前記液滴吐出性能が回復していないものであるときに、回復不可能と判断して当該吸引手段による前記吸引を停止させることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。

上記により、最大吸引力でもノズルの液滴吐出性能が回復しない場合には、吸引制御手段が吸引手段の吸引を停止させるため、液体が無駄に消費されることを抑えることが可能となる。
また、第５の発明は、第１乃至第４のいずれか一の発明において、前記吐出性能回復手段は、前記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をさらに備え、前記吐出異常検出手段で検出した前記液滴吐出異常の態様に応じて、前記吸引手段又は前記ワイピング手段を選択するように構成されていることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。

上記により、液滴吐出性能の回復において、ワイパによるワイピング処理が適切な場合には、ワイピング手段が選択されるため、吸引手段による液体の消費を抑えることが可能となる。
また、第６の発明は、第１乃至第５のいずれか一の発明において、前記ヘッドユニットは、振動板と、該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、当該内部の圧力が増減されて前記液体を液滴として前記ノズルから吐出させるキャビティと、を備え、
前記回復判定手段は、前記アクチュエータを前記ノズルから前記液滴を吐出させるように駆動して振動板を変位させたときの当該振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段を有し、該残留振動検出手段によって検出された前記残留振動の態様に基づいて、前記液滴吐出性能の前記回復状況を判定するように構成されていることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。

上記により、振動板の残留振動を検出することが可能となるとともに、検出された残留振動の態様から、液滴吐出性能の回復状況を判定することが可能となる。
また、第７の発明は、液体を液滴として吐出するノズルの当該液滴を吐出する液滴吐出性能を回復させる液滴吐出性能回復方法であって、前記ノズルから前記液滴が適正に吐出されない液滴吐出異常を、複数の前記ノズルを有するヘッドユニットの前記ノズルごとに検出する吐出異常検出ステップと、前記液滴吐出異常が検出されたことに基づいて、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段の駆動を開始する吸引開始ステップと、前記吸引手段による液体吸引状態で、前記ノズルの前記液滴吐出性能の回復状況を判定する回復判定ステップと、該回復判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記吸引手段の吸引を制御する吸引制御ステップと、を有することを特徴とする液滴吐出性能回復方法を提供する。

上記により、ノズルの液滴吐出性能の回復状況を監視しながら、液体の吸引を制御することが可能となる。
また、第８の発明は、第７の発明において、前記回復判定ステップは、前記ヘッドユニットが備える振動板を変位させるアクチュエータを、前記ノズルから前記液滴を吐出させるように所定回数駆動した後の当該振動板の残留振動を検出し、検出された前記残留振動の周期に基づいて、前記液滴吐出性能が回復したか否かを判定することを特徴とする液滴吐出性能回復方法を提供する。

上記により、アクチュエータの吐出駆動回数によって、残留振動を検出するタイミングを計ることが可能となるとともに、検出された残留振動の周期に基づいて、液滴吐出性能が回復したか否かを把握することが可能となる。
また、第９の発明は、液体を液滴として吐出するノズルの当該液滴を吐出する液滴吐出性能を回復させる液滴吐出性能回復処理を電子計算機に実行させる液滴吐出性能回復プログラムであって、前記ノズルから前記液滴が適正に吐出されない液滴吐出異常を、複数の前記ノズルを有するヘッドユニットの前記ノズルごとに検出する吐出異常検出ステップと、前記液滴吐出異常が検出されたことに基づいて、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段の駆動を開始する吸引開始ステップと、前記吸引手段による液体吸引状態で、前記ノズルの前記液滴吐出性能の回復状況を判定する回復判定ステップと、該回復判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記吸引手段の吸引を制御する吸引制御ステップと、を電子計算機に実行させることを特徴とする液滴吐出性能回復プログラムを提供する。

上記により、電子計算機にノズルの液滴吐出性能の回復状況を監視させ、液体の吸引を制御させることが可能となる。
また、第１０の発明は、第９の発明において、前記回復判定ステップは、前記ヘッドユニットが備える振動板を変位させるアクチュエータを、前記ノズルから前記液滴を吐出させるように所定回数駆動した後の当該振動板の残留振動を検出し、検出された前記残留振動の周期に基づいて、前記液滴吐出性能が回復したか否かを判定することを特徴とする液滴吐出性能回復プログラムを提供する。

上記により、アクチュエータの吐出駆動回数によって、残留振動を検出するタイミングを計ることが可能となるとともに、検出された残留振動の周期に基づいて、電子計算機に液滴吐出性能が回復したか否かを判定させることが可能となる。

本発明の第１の実施形態を、液滴吐出装置の一種であるインクジェットプリンタを例に、図面に基づいて説明する。
第１の実施形態における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及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、且つ歯付きベルト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。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と後述のシステムコントローラなどとを電気的に接続するケーブルである。１３は、後述のヘッドの表面をクリーニングするワイパである。１４は、後述のヘッドのノズル基板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、印刷領域に相当する一定速度の区間において、キャリッジ４に搭載されたヘッドユニット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。

図１に示すヘッドユニット２の構成について、詳細を説明する。
このヘッドユニット２は、図２に示すように、多数のヘッド２０を備え、各ヘッド２０は静電式アクチュエータを用いたものである。
ヘッド２０は、図２に示すように、振動板２１と、この振動板２１を含み振動板２１を変位させる静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とを備えている。

さらに詳述すると、ヘッドユニット２は、中央のシリコン基板２５を挟んで、上側にシリコン製のノズル基板２６と、下側にガラス基板２７とが積層された３層構造からなる。中央のシリコン基板２５と上側のノズル基板２６との間には、キャビティ２３と、これに連通するリザーバ２８とが区画形成されている。また、リザーバ２８は、ガラス基板２７に設けたインク取り入れ口２９と連通している。

さらに、中央のシリコン基板２５により形成されキャビティ２３の底板として機能する振動板２１と、ガラス基板２７上に設けられた個別電極３０との間には、空隙３１が形成されている。そして、振動板２１は、共通電極３２に接続されている。
従って、静電式アクチュエータ２２は、その主要部が振動板２１と、個別電極３０と、これらの間に形成される空隙３１とにより形成され、個別電極３０と共通電極３２との間に印加される駆動信号により駆動されるようになっている。

また、図２に示すノズル基板２６に形成されるヘッド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。なお、この図３の例では、４色のインク（イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラック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。また、この図３では、ノズル２４をわかりやすく示すため、ノズル２４の大きさを誇張し、且つ個数を減じて図示している。

このようなヘッド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からインク滴が適正に吐出されないというインク滴の吐出異常、いわゆるドット抜け現象を生じることがある。なお、紙粉とは、木材パルプを原料とする記録紙ａ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ａの一部からなり繊維状又はその集合体のものを意味する。

インク滴の吐出異常（以後、吐出異常という）の原因のうち、塵や紙粉などのノズル２４付近への付着では、ワイピング処理が有効な回復処理となる。ワイピング処理とは、図４に示すように、ヘッドユニット２のノズル２４が形成された面であるノズル面ＮＰを、ワイパ１３で拭き取る処理のことをいう。
このワイパ１３は、可撓性を有するゴム部材等からなるブレードＢＬの先端部がノズル面ＮＰより下側にある待機位置（図４（ａ））と、この待機位置から上昇して、ブレードＢＬの先端部がノズル面ＮＰより上側に突出するワイピング位置（図４（ｂ））との間で、移動可能に配設されている。

ワイピング処理の動作では、図４（ｂ）に示すように、まず、ワイパ１３が待機位置からワイピング位置まで、図示しない駆動装置によって上方に移動される。次に、図４（ｃ）に示すように、モータ６を駆動してヘッドユニット２を図４（ｃ）中の矢印方向に移動させると、撓みながら相対移動するブレードＢＬの先端部によって、ノズル面ＮＰに付着した塵や紙粉などが除去される。

吐出異常の原因が、ノズル２４内のインクの粘度上昇や、ノズル２４内への気泡の混入などの場合には、フラッシング処理やポンプ吸引処理が有効な回復処理となる。
ここで、フラッシング処理とは、ヘッドユニット２を駆動して、文字や画像の形成とは無関係にノズル２４からインク滴を吐出させる処理のことをいう。
また、ポンプ吸引処理とは、図５に示すように、ノズル面ＮＰをキャップ１４で覆ってチューブポンプＴＰを駆動し、キャップ１４に接続されたチューブＰＩを介してキャップ１４内を負圧にして、ノズル２４からインクを吸引する処理をいう。このポンプ吸引処理では、チューブポンプＴＰによる吸引とともに、前述のフラッシング処理を行う。

キャップ１４は、図５（ａ）に示すように、ゴムなどの材料からなる先端部がノズル面ＮＰに密接するキャッピング位置と、このキャッピング位置より図中下側で先端部がノズル面ＮＰに当接しない待機位置（図示せず）との間で移動可能に配設されている。
また、キャップ１４の内部には、フラッシング処理やポンプ吸引処理によってノズル２４から排出されるインクを吸収するインク吸収体ＣＴが配設されている。

ポンプ吸引処理の動作では、まず、キャップ１４が待機位置からキャッピング位置まで、図示しない駆動装置によって上方に移動される（図５（ａ））。次に、図５（ｂ）に示すチューブポンプＴＰを、図示しない駆動装置によって図５（ｂ）中Ｒ１方向に回転させて吸引を行う。
このチューブポンプＴＰは、回転速度が最低速度から最高速度まで段階的に設定されている。そして、この回転速度を変化させることによって、ポンプ吸引処理における吸引力を最小吸引力から最大吸引力まで段階的に変化させることが可能となっている。

一般的に、インクジェットプリンタでは、上述のワイピング処理やポンプ吸引処理によるヘッドクリーニングは、吐出異常の発生とは無関係に定期的又は不定期的に実施されるようになっている。この定期的又は不定期的なヘッドクリーニングの例を、以下に説明する。
（イ）マニュアルクリーニング
マニュアルクリーニングは、ユーザーが任意にヘッドクリーニングを指示することによって行われる。
（ロ）タイマークリーニング
タイマークリーニングは、所定時間、インクジェットプリンタの非印字状態が継続すると、ヘッドクリーニングが指示されることによって行われる。
（ハ）インクカートリッジ交換後の初期クリーニング
交換されたインクカートリッジからのインクを、ヘッド内のインク流路を経てノズルまで導き、インクジェットプリンタを印字に適した状態にするために行われる。
（ニ）電源投入時のクリーニング
電源が投入された際に、インクジェットプリンタを印字に適した状態にするために行われる。
（ホ）ヘッド走査回数に基づくパスクリーニング
インクジェットプリンタの印字品質を良好に維持するために、ヘッドの走査回数（例えば、印字の１行ごと、１頁ごとなど）に基づいて、行われる。

上記のように、定期的又は不定期的なヘッドクリーニングを実施することによって、インクジェットプリンタの印字品質を良好に維持させる工夫がされている。
ここで、吐出異常の検出原理について、詳細を説明する。
図２に示す静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が個別電極３０側に静電吸引力によって吸引され、弾性エネルギーが蓄えられ、駆動信号の供給がとまると弾性エネルギーが解放される。このとき、振動板２１は個別
電極３０側とは反対側へ戻され、キャビティ２３内の圧力が増し、さらに減少する。この結果、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。

この振動板２１の一連の動作により、ノズル２４、インク取り入れ口２９、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の自由振動を残留振動という。
図６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、ノズル２４からインク滴が正常に吐出され、音響抵抗ｒ、イナータンスｍ、及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。図７に、インク滴が正常に吐出された際に得られた残留振動波形の結果を示す。
しかし、インク滴が正常に吐出されずに吐出異常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８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。

（Ｉ）気泡がインクの流路や、ノズル２４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８（ａ）参照）。
（ＩＩ）インクが乾燥してノズル２４からインク滴が吐出され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８（ｂ）参照）。
（ＩＩＩ）塵や紙粉がノズル面ＮＰ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２１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２４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８（ｃ）参照）。
（ＩＶ）ポンプ吸引処理中に残留振動波形を検出すると、その周期は、正常吐出の周期より大きく（周波数が低く）、塵や紙粉が付着した場合の周期より小さく（周波数が高く）なるという特徴が見られる（図９参照）。正常吐出の周期より大きくなるのは、ポンプ吸引によってインクがノズル２４から強制的に排出されているため、ノズル２４付近にインクが付着してイナータンスｍが増加していることや、ポンプ吸引の吸引力が振動板２１に影響を及ぼしていることなどによる。また、塵や紙粉が付着した場合の周期より小さくなるのは、イナータンスｍの増加や、振動板２１に働く吸引力による影響の度合いが、塵や紙粉が付着した場合のイナータンスｍ及び音響抵抗ｒの増加による影響の度合いより低いことによる。

以上の結果から、振動板２１の残留振動の態様によってヘッド２０の吐出異常を検出することができるとともに、その吐出異常の原因を特定することができる。
ここで、残留振動の検出原理について説明する。
静電式アクチュエータ２２を、図１０に示すように、ギャップ（空隙）を有して互いに対向する個別電極３０と振動板２１とで構成されるキャパシタと考える。そして、このキャパシタの静電容量Ｃ（ｘ）は、下記（４）式で表される。

また、静電式アクチュエータ２２と後述の駆動回路とを切り離した直後では、キャパシタには電荷Ｑが残存している。このため、キャパシタの充電電圧Ｖｃは、下記（５）式で表される。そして、この充電電圧Ｖｃは、キャパシタの静電容量Ｃの変化に応じて変化し、振動板２１の機械的な残留振動をその電圧変化として検出することができる。

ここで、Ｓは振動板２１及び個別電極３０の対向面積、ｇはその両者の間の距離（初期ギャップ）、εは空隙３１の誘電率、ｘは振動板２１の残留振動によって生じる振動板２１の基準位置からの変位量である。
この残留振動の検出原理を利用して、吐出異常を検出し、その原因を特定する回路構成について説明する。

インクジェットプリンタ１は、図１１に示すように、システムコントローラＳＣと、ヘッド２０を駆動する駆動回路ＨＤと、残留振動を検出する残留振動検出回路ＺＤと、吐出異常の有無を判定するとともに吐出異常の原因を特定する吐出異常判定回路ＪＤとを備えている。
そして、システムコントローラＳＣから、ヘッド２０の駆動を指示する駆動指示信号が駆動回路ＨＤに出力される。駆動回路ＨＤは、システムコントローラＳＣからの駆動指示信号に基づいて、ヘッド２０を駆動する駆動信号を、残留振動検出回路ＺＤを介してヘッド２０へ出力する。そして、この駆動信号の出力の後、Ｈｉレベルの信号である休止信号を所定時間、残留振動検出回路ＺＤの後述する検出タイミング発生部ＴＭに出力する。

この検出タイミング発生部ＴＭは、駆動回路ＨＤからの休止信号及びシステムコントローラＳＣに記憶されている検出タイミング設定値に基づいて、ヘッド２０から駆動回路ＨＤへの接続と、ヘッド２０から後述する振動波形検出回路ＷＤへの接続との切換えを司る。
そして、ヘッド２０と振動波形検出回路ＷＤとが接続されると、後述するＳＷ切換え信号をシステムコントローラＳＣに出力するとともに、後述する残留振動パルスを吐出異常判定回路ＪＤの吐出異常判定部ＳＰに出力する。

吐出異常判定部ＳＰは、残留振動検出回路ＺＤからの残留振動パルスに基づいて、吐出異常の有無を判定するとともにその原因を特定し、吐出異常判定結果をシステムコントローラＳＣに出力する。
また、吐出異常判定回路ＪＤの判定基準選択部ＣＨは、残留振動の周期の長短を判定する判定基準値において、システムコントローラＳＣからのポンプ吸引実行信号に基づいて、ポンプ吸引処理が実施されている場合と実施されていない場合とで、異なる基準値の選択を司る。

ここで、上記各回路の具体的構成について、詳細を説明する。
残留振動検出回路ＺＤは、図１２に示すように、接続切換えスイッチＳＷと、検出タイミング発生部ＴＭと、振動波形検出回路ＷＤと、波形整形回路ＳＴとを備えている。
接続切換えスイッチＳＷは、駆動回路ＨＤとヘッド２０との接続及びヘッド２０と振動波形検出回路ＷＤとの接続を切換える。この接続切換えスイッチＳＷによる接続の切換えは、後述する検出タイミング発生部ＴＭからのＳＷ切換え信号に基づいて、行われる。接続切換えスイッチＳＷは、ＳＷ切換え信号がＨｉレベルになると、ヘッド２０と振動波形検出回路ＷＤとを接続し、ＳＷ切換え信号がＬｏレベルになると、ヘッド２０と駆動回路ＨＤとを接続する。

検出タイミング発生部ＴＭは、駆動回路ＨＤからの休止信号及びシステムコントローラＳＣに記憶されている検出タイミング設定値に基づいて、接続切換えスイッチＳＷにＳＷ切換え信号を出力し、リセット信号及びＬｏａｄ信号を吐出異常判定回路ＪＤに出力する。
振動波形検出回路ＷＤは、接続切換えスイッチＳＷによってヘッド２０に接続されると、前述した振動板２１の機械的な残留振動を電圧変化として波形整形回路ＳＴに出力する。

波形整形回路ＳＴは、振動波形検出回路ＷＤからの出力電圧を、基準電圧との比較結果に基づいて、パルス波形の電圧である残留振動パルスとして出力する。
検出タイミング発生部ＴＭの詳細を、図１３に基づいて説明する。
検出タイミング発生部ＴＭは、図１３に示すように、カウンタＣＴと、一致比較器ＣＲと、フリップフロップ回路で構成されるラッチ回路Ｌａ１と、ＡＮＤ回路ＡＮ１と、エッジ検出器ＥＤと、遅延回路ＤＬとを備えている。

カウンタＣＴは、駆動回路ＨＤからの休止信号の出力回数をカウントし、その結果を一致比較器ＣＲに出力する。
一致比較器ＣＲは、システムコントローラＳＣに記憶されている検出タイミング設定値と休止信号の出力回数とが一致したことに基づいて、ラッチ回路Ｌａ１にＨｉレベルのセット信号を出力する。

ラッチ回路Ｌａ１は、一致比較器ＣＲからのＨｉレベルのセット信号を受けて、ＡＮＤ回路ＡＮ１にＨｉレベルの信号を出力する。
ＡＮＤ回路ＡＮ１は、ラッチ回路Ｌａ１からのＨｉレベルの出力信号と、Ｈｉレベルの休止信号とに基づいて、接続切換えスイッチＳＷ及びエッジ検出器ＥＤに、ＨｉレベルのＳＷ切換え信号を出力する。

ここで、ＳＷ切換え信号がＨｉレベルになった後、休止信号がＬｏレベルになると、ＳＷ切換え信号がＬｏレベルになる。そして、エッジ検出器ＥＤは、このＳＷ切換え信号がＬｏレベルになったエッジを検出して、比較的短い所定時間オン状態となるＬｏａｄ信号を吐出異常判定回路ＪＤ及び図１３に示す遅延回路ＤＬに出力する。
遅延回路ＤＬは、Ｌｏａｄ信号の入力から所定時間を経過した後、リセット信号をカウンタＣＴ、ラッチ回路Ｌａ１及び吐出異常判定回路ＪＤに出力する。

このリセット信号に基づいて、カウンタＣＴ及びラッチ回路Ｌａ１がリセットされる。
吐出異常判定回路ＪＤは、図１４に示すように、判定基準選択部ＣＨと吐出異常判定部ＳＰとを備えている。この判定基準選択部ＣＨは、システムコントローラＳＣから入力されるポンプ吸引実行信号に基づいて、正常吐出上限値（Ｔ１＋ｈ値）及び回復基準値（Ｔ２＋ｊ値）のいずれかを選択し、その選択値Ｔｃを比較器ＣＰ１に送るセレクタＳＬを備えている。このセレクタＳＬは、ポンプ吸引処理が実施されていない場合には、正常吐出上限値を選択し、ポンプ吸引処理が実施されている場合には、回復基準値を選択する。

ここで、正常吐出上限値とは、残留振動の周期が正常であるか否かを判定する上限値である。この正常吐出上限値は、図７に示す正常吐出の際に得られる残留振動の周期Ｔ１に許容値ｈを加算して決定される。
また、回復基準値とは、ポンプ吸引処理が実施されている状態で得られる残留振動の周期が正常であるか否かを判定する上限値であり、図９に示す残留振動の周期Ｔ２に許容値ｊを加算して決定される。

吐出異常判定部ＳＰは、周期カウンタＰＣと、比較器ＣＰ１及びＣＰ２と、インバータＩＶ１及びＩＶ２と、ＡＮＤ回路ＡＮ２〜ＡＮ４と、ラッチ回路Ｌａ２〜Ｌａ３とを備えている。
周期カウンタＰＣは、残留振動パルスの信号から残留振動の周期を計測し、この残留振動周期Ｔを周期カウント値として比較器ＣＰ１、ＣＰ２及びシステムコントローラＳＣに出力する。

比較器ＣＰ１は、残留振動周期Ｔと正常吐出上限値及び回復基準値の選択値Ｔｃとを比較し、Ｔ＞Ｔｃである場合には、Ｈｉレベルの信号を、Ｔ≦Ｔｃである場合には、Ｌｏレベルの信号を、インバータＩＶ１及びＡＮＤ回路ＡＮ４に出力する。
比較器ＣＰ２は、残留振動周期Ｔと入力された正常吐出下限値（Ｔ１−ｈ）とを比較し、Ｔ＜（Ｔ１−ｈ）である場合には、Ｈｉレベルの信号を、Ｔ≧（Ｔ１−ｈ）である場合には、Ｌｏレベルの信号を、インバータＩＶ２及びＡＮＤ回路ＡＮ３に出力する。

インバータＩＶ１、ＩＶ２は、それぞれ、入力された信号のＨｉとＬｏとを反転させてＡＮＤ回路ＡＮ２に出力する。
ＡＮＤ回路ＡＮ２〜ＡＮ４は、それぞれに入力された信号がすべてＨｉレベルである場合に、各ラッチ回路Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４にＨｉレベルの信号を出力する。
各ラッチ回路Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４は、検出タイミング発生部ＴＭから入力されるリセット信号によってリセットされるまで、各ＡＮＤ回路ＡＮ２、ＡＮ３、ＡＮ４から出力されたＨｉレベルの信号を、システムコントローラＳＣに出力する。

なお、周期カウンタＰＣについても、リセット信号に基づいてリセットされる。
ここで、吐出異常判定部ＳＰにおける信号の流れを、検出される残留振動の態様ごとに、説明する。
（ｉ）正常吐出の場合
ノズル２４からインク滴が正常に吐出された場合、周期カウンタＰＣでの残留振動周期Ｔは、図７に示すＴ１となる。

各比較器ＣＰ１、ＣＰ２は、Ｔ＞（Ｔ１＋ｈ）及びＴ＜（Ｔ１−ｈ）なる関係が成立しないため、Ｌｏレベルの信号を出力する。
ＡＮＤ回路ＡＮ２は、各インバータＩＶ１、ＩＶ２でＬｏレベルから反転されたＨｉレベルの信号が入力され、ＨｉレベルのＬｏａｄ信号に基づいて、ラッチ回路Ｌａ２にＨｉレベルの信号を出力する。

ＡＮＤ回路ＡＮ３、ＡＮ４は、各比較器ＣＰ１、ＣＰ２からＬｏレベルの信号が入力されるので、ＨｉレベルのＬｏａｄ信号を受けても、ラッチ回路Ｌａ３、Ｌａ４にはＬｏレベルの信号が出力される。
従って、ラッチ回路Ｌａ２〜Ｌａ４のうちでＨｉレベルの信号を出力するのは、ラッチ回路Ｌａ２だけとなる。このラッチ回路Ｌａ２からＨｉレベルの信号が出力されると、吐出異常が発生していないことを示す。

なお、このラッチ回路Ｌａ２から出力されるＨｉレベルの信号は、セレクタＳＬによって判定基準値として正常吐出上限値（Ｔ１＋ｈ値）が選択されている場合には、正常判定結果を示し、判定基準値として回復基準値（Ｔ２＋ｊ値）が選択されている場合には、ノズル２４のインク滴を吐出する性能が回復した旨を示すノズル回復判定結果を示している。
（ｉｉ）気泡混入の場合
ノズル２４から気泡が混入してインク滴が正常に吐出されない場合、周期カウンタＰＣでの残留振動周期Ｔは、図８（ａ）に示すＴＢ（ＴＢ＜（Ｔ１−ｈ）とする）となる。

この場合、比較器ＣＰ１からは、Ｌｏレベルの信号が、比較器ＣＰ２からは、Ｈｉレベルの信号が、それぞれ出力される。以後は、（ｉ）と同様の経路をたどり、ラッチ回路Ｌａ２がＬｏレベルの信号を、ラッチ回路Ｌａ３がＨｉレベルの信号を、ラッチ回路Ｌａ４がＬｏレベルの信号を出力する。
つまり、ラッチ回路Ｌａ３だけがＨｉレベルの信号を出力する。ラッチ回路Ｌａ２からＬｏレベルの信号が出力されると、吐出異常が発生していることを示し、ラッチ回路Ｌａ３からＨｉレベルの信号が出力されると、その吐出異常の原因が気泡の混入であることを示す。
（ｉｉｉ）インクの乾燥又は紙粉の付着の場合
インクの乾燥又は紙粉の付着によって、ノズル２４からインク滴が正常に吐出されない場合、周期カウンタＰＣでの残留振動周期Ｔは、それぞれ、図８（ｂ）、（ｃ）に示すＴＫ、ＴＳとなる。

この場合、比較器ＣＰ１からは、Ｈｉレベルの信号が、比較器ＣＰ２からは、Ｌｏレベルの信号が、それぞれ出力される。以後は、（ｉ）、（ｉｉ）と同様の経路をたどり、ラッチ回路Ｌａ２がＬｏレベルの信号を、ラッチ回路Ｌａ３がＬｏレベルの信号を、ラッチ回路Ｌａ４がＨｉレベルの信号を出力する。
つまり、ラッチ回路Ｌａ４だけがＨｉレベルの信号を出力して、吐出異常の原因がインクの乾燥又は紙粉の付着であることを示す。

ここで、ノズル回復処理の流れについて説明する。
インクジェットプリンタ１は、前述したヘッドクリーニングの動作を終了すると、システムコントローラＳＣが図１５に示すノズル回復処理を実行する。
このノズル回復処理は、まず、ステップＳ１において、ノズルを指定して駆動指示信号を駆動回路ＨＤに出力してヘッド２０を駆動させ、残留振動を検出させるとともに、吐出異常の判定をさせてステップＳ２に移行する。

このステップＳ２において、吐出異常判定結果が入力されたか否かを判定し、入力された（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ３に移行し、入力されていない（ＮＯ）と判定されると、入力されるまで待機する。
ステップＳ３において、吐出異常判定結果を記憶してステップＳ４に移行する。
このステップＳ４において、すべてのノズル２４について吐出異常判定結果が出たか否かを判定し、出た（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ５に移行し、出ていない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ５において、吐出異常判定結果に基づいてその判定結果が異常となる吐出異常ノズルがあるか否かを判定し、ある（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ６に移行し、ない（ＮＯ）と判定されると、ノズル回復処理を終了する。
ステップＳ６において、吐出異常ノズルの１つを選択し、記憶されている吐出異常判定結果がインクの乾燥又は紙粉の付着であるか否かを判定し、インクの乾燥又は紙粉の付着である（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ７に移行し、インクの乾燥又は紙粉の付着ではなく（ＮＯ）気泡の混入であると判定されると、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ７において、インクジェットプリンタ１が使用されなかった時間である不使用時間ＴＵを読み込んでステップＳ８に移行する。
このステップＳ８において、不使用時間ＴＵが所定時間ＦＴ未満であるか否かを判定することによって、吐出異常の原因が紙粉の付着であるのか又はインクの乾燥であるのかを判定する。そして、吐出異常の原因が紙粉の付着である（紙粉（ＹＥＳ））と判定されると、ステップＳ９に移行し、インクの乾燥である（乾燥（ＮＯ））と判定されると、ステップＳ１１に移行する。

ここで、不使用時間ＴＵが所定時間ＦＴ未満であるか否かを判定するのは、吐出異常の原因がインクの乾燥及び紙粉の付着のいずれであるかを特定するためである。つまり、インクの乾燥及び紙粉の付着の場合、図８（ｂ）、（ｃ）に示す残留振動周期ＴＫ及びＴＳからはいずれであるかを特定することが困難である。そこで、インクジェットプリンタ１の不使用時間ＴＵが所定時間ＦＴ未満であるかＦＴ以上であるかを判定し、不使用時間ＴＵが所定時間ＦＴ未満であるとき、吐出異常の原因が紙粉の付着であると判定し、不使用時間ＴＵが所定時間ＦＴ以上であるときにインクの乾燥であると判定する。

ステップＳ８の判定結果が紙粉であるときには、ステップＳ９において、ワイピング処理を実施してからステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１１では、チューブポンプＴＰに対するポンプ吸引実行信号をＨｉレベルにしてポンプ吸引を開始させ、ステップＳ１２に移行する。
このステップＳ１２において、後述する回復判定処理を実施してからステップＳ１３に移行し、ポンプ吸引実行信号をＬｏレベルにしてポンプ吸引を停止させ、ステップＳ１０に移行する。

このステップＳ１０において、すべての吐出異常ノズルについてノズル回復処理を終了したか否かを判定し、終了した（ＹＥＳ）と判定されるとノズル回復処理を終了し、終了していない（ＮＯ）と判定されるとステップＳ１４に移行する。
このステップＳ１４において、次の吐出異常ノズルを選択してステップＳ６に移行する。

また、ステップＳ１２の回復判定処理は、図１６に示すように、まず、ステップＳ３１において、駆動指示信号を出力してヘッド２０を駆動してからステップＳ３２に移行する。
このステップＳ３２では、検出タイミング発生部ＴＭから入力されるＳＷ切換え信号がＨｉレベルになったか否かを判定し、なった（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ３４に移行し、なっていない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ３３で所定時間経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間が経過したときにはステップＳ３１に移行する。

ステップＳ３４では、吐出異常ノズルについて回復判定結果が出たか否かを判定し、出た（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ３５に移行し、出ていない（ＮＯ）と判定されると、判定結果が出るまで待機する。
ステップＳ３５では、回復判定結果が回復したものであるか否かを判定し、回復したものである（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ３８に移行し、回復したものでない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ３６に移行する。

このステップＳ３６では、ポンプ吸引の吸引力Ｑが最大吸引力Ｑｍａｘであるか否かを判定し、最大吸引力Ｑｍａｘである（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ３７に移行し、最大吸引力Ｑｍａｘでない（ＮＯ）と判定されるとステップＳ４０に移行する。
ステップＳ３７では、ポンプの最大吸引力Ｑｍａｘによっても吐出異常が回復しないため、吐出異常ノズルが回復不可能であると特定してステップＳ３８に移行する。

このステップＳ３８では、特定した結果を保存してステップＳ３９に移行する。
このステップＳ３９では、ポンプ吸引の吸引力Ｑを最小吸引力Ｑｍｉｎにリセットし、図１５に示すステップＳ１３に移行する。
また、ステップＳ４０では、ポンプ吸引の現在の吸引力Ｑに所定値ΔＱを加算した値を新たな吸引力Ｑとし、これをチューブポンプＴＰに出力してからステップＳ３１に移行する。

次に、上記実施形態の動作を、気泡混入の場合を例に、図１７に示すタイミングチャートに基づいて、説明を簡単にするため、例では気泡混入により吐出異常となったノズルが１つである場合について説明する。
システムコントローラＳＣは、前述したヘッドクリーニングの動作が終了すると、図１５に示すノズル回復処理を実行して、所定のノズル２４に対して駆動指示信号を駆動回路ＨＤに出力する。そして、駆動回路ＨＤは、図１７に示す駆動信号（Ａ）を残留振動検出回路ＺＤに出力するとともに、検出タイミング設定値を１に設定して、これを検出タイミング発生部ＴＭの一致比較器ＣＲへ出力する。このとき、図１２に示す接続切換えスイッチＳＷが駆動回路ＨＤとヘッド２０とを接続しており、ヘッド２０の静電式アクチュエータ２２は、駆動信号によって駆動される。

また、駆動信号（Ａ）を出力した後、駆動回路ＨＤは、図１７に示す休止信号（Ｂ）を所定時間Ｈｉレベルに切換える。休止信号（Ｂ）がＨｉレベルになった回数が検出タイミング設定値に達すると、検出タイミング発生部ＴＭから出力される図１７に示すＳＷ切換え信号（Ｃ）をＨｉレベルに切換え、接続切換えスイッチＳＷによってヘッド２０と振動波形検出回路ＷＤとが接続される。

ＳＷ切換え信号（Ｃ）がＨｉレベルになっている間、振動波形検出回路ＷＤによって、図１７に示す残留振動波形（Ｄ）が検出され、この残留振動波形（Ｄ）は、波形整形回路ＳＴによって、残留振動パルス（Ｅ）に波形整形される。
残留振動パルス（Ｅ）に基づいて、最初の残留振動パルスＰ１の立ち上がりから次の残留振動パルスＰ２の立ち上がりまでの残留振動周期Ｔが周期カウンタＰＣによって、例えば、所定周期のクロックパルスをカウントすることにより、周期カウント値（Ｆ）として計測され、これが比較器ＣＰ１及びＣＰ２によって、正常吐出上下限値（Ｔ１±ｈ値）に基づいて判定される。この場合、気泡の混入が生じているものとすると、残留振動周期Ｔが、図１７（Ｆ）に示すように、正常吐出下限値（Ｔ１−ｈ値）未満であるときには、比較器ＣＰ２からＨｉレベルの比較信号がＡＮＤ回路ＡＮ３に出力される。

一方、駆動回路ＨＤから出力される休止信号（Ｂ）がＬｏレベルに切換わった時点で、検出タイミング発生部ＴＭは、ＳＷ切換え信号（Ｃ）をＬｏレベルに切換えるとともに、吐出異常判定部ＳＰ及び遅延回路ＤＬに出力するＬｏａｄ信号（Ｈ）を所定時間Ｈｉレベルに切換える。
このＬｏａｄ信号（Ｈ）がＡＮＤ回路ＡＮ３に供給されるので、このＡＮＤ回路ＡＮ３の出力がＨｉレベルとなり、これがラッチ回路Ｌａ３に供給されてラッチされ、このラッチ回路Ｌａ３のＨｉレベルの出力信号が気泡の混入を表す原因特定信号（Ｉ）として、システムコントローラＳＣに出力される。

また、Ｌｏａｄ信号（Ｈ）が入力される遅延回路ＤＬは、Ｌｏａｄ信号（Ｈ）がＨｉレベルに切換わってから所定時間遅延して、カウンタＣＴ、周期カウンタＰＣ、ラッチ回路Ｌａ１〜Ｌａ４に出力するリセット信号（Ｇ）をＨｉレベルに切換える。このリセット信号（Ｇ）がＨｉレベルになったことに基づいて、カウンタＣＴ、周期カウンタＰＣ、ラッチ回路Ｌａ１〜Ｌａ４がリセットされ、原因特定信号（Ｉ）がＬｏレベルになる。

吐出異常の原因が気泡混入であるため、システムコントローラＳＣは、図示しないポンプ駆動部及び判定基準選択部ＣＨに出力するポンプ吸引実行信号（Ｊ）をＨｉレベルに切換え、ポンプ吸引処理を開始させるとともに、残留振動周期Ｔの判定基準を回復基準値（Ｔ２＋ｊ値）に切換える。なお、このポンプ吸引実行信号（Ｊ）がＨｉレベルになっている間、ポンプ吸引処理が行われる。

ポンプ吸引実行信号（Ｊ）がＨｉレベルに切換わると、前述した回復判定処理に移行し、システムコントローラＳＣが駆動指示信号を駆動回路ＨＤに出力するとともに、検出タイミング設定値を２に設定して、これを検出タイミング発生部ＴＭの一致比較器ＣＲへ出力する。
駆動回路ＨＤは、前述した内容と同様に、駆動信号（Ａ）を出力してヘッド２０の静電式アクチュエータ２２を駆動させるとともに、休止信号（Ｂ）を所定時間Ｈｉレベルに切換える。休止信号（Ｂ）がＨｉレベルになった回数がカウンタＣＴによってカウントされ、このカウントされた回数が検出タイミング設定値に達すると、前述した内容と同様に、ＳＷ切換え信号（Ｃ）がＨｉレベルになり、残留振動波形（Ｄ）が検出され、残留振動パルス（Ｅ）に基づいて、残留振動周期Ｔが計測される。

このとき、周期カウント値（Ｆ）として計測された残留振動周期Ｔが、正常吐出下限値（Ｔ１−ｈ値）以上、回復基準値（Ｔ２＋ｊ値）以下となったときには、吐出異常ノズルが回復した旨を示すノズル回復信号（Ｋ）がＨｉレベルに切換わる。なお、このノズル回復信号（Ｋ）は、吐出異常判定部ＳＰのラッチ回路Ｌａ２から出力される。
そして、Ｈｉレベルのリセット信号（Ｇ）に基づいて、ノズル回復信号（Ｋ）がＬｏレベルに切換わる。その後、ポンプ吸引実行信号（Ｊ）がＬｏレベルになり、ポンプ吸引が停止されるとともに、残留振動周期Ｔの判定基準が正常吐出上限値（Ｔ１＋ｈ値）に切換わる。

図１７に示す例では、ポンプ吸引の開始後、１回目の回復判定処理における判定結果が吐出異常ノズルが回復したものとなった場合を示したが、１回目の回復判定処理の判定結果が回復していないものである場合すなわち残留振動周期Ｔが正常吐出下限値（Ｔ１−ｈ値）未満である場合には、ラッチ回路Ｌａ３からＨｉレベルの出力信号が気泡の混入を表す原因特定信号（Ｉ）として、システムコントローラＳＣに出力される。

そして、システムコントローラＳＣは、ポンプ吸引の現在の吸引力ＱにΔＱを加算した新たな吸引力ＱをチューブポンプＴＰに出力して、回復判定処理を実行し、ポンプ吸引の吸引力Ｑが最大吸引力Ｑｍａｘになるまでこれを繰り返す。
ポンプ吸引の吸引力Ｑが最大吸引力Ｑｍａｘであっても、回復判定処理の判定結果が吐出異常ノズルが回復したものとならない場合には、その吐出異常ノズルについては回復不可能であると判断して、回復判定処理を終了する。

また、吐出異常の原因がインクの乾燥であるとすると、周期カウント値（Ｆ）として計測される残留振動周期Ｔが正常吐出上限値（Ｔ１＋ｈ値）を超え、比較器ＣＰ１からＨｉレベルの比較信号がＡＮＤ回路ＡＮ４に出力される。このＡＮＤ回路ＡＮ４の出力が、ＨｉレベルのＬｏａｄ信号（Ｈ）に基づいて、Ｈｉレベルになり、これがラッチ回路Ｌａ４に供給され、このラッチ回路Ｌａ４のＨｉレベルの出力信号がインクの乾燥を表す原因特定信号（Ｉ）として、システムコントローラＳＣに出力される。以後、上述した内容と同様に、ポンプ吸引処理を開始して回復判定処理に移行する。

また、吐出異常が発生せずに正常である場合、周期カウント値（Ｆ）として計測される残留振動周期Ｔが正常吐出上下限値（Ｔ１±ｈ値）の範囲内であり、比較器ＣＰ１及びＣＰ２から出力されるＬｏレベルの比較信号が、インバータＩＶ１及びＩＶ２によってＨｉレベルに変換され、ＡＮＤ回路ＡＮ２に入力される。このＡＮＤ回路ＡＮ２の出力が、ＨｉレベルのＬｏａｄ信号（Ｈ）に基づいて、Ｈｉレベルになり、これがラッチ回路Ｌａ２に供給される。このラッチ回路Ｌａ２のＨｉレベルの出力信号が、ノズル２４が正常である旨を表す正常判定結果信号として、システムコントローラＳＣに出力される。以後、回復判定処理に移行せず、ノズル回復処理を終了する。

なお、第１の実施形態において、吐出異常判定回路ＪＤが吐出異常検出手段及び回復判定手段に対応し、ワイパ１３が吐出性能回復手段としてのワイピング手段に対応し、キャップ１４、チューブＰＩ及びチューブポンプＴＰが吐出性能回復手段としての吸引手段に対応し、システムコントローラＳＣが吸引制御手段に対応し、残留振動検出回路ＺＤが残留振動検出手段に対応している。

上記の構成によれば、ノズルの液滴吐出性能の回復状況に基づいて、チューブポンプＴＰの駆動が制御されるため、従来、ポンプ吸引処理後に実施していたノズル検査にかかる時間を省略することができるとともに、このノズル検査によって再度、ポンプ吸引処理が必要になるという事態を解消することが可能となる。
また、ノズルの液滴吐出性能の回復状況を監視しながら、インクの吸引を制御することが可能であるため、液滴吐出性能の回復を早期に検出し、チューブポンプＴＰの駆動を停止することで、ポンプ吸引処理にかかるインクの消費量を低減することができる。

また、チューブポンプＴＰの回転速度が最低速度から最高速度まで段階的に設定されており、ポンプ吸引処理における吸引力を最小吸引力から最大吸引力まで段階的に変化させることが可能となっている。そして、回復判定処理において、液滴吐出性能が回復していないと判定されると、この吸引力を段階的に増加させるようになっている。従って、最大吸引力に達する前にノズルの液滴吐出性能が回復すれば、吸引開始から最大吸引力で回復させる場合に比較して、インクの消費量を低減することが可能となる。

また、最大吸引力でもノズルの液滴吐出性能が回復しない場合には、そのノズルは、回復不可能であると判断され、ポンプ吸引処理が停止される。従って、故障などによって回復不可能なノズルのために、インクが無駄に消費されることを抑えることが可能となる。
また、紙粉の付着による吐出異常の場合に、ポンプ吸引処理を行うと、インクの消費量が多くなるばかりでノズル回復の効果が低く、適切でない。従って、本実施形態では、紙粉の付着による吐出異常の場合に、ワイパ１３によるワイピング処理を実施するようになっており、インクの無駄な消費が抑制される。

また、吐出異常判定回路ＪＤは、判定基準選択部ＣＨを備えており、ポンプ吸引処理が実施されている場合と実施されていない場合とで、それぞれ異なる判定基準値を選択することが可能となっている。従って、吐出異常の検出及び液滴吐出性能の回復判定の二つの処理を、一つの吐出異常判定回路ＪＤで行うことが可能となっている。
なお、第１の実施形態では、図１１に示す回路構成において、検出タイミング発生部ＴＭからシステムコントローラＳＣにＳＷ切換え信号を出力するようにしたが、これを省略することもできる。この場合、図１６に示す回復判定処理のステップＳ３２を、駆動指示信号を出力した回数をカウントするステップと、カウントした回数が所定の回数に達したか否かを判定するステップとで置き換える。そして、カウントした回数が所定の回数に達した場合には、ステップＳ３４に移行し、達していない場合には、ステップＳ３３に移行する。

本発明の第２の実施形態を図１８〜図２１に基づいて説明する。
第２の実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、図１１に示す回路構成において、前述したシステムコントローラＳＣ、検出タイミング発生部ＴＭ及び吐出異常判定回路ＪＤが省略され、これらに代わって処理を実施する演算処理部ＣＰＵを備えていることを除いては第１の実施形態と同様の構成を有し、図１１及び図１２との対応部分には同一符号を付してその説明を省略する。

演算処理部ＣＰＵは、図１８に示すように、ポンプ吸引実行信号、駆動指示信号及びＳＷ切換え信号を、それぞれ、モータ駆動回路ＭＤ、駆動回路ＨＤ及び接続切換えスイッチＳＷに出力する。
モータ駆動回路ＭＤは、ポンプ吸引実行信号に基づいて、チューブポンプＴＰを駆動するポンプ駆動モータＰＭを駆動させる。

また、演算処理部ＣＰＵは、波形整形回路ＳＴから残留振動パルスが入力され、ノズル回復処理を実施する。
第２の実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、前述したヘッドクリーニングの動作が終了すると、演算処理部ＣＰＵが図１９に示すノズル回復処理を実行する。
まず、ステップＳ５１において、吐出異常の有無を判定するノズル２４を選択してステップＳ５２に移行する。

このステップＳ５２において、後述する残留振動検出処理を実施してステップＳ５３に移行する。
このステップＳ５３において、残留振動周期Ｔが正常吐出下限値（Ｔ１−ｈ）未満であるか否かを判定することによって吐出異常の原因が気泡の混入であるか否かを判定し、気泡である（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ５７に移行して原因が気泡であるという結果を保存してから、ステップＳ５８に移行し、気泡でない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ５４に移行する。

ステップＳ５４において、残留振動周期Ｔが正常吐出上限値（Ｔ１＋ｈ）を超えているか否かを判定することによって吐出異常の原因が紙粉の付着又はインクの乾燥であるか否かを判定し、紙粉又は乾燥である（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ５５に移行し、紙粉又は乾燥でない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ５７に移行してそのノズル２４には吐出異常が発生しておらず、正常であるという結果を保存してから、ステップＳ５８に移行する。

ステップＳ５５において、不使用時間ＴＵを読み込んでステップＳ５６に移行する。
このステップＳ５６において、不使用時間ＴＵが所定時間ＦＴ未満であるか否かを判定することによって、吐出異常の原因が紙粉の付着であるのか又はインクの乾燥であるのかを判定する。そして、吐出異常の原因が紙粉の付着である（紙粉（ＹＥＳ））と判定されると、ステップＳ５７に移行して原因が紙粉であるという結果を保存し、インクの乾燥である（乾燥（ＮＯ））と判定されると、ステップＳ５７に移行して原因が乾燥であるという結果を保存し、ステップＳ５８に移行する。

このステップＳ５８において、すべてのノズルについて吐出異常判定が終了したか否かを判定し、終了した（ＹＥＳ）と判定されるとステップＳ６０に移行し、終了していない（ＮＯ）と判定されるとステップＳ５９に移行する。
このステップＳ５９において、次の判定ノズルを選択してステップＳ５２に移行する。
また、ステップＳ６０において、吐出異常判定結果を読み込んでステップＳ６１に移行する。

このステップＳ６１において、吐出異常ノズルがあるか否かを判定し、ある（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ６２に移行し、ない（ＮＯ）と判定されると、ノズル回復処理を終了する。
ステップＳ６２において、吐出異常ノズルを指定してステップＳ６３に移行する。
このステップＳ６３において、吐出異常判定結果が紙粉であるか否かを判定し、紙粉である（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ７２に移行してワイピング処理を実施してからステップＳ７０に移行し、紙粉でない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ６４に移行する。

このステップＳ６４において、ポンプ吸引実行信号をＨｉレベルにしてポンプ吸引を開始し、ステップＳ６５に移行する。
このステップＳ６５において、タイマーＴｍ２を起動してステップＳ６６に移行する。
このステップＳ６６において、タイマーＴｍ２によって計測される時間が所定時間に達したか否かを判定し、達した（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ６７に移行し、達していない（ＮＯ）と判定されると、所定時間に達するまで待機する。

ここで、ステップＳ６５でタイマーＴｍ２を起動し、ステップＳ６６で時間を判定するのは、所定時間、ポンプ吸引処理を実施させるためである。
ステップＳ６７において、タイマーＴｍ２をリセットしてステップＳ６８に移行する。
このステップＳ６８において、後述する回復判定処理を実施してからステップＳ６９に移行し、ポンプ吸引実行信号をＬｏレベルにしてポンプ吸引を停止し、ステップＳ７０に移行する。

このステップＳ７０において、すべての吐出異常ノズルについてノズル回復処理を終了したか否かを判定し、終了した（ＹＥＳ）と判定されるとノズル回復処理を終了し、終了していない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ７１に移行して次の吐出異常ノズルを選択してから、ステップＳ６４に移行する。
また、ステップＳ５２の残留振動検出処理は、図２０に示すように、まず、ステップＳ９１において、検出タイミング設定値を読み込んでステップＳ９２に移行する。

このステップＳ９２において、駆動指示信号を駆動回路ＨＤに出力し、ノズル２４からインク滴を吐出させるように、静電式アクチュエータ２２を駆動してステップＳ９３に移行する。
このステップＳ９３において、変数Ｎに１を加算してステップＳ９２を実施した回数をカウントし、ステップＳ９４に移行する。

このステップＳ９４において、変数Ｎに代入されている値が検出タイミング設定値Ｎｓに一致したか否かを判定し、一致した（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ９５に移行し、一致していない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ９２に移行する。
ステップＳ９５において、変数Ｎに０を代入してステップＳ９６に移行する。
このステップＳ９６において、ＳＷ切換え信号をＨｉレベルにして接続切換えスイッチＳＷをヘッド２０と振動波形検出回路ＷＤとの接続に切換え、ステップＳ９７に移行する。

このステップＳ９７において、タイマーＴｍ１を起動してステップＳ９８に移行する。
このステップＳ９８において、最初の残留振動パルスＰ１の立ち上がりエッジが発生したか否かを判定し、なった（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ９９に移行し、なっていない（ＮＯ）と判定されると、オンになるまで待機する。
ステップＳ９９において、タイマーＴｍ３を起動してステップＳ１００に移行する。

このステップＳ１００において、次の残留振動パルスＰ２の立ち上がりエッジが発生したか否かを判定し、なった（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ１０２に移行し、なっていない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ１０１に移行する。
このステップＳ１０１において、タイマーＴｍ１によって計測される時間が所定時間に達したか否かを判定し、達した（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ１０２に移行し、達していない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ１００に移行する。

ステップＳ１０２において、タイマーＴｍ３を停止してからステップＳ１０３に移行し、タイマーＴｍ３のカウント値を残留振動周期Ｔとして記憶してステップＳ１０４に移行する。
ここで、ステップＳ９７でタイマーＴｍ１を起動し、ステップＳ１０１でタイマーＴｍ１の時間が所定時間に達したときに、タイマーＴｍ３を停止させるのは、残留振動が図８（ｂ）、（ｃ）に示す態様である場合には、次の残留振動パルスＰ２の立ち上がりエッジが発生せず、その周期Ｔが明確に検出できないことに対処するためである。

ステップＳ１０４において、ＳＷ切換え信号をＬｏレベルにして接続切換えスイッチＳＷをヘッド２０と駆動回路ＨＤとの接続に切換え、ステップＳ１０５に移行する。
このステップＳ１０５において、タイマーＴｍ１及びＴｍ３をリセットし、残留振動検出処理を抜け出る（リターン）。
また、図１９に示すステップＳ６８の回復判定処理は、図２１に示すように、まず、ステップＳ１１１において、図２０に示す残留振動検出処理を実施してステップＳ１１２に移行する。

このステップＳ１１２において、残留振動周期Ｔが正常吐出下限値（Ｔ１−ｈ）未満であるか否かを判定し、正常吐出下限値未満である（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ１１４に移行し、正常吐出下限値以上である（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ１１３に移行する。
このステップＳ１１３において、残留振動周期Ｔが回復基準値（Ｔ２＋ｊ）を超えているか否かを判定し、超えている（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ１１４に移行し、回復基準値以下である（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ１１５に移行してその吐出異常ノズルが回復したという結果を保存してから、ステップＳ１１６に移行する。

ステップＳ１１４において、ポンプ吸引の吸引力Ｑが最大吸引力Ｑｍａｘであるか否かを判定し、最大吸引力Ｑｍａｘである（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ１１５に移行してその吐出異常ノズルが回復不可能であるという結果を保存してから、ステップＳ１１６に移行し、最大吸引力Ｑｍａｘでない（ＮＯ）と判定されるとステップＳ１１７に移行する。

このステップＳ１１７において、ポンプ吸引の現在の吸引力Ｑに所定値ΔＱを加算した値を新たな吸引力Ｑとし、これをチューブポンプＴＰに出力してからステップＳ１１１に移行する。
また、ステップＳ１１６において、ポンプ吸引の吸引力Ｑを最小吸引力Ｑｍｉｎにリセットし、回復判定処理を抜け出る（リターン）。

なお、第２の実施形態において、演算処理部ＣＰＵが電子計算機としての吐出異常検出手段及び回復判定手段並びに吸引制御手段に対応し、接続切換えスイッチＳＷ、振動波形検出回路ＷＤ及び波形整形回路ＳＴが残留振動検出手段に対応している。
また、図１９において、ステップＳ５３〜Ｓ５６の処理が吐出異常検出ステップに対応し、ステップＳ６４の処理が吸引開始ステップに対応し、ステップＳ６９の処理が吸引制御ステップに対応している。

また、図２１において、ステップＳ１１２及びＳ１１３の処理が回復判定ステップに対応し、ステップＳ１１４、Ｓ１１６及びＳ１１７の処理が吸引制御ステップに対応している。
また、吐出異常検出ステップの処理が吐出異常検出手段に対応し、吸引開始ステップ及び吸引制御ステップの処理が吸引制御手段に対応し、回復判定ステップの処理が回復判定手段に対応している。

上記により、第１の実施形態と同様の効果が得られるばかりでなく、第１の実施形態に比較して回路構成を簡素化することが可能となる。
なお、第１及び第２の実施形態では、静電式アクチュエータ２２を駆動してインクに圧力を付与するヘッド２０を例に、説明したが、これに限定されず、ピエゾ素子などの圧電素子を用いてインクに圧力を付与するヘッドでもよい。

このピエゾ素子を用いたヘッドとしては、ピエゾ素子が積層された積層型アクチュエータ、ピエゾ素子を上下の電極で挟んだ構成を有するユニモルフアクチュエータなどがある。また、ピエゾ素子の駆動モードとしては、シェアモード変形を利用するシェアモードアクチュエータなどがある。
ピエゾ素子は、変形することによって電圧を発生するため、上記のピエゾ素子を利用した種々のヘッドでは、ピエゾ素子が発生する電圧を検出して残留振動波形を得ることができる。

第１の実施形態におけるインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図。 インクジェットプリンタのヘッドの構成を説明する断面図。 ヘッドユニットのノズルの配列を説明する平面図。 ワイパの構成及びワイピング処理を説明する図。 ポンプの構成及びポンプ吸引処理を説明する図。 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。 インク滴が正常に吐出された場合の残留振動波形。 吐出異常が発生した場合の残留振動波形。 ポンプ吸引処理中にノズルが回復した場合の残留振動波形。 振動板の残留振動の検出原理を説明する図。 第１の実施形態におけるインクジェットプリンタの回路構成を説明する図。 残留振動検出回路の構成を説明する図。 検出タイミング発生部の構成を説明する図。 吐出異常判定回路の構成を説明する図。 第１の実施形態におけるノズル回復処理の流れを示す図。 第１の実施形態における回復判定処理の流れを示す図。 吐出異常がポンプ吸引処理によって回復する例を示すタイミングチャート。 第２の実施形態におけるインクジェットプリンタの回路構成を説明する図。 第２の実施形態におけるノズル回復処理の流れを示す図。 残留振動検出処理の流れを示す図。 第２の実施形態における回復判定処理の流れを示す図。

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、２１…振動板、２２…静電式アクチュエータ、２３…キャビティ、２４…ノズル、ＪＤ…吐出異常判定回路、１３…ワイパ、１４…キャップ、ＰＩ…チューブ、ＴＰ…チューブポンプ、ＺＤ…残留振動検出回路、ＣＰＵ…演算処理部

Claims (10)

1. 液体を液滴として吐出するノズルを複数有するヘッドユニットと、前記ノズルから前記液滴が適正に吐出されない液滴吐出異常を、前記ヘッドユニットの前記ノズルごとに検出する吐出異常検出手段と、該吐出異常検出手段が前記液滴吐出異常を検出したことに基づいて、前記ノズルの前記液滴を吐出する液滴吐出性能を回復させる吐出性能回復手段と、を備えた液滴吐出装置であって、
   前記吐出性能回復手段は、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段と、該吸引手段による液体吸引状態で、前記ノズルの前記液滴吐出性能の回復状況を判定する回復判定手段と、該回復判定手段の判定結果に基づいて前記吸引手段を制御する吸引制御手段と、を有することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記吸引制御手段は、前記回復判定手段の判定結果が前記液滴吐出性能が回復したものとなったときに、前記吸引手段による前記吸引を停止させることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記吸引制御手段は、前記吸引手段による吸引開始時に当該吸引手段を最小吸引力に制御し、前記回復判定手段の判定結果が前記液滴吐出性能が回復していないものであるときに吸引力を最大吸引力まで段階的に増加させるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記吸引制御手段は、前記吸引手段が最大吸引力で前記液体を吸引した状態で、前記回復判定手段の判定結果が前記液滴吐出性能が回復していないものであるときに、回復不可能と判断して当該吸引手段による前記吸引を停止させることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記吐出性能回復手段は、前記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をさらに備え、
   前記吐出異常検出手段で検出した前記液滴吐出異常の態様に応じて、前記吸引手段又は前記ワイピング手段を選択するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
6. 前記ヘッドユニットは、振動板と、該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、当該内部の圧力が増減されて前記液体を液滴として前記ノズルから吐出させるキャビティと、を備え、
   前記回復判定手段は、前記アクチュエータを前記ノズルから前記液滴を吐出させるように駆動して振動板を変位させたときの当該振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段を有し、該残留振動検出手段によって検出された前記残留振動の態様に基づいて、前記液滴吐出性能の前記回復状況を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
7. 液体を液滴として吐出するノズルの当該液滴を吐出する液滴吐出性能を回復させる液滴吐出性能回復方法であって、
   前記ノズルから前記液滴が適正に吐出されない液滴吐出異常を、複数の前記ノズルを有するヘッドユニットの前記ノズルごとに検出する吐出異常検出ステップと、
   前記液滴吐出異常が検出されたことに基づいて、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段の駆動を開始する吸引開始ステップと、
   前記吸引手段による液体吸引状態で、前記ノズルの前記液滴吐出性能の回復状況を判定する回復判定ステップと、
   該回復判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記吸引手段の吸引を制御する吸引制御ステップと、を有することを特徴とする液滴吐出性能回復方法。
8. 前記回復判定ステップは、前記ヘッドユニットが備える振動板を変位させるアクチュエータを、前記ノズルから前記液滴を吐出させるように所定回数駆動した後の当該振動板の残留振動を検出し、検出された前記残留振動の周期に基づいて、前記液滴吐出性能が回復したか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出性能回復方法。
9. 液体を液滴として吐出するノズルの当該液滴を吐出する液滴吐出性能を回復させる液滴吐出性能回復処理を電子計算機に実行させる液滴吐出性能回復プログラムであって、
   前記ノズルから前記液滴が適正に吐出されない液滴吐出異常を、複数の前記ノズルを有するヘッドユニットの前記ノズルごとに検出する吐出異常検出ステップと、
   前記液滴吐出異常が検出されたことに基づいて、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段の駆動を開始する吸引開始ステップと、
   前記吸引手段による液体吸引状態で、前記ノズルの前記液滴吐出性能の回復状況を判定する回復判定ステップと、
   該回復判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記吸引手段の吸引を制御する吸引制御ステップと、を電子計算機に実行させることを特徴とする液滴吐出性能回復プログラム。
10. 前記回復判定ステップは、前記ヘッドユニットが備える振動板を変位させるアクチュエータを、前記ノズルから前記液滴を吐出させるように所定回数駆動した後の当該振動板の残留振動を検出し、検出された前記残留振動の周期に基づいて、前記液滴吐出性能が回復したか否かを判定することを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出性能回復プログラム。

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