JP2009083197A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータまたは出力回路の異常を判断しつつ低コスト化及び省スペース化を図る。
【解決手段】アクチュエータユニットがチャネル毎に配置された複数の個別電極と共通電極に挟持された圧電シートを有している。全ての個別電極に充電信号を出力して全てのチャネルを充電したときの消費電流値を参照電流値として検出する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。個別電極に放電信号を出力して検査チャネルを放電するとともに、個別電極に充電信号を出力して検査チャネルを除く全てのチャネルを充電したときの消費電流を検査電流値として検出する（Ｓ２０３、Ｓ２０４）。検査電流値から参照電流値を引いた減少電流量と正常時における減少電流量と差が所定値以上であるときに当該検査チャネルに異常があると判断する（Ｓ２０６、Ｓ２０７）。
【選択図】図１２

Description

本発明は、インク滴を吐出して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。

記録用紙等の被記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットプリンタが有するインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルとノズルに連通する圧力室とが形成された流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータと、アクチュエータを駆動する駆動信号を出力する出力回路が組み込まれたドライバＩＣとを有するものがある。アクチュエータは、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に圧力を付加するものであり、複数の圧力室に跨る圧電シート（圧電層）と、各圧力室に対向する複数の個別電極と、複数の個別電極に圧電シートを介して対向する基準電位が付与された共通電極（グランド電極）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータは、ドライバＩＣの出力回路から出力されたパルス状の駆動信号が個別電極に付与されることによって、その個別電極と共通電極との間に挟まれた圧電シートの部分に対してその厚み方向に電界が作用し、この部分の圧電シートを厚み方向に伸張させる。このとき、圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与される。

ドライバＩＣにおいては、ラッチアップや静電気放電によるサージなどにより、出力回路のトランジスタや保護ダイオードが劣化してリーク電流が発生し、リーク電流による発熱で出力回路が破損することがある。また、アクチュエータにおいては、圧電シートにクラックが発生することがある。この場合、クラックからインクが侵入してアクチュエータ内部やこれに接続された配線内においてショートが発生することがある。

上述したドライバＩＣやアクチュエータの異常を検知するため、アクチュエータに対応する出力回路毎に電流検出回路を設け、各出力回路の電流を監視する技術がある（特許文献２参照）

特開２００２−３６５６８号公報（図１） 特開２００２−１２７４０５号公報（図１）

上述した技術のように、アクチュエータに対応する出力回路毎に電流検出回路を設けると、インクジェットプリンタのコストが高くなるとともにアクチュエータの制御回路が大型化してしまう。

そこで、本発明は、アクチュエータまたは出力回路の異常を判断しつつ低コスト化及び省スペース化を図ることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明のインクジェット記録装置は、共通インク室の出口から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含み、前記ノズルから液滴を吐出させる複数のアクチュエータと、前記個別電極に信号を出力するトランジスタを含む複数の出力回路と、前記出力回路に電力を供給する電源装置と、前記電源装置が前記出力回路に電力を供給する出力部の電流値を検出する電流検出手段と、前記出力回路が全ての前記個別電極に第１電位を付与する第１信号を出力した場合に前記電流検出手段が検出する電流値と、前記出力回路が１又は複数の前記個別電極である検査個別電極に前記第１電位と異なる第２電位を付与する第２信号を出力するとともに前記検査個別電極を除く全ての前記個別電極に前記第１信号を出力した場合に前記電流検出手段が検出する電流値との差が所定値以上であるときに、前記検査個別電極に対応する前記アクチュエータ及び前記出力回路の少なくともいずれかに異常があると判断する判断手段とを備えている。

このとき、前記第１電位及び前記第２電位の一方が前記基準電位であり、他方が前記アクチュエータを駆動するときの駆動電位であることが好ましい。

本発明によると、出力回路のトランジスタのリーク電流が大きくなったり、圧電層にクラックが生じてインクが侵入することによって出力回路がショートしたりする異常があると、出力回路を流れる電流が変化する。そして、全ての前記個別電極に第１信号を出力したときに電流検出手段が検出する電流値と、検査個別電極に第２信号を出力するとともに検査個別電極を除く全ての個別電極に第１信号を出力したときに電流検出手段が検出する電流値との差を、正常時と比較することによって、検査個別電極を含むアクチュエータ及び出力回路の少なくともいずれかに異常があるか否かを判断することができる。このように、個別電極ごとに電流検出手段を設けることなくアクチュエータまたは出力回路の異常を判断することができるため、インクジェット記録装置の低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

本発明においては、前記判断手段が前記アクチュエータ及び前記出力回路の少なくともいずれかに異常があると判断したとき、対応する前記個別電極に当該アクチュエータを駆動するときの駆動電位を付与するパルスのパルス幅が、当該アクチュエータに対応する前記ノズルから吐出される液滴の体積が増大するように調整された信号を前記出力回路に出力させるパルス調整手段をさらに備えていてもよい。これによると、出力回路が劣化してアクチュエータの駆動力が弱まったときに、対応するノズルから吐出される液滴の体積が小さくなるのが抑制されるため、記録画像の品質が低下するのを抑制することができる。

また、本発明においては、記録媒体を搬送する搬送機構と、前記搬送機構に搬送された前記記録媒体に記録すべき画像に関する画像データを記憶する画像データ記憶手段と、前記判断手段が前記アクチュエータ及び前記出力回路の少なくともいずれかに異常があると判断したとき、前記画像データ記憶手段に記憶された前記画像データに係る、異常があると判断された前記アクチュエータまたは前記出力回路に対応する前記ノズルの前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に関する両側の少なくともいずれかに配置された前記ノズルからの前記記録媒体に吐出される液滴の体積を示すドットデータを、より大きい体積を示すドットデータに修正する画像データ修正手段とをさらに備えていてもよい。これによると、出力回路が破損してノズルから液滴が吐出されない場合であっても、搬送方向に直交する方向に隣接するノズルから吐出される液滴の体積が大きくなるため、画像品質が低下するのを抑制することができる。

さらに、本発明においては、複数の前記アクチュエータが一体となってアクチュエータユニットを形成しており、前記アクチュエータユニットに含まれる複数の前記アクチュエータに対応する複数の前記出力回路がドライバＩＣに含まれており、複数の前記アクチュエータユニット及び各アクチュエータユニットに対応する複数のドライバＩＣがインクジェットヘッドに含まれていてもよい。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る好適な実施形態であるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。また、インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットプリンタ１０１を制御する制御装置１６を有している。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２がそれぞれ構成されている。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙（記録媒体）Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙部１１から図中右方に送り出すためのものである。用紙搬送経路の中間部には、搬送機構１３が設けられている。この搬送機構１３は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内に配置されたプラテン１５とを含む。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する位置において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持するものである。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙部１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付けるものである。

図示しない搬送モータがベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が走行される。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙部１２に向けて搬送する。なお、搬送ベルト８の表面には、弱粘着性のシリコン樹脂層が形成されている。

搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離機構１４が設けられている。剥離機構１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中左方の右方の排紙部１２に向けて導くように構成されている。

４つのインクジェットヘッド１は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、用紙Ｐの搬送方向に沿って４つ並べて設けられている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体２の底面が搬送ベルト８の外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に形成された印刷領域に向けてインク吐出面２ａから各色のインク滴が吐出される。これにより、用紙Ｐの印刷領域に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

次に、図２を参照しつつインクジェットヘッド１について詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の短手方向に沿った断面図である。図２に示すように、インクジェットヘッド１は、内部に流路が形成された流路部材、流路部材からインク滴を吐出させる電装部材および電装部材を保護するカバー部材とから構成されている。流路部材は、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを含むヘッド本体２、及び、ヘッド本体２の上面に配置されているリザーバユニット７１を含む。リザーバユニット７１は、インクを一時的に貯溜してヘッド本体２に供給する。電装部材は、ドライバＩＣ５２が実装されたＣＯＦ（Chip On Film）５０、及び、ＣＯＦ５０と電気的に接続された基板５４を含む。ＣＯＦ５０の一端は、アクチュエータユニット２１に接続され、ドライバＩＣ５２が生成する駆動信号がアクチュエータユニット２１に供給される。カバー部材は、サイドカバー５３及びヘッドカバー５５で構成されている。カバー部材は、電装部材を収納し、外部からインクやインクミストが侵入するのを防ぐ。

リザーバユニット７１は、４枚のプレート９１〜９４が互いに位置合わせされて積層されたものであり、その内部に、図示しないインク流入流路、インクリザーバ６１、及び、１０個のインク流出流路６２が互いに連通するように形成されている。

また、プレート９４には、流路ユニット９に対向する面に凹部９４ａが形成されている。プレート９４の凹部９４ａが形成された部分では、流路ユニット９との間に空隙を形成しており、この空隙内に、アクチュエータユニット２１が配置されている。なお、インクリザーバ６１に流れ込んだインクはインク流出流路６２を通過し、インク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９に供給される。

ＣＯＦ５０は、後述する個別電極１３５及び共通電極１３４と電気的に接続されるように、その一方端部近傍がアクチュエータユニット２１の上面に接着されている。さらに、ＣＯＦ５０は、アクチュエータユニット２１の上面からサイドカバー５３とリザーバユニット７１との間を通過するように上方に引き出されており、他方端部がコネクタ５４ａを介して基板５４に接続されている。基板５４は、制御装置１６からの駆動信号をドライバＩＣ５２に中継するものである。

次に、図３〜図６を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図３は、ヘッド本体２の平面図である。図４は、図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル１０８を実線で描いている。図５は、図４に示すV−V線に沿った部分断面図である。図６（ａ）はアクチュエータユニット２１の拡大断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）においてアクチュエータユニット２１の表面に配置された個別電極を示す平面図である。

ヘッド本体２は、図３に示すように、４つのアクチュエータユニット２１が、流路ユニット９の上面９ａに固定されている。図４に示すように、アクチュエータユニット２１は、流路ユニット９に形成された圧力室１１０に対向して設けられた複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

流路ユニット９は、リザーバユニット７１のプレート９４とほぼ同じ平面形状を有する直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット７１のインク流出流路６２（図２参照）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、図４及び図５に示すように、多数のノズル１０８がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。圧力室１１０も、流路ユニット９におけるアクチュエータユニット２１の固定面において、ノズル１０８と同様マトリクス状に多数配列されている。

流路ユニット９は、図５に示すように、９枚のステンレス鋼等の金属プレート１２２〜１３０から構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。

これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート１２２〜１３０に形成された貫通孔が連結されて、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。

なお、リザーバユニット７１から流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５（副マニホールド流路１０５ａ）から、各個別インク流路１３２に流れ込み、アパーチャ１１２（絞り）及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。

アクチュエータユニット２１について説明する。図３に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有しており、インク供給口１０５ｂを避けるよう千鳥状に配置されている。さらに、各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向に沿っており、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は流路ユニット９の幅方向（副走査方向）に関して互いにオーバーラップしている。

図６（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる３枚の圧電シート（圧電層）１４１〜１４３から構成されている。圧電シート１４１の上面には、圧力室１１０に対向する位置に個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電シート１４１とその下側の圧電シート１４２との間には、シート全面に形成された共通電極（グランド電極）１３４が介在している。個別電極１３５は、図６（ｂ）に示すように、圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。個別電極１３５における鋭角部の一方は延出され、その先端には円形で導電性のランド１３６が設けられている。

共通電極１３４は、グランド電位（基準電位）が付与されている。一方、個別電極１３５は、各ランド１３６及びＣＯＦ５０の内部配線を介して、ドライバＩＣ５２の内部に形成された出力回路５２ａ（図８参照）と電気的に接続されている。つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働く。

ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電シート１４１は、多数の個別電極１３５と共通電極１３４とに挟持されており、圧電シート１４２、１４３は、共通電極１３４と流路ユニット９の上面とに挟持されている。ここで、個別電極１３５と共通電極１３４とに挟まれた圧電シート１４１の部分が、活性層として働き、両電極間に電圧を印加すると平面方向に伸縮する。また、この活性層として働く部分は、圧力室１１０側の圧電シート１４２、１４３と協働して、圧力室１１０の容積を変化するように変形する。活性層の分極方向と電界の方向とが共に厚み方向であれば、活性層が面方向に縮み、個別電極１３５に対応した部分は圧力室１１０の内側方向に凸状に変形する（ユニモルフ変形）。これにより、圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、圧力室１１０内に圧力波が発生する。そして、発生した圧力波が圧力室１１０からノズル１０８まで伝播することによってノズル１０８からインク滴が吐出される。

なお、本実施形態においては、予め個別電極１３５に駆動電位を付与しておき、圧力室１１０の容積を縮めておく。その後、吐出要求があるごとに一旦個別電極１３５にグランド電位を付与し、これに続く所定のタイミングにて再び駆動電位を個別電極１３５に付与するような駆動信号がドライバＩＣ５２から出力される。この場合、個別電極１３５がグランド電位になるタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が降下（圧力室１１０の容積が拡大）して、副マニホールド流路１０５ａから個別インク流路１３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極１３５を駆動電位にしたタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が上昇（圧力室１１０の容積が縮小）し、ノズル１０８からインク滴が吐出される。つまり、個別電極１３５に矩形波のパルスが付与されることになる。このパルス幅は、圧力室１１０内において圧力波が副マニホールド１０５ａの出口からノズル１０８の先端まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）より若干短い。しかし、圧力室１１０内のインクの圧力は、負圧状態から正圧状態に反転するときに、容積縮小による加圧力が合わさるため、強い圧力でインク滴をノズル１０８から吐出させることができる。なお、強い圧力でインク滴をノズル１０８から吐出させるという観点からは、パルス幅がＡＬと一致していることが好ましい。しかしながら、流路ユニット９の製造誤差により個別インク流路１３２の寸法にばらつきがあるため、パルス幅が、ＡＬを超えることがないように、ＡＬより若干短くなっている。また、本実施の形態では、駆動電位を２４Ｖとする。

上述のアクチュエータユニット２１によるインク吐出動作において、個別電極１３５の電位をグランド電位から駆動電位（例えば、２４Ｖ）に変えたとき、逆に駆動電位からグランド電位に変えたときには、それぞれ過度電流が制御回路８６に流れる。過度電流は、電源装置８５によって供給される。前者の場合には、充電電流が個別電極１３５に対して流れ、後者の場合には、放電電流が個別電極１３５から流れる。アクチュエータユニット２１や後述のドライバＩＣ（出力回路５２ａ）５２に不具合がなければ、制御回路８６には毎回決まった過渡電流が流れる。この過度電流は、本実施形態では、電位の遷移直後に約１μｓｅｃの期間流れる。

次に、図７を参照しつつ、制御装置１６について説明する。図７は、制御装置１６の機能ブロック図である。図７に示すように、制御装置１６は、電源装置８５と、電流検出回路（電流検出手段）９０と、制御回路８６とを有している。電源装置８５は、制御回路８６を動作させるための３．３Ｖ系出力回路と、アクチュエータユニット２１を駆動するための２４Ｖ系出力回路とを有するものである。なお、２４Ｖ系出力は、制御回路８６を介してドライバＩＣ５２に供給されている。電流検出回路９０は、電源装置８５における２４Ｖ系の電力を出力する出力部に関する電流を検出するものである。検出結果が、制御回路８６の検査判断部８９（後に詳述する）に出力される。

制御回路８６は、アクチュエータユニット２１の駆動を制御するものであり、画像データ記憶部８７と、ヘッド制御部８８と、検査判断部（判断手段）８９と、パルス幅調整部（パルス調整手段）７６と、画像データ修正部（画像データ修正手段）７７とを有している。画像データ記憶部８７は、用紙Ｐに印刷されるべき画像に関する画像データを記憶するものである。画像データは、印刷されるべき画像の各ドットに関するドットデータを含んでいる。このドットデータは、ノズル１０８から用紙Ｐに吐出されるインク滴の体積を示している。本実施形態においては、ドットデータが、「無し」、「小」、「中」及び「大」の４階調でインクの体積を示している。

ヘッド制御部８８は、画像データ記憶部８７に記憶された画像データにしたがって、所望のタイミングで各ノズル１０８からインク滴が吐出されるように、ドライバＩＣ５２を介してアクチュエータユニット２１の駆動を制御するものである。ドライバＩＣ５２は、アクチュエータユニット２１内に作り込まれている各ノズルに対応するアクチュータ（以下、チャネルと称す）を駆動する複数の出力回路５２ａを有している。

図８を参照しつつ、ドライバＩＣ５２の出力回路５２ａの動作について説明する。図８は、ドライバＩＣ５２の出力回路５２ａの回路図である。図８に示すように、出力回路５２ａは、ｐチャンネルのトランジスタ（ＭＯＳ ＦＥＴ）ＴＲ１と、ｎチャンネルのトランジスタ（ＭＯＳ ＦＥＴ）ＴＲ２と、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のドレインソース間に接続された保護ダイオードＤ１、Ｄ２と、ドライブ抵抗Ｒ３とを有している。

トランジスタＴＲ１のドレインとトランジスタＴＲ２のソースとが接続されており、ヘッド制御部８８の出力端が、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のゲートにそれぞれ接続されており、ヘッド制御部８８からの制御信号が入力される。トランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２との接続点と個別電極１３５との間に、ドライブ抵抗Ｒ３が接続されている。ドライブ抵抗Ｒ３によって、個別電極１３５に供給される電流値が決定されている。制御信号がＬｏｗレベルであれば、トランジスタＴＲ１がオンし、トランジスタＴＲ２がオフする。この状態のとき、２４Ｖの電位が、ドライブ抵抗Ｒ３を介して個別電極１３５に付与される。これにより、チャネルが充電される。一方、制御信号がＨｉｇｈレベルであれば、トランジスタＴＲ１がオフし、トランジスタＴＲ２がオンする。この状態では、グランド電位が、ドライブ抵抗Ｒ３を介して個別電極１３５に付与される。これにより、チャネルが放電される。このように、出力回路５２ａは、インバータ回路となっており、ヘッド制御部８８からの３．３Ｖ系の制御信号に対して論理反転した２４Ｖ系の駆動信号を個別電極１３５に付与する。

なお、ヘッド制御回路８８からの信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベル、あるいは、この逆の遷移をするとき、一瞬トランジスタＴＲ１、ＴＲ２が同時にＯＮ状態となっており、両トランジスタＴＲ１、ＴＲ２間を貫くように流れる貫通電流が流れる。この貫通電流を防ぐために、レベルの遷移タイミングを調整する貫通電流防止回路がトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のゲート側に設けられていてもよい。

出力回路５２ａにおいては、トランジスタＴＲ１のラッチアップや、静電気放電によるサージなどにより、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２や保護ダイオードＤ１が劣化してトランジスタＴＲ１のソース・ドレイン間または保護ダイオードＤ１においてリーク電流が流れることがある。この場合、リーク電流による発熱で出力回路５２ａが破損することがある。また、アクチュエータユニット２１においては、圧電シート１４１〜１４３にクラックが発生することがある。この場合、圧力室１１０からクラックを介してアクチュエータユニット２１内部にインクが侵入ことにより、アクチュエータユニット２１内部やこれに接続された配線内において、ショートが発生することがある。

図７に戻って、検査判断部８９は、出力回路５２ａやアクチュエータユニット２１（チャネル）に、上述した異常が発生しているか否かの検査を行うものである。具体的には、出力回路５２ａが充電信号（第１信号）を出力して、全ての個別電極１３５に２４Ｖの電位（第１電位）を付与する。これによって、全てのチャネルが充電されたときに、検査判断部８９は、電流検出回路９０が検出する電流値を参照電流値として記憶する。そして、検査対象となるアクチュエータユニット２１に含まれる全てのチャネルまたは検査対象となる個別のチャネルである検査チャネルに関する出力回路５２ａが、対応する個別電極１３５である検査個別電極にグランド電位（第２電位）を付与する放電信号（第２信号）を出力する。これによって、検査対象のチャネルが放電される。さらに、検査チャネルを除く全てのチャネルに関する出力回路５２ａが対応する個別電極１３５に充電信号を出力することによって、当該チャネルが充電されたときに、検査判断部８９は、電流検出回路９０が検出する電流値を検査電流値として記憶する。なお、電流検出回路９０は、過度電流の流れる期間を避けて各電流値を検出している。電流検出回路９０による電流検出の開始は、電位の遷移後１μｓｅｃ以上待った後である。そのため、参照電流値と検査電流値には、過度電流は含まれない。

出力回路５２ａにおけるリーク電流発生による検査電流値の変化は微小である。また、製造誤差により、各アクチュエータユニット２１の特性に差異がある。そこで、参照電流値を基準としてキャリブレーションを行う。具体的には、検査電流値から参照電流値を引く。これにより、検査個別電極に検査信号を入力することによって減少した減少電流量が算出される。さらに、算出した減少電流量と、予め記憶されている、正常時において同様の手順で得られた減少電流量とを比較し、その差分である差分電流量（すなわち、増加したリーク電流量）が、あらかじめ決定された所定値以上であるときに、検査チャネルに関する出力回路５２ａにおいて、異常があると判断する。なお、出力回路５２ａがショートしたときは、当該出力回路５２ａを駆動しようとしたときに、電流検出回路９０が非常に大きい電流が流れていることを検知するため、即座に異常があると判断することができる。

図７及び図９を参照しつつ、パルス幅調整部７６について説明する。図９は、パルス幅調整部７６によって調整された駆動信号の波形図である。パルス幅調整部７６は、検査判断部８９の判断結果に基づいて、出力回路５２ａから出力される駆動信号のパルス幅を調整するものである。検査判断部８９が、特定のチャネルに異常があり、当該チャネルのノズル１０８からは体積の不足したインク滴が吐出されると判断したとき、パルス幅調整部７６は、対応する出力回路５２ａからの駆動信号を調整して、ノズル１０８からインク滴の体積を増やすようにする。例えば、このような特定チャネルの不具合には、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２やダイオードＤ１の小さなリーク電流が起因している。このリーク電流によって、充放電電流が減少し、駆動信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間が遅くなる。本実施形態では、正常時の充放電電流のピーク電流に対して、その１０％以上のリーク電流が検出されたときには、検査判断部８９が異常と判断する。

図９（ａ）に示すように、正常時においては、インク滴を吐出させる駆動信号のパルスのパルス幅が、ＡＬ（Acoustic Length）より若干短いＷ０になっている。そして、パルス幅調整部７６は、当該チャネルのノズル１０８から吐出されるインク滴の体積が不足していると判断されたときに、図９（ｂ）に示すように、駆動信号のパルスのパルス幅を、Ｗ０より長いＷ１に調整してＡＬに近づける。このように、駆動信号のパルスのパルス幅を、ＡＬに近づけることによって、圧力室１１０内のインクが負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が効率よく合わさるため、より強い圧力でノズル１０８からインク滴を吐出させることができる。これにより、チャネルの駆動力が弱まったときに、対応するノズル１０８から吐出されるインク滴の体積が小さくなるのが抑制される。

図７及び図１０を参照しつつ、画像データ修正部７７について説明する。図１０は、画像データ修正部７７の動作を説明するための図である。画像データ修正部７７は、検査判断部８９の判断結果に基づいて、ノズル１０８からのインク吐出量（体積）を示すドットデータを修正するものである。検査判断部８９が、特定のチャネルに異常があり、当該チャネルのノズル１０８は吐出不能であると判断したとき、画像データ修正部７７は、吐出不能のノズル１０８に隣接するノズル１０８に関して、画像データ記憶部８７に記憶された画像データに含まれるドットデータを修正する。このとき、画像データ修正部７７は、ドットデータがより大きなインク滴を示すように変更する。画像データ修正部７７による修正対象は、主走査方向に関して、異常チャネルのノズル１０８の両側に配置されたノズル１０８に関連付けられたドットデータである。なお、このような特定チャネルの不具合には、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２やダイオードＤ１の大きなリーク電流が起因している。本実施形態では、正常時の充放電電流のピーク電流に対して、その５０％以上のリーク電流が検出されたときには、検査判断部８９が異常（この場合は、故障）と判断する。異常チャネルは駆動が停止され、ドライバＩＣ５２に対して致命的な損傷が及ぶことが未然に防止されている。

具体的には、まず、図１０（ａ）に示すように、調整前においては、主走査方向に関して配列された３つのドット＃１〜＃３に対応するドットデータの全てが、インク滴の体積「小」で各ドット＃１〜＃３を形成することを指示しているものとする。そして、検査判断部８９によって、＃２のドットに関するチャネルのノズル１０８からインク滴が吐出不能と判断されると、画像データ修正部７７は、図１０（ｂ）に示すように、ドット＃２の主走査方向に関する両側に配置されたドット＃１、＃３に対応するドットデータを「小」から「大」（図１０（ｂ）参照）、すなわち、より大きい体積を示すドットデータに修正する。これによると、異常のあるチャネルに対応するノズル１０８からインク滴が吐出されない場合であっても、主走査方向に隣接するノズル１０８から吐出されるインクの体積が大きくなるため、画像品質が低下するのを抑制することができる。

次に、図１１を参照しつつ、インクジェットヘッド１の検査を行うときの動作について説明する。図１１は、インクジェットヘッド１の検査手順を示すフローチャートである。インクジェットヘッド１の検査は、インクジェットプリンタ１０１の起動時、印刷開始前、印刷中、印刷完了後、ノズル１０８からインクを排出するパージ動作時、ユーザの指示があったときなどに実行可能となっている。図１１に示すように、インクジェットヘッド１の検査が開始されると、ステップＳ１０１（以下、Ｓ１０１と称す、他のステップも同様）に移行し、検査判断部８９が、インクジェットヘッド１の各アクチュエータユニット２１を順に検査対象として、各アクチュエータユニット２１及びこれに対応する出力回路５２ａ（ドライバＩＣ５２）に関する検査を行う。なお、このステップに関しては後に詳述する（図１２参照）。

そして、Ｓ１０２に移行し、当該アクチュエータユニット２１に関してショートがあったか否かを判断する。ショートがあったと判断すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３に移行し、電源装置８５からの２４Ｖ系出力を停止する。そして、Ｓ１１２に移行し、その内容を図示しないディスプレイに表示して、図１１のフローチャートを終了する。一方、ショートがなかったと判断すると（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０４に移行し、検査すべき次のアクチュエータユニット２１があるか否かを判断する。次のアクチュエータユニット２１があれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、再びＳ１０１に移行して上述の処理を繰り返す。一方、次のアクチュエータユニット２１がなければ（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０５に移行し、少なくともいずれかのアクチュエータユニット２１に異常があったか否かを判断する。全てのアクチュエータユニット２１に異常がなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１１２に移行し、その内容を図示しないディスプレイに表示して、図１１のフローチャートを終了する。一方、アクチュエータユニット２１に異常があると判断すれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６に移行する。

Ｓ１０６においては、検査判断部８９が、異常があると判断されたアクチュエータユニット２１に含まれる各チャネルを順に検査対象として、各チャネル及びこれに対応する出力回路５２ａに関する検査を行う。なお、このステップの内容はＳ１０１において行われた検査内容と実質的に同じであるため、Ｓ１０１とともに詳細に関しては後に詳述する（図１２参照）。その後、Ｓ１０７に移行し、検査チャネルに異常があったか否かを判断する。検査チャネルに異常あれば（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８に移行し、当該チャネルに関するノズル１０８からインク滴が吐出可能か否かを判断する。この判断は、検査判断部８９が、当該チャネルに関して算出した差分電流量に基づいてなされる。つまり、差分電流量がある閾値より大きいとき、当該チャネルを駆動してもインク滴が吐出不能と判断し、差分電流量が閾値未満であるとき、当該チャネルを駆動することによって、インク滴が吐出可能（なお、正常時よりもインク滴の体積は不足している）と判断する。インク滴が吐出可能であると判断すれば（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９に移行し、パルス幅調整部７６が、当該チャネルに対応する出力回路５２ａから出力される駆動信号のパルス幅を調整する。インク滴が吐出不能であると判断すれば（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１１０に移行し、画像データ修正部７７が、画像データ記憶部８７に記憶された画像データにおける、当該チャネルに関連するドットデータを修正する。そして、Ｓ１１１に移行する。

一方、検査チャネルに異常がなければ（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１１１に移行する。Ｓ１１１においては、検査すべき次のチャネルがあるか否かを判断する。次のチャネルがあれば（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、再びＳ１０６に移行して上述の処理を繰り返す。一方、次のチャネルがなければ（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１２に移行し、検査結果の内容を図示しないディスプレイに表示し、図１１のフローチャートを終了する。

図１２を参照しつつ、図１１のフローチャートに示されたＳ１０１及びＳ１０７における、アクチュエータユニット２１（チャネル）検査について説明する。図１２は、アクチュエータユニット２１（チャネル）検査の手順を示すフローチャートである。

アクチュエータユニット２１（チャネル）検査においては、図１２に示すように、Ｓ２０１に移行し、出力回路５２ａが、全ての個別電極１３５に２４Ｖの電位を付与する充電信号を出力することによって、全てのチャネルを充電する。そして、Ｓ２０２に移行し、電流検出回路９０が、このときの電流値を参照電流値として検出する。その後、Ｓ２０３に移行する。

Ｓ２０３においては、検査対象となるアクチュエータユニット２１に含まれる全てのチャネルまたは検査対象となる個別のチャネルである検査チャネルに関する出力回路５２ａが、対応する検査個別電極に放電信号を出力することによって検査チャネルを放電するとともに、検査チャネルを除く全てのチャネルに関する出力回路５２ａが、対応する個別電極１３５に充電信号を出力することによって当該チャネルを充電する。そして、Ｓ２０４に移行し、電流検出回路９０が、このときの電流値を検査電流値として検出する。その後、Ｓ２０５に移行する。

Ｓ２０５においては、検査電流値から参照電流値を引いて、検査個別電極に検査信号を入力することによって減少した減少電流量を算出する。そして、Ｓ２０６に移行し、算出した減少電流量と、正常時において同様の手順で得られた減少電流量とを比較し、その差分である差分電流量が、あらかじめ決定された所定値以上であるか否かを判断する。差分電流量が所定値以上であると判断すれば（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７に移行し、当該検査チャネルに異常があると判断する。そして、図１２のフローチャートを終了する。一方、差分電流量が所定値以上でないと判断すれば（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０８に移行し、当該検査チャネルが正常であると判断する。そして、図１２のフローチャートを終了する。

以上、説明した本実施形態によると、検査電流値から参照電流値を引くことによって、検査個別電極に検査信号を入力することによって減少した減少電流量を算出し、算出した減少電流量に基づいて出力回路５２ａの異常を判断するため、チャネルごとに電流検出手段を設けることなく、出力回路５２ａの異常を判断することができる。これにより、インクジェットプリンタ１０１の低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

また、検査判断部８９によって、特定のチャネルに異常があり、当該チャネルのノズル１０８から吐出されるインク滴の体積が不足すると判断されたときに、パルス幅調整部７６が、当該ノズル１０８から吐出されるインク滴の体積が大きくなるように、当該チャネルに関する出力回路５２ａから出力されるインク滴を吐出させるための駆動信号に係るパルスのパルス幅を調整するため、チャネルの駆動力が弱まったときに、対応するノズル１０８から吐出されるインク滴の体積が小さくなるのが抑制される。

さらに、検査判断部８９によって、特定のチャネルに異常があり、当該チャネルのノズル１０８からインク滴が吐出不能と判断されたときに、画像データ修正部７７が、画像データに係る、当該チャネルに対応するノズル１０８の主走査方向に関する両側に配置されたノズル１０８から吐出されるインクの体積を示すドットデータを、より大きい体積を示すドットデータに修正するため、異常のあるチャネルに対応するノズル１０８からインク滴が吐出されない場合であっても、主搬送方向に関して隣接するノズル１０８から吐出されるインクの体積が大きくなるため、画像品質が低下するのを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した実施形態においては、検査判断部８９が、出力回路５２ａが全ての個別電極１３５に充電信号を出力することによって全てのチャネルが充電されたときに、電流検出回路９０が検出する電流値を参照電流値として記憶する。そして、検査チャネルに関する出力回路５２ａが対応する個別電極１３５である検査個別電極に放電信号を出力することによって検査チャネルが放電されるとともに、検査チャネルを除く全てのチャネルに関する出力回路５２ａが対応する個別電極１３５に充電信号を出力することによって当該チャネルが充電されたときに電流検出回路９０が検出する電流値を検査電流値として記憶する構成であるが、出力回路５２ａが全ての個別電極１３５に放電信号を出力することによって全てのチャネルが放電されたときに、電流検出回路９０が検出する電流値を参照電流値として記憶する。そして、検査チャネルに関する出力回路５２ａが対応する個別電極１３５である検査個別電極に充電信号を出力することによって検査チャネルが充電されるとともに、検査チャネルを除く全てのチャネルに関する出力回路５２ａが対応する個別電極１３５に放電信号を出力することによって当該チャネルが放電されたときに電流検出回路９０が検出する電流値を検査電流値として記憶する構成であってもよい。

また、上述した実施形態においては、アクチュエータユニット２１の検査を行った後に、異常があると判断されたアクチュエータユニット２１の各チャネルの検査を行う構成であるが、アクチュエータユニット２１の検査のみを行う構成であってもよいし、各チャネルの検査のみを行う構成であってもよい。さらに、複数のチャネル単位で検査を行う構成であってもよい。

さらに、上述した実施形態においては、パルス幅調整部７６が、当該ノズル１０８から吐出されるインク滴の体積が大きくなるように、当該チャネルに関する出力回路５２ａから出力されるインク滴を吐出させるための駆動信号に係るパルスのパルス幅を調整する構成であるが、パルス幅を調整しない構成であってもよい。

加えて、上述した実施形態においては、ノズル１０８からインク滴が吐出不能であると判断されたときに、画像データ修正部７７が、画像データに係る、当該チャネルに対応するノズル１０８の主走査方向に関する両側に配置されたノズル１０８から吐出されるインクの体積を示すドットデータを、より大きい体積を示すドットデータに修正する構成であるが、当該チャネルに対応するドットの周囲に配置される少なくともいずれかのドットに関するドットデータが修正される構成であってもよいし、ドットデータを修正しない構成であってもよい。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの外観側面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの短手方向に沿った断面図である。 図２に示すヘッド本体の平面図である。 図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図４に示すV−V線断面図である。 図４に示すアクチュエータユニットの拡大図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図２に示すドライバＩＣの出力回路の回路図である。 図７に示すパルス幅調整部によって調整された駆動信号の波形図である。 図７に示す画像データ修正部の動作を説明するための図である。 図１に示すインクジェットヘッドの検査手順を示すフローチャートである。 図２に示すアクチュエータユニット（チャネル）の検査手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
１６ 制御装置
２１ アクチュエータユニット
５２ ドライバＩＣ
５２ａ 出力回路
７６ パルス幅調整部（パルス調整手段）
７７ 画像データ修正部（画像データ修正手段）
８５ 電源装置
８６ ヘッド制御回路
８７ 画像データ記憶部
８８ ヘッド制御部
８９ 検査判断部（判断手段）
９０ 電流検出回路（電流検出手段）
１０１ インクジェットプリンタ
１３４ 共通電極
１３５ 個別電極
１４１〜１４３ 圧電シート
Ｄ１、Ｄ２ 保護ダイオード
Ｒ１、Ｒ２ 保護抵抗
Ｒ３ ドライブ抵抗
ＴＲ１、ＴＲ２ トランジスタ

Claims (5)

1. 共通インク室の出口から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、
   前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含み、前記ノズルから液滴を吐出させる複数のアクチュエータと、
   前記個別電極に信号を出力するトランジスタを含む複数の出力回路と、
   前記出力回路に電力を供給する電源装置と、
   前記電源装置が前記出力回路に電力を供給する出力部の電流値を検出する電流検出手段と、
   前記出力回路が全ての前記個別電極に第１電位を付与する第１信号を出力した場合に前記電流検出手段が検出する電流値と、前記出力回路が１又は複数の前記個別電極である検査個別電極に前記第１電位と異なる第２電位を付与する第２信号を出力するとともに前記検査個別電極を除く全ての前記個別電極に前記第１信号を出力した場合に前記電流検出手段が検出する電流値との差が所定値以上であるときに、前記検査個別電極に対応する前記アクチュエータ及び前記出力回路の少なくともいずれかに異常があると判断する判断手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第１電位及び前記第２電位の一方が前記基準電位であり、他方が前記アクチュエータを駆動するときの駆動電位であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記判断手段が前記アクチュエータ及び前記出力回路の少なくともいずれかに異常があると判断したとき、対応する前記個別電極に当該アクチュエータを駆動するときの駆動電位を付与するパルスのパルス幅が、当該アクチュエータに対応する前記ノズルから吐出される液滴の体積が増大するように調整された信号を前記出力回路に出力させるパルス調整手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 記録媒体を搬送する搬送機構と、
   前記搬送機構に搬送された前記記録媒体に記録すべき画像に関する画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
   前記判断手段が前記アクチュエータ及び前記出力回路の少なくともいずれかに異常があると判断したとき、前記画像データ記憶手段に記憶された前記画像データに係る、異常があると判断された前記アクチュエータまたは前記出力回路に対応する前記ノズルの前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に関する両側の少なくともいずれかに配置された前記ノズルからの前記記録媒体に吐出される液滴の体積を示すドットデータを、より大きい体積を示すドットデータに修正する画像データ修正手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 複数の前記アクチュエータが一体となってアクチュエータユニットを形成しており、
   前記アクチュエータユニットに含まれる複数の前記アクチュエータに対応する複数の前記出力回路がドライバＩＣに含まれており、
   複数の前記アクチュエータユニット及び各アクチュエータユニットに対応する複数のドライバＩＣがインクジェットヘッドに含まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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