JP4929637B2

JP4929637B2 - インクジェットプリンタのヘッド駆動装置及びヘッド駆動方法

Info

Publication number: JP4929637B2
Application number: JP2005217055A
Authority: JP
Inventors: 修新川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP2007030344A

Description

本発明は、例えば複数色の液体インクの微小なインク滴を複数のノズルから吐出してその微粒子（インクドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像を描画するようにしたインクジェットプリンタのヘッド駆動装置及びヘッド駆動方法に関するものである。

このようなインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクカートリッジと印字ヘッドとが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体上をその搬送方向と交差する方向に往復しながらその印字ヘッドのノズルから液体インク滴を吐出（噴射）して印刷媒体上に微小なインクドットを形成することで、当該印刷媒体上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成するようになっている。そして、このキャリッジに黒色（ブラック）を含めた４色（イエロー、マゼンタ、シアン）のインクカートリッジと各色毎の印字ヘッドを備えることで、モノクロ印刷のみならず、各色を組み合わせたフルカラー印刷も容易に行えるようになっている（更に、これらの各色に、ライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６色や７色、或いは８色のものも実用化されている）。

ところで、この種のインクジェットプリンタでは、印刷媒体上のインクのにじみを防止するために、乾燥し易いインク又はインク成分を採用している。その結果、印字していないときにはインクジェットヘッドのノズルからインクの溶媒成分（水、溶剤、油など）が蒸発してノズル部のインク粘度が上昇し、インク滴の吐出に支障を来すことがある。また、インクジェットヘッドのキャビティ（インク収容部）などに気泡が混入したり、ゴミや紙粉などがノズル面に付着したりした場合にも、インク滴の吐出に支障を来すことがある。このようにして、所謂ノズルが目詰まりしてインク滴を吐出できなくなると、印刷媒体上の画像に所謂ドット抜けが生じ、画質を劣化させる原因となる。

そこで、以下の特許文献１では、アクチュエータである圧電素子を電気信号で駆動してインク室からインク滴を噴射させる装置において、圧電素子を駆動した後に圧電素子に発生する過剰電圧（起電圧）を検出し、その振動の状態からインク室内の気泡の有無、インクの乾燥、紙粉やゴミの付着といったノズルの状態を検出してノズル不具合によるプリントミスなどの誤動作を防止している。
特開平１０−１１４０６８号公報

しかしながら、前記従来のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置では、印刷動作中にインク滴を吐出するノズルに対してはノズルの状態を検査することができるが、インク滴を吐出しないノズルに対してはノズルの状態を検査することができない。即ち、ノズルの状態を検査するためには、インク滴を吐出させる必要があるので、インク滴を吐出するときまでノズルの状態検査を行うことができない。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、インク滴を吐出しないノズルに対しても圧力室の残留振動からノズルの状態をリアルタイムに検出することが可能なインクジェットプリンタのヘッド駆動装置及びヘッド駆動方法を提供することを目的とするものである。

［発明１］上記課題を解決するために、発明１のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに夫々連通する圧力室と、各圧力室に対応してインク滴を吐出するために設けられ且つ圧電素子で構成されるアクチュエータとを備えたインクジェットプリンタのノズルヘッドに対し、前記アクチュエータに駆動信号を出力する駆動手段と、前記圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出する残留振動検出回路とを備え、前記駆動手段は、インク滴を吐出する駆動信号の前に、インク滴を吐出させないで前記残留振動を検出するための検査用駆動信号を出力し、前記残留振動検出回路は、前記検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出することを特徴とするものである。

この発明１に係るインクジェットプリンタのヘッド駆動装置によれば、アクチュエータに駆動信号を出力する駆動手段と、圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出する残留振動検出回路とを備え、駆動手段は、インク滴を吐出する駆動信号の前に、インク滴を吐出させないで残留振動を検出するための検査用駆動信号を出力し、残留振動検出回路は、検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出する構成としたため、インク滴を吐出しないノズルのアクチュエータに対しても検査用駆動信号だけを供給すれば残留振動を検出することができるので、その残留振動からノズルの状態をリアルタイムに検出することが可能となる。

［発明２］発明２のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、前記発明１のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置において、前記駆動手段は、駆動信号によってインク滴を吐出しないノズルのアクチュエータに対しても前記検査用駆動信号を出力し、前記残留振動検出回路は、インク滴を吐出しないノズルの圧力室に対しても、前記検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出することを特徴とするものである。

この発明２に係るインクジェットプリンタのヘッド駆動装置によれば、駆動手段は、駆動信号によってインク滴を吐出しないノズルのアクチュエータに対しても検査用駆動信号を出力し、残留振動検出回路は、インク滴を吐出しないノズルの圧力室に対しても、検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出する構成としたため、それらの残留振動から全てのノズルの状態をリアルタイムに検出することができる。

［発明３］発明３のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、前記発明１又は２のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置において、前記検査用駆動信号の出力及び残留振動の検出を印刷動作中に行うことを特徴とするものである。
この発明３に係るインクジェットプリンタのヘッド駆動装置によれば、検査用駆動信号の出力及び残留振動の検出を印刷動作中に行う構成としたため、印刷動作中でも残留振動からノズルの状態をリアルタイムに検出することができる。

［発明４］発明４のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、前記発明１乃至３のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置において、少なくとも一枚の印刷媒体の印刷動作中に、前記検査用駆動信号の出力及び残留振動の検出を全てのノズルに対して行うことを特徴とするものである。
この発明４に係るインクジェットプリンタのヘッド駆動装置によれば、少なくとも一枚の印刷媒体の印刷動作中に、検査用駆動信号の出力及び残留振動の検出を全てのノズルに対して行う構成としたため、複数の印刷媒体に対して印刷を繰り返す場合であっても、その残留振動からノズルの状態を常時リアルタイムに検出することができる。

［発明５］発明５のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、前記発明１乃至４のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置において、前記駆動手段は、画像データに基づいて各ノズルのインク滴吐出の有無を設定する印字データ及び各ノズルのうち何れのノズルの圧力室に対して前記残留振動の検出を行うかを設定する検査ノズル選択データに基づいて、時系列的に配置された前記検査用駆動信号及び駆動信号を選択することを特徴とするものである。

この発明５に係るインクジェットプリンタのヘッド駆動装置によれば、駆動手段は、画像データに基づいて各ノズルのインク滴吐出の有無を設定する印字データ及び各ノズルのうち何れのノズルの圧力室に対して残留振動の検出を行うかを設定する検査ノズル選択データに基づいて、時系列的に配置された検査用駆動信号及び駆動信号を選択する構成としたため、インク滴吐出ノズルと検査対象ノズルとを自在に組合せることが可能となる。また、検査用駆動信号と駆動信号とが時系列的に配置され、そのうち必要なものだけを選択する構成であるから、例えばそれら検査用駆動信号と駆動信号とを各ノズルに対して全て記憶する場合に比べて、記憶容量が遙かに少なくてすむ。

［発明６］発明６のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、前記発明１乃至５のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置において、前記駆動手段は、前記検査用駆動信号に、圧力室の容積を拡大してインクを引き込む第１段階と、前記第１段階に引き続いて圧力室の容積を保持する第２段階と、前記第２段階に引き続いてインク滴を吐出しないで圧力室の容積を縮小する第３段階とを設け、前記残留振動検出回路は、前記検査用駆動信号の第２段階で、前記圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を検出することを特徴とするものである。

この発明６に係るインクジェットプリンタのヘッド駆動装置によれば、駆動手段は、検査用駆動信号に、圧力室の容積を拡大してインクを引き込む第１段階と、第１段階に引き続いて圧力室の容積を保持する第２段階と、第２段階に引き続いてインク滴を吐出しないで圧力室の容積を縮小する第３段階とを設け、残留振動検出回路は、検査用駆動信号の第２段階で、圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を検出する構成としたため、駆動信号の第１段階での圧力室の容積拡大の大きさや速さを大きくすることにより、インク滴を吐出することなく、圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を大きくすることが可能となり、その残留振動を確実に検出することができる。

［発明７］発明７のインクジェットプリンタのヘッド駆動方法は、インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに夫々連通する圧力室と、各圧力室に対応してインク滴を吐出するために設けられ且つ圧電素子で構成されるアクチュエータとを備えたインクジェットプリンタのノズルヘッドに対し、前記アクチュエータに駆動信号を出力し、その駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出するにあたり、インク滴を吐出する駆動信号の前に、インク滴を吐出させないで前記残留振動を検出するための検査用駆動信号を出力し、その検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出することを特徴とするものである。

この発明７に係るインクジェットプリンタのヘッド駆動方法によれば、インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに夫々連通する圧力室と、各圧力室に対応してインク滴を吐出するために設けられ且つ圧電素子で構成されるアクチュエータとを備えたインクジェットプリンタのノズルヘッドに対し、アクチュエータに駆動信号を出力し、圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出するにあたり、インク滴を吐出する駆動信号の前に、インク滴を吐出させないで前記残留振動を検出するための検査用駆動信号を出力し、その検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出することとしたため、インク滴を吐出しないノズルのアクチュエータに対しても検査用駆動信号だけを出力すれば残留振動を検出することができるので、その残留振動からノズルの状態をリアルタイムに検出することが可能となる。

次に、本発明のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の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。

更にキャリッジ４にはエンコーダ１０が取付けられ、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、符号１２はヘッドユニット２と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り、符号１３は、後述する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り、符号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、加速、一定速度、減速、反転、加速、一定速度、減速、反転…といったように制御される。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のノズルから印刷媒体ａ上にインク滴が吐出される。この結果、印刷媒体ａには、そのインク滴からなるインクドットによって所定の文字や画像が記録（印字）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２ａ及び図３を参照して説明する。このヘッドユニット２は、図２ａに示すようなインクジェットヘッド（ノズルヘッド）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２ａ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且つ振動板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に連通し且つ当該キャビティ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。

更に詳述すると、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２ａ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との間に印可される駆動信号源からの駆動信号により、図２ａに矢印で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。従って、圧電式アクチュエータ２２では、例えば図２ａ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２３内の圧力が変化し、ノズル２４からインク滴が吐出されるようになっている。具体的には、後段に詳述するように、キャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込み、次いでキャビティ２３の容積を縮小してインク滴を吐出する。なお、図２ａ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毎のノズル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：イエロー、Ｍ：マゼンダ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）に適用した場合のノズル２４の配列パターンを示しており、これらの色の組合せにより所謂フルカラー印刷が可能となる。

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）、所謂ドット抜け現象を生じることがある。紙粉とは、木材パルプを原料とする印刷媒体が記録ローラなどと摩擦接触した際に発生し易く、印刷媒体の一部からなり、繊維状又はその集合体のものを意味する。

ここで、圧電式アクチュエータ２２の他の例を図２ｂに示す。図中の符号は、図２ａのものを流用している。この圧電式アクチュエータは、一般にユニモルフ型アクチュエータと呼ばれ、圧電素子２７を二つの電極３１、３２で挟んだ簡単な構造であるが、駆動信号を印加することによって、図２ａの積層型アクチュエータと同様に、図の上下方向に伸び縮みし、キャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込み、次いでキャビティ２３の容積を縮小してノズル２４からインク滴を吐出する。

前記インクジェットプリンタ１内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図４に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取る入力インタフェース部６１と、この入力インタフェース部６１から入力された印雑データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２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６３と、給紙モータ５１を駆動制御する給紙モータドライバ６４と、インクジェットヘッド２０を駆動制御するヘッドドライバ６５と、各ドライバ６３、６４、６５の出力信号を外部のキャリッジモータ４１、給紙モータ５１、インクジェットヘッド２０で使用する制御信号に変換して出力すると共に、残留振動検出回路１５で検出されたキャビティの残留振動を制御部６２に入力する入出力インタフェース６７とを備えて構成される。

制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等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）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行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で構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄとを備えている。この制御部６２は、入力インタフェース部６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、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６３〜６５に制御信号を出力する。各ドライバ６３〜６５から制御信号が出力されると、これらが入出力インタフェース部６７で駆動信号に変換されてインクジェットヘッド２０の複数のノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２、キャリッジモータ４１、給紙モータ５１が夫々作動して、印刷媒体に印刷処理が実行される。なお、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。

また、制御部６２は、後述する駆動信号を形成するための波形形成用データＤＡＴＡを後述する波形メモリ７０１に書込むために、書込みイネーブル信号ＤＥＮと、書込みクロック信号ＷＣＬＫと、書込みアドレスデータＡ０〜Ａ３とを出力して、例えば１６ビットの波形形成用データＤＡＴＡを波形メモリ７０１に書込むと共に、この波形メモリ７０１に記憶された波形形成用データＤＡＴＡを読出すための読出しアドレスデータＡ０〜Ａ３、波形メモリ７０１から読出した波形形成用データＤＡＴＡをラッチするタイミングを設定する第１のクロック信号ＡＣＬＫ、ラッチした波形データを加算するためのタイミングを設定する第２のクロック信号ＢＣＬＫ及びラッチデータをクリアするクリア信号ＣＬＥＲをヘッドドライバ６５に出力する。

ヘッドドライバ６５は、駆動信号ＣＯＭを形成する駆動信号発生回路７０と、クロック信号ＳＣＫを出力する発振回路７１とを備えている。駆動信号発生回路７０は、図５に示すように、制御部６２から入力される駆動信号生成のための波形形成用データＤＡＴＡを所定のアドレスに対応する記憶素子に記憶する波形メモリ７０１と、この波形メモリ７０１から読出された波形形成用データＤＡＴＡを前述した第１のクロック信号ＡＣＬＫによってラッチするラッチ回路７０２と、ラッチ回路７０２の出力と後述するラッチ回路７０４から出力される波形生成データＷＤＡＴＡとを加算する加算器７０３と、この加算器７０３の加算出力を前述した第２のクロック信号ＢＣＬＫによってラッチするラッチ回路７０４と、このラッチ回路７０４から出力される波形生成データＷＤＡＴＡをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器７０５と、このＤ／Ａ変換器７０５から出力されるアナログ信号を電圧増幅する電圧増幅部７０６と、この電圧増幅部７０６の出力信号を電流増幅して駆動信号ＣＯＭを出力する電流増幅部７０７とを備えている。ここで、ラッチ回路７０２、７０４には制御部６２から出力されるクリア信号ＣＬＥＲが入力され、このクリア信号ＣＬＥＲがオフ状態となったときに、ラッチデータがクリアされる。

波形メモリ７０１は、図６に示すように、指示したアドレスに夫々数ビットずつのメモリ素子が配列され、アドレスＡ０〜Ａ３と共に波形データＤＡＴＡが記憶される。具体的には、制御部６２から指示したアドレスＡ０〜Ａ３に対して、クロック信号ＷＣＬＫと共に波形データＤＡＴＡが入力され、書込みイネーブル信号ＤＥＮの入力のよってメモリ素子に波形データＤＡＴＡが記憶される。

インクジェットヘッド２０には、入出力インタフェース部６７を介して、駆動信号発生回路７０で生成された駆動信号ＣＯＭ、印刷データに基づいて吐出するノズルを選択するデータ信号ＳＩ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、これらのデータにより駆動信号ＣＯＭとインクジェットヘッド２０の圧電式アクチュエータ２２とを接続したり圧電式アクチュエータ２２を残留振動検出回路１５に接続したりさせるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、これらの選択データ信号ＳＩをシリアル信号としてインクジェットヘッド２０に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。

次に、駆動信号生成の原理について説明する。まず、前述したアドレスＡ０には単位時間当たりの電圧変化量として０となる波形データが書込まれている。同様に、アドレスＡ１には＋ΔＶ１、アドレスＡ２には−ΔＶ２、アドレスＡ３には＋ΔＶ３の波形データが」書込まれている。また、クリア信号ＣＬＥＲによってラッチ回路７０２、７０４の保存データがクリアされる。また、駆動信号ＣＯＭは、所望の波形データによって中間電位（オフセット）まで立上げられている。

この状態から、例えば図７に示すようにアドレスＡ１の波形データが読込まれ且つ第１クロック信号ＡＣＬＫが入力されるとラッチ回路７０２に＋ΔＶ１のデジタルデータが保存される。保存された＋ΔＶ１のデジタルデータは加算器７０３を経てラッチ回路７０４に入力され、このラッチ回路７０４では、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりに同期して加算器７０３の出力を保存する。加算器７０３には、ラッチ回路７０４の出力も入力されるので、ラッチ回路７０４の出力（ＣＯＭ）は、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりのタイミングで＋ΔＶ１ずつ加算される。この例では、時間幅Ｔ１の間、アドレスＡ１の波形データが読込まれ、その結果、＋ΔＶ１のデジタルデータが３倍になるまで加算されている。

次いで、アドレスＡ０の波形データが読込まれ且つ第１クロック信号ＡＣＬＫが入力されるとラッチ回路７０２に保存されるデジタルデータは０に切替わる。この０のデジタルデータは、前述と同様に、加算器７０３を経て、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりのタイミングで加算されるが、デジタルデータが０であるので、実質的には、それ以前の値が保持される。この例では、時間幅Ｔ０の間、駆動信号ＣＯＭが一定値に保持されている。

次いで、アドレスＡ２の波形データが読込まれ且つ第１クロック信号ＡＣＬＫが入力されるとラッチ回路７０２に保存されるデジタルデータは−ΔＶ２に切替わる。この−ΔＶ２のデジタルデータは、前述と同様に、加算器７０３を経て、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりのタイミングで加算されるが、デジタルデータが−ΔＶ２であるので、実質的には第２クロック信号に合わせて駆動信号ＣＯＭは−ΔＶ２ずつ減算される。この例では、時間幅Ｔ２の間、駆動信号ＣＯＭは、−ΔＶ２のデジタルデータが６倍になるまで減算されている。

このようにして生成されアナログ変換・電圧電流増幅されて出力された駆動信号ＣＯＭが、前述した図２ａに示すような波形信号になる。このうち駆動信号ＣＯＭの立上がり部分がキャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込む（インクの吐出面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動信号ＣＯＭの立下がり部分がキャビティ２３の容積を縮小してインク滴を吐出する（インクの吐出面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階である。ちなみに、駆動信号の波形は、前述からも容易に推察されるように、アドレスＡ０〜Ａ３に書込まれる波形データ０、＋ΔＶ１、−ΔＶ２、＋ΔＶ３、第１クロック信号ＡＣＬＫ、第２クロック信号ＢＣＬＫによって調整可能である。

さて、このようにして各ノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加すると、その際の圧力変動後、キャビティ２３内に残留振動（正確には、図２の振動板２１の自由振動）が発生する。この残留振動の状態から各ノズル２４の状態（キャビティ２３内の状態を含む）を検出することが可能である。例えば図８に示すように、ノズル正常時に比べて、気泡がインクの流路やノズル先端に混入した場合（図の「気泡混入」に該当）には、気泡が混入した分だけインク重量（＝イナータンス）が減少すると共に、気泡によりノズル径が大きくなった状態と等価となって音響抵抗が減少し、振動周波数が高くなる特徴がある。また、ノズル部のインクが乾燥した場合（図の「乾燥」に該当）には、インクの粘性が増加することによって音響抵抗が増大し、過減衰になるという特徴がある。また、紙粉やゴミがノズル面に付着した場合（図の「紙粉」に該当）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が増加し、またノズルに付着した紙粉の繊維によって音響抵抗が増大し、周期が大きくなる（周波数が低くなる）という特徴がある。

そこで、このような残留振動を検出するための残留振動検出回路１５として、例えば図９に示す回路が設けられている。この残留振動検出回路１５は、キャビティ２３内の圧力変化が圧電式アクチュエータ２２に伝達されることを利用して検出するものであり、具体的には圧電式アクチュエータ２２の機械的変位によって発生する起電力（起電圧）の変化を検出するものである。この残留振動検出回路１５は、圧電式アクチュエータ２２のグランド端ＨＧＮＤを接地又は開放するスイッチ（トランジスタＱ）と、圧電式アクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印可した後にグランド端ＨＧＮＤを接地又は開放することで発生する残留振動の交流成分を増幅する交流増幅器１６と、増幅された残留振動ＶａＯＵＴを基準電圧Ｖｒｅｆ１でパルスＰＯＵＴに変換する比較器１７と、比較器１７のパルスＰＯＵＴ及びトランジスタＱのゲート信号ＤＳＥＬが入力される論理和回路ＯＲとで構成されている。このうち、交流増幅器１６は、直流成分を除去するコンデンサＣと、基準電圧Ｖｒｅｆ１の電位を基準として抵抗Ｒ１、Ｒ２で決まる増幅率で反転増幅する演算器ＡＭＰとで構成されている。

本実施形態では、前述のようにインク滴を吐出するための駆動信号ＣＯＭの前に、残留振動検出のための検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔを出力する。つまり、インク滴を吐出するための駆動信号ＣＯＭの前に検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔが時系列的に配置され、インク滴を吐出するノズルに対しては駆動信号ＣＯＭを、また状態を検査するノズルに対しては検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔを夫々選択して圧電式アクチュエータ２２に供給する。この検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔは、例えば図１０に示すように、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをハイレベルにして圧電式アクチュエータ２２を駆動信号発生回路７０に接続した状態で、駆動信号ＣＯＭの電圧を増大するキャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌを出力する。この状態を、例えば所定時間Ｔ０１保持して駆動信号の電圧が所定電位ＶＨまで増大したら、キャビティ２３の容積が拡大されて圧力変動が発生しているので、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをローレベルにして圧電式アクチュエータ２２を残留振動検出回路１５に接続し、その状態、つまり拡大されたキャビティ２３の容積を保持してキャビティ２３、即ち圧電式アクチュエータ２２に発生する圧力変動発生後の残留振動を検出する。検出された残留振動は残留振動検出回路１５の交流増幅器１６で増幅された残留振動ＶａＯＵＴとなり、比較器１７からパルスＰＯＵＴが出力されるので、このパルスＰＯＵＴを、前述したように、予め記憶しておいた基準値と比較してノズルの状態を検出する。この残留振動検出は、所定時間Ｔ０２で終了するので、残留振動検出が終了したら、再び残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをハイレベルにして圧電式アクチュエータ２２を駆動信号発生回路７０に接続し、例えば所定時間Ｔ０３後から駆動信号ＣＯＭの電圧を徐々に減少するキャビティ容積縮小駆動信号ＣＯＭｐｕｓｈを出力する。この場合は、比較的長い所定時間Ｔ０４をかけてゆっくり駆動信号ＣＯＭを減少することで、インク滴がノズルから吐出されないようにすることができる。そして、所定時間Ｔ０４後、駆動信号ＣＯＭの電位が初期状態になったら残留振動検出のための演算処理が完了する。なお、キャビティ２３の容積を拡大するキャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌが本発明の検査用駆動信号ＣＯＭｔｓｔの第１段階、キャビティ２３の容積を保持している段階が第２段階、キャビティ２３の容積を縮小するキャビティ容積縮小駆動信号ＣＯＭｐｕｓｈが第３段階に相当する。また、残留振動検出中に駆動信号発生回路７０を圧電式アクチュエータ２２から切り離すのは、駆動信号発生回路７０のフィードバック機能によってキャビティ２３内の残留振動が打ち消されてしまうのを回避するためである。

この残留振動検出時のノズル内のインクのメニスカス（meniscus：液面）の状態を図１１に示す。初期状態を示す図１１ａでは、インクのメニスカスはノズル面２５より少し後退した位置（図の上方）にある。この状態からキャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌが出力されてキャビティ２３の容積が拡大すると、図１１ｂのようにメニスカスはノズル２４内に引き込まれ、同時にキャビティ２３内に負圧側の圧力変動が発生する。この圧力変動が十分に発生したら拡大されたキャビティ２３の容積を保持し、そのときに発生する図１１ｃのようなメニスカスの振動、即ちキャビティ２３の残留振動を圧電式アクチュエータ２２の起電力変動として検出する。この残留振動検出は、メニスカスを引き込んで検出するので、そのときにノズルからインク滴が吐出する恐れはない。従って、キャビティ２３の容積拡大には、原則的に限界がなく、発生する残留振動を大きくすることができ、確実に残留振動を検出することができる。

次に、前記駆動信号発生回路７０から出力される駆動信号ＣＯＭと圧電式アクチュエータ２２とを接続する構成について説明する。図１２は、駆動信号ＣＯＭと圧電式アクチュエータ２２とを接続する選択部のブロック図である。この選択部は、インク滴を吐出させるべきノズルに対応した圧電式アクチュエータ２２を指定する画素データＳＩ（ＳＩＨ、ＳＩＬ）及び駆動信号の波形（以下、駆動波形）パターンデータＳＰ（ＳＰａ〜ＳＰｄ）を保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２に保存された画素データＳＩに基づいて選択すべき駆動波形パターンＳＰａ〜ＳＰｄを解読するデコーダ２１３と、デコーダ２１３の解読結果に基づいて駆動波形パターンＳＰａ〜ＳＰｄを選択する駆動波形パターン選択回路（セレクタ）２１４と、ラッチ信号ＬＡＴでクリアされ且つチャンネル信号ＣＨをカウントするカウンタ２１５と、カウンタ２１５でカウントされるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨを解読するデコーダ２１６と、デコーダ２１６の解読結果に基づいて駆動波形パターン選択回路２１４で選択された駆動波形ＳＰａ〜ＳＰｄの各段階区分ＳＰ（１）〜ＳＰ（４）の出力タイミングを決定する駆動波形選択回路２１７と、駆動波形選択回路２１７の出力をレベル変換し、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬを出力レベルシフタ２１８によって構成されている。

シフトレジスタ２１１には、印刷データとして読込んだ画像データを各ノズル、即ち画素レベルに変換した画素データＳＩ及び駆動波形パターンデータＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＣＬＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の印字データがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。駆動波形選択回路２１７から出力された信号は、レベルシフタ２１８によって残留振動検出回路１５のトランジスタＱからなるスイッチをオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、駆動波形選択回路２１８の出力電圧に比べて高い電圧であるため、トランジスタＱの動作電圧範囲も高く設定されているためである。そして、トランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベルになると、該当するノズルの圧電式アクチュエータ２２は駆動信号ＣＯＭに接続される。残留振動検出回路１５と各ノズルに対応して設けられた圧電式アクチュエータ２２との具体的な構成を図１３に示す。即ち、図１３において、各残留振動検出回路１５中のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベルになって回路が接地されると駆動信号ＣＯＭが圧電式アクチュエータ２２に供給される。逆に、各残留振動検出回路１５中のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがローレベルになると圧電式アクチュエータ２２の起電力が残留振動検出回路１５で取出され、パルスＰＯＵＴが出力される。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電式アクチュエータ２２のグランド端である。

図１４には駆動波形パターン選択回路２１４の構成を、図１５には駆動波形選択回路２１７の構成を示す。共に、４つのアンド回路ＡＮＤと１つのオア回路ＯＲとを備えて構成される。例えば、駆動波形パターン選択回路２１４では、デコーダ２１３の第１出力がハイレベルにあるときに駆動波形パターンＳＰａを出力し、デコーダ２１３の第２出力がハイレベルにあるときに駆動波形パターンＳＰｂを出力し、デコーダ２１３の第３出力がハイレベルにあるときに駆動波形パターンＳＰｃを出力し、デコーダ２１３の第４出力がハイレベルにあるときに駆動波形パターンＳＰｄを出力する。また、駆動波形選択回路２１７では、デコーダ２１６の第１出力がハイレベルにあるときに選択された駆動波形パターンデータＳＰの第１段階区分に相当する第１駆動波形ＳＰ（１）を出力し、デコーダ２１６の第２出力がハイレベルにあるときに選択された駆動波形パターンデータＳＰの第２段階区分に相当する第２駆動波形ＳＰ（２）を出力し、デコーダ２１６の第３出力がハイレベルにあるときに選択された駆動波形パターンデータＳＰの第３段階区分に相当する第３駆動波形ＳＰ（３）を出力し、デコーダ２１６の第４出力がハイレベルにあるときに選択された駆動波形パターンデータＳＰの第４段階区分に相当する第４駆動波形ＳＰ（４）を出力する。

本実施形態の駆動波形は、前述のように或いは図１６に示すように、インク滴を吐出するための駆動信号ＣＯＭの前に検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔが配置されたものになっている。図１２の選択部の出力は残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬであるから、ラッチ信号ＬＡＴ或いはチャンネル信号ＣＨ毎に、圧電式アクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭに接続するか遮断するかが決められる。圧電式アクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭから遮断した際には、圧電式アクチュエータ２２は残留振動検出回路１５に接続される。即ち、例えば図１６において、画像データＳＩを解読した結果、ラッチ信号ＬＡＴで残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベルである場合には検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔのうちのキャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌが圧電式アクチュエータ２２に供給されてキャビティ２３の容積が拡大される。同様に、最初のチャンネル信号ＣＨで残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがローレベルである場合には圧電式アクチュエータ２２が残留振動検出回路１５に接続されて残留振動が検出、即ちノズルの状態が検査される。また、２番目のチャンネル信号ＣＨで残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベルである場合には検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔのうちのキャビティ容積縮小駆動信号ＣＯＭｐｕｓｈが圧電式アクチュエータ２２に供給されてキャビティ２３の容積が初期状態に徐々に縮小される。また、３番目のチャンネル信号ＣＨで残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベルである場合には駆動信号ＣＯＭが圧電式アクチュエータ２２に供給されてインク滴が吐出される。また、３番目のチャンネル信号ＣＨで残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬがローレベルである場合には駆動信号ＣＯＭが圧電式アクチュエータ２２に供給されないのでインク滴は吐出されない。

これをテーブル化したのが図１７である。画素データＳＩは、インク滴を吐出するか否かの情報に相当する印字データＳＩＨと、ノズルの状態を検査するか否かの情報に相当する検査ノズル選択データＳＩＬとからなり、印字データＳＩＨが論理値１のときにインク滴を吐出し、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値０のときにノズル状態の検査を行うものとした。即ち、画素データＳＩには、画像データに基づいて各ノズルのインク滴吐出の有無を設定する印字データ及び各ノズルのうち何れのノズルの圧力室に対して前記残留振動の検出を行うかを設定する検査ノズル選択データが包含されている。駆動波形パターンデータＳＰには、前述したように４つの駆動波形パターンＳＰａ〜ＳＰｄがある。また、駆動波形パターンデータＳＰには、前述した検査用駆動信号のＣＯＭｔｅｓｔのキャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌの所定時間Ｔ０１に相当する第１駆動波形ＳＰ（１）、同じく検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔのキャビティ容積保持所定時間Ｔ０２に相当する第２駆動波形ＳＰ（２）、即ち残留振動検出時間、同じく検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔのキャビティ容積縮小駆動信号ＣＯＭｐｕｓｈの所定時間Ｔ０３及び所定時間Ｔ０４に相当する第３駆動波形ＳＰ（３）、インク滴吐出のための駆動波形ＣＯＭの所定時間Ｔ０５に相当する第４駆動波形ＳＰ（４）の４つの段階区分がある。本実施形態では、駆動波形パターンＳＰａの第１駆動波形ＳＰ（１）を論理値１、第２駆動波形ＳＰ（２）を論理値０、第３駆動波形ＳＰ（３）を論理値１、第４駆動波形ＳＰ（４）を論理値０とし、駆動波形パターンＳＰｂの第１駆動波形ＳＰ（１）を論理値１、第２駆動波形ＳＰ（２）を論理値１、第３駆動波形ＳＰ（３）を論理値１、第４駆動波形ＳＰ（４）を論理値０とし、駆動波形パターンＳＰｃの第１駆動波形ＳＰ（１）を論理値１、第２駆動波形ＳＰ（２）を論理値０、第３駆動波形ＳＰ（３）を論理値１、第４駆動波形ＳＰ（４）を論理値１とし、駆動波形パターンＳＰｄの第１駆動波形ＳＰ（１）を論理値１、第２駆動波形ＳＰ（２）を論理値１、第３駆動波形ＳＰ（３）を論理値１、第４駆動波形ＳＰ（４）を論理値１とした。そして、印字データＳＩＨが論理値０、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値０のときに駆動波形パターンＳＰａが選択され、印字データＳＩＨが論理値０、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値１のときに駆動波形パターンＳＰｂが選択され、印字データＳＩＨが論理値１、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値０のときに駆動波形パターンＳＰｃが選択され、印字データＳＩＨが論理値１、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値１のときに駆動波形パターンＳＰｄが選択されるように設定した。

また、カウンタ２１５では、駆動波形パターンデータＳＰの４つの段階区分をカウントするためにチャンネル信号ＣＨを２ビットでカウントする。即ち、ラッチ信号ＬＡＴによってカウント値が０，０にクリアされているときにデコーダ２１６の出力は駆動波形パターンデータＳＰの第１段階区分で論理値１となり、第１チャンネル信号ＣＨが読込まれてカウント値が０，１になるとデコーダ２１６の出力は駆動波形パターンデータＳＰの第２段階区分で論理値１となり、第２チャンネル信号ＣＨが読込まれてカウント値が１，０になるとデコーダ２１６の出力は駆動波形パターンデータＳＰの第３段階区分で論理値１となり、第３チャンネル信号ＣＨが読込まれてカウント値が１，１になるとデコーダ２１６の出力は駆動波形パターンデータＳＰの第４段階区分で論理値１となる。このデコーダ２１６の出力と駆動波形パターンデータＳＰの組合せによる残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬを印字データＳＩＨ、検査ノズル選択データＳＩＬで整理すると、印字データＳＩＨが論理値０、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値０のときには、駆動波形パターンデータＳＰの第１段階区分でゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベル、第２段階区分でローレベル、第３段階区分でハイレベル、第４段階区分でローレベルになるので、残留振動が検出され、インク滴は吐出されない。また、印字データＳＩＨが論理値０、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値１のときには、駆動波形パターンデータＳＰの第１段階区分でゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベル、第２段階区分でハイレベル、第３段階区分でハイレベル、第４段階区分でローレベルになるので、残留振動は検出されず、インク滴も吐出されない。また、印字データＳＩＨが論理値１、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値０のときには、駆動波形パターンデータＳＰの第１段階区分でゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベル、第２段階区分でローレベル、第３段階区分でハイレベル、第４段階区分でハイレベルになるので、残留振動が検出され、インク滴も吐出される。また、印字データＳＩＨが論理値１、検査ノズル選択データＳＩＬが論理値１のときには、駆動波形パターンデータＳＰの第１段階区分でゲート電圧ＤＳＥＬがハイレベル、第２段階区分でハイレベル、第３段階区分でハイレベル、第４段階区分でハイレベルになるので、残留振動は検出されず、インク滴は吐出される。このように、印字データＳＩＨと検査ノズル選択データＳＩＬの組合せに基づいて残留振動検出のための検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔ及びインク滴吐出のための駆動信号ＣＯＭを適宜選択することにより、インク滴の吐出と残留振動の検出とを自在に設定することが可能となる。また、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔと駆動信号ＣＯＭを個々のノズル毎に記憶するのに比べて、遙かに記憶容量が少なくてすむ。なお、本実施形態では、例えば図１８ａに矢印で示すように、キャリッジ４、即ちインクジェットヘッド２０が印刷媒体ａの幅方向、即ち主走査方向に１回移動する間に全てのノズルの状態の検査が行われるように検査ノズル選択データＳＩＬを設定した。ちなみに、所謂ワンパスによる印刷を可能とするラインヘッド型プリンタでは、例えば図１８ｂに示すように、印刷媒体ａが搬送されて印刷が完了する間に全てのノズルの状態の検査が行われるようにしてもよい。

図１９は、本実施形態の印刷処理のフローチャートである。この演算処理では、まずステップＳ１で、画像データに基づく印字データＳＩＨを転送する。
次にステップＳ２に移行して、検査ノズル選択情報を読込む。この検査ノズル選択情報は、例えば前述した図１８ａのように検査ノズルを設定する際、例えば印刷媒体ａの大きさに応じてどのタイミングでノズル状態を検査するかといった内容を示す。

次にステップＳに移行して、ステップＳ２で読込まれた検査ノズル選択情報に基づいて検査ノズル選択データＳＩＬを生成する。
次にステップＳ４に移行して、印字データＳＩＨ、検査ノズル選択データＳＩＬからなる画素データＳＩ及び駆動波形パターンデータＳＰを送信する。
次にステップＳ５に移行して、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをハイレベルにして圧電式アクチュエータ２２を駆動信号発生回路７０に接続する。

次にステップＳ６に移行して、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔ及び駆動信号ＣＯＭを出力する。
次にステップＳ７に移行して、選択部の作用によって各ノズル毎に、画素データＳＩによる駆動波形を選択する。
次にステップＳ８に移行して、現在処理しているノズルが検査対象ノズルであるか否かを判定し、検査対象ノズルである場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ１４に移行する。

ステップＳ９では、検査タイミングであるか否かを判定し、検査タイミングである場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ１０では、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをローレベルにして圧電式アクチュエータ２２を残留振動検出回路１５に接続してからステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、キャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌによって拡大されたキャビティの容積を保持しながら、残留振動検出回路１５による残留振動検出処理を行ってからステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、ステップＳ１１で行われている残留振動検出処理が終了したか否かを判定し、残留振動検出処理が終了した場合にはステップＳ１３に移行し、そうでない場合にはステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１３では、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをハイレベルにして圧電式アクチュエータ２２を駆動信号発生回路７０に接続してからステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔ及び駆動信号ＣＯＭの出力が終了したか否かを判定し、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔ及び駆動信号ＣＯＭの出力が終了した場合にはステップＳ１５に移行し、そうでない場合には待機する。

ステップＳ１５では、全画素データが終了したか否かを判定し、全画素データが終了した場合にはメインプログラムに復帰し、そうでない場合にはステップＳ１に移行する。
この演算処理によれば、印字処理しているノズルが検査対象ノズルである場合には検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔを選択し、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをハイレベルにして圧電式アクチュエータ２２を駆動信号発生回路７０に接続した状態で、キャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌを当該ノズルの圧電式アクチュエータ２２に供給し、キャビティ２３の容積が拡大されて圧力変動が発生したら、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをローレベルにして圧電式アクチュエータ２２を残留振動検出回路１５に接続し、その状態、つまり拡大されたキャビティ２３の容積を保持してキャビティ２３、即ち圧電式アクチュエータ２２に発生する圧力変動発生後の残留振動を検出し、前述したようにしてノズルの状態を検査する。検査が終了したら、残留振動検出回路１５のトランジスタＱのゲート電圧ＤＳＥＬをローレベルにして圧電式アクチュエータ２２を駆動信号発生回路７０に接続し、検査したノズルがインク滴を吐出するノズルであれば、この検査に引き続いて駆動信号ＣＯＭを供給してインク滴を吐出する。

このように、本実施形態のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置及びヘッド駆動方法によれば、インク滴を吐出する複数のノズル２４と、各ノズル２４に夫々連通するキャビティ２３と、各キャビティ２３に対応してインク滴を吐出するために設けられ且つ圧電素子２７で構成される圧電式アクチュエータ２２とを備えたインクジェットプリンタのインクジェットヘッド２０に対し、圧電式アクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを出力し、その駆動信号ＣＯＭによるキャビティ２３内の圧力変化発生後の残留振動を、圧電式アクチュエータ２２を構成する圧電素子２７の起電力の変化として検出し、その残留振動からノズルの状態を検出するにあたり、インク滴を吐出する駆動信号ＣＯＭの前に、インク滴を吐出させないで残留振動を検出するための検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔを出力し、この検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔによるキャビティ２３内の圧力変化発生後の残留振動を、圧電式アクチュエータ２２の起電力の変化として検出することにより、インク滴を吐出しないノズルの圧電式アクチュエータ２２に対しても検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔだけを供給すれば残留振動を検出することができるので、その残留振動からノズルの状態をリアルタイムに検出することが可能となる。

また、駆動信号によってインク滴を吐出しないノズルの圧電式アクチュエータ２２に対しても検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔを出力し、インク滴を吐出しないノズルのキャビティ２３に対しても、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔによるキャビティ２３内の圧力変化発生後の残留振動を、圧電式アクチュエータ２２の起電力の変化として検出することにより、それらの残留振動から全てのノズルの状態をリアルタイムに検出することができる。

また、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔの出力及び残留振動の検出を印刷動作中に行う構成としたため、印刷動作中でもその残留振動からノズルの状態をリアルタイムに検出することができる。
また、少なくとも一枚の印刷媒体ａの印刷動作中に、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔの出力及び残留振動の検出を全てのノズルに対して行うことにより、複数の印刷媒体ａに対して印刷を繰り返す場合であっても、その残留振動からノズルの状態を常時リアルタイムに検出することができる。

また、画像データに基づいて各ノズルのインク滴吐出の有無を設定する印字データＳＩＨ及び各ノズルのうち何れのノズルのキャビティ２３に対して残留振動の検出を行うかを設定する検査ノズル選択データＳＩＬに基づいて、時系列的に配置された検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔ及び駆動信号ＣＯＭを選択する構成としたため、インク滴吐出ノズルと検査対象ノズルとを自在に組合せることが可能となる。また、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔと駆動信号ＣＯＭとが時系列的に配置され、そのうち必要なものだけを選択する構成であるから、例えばそれら検査用駆動信号と駆動信号とを各ノズルに対して全て記憶する場合に比べて、記憶容量が遙かに少なくてすむ。

また、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔに、キャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込む第１段階、即ちキャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌと、第１段階に引き続いてキャビティ２３の容積を保持する第２段階と、第２段階に引き続いてインク滴を吐出しないでキャビティ２３の容積を縮小する第３段階、即ちキャビティ容積縮小駆動信号ＣＯＭｐｕｓｈとを設け、検査用駆動信号ＣＯＭｔｅｓｔの第２段階で、キャビティ２３内の圧力変化発生後の残留振動を検出する構成としたため、キャビティ容積拡大駆動信号ＣＯＭｐｕｌｌでのキャビティ２３の容積拡大の大きさや速さを大きくすることにより、インク滴を吐出することなく、キャビティ２３内の圧力変化発生後の残留振動を大きくすることが可能となり、その残留振動を確実に検出することができる。

なお、前記各実施形態では、所謂マルチパス型インクジェットプリンタを対象として本発明のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置を適用した例についてのみ詳述したが、本発明のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、ラインヘッド型プリンタを始めとして、あらゆるタイプのインクジェットプリンタを対象として適用可能である。

本発明のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置の一実施形態を示すインクジェットプリンタの平面図である。図１のインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの概略構成図である。図２のインクジェットヘッドのノズルの説明図である。図１のインクジェットプリンタに設けられた制御装置のブロック図である。図４の駆動信号発生回路のブロック図である。図５の波形メモリの説明図である。駆動信号生成の説明図である。残留振動の説明図である。残留振動検出回路のブロック図である。残留振動検出のための検査用駆動信号の説明図である。図１０の検査用駆動信号によるメニスカスの説明図である。駆動信号を圧電式アクチュエータに接続する選択部のブロック図である。駆動信号を圧電式アクチュエータに供給するための残留振動検出回路との接続状態を示すブロック図である。図１２の駆動波形パターン選択回路のブロック図である。図１２の駆動波形選択回路のブロック図である。検査用駆動波形と駆動波形の説明図である。印字データ及び検査ノズル選択データによって選択される検査用駆動信号及び駆動信号の説明図である。検査対象ノズルの説明図である。印刷処理のフローチャートである。

符号の説明

１はインクジェットプリンタ、１５は残留振動検出回路、１６は交流増幅器、１７は比較器、２０はインクジェットヘッド、２１は振動板、２２は圧電式アクチュエータ、２３はキャビティ、２４はノズル、６２は制御部、７０は駆動信号発生回路、ａは印刷媒体

Claims

インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と、各圧力室に対応してインク滴を吐出するために設けられ且つ圧電素子で構成される複数のアクチュエータとを備えたインクジェットプリンタのノズルヘッドに対し、前記アクチュエータに駆動信号を出力する駆動手段と、前記圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出する残留振動検出回路とを備え、前記駆動手段は、画像データに基づいて各ノズルのインク滴吐出の有無を設定する印字データ及び各ノズルのうち何れのノズルの圧力室に対して前記残留振動の検出を行うかを設定する検査ノズル選択データに基づいて、時系列的に配置された検査用駆動信号及び駆動信号を選択することで、駆動信号によってインク滴を吐出するノズルのアクチュエータに対してインク滴を吐出する駆動信号の前に、インク滴を吐出させないで前記残留振動を検出するための前記検査用駆動信号を出力すると共に、駆動信号によってインク滴を吐出しないノズルの前記アクチュエータに対しても前記検査用駆動信号を出力し、前記残留振動検出回路は、前記検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出することを特徴とするインクジェットプリンタのヘッド駆動装置。
前記検査用駆動信号の出力及び残留振動の検出を印刷動作中に行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置。
少なくとも一枚の印刷媒体の印刷動作中に、前記検査用駆動信号の出力及び残留振動の検出を全てのノズルに対して行う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プリンタのヘッド駆動装置。
前記駆動手段は、前記検査用駆動信号に、圧力室の容積を拡大してインクを引き込む第１段階と、前記第１段階に引き続いて圧力室の容積を保持する第２段階と、前記第２段階に引き続いてインク滴を吐出しないで圧力室の容積を縮小する第３段階とを設け、前記残留振動検出回路は、前記検査用駆動信号の第２段階で、前記圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置。
インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と、各圧力室に対応してインク滴を吐出するために設けられ且つ圧電素子で構成される複数のアクチュエータとを備えたインクジェットプリンタのノズルヘッドに対し、前記アクチュエータに駆動信号を出力し、その駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出するにあたり、画像データに基づいて各ノズルのインク滴吐出の有無を設定する印字データ及び各ノズルのうち何れのノズルの圧力室に対して前記残留振動の検出を行うかを設定する検査ノズル選択データに基づいて、時系列的に配置された検査用駆動信号及び駆動信号を選択することで、駆動信号によってインク滴を吐出するノズルのアクチュエータに対してインク滴を吐出する駆動信号の前に、インク滴を吐出させないで前記残留振動を検出するための前記検査用駆動信号を出力すると共に、駆動信号によってインク滴を吐出しないノズルの前記アクチュエータに対しても前記検査用駆動信号を出力し、その検査用駆動信号による圧力室内の圧力変化発生後の残留振動を、前記アクチュエータを構成する圧電素子の起電力の変化として検出することを特徴とするインクジェットプリンタのヘッド駆動方法。