JP5521466B2

JP5521466B2 - 駆動回路の入力検査方法及び検査装置

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Description

本発明は、差動信号が入力される比較器を有する駆動回路の入力検査方法、及び、この駆動回路への入力を検査する検査装置に関する。

従来から、様々な分野で、外部から入力された信号に基づいて、種々の対象を駆動する駆動回路が用いられている。この駆動回路への信号の伝送方式としては、シングルエンド方式と差動方式のいずれかの方式が採用されるが、シングルエンド方式は、ノイズの影響などを受けやすい伝送方式であり、高速に信号を伝送するのが困難であった。

これに対して、差動方式は、ノイズの影響を受けにくく、低電圧（例えば、数１００ｍＶ）で高速な伝送が可能な伝送方式であり、近年、大量のデータを処理する駆動回路にはこの差動方式で信号が入力されることが増えてきている。例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドを駆動する駆動回路であるモジュールマネージャＩＣに対してコントローラからＬＶＤＳ（Low Voltage differential signaling）という差動方式を用いて信号を入力（伝送）するインクジェットプリンタについて開示されている。

特開２００２−３２６３４８号公報（図４）

しかしながら、差動方式においては、駆動回路に入力される差動信号は低電圧であるため、駆動回路までの入力系統のインピーダンスが大きいと、駆動回路に正常に差動信号が入力されないことがある。例えば、導通不具合などで、入力系統のインピーダンスが少し高くなっただけで、駆動回路に正常に差動信号が入力されないことがある。そこで、差動方式のような低電圧の信号が入力される駆動回路については、この駆動回路への入力が異常ではないか検査することが望まれている。

そこで、本発明の目的は、差動方式における駆動回路への入力異常を検出することができる駆動回路の入力検査方法及び検査装置を提供することである。

本発明の駆動回路の入力検査方法は、電圧が互いに異なるＨ信号とＬ信号の２種類の差動信号が入力される複数の比較器を備えた、駆動回路の入力検査方法であって、前記比較器は、その出力端子がチェック回路に接続されており、プラス端子に前記Ｈ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｌ信号が入力された場合に、第１電圧の出力信号を出力し、プラス端子に前記Ｌ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｈ信号が入力された場合に、前記第１電圧とは異なる第２電圧の出力信号を出力するものであり、前記チェック回路は、前記複数の比較器からの出力信号が入力され、入力された全ての信号が前記第１電圧又は前記第２電圧である場合に前記第２電圧を出力し、入力された信号のうち少なくとも１つの信号が他の信号と異なる信号である場合には前記第１電圧を出力するものであり、全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第１入力ステップと、全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力する第２入力ステップと、前記第１入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、及び／または、前記第２入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、と判断したときに、前記駆動回路への入力が異常であると判定する第１判定ステップと、前記第１判定ステップにおいて、前記第１入力ステップ後に前記チェック回路から出力される出力信号が前記第２電圧でない場合に、前記複数の比較器の中の１つである判定対象比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力し、前記複数の比較器の中の前記判定対象比較器を除く対象外比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力し、前記第１判定ステップにおいて、前記第２入力ステップ後に前記チェック回路から出力される出力信号が前記第２電圧でない場合に、前記判定対象比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力し、前記対象外比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第３入力ステップと、前記第３入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第１電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器は異常でないと判定するとともに、前記第３入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器が異常であると判定する第２判定ステップと、を備えている。

本発明の駆動回路の入力検査方法によると、判定ステップにおいて、第１入力ステップにおける比較器の出力信号が第１電圧であるときには、比較器のプラス端子には正常に信号が入力されていることがわかるものの、マイナス端子には正常に信号が入力されているかは不明である。また、第２入力ステップにおける比較器の出力信号が第２電圧であるときには、比較器のマイナス端子には正常に信号が入力されていることがわかるものの、プラス端子には正常に信号が入力されているかは不明である。つまり、一方の入力ステップでは、片方の端子への入力状態しか検査できないが、これら２つの入力ステップを行い、２つの入力ステップにおける比較器の出力信号がいずれも正常な電圧である場合には、判定ステップにおいて、差動方式における駆動回路への入力が正常であると判定することができる。したがって、判定ステップにおいて、これら２つの入力ステップのいずれか、または、両方のステップにおける比較器の出力信号が正常な電圧ではないと判断された場合には、差動方式における駆動回路への入力が異常であると判定することができ、差動方式における駆動回路への入力異常を検出することができる。

また、前記第２判定ステップにおいて前記判定対象比較器が異常であると判定されるまで、前記複数の比較器のうち未だ前記判定対象比較器に選ばれていない比較器の中の１つを前記判定対象比較器として、前記第３入力ステップ及び前記第２判定ステップを繰り返してもよい。

本発明の検査装置は、電圧が互いに異なるＨ信号とＬ信号の２種類の差動信号が入力される複数の比較器を備えた、駆動回路への入力を検査する検査装置であって、前記比較器は、その出力端子がチェック回路に接続されており、プラス端子に前記Ｈ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｌ信号が入力された場合に、第１電圧の出力信号を出力し、プラス端子に前記Ｌ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｈ信号が入力された場合に、前記第１電圧とは異なる第２電圧の出力信号を出力するものであり、前記チェック回路は、前記複数の比較器からの出力信号が入力され、入力された全ての信号が前記第１電圧又は前記第２電圧である場合に前記第２電圧を出力し、入力された信号のうち少なくとも１つの信号が他の信号と異なる信号である場合には前記第１電圧を出力するものであり、全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第１入力処理と、全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力する第２入力処理と、前記複数の比較器の中の１つである判定対象比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力し、前記複数の比較器の中の前記判定対象比較器を除く対象外比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力する、または、前記判定対象比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力し、前記対象外比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第３入力処理とを実行する入力回路と、前記チェック回路の出力信号が入力され、前記入力回路により、前記第１入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、及び／または、前記第２入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、と判断したときに、前記駆動回路への入力が異常であると判定し、前記入力回路により、前記第３入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第１電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器は異常でないと判定するとともに、前記第３入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器が異常であると判定する判定回路と、を備えている。

本発明の検査装置によると、判定回路により、入力回路で第１入力処理が実行されたときにおける比較器の出力信号が第１電圧であると判断されると、比較器のプラス端子には正常に信号が入力されているが、マイナス端子には正常に信号が入力されているかは不明である。また、入力回路で第２入力処理が実行されたときにおける比較器の出力信号が第２電圧であると判断されると、比較器のマイナス端子には正常に信号が入力されているが、プラス端子には正常に信号が入力されているかは不明である。つまり、入力回路でこれら２つの入力処理が実行されたときにおける比較器の出力信号がいずれも所望の電圧である場合に、判定回路により、差動方式における駆動回路への入力が正常であると判定することができる。したがって、判定回路により、入力回路でこれら２つの入力処理のいずれか、または、両方の入力処理が実行されたときにおける比較器の出力信号が所望の電圧ではないと判断された場合には、差動方式における駆動回路への入力が異常であると判定することができ、差動方式における駆動回路への入力異常を検出することができる。

２つの入力ステップのいずれか、または、両方のステップにおける比較器の出力信号の電圧から、差動方式における駆動回路への入力異常を検出することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。インクジェットヘッドの平面図である。図２の一部拡大図である。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。圧電アクチュエータと制御回路との接続構成を示す概略図である。ドライバＩＣのブロック図である。制御回路のブロック図である。駆動回路への差動信号の入力異常を検査する方法について説明する図であり、（ａ）は第１入力ステップ実行時であり、（ｂ）は第２入力ステップ実行時である。駆動回路へ入力される差動信号の周波数特性を示す図であり、正常な入力時のものである。

次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクジェットヘッドからインクを噴射して、画像や文字などを記録するインクジェットプリンタに設けられたドライバＩＣに本発明を適用した一例である。

まず、インクジェットプリンタの概略構成について説明する。図１に示すように、プリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを走査方向と直交する搬送方向（図１の下方向）に搬送する搬送機構４などを有している。

キャリッジ２は、走査方向に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に複数のノズル３０（図２〜図４参照）を有している。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを複数のノズル３０から噴射するように構成されている。

搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１３と、を有している。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１４と排紙モータ１５により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字などが記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル３０や圧力室２４を含むインク流路が形成された流路ユニット６と、圧力室２４内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ７と、を有している。

まず、流路ユニット６について説明する。図４に示すように、流路ユニット６はキャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２及びノズルプレート２３を備えており、これら４枚のプレート２０〜２３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２は、それぞれ、ステンレス鋼などの金属材料からなる平面視で略矩形状の板である。そのため、これら３枚のプレート２０〜２２に、後述するマニホールド２７や圧力室２４などのインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート２３は、例えば、ポリイミドなどの高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート２２の下面に接着剤で接合される。あるいは、このノズルプレート２３も、他の３枚のプレート２０〜２２と同様にステンレス鋼などの金属材料で形成されていてもよい。

図２〜図４に示すように、４枚のプレート２０〜２３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート２０には、平面に沿って配列された複数の圧力室２４がプレート２０を貫通する孔により形成されている。また、複数の圧力室２４は、搬送方向（図２の上下方向）に千鳥状に２列に配列されている。また、図４に示すように、複数の圧力室２４は上下両側から後述の振動板４０及びベースプレート２１によりそれぞれ覆われている。さらに、各圧力室２４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。

図３及び図４に示すように、ベースプレート２１の、平面視で圧力室２４の長手方向両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔２５、２６が形成されている。また、マニホールドプレート２２には、平面視で、２列に配列された圧力室２４の連通孔２５側の部分と重なるように、搬送方向に延びる２つのマニホールド２７が形成されている。これら２つのマニホールド２７は、後述の振動板４０に形成されたインク供給口２８に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口２８を介してマニホールド２７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート２２の、平面視で複数の圧力室２４のマニホールド２７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔２６に連なる複数の連通孔２９も形成されている。

さらに、ノズルプレート２３の、平面視で複数の連通孔２９にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル３０が形成されている。図２に示すように、複数のノズル３０は、搬送方向に沿って２列に配列された複数の圧力室２４の、マニホールド２７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されている。言い換えれば、複数のノズル３０は、千鳥配置の複数の圧力室２４とそれぞれ対応して、走査方向に並ぶ２列のノズル列３２Ａ、３２Ｂを構成するように千鳥状に配列されている。

そして、図４に示すように、マニホールド２７は連通孔２５を介して圧力室２４に連通し、さらに、圧力室２４は、連通孔２６，２９を介してノズル３０に連通している。このように、流路ユニット６内には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル３０に至る個別インク流路３１が複数形成されている。

なお、図２においては、説明の簡単のため、１つのインク供給口２８に連なる１種類の流路構造（マニホールド２７、圧力室２４、ノズル３０など）のみが描かれているが、インクジェットヘッド３は、図２に示されている流路構造が走査方向に複数並べて設けられた構成を有し、複数色（例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色）のインクをそれぞれ噴射可能な、カラーインクジェットヘッドであってもよい。

次に、圧電アクチュエータ７について説明する。図２〜図４に示すように、圧電アクチュエータ７は、複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６（キャビティプレート２０）の上面に配置された振動板４０と、この振動板４０の上面に、複数の圧力室２４と対向するように配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に配置された複数の個別電極４２と、を有している。

振動板４０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼などの鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板４０は、キャビティプレート２０の上面に複数の圧力室２４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート２０に接合されている。また、導電性を有する振動板４０の上面は、圧電層４１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極４２との間で圧電層４１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板４０は、圧電アクチュエータ７を駆動する後述するドライバＩＣ４７（図５参照）に接続されて、常にグランド電位に保持されている。

圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。図２に示すように、この圧電層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室２４に跨って連続的に形成されている。また、この圧電層４１は、少なくとも圧力室２４と対向する領域において厚み方向に分極されている。

圧電層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２がそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、複数の接点部４５が個別電極４２の長手方向に沿ってそれぞれ引き出されている。

次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ７の作用について説明する。ある個別電極４２に対して、後述するドライバＩＣ４７から所定の駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間に電位差が生じ、個別電極４２と振動板４０の間に挟まれた圧電層４１に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、個別電極４２と対向する領域の圧電層４１が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電層４１の下側の振動板４０はキャビティプレート２０に固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電層４１が面方向に収縮するのに伴って、振動板４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル３０からインクが噴射される。

次に、圧電アクチュエータ７と制御回路９との接続構成について説明する。図５に示すように、圧電アクチュエータ７には、フレキシブル配線基板４８（ＦＰＣ）が接続され、このＦＰＣ４８には、圧電アクチュエータ７を駆動するドライバＩＣ４７（駆動回路）が実装されている。また、ＦＰＣ４８は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）４９とも接続され、ＦＦＣ４９は制御回路９に接続されている。

ドライバＩＣ４７は、ＦＦＣ４９上の配線を介して制御回路９から入力された信号に基づき、ＦＰＣ４８上の配線を介して、圧電アクチュエータ７の複数の個別電極４２に対して、所定の駆動電位とグランド電位のうち、いずれか一方の電位を選択的に付与し、振動板４０に対して、グランド電位を付与する。

ここで、制御回路９からドライバＩＣ４７へ入力される各種入力信号について簡単に説明する。制御回路９からドライバＩＣ４７へは、ＣＬＫ、Ｆｉｒｅ、ＳＩＮ、ＳＹＮＣなどの信号がそれぞれ入力される。ＣＬＫは、制御回路９からドライバＩＣ４７へのデータ転送クロックである。Ｆｉｒｅは、１つのノズル３０に対する、液滴を噴射しない、及び、階調に応じた５種類の液滴噴射サイズ（液滴体積）の計６種類の噴射態様にそれぞれ対応した６種類の駆動波形データを直列に伝送するシリアルデータである。

ＳＩＮは、ドライバＩＣ４７に各ノズル３０のそれぞれの噴射タイミングに６種類の噴射態様のうち１つを対応づけるための選択データを直列に伝送するシリアルデータである。このＳＩＮのシリアルデータは、１つのノズル３０に対して、６種類の噴射態様のうちの１つを対応づける３ビットのデータと、噴射タイミングに関する数ビットのデータが必要であり、このデータが複数のノズル３０に対して必要となるため、非常に大量なデータとなる。そこで、このＳＩＮの大量なデータを入力するのは、高速な伝送速度が必要となる。ＳＹＮＣは、後述するデータ入力回路６１に入力された各種のデータを後段の回路へ一斉に出力する際に同期をとる信号である。各種信号の用途からわかるように、ＣＬＫやＳＩＮは他の信号に比べて高速な伝送速度（高い周波数）でドライバＩＣ４７に入力される。

これらの信号は、制御回路９からドライバＩＣ４７に対して、それぞれ対をなす２本の信号線を介してパルス状の差動信号として入力される。なお、図５〜図７において、Ｆｉｒｅの差動信号はＦｉｒｅ（＋，−）と示し、他の信号に対しても同様に示している。差動方式では、２本の信号線にそれぞれ逆位相の信号（Ｈ信号及びＬ信号）を入力する。差動方式は、１本の信号線だけで信号を入力するシングルエンド方式に比べて、ノイズに強く、信号の振幅を数１００ｍＶと小さくして、低電圧で伝送可能という特徴がある。このように、差動方式は、信号の振幅を小さくできるため、Ｈ信号からＬ信号、または、Ｌ信号からＨ信号への切り替えに要する時間を短くでき、信号の周波数を高くして、データを高速に伝送することができる。また、差動方式は、データの伝送速度が速いことから、シングルエンド方式に比べて、少ない信号線で大量のデータを伝送することができる。

次に、ドライバＩＣ４７について説明する。図６に示すように、ドライバＩＣ４７は、４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄ（比較器）と、データ入力回路６１と、３つのシフトレジスタ６２と、ラッチ回路６３と、波形選択回路６４と、ドライブバッファ６５と、チェック回路６６と、を有している。

４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄは、ドライバＩＣ４７の入力段であり、ＣＬＫ、Ｆｉｒｅ、ＳＩＮ、ＳＹＮＣの信号が入力される入力系統に対してそれぞれ１つずつ設けられており、制御回路９から差動信号がそれぞれ入力される。各コンパレータ６０は、非反転入力端子（プラス端子）にＨ信号が入力されるとともに、反転入力端子（マイナス端子）にＬ信号が入力された場合に、Ｈ信号（第１電圧）を出力し、非反転入力端子にＬ信号が入力されるとともに、反転入力端子にＨ信号が入力された場合に、Ｌ信号（第２電圧）を出力する。４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄは、入力された差動信号に基づいたデータをそれぞれ１本の信号線を介してデータ入力回路６１に出力する。

データ入力回路６１は、４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄから入力されたデータを制御回路９からコンパレータ６０ａ〜６０ｄまでの周波数よりも低い周波数でシフトレジスタ６２に出力する。また、データ入力回路６１は、ＳＩＮの差動信号が入力されたコンパレータ６０ｂから入力されたシリアルデータをシフトレジスタ６２ごとのパラレルデータに変換して各シフトレジスタ６２にそれぞれ出力する。

これは、ドライバＩＣ４７内のコンパレータ６０よりも後段の、圧電アクチュエータ７を駆動するための処理を行う処理回路であるシフトレジスタ６２、ラッチ回路６３、波形選択回路６４及びドライブバッファ６５における処理速度（すなわち、データの転送速度）は、キャリッジ２の移動速度や搬送機構４の搬送速度に応じた複数のノズル３０からのインクの噴射タイミングに依存する。そのため、この処理回路でのデータの伝送速度は、必要以上に高速にする必要はない。しかしながら、ドライバＩＣ４７の入力段であるコンパレータ６０には、高速でデータが入力されることから、この前段と後段の速度の差を解消するために、データ入力回路６１は設けられている。具体的には、ＳＩＮ及びＣＬＫの信号は、コンパレータ６０よりも前段においては、約７０ＭＨｚの周波数の信号で伝送しているが、後段においては、約１０ＭＨｚの周波数の信号で処理している。

シフトレジスタ６２は、データ入力回路６１から入力されたＳＩＮのパラレルデータを、各ノズル３０に対応するチャンネルごとのパラレルデータにさらに変換してラッチ回路６３に出力する。ラッチ回路６３は、いわゆるＤ−フリップフロップであり、３つのシフトレジスタ６２から入力されたチャンネルごとのパラレルデータを、ＣＬＫと同期させて一斉に波形選択回路６４へ出力する。

波形選択回路６４は、いわゆるマルチプレクサであり、ラッチ回路６２から出力された前記データに応じて、Ｆｉｒｅによって伝送された６種類の噴射態様に対応する波形信号の中から１つの波形信号を選択してドライブバッファ６５へ出力する。ドライブバッファ６５は、波形選択回路６４によって選択されて入力された波形信号を圧電アクチュエータ７に適した電圧に増幅して、駆動電位として圧電アクチュエータ７の複数の個別電極４２にそれぞれ入力する。

チェック回路６６は、ワイヤードＯＲで構成されており、４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの出力端子と接続されている。チェック回路６６は、制御回路９から４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄまでの入力系統に導通不具合がなく、または、４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄが故障することなく、制御回路９からドライバＩＣ４７へ正常に差動信号が入力されたか否かの検査結果の信号を出力する回路である。

チェック回路６６は、入力された全ての信号がＨ信号またはＬ信号（すなわち、入力された全ての信号が同じ電圧）のときには、制御回路９にＬ信号を出力し、入力された信号のうち、少なくとも１つの信号が他の信号と異なる電圧の信号のときには、制御回路９にＨ信号を出力する。このチェック回路６６によって制御回路９からドライバＩＣ４７への入力に異常がないかの検査結果をドライバＩＣ４７から制御回路９へ出力する信号線を１本に省配線化している。なお、ドライバＩＣ４７への入力異常の検査方法について詳しくは後述する。

次に、制御回路９について説明する。図７に示すように、制御回路９は、入力回路７１と、判定回路７２と、比較回路７３と、を有している。なお、本実施形態における制御回路９が、本発明の検査装置に相当する。

入力回路７１は、通常の記録動作時には、ドライバＩＣ４７の４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄに対して、ＣＬＫ、Ｆｉｒｅ、ＳＩＮ、ＳＹＮＣのそれぞれのデータに応じた差動信号を入力し、ドライバＩＣ４７への入力異常の検査時には、チェック信号を入力する。判定回路７２は、入力回路７１から入力されたチェック信号に応じてドライバＩＣ４７のチェック回路６６から出力された検査結果の信号に基づいて、入力回路７１からドライバＩＣ４７への入力に異常がないかを判定する。比較回路７３は、ドライバＩＣ４７へ出力されるパルス状の差動信号の周波数と、この差動信号に基づいてチェック回路６６から出力された検査結果の信号の周波数とを比較して、差動信号の周波数に比べて検査結果の信号の周波数が所定値以上に低い場合には、コンパレータ６０を介して周波数特性が悪化していると判定する。

次に、ドライバＩＣ４７への入力に異常がないかを検査する方法について説明する。この検査方法においては、４つのコンパレータ６０ａ〜６０ｄに対して、２つの入力ステップを行い、各入力ステップの後の判定ステップで、ドライバＩＣ４７への入力に異常がないかを検査する。

制御回路９からドライバＩＣ４７の入力段であるコンパレータ６０に入力される差動信号は低電圧である。したがって、制御回路９からドライバＩＣ４７までの入力系統のインピーダンスが大きいと、ドライバＩＣ４７に対して正常に差動信号が入力されないことがある。例えば、制御回路９とＦＦＣ４９との接点、ＦＦＣ４９とＦＰＣ４８の接点、ＦＰＣ４８とドライバＩＣ４７との接点などでは、特に接続不良が起きやすく、インピーダンスが高くなりやすい。したがって、このように、制御回路９からドライバＩＣ４７までの入力系統では、接続不良が起きやすく、その影響を受けて正常に差動信号が入力されないことがあるため、入力に異常がないかを検査する。

まず、図８（ａ）に示すように、第１入力ステップとして、制御回路９の入力回路７１から全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの非反転入力端子にＨ信号を入力し、反転入力端子にＬ信号を入力する。

このとき、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの一対の入力端子に対して、正常に差動信号が入力されたときには、これらのコンパレータ６０ａ〜６０ｄはＨ信号を出力する。すると、チェック回路６６は、全ての入力端子に対してＨ信号が入力されることになり、判定回路７２に対してＬ信号を出力する。

次に、第１入力ステップの後であって、第２入力ステップの前の判定ステップについて説明する。この判定ステップとして、第１入力ステップにおいて、判定回路７２に対してＬ信号ではない信号が入力された場合には、判定回路７２は、少なくとも１つのコンパレータ６０までの入力、または当該コンパレータ６０自体に異常があり、そのコンパレータ６０からはＨ信号ではない信号が出力されていると判断して、ドライバＩＣ４７への入力が異常であると判定する。

また、第１入力ステップにおいて、判定回路７２に対してＬ信号が入力された場合には、判定回路７２は、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの非反転入力端子への入力系統は導通している。そして、Ｈ信号しか出力できないコンパレータ６０を含んでいるかもしれないが、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの中にＨ信号ではない信号しか出力できないコンパレータ６０は含まれていないことを判定する。

これは、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの中には、入力系統の異常やコンパレータ６０自体の故障でＨ信号しか出力できないコンパレータ６０を含んでいるおそれがある。例えば、入力系統の異常でＨ信号しか出力できないコンパレータ６０としては、コンパレータ６０の非反転入力端子までの入力系統は導通しているが、反転入力端子までの入力系統はその途中において断線しているものが挙げられる。

つまり、第１入力ステップだけでは、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの非反転入力端子には正常に信号が入力されているが、全てのコンパレータ６０の反転入力端子には正常に信号が入力されているかは不明であり、ドライバＩＣ４７への入力が正常であるとは判定できない。

そこで、次に、図８（ｂ）に示すように、第２入力ステップとして、第１入力ステップとは逆の差動信号として、制御回路９の入力回路７１から全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの非反転入力端子にＬ信号を入力し、反転入力端子にＨ信号を入力する。

このとき、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの一対の入力端子に対して、正常に差動信号が入力されたときには、これらのコンパレータ６０ａ〜６０ｄはＬ信号を出力する。すると、チェック回路６６は、全ての入力端子に対してＬ信号が入力されることになり、判定回路７２に対してＬ信号を出力する。

次に、第２入力ステップの後の判定ステップについて説明する。この判定ステップとして、第２入力ステップにおいて、判定回路７２に対してＬ信号ではない信号が出力された場合には、判定回路７２は、入力系統を含めて異常のあるコンパレータ６０からはＬ信号ではない信号が出力されていると判断し、ドライバＩＣ４７への入力が異常であると判定する。

また、第２入力ステップにおいて、判定回路７２に対してＬ信号が出力された場合には、判定回路７２は、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの反転入力端子への入力系統は導通している。そして、Ｌ信号しか出力できないコンパレータ６０を含んでいるかもしれないが、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの中にＬ信号ではない信号しか出力できないコンパレータ６０は含まれていないことを判定する。

これは、第１入力ステップと同様に、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの中には、入力系統の異常やコンパレータ６０自体の故障でＬ信号しか出力できないコンパレータ６０を含んでいるおそれがあるからである。

しかしながら、第１入力ステップの後の判定ステップにおいて、判定回路７２は、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの中にＨ信号ではない信号しか出力できないコンパレータ６０は含んでいないことを判定している。そして、第２入力ステップの後の判定ステップにおいて、判定回路７２は、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄの中にＬ信号ではない信号しか出力できないコンパレータ６０は含んでいないことを判定している。したがって、第１入力ステップと第２入力ステップを行うことで、判定ステップにより、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄは、Ｌ信号もＨ信号も出力可能であり、所望の電圧の信号を出力していることから、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄには、正常に差動入力が入力されている、すなわち、ドライバＩＣ４７への入力は正常であると判定することができる。

このように、一方の入力ステップでは、片方の端子への入力状態しか検査できないが、これら２つの入力ステップを行い、判定ステップにおいて、判定回路７２が２つの入力ステップのいずれかのステップにおけるコンパレータ６０ａ〜６０ｄの出力信号が正常な電圧の信号ではないと判断した場合には、差動方式におけるドライバＩＣ４７への入力が異常であると判定することができ、差動方式におけるドライバＩＣ４７への入力異常を検出することができる。

なお、第１入力ステップの後であって、第２入力ステップの前の判定ステップで判定回路７２によってドライバＩＣ４７への入力が異常であることが判定された時点で判定を終了してもよいし、第２入力ステップでも判定回路７２によってドライバＩＣ４７への入力が異常であることが判定された時点で判定を終了してもよい。また、第１入力ステップ及び第２入力ステップの両方を実行した後に判定ステップによる判定を行ってもよい。

ここで、通常の記録動作時においては、図９に示すように、制御回路９の入力回路７１から各コンパレータ６０ａ〜６０ｄの一対の入力端子には、それぞれ逆位相のパルス信号が入力されている。そして、各コンパレータ６０ａ〜６０ｄからは、このパルス信号と同等の周波数の出力信号が出力されている。

しかしながら、コンパレータ６０へのノイズなどの外乱の影響で、コンパレータ６０に入力されるパルス信号の周波数に対して、コンパレータ６０からの出力信号の周波数が低くなっていることがある。つまり、コンパレータ６０によって信号の周波数特性が低下してしまい、コンパレータ６０の後段における種々の処理のタイミングが遅れてしまう。すると、具体的には、個別電極４２への電圧付与タイミングが遅れて、ノズル３０からのインク噴射タイミングが遅れて、記録用紙Ｐの所望の位置にインクを噴射できなくなってしまう。本実施形態において、ドライバＩＣ４７の入力段であるコンパレータ６０への伝送に採用された差動方式では、信号の周波数が高く、高速伝送であるため、この周波数特性の低下による影響が非常に大きい。

そこで、上述したドライバＩＣ４７への入力が異常であるかの検査方法を用いて、コンパレータ６０を介して信号の周波数特性が低下していないかも判定する。制御回路９からコンパレータ６０の一対の入力端子へ入力する逆位相のパルス信号は、第１入力ステップと第２入力ステップを交互に繰り返すことで生成することができる。

したがって、周波数特性の低下の影響が特に大きい、高速な伝送速度のＳＩＮ及びＣＬＫの信号の実際の記録動作時に用いられる周波数に対応したパルス信号を、入力回路７１から第１入力ステップと第２入力ステップを交互に繰り返して、全てのコンパレータ６０ａ〜６０ｄに対して入力する。

そして、比較ステップとして、比較回路７３により、入力回路７１から入力されたパルス信号の周波数と、チェック回路６６から出力された出力信号の周波数とを比較する。そして、パルス信号の周波数に比べて出力信号の周波数が所定値以上に低下している場合には、コンパレータ６０を介することで周波数特性が悪化しており、このドライバＩＣ４７への入力は異常であると判定する。このように、比較ステップを行うことで、比較回路７３により、コンパレータ６０を介することでドライバＩＣ４７に入力される信号の周波数特性が悪化していないかを検出することができる。

ここまでの説明による方法では、ドライバＩＣ４７への入力が異常であるかを検出することはできたが、ドライバＩＣ４７内のどのコンパレータ６０ａ〜６０ｄまでの入力系統に異常があるかまでは判定できなかった。そこで、以下の方法により、どのコンパレータ６０ａ〜６０ｄまでの入力系統に異常があるかを検出することができる。なお、以下の説明では、コンパレータ６０ｂの反転入力端子までの入力系統に異常があるものとする。

まず、第１入力ステップを行う。そして、判定ステップとして、この第１入力ステップにおいて、判定回路７２に対してＨ信号が出力された場合には、入力系統に異常のあるコンパレータ６０からＨ信号ではない信号が出力されていると判断して、判定回路７２は、ドライバＩＣ４７への入力が異常であると判定する。ここではまだ、どのコンパレータ６０までの入力に異常があるかは不明である。

次に、異常があるか判定したい対象のコンパレータ６０に対してのみ第１入力ステップを実行し、残りのコンパレータ６０に対しては第２入力ステップを実行する。すなわち、入力回路７１から１つのコンパレータ６０（ここでは、コンパレータ６０ａとする）の非反転入力端子にＨ信号を入力し、反転入力端子にＬ信号を入力するとともに、残りのコンパレータ６０（ここでは、コンパレータ６０ｂ〜６０ｄとする）の非反転入力端子にＬ信号を入力し、反転入力端子にＨ信号を入力する。そして、判定ステップとして、判定回路７２に対してＨ信号が出力された場合には、判定回路７２は、コンパレータ６０ａまでの入力に異常はないと判定する。

次に、入力回路７１からコンパレータ６０ｂの非反転入力端子にＨ信号を入力し、反転入力端子にＬ信号を入力するとともに、残りのコンパレータ６０ａ、６０ｃ、６０ｄの非反転入力端子にＬ信号を入力し、反転入力端子にＨ信号を入力する。そして、判定ステップとして、判定回路７２に対してＬ信号が出力された場合には、判定回路７２は、コンパレータ６０ｂに正常に差動信号が入力されていれば、Ｈ信号を出力するべきであるが、Ｌ信号を出力しているため、このコンパレータ６０ｂまでの入力に異常があると判定する。したがって、どのコンパレータ６０までの入力に異常があるかを検出することができる。

ここでは、コンパレータ６０ｂまでの入力に異常があると、仮定して説明したが、残りのコンパレータ６０ｃ、６０ｄに対しても同様のステップを行うことで、どのコンパレータ６０に対しても異常を検出することができる。

このように、全てのコンパレータ６０に対して、第１入力ステップを行った後、異常を判定したい対象のコンパレータ６０のみ第２入力ステップを行い、残りのコンパレータ６０に第１入力ステップを行うという動作を繰り返すことで、複数のコンパレータ６０のどのコンパレータ６０が異常かを判定することができる。

なお、全てのコンパレータ６０に対して、第２入力ステップを行った後、異常を判定したい対象のコンパレータ６０のみ第２入力ステップを行い、残りのコンパレータ６０に第１入力ステップを行うという動作を繰り返すことでも、複数のコンパレータ６０のどのコンパレータ６０が異常かを判定することができる。

次に、上述した実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。ただし、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
本実施形態においては、ドライバＩＣ４７への入力が異常であるかを判定するときに、第１入力ステップを行った後、第２入力ステップを行っていたが、第２入力ステップを行った後、第１入力ステップを行ってもよく、入力ステップを行う順序は任意であってもよい。

また、本実施形態においては、通常の記録動作時においてドライバＩＣ４７に差動信号を入力するプリンタ１内の制御回路９の一部を構成する入力回路７１、判定回路７２及び比較回路７３を、ドライバＩＣ４７への入力異常を検査する検査装置としたが、検査装置はプリンタ１内の構成でなくてもよく、上述した機能を有する治具としての検査装置であってもよい。そして、例えば、複数のプリンタ１にそれぞれ設けられるドライバＩＣ４７が実装された複数のＦＰＣ４８に対して、治具である検査装置を用いて、ＦＰＣ４８からドライバＩＣ４７までの入力が異常であるかを検査してもよい。

以上、説明した本実施形態では、本発明を、記録用紙にインクを噴射して画像などを記録するインクジェットプリンタにおける複数の記録素子を有する圧電アクチュエータを駆動する駆動回路であるドライバＩＣへの入力検査方法に適用したが、このような圧電アクチュエータの駆動回路に限られず、様々な用途に使用され、差動信号が入力される駆動回路への入力検査方法に適用できる。

１プリンタ
９制御回路
４７ドライバＩＣ
６０ａ〜６０ｄコンパレータ
６６チェック回路
７１入力回路
７２判定回路
７３比較回路

Claims

電圧が互いに異なるＨ信号とＬ信号の２種類の差動信号が入力される複数の比較器を備えた、駆動回路の入力検査方法であって、
前記比較器は、その出力端子がチェック回路に接続されており、プラス端子に前記Ｈ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｌ信号が入力された場合に、第１電圧の出力信号を出力し、プラス端子に前記Ｌ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｈ信号が入力された場合に、前記第１電圧とは異なる第２電圧の出力信号を出力するものであり、
前記チェック回路は、前記複数の比較器からの出力信号が入力され、入力された全ての信号が前記第１電圧又は前記第２電圧である場合に前記第２電圧を出力し、入力された信号のうち少なくとも１つの信号が他の信号と異なる信号である場合には前記第１電圧を出力するものであり、
全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第１入力ステップと、
全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力する第２入力ステップと、
前記第１入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、及び／または、前記第２入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、と判断したときに、前記駆動回路への入力が異常であると判定する第１判定ステップと、
前記第１判定ステップにおいて、前記第１入力ステップ後に前記チェック回路から出力される出力信号が前記第２電圧でない場合に、前記複数の比較器の中の１つである判定対象比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力し、前記複数の比較器の中の前記判定対象比較器を除く対象外比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力し、前記第１判定ステップにおいて、前記第２入力ステップ後に前記チェック回路から出力される出力信号が前記第２電圧でない場合に、前記判定対象比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力し、前記対象外比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第３入力ステップと、
前記第３入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第１電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器は異常でないと判定するとともに、前記第３入力ステップにおける前記比較器の出力信号が前記チェック回路に入力されたときの前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器が異常であると判定する第２判定ステップとを備えていることを特徴とする駆動回路の入力検査方法。
前記第２判定ステップにおいて前記判定対象比較器が異常であると判定されるまで、前記複数の比較器のうち未だ前記判定対象比較器に選ばれていない比較器の中の１つを前記判定対象比較器として、前記第３入力ステップ及び前記第２判定ステップを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の入力検査方法。
電圧が互いに異なるＨ信号とＬ信号の２種類の差動信号が入力される複数の比較器を備えた、駆動回路への入力を検査する検査装置であって、
前記比較器は、その出力端子がチェック回路に接続されており、プラス端子に前記Ｈ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｌ信号が入力された場合に、第１電圧の出力信号を出力し、プラス端子に前記Ｌ信号が入力されるとともに、マイナス端子に前記Ｈ信号が入力された場合に、前記第１電圧とは異なる第２電圧の出力信号を出力するものであり、
前記チェック回路は、前記複数の比較器からの出力信号が入力され、入力された全ての信号が前記第１電圧又は前記第２電圧である場合に前記第２電圧を出力し、入力された信号のうち少なくとも１つの信号が他の信号と異なる信号である場合には前記第１電圧を出力するものであり、
全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第１入力処理と、全ての前記比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、全ての前記比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力する第２入力処理と、前記複数の比較器の中の１つである判定対象比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力し、前記複数の比較器の中の前記判定対象比較器を除く対象外比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力する、または、前記判定対象比較器のプラス端子に前記Ｌ信号を入力するとともに、前記判定対象比較器のマイナス端子に前記Ｈ信号を入力し、前記対象外比較器のプラス端子に前記Ｈ信号を入力するとともに、前記対象外比較器のマイナス端子に前記Ｌ信号を入力する第３入力処理とを実行する入力回路と、
前記チェック回路の出力信号が入力され、前記入力回路により、前記第１入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、及び／または、前記第２入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧ではない、と判断したときに、前記駆動回路への入力が異常であると判定し、前記入力回路により、前記第３入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第１電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器は異常でないと判定するとともに、前記第３入力処理が実行されたときにおける前記チェック回路の出力信号が前記第２電圧であると判断したときに、前記判定対象比較器が異常であると判定する判定回路と、を備えていることを特徴とする検査装置。