JP6593023B2 - 液滴吐出装置、液滴吐出装置の残留振動検出方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出装置の残留振動検出方法、及びプログラムに関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として、例えば、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク滴（液亭）を吐出するノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室内のインクを加圧する圧電素子、等を有するインクジェット記録ヘッドにより、記録媒体（紙、金属、木材、セラミックス、等）に、所望の文字、図形、等を形成する。

インクジェット記録装置において、記録媒体に異常画像が形成される原因として、圧力室内への気泡の混入、ノズル表面への異物（紙粉、液溜り等）の付着、インク粘度の増大、等により生じる吐出異常（ノズルからインク滴が正常に吐出しない）が挙げられる。

発振回路、Ｆ／Ｖ変換回路、波形整形回路、比較回路、フィルタ回路、等を用いて、インク滴吐出後の残留振動を検出し、周波数変化、振幅変化、等に基づいて、吐出異常を検出するインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、短時間で吐出異常を検出する目的で、画像形成期間以外の印刷動作には必要不可欠な時間帯（例えばフラッシング等）に、検知信号を出力し、スペクトル分析する構成が開示されている（特許文献２）。

しかし、特にライン走査型インクジェット記録装置で高速に画像形成を行う場合、特許文献２では、吐出異常（インクの吐出状態）を検出するための時間が確保できず、画像形成期間以外の印刷動作には必要不可欠な時間帯だけでは足りず、全てのノズルのインク吐出状態を検出するまでに時間がかかってしまうことがあった。印刷動作に必要不可欠な期間以外で残留振動の検出を行うと、その分生産性が低下してしまう。また、残留振動の検出が不十分であると、その後の維持回復が不十分になり、異常画像の発生を引き起こす吐出異常を防止できないおそれがあった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数のノズル内の液体の残留振動の検出時間を短くする、液滴吐出装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様の液滴吐出装置は、複数のノズルと、前記複数のノズルに夫々連通し、液体を収容する複数の圧力室と、前記複数のノズルに夫々対応して設けられ、前記複数の圧力室を夫々加圧する複数の圧電素子と、画像形成に寄与する吐出用共通駆動波形と、１つの駆動周期内に残留振動の検出に用いる検出用パルスを複数含む検出用共通駆動波形と、を生成する波形生成部と、前記複数のノズルに対して共通に設けられ、前記複数の検出用パルス夫々を複数の圧電素子へ夫々印加した後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する、残留振動検出部と、を有する。

一態様によれば、液滴吐出装置において、複数のノズル内の液体の残留振動の検出時間を短くすることができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置を例示する図である。 ラインヘッド構成のインクキャリッジ部の側面図である。 ラインヘッド構成のインクジェット記録ヘッドアレイを例示する平面図である。 実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを例示する底面図である。 実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを例示する斜視図である。 圧力室におけるインク吐出及び残留振動を示す動作概念図である。 図６の駆動波形印加期間及び残留振動波形発生期間を例示する図である。 減衰振動波形と減衰比との関係を示す図である。 正常吐出のときの圧力室内のインク及び残留振動波形を例示する図である。 ノズル表面が乾燥したときの圧力室内のインク及び残留振動波形を例示する図である。 気泡が混入したときの圧力室内のインク及び残留振動波形を例示する図である。 紙粉が付着したときの圧力室内のインク及び残留振動波形を例示する図である。 第１の実施形態に係る液滴吐出装置のブロック図である。 第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの回路図である。 残留振動波形と検出した振幅値とを示す図である。 本発明の第１の実施形態に於ける駆動波形の第１の制御例を示す図である。 本発明の制御例２に於ける残留振動を検出するタイミングを説明する図である。 第２の実施形態に係る液滴吐出装置のブロック図である。 第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの回路図である。 本発明の第２の実施形態に於ける駆動波形の制御例２−１を示す図である。 印刷中に、残留振動を検知する駆動波形の制御例２−２を示す図である。

以下、図面及び表を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

＜インクジェット記録装置＞
図１は、本実施の形態に係るオンデマンド方式におけるライン走査型のインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、記録媒体供給部１１１と記録媒体回収部１１２との間に配置され、記録手段１０１、該記録手段１０１に対向して設けられるプラテン１０２、乾燥手段１０３、維持回復手段１１４、記録媒体搬送装置、等を含む。

記録媒体搬送装置は、規制ガイド１０４、インフィード部１０５、ダンサローラ１０６、ＥＰＣ（Ｅｄｇｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）１０７、蛇行量検出器１０８、アウトフィード部１０９、プラー１１０、等を含む。

連続する記録媒体（ロール紙、連続紙、等とも称される）１１３は、記録媒体供給部１１１から高速で繰り出され、記録媒体回収部１１２により巻き取り回収される。

＜インクジェット記録ヘッドモジュール＞
図２は、インクジェット記録装置１００に搭載されるインクジェット記録ヘッドモジュールの一例を示す概略側面図である。

図２に示すように、インクジェット記録ヘッドモジュール（液滴吐出装置）２００は、駆動制御基板２１０、インクジェット記録ヘッド（液滴吐出手段）２２０、ケーブル２３０、等を含む。

駆動制御基板２１０には、制御部２１１、駆動波形生成部（生成部）２１２、記憶手段２１３，２１４等が搭載される。インクジェット記録ヘッド２２０は、ヘッド基板２２１、残留振動検知基板２２２、ヘッド駆動ＩＣ基板２２３、インクタンク２２４、剛性プレート２２５、等を含む。ケーブル２３０は、駆動制御基板側コネクタ２３１及びヘッド側コネクタ２３２と接続され、駆動制御基板２１０とヘッド基板２２１との間のアナログ信号通信、デジタル信号通信を担う。

ライン走査型のインクジェット記録装置１００において、１又は複数のインクジェット記録ヘッド２２０は、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向に配置される。即ち、ライン走査型のインクジェット記録ヘッド２２０には、は液滴（インク）を付着させる記録媒体１１３の送り方向に対して直交する方向である、記録媒体１１３の幅方向に沿って、記録媒体１１３の幅長に対応する列状に複数のノズル２０が設けられている。

ライン走査型のインクジェット記録ヘッド２２０から記録媒体１１３へとインク滴（液滴）を吐出させることで、高速な画像形成が可能となる。

なお、本実施の形態に係る液滴吐出装置は、１又は複数のインクジェット記録ヘッドを、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向へ移動させて画像を形成するシリアル走査型のインクジェット記録装置、等にも適用可能である。

図３は、インクジェット記録装置１００に搭載される記録手段１０１におけるヘッド部の一例を示す拡大平面図である。

記録手段１０１は、クロ用ヘッドアレイ１０１Ｋ、シアン用ヘッドアレイ１０１Ｃ、マゼンダ用ヘッドアレイ１０１Ｍ、イエロー用ヘッドアレイ１０１Ｙを含み、各色のヘッドアレイは、複数のインクジェット記録ヘッド２２０を含む。クロ用ヘッドアレイ１０１Ｋは、クロのインク滴を吐出し、シアン用ヘッドアレイ１０１Ｃは、シアンのインク滴を吐出し、マゼンダ用ヘッドアレイ１０１Ｍは、マゼンダのインク滴を吐出し、イエロー用ヘッドアレイ１０１Ｙは、イエローのインク滴を吐出する。

各色のヘッドアレイ（１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ）は、記録媒体１１３の搬送方向に対して平行な方向に配置される。複数のインクジェット記録ヘッド２２０は、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向に、千鳥状に配置される。複数のインクジェット記録ヘッドを千鳥状に配置することにより、印刷領域の幅を広域化できる。

図４は、ヘッド部におけるインクジェット記録ヘッド２２０の拡大底面図である。

インクジェット記録ヘッド２２０は、複数のノズル２０を含み、複数のノズル２０は、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向に、千鳥状に配置される。複数のノズルを千鳥状に配置することにより、印刷領域を高解像度化できる。

なお、本実施の形態では、インクジェット記録ヘッド２２０を、１列につき３個、且つ２列の千鳥状に配置し、ノズル２０を、１列につき３２個、且つ２列の千鳥状に配置する構成を一例として示すが、列の数、各列に配置される個数は、特に限定されるものではない。

＜インクジェット記録ヘッド＞
図５は、インクジェット記録装置１００に搭載されるインクジェット記録ヘッド２２０の一例を示す斜視図である。

図５に示すように、インクジェット記録ヘッド２２０は、ノズルプレート２１、圧力室プレート２２、リストリクタプレート２３、ダイアフラムプレート２４、剛性プレート２２５、圧電素子群２６、等を含む。圧電素子群２６は、支持部材３４、複数の圧電素子３５、圧電素子接続基板３６、圧電素子駆動ＩＣ３７、電極パッド３８等を含む。

ノズルプレート２１には、複数のノズル２０が形成され、圧力室プレート２２には、各ノズル２０に対応し、液体（インク）を収容する圧力室２７が形成される。リストリクタプレート２３には、圧力室２７と共通インク流路２８とを連通し、圧力室２７へのインク流量を制御するリストリクタ２９が形成され、ダイアフラムプレート２４には、振動板（弾性壁）３０及びフィルタ３１が形成される。これらのプレートが、順次重ねられ、位置決めされて接合されることにより流路板が形成される。流路板は、剛性プレート２２５と接合され、フィルタ３１と共通インク流路２８の開口部３２とが対向し、圧電素子群２６は、開口部３２に挿入される。インク導入パイプ３３の上側開口端は、共通インク流路２８に接続され、インク導入パイプ３３の下側開口端は、インクを充填したヘッドタンクに接続される。

支持部材３４の表面には、複数の圧電素子３５が形成され、圧電素子３５の自由端は、振動板３０に接着固定される。

圧電素子接続基板３６の表面には、圧電素子駆動ＩＣ３７が形成され、圧電素子３５と圧電素子接続基板３６とは電気的に接続される。圧電素子３５は、駆動波形生成部２１２により生成される駆動波形（例えば、吐出用共通駆動波形、検出用共通駆動波形）に基づいて、圧電素子駆動ＩＣ３７により制御される。圧電素子駆動ＩＣ３７は、上位コントローラから伝送される画像データ、制御部２１１から出力されるタイミング信号、等に基づいて、制御される。

なお、図５では、図面の簡略化のため、ノズル２０、圧力室２７、リストリクタ２９、圧電素子３５、等を実際より少ない個数で図示している。

＜残留振動の検知＞
図６乃至図８を用いて、本実施の形態に係る液滴吐出装置における残留振動検知の一例について説明する。

図６は、インクジェット記録ヘッド２２０における圧力室内のインクに発生する残留振動を示す動作概念図である。図６（Ａ）はインク滴吐出中、図６（Ｂ）はインク滴吐出後であり、両図により圧力室内に発生する圧力変化が模式的に示されている。

図７は、駆動波形印加期間及び残留振動波形発生期間の一例を示す概略図である。横軸は時間［ｓ］、縦軸は電圧［Ｖ］を示す。駆動波形印加期間は、図６（Ａ）に対応し、残留振動波形発生期間は、図６（Ｂ）に対応する。

図６（Ａ）に示すように、圧電素子３５（具体的には、圧電素子接続基板３６の電極パッド３８）に、駆動波形生成部２１２より生成される駆動波形が印加されると、圧電素子３５は、伸縮する。圧電素子３５から、振動板３０を介して、圧力室２７内のインクへと伸縮力が働き、圧力室２７内に圧力変化が生じることで、ノズル２０からインク滴が吐出される。例えば、駆動波形の立ち下げ動作により、圧力室２７内の圧力は低くなり、駆動波形の立ち上げ動作により、圧力室２７内の圧力は高くなる（図７に示す駆動波形印加期間参照）。

図６（Ｂ）に示すように、圧電素子３５に、駆動波形が印加された後（インク滴吐出後）、圧力室２７内のインクには、残留圧力振動が発生し、圧力室２７内のインクから、振動板３０を介して、圧電素子３５へと残留圧力波が伝播する。残留圧力波の残留振動波形は、減衰振動波形となる（図７に示す残留振動波形発生期間参照）。この結果、圧電素子３５（具体的には、圧電素子接続基板３６の電極パッド３８）に、残留振動電圧が誘起される。残留振動検出部は、残留振動電圧を検知し、検知結果を残留振動検出部の出力として、制御部２１１へと出力する。

このように、本実施の形態に係る液滴吐出装置において、残留振動検出部は、誘起された残留振動電圧を検知し、制御部は、残留振動検出部の出力に基づいて残留振動の減衰比又は周波数を算出し、吐出異常を判定することができる。

なお、図６では、駆動波形が印加され、インク滴が吐出された際の残留振動電圧について説明したが、残留振動は、駆動波形よりも小さい微駆動波形を印加し、インクが吐出しない程度にインクの表面（メニスカス）を振動させた場合でも発生する。後述する異常状態を検知するために、残留振動を発生させる波形（状態検出用波形、及び所定の標準波形）は、ランニングコストを考慮する場合、液滴を吐出しない、微駆動波形であると好ましい。

次に、図８を用いて、残留振動波形の振幅値から減衰振動の減衰比を算出する過程と、吐出異常の有無を判定するための残留振動波形の振幅値について、説明する。

減衰振動の理論式は、ｘを時刻に対する減衰振動変位、ｘ_０を初期変位、ζを減衰比、ω_０を固有振動周波数、ω_ｄを減衰系の固有振動周波数、ｖ_０を初期変化量、ｔを時刻として、式（１）で表せる。

減衰系の固有振動周波数ω_ｄは、式（２）で表せる。

対数減衰率δは、ａ_ｎをｎ番目の振幅値、ａ_ｎ＋ｍをｎ＋ｍ番目の振幅値として、式（３）で表せる。対数減衰率δは、減衰比ζを算出するために必要なパラメータである。

図８において、Ｔは１周期、ｍＴはｍ周期、ａ_ｎはｎ番目の振幅値、ａ_ｎ＋１はｎ＋１番目の振幅値、ａ_ｎ＋２はｎ＋２番目の振幅値、ａ_ｎ＋ｍはｎ＋ｍ番目の振幅値である（但し、ｎ、ｍは自然数）。

対数減衰率δは、振幅変化の割合を対数化し、ｍで除することにより、１周期分あたりで平均化した値であるため、減衰比ζは、対数減衰率δを用いて、式（４）で表せる。

減衰比ζは、複数周期分の振幅値の減衰率を、１周期分で平均化した情報を有する。

従って、式（１）〜（４）より、減衰振動の減衰比ζを算出するためには、対数減衰率δを求めれば良く、対数減衰率δを求めるためには、少なくとも２箇所の残留振動波形の振幅値を認識すれば足りることがわかる。

ここで、図９〜図１２を用いて、インクが正常にノズルから吐出される正常吐出状態のときのインクの状態及び減衰振動の残留振動波形と、正常に吐出されない異常吐出状態のときのインクの状態及び減衰振動の残留振動波形について説明する。

詳しくは、図９（Ａ）〜図１２（Ａ）は、圧力室２７内のインクの様子を示す模式図である。図９（Ｂ）〜図１２（Ｂ）は、駆動波形印加期間及び残留振動波形発生期間の一例を示す概略図である。横軸は時間［ｓ］、縦軸は電圧［Ｖ］を示す。図９（Ｂ）〜図１２（Ｂ）において、駆動波形印加期間は、図６（Ａ）に対応し、残留振動波形発生期間は、図６（Ｂ）に対応する。

図６で述べたような吐出動作を行ってもノズル（印字ノズル）２０からインクが正常に吐出されない現象、すなわちインク滴の吐出異常が発生する場合がある。吐出異常の原因としては、長時間吐出が少ないノズルの表面が乾燥することによるインク粘度の増粘、圧力室２７内への気泡の混入、ノズル付近への紙粉付着などがある。

この吐出異常が発生すると、ノズル２０からインクが吐出されなかったり（不吐出）、インクが適正な適量を吐出できなかったり、インクが適正な位置に着弾しなかったりする。

図９は正常吐出時、図１０〜図１２は吐出異常の場合であって、図１０はインク増粘時、図１１は気泡混入時、図１２は紙粉付着時を示す。

図９（Ａ）の場合、圧力室２７内のインクは、正常である。即ち、圧力室２７内がインクだけで満たされ、ノズル２０付近に何も付着していない状態である。

図９（Ａ）の正常状態で、インクを吐出したときの残留振動波形を示す、図９を正常な残留振動波形とする。

図１０（Ａ）の場合、圧力室２７内のインクの粘度が増大している。即ち、長時間吐出の少ないノズル２０の表面が乾燥することにより、圧力室２７内のインク粘度が増粘した状態である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ｂ）の圧力室２７内でインクが増粘した状態で圧電素子を駆動したときの残留振動波形を示す。

インクが増粘することで、図１０（ｂ）に示すように、第一半波以降の残留振動波形の振幅値が正常吐出時に比べ小さくなり、残留振動の減衰比が大きくなる波形形状となる。

図１１（Ａ）の場合、圧力室２７内に気泡が混入している。図１１（Ｂ）は、圧力室２７内に気泡が混入した状態で圧電素子を駆動したときの残留振動波形を示す。

気泡が圧力室２７内に混入することにより、図１１（Ｂ）に示す残留振動波形の第１半波の振幅値は、図９（Ｂ）に示す正常吐出状態の場合と略変わらないが、第２半波以降の振幅値（第２半波の振幅値、第３半波の振幅値）は、正常吐出状態の場合と比較して小さくなる。即ち、図１１の場合における残留振動の減衰比は、図９の場合における残留振動の減衰比と比較して、大きくなる波形形状となる。

図１２（Ａ）は、ノズル２０付近に紙粉が付着している。図１２（Ｂ）に紙粉が付着した状態で圧電素子を駆動したときの残留振動波形を示す。

図１２（Ｂ）に示すように、紙粉がノズル２０付近に付着することにより、正常時に比べて残留振動波形の第一半波は正常に発生するが、第二半波以降は紙粉の影響でほとんど残留振動波形が発生しない。そのため、第一半波と第二半波以降の振幅差が大きくなり、残留振動の減衰比が大きくなる波形形状となる。

＜異常吐出時の維持回復動作＞
上述の図１０〜図１２のような、ノズル２０内のインクの不具合（異常状態）を発見するために、残留振動を発生させる。そして、インクの不具合を検知した場合は、必要に応じて、所望の維持回復動作を行う。

なお、ここで実施する維持回復動作として、例えば、フラッシング動作、ワイピング動作、吸引動作等を施す。

例えば、フラッシング動作（空吐出動作）は、維持回復手段１１４を用いず、通常の駆動波形よりも大きい駆動波形を、インクジェット記録ヘッドモジュール２００の圧電素子へ印加する。この動作により、図１０のように粘度が増大したインクをノズル２０から排出させることができる。

ワイピング動作は、維持回復手段１１４に設けられるワイパーにより、ノズル２０表面に付着した異物（液溜り、紙粉、等）を除去する動作である。この動作により、図１２のようにノズル２０表面に付着した異物を除去することができる。

吸引動作は、維持回復手段１１４に設けられるノズルキャップ、チューブ、チューブポンプ、及び排インクカートリッジ等を用いることにより、圧力室２７内のインクを、ノズルキャップを介して吸引し、チューブを介して排インクカートリッジへと排出する動作である。この動作により、図１１のように圧力室２７内に混入した気体を排出するとともに、図１０のように粘度が増大したインクをノズル２０から排出させることができる。

［第１の実施形態］
＜液滴吐出装置の駆動＞
図１３は、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドモジュールの一例を示すブロック図である。

インクジェット記録ヘッドモジュール２００は、駆動制御基板２１０、インクジェット記録ヘッド２２０、等を含む。駆動制御基板２１０には、制御部２１１、駆動波形生成部２１２、減衰比データ記憶手段２１３、ページ記憶手段２１４等が搭載される。

インクジェット記録ヘッド２２０は、制御部２２６が搭載されるヘッド基板２２１、残留振動検出部２４０が搭載される残留振動検知基板２２２、圧電素子駆動ＩＣ３７が搭載される圧電素子接続基板３６、圧電素子３５（圧電素子３５ａ〜３５ｘ）、等を含む。

残留振動検知基板２２２には、波形処理回路２５０、切替手段２４１、Ａ／Ｄ変換器２４２等が搭載される。波形処理回路２５０は、フィルタ回路２５１、増幅回路２５２、ピークホールド回路２５３等を含む。

なお、駆動制御基板２１０に搭載される制御部２１１とヘッド基板２２１に搭載される制御部２２６とは、一部の機能、若しくは全ての機能を、いずれか一方に統一しても良い。あるいは、残留振動検知基板２２２に搭載される一部の機能、若しくは全ての機能を、駆動制御基板２１０、又は、ヘッド基板２２１に統一しても良い。

本実施形態において、制御部２１１の駆動制御部２１１Ａは、上位コントローラ１２０から受信した画像データに基づいて、駆動波形データを生成し、駆動波形生成部２１２へと出力する。

また、駆動制御部２１１Ａは、シリアル通信により、タイミング制御信号（デジタル信号）を圧電素子駆動ＩＣ３７及び切替手段２４１へと送信し、タイミング制御信号と同期させた切替信号を切替手段２４１へと送信する。駆動制御部２１１Ａは、タイミング制御信号と切替信号とを同期させることで、圧電素子接続基板３６の電極３８に誘起される残留振動電圧を、残留振動検知基板２２２へ取り込むタイミングを、制御することができる。

さらに、駆動制御部２１１Ａは、残留検出の際に用いるための微駆動波形である検出用波形データも生成する。

制御部２１１の演算部２１１Ｂは、残留振動検出部２４０の出力（例えば、ピーク値で固定された残留振動波形の振幅値をＡＤ変換したデジタル信号）から、少なくとも２つ以上のデジタル信号を選択し、式（１）〜（４）を用いて減衰振動の減衰比を算出する。選択される振幅値の数が多い程、減衰比の算出精度は高まる。

制御部２１１の判定部２１１Ｃは、算出した減衰比と減衰比データ記憶手段２１３に記憶される減衰比データとを比較することで、インクジェット記録ヘッド２２０に吐出異常が発生しているか否か（吐出異常の有無）を正確に判定する。

そして制御部２１１の判定部２１１Ｃは、判定結果に基づき、維持回復手段１１４を用いて、インクジェット記録ヘッドモジュール２００に、適切な維持・回復動作（吸引動作、ワイピング動作、フラッシング動作等）を実施するように指示してもよい。

また、上位コントローラ１２０は、残留振動検出部２４０の出力に基づいて吐出異常のノズルを検出した際、判定部２１１Ｃの判定結果（ノズルの検出結果）に基づいて、印刷を継続するかユーザーに選択させる、問合せ手段１２１を備えてもよい。あるいは、判定部２１１Ｃが操作パネル等の外部操作手段へ情報を出力し、問合せをしてもよい。

後述する制御例１，２−１，２−３のような残留振動検出方法を実行するプログラムを、制御部２１１（又は２２６）又は上位コントローラ１２０内に記憶させておき、実行を指示してもよい。

駆動波形生成部２１２は、駆動波形データをＤ／Ａ変換し、電圧増幅、電流増幅を行って、駆動波形を生成し、圧電素子駆動ＩＣ３７へと出力する。

本実施形態では、駆動波形生成部２１２は、全てのノズルの共通な駆動波形である、吐出用共通駆動波形と検出用共通駆動波形とを生成する。通常印刷時の印字モードのときに生成する吐出用共通駆動波形は、図１６で示すような、複数の滴サイズの滴形成に寄与する複数の吐出パルスを時系列で含んでいる。ページ間搬送時などとの非印字モードのときに生成する検出用共通駆動波形は、一周期に複数の検出用パルス（例えば、４パルス）を含んでいる。

減衰比データ記憶手段２１３は、減衰比と粘度との相関関係を示すルックアップテーブルＬＴ等の減衰比データを予め記憶する。

ページ記憶手段２１４は、判定部２１１Ｃで異常と判断したノズルが吐出したページを記憶する。

インクジェット記録ヘッド２２０において、制御部２２６は、タイミング制御信号をデシリアライズし、圧電素子駆動ＩＣ３７へと送信する。

圧電素子駆動ＩＣ３７は、タイミング制御信号に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ制御され、例えば、ＯＮ（ＯＦＦ）の場合、駆動波形生成部２１２により生成される駆動波形を圧電素子３５へ印加（非印加）する（図７に示す駆動波形印加期間参照）。駆動波形の立ち下げ動作、立ち上げ動作に基づいて、圧電素子３５が伸縮し、圧電素子３５の駆動に応じて各ノズルからインク滴が吐出する。

詳しくは、本実施形態において、印字モードのとき、制御部２２６からの画像データに対応するタイミング制御信号に応じて、圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＮ／ＯＦＦすることにより、吐出用共通駆動波形から、所望の大きさの液滴に寄与する吐出パルスを選択する。選択したパルスはノズル間で等しくてもよいし、異なってもよい。選択により生成された所定の液滴サイズ用の吐出パルスは、所定のノズルに対向する圧電素子３５へ夫々印加させる。

また、本実施形態において、非印字モードのとき、制御部２２６からのタイミング制御信号に応じて、圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＮ／ＯＦＦすることにより、検出用共通駆動波形から、検出パルスを夫々選択して、１周期において、異なるタイミングでノズルに対向する圧電素子３５へ１つずつ順次印加させる。

即ち、非印字モードにおいて、圧電素子駆動ＩＣは、１つの周期内において、任意のタイミングで、複数のノズルに夫々対応する複数の圧電素子のうちのいずれか１つを出力対象として選択する。この際、検出用共通駆動波形から検出用パルスを、出力対象となる圧電素子に対応付けて選択し、前記出力対象となる圧電素子へ前記選択された検出用パルスを印加する。

なお、吐出用共通駆動波形と検出用共通駆動波形は異なる期間（印字モードと非印字モード）で生成されているため、選択するタイミングｔ１〜ｔ４及びその選択回数（本実施例では１周期にｔ１〜ｔ４の４回）も同じでなくてもよい。

波形処理回路２５０は、非印字モードのとき、フィルタ回路２５１及び増幅回路２５２により、選択されたノズルで発生した残留振動波形にフィルタ処理を施して増幅し、ピークホールド回路２５３により、残留振動波形の振幅値のピーク値（例えば、最大値）を認識・抽出してピーク値で固定する。

切替手段２４１は、圧電素子３５と波形処理回路２５０との接続／非接続を切り替える。例えば、圧電素子３５と波形処理回路２５０とが、切替手段２４１により接続されると、圧電素子接続基板３６の電極に誘起される残留振動電圧は、波形処理回路２５０に取り込まれる。

Ａ／Ｄ変換器２４２は、波形処理回路２５０により固定された振幅値（アナログ信号）を、デジタル信号に変換し、制御部２１１へと出力する（フィードバック）。制御部２１１（又は、制御部２２６でも良い）は、フィードバックされた残留振動検出部２４０の出力に基づいて、減衰振動の減衰比を算出することができる。

なお、図１３では、圧電素子３５ａ〜３５ｘの残留振動電圧を、１組の残留振動検出部（切替手段２４１、波形処理回路２５０、Ａ／Ｄ変換器２４２等）を用いて順次切り替えて検知する構成としているが、残留振動検出部（検知部）の構成は、特に限定されるものではない。例えば、全ての圧電素子に対応して、それぞれ、残留振動検出部を形成し、減衰振動の減衰比を、同時に検知する構成としても良い。また、例えば、圧電素子を、いくつかのグループに分け、グループ毎に残留振動検出部を形成し、グループ毎に順次切り替えて、減衰振動の減衰比を、検知する構成としても良い。グループ化することにより、回路規模の増大を抑えつつ、同時に検知できるノズルの個数を増やすことができる。

図１４は、図１３の実施形態に係る残留振動検出部の一例を示す回路図である。

圧電素子駆動ＩＣ３７は、複数のスイッチング素子を含み、圧電素子駆動ＩＣ３７のＯＮ／ＯＦＦは、各圧電素子に対応して形成されるスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦにより制御される。インク滴吐出後（圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＦＦ）、切替手段２４１を介して、圧電素子３５と波形処理回路２５０とが接続されることで、残留振動検出部２４０は、圧電素子３５に誘起される残留振動電圧を検知し、残留振動波形の振幅値を認識できる。

波形処理回路２５０は、微小な残留振動波形を、高インピーダンスのバッファ部で受けることにより、検知回路が残留振動波形に及ぼす悪影響を抑制する。波形処理回路２５０に搭載される抵抗Ｒ１〜Ｒ５、コンデンサＣ１〜Ｃ３、等の受動素子定数は、インクジェット記録ヘッド２２０の特性に起因する固有振動周波数の違いに応じて、制御部２１１により可変制御されることが好ましい。これにより、選択的な状態検知が可能になる。

フィルタ回路２５１は、残留振動波形にフィルタ処理を施す。フィルタ回路２５１は、固有振動周波数を中心周波数として、所定の通過帯域幅を有し、例えば、通過帯域幅の両端から、それぞれ−３ｄＢとなる帯域幅が、通過帯域幅の３倍程度に設定されることが好ましい。

これにより、インクジェット記録ヘッド２２０の製造バラツキが原因で生じる固有振動周波数のバラツキをある程度吸収できると共に、高周波ノイズと低周波のノイズとを、効率良く除去することが可能になる。

増幅回路２５２は、フィルタ処理が施された残留振動波形を増幅する（図１５に示す点線参照）。増幅回路２５２において、増幅率は、Ａ／Ｄ変換器２４２の入力可能範囲内で波形が増幅されるように、設定されることが好ましい。

なお、フィルタ回路２５１及び増幅回路２５２は、バンドパスフィルタ増幅型（サレンキ型）で構成されることにより、効率的なノイズ成分の除去及び信号成分の抽出が可能になるが、該構成は、特に限定されるものではない。少なくとも、ハイパス特性及びローパス特性を有するフィルタと、非反転増幅部又は反転増幅部とを組み合わせた回路で構成されていれば良い。

ピークホールド回路２５３は、残留振動波形の振幅値のピーク値を認識・抽出し、該ピーク値で固定する（図１５に示す実線参照）。ピークホールド回路２５３において、抵抗Ｒ６及びコンデンサＣ３の放電時間は、残留振動周期の１／２以下となるように、設定されることが好ましい。ピークホールド回路２５３のリセットは、減衰振動波形の立ち上がりが基準電圧Ｖｒｅｆとクロスするタイミングで、制御部２１１がリセット信号を、スイッチング素子ＳＷ１へと出力することにより行われる。リセットタイミングは、ピークホールド回路２５３が、減衰振動波形の振幅値を認識できるタイミングであれば良く、リセットタイミングを、比較部（図示せず）により検出することも可能である。なお、ピークホールド回路２５３の構成は、図１１に示す構成に限定されるものではなく、少なくとも、残留振動波形の振幅値のピーク値を固定可能な回路で構成されていれば良い。

本実施形態に係る液滴吐出装置は、図１４のように、汎用オペアンプ、受動素子、及びスイッチ等の簡易な回路（残留振動検出部）により、インク滴吐出後の、圧力室内のインクに発生する残留振動を検知する。そして、該装置は、制御部により、残留振動の減衰比に基づいて、吐出異常が発生しているか否か（吐出異常の有無）を正確に判定する。即ち、該装置は、簡易な回路、簡易な制御で、吐出異常を判定することができるため、該装置が搭載されるインクジェット記録装置は、コストが抑えられる。

リセットタイミングを、比較部（図示せず）により検出することも可能である。なお、ピークホールド回路２５３の構成は、図１４に示す構成に限定されるものではなく、少なくとも、残留振動波形の振幅値のピーク値を固定可能な回路で構成されていれば良い。

図１５に、図１４に示す回路を用いて、フィルタ処理が施され、増幅された波形（点線で示す）と、振幅値のピーク値で固定された波形（実線で示す）の一例を示す。

振幅値は、５箇所のピーク値で固定され、それぞれ、第１半波の振幅値を振幅値１、第２半波の振幅値を振幅値２、第３半波の振幅値を振幅値３、第４半波の振幅値を振幅値４、第５半波の振幅値を振幅値５とする。基準電圧Ｖｒｅｆより下側に見られる急峻な波形は、コンデンサＣ３を瞬時に放電したことによるアンダーシュートである。

減衰比ζは、振幅値１〜５の中で、少なくとも２つ、好ましくは３つ以上の振幅値、を制御部２１１により選択し、式（３）及び（４）を用いて、算出することができる。図１５では、上下振幅の上側の振幅値１から振幅値５までを検知した場合の波形を示しているため、４周期分を平均化した減衰比ζを算出することができるが、上下振幅の下側の振幅値を検知して、減衰比ζを算出することも可能である。

（（制御例１））
図１６は、本発明の第１の実施形態に適用される実施例（制御例１）に於ける駆動波形の一例を示す図である。

本制御例では、駆動波形生成部２１２は、印字モードでは、吐出用共通駆動波形を生成し、非印字モードでは、検出用共通駆動波形を生成する。よって、所定ノズルに画像形成で使用する駆動波形が印加されていないタイミングにおいて、当該ノズルに残留振動検出用パルスが印加される。

図１６に於いて、通常印刷中（印字モードのとき）は吐出用駆動波形が使用される。本実施例において、吐出用共通駆動波形には、小滴、中滴、大滴の各適量を吐出するための吐出パルスと、微駆動パルスとがそれぞれ選択可能なように含まれている。

印字モードのときの、微駆動パルスは、駆動用のパルス電圧のピーク電圧値より小さいピーク電圧値のパルス（電圧振幅の小さいパルス）である。微駆動用のパルス電圧を圧電素子に印加することで、ノズルからインクが吐出されない程度で記録ヘッド内のインクに圧力を付与し、ノズルに形成されるメニスカスを微振動させ記録ヘッド内の増粘インクを攪拌させる。

通常印刷中は、この吐出用駆動波形を駆動波形生成部２１２が生成し、タイミング制御信号に応じた圧電素子駆動ＩＣ３７のＯＮ／ＯＦＦによって、圧電素子３５へ選択的パルスが入力されることで、小滴、中滴、大滴、微駆動（吐出なし）の駆動によって階調表現を行いながら画像を形成している。

例えば、階調表現として、図１６（ａ）に示す印字モードにおいて、液滴を吐出しない微駆動波形を生成する場合、電圧振幅が最も小さいパルスを１つ選択する。なお、パルス期間ｔ１における、パルス波形は、ノズルからインク滴が吐出しない程度の、振幅の小さい駆動波形が割り当てられている。

小滴に寄与する駆動波形を生成する場合は、最も電圧振幅が大きいパルスを１つ選択する。中滴に寄与する駆動波形を生成する場合は、パルスを、電圧振幅が大きい方から２つ選択する。大滴に寄与する駆動波形を生成する場合は、パルスを、電圧振幅が大きい方から３つ選択する。

上述のように、圧電素子ＩＣ３７には、複数のノズル（の圧電素子）に夫々対応する複数のスイッチ素子（スイッチ）が夫々備えられている。圧電素子ＩＣ３７内において、スイッチがＯＮしている期間、対応するノズルの圧電素子へ、共通の駆動波形が印加される。

このように選択するため、印字モードにおいて、微駆動を印加する場合、制御部２１１が、タイミング信号（例えばデジタルデータ「０」）を送信することで、パルス期間ｔ１の間のみ、圧電素子駆動ＩＣ３７内の対応するスイッチがＯＮとなる。

同様に、「小滴」を吐出する場合、制御部２１１が、タイミング信号（例えば、デジタルデータ「３」）を送信することで、パルス期間ｔ３の間のみ、圧電素子駆動ＩＣ３７内の対応するスイッチがＯＮとなる。

「中滴」を吐出する場合、制御部２１１が、タイミング信号（例えば、デジタルデータ「５」）を送信することで、パルス期間ｔ３及びｔ４の間、圧電素子駆動ＩＣ３７内の対応するスイッチがＯＮとなる。

「大滴」を吐出する場合、制御部２１１が、タイミング信号（例えばデジタルデータ「６」を送信することで、パルス期間ｔ２、ｔ３、及びｔ４の間、圧電素子駆動ＩＣ３７内の対応するスイッチがＯＮとなる。

このように、圧電素子駆動ＩＣ３７のＯＮ／ＯＦＦにより、１周期内において、パルス期間ｔ１からｔ４を含む駆動波形の１周期のうち、任意のパルスを選択することで、階調が表現される。

すなわち、各ノズルはこの４パルスから構成される吐出用駆動波形１周期（Ｔ）につき１ドットを形成する構成である。

なお、図１６の波形は説明のための一例で、実際に使用している駆動波形は、図１６の波形とは異なり、所定の液滴を作成するためのパルスの間隔は不均一であってよい。

これまでの残留振動検知においては、シリアル型のインクジェット記録装置の場合は、キャリッジが移動する期間に、この吐出用駆動波形１周期につき１回の検出を行っていた。

しかし、特に図１に示したようなライン走査型インクジェット記録装置の場合、残留振動検出用パルスを入力できるタイミングはページ間などの非印字領域に限られてしまうため、全てのノズルの残留振動を検出するまでに時間がかかってしまう。

本実施例においては、残留振動検知のタイミング（非印字モード）になると、駆動波形生成部２１２は共通の残留振動検知用駆動波形（検出用共通駆動波形）を生成する。この検出用共通駆動波形には、残留振動検知を行うために必要な残留振動検知パルスが、ノズル毎にそれぞれ選択可能なように４パルス含まれている。

残留振動検知の期間（非印字モード）で、この検出用共通駆動波形を駆動波形生成部２１２が生成し、タイミング制御信号に応じた圧電素子駆動ＩＣ３７のＯＮ／ＯＦＦによって、圧電素子３５に選択的にパルスが入力されることで、ノズル毎に個別のタイミングで残留振動を発生させることが可能になる。

詳しくは、図１６（ｂ）に示す非印字モードにおいて、検出用共通駆動波形を、ノズルＮ１はパルス期間ｔ１で選択され、ノズルＮ２はパルス期間ｔ２で選択され、ノズルＮ３はパルス期間ｔ３で選択され、ノズルＮ４はパルス期間ｔ４で選択されている。

このように選択するため、非印字モードにおいて、パルス期間ｔ１の間、圧電素子駆動ＩＣ３７内のノズルＮ１に対応するスイッチのみがＯＮとなり、パルス期間ｔ２の間、圧電素子駆動ＩＣ３７内のノズルＮ３に対応するスイッチがＯＮとなり、パルス期間ｔ３の間のみ、圧電素子駆動ＩＣ３７内のノズルＮ３に対応するスイッチがＯＮとなり、パルス期間ｔ４の間のみ、圧電素子駆動ＩＣ３７内のノズルＮ４に対応するスイッチがＯＮとなる。

なお、図１４の実施形態では、複数のノズルに共通する、残留振動検出部２４０は１つなので、非印字モードの場合、圧電素子駆動ＩＣ３７において、あるノズルに対応するスイッチ１つのみがＯＮで、その他のスイッチはＯＦＦである。

このように、本実施例では、検出用共通駆動波形１周期につき４つのノズルが残留振動検知を行うことができる構成である。なお、検出用共通駆動波形の１つの周期内において、検出用パルスを印加する間隔は、残留振動の周期及び圧電素子の駆動周期に応じて、設定しうる。

駆動波形生成部２１２は、１つの周期内に複数の残留振動の検出に用いる検出用パルスを時系列で含む検出用共通駆動波形を生成する。そして、複数のノズルに対して共通に設けられ残留振動検出部２４０は、検出用パルスを圧電素子へ印加した後に圧力室内に発生する残留振動を検出する。

このように、ノズル毎に個別のタイミングで発生した残留振動に合わせ、制御部２１１の駆動制御部２１１Ａは切替信号を切替手段２４１に送信し、残留振動検知パルス印加後の圧電素子３５に発生する残留振動電圧を残留振動検知基板２２２に取り込むタイミングを制御する。

即ち、切替手段２４１は、複数のノズル毎の各圧電素子に対して、１つの周期内において、異なるタイミングで、圧電素子駆動ＩＣ３７（制御手段）から出力された各検出用パルスを印加するように出力先を切り替える。そして、１つの周期（Ｔ）内において、切替手段２４１が複数回切り替えて各検出用パルスを複数のノズルへ印加することで、残留振動検出部２４０は、複数のノズルの残留振動を検出することができる。

なお、本実施例において、小滴、中滴、大滴、微駆動の４種類の駆動としたが、駆動を行わない非駆動を追加したり、滴種を増やして階調性を上げたり、逆に滴種を減らして高速に制御することも可能であり、４種類の駆動には限定しない。

図１７は、本発明の第１の制御例に於ける残留振動を検出するタイミングを説明する図である。検出用共通駆動波形におけるパルスの間隔は、残留振動検知が可能な期間が確保されていれば良い。なお、検出用共通駆動波形の１つの周期内において、検出用パルスを印加する間隔は、残留振動の周期及び圧電素子の駆動周期に応じて、設定しうる。

例えば、図１５において、切替手段２４１のバラつきの影響を受けやすい第１半波の振幅値を除いて、第２半波と第３半波の振幅値を用いて減衰比ζを算出する場合は、残留振動の第３半波までが検出できるようになっていれば良い。
一例として、第２半波と第３半波の振幅値を用いて減衰比ζを算出する場合の構成について説明する。

図１７において、ノズルＮ１に検出用共通駆動波形の第一パルスが入力されると、ノズルＮ１の残留振動波形が圧電素子３５に現れる。このノズルＮ１の残留振動の第３半波が圧電素子３５に現れるまでの間、切替手段２４１はノズルＮ１を選択している必要がある。

ただし、ノズルＮ１の残留振動に影響を与えなければ、ノズルＮ１の圧電素子３５に第３半波が現れる前にノズルＮ２の駆動を開始しても構わない。

本実施例の場合、残留振動の第１半波は減衰比ζの算出に使用しないため、ノズルＮ１の残留振動の第３半波が圧電素子３５に現れるまでの間に、ノズルＮ２の第１半波が現れるタイミングでノズルＮ２を駆動する。

本実施例では、ノズルＮ１の圧電素子３５にノズルＮ１の残留振動の第３半波が現れた後、切替手段２４１はノズルＮ２を選択し、ノズルＮ２の残留振動検知を開始する。

詳しくは、検出用パルスの印加により残留振動が発生した時から、発生した残留振動が、減衰比の算出用に所定回数、ピーク値（本実施例では第３半波のピーク値）に到達する時までの期間（所定期間）、残留振動検出部２４０は該一のノズル残留振動を検出する。

残留振動検出部２４０が該一のノズル残留振動を前記所定期間検出した後、切替手段２４１が接続先を切り替えて、残留振動検出部２４０が次のノズルの残留振動の検出を開始する。

並行して、一のノズルに対して検出用パルスが印加された後、残留振動検出部２４０が該一のノズルの前記残留振動を検出中に、圧電素子駆動ＩＣ３７（制御手段）が出力対象となる圧電素子３５を切り替えて、次のノズル（の圧電素子３５）に対して検出用パルスが印加される。

このように制御することで、検出用パルスの印加と並行して、残留振動を検出することが可能になる。よって、さらに各ノズルの残留振動検知にかかる時間（ノズル内の液体の状態、吐出異常の検出）を短縮することができる。

なお、本実施例において、残留振動検知用駆動波形は１駆動周期内に４パルスの構成としたが、残留振動の振動周期と圧電素子の駆動周期に応じて残留振動検知の信号処理が可能なように適切に設定すればよいので、４パルスに限定されるものではない。

このように、本実施例では非印字モードにおいて、１つの周期内の任意のタイミングで、複数のノズルに夫々対応する複数の圧電素子へ検出用パルスを選択して出力し、検出部において、複数のノズルに対する残留振動を検出することができる。従って、検出パルスの周期を調整するために駆動周波数の設定を変更することなく、複数のノズルの残留振動を検出する時間を短時間にすることが可能になる。

駆動波形に残留振動検知パルス（検出用パルス）を複数含ませて選択的に実施することで、複数のノズルで順次残留振動を検出することができるようになる。または、ノズル個別の駆動回路を持たせることで、ノズル個別のタイミングで残留振動検知ができるようになる。これにより、画像形成期間以外の印刷動作には必要不可欠な、例えばフラッシング、ページ間などのタイミングにおいて複数ノズルの残留振動を検出できるので、残留振動を検出するための期間を特別に設けることなく、またノズル単位で見たときの検出間隔を短くできるので、異常画像の発生を抑制することが可能になる。

［第２実施形態］
図１８は、本発明の第２実施形態に於ける全体ブロック図である。

基本的な構成と動作は図１３の回路と同じであるが、第１の実施形態において駆動制御基板２１０に搭載するとしていた駆動波形生成部２１２が、本実施形態においては圧電素子駆動ＩＣ３７０に搭載される点が異なる。

本実施形態において、駆動制御基板２１０において、制御部２１１の駆動制御部２１１Ａは駆動波形データを生成して制御部２２６に送信する。制御部２２６は、駆動波形データを圧電素子駆動ＩＣ３７０に送信し、圧電素子駆動ＩＣ３７０内の駆動波形生成部３７１は駆動波形データをＤ／Ａ変換し、電圧増幅する。このような構成により、駆動波形を圧電素子３５に対し個別に生成することが可能である。

詳しくは、本実施形態の駆動波形生成部３７１は、印字モードのとき、及び非印字モードのとき、画像形成に寄与する吐出用個別駆動波形と、１つの周期内に、残留振動の検出に用いる１つの検出用パルスを含む検出用個別駆動波形とを、ノズル毎に夫々生成する。

印字モードのとき、画像データに対応するタイミング制御信号に応じて、駆動波形生成部３７１は、所望の大きさの液滴に寄与する吐出パルスを含む吐出用個別駆動波形を夫々作成する。作成するパルスはノズル間で等しくてもよいし、異なってもよい。生成された所定の液滴サイズ用の吐出パルスは、所定のノズルへ夫々印加される。

また、本実施形態において、非印字モードのとき、制御部２２６からのタイミング制御信号に応じて、駆動波形生成部３７１は検出パルスを、１周期において、異なるタイミングで複数生成して、（ノズルに対向する）圧電素子３５へ１つずつ順次印加させる。

なお、本制御例においては、吐出用個別駆動波形と検出用個別駆動波形は異なる期間（印字モード、非印字モード）で生成されているため、生成するタイミングｔ１〜ｔ３及びその生成回数（本制御例では１周期にｔ１〜ｔ３の３回）も同じである必要はない。

なお、本実施形態の構成を用いると、印字モードのときに、残留検知をすることも可能であるが、詳細は、制御例２−２にて後述する。

図１９は、本発明の第２の実施形態に於けるインクジェット記録ヘッド２２０及び残留振動検知基板２２２の回路図である。

基本的な構成と動作は図１４の回路と同じであるが、第１の実施形態においては共通の駆動波形（吐出用共通駆動波形、検出用共通駆動波形）から圧電素子駆動ＩＣ３７のＯＮ／ＯＦＦによって駆動波形を切り出していたが、本実施形態では、駆動波形生成部３７１が圧電素子駆動ＩＣ３７０に搭載されているため、駆動波形を圧電素子３５に対し個別に生成する。

（（制御例２−１））
図２０は、本発明の第２の実施形態に適用する実施例（制御例２−１）に於ける駆動波形の一例を示す図である。図２０に於いて、通常印刷中は小滴、中滴、大滴の各適量を吐出するためのパルスと、微駆動用のパルスとを、ノズル個別に生成している。

本制御例では、駆動波形生成部２１２は、印字モードでは、吐出用個別駆動波形を生成し、非印字モードでは、検出用個別駆動波形を生成する。よって、所定ノズルに画像形成で使用する駆動波形が印加されていないタイミングにおいて、当該ノズルに残留振動検出用パルスが印加される。

通常印刷中（印字モード）は、吐出用駆動波形である小滴、中滴、大滴、微駆動（吐出なし）のパルスを駆動波形生成部３７１が生成することで、各ノズルは吐出用駆動波形１周期につき１ドットを形成する構成である。

残留振動検知のとき（非印字モード）になると、駆動波形生成部３７１は個別の残留振動検知用駆動波形（検出用個別駆動波形）を生成する。この検出用個別駆動波形はノズル個別に生成されることで、ノズル毎に個別のタイミングで残留振動を発生させることが可能になる。すなわち、本実施例では、吐出周期１周期につき３つのノズルが残留振動検知を行うことができる構成である。

ノズル毎に個別のタイミングで発生した残留振動に合わせ、制御部２１１は切替信号を切替手段２４１に送信し、検出用個別駆動波形を印加後の圧電素子３５に発生する残留振動電圧を残留振動検知基板２２２に取り込むタイミングを制御する。
なお、本実施例において、小滴、中滴、大滴、微駆動の４種類の駆動としたが、駆動を行わない非駆動を追加したり、滴種を増やして階調性を上げたり、逆に滴種を減らして高速に制御することも可能であり、４種類の駆動には限定しない。

本制御例においても、検出用パルスの印加により残留振動が発生した時から、発生した残留振動が、減衰比の算出用に所定回数、ピーク値に到達する時までの期間（所定期間）、残留振動検出部２４０は該一のノズル残留振動を検出する。残留振動検出部２４０が該一のノズル残留振動を前記所定期間検出した後、切替手段２４１が接続先を切り替えて、残留振動検出部２４０が次のノズルの残留振動の検出を開始する。

ここで本制御例においては、駆動波形生成部３７１が一のノズルに対して検出用個別駆動波形に含まれる検出用パルスが印加した後、残留振動検出部２４０Ａが該一のノズルの前記残留振動の検出中に、駆動波形生成部３７１が次のノズルに対して検出用個別駆動波形に含まれる検出用パルスが印加する。

よって、検出用パルスの印加と並行して、残留振動を検出することが可能になるため、複数のノズルの残留振動を検出する時間を短時間にすることができる。

このように、本制御例では非印字モードにおいて、１つの周期内の任意のタイミングで、複数のノズルに夫々対応する複数の圧電素子へ検出用パルスを夫々生成して出力し、検出部において、複数のノズルに対する残留振動を検出することができる。従って、検出パルスの周期を調整するために駆動周波数の設定を変更することなく、複数のノズルの残留振動を検出する時間を短時間にすることが可能になる。

（（制御例２−２））
図１８の第２実施形態の構成では、ノズルに個別に駆動波形を印加できるため、印字中においても該当ノズルが吐出動作を行わないタイミングであれば残留振動検出用駆動波形を印加することが可能である。

具体的には、上述の実施例（制御例１、制御例２−１）では、ノズル内のインクの不具合（異常状態）を発見するために、印刷動作以外のときに、残留振動を発生させていた。

しかし、本実施例（制御例２−２）では、図１８の第２の実施形態の構成を用いて、画像形成動作中においても、画像形成に寄与しないノズルに対して、残留振動の検知を実施することができる。

例えば、画像形成動作中、印刷の範囲によっては、所定の位置は一定期間画像形成に寄与する吐出動作を行わない。

本制御例では、画像形成動作中に、画像形成に寄与しないノズルにおける残留振動の検知を行う例について説明する。本制御例では、駆動波形生成部２１２は、印字モードにおいて、吐出用個別駆動波形と、検出用個別駆動波形とを生成する。しかし、所定ノズルに画像形成で使用する駆動波形が印加されていないタイミング（画像が形成されない部分）において、当該ノズルに残留振動検出用パルスが印加される。

例えば、画像が形成される印字領域が中央領域に限定される場合、両端の部分は、印字に寄与しない。従って、画像形成モードであっても、あるヘッドにおいて、任意の領域が所定期間、液滴吐出しない場合、そのノズルについて、残留振動を検知することができる。

一例として、ノズル列において、非吐出領域のノズルにノズルＮ１〜Ｎ９が含まれ、吐出領域（画像形成領域）のノズルにノズルＮ５１〜Ｎ５３が含まれるとする。

図２１に、画像形成動作中（印字モード）に、残留振動を検知する場合の駆動波形を示す。
この制御例において、画像形成のために、ノズルＮ５１〜Ｎ５９では、画像形成に寄与する、大滴〜小滴の液滴のための吐出用波形（個別吐出用波形）が印加されている。

一方、所定期間、画像形成に寄与しない領域にあるノズルＮ１〜Ｎ９は、順に、検出用の微駆動波形をノズルへ印加している。

詳しくは、印字モードのとき、駆動波形生成部３７１は、画像形成を行う領域については、画像データに対応するタイミング制御信号に応じて、所望の大きさの液滴に寄与する吐出パルスを含む吐出用個別駆動波形を夫々作成する。作成するパルスはノズル間で等しくてもよいし、異なってもよい。生成された所定の液滴サイズ用の吐出パルスは、所定のノズルへ夫々印加される。

一方、駆動波形生成部３７１は、画像形成を行わない領域について、制御部２２６からのタイミング制御信号に応じて、駆動波形生成部３７１は検出パルスを含む、残留振動の検出のための検出用個別駆動波形を、１周期において、異なるタイミングで複数生成して、（ノズルに対向する）圧電素子３５へ１つずつ順次印加させる。

なお、本制御例では、吐出用個別駆動波形と検出用個別駆動波形は同じ期間（印字モード）に生成されているが、ノズル個別に駆動波形を生成する構成であるため、タイミングｔ１〜ｔ３及びその生成回数（本制御例では１周期にｔ１〜ｔ３の３回）も同じである必要はない。

本制御例では、非印字モードに加えて印字モードにおいても、１つの周期内において、任意のタイミングで、駆動波形生成部３７１が複数のノズルに夫々対応する複数の圧電素子へ検出用パルスを選択して出力し、並行して、残留振動検出部２４０において、複数のノズルに対する残留振動を検出することができる。従って、検出パルスの周期を調整するために駆動周波数の設定を変更することなく、複数のノズルの残留振動を検出する時間を短時間にすることが可能になる。

また、ノズル用に個別に波形を作成することで、印字モードでも、画像形成と並行して残留振動の検出が実施できるため、複数のノズルの残留振動を検出する時間をさらに短時間にすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の実施形態の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

２０ ノズル
２７ 圧力室
３０ 振動板
３５ 圧電素子
３７ 圧電素子駆動ＩＣ（制御手段）
１００ インクジェット記録装置（画像形成装置）
１２０ 上位コントローラ（制御部）
１２１ 問合せ手段
１１４ 維持回復手段（ノズル回復手段）
２００ インクジェット記録ヘッドモジュール（液滴吐出装置）
２１１ 制御部
２１１Ａ 駆動制御部
２１１Ｂ 演算部
２１１Ｃ 判定部（状態判定手段、問合せ手段）
２１２ 駆動波形生成部（生成部）
２１３ 減衰比データ記憶手段
２１４ ページ記憶手段
２４０ 残留振動検出部
３７０ 圧電素子駆動ＩＣ
３７１ 駆動波形生成部（生成部）

特開２００４−２７６２７３号公報 特開２００６−２３１８８２号公報

Claims (22)

1. 複数のノズルと、
   前記複数のノズルに夫々連通し、液体を収容する複数の圧力室と、
   前記複数のノズルに夫々対応して設けられ、前記複数の圧力室を夫々加圧する複数の圧電素子と、
   画像形成に寄与する吐出用共通駆動波形と、１つの駆動周期内に残留振動の検出に用いる検出用パルスを複数含む検出用共通駆動波形と、を生成する波形生成部と、
   前記複数のノズルに対して共通に設けられ、前記複数の検出用パルスの夫々を複数の圧電素子へ夫々印加した後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する、残留振動検出部と、を有する、
   液滴吐出装置。
2. 前記検出用共通駆動波形には、前記１つの駆動周期内に残留振動の検出に用いる検出用パルスをｔ個（ｔ：２以上の自然数）、時系列で含まれており、
   前記残留振動を検出する場合、前記波形生成部が、前記１つの駆動周期につき１つの前記検出用共通駆動波形を生成して、前記検出用共通駆動波形に時系列に含まれる前記ｔ個の検出用パルスを、前記複数のうちのｔ個のノズルに夫々対応するｔ個の圧電素子に印加することで、前記残留振動検出部は、前記１つの駆動周期内において、前記ｔ個のノズルに夫々対応するｔ個の圧力室内の残留振動を検出することができる、
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記１つの駆動周期内において、任意のタイミングで、前記複数のノズルに夫々対応する前記複数の圧電素子のうちのいずれか１つを出力対象として選択し、前記検出用共通駆動波形から、検出用パルスを、前記出力対象となる圧電素子に対応付けて選択し、前記出力対象となる圧電素子へ前記選択された検出用パルスを印加する、制御手段を有しており、
   前記残留振動検出部は、前記１つの駆動周期内において、前記ｔ個のノズルに夫々対応する前記ｔ個の前記圧力室内の残留振動を検出する、
   請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記残留振動検出部を、前記複数のノズルに夫々対応する前記複数の圧電素子のうちのいずれか１つと接続させる、切替手段を有しており、
   一のノズルに対して検出用パルスが印加された後、前記残留振動検出部が該一のノズルの前記残留振動を検出中に、制御手段が出力対象となる圧電素子を切り替えて、次のノズルに対して検出用パルスが印加され、
   前記残留振動検出部が該一のノズルの前記残留振動を、前記１つの駆動周期を前記ｔ個に分割した所定期間検出した後、前記切替手段が、接続先を切り替えて、前記残留振動検出部が次のノズルの前記残留振動の検出を開始する、
   請求項２又は３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記１つの駆動周期内において、前記複数の前記検出用パルスを印加する間隔を規定する前記ｔの数は、残留振動の周期及び前記圧電素子の駆動周期に応じて、設定される、
   請求項２から４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
6. 所定ノズルに画像形成で使用する駆動波形が印加されていないときにおいて、当該ノズルに前記検出用パルスが印加される、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
7. 複数のノズルと、
   前記複数のノズルに夫々連通し、液体を収容する複数の圧力室と、
   前記複数のノズルに夫々対応して設けられ、前記複数の圧力室を夫々加圧する複数の圧電素子と、
   画像形成に寄与する吐出用個別駆動波形と、１つの駆動周期内に、残留振動の検出に用いる１つの検出用パルスを含む検出用個別駆動波形とを、ノズル毎に夫々生成する波形生成部と、
   前記複数のノズルに対して共通に設けられ、前記検出用パルスを前記圧電素子へ印加した後に、前記圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検出部と、を有し、
   前記波形生成部が、前記１つの駆動周期内において、異なる複数のタイミングで複数の前記検出用個別駆動波形を夫々生成する、
   液滴吐出装置。
8. 前記残留振動を検出する場合、前記波形生成部が、前記１つの駆動周期につき、異なるｔ個（ｔ：２以上の自然数）のタイミングでｔ個の検出用個別駆動波形を夫々生成して、前記ｔ個の検出用個別駆動波形を、前記複数のうちのｔ個のノズルに夫々対応するｔ個の圧電素子に対して、前記異なるｔ個のタイミングで順に印加することで、前記残留振動検出部は、前記１つの駆動周期内において、前記ｔ個のノズルに夫々対応するｔ個の圧力室内の残留振動を検出することができる、
   請求項７に記載の液滴吐出装置。
9. 前記波形生成部が、前記検出用個別駆動波形のｔ個のタイミングの群を、１つ又はｓつ（ｓは２以上の自然数）同時に設定することで、
   前記残留振動検出部は、前記１つの駆動周期を分割した前記ｔ個の夫々のタイミングで、同時にｓ個ずつ圧力室内の残留振動を検出することができる、
   請求項８に記載の液滴吐出装置。
10. 前記残留振動検出部を、前記複数のノズルに夫々対応する前記複数の圧電素子のうちのいずれか１つと接続させる、切替手段をさらに有し、
    前記波形生成部が一のノズルに対して検出用個別駆動波形に含まれる検出用パルスが印加した後、前記残留振動検出部が該一のノズルの前記残留振動の検出中に、前記波形生成部が次のノズルに対して検出用個別駆動波形に含まれる検出用パルスが印加し、
    前記残留振動検出部が該一のノズルの前記残留振動を前記１つの駆動周期を前記ｔ個に分割した所定期間検出した後、前記切替手段が接続先を切り替えて、前記残留振動検出部が次のノズルの前記残留振動の検出を開始する、
    請求項８又は９に記載の液滴吐出装置。
11. 前記波形生成部が、一の前記圧電素子へ前記検出用個別駆動波形の前記検出用パルスを印加するタイミングと、他の前記圧電素子へ前記検出用パルスを印加するタイミングとの間隔を規定する前記ｔの数は、前記残留振動の周期及び前記圧電素子の駆動周期に応じて、設定される、
    請求項８から１０のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
12. 所定ノズルに画像形成で使用する駆動波形が印加されていないときにおいて、当該ノズルに前記検出用パルスが印加される、
    請求項７から１１のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
13. 前記波形生成部は、印刷中、画像形成で使用するノズルに対して前記吐出用個別駆動波形を生成して印加している期間に、画像形成で使用しないノズルに対して前記検出用個別駆動波形を生成して前記検出用パルスを印加する、
    請求項７から１２のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
14. 前記残留振動検出部によって検出した残留振動の波形の振幅値から減衰比を算出する、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
15. 前記残留振動の波形の振幅値から減衰比を算出するために、前記残留振動検出部は、前記検出用パルスの印加により前記残留振動が発生した時から、発生した前記残留振動が、前記減衰比の算出用に所定回数、ピーク値に到達する時までの前記所定期間、該一のノズルの前記残留振動を検出する、
    請求項４又は１０に記載の液滴吐出装置。
16. 前記残留振動検出部によって検出した残留振動、又は前記残留振動の波形の振幅値から算出した減衰比によって、吐出異常か否かを判断する、
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
17. 前記残留振動又は前記減衰比に基づいて吐出異常のノズルを検出した際、前記ノズルの検出結果に基づいて、印刷を継続するかユーザーに選択させる、問合せ手段を備える、
    請求項１６に記載の液滴吐出装置。
18. 前記残留振動又は前記減衰比に基づいて吐出異常のノズルを検出した際、該当ノズルが吐出したページを記憶する手段を備える、
    請求項１６又は１７に記載の液滴吐出装置。
19. 前記液滴吐出装置は、液滴を付着させる記録媒体の送り方向に対して直交する方向であ
    る、前記記録媒体の幅方向に沿って、前記記録媒体の幅長に対応する列状に前記複数のノズルが設けられたライン走査型の液滴吐出手段を備える、
    請求項１から１８のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
20. 請求項１乃至６、１４乃至１９のいずれか一項に記載の液滴吐出装置の残留振動検出方法であって、
    １つの駆動周期内に残留振動の検出に用いる検出用パルスを複数含む検出用共通駆動波形と、を生成するステップと、
    前記複数の検出用パルスの夫々を複数の圧電素子へ夫々印加した後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出するステップと、を有する、
    液滴吐出装置の残留振動検出方法。
21. 請求項７乃至１９の何れか一項に記載の液滴吐出装置の残留振動検出方法であって、
    １つの駆動周期内に、残留振動の検出に用いる１つの検出用パルスを含む検出用個別駆動波形とを、ノズル毎に夫々生成するステップと、
    前記検出用パルスを前記圧電素子へ印加した後に、前記圧力室内に発生する残留振動を検出するステップと、を有しており、
    前記生成するステップで、前記１つの駆動周期内において、異なる複数のタイミングで複数の前記検出用個別駆動波形を夫々生成する、
    液滴吐出装置の残留振動検出方法。
22. 請求項２０又は２１の残留振動検出方法を実行する、
    プログラム。

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