JP2016020088A - 液滴吐出装置、インクジェット記録装置、液滴吐出方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録装置の低コスト化を図ることを目的とする。【解決手段】本実施形態の液滴吐出装置２００は、複数のノズル２０に連通する圧力室２７と、圧力室と対向して形成される振動板３０と、圧力室内のインクを、振動板を介して、ノズルから吐出させる圧電素子３５と、圧電素子の駆動電圧を生成する生成部２１２と、圧電素子を駆動後に、インクに発生する残留振動を検知する残留振動検知部２４０と、残留振動検知部より残留振動の減衰比を算出し、算出された減衰比に基づいて、吐出異常の有無を判定する制御部２１２と、を有することにより上記課題を解決する。【選択図】図１３

Description

本発明は、液滴吐出装置、インクジェット記録装置、液滴吐出方法、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、インク液滴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。

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（ノズルからインク液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、インク液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）。

しかしながら、従来のインクジェット記録装置は、吐出異常の検出に複雑な回路を要し、回路規模の増大により、コストが高くなっていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、インクジェット記録装置の低コスト化を図ることを目的とする。

本実施の形態の液滴吐出装置は、複数のノズルに連通する圧力室と、圧力室と対向して形成される振動板と、圧力室内のインクを、振動板を介して、ノズルから吐出させる圧電素子と、圧電素子の駆動電圧を生成する生成部と、圧電素子を駆動後に、インクに発生する残留振動を検知する残留振動検知部と、残留振動検知部より残留振動の減衰比を算出し、算出された減衰比に基づいて、吐出異常の有無を判定する制御部と、を有することを要件とする。

本実施の形態によれば、インクジェット記録装置の低コスト化を図ることができる。

実施の形態１に係るインクジェット記録装置を例示する図である。 実施の形態１に係る液滴吐出装置を例示する側面図である。 実施の形態１に係る記録手段を例示する平面図である。 実施の形態１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。 実施の形態１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。 実施の形態１に係る残留振動を示す動作概念図である。 実施の形態１に係る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。 実施の形態１に係る減衰振動を例示する図である。 実施の形態１に係る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。 実施の形態１に係る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。 実施の形態１に係る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。 実施の形態１に係る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。 実施の形態１に係る液滴吐出装置を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る液滴吐出装置を例示する回路図である。 実施の形態１に係る残留振動波形を例示する図である。 実施の形態１に係る減衰比ζと温度Ｔとの関係を示す図である。 実施の形態１に係る制御フローチャートである。 実施の形態１に係る維持・回復動作を例示する図である。 実施の形態２に係るインクジェット記録ヘッドを例示する断面図である。 実施の形態２に係る制御フローチャートである。

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。

本明細書において、「正常吐出状態」とは、ノズルからインク液滴が正常に吐出している状態を指し、「異常吐出状態」とは、ノズルからインク液滴が吐出していない（不吐出）状態、ノズルから適正量のインク液滴が吐出していない状態、インク液滴が適正な位置に着弾していない状態、等を指すものとする。

又、本明細書において、圧力室内のインクを加圧する圧力発生素子として、圧電素子を用いる場合について説明する。

〈第１の実施の形態〉
＜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、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。

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。

記録手段１０１は、ノズル（印字ノズル）が印刷幅全域に配置されるライン状のインクジェット記録ヘッドを有する。カラー印刷は、クロ、シアン、マゼンダ、イエローの各色のインクジェット記録ヘッドにより行われる。各インクジェット記録ヘッドのノズル面は、プラテン１０２上に、所定の隙間を保って支持されている。記録手段１０１は、記録媒体搬送装置の搬送速度に同期してインク液滴の吐出を行うことで、記録媒体１１３の印刷面に、カラー画像を形成する。乾燥手段１０３は、記録媒体１１３に印刷されたインクが、他の部分へ付着することを防止するために、インクの乾燥・定着を行う。乾燥手段１０３としては、非接触式の乾燥装置を用いても良いし、接触式の乾燥装置を用いても良い。

維持・回復手段１１４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に、適切な維持・回復動作を施し、インクジェット記録ヘッドの吐出性能を回復させる。維持・回復動作としては、例えば、圧力室２７内に混入した気泡を除去する吸引動作、ノズル２０表面に付着した異物（液溜り、紙粉、等）を除去するワイピング動作、圧力室２７内の増粘インク（粘度が増大したインク）をノズル２０から排出するフラッシング動作（空吐出動作、空打ち動作、捨て打ち動作とも称される）、等が挙げられる。

記録媒体搬送装置は、記録媒体供給部１１１から供給される記録媒体１１３の幅方向の位置決めを行う規制ガイド１０４、従動ローラ及び駆動ローラで構成され、記録媒体１１３の張力を一定に保つインフィード部１０５、記録媒体１１３の張力に応じて上下し、位置信号を出力するダンサローラ１０６、記録媒体１１３の蛇行を制御するＥＰＣ（Ｅｄｇｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）１０７、蛇行量のフィードバックに使用される蛇行量検出器１０８、従動ローラ及び駆動ローラで構成され、記録媒体１１３を設定速度で搬送するために一定速度で回転するアウトフィード部１０９、従動ローラ及び駆動ローラで構成され、記録媒体１１３を装置外に排紙するプラー１１０、等を含む。記録媒体搬送装置は、ダンサローラ１０６の位置検出を行い、インフィード部１０５の回転を制御することで、搬送中の記録媒体１１３の張力を一定に保つ、張力制御型の搬送装置である。

ライン走査型のインクジェット記録装置１００は、スターフラッシング動作、ラインフラッシング動作（例えば、Ａ４用紙境界での空吐出動作）を行うことで、増粘インクを排出する。スターフラッシング動作は、低湿環境、印字デューティの小さい画像では、捨て打ち効果が十分に得られ難いというデメリットがある一方、損紙が発生しないというメリットがある。ラインフラッシング動作は、インク液滴を吐出させた領域を、後に切断する必要があるため、損紙が発生するというデメリットがある一方、強力な捨て打ちができるというメリットがある。

＜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、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。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。

ここで、ヘッドの吐出異常について説明する。印刷中において、圧力室内のインクは、ノズルの開口部を介して外気に触れているため、周囲温湿度の変化、連続駆動による自己発熱、等の影響で、溶媒が蒸発し、粘度が増大してしまう。又、圧力室内へ気泡が混入する、ノズル表面へ紙粉が付着する、ノズル付近に液溜りが発生する、等の不具合が生じることがある。この結果、インクの吐出速度がノズル毎に変動し、濃度ムラやスジ、色変化といった異常画像を引き起こす問題がある。更には、インクの増粘が進むと、増粘インクがノズルに詰まり（吐出不良）、画像形成領域にドット抜け（画素の欠損）が生じてしまうという問題もある。従って、ヘッドの吐出異常を正確に検出し、液滴吐出装置に、適切な維持・回復動作を、施すことが必要になる。

詳細は後述するが、本実施の形態に係る液滴吐出装置は、汎用オペアンプ、受動素子、及びスイッチ等の簡易な回路（残留振動検知部）により、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（微駆動）後に、又はインク液滴吐出後に、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。

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

各色のヘッドアレー（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配置される。複数のインクジェット記録ヘッドをアレー化することにより、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４個配置し、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、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、駆動波形生成部により生成される駆動波形（例えば、駆動電圧波形）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１６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）はインク液滴吐出中、図６（Ｂ）はインク液滴吐出後であり、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）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からインク液滴が吐出する。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（インク液滴吐出後）、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）に、残留振動電圧が誘起される。残留振動検知部は、残留振動電圧を検知し、検知結果（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）を残留振動検知部の出力として、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、残留振動検知部は、圧電素子の伸縮に基づいて残留振動を検知し、制御部は、残留振動検知部の出力に基づいて残留振動の減衰比を算出し、吐出異常を判定する。これにより、本実施の形態に係る液滴吐出装置は、簡易な回路で吐出異常を判定し、維持・回復手段により、維持・回復動作が必要とされる液滴吐出装置に対して、適切な維持・回復動作を施すことができる。

次に、図８及び図１２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、数１で表せる。

減衰系の固有振動周波数ω_ｄは、数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、数３で表せる。対数減衰率δは、減衰比ζを算出する為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、数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、数１〜数４より、減衰振動の減衰比ζを算出する為には、対数減衰率δを求めれば良く、対数減衰率δを求める為には、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乃至図１２を用いて、正常吐出状態における減衰振動の残留振動波形と、異常吐出状態における減衰振動の残留振動波形について説明する。図９は、圧力室２７内のインクが正常な場合、図１０は、圧力室２７内のインクの粘度が増大した場合、図１１は、圧力室２７内に気泡が混入した場合、図１２は、ノズル２０付近に液溜りが発生した場合である。

図９（Ａ）乃至図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）乃至図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）乃至図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９（Ａ）の場合、圧力室２７内のインクは、正常であり、図９（Ｂ）で残留振動波形も正常であるため、制御部２１１は、残留振動波形の減衰比は所定範囲を満たしており、吐出異常が発生していない（吐出異常が無い正常吐出）と判定する。

図１０（Ａ）の場合、圧力室２７内のインクの粘度が増大し、図１０（Ｂ）で第１半波の振幅値は、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１０（Ｂ）の場合における残留振動の減衰比は、図９（Ｂ）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。

従って、図１０（Ｂ）の場合、制御部２１１は、残留振動波形の減衰比は所定範囲を満たしておらず、異常吐出状態である（吐出異常が有る）と判定する。

図１１（Ａ）の場合、圧力室２７内に気泡が混入し、図１１（Ｂ）で第１半波の振幅値は、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（Ｂ）の場合における残留振動の減衰比は、図９（Ｂ）の場合における残留振動の減衰比と比較して、少しだけ大きくなる波形形状となる。なお、気泡が圧力室２７に混入すると、本実施で用いた周波数帯では、図９（Ｂ）の正常吐出時に比べて残留振動の周波数が高くなり、周期が短くなる。

従って、図１１（Ｂ）の場合、制御部２１１は、残留振動波形の減衰比は所定範囲を満たしておらず、異常吐出状態である（吐出異常が有る）と判定する。ここで、気泡が混入した場合、図１０に示す増粘（乾燥）による増大した減衰比よりも、減衰比はさらに大きくなる。

図１２（Ａ）の場合、ノズル２０付近に液溜りが発生し、図１２（Ｂ）で第１半波の振幅値は、正常吐出状態の場合と比較して大きくなり、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略変わらない。即ち、第１半波の振幅値と第２半波以降の振幅値との振幅差が大きくなるため、図１２（Ｂ）の場合における残留振動の減衰比は、図９（Ｂ）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。なお、ノズル２０付近に液溜りが発生すると、液体体積が大きくなるため、図９（Ｂ）の正常吐出時に比べて残留振動の周波数が低くなり、周期が長くなる。

従って、図１２（Ｂ）の場合、制御部２１１は、残留振動波形の減衰比は所定範囲を満たしておらず、異常吐出状態である（吐出異常が有る）と判定する。ただし、液溜りが発生した場合、減衰比は正常を示す所定範囲よりは大きいが、図１０に示す増粘（乾燥）による増大した減衰比、及び、図１１に示す気泡混入により増大した減衰比よりも、減衰比は小さい。

即ち、制御部２１１は、残留振動波形の減衰比が所定範囲より大きい場合、何らかの吐出異常が発生していると判定できる。従って、制御部２１１は、減衰振動の減衰比が所定範囲を満たすか否かに基づいて、インクジェット記録ヘッドに吐出異常が発生しているか否かを判定できるため、減衰振動の減衰比は、インクジェット記録ヘッドの吐出性能と相関関係にあることがわかる。

図１３は、本実施の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、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、残留振動検知部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。又、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。

制御部２１１は、上位コントローラ（図示せず）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。制御部２１１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。制御部２１１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。

又、制御部２１１は、残留振動検知部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〜式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。

更に、制御部２１１は、算出した減衰比と記憶手段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・回復動作を施す。例えば、制御部２１１は、算出した減衰比が、所定範囲より小さい場合、圧力室２７内に気泡が混入していると判定し、インクジェット記録ヘッドモジュール２００に、吸引動作を施す。又、例えば、制御部２１１は、算出した減衰比が、所定範囲より大きい場合、インクジェット記録ヘッドモジュール２００に、フラッシング動作を施し、再び算出した減衰比が、所定範囲より大きい場合、ノズル２０表面に紙粉が付着していると判定し、インクジェット記録ヘッドモジュール２００に、ワイピンク動作を施す。つまり、制御部２１１は、簡易な回路で、吐出異常の有無を正確に行い、インクジェット記録ヘッドモジュール２００に、適切な維持・回復動作を施すことにより、全てのノズルにおいて、メニスカスを適切な状態に維持することができる。

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。

記憶手段２１３は、減衰比データを予め記憶する。

ページ記憶手段２１４は、吐出異常が発生していると判定されたページを記憶する。該ページを記憶することで、制御部２１１は、該ページに異常画像が印刷されていると予測することが可能になる。例えば、ページ記憶手段２１４は、圧力室２７内に気泡が混入し、吐出異常が発生していると判定されたページを記憶する。又、例えば、ページ記憶手段２１４は、ノズル２０表面に異物（液溜り、紙粉、等）が付着し、吐出異常が発生していると判定されたページを記憶する。又、例えば、ページ記憶手段２１４は、圧力室２７内のインクの粘度が増大し、吐出異常が発生していると判定されたページを記憶する。

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は伸縮し、圧電素子３５の駆動に応じて各ノズルからインク液滴が吐出する。

波形処理回路２５０は、フィルタ回路２５１及び増幅回路２５２により、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知部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組の残留振動検知部（切替手段２４１、波形処理回路２５０、Ａ／Ｄ変換器２４２）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、残留振動検知部を形成し、減衰振動の減衰比を、同時に検知する構成としても良い。又、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知部を形成し、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、本実施の形態に係る残留振動検知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。インク液滴吐出後（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、残留振動検知部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。又、波形処理回路２５０は、汎用オペアンプ、受動素子、及びスイッチという簡易な回路構成で、残留振動を検知できる。これにより、液滴吐出装置における回路規模の増大を抑制し、コストを抑えることができる。

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つの振幅値を制御部２１１により選択し、数３及び数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。減衰比ζの算出に、上下振幅の上側の振幅値を利用する場合、波形処理回路２５０には、増幅回路を適用すれば良く、減衰比ζの算出に、上下振幅の上側の振幅値を利用する場合、波形処理回路２５０には、反転増幅回路を適用すれば良い。

なお、制御部２１１は、振幅値の選択を適切に行うことで、減衰比ζの算出精度を高めることが可能である。例えば、制御部２１１は、切替手段のバラつきの影響を受けやすい振幅値１を除いて、振幅値２、振幅値３、振幅値４、振幅値５の中から算出に用いる振幅値を選択しても良い。又、例えば、制御部２１１は、検知誤差が大きくなり易い最も小さな振幅値（例えば、振幅値５）を除いて、振幅値１、振幅値２、振幅値３、振幅値４の中から算出に用いる振幅値を選択しても良い。又、例えば、制御部２１１は、振幅値１及び振幅値５の両方を除いて、振幅値２、振幅値３、振幅値４の中から算出に用いる振幅値を選択しても良い。又、外乱影響やノイズが大きい半波を除いた周期分を平均化した減衰比ζを算出しても良い。

図１６は、減衰比ζと温度Ｔとの関係を示す図である。正常吐出可能な場合の最低温度をＴｍｉｎ、正常吐出可能な場合の最高温度をＴｍａｘ、周囲温度（サーミスタ温度）をＴｘ（但し、ｘは自然数）とする。周囲温度Ｔｘは、例えばサーミスタ等の温度センサ（例えば、インクジェット記録ヘッド２２０に設けられている）により検知される。

制御部２１１が、周囲温度Ｔｘ毎に駆動波形データを設定し、駆動波形印加後の残留振動検知部の出力に基づいて算出した実測値を、減衰比ζｄｅｔとする。正常吐出状態である場合、理想的には、減衰比ζｄｅｔ＝ζｘとなる。

正常吐出可能なインクの温度範囲は決まっており、最高温度Ｔｍａｘの場合、減衰比ζｄｅｔは、ζｍｉｎとなる。最低温度Ｔｍｉｎの場合、減衰比ζｄｅｔは、ζｍａｘ、となる。即ち、正常吐出状態である場合、制御部２１１により算出される減衰比ζｄｅｔは、図１６に示す相関図上に存在することになる。一方、異常吐出状態である場合、制御部２１１により算出される減衰比ζｄｅｔは、図１６に示す相関図の縦軸方向において、ζｍａｘよりも上方に存在することになる。

本発明の実施形態では、異常吐出状態を判別する閾値として、ζｍａｘ（第１の所定値）＜ζａｂｎ２（第２の所定値）＜ζａｂｎ１（第３の所定値）を設定している。

なお、減衰比ζｍｉｎでの最高温度Ｔｍａｘ、及び減衰比ζｍａｘでの最低温度Ｔｍｉｎは、固定温度ではなく、各状況に応じて、適宜設定される。

上述のように、制御部２１１は、算出した減衰比ζｄｅｔが、図１６に示す相関図上に存在するか否かを判定することにより、吐出異常の有無を判定することができる。これにより、制御部２１１は、メニスカスの状態に応じて、液滴吐出装置に適切な維持・回復動作を施すことができる。

本実施の形態に係る液滴吐出装置によれば、インクが吐出しない程度にインクのメニスカスを振動させた（微駆動させた）後の、またはインク液滴吐出後の、圧力室内のインクに発生する残留振動を有効活用し、減衰比を利用することで、吐出異常の有無を判定する。極めて簡易な回路により、吐出異常の有無を正確に判定し、維持・回復動作が必要とされるノズルに対して適切な維持・回復動作を施すことで、該装置が搭載されるインクジェット記録装置の信頼性を維持しつつ、低コスト化を図ることができる。

＜制御フローチャート＞
図１７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における吐出異常の有無の判定、維持・回復動作の実施に関する制御フローチャートの一例を示す図である。図１７に示す制御フローチャートは、制御プログラムに従って、例えば、制御部２１１によって実行される。

ステップＳ１において、制御部２１１は、印刷動作を開始する。

ステップＳ２において、制御部２１１は、周囲温度Ｔｘ（サーミスタ温度）に応じて駆動波形データを設定する。

ステップＳ３において、制御部２１１は、サーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形（例えば、駆動電圧波形）を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加する。

ステップＳ４において、制御部２１１は、圧電素子駆動ＩＣ３７を監視し、圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＦＦしたか否かを判定する。圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＦＦしたと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ５の処理を行う。圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＦＦしていないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、圧電素子駆動ＩＣ３７の監視を継続する（再びステップＳ４の処理を行う）。

ステップＳ５において、制御部２１１は、切替手段２４１を用いて、検出する圧電素子３５と波形処理回路２５０とを接続する。

ステップＳ６において、制御部２１１は、残留振動検知による検知結果（振幅値）から減衰比ζｄｅｔを算出する。

ステップＳ７において、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、最低温度Ｔｍｉｎと相関する減衰比ζｍａｘ（第１の所定値）以下であるか否かを判定する。即ち、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ８の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ９の処理を行う。

Ｓ７で減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ以下であると判定される場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ８において、制御部２１１は、図９（Ａ）に示すように正常吐出状態であると判定し、減衰比ζｄｅｔに対応するサーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加する（再びステップＳ２の処理を行う）。

Ｓ７で減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘよりも大きいと判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ９において、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１（第３の所定値）を満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１を満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１０の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１を満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ２２の処理を行う。

Ｓ９で減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘよりも大きく、さらにζａｂｎ１以上と判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ１０において、制御部２１１は、維持・回復手段１１４を用いて、維持・回復動作のフラッシング動作を行う。

ステップＳ１１において、制御部２１１は、残留振動検知による検知結果（振幅値）から減衰比ζｄｅｔを算出する。

ステップＳ１２において、ステップＳ７と同様に、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、最低温度Ｔｍｉｎと相関する減衰比ζｍａｘ以下か否かを判定する。即ち、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１３の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ２１の処理を行う。

Ｓ１２でζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ１３において、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ２（第２の所定値）を満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ２を満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１４の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ２を満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ２０の処理を行う。

Ｓ１３で減衰比ζｄｅｔがζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ２を満たすと判定する場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１４において、制御部２１１は、図１２（Ａ）に示すようにノズル２０付近に液溜りが発生していると判定し、ステップＳ１５の処理を行う。

ステップＳ１５において、制御部２１１は、吐出異常（液溜り）をユーザに通知して、印刷を継続するか否かをユーザに確認し、印刷を継続するか否かを判定する（Ｓ１６）。印刷を継続すると判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１７の処理を行う。印刷を継続しないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１８の処理を行う。

印刷を継続する場合（Ｙｅｓ、Ｓ１６）、ステップＳ１７において、制御部２１１は、ページ記憶手段２１４に、ノズル２０付近に液溜りが発生し、吐出異常が発生していると判定されたページを記憶させ、異常が発生したページから、減衰比ζｄｅｔに対応するサーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加し（再びステップＳ２の処理を行う）、印刷を再開する。これにより、例えば、全ての印刷が終了した後、吐出異常が発生していると判定されたページには、異常画像が印刷されている可能性があるとして、印刷完成物から省く事が可能になる。

印刷を継続しない場合（Ｎｏ、Ｓ１６）、ステップＳ１８において、制御部２１１は、印刷動作を停止する。

そして、ステップＳ１９において、制御部２１１は、維持・回復手段１１４を用いて、Ｓ１０とは異なる維持・回復動作として、ワイピング又は／及び吸引動作を行い、印刷（制御フロー）を終了する（ＥＮＤ）。なお、液溜り時の維持回復動作として、ワイピング動作を施すと好ましい。

また、Ｓ１３で減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘよりも大きく、さらにζａｂｎ２以上と判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ２０において、制御部２１１は、ステップＳ１０における維持・回復動作のフラッシング動作を行っても、正常吐出状態に戻らなかった、即ち、ノズル面が乾燥している（図１０（Ａ）参照）と判定する。

そして、ステップＳ１５において、制御部２１１は吐出異常（乾燥）をユーザに通知して、印刷を継続するか否かをユーザに確認し、印刷を継続するか否かを判定する（Ｓ１６）。
印刷を継続する場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１７で異常ページを記憶した後、印刷を再開する（Ｓ２）。
印刷を継続しない場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１８で印刷動作を中止した後、維持回復動作を行う（Ｓ１９）。なお、乾燥時の維持回復動作として、吸引動作を施すと好ましい。

また、Ｓ１２で減衰比がζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１において、制御部２１１は、ステップＳ１０における維持・回復動作のフラッシング動作によって、異常吐出状態から回復したとみなして、インク粘度の増大（増粘）が解消したと判定する。よって減衰比ζｄｅｔに対応するサーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加し（再びステップＳ２の処理を行う）、印刷を再開する。

また、Ｓ９において、減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１を満たさないと判定する場合（減衰比ζｄｅｔが第３の所定値以上である場合）（Ｎｏ）、ステップＳ２２において、制御部２１１は、図１１（Ａ）に示すように圧力室２７内に気泡が混入していると判定し、ステップＳ１５の処理を行う。

そして、ステップＳ１５において、制御部２１１は吐出異常（気泡混入）をユーザに通知し、印刷を継続するか否かをユーザに確認し、印刷を継続するか否かを判定する（Ｓ１６）。
印刷を継続する場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１７で異常ページを記憶した後、印刷を再開する（Ｓ２）。
印刷を継続しない場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１８で印刷動作を中止した後、維持回復動作を行う（Ｓ１９）。なお、気泡混入時の維持回復動作として、吸引動作を施すと好ましい。

上述の制御により、制御部２１１は、吐出異常の有無を正確に判定し、ノズルの状態に応じて、液滴吐出装置に適切な維持・回復動作を施せる。又、制御部２１１は、減衰振動の減衰比ζｄｅｔに基づき吐出異常の有無を判定するという簡易な制御を行うため、複雑な制御に伴う煩雑な回路を必要としない。

図１８は、吐出異常が発生していると判定された場合に、異常吐出状態から正常吐出状態へと、インクジェット記録ヘッドモジュールを回復させる維持・回復動作の一例を示す概略図である。

図１８（Ａ）は、図１７に示すステップＳ１５における維持・回復動作の吸引動作を示す概略図である。吸引動作は、圧力室２７内に気泡が混入した場合、等に行われる。維持・回復手段１１４として、ノズルキャップ６２、チューブ６３、チューブポンプ６４、排インクカートリッジ６５、等を用いる。チューブ６３は、吸引動作においてインク排出路となり、チューブ６３の一端は、ノズルキャップ６２の底部に接続され、チューブ６３の他端は、チューブポンプ６４を介して排インクカートリッジ６５に接続される。

吸引動作は、駆動モータ（図示せず）によりチューブポンプ６４を駆動させ、チューブ６３を変形させて負圧を発生させ、圧力室２７内のインクを、ノズルキャップ６２を介して吸引し、チューブ６３を介して排インクカートリッジ６５へと排出する動作である。吸引動作を行うことで、圧力室２７内に混入した気泡を除去することが可能となる。

図１８（Ｂ）は、図１７に示すステップＳ１５における維持・回復動作のフラッシング動作を示す概略図である。フラッシング動作は、圧力室２７内のインクが増粘した場合、ノズル２０の表面が乾燥した場合、等に行われる。

フラッシング動作は、印刷中に行われ、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に印加することにより、増粘インクを記録媒体１１３の印刷面へと排出する動作である。フラッシング動作を行うことで、印刷中であっても、常時、圧力室２７内のインク粘度を適切な状態に保つことが可能となる。

図１８（Ｃ）及び図１８（Ｄ）は、図１７に示すステップＳ２３における維持・回復動作のワイピング動作を示す概略図である。ワイピング動作は、ノズル２０付近に液溜りが発生した場合、ノズル２０表面に紙粉が付着した場合、等に行われる。維持・回復手段１１４として、ワイパ６６、等を用いる。インクジェット記録モジュール２００のノズル２０とワイパ６６とは当接する位置関係に存在する。

ワイピング動作は、図示しない駆動機構（図示せず）によりインクジェット記録モジュール２００を矢印方向に駆動させ（図１８（Ｃ）参照）、ワイパ６６の先端部によりノズル２０の表面をクリーニングする（図１８（Ｄ）参照）動作である。ワイピング動作を行うことで、ノズル２０表面に付着した異物（液溜り、紙粉、等）を除去することが可能となる。

〈第２の実施の形態〉
本実施の形態では、インクジェット記録ヘッド２２０に搭載される圧電素子が、第１の実施の形態に係る圧電素子とは異なる場合について、説明する。第２の実施の形態に係る圧電素子は、第１の実施の形態に係る圧電素子と異なり、駆動用圧電素子と支柱用圧電素子（非駆動ピエゾ）とを含む（特許第３９３３５０６号参照）。

図１９は、本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド２２０の一例を示す概略断面図である。

図１９に示すように、圧電素子は、駆動用圧電素子（圧力発生素子）３１１と支柱用圧電素子（支柱用素子）３１２とを含み、駆動用圧電素子３１１と支柱用圧電素子３１２とは、交互に配置される。駆動用圧電素子３１１は、圧力室２７の開口部に相当する位置に、振動板３０を介して形成される。支柱用圧電素子３１２は、圧力室２７の隔壁に相当する位置に、振動板３０を介して形成される。

図１９に示す構成とすることで、駆動用圧電素子３１１だけでなく、支柱用圧電素子３１２も、残留振動検知に利用することができる。即ち、常時、支柱用圧電素子３１２を、残留振動検知に利用し、吐出に悪影響を及ぼさない場合（圧電素子を駆動させていない場合）は、駆動用圧電素子３１１を、残留振動検知に利用することができる。従って、ライン走査型のインクジェット記録装置１００において、印刷中に、残留振動検知を行うタイミングの自由度を増やし、全てのノズル２０における減衰比を検知するために要する時間（残留振動検知時間）を、短縮することができる。又、新たにセンサを設ける必要がないため、インクジェット記録ヘッド２２０を比較的簡易な構成とすることができる。

更に、図１９に示す構成とすることで、振動板３０と圧電素子とを接続する際に位置ずれが生じても、圧電素子に生じる特性変動を抑制することができるため、インクジェット記録ヘッド２２０における噴射特性を安定化させることができる。

なお、圧電素子の構成は、図１９に示す構成に、特に限定されるものではなく、少なくとも、支柱用圧電素子３１２が、駆動用圧電素子３１１とは独立して、残留振動検知を行うことができる構成であれば良い。常時、全ての圧電素子を残留振動検知に利用できるように、新たなセンサを設ける構成とすることも可能である。

＜制御フローチャート＞
図２０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における吐出異常の有無の判定、維持・回復動作の実施に関する制御フローチャートの、図１７に示す制御フローチャートとは異なる例を示す図である。図２０に示す制御フローチャートでは、非駆動ピエゾを用いて残留振動を検知する。図２０に示す制御フローチャートは、制御プログラムに従って、例えば、制御部２１１によって実行される。

ステップＳ１において、制御部２１１は、印刷動作を開始する。

ステップＳ２において、制御部２１１は、サーミスタ温度Ｔｘに応じて駆動波形データを設定する。

ステップＳ３において、制御部２１１は、サーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形（例えば、駆動電圧波形）を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加する。

ステップＳ４において、制御部２１１は、切替手段２４１を用いて、検出する圧電素子３５と波形処理回路２５０とを接続する。非駆動ピエゾを残留振動検知に用いることで、図１７に示すステップＳ４のように、制御部２１１により、圧電素子駆動ＩＣ３７を監視し、圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＦＦしたか否かを判定する必要がないため、簡易な制御とすることができる。

ステップＳ５において、制御部２１１は、残留振動検知による検知結果（振幅値）から減衰比ζｄｅｔを算出する。

ステップＳ６において、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、最低温度Ｔｍｉｎと相関する減衰比ζｍａｘ以下であるか否かを判定する。即ち、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ７の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ８の処理を行う。

Ｓ６で減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ以下であると判定される場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７において、制御部２１１は、正常吐出状態であると判定し、再びステップＳ１の処理を行う（ＲＥＴＵＲＮ）。詳しくは、制御部２１１は、図９（Ａ）に示すように正常吐出状態であると判定し、減衰比ζｄｅｔに対応するサーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加する（再びステップＳ２の処理を行う）。

Ｓ６で減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘよりも大きいと判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ８において、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１（第３の所定値）を満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１を満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ９の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１を満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ２１の処理を行う。

Ｓ８で減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘよりも大きく、さらにζａｂｎ１以上と判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ９において、制御部２１１は、維持・回復手段１１４を用いて、維持・回復動作のフラッシング動作を行う。

ステップＳ１０において、制御部２１１は、残留振動検知による検知結果（振幅値）から減衰比ζｄｅｔを算出する。

ステップＳ１１において、ステップＳ６と同様に、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、最低温度Ｔｍｉｎと相関する減衰比ζｍａｘ以下か否かを判定する。即ち、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１２の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ２０の処理を行う。

Ｓ１１でζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ１２において、制御部２１１は、減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ≦ζｄｅｔ≦ζａｂｎ２（第２の所定値）を満たすか否かを判定する。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ≦ζｄｅｔ≦ζａｂｎ２を満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１３の処理を行う。減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ≦ζｄｅｔ≦ζａｂｎ２を満たさないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１９の処理を行う。

Ｓ１２で減衰比ζｄｅｔがζｍａｘ＜≦ζｄｅｔ＜ζａｂｎ２を満たすと判定する場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３において、制御部２１１は、図１２（Ａ）に示すようにノズル２０付近に液溜りが発生していると判定し、ステップＳ１４の処理を行う。

そして、ステップＳ１４において、制御部２１１は、吐出異常（液溜り）をユーザに通知して、印刷を継続するか否かをユーザに確認し、印刷を継続するか否かを判定する（Ｓ１５）。印刷を継続すると判定される場合（Ｙｅｓ、Ｓ１５）、制御部２１１は、ステップＳ１６の処理を行う。印刷を継続しないと判定される場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１７の処理を行う。

印刷を継続する場合（Ｙｅｓ、Ｓ１５）、ステップＳ１６において、制御部２１１は、ページ記憶手段２１４に、ノズル２０付近に液溜りが発生し、吐出異常が発生していると判定されたページを記憶させ、異常が発生したページから、減衰比ζｄｅｔに対応するサーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加し（再びステップＳ２の処理を行う）、印刷を再開する。これにより、例えば、全ての印刷が終了した後、吐出異常が発生していると判定されたページには、異常画像が印刷されている可能性があるとして、印刷完成物から省く事が可能になる。

印刷を継続しない場合（Ｎｏ、Ｓ１５）、ステップＳ１７において、制御部２１１は、印刷動作を停止する。

そして、ステップＳ１８において、制御部２１１は、維持・回復手段１１４を用いて、Ｓ１０とは異なる維持・回復動作として、ワイピング又は／及び吸引動作を行い、印刷（制御フロー）を終了する（ＥＮＤ）。なお、液溜り時の維持回復動作として、ワイピング動作を施すと好ましい。

また、Ｓ１２で減衰比ζｄｅｔが、減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘよりも大きく、さらにζａｂｎ２以上と判定される場合（Ｎｏ）、ステップＳ１９において、制御部２１１は、ステップＳ９における維持・回復動作のフラッシング動作を行っても、正常吐出状態に戻らなかった、即ち、ノズル面が乾燥している（図１０（Ａ）参照）と判定する。

そして、ステップＳ１４において、制御部２１１は吐出異常（乾燥）をユーザに通知して、印刷を継続するか否かをユーザに確認し、印刷を継続するか否かを判定する（Ｓ１５）。
印刷を継続する場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１６で異常ページを記憶した後、印刷を再開する（Ｓ２）。
印刷を継続しない場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１７で印刷動作を中止した後、維持回復動作を行う（Ｓ１８）。なお、乾燥時の維持回復動作として、吸引動作を施すと好ましい。

また、Ｓ１１で減衰比がζｄｅｔ≦ζｍａｘを満たすと判定される場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０において、制御部２１１は、ステップＳ９における維持・回復動作のフラッシング動作によって、異常吐出状態から回復したとみなして、インク粘度の増大（増粘）が解消したと判定する。よって減衰比ζｄｅｔに対応するサーミスタ温度Ｔｘ用の駆動波形を、インクジェット記録ヘッド２２０に印加し（再びステップＳ２の処理を行う）、印刷を再開する。

また、Ｓ８において、減衰比ζｄｅｔが、ζｍａｘ＜ζｄｅｔ＜ζａｂｎ１を満たさないと判定する（減衰比ζｄｅｔが第３の所定値以上である）場合（Ｎｏ）、ステップＳ２１において、制御部２１１は、図１１（Ａ）に示すように圧力室２７内に気泡が混入していると判定し、ステップＳ１４の処理を行う。

そして、ステップＳ１４において、制御部２１１は吐出異常（気泡混入）をユーザに通知し、印刷を継続するか否かをユーザに確認し、印刷を継続するか否かを判定する（Ｓ１５）。
印刷を継続する場合（Ｙｅｓ）、制御部２１１は、ステップＳ１６で異常ページを記憶した後、印刷を再開する（Ｓ２）。
印刷を継続しない場合（Ｎｏ）、制御部２１１は、ステップＳ１７で印刷動作を中止した後、維持回復動作を行う（Ｓ１８）。なお、乾燥時の維持回復動作として、吸引動作を施すと好ましい。

上述の制御により、制御部２１１は、非駆動ピエゾを残留振動検知に用いることで、煩雑な回路を用いることなく、印刷中であっても、精度の高い判定を行うことができる。従って、液滴吐出装置における回路規模の増大を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は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（振動板）
３５ 圧電素子
６２ チューブ（吸引動作を施す手段）
６６ ワイパ（ワイピング動作を施す手段）
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
２１２ 駆動波形生成部（生成部）
２４０ 残留振動検知部
３１１ 駆動用圧電素子
３１２ 支柱用圧電素子

特開２００４−２７６２７３号公報

Claims (19)

1. 複数のノズルに連通する圧力室と、
   圧力室と対向して形成される振動板と、
   前記圧力室内のインクを、前記振動板を介して、前記ノズルから吐出させる圧電素子と、
   前記圧電素子の駆動電圧を生成する生成部と、
   前記圧電素子を駆動後に、前記インクに発生する残留振動を検知する残留振動検知部と、
   前記残留振動検知部より残留振動の減衰比を算出し、算出された前記減衰比に基づいて、吐出異常の有無を判定する制御部と、を有する液滴吐出装置。
2. 制御部は、
   前記減衰比が、第１の所定値より大きく、第２の所定値より大きく、且つ、第３の所定値以上である場合に、前記圧力室内に気泡が混入していると判定する、
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 制御部は、
   前記減衰比が、第１の所定値より大きく、且つ、第３の所定値よりも小さい場合に、当該液滴吐出装置にフラッシング動作を施し、
   該フラッシング動作を施した後の減衰比が、前記第１の所定値以下である場合に、前記インクの粘度の増大が解消したと判定する、
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 制御部は、
   前記減衰比が、第１の所定値より大きく、且つ、第３の所定値よりも小さい場合に、当該液滴吐出装置にフラッシング動作を施し、
   該フラッシング動作を施した後の減衰比が、前記第１の所定値より大きく、第２の所定値よりも小さい場合は、前記ノズル付近に液溜りが発生していると判定する、
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
5. 制御部は、
   前記減衰比が、第１の所定値より大きく、且つ、第３の所定値よりも小さい場合に、当該液滴吐出装置にフラッシング動作を施し、
   該フラッシング動作を施した後の減衰比が、前記第１の所定値より大きく、第２の所定値以上である場合は、前記インクの粘度が増大し乾燥していると判定する、
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
6. 前記残留振動検知部は、残留振動波形の上下振幅における上側の振幅値を検知する、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
7. 前記残留振動検知部は、残留振動波形の上下振幅における下側の振幅値を検知する、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
8. 前記残留振動検知部は、残留振動波形の第１半波を除く半波の振幅値を検知する、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
9. 前記残留振動検知部は、残留振動波形の振幅値を選択的に検知する、
   請求項１乃至８の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
10. 前記残留振動検知部は、フィルタ回路を備え、
    前記フィルタ回路は、バンドパスフィルタで構成される、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
11. 前記フィルタ回路は、前記制御部により受動素子定数が可変制御される、抵抗及びコンデンサを備える、
    請求項１０に記載の液滴吐出装置。
12. 前記残留振動検知部は、切替手段と波形処理回路とを備え、
    前記波形処理回路は、前記切替手段を介して、２つ以上の前記圧電素子と接続される、
    請求項１乃至１１の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
13. 吐出異常が有ると判定された場合、ユーザが印刷の継続又は停止を選択する手段を備える、
    請求項１乃至１２の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
14. ユーザが印刷の継続を選択する場合、吐出異常が有ると判定されたページを記憶する記憶手段を備える、
    請求項１３に記載の液滴吐出装置。
15. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載の液滴吐出装置を備える、インクジェット記録装置。
16. 前記圧力室内に気泡が混入している、又は前記インクの粘度が増大し乾燥していると判定された場合、前記液滴吐出装置に吸引動作を施す手段を備える、
    請求項１５に記載のインクジェット記録装置。
17. 前記ノズル付近に液溜りが発生していると判定された場合、前記液滴吐出装置にワイピンク動作を施す手段を備える、
    請求項１５又は１６に記載のインクジェット記録装置。
18. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載の液滴吐出装置の液滴吐出方法であって、
    残留振動の減衰比を算出するステップと、
    前記減衰比が、第１の所定値以下であるか否かを判定するステップと、
    前記減衰比が、前記第１の所定値より大きく且つ第３の所定値より小さいか否かを判定するステップと、
    前記減衰比が、前記第１の所定値より大きく且つ前記第３の所定値より小さい場合に、前記液滴吐出装置にフラッシング動作を施すステップと、
    前記フラッシング動作を施した後の減衰比が、前記第１の所定値以下であるか否かを判定するステップと、
    前記フラッシング動作を施した後の減衰比が、前記第１の所定値より大きく且つ第２の所定値よりも小さいか否かを判定するステップと、を有する、液滴吐出方法。
19. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載の液滴吐出装置に実行させるプログラムであって、
    残留振動の減衰比を算出する処理と、
    前記減衰比が、第１の所定値以下であるか否かを判定する処理と、
    前記減衰比が、前記第１の所定値より大きく且つ第３の所定値より小さいか否かを判定する処理と、
    前記減衰比が、前記第１の所定値より大きく且つ前記第３の所定値より小さい場合に、前記液滴吐出装置にフラッシング動作を施す処理と、
    前記フラッシング動作を施した後の減衰比が、前記第１の所定値以下であるか否かを判定する処理と、
    前記フラッシング動作を施した後の減衰比が、前記第１の所定値より大きく且つ第２の所定値よりも小さいか否かを判定する処理と、を有する、プログラム。

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