JP4305034B2 - Droplet ejection device and inkjet printer - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液滴吐出装置の一つであるインクジェットプリンタは、複数のノズルからインク滴（液滴）を吐出して所定の用紙上に画像形成を行っている。インクジェットプリンタの印刷ヘッド（インクジェットヘッド）には、多数のノズルが設けられているが、インクの粘度の増加や、気泡の混入、塵や紙粉の付着等の原因によって、いくつかのノズルが目詰まりしてインク滴を吐出できない場合がある。ノズルが目詰まりするとプリントされた画像内にドット抜けが生じ、画質を劣化させる原因となっている。
【０００３】
従来、このようなインク滴の吐出異常（以下、「ドット抜け」ともいう）を検出する方法として、インクジェットヘッドのノズルからインク滴が吐出されない状態（インク滴吐出異常状態）をインクジェットヘッドのノズル毎に光学的に検出する方法が開示されている（例えば、特許文献１など）。この方法により、ドット抜け（吐出異常）を発生しているノズルを特定することが可能となっている。
【０００４】
しかしながら、上述の光学式のドット抜け（液滴吐出異常）検出方法では、光源及び光学センサを含む検出器が液滴吐出装置（例えば、インクジェットプリンタ）に取付けられている。この検出方法では、一般に、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）のノズルから吐出する液滴が光源と光学センサの間を通過し、光源と光学センサの間の光を遮断するように、光源及び光学センサを精密な精度で（高精度に）設定（設置）しなければならないという問題がある。また、このような検出器は通常高価であり、インクジェットプリンタの製造コストが増大してしまうという問題もある。さらに、ノズルからのインクミストや印刷用紙等の紙粉によって、光源の出力部や光学センサの検出部が汚れてしまい、検出器の信頼性が問題となる可能性もある。
【０００５】
さらに、従来の光学式のドット抜け検出方法では、検出されたノズルのドット抜け（インク滴の吐出異常）を記録し、それに基づいて履歴データなどを作成することをしないため、吐出異常（ヘッド異常）の発生を予測推定することができず、結局吐出異常が発生して初めてそのノズルが吐出異常であることを検出できるのみである。これでは、インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）のスループットを低下あるいは悪化させてしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３０９９６３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液滴吐出ヘッドの吐出異常（ヘッド異常）の発生の有無を検出するとともに、その履歴データを作成し、履歴データに基づいてヘッド異常の発生を予測推定し、それに応じて適切な回復処理を実行することができる液滴吐出装置及び液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態において、本発明の液滴吐出装置は、
振動板と、前記振動板を変位させるアクチュエータと、内部に液体が充填され、前記振動板の変位により、該内部の圧力が増減されるキャビティと、前記キャビティに連通し、前記キャビティ内の圧力の増減により前記液体を液滴として吐出するノズルとを有する複数の液滴吐出ヘッドと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
前記アクチュエータにより変位された前記振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段と、前記残留振動検出手段によって検出された前記振動板の残留振動の振動パターンに基づいて、前記各液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出するヘッド異常検出手段と、
前記残留振動の振動パターンに基づいて、前記残留振動波形の履歴データを作成する履歴データ作成手段と、
前記履歴データ作成手段によって作成された履歴データに基づいて、前記ヘッド異常の発生を予測推定する異常予測推定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、駆動回路によるアクチュエータの駆動（液滴を吐出しない程度のアクチュエータの駆動を含む）により、液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出することができるので、精度よくヘッド異常を検出することができるとともに、残留振動波形の履歴データにより、ヘッド異常の発生の時期を精度よく予測することができる。また、液滴を吐出しない程度にアクチュエータを駆動する場合には、検出のためだけに液滴を吐出しないので、無駄な液滴（排液滴）の発生を防止することができる。また、例えば、光学式の検出装置では、検出の信頼性を確保するために、検出装置のセンサ部への液滴付着や液滴の吐出方向などに注意（意識）をしなければならないが、本発明ではこのようなことがないので、検出の信頼性が高い。
なお、「振動板の残留振動」とは、前記アクチュエータが前記駆動回路の駆動信号（電圧信号）により液滴吐出動作や吐出しない程度の動作を行った後、次の駆動信号が入力されて再び液滴吐出動作を実行するまでの間に、この液滴吐出動作により前記振動板が減衰しながら振動を続けている状態をいう。
【００１０】
好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記残留振動の振動パターンに基づいて、前記液滴吐出ヘッドのキャビティ内の液体の粘度を検出する粘度検出手段を備える。これにより、液滴吐出ヘッドのキャビティ内の液体の粘度を検出することができる。この場合、好ましくは、前記残留振動の振動パターンは、前記残留振動の振幅を含み、前記粘度検出手段は、該残留振動の振幅に基づいて、前記キャビティ内の液体の粘度を検出してもよい。
【００１１】
ここで、好ましくは、前記ヘッド異常検出手段は、前記残留振動の振動パターンに基づいて、前記ヘッド異常の発生の有無と前記ヘッド異常の原因とを判定する。この場合、好ましくは、前記振動板の残留振動の振動パターンは、前記残留振動の周期を含み、前記ヘッド異常検出手段は、前記振動板の残留振動の周期が所定の範囲の周期よりも短いときには、前記キャビティ内に気泡が混入したものと判定し、前記振動板の残留振動の周期が所定の閾値よりも長いときには、前記キャビティ内の液体が乾燥により増粘したものと判定し、前記振動板の残留振動の周期が前記所定の範囲の周期よりも長く、前記所定の閾値よりも短いときには、前記ノズルの出口付近に紙粉が付着したものと判定してもよい。これにより、光学式検出装置など従来のドット抜け検出を行うことができる液滴吐出装置では判定不可能である液滴の吐出異常の原因を判定することができ、それによって、必要に応じ、その原因に対し適切な回復処理を上記のように選択し、実行することができる。なお、本発明において、「紙粉」とは、単に記録用紙などから発生した紙粉のみに限らず、例えば、紙送りローラ（給紙ローラ）などのゴムの切れ端や、空気中に浮遊するごみなどを含むノズル付近に付着して液滴吐出の妨げとなるすべてのものをいう。
【００１２】
また、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記ヘッド異常検出手段によってヘッド異常が検出された場合、あるいは、前記粘度検出手段によって検出された前記液体の粘度が所定値よりも高いと検出された場合には、該検出されたヘッド異常又は粘度増加を解消させる回復処理を実行する回復手段を備える。これにより、ヘッド異常や液体の粘度の増粘が発生した場合に、適切に回復することができる。ここで、好ましくは、前記回復手段は、前記異常予測推定手段による予測推定結果に基づいて、前記回復処理を実行する。回復手段が予防的に回復処理を実行することにより、ヘッド異常などの発生を未然に防ぐことができる。
【００１３】
好ましくは、前記回復手段は、前記液滴吐出ヘッドのノズルが配列されるノズル面に対しワイパによりワイピング処理を実行するワイピング手段と、前記アクチュエータを駆動して前記液滴吐出ヘッドのクリーニングのために前記ノズルから液滴を吐出するフラッシング処理を実行するフラッシング手段と、前記液滴吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップに接続するポンプによりポンプ吸引処理を実行するポンピング手段とを含んでいる。
【００１４】
また、ヘッド異常の原因が判定（特定）されている場合には、本発明の液滴吐出装置は、前記ヘッド異常検出手段によって判定されたヘッド異常の原因に応じて、前記ヘッド異常を解消させる回復処理を実行する回復手段を備え、前記回復手段は、前記液滴吐出ヘッドのノズルが配列されるノズル面に対しワイパによりワイピング処理を実行するワイピング手段と、前記アクチュエータを駆動して前記液滴吐出ヘッドのクリーニングのために前記ノズルから液滴を吐出するフラッシング処理を実行するフラッシング手段と、前記液滴吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップに接続するポンプによりポンプ吸引処理を実行するポンピング手段とを含んでもよい。
【００１５】
この場合、好ましくは、前記回復手段は、前記ヘッド異常検出手段により判定されたヘッド異常の原因が気泡混入の場合には前記ポンピング手段によるポンプ吸引処理を実行させ、乾燥による増粘の場合には前記フラッシング手段によるフラッシング処理又は前記ポンピング手段によるポンプ吸引処理を実行させ、紙粉付着の場合には前記ワイピング手段によるワイピング処理を実行させる。
【００１６】
また、好ましくは、前記ヘッド異常検出手段は、前記駆動回路によりアクチュエータが吐出動作を行っている吐出動作時、あるいは、前記駆動回路によりアクチュエータが吐出動作を行わない非吐出動作時に、前記各液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出する。この場合、前記ヘッド異常検出手段は、前記非吐出動作時には、前記駆動回路により液滴を吐出しない程度に前記アクチュエータを駆動して、前記各液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出するのが好ましい。これにより、ヘッド異常の検出動作による排インクの発生を防止することができる。
【００１７】
ここで、好ましくは、前記異常予測推定手段は、前記液滴吐出ヘッドから正常に液滴が吐出されたときの残留振動の基準データと、前記残留振動検出手段によって検出された残留振動の検出データとに基づいて、偏差演算を実行し、該検出データの偏差に基づいて、前記ヘッド異常の発生を予測推定する。この場合、前記異常予測推定手段は、前記検出データの偏差が増加している場合には、前記ヘッド異常が発生すると推定してもよく、あるいは、前記検出データの偏差が前記ヘッド異常時の残留振動のデータと一致している場合には、前記ヘッド異常が発生すると推定してもよい。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドの前記アクチュエータによる吐出動作後の経過時間を計測する計時手段を備え、前記異常予測推定手段は、前記検出データの偏差が増加している場合には、前記ヘッド異常が発生する可能性があると推定し、前記計時手段によって前記偏差が所定の許容値に到達するまでの時間を計測することにより、該到達する時刻に前記ヘッド異常が発生すると推定してもよい。この場合、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記ヘッド異常検出手段によってヘッド異常が検出された場合、該検出されたヘッド異常を解消させる回復処理を実行する回復手段を備え、前記回復手段は、前記所定の許容値に到達するまでの時間に応じて、前記回復処理を実行するよう構成されてもよい。
【００１９】
また、好ましくは、前記ヘッド異常検出手段によって検出されたヘッド異常が前記キャビティ内の液体の乾燥による増粘である場合、前記回復手段は、前記所定の許容値に到達するまでの時間に応じて、前記アクチュエータを駆動して前記液滴吐出ヘッドのクリーニングのために前記ノズルから液滴を吐出するフラッシング処理を実行するよう構成されてもよい。
ここで、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドの周辺温度を計測する温度センサを備えている。この場合、前記残留振動の基準データ及び前記残留振動の検出データは、前記温度センサによって計測された周辺温度に基づいて補正されるよう構成されてもよい。
【００２０】
さらに、好ましくは、前記ヘッド異常検出手段は、発振回路を備え、前記振動板の残留振動によって変化する静電容量成分あるいは前記アクチュエータの静電容量成分に基づいて、該発振回路が発振するよう構成される。また、好ましくは、前記粘度検出手段は、発振回路を備え、前記振動板の残留振動によって変化する静電容量成分あるいは前記アクチュエータの静電容量成分に基づいて、該発振回路が発振するよう構成される。
【００２１】
ここで、好ましくは、前記発振回路は、前記静電容量成分と、前記静電容量成分を有するコンデンサに接続される抵抗素子の抵抗成分とによるＣＲ発振回路を構成する。この場合、前記粘度検出手段及び／又は前記ヘッド異常検出手段は、前記発振回路の出力信号における発振周波数の変化に基づいて生成される所定の信号群により、前記振動板の残留振動の電圧波形を生成するＦ／Ｖ変換回路を含んでもよい。そして、前記粘度検出手段及び／又は前記ヘッド異常検出手段は、前記Ｆ／Ｖ変換回路によって生成された前記振動板の残留振動の電圧波形を所定の波形に整形する波形整形回路を含んでもよい。
【００２２】
また、好ましくは、前記ヘッド異常検出手段の前記波形整形回路は、前記Ｆ／Ｖ変換回路によって生成された前記振動板の残留振動の電圧波形から直流成分を除去するＤＣ成分除去手段と、該ＤＣ成分除去手段によって直流成分を除去された電圧波形と所定の電圧値とを比較する比較器とを含み、該比較器は、該電圧比較に基づいて、矩形波を生成して出力する。そして、好ましくは、前記ヘッド異常検出手段は、前記矩形波から前記振動板の残留振動の周期を計測する計測手段を含んでもよい。ここで、好ましくは、前記計測手段は、カウンタを有し、該カウンタが基準信号のパルスをカウントすることによって、前記矩形波の立ち上がりエッジ間あるいは立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間の時間を計測する。
【００２３】
また、好ましくは、前記粘度検出手段の前記波形整形回路は、前記Ｆ／Ｖ変換回路によって生成された前記振動板の残留振動の電圧波形から直流成分を除去するＤＣ成分除去手段を含む。この場合、好ましくは、前記粘度検出手段は、前記ＤＣ成分除去手段によって直流成分を除去された電圧波形のピーク値である前記減衰振動の波高値を検出するピーク検出手段を含み、前記ピーク検出手段によって検出された前記残留振動の波高値と所定の基準波高値との差に基づいて、前記液体の粘度を判定してもよい。
なお、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記ヘッド異常検出手段によってヘッド異常が検出された場合、ヘッド異常が検出されたことを報知する報知手段を備えるよう構成されてもよい。
【００２４】
好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記アクチュエータの駆動による前記振動板の変位動作後、前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から前記ヘッド異常検出手段に切り替える切替手段を備える。その代わりに、本発明の液滴吐出装置は、前記アクチュエータの駆動による前記振動板の変位動作後、前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から前記ヘッド異常検出手段及び前記粘度検出手段に切り替える切替手段を更に備えてもよい。この場合、本発明の液滴吐出装置は、前記ヘッド異常検出手段及び前記切替手段をそれぞれ複数備え、前記アクチュエータの駆動動作を行った前記液滴吐出ヘッドに対応する前記切替手段が前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から対応する前記ヘッド異常検出手段に切り替え、該切り替えられたヘッド異常検出手段は、対応する前記液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出するよう構成されてもよい。
【００２５】
また、それらの代わりに、本発明の液滴吐出装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドにそれぞれ対応する複数の切替手段と、前記ヘッド異常検出手段が前記複数の液滴吐出ヘッドのいずれのノズルに対して前記ヘッド異常を検出するかを決定する検出決定手段とを備え、
好ましくは、前記検出決定手段によって決定された前記液滴吐出ヘッドのノズルに対応する前記アクチュエータの駆動による前記振動板の変位動作後、対応する前記切替手段は、前記アクチュエータとの接続を前記駆動回路から前記ヘッド異常検出手段に切り替えるよう構成されてもよい。
【００２６】
なお、前記アクチュエータは、静電式アクチュエータであってもよく、圧電素子のピエゾ効果を利用した圧電アクチュエータであってもよく、前記キャビティ内に充填された液体を加熱する発熱体であってもよい。また、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、前記ヘッド異常検出手段によって検出された前記ヘッド異常の原因と検出対象のノズルとを関連付けて記憶する記憶手段を備えてもよい。さらに、好ましくは、本発明の液滴吐出装置は、インクジェットプリンタを含む。
【００２７】
また、本発明の別の態様において、本発明の液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法は、駆動回路によりアクチュエータを駆動し、振動板を変位させることにより、キャビティ内の液体をノズルから液滴として吐出する複数の液滴吐出ヘッドからなるヘッドユニットを有する液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法であって、
前記アクチュエータにより変位された前記振動板の残留振動を検出し、該検出された前記振動板の残留振動の振動パターンに基づいて、前記各液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出するとともに、前記残留振動波形の履歴データを作成し、該履歴データに基づいて、前記ヘッド異常の発生を予測推定することを特徴とする。
【００２８】
ここで、好ましくは、前記残留振動の振動パターンは、前記残留振動の振幅を含み、該残留振動の振幅に基づいて、前記キャビティ内の液体の粘度を検出するよう構成されてもよい。また、好ましくは、前記振動板の残留振動の振動パターンは、前記残留振動の周期を含み、前記振動板の残留振動の周期が所定の範囲の周期よりも短いときには、前記キャビティ内に気泡が混入したものと判定し、前記振動板の残留振動の周期が所定の閾値よりも長いときには、前記キャビティ内の液体が乾燥により増粘したものと判定し、前記振動板の残留振動の周期が前記所定の範囲の周期よりも長く、前記所定の閾値よりも短いときには、前記ノズルの出口付近に紙粉が付着したものと判定するよう構成されてもよい。
【００２９】
好ましくは、前記ヘッド異常が検出された場合、あるいは、前記液体の粘度が所定値よりも高いと検出された場合には、該検出されたヘッド異常又は粘度増加を解消させる回復処理を実行するよう構成される。また、本発明の液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法は、前記履歴データに基づく前記ヘッド異常の発生の予測推定結果に応じて、前記回復処理を実行するよう構成されてもよい。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法は、前記液滴吐出ヘッドから正常に液滴が吐出されたときの残留振動の基準データと、前記検出された残留振動の検出データとに基づいて、偏差演算を実行し、該検出データの偏差に基づいて、前記ヘッド異常の発生を予測推定するよう構成されてもよい。ここで、前記検出データの偏差が増加している場合には、前記ヘッド異常が発生すると推定してもよく、前記検出データの偏差が前記ヘッド異常時の残留振動のデータと一致している場合には、前記ヘッド異常が発生すると推定してもよい。
【００３１】
その代わりに、前記検出データの偏差が増加している場合には、前記ヘッド異常が発生する可能性があると推定し、前記偏差が所定の許容値に到達するまでの時間を計測することにより、該到達する時刻に前記ヘッド異常が発生すると推定してもよい。この場合、前記所定の許容値に到達するまでの時間に応じて、前記回復処理を実行するよう構成されてもよい。
また、好ましくは、本発明の液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法は、前記検出されたヘッド異常の原因と検出対象のノズルとを関連付けて記憶してもよい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７７を参照して本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態は例示として挙げるものであり、これにより本発明の内容を限定的に解釈すべきではない。なお、以下、本実施形態では、本発明の液滴吐出装置の一例として、インク（液体、液状材料）を吐出して記録用紙（液滴受容物）に画像をプリントするインクジェットプリンタを用いて説明する。
【００３３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態における液滴吐出装置の一種であるインクジェットプリンタ１の構成を示す概略図である。なお、以下の説明では、図１中、上側を「上部」、下側を「下部」という。まず、このインクジェットプリンタ１の構成について説明する。
【００３４】
図１に示すインクジェットプリンタ１は、装置本体２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口２２と、上部面に操作パネル７とが設けられている。
操作パネル７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。この操作パネル７の表示部は、後述するヘッド異常検出処理においてヘッド異常が検出された際にその旨を報知し、あるいは、インクが増粘し、インクの粘度が大きいときにその旨を報知する報知手段としても機能する。
【００３５】
また、装置本体２の内部には、主に、往復動する印字手段（移動体）３を備える印刷装置（印刷手段）４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置４に供給・排出する給紙装置（搬送手段）５と、印刷装置４及び給紙装置５を制御する制御部（制御手段）６とを有している。
制御部６の制御により、給紙装置５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、印字手段３の下部近傍を通過する。このとき、印字手段３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向（主走査方向）に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、印字手段３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査及び副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。
【００３６】
印刷装置４は、印字手段３と、印字手段３を主走査方向に移動させる駆動源となるキャリッジモータ４１と、キャリッジモータ４１の回転を受けて、印字手段３を往復動させる往復動機構４２とを備えている。なお、キャリッジモータ４１及び往復動機構４２でヘッド移動手段を構成する。
印字手段３は、その下部に、多数のノズル１１０を備えるインクの種類に対応した複数のヘッドユニット３５と、各ヘッドユニット３５にインクを供給する複数のインクカートリッジ（Ｉ／Ｃ）３１と、各ヘッドユニット３５及びインクカートリッジ３１を搭載したキャリッジ３２とを有している。
【００３７】
また、ヘッドユニット３５は、図３において後述するように、それぞれ一つの、ノズル１１０と、振動板１２１と、静電アクチュエータ１２０と、キャビティ１４１と、インク供給口１４２等で構成されたインクジェット式記録ヘッド（インクジェットヘッドあるいは液滴吐出ヘッド）１００を多数備えている。なお、ヘッドユニット３５は、図１ではインクカートリッジ３１を含んだ構成を示しているが、このような構成に限定されない。例えば、インクカートリッジ３１を別に固定し、チューブなどによってヘッドユニット３５に供給されるようなものでもよい。したがって、以下において、印字手段３とは別に、それぞれ一つの、ノズル１１０と、振動板１２１と、静電アクチュエータ１２０と、キャビティ１４１と、インク供給口１４２等で構成されたインクジェットヘッド１００を複数設けたものをヘッドユニット３５と称するものとする。
【００３８】
なお、インクカートリッジ３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。この場合、印字手段３には、各色にそれぞれ対応したヘッドユニット３５が設けられることになる。ここで、図１では、４色のインクに対応した４つのインクカートリッジ３１を示しているが、印字手段３は、その他の色、例えば、ライトシアン、ライトマゼンダ、ダークイエローなどのインクカートリッジ３１をさらに備えるように構成されてもよい。
【００３９】
往復動機構４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸４２２と、キャリッジガイド軸４２２と平行に延在するタイミングベルト４２１とを有している。
キャリッジ３２は、往復動機構４２のキャリッジガイド軸４２２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト４２１の一部に固定されている。
【００４０】
キャリッジモータ４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト４２１を正逆走行させると、キャリッジガイド軸４２２に案内されて、印字手段３が往復動する。そして、この往復動の際に、印刷されるイメージデータ（印刷データ）に対応して、ヘッドユニット３５内の複数のインクジェットヘッド１００のノズル１１０から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００４１】
給紙装置（搬送手段）５は、その駆動源となる給紙モータ５１と、給紙モータ５１の作動により回転する給紙ローラ５２とを有している。
給紙ローラ５２は、記録用紙Ｐの搬送経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ５２ａと駆動ローラ５２ｂとで構成され、駆動ローラ５２ｂは給紙モータ５１に連結されている。これにより、給紙ローラ５２は、トレイ２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置４に向かって１枚ずつ搬送し、印刷装置４から１枚ずつ排出するようになっている。なお、トレイ２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
【００４２】
制御部６は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やディジタルカメラ（ＤＣ）等のホストコンピュータ８から入力された印刷データ（印字データ）に基づいて、印刷装置４や給紙装置５等を制御することにより記録用紙Ｐに印刷処理（描画処理）を行うものである。また、制御部６は、操作パネル７の表示部にエラーメッセージ等を表示させ、あるいはＬＥＤランプ等を点灯／点滅させるとともに、操作部から入力された各種スイッチの押下信号に基づいて、対応する処理を各部に実行させるものである。
【００４３】
図２は、本発明のインクジェットプリンタの主要部を概略的に示すブロック図である。この図２において、本発明のインクジェットプリンタ１は、ホストコンピュータ８から入力された印刷データなどを受け取るインターフェース部（ＩＦ：Interface）９と、制御部６と、キャリッジモータ４１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４３と、給紙モータ５１と、給紙モータ５１を駆動制御する給紙モータドライバ５３と、ヘッドユニット３５と、ヘッドユニット３５を駆動制御するヘッドドライバ３３と、操作パネル７と、ヘッド異常検出手段１０と、粘度検出手段３０と、履歴データ作成手段４０と、異常予測推定手段５０と、回復手段２４と、計時手段２５と、温度センサ３７とを備える。なお、ヘッド異常検出手段１０、粘度検出手段３０、回復手段２４、履歴データ作成手段４０、異常予測推定手段５０及びヘッドドライバ３３については、詳細を後述する。
【００４４】
この図２において、制御部６は、印刷処理や吐出異常検出処理（ヘッド異常検出処理を含む）、インク粘度検出処理、異常予測処理などの各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、ホストコンピュータ８からＩＦ９を介して入力される印刷データを図示しないデータ格納領域に格納する不揮発性半導体メモリの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）（記憶手段）６２と、後述するヘッド異常検出処理などを実行する際に各種データを一時的に格納し、あるいは印刷処理など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）６３と、各部を制御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の一種であるＰＲＯＭ６４とを備えている。なお、制御部６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。
【００４５】
上述のように、印字手段３は、各色のインクに対応した複数のヘッドユニット３５から構成され、この各ヘッドユニット３５は、複数のノズル１１０と、これらの各ノズル１１０に対応する静電アクチュエータ１２０と（複数のインクジェットヘッド１００）を備える。すなわち、ヘッドユニット３５は、１組のノズル１１０及び静電アクチュエータ１２０を有してなるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００を複数個備えた構成になっている。そして、ヘッドドライバ３３は、各インクジェットヘッドの静電アクチュエータ１２０を駆動して、インクの吐出タイミングを制御する駆動回路１８と、切替手段２３とから構成される（図１６参照）。なお、インクジェットヘッド１００及び静電アクチュエータ１２０の構成については後述する。
【００４６】
また、制御部６には、図示しないが、例えば、インクカートリッジ３１のインク残量、印字手段３の位置を検出可能な各種センサが、それぞれ電気的に接続されている。また、制御部６には、計時手段２５や、温度センサ３７などもそれぞれ電気的に接続されている。ここで、計時手段２５は、インクジェットヘッド１００の吐出動作後の経過時間や、主電源オフ後の経過時間や所定の設定時間などを計測するとともに、後述する偏差の許容値までの時間を計測するものであり、温度センサ３７は、インクジェットヘッド１００（ノズル１１０）の周辺温度を計測するためのものである。
【００４７】
制御部６は、ＩＦ９を介して、ホストコンピュータ８から印刷データを入手すると、その印刷データをＥＥＰＲＯＭ６２に格納する。そして、ＣＰＵ６１は、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３３、４３、５３に駆動信号を出力する。各ドライバ３３、４３、５３を介してこれらの駆動信号が入力されると、ヘッドユニット３５の複数のインクジェットヘッド１００に対応する静電アクチュエータ１２０、印刷装置４のキャリッジモータ４１及び給紙装置５がそれぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷処理が実行される。
【００４８】
次に、各ヘッドユニット３５内の各インクジェットヘッド１００の構造を説明する。図３は、図２に示すヘッドユニット３５内の１つのインクジェットヘッド１００の概略的な断面図（インクカートリッジ３１などの共通部分を含む）であり、図４は、１色のインクに対応するヘッドユニット３５の概略的な構成を示す分解斜視図であり、図５は、図３に示すインクジェットヘッド１００を複数適用したヘッドユニット３５のノズル面の一例を示す平面図である。なお、図３及び図４は、通常使用される状態とは上下逆に示されており、図５は、図３に示すインクジェットヘッド１００を図中上方から見たときの平面図である。
【００４９】
図３に示すように、ヘッドユニット３５は、インク取り入れ口１３１、ダンパ室１３０及びインク供給チューブ３１１を介して、インクカートリッジ３１に接続されている。ここで、ダンパ室１３０は、ゴムからなるダンパ１３２を備えている。このダンパ室１３０により、キャリッジ３２が往復走行する際のインクの揺れ及びインク圧の変化を吸収することができ、これにより、ヘッドユニット３５の各インクジェットヘッド１００に所定量のインクを安定的に供給することができる。
【００５０】
また、ヘッドユニット３５は、シリコン基板１４０を挟んで、上側に同じくシリコン製のノズルプレート１５０と、下側にシリコンと熱膨張率が近いホウ珪酸ガラス基板（ガラス基板）１６０とがそれぞれ積層された３層構造をなしている。中央のシリコン基板１４０には、独立した複数のキャビティ（圧力室）１４１（図４では、７つのキャビティを示す）と、１つのリザーバ（共通インク室）１４３と、このリザーバ１４３を各キャビティ１４１に連通させるインク供給口（オリフィス）１４２としてそれぞれ機能する溝が形成されている。各溝は、例えば、シリコン基板１４０の表面からエッチング処理を施すことにより形成することができる。このノズルプレート１５０と、シリコン基板１４０と、ガラス基板１６０とがこの順序で接合され、各キャビティ１４１、リザーバ１４３、各インク供給口１４２が区画形成されている。
【００５１】
これらのキャビティ１４１は、それぞれ短冊状（直方体状）に形成されており、後述する振動板１２１の振動（変位）によりその容積が可変であり、この容積変化によりノズル（インクノズル）１１０からインク（液状材料）をインク滴（液滴）として吐出するよう構成されている。ノズルプレート１５０には、各キャビティ１４１の先端側の部分に対応する位置に、ノズル１１０が形成されており、これらが各キャビティ１４１に連通している。また、リザーバ１４３が位置しているガラス基板１６０の部分には、リザーバ１４３に連通するインク取入れ口１３１が形成されている。インクは、インクカートリッジ３１からインク供給チューブ３１１、ダンパ室１３０を経てインク取入れ口１３１を通り、リザーバ１４３に供給される。リザーバ１４３に供給されたインクは、各インク供給口１４２を通って、独立した各キャビティ１４１に供給される。なお、各キャビティ１４１は、ノズルプレート１５０と、側壁（隔壁）１４４と、底壁１２１とによって、区画形成されている。
【００５２】
独立した各キャビティ１４１は、その底壁１２１が薄肉に形成されており、底壁１２１は、その面外方向（厚さ方向）、すなわち、図３において上下方向に弾性変形（弾性変位）可能な振動板（ダイヤフラム）として機能するように構成されている。したがって、この底壁１２１の部分を、以後の説明の都合上、振動板１２１と称して説明することもある（すなわち、以下、「底壁」と「振動板」のいずれにも符号１２１を用いる）。
【００５３】
ガラス基板１６０のシリコン基板１４０側の表面には、シリコン基板１４０の各キャビティ１４１に対応した位置に、それぞれ、浅い凹部１６１が形成されている。したがって、各キャビティ１４１の底壁１２１は、凹部１６１が形成されたガラス基板１６０の対向壁１６２の表面に、所定の間隙を介して対峙している。すなわち、キャビティ１４１の底壁１２１と後述するセグメント電極１２２の間には、所定の厚さ（例えば、０．２ミクロン程度）の空隙が存在する。なお、前記凹部１６１は、例えば、エッチングなどで形成することができる。
【００５４】
ここで、各キャビティ１４１の底壁（振動板）１２１は、ヘッドドライバ３３から供給される駆動信号によってそれぞれ電荷を蓄えるための各キャビティ１４１側の共通電極１２４の一部を構成している。すなわち、各キャビティ１４１の振動板１２１は、それぞれ、後述する対応する静電アクチュエータ１２０の対向電極（コンデンサの対向電極）の一方を兼ねている。そして、ガラス基板１６０の凹部１６１の表面には、各キャビティ１４１の底壁１２１に対峙するように、それぞれ、共通電極１２４に対向する電極であるセグメント電極１２２が形成されている。また、図３に示すように、各キャビティ１４１の底壁１２１の表面は、シリコンの酸化膜（ＳｉＯ２）からなる絶縁層１２３により覆われている。このように、各キャビティ１４１の底壁１２１、すなわち、振動板１２１と、それに対応する各セグメント電極１２２とは、キャビティ１４１の底壁１２１の図３中下側の表面に形成された絶縁層１２３と凹部１６１内の空隙とを介し、対向電極（コンデンサの対向電極）を形成
（構成）している。したがって、振動板１２１と、セグメント電極１２２と、これらの間の絶縁層１２３及び空隙とにより、静電アクチュエータ１２０の主要部が構成される。
【００５５】
図３に示すように、これらの対向電極の間に駆動電圧を印加するための駆動回路１８を含むヘッドドライバ３３は、制御部６から入力される印字信号（印字データ）に応じて、これらの対向電極間の充放電を行う。ヘッドドライバ（電圧印加手段）３３の一方の出力端子は、個々のセグメント電極１２２に接続され、他方の出力端子は、シリコン基板１４０に形成された共通電極１２４の入力端子１２４ａに接続されている。なお、シリコン基板１４０には不純物が注入されており、それ自体が導電性をもつために、この共通電極１２４の入力端子１２４ａから底壁１２１の共通電極１２４に電圧を供給することができる。また、例えば、シリコン基板１４０の一方の面に金や銅などの導電性材料の薄膜を形成してもよい。これにより、低い電気抵抗で（効率良く）共通電極１２４に電圧（電荷）を供給することができる。この薄膜は、例えば、蒸着あるいはスパッタリング等によって形成すればよい。ここで、本実施形態では、例えば、シリコン基板１４０とガラス基板１６０とを陽極接合によって結合（接合）させるので、その陽極結合において電極として用いる導電膜をシリコン基板１４０の流路形成面側（図３に示すシリコン基板１４０の上部側）に形成している。そして、この導電膜をそのまま共通電極１２４の入力端子１２４ａとして用いている。なお、本発明では、例えば、共通電極１２４の入力端子１２４ａを省略してもよく、また、シリコン基板１４０とガラス基板１６０との接合方法は、陽極接合に限定されない。
【００５６】
図４に示すように、ヘッドユニット３５は、複数のインクジェットヘッド１００に対応する複数のノズル１１０が形成されたノズルプレート１５０と、複数のキャビティ１４１、複数のインク供給口１４２、１つ（共通）のリザーバ１４３が形成されたシリコン基板（インク室基板）１４０と、絶縁層１２３とを備え、これらがガラス基板１６０を含む基体１７０に収納されている。基体１７０は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料等で構成されており、この基体１７０にシリコン基板１４０が固定、支持されている。
【００５７】
なお、ノズルプレート１５０に形成された複数のノズル１１０は、図４では簡潔に示すためにリザーバ１４３に対して略並行に直線的に配列されているが、ノズル１１０の配列パターンはこの構成に限らず、通常は、例えば、図５に示すノズル配置パターンのように、段をずらして配置されてもよい。また、このノズル１１０間のピッチは、印刷解像度（ｄｐｉ：dot per inch）に応じて適宜設定され得るものである。なお、図５では、４色のインク（インクカートリッジ３１）を適用した場合におけるノズル１１０の配置パターンを示している。
【００５８】
図６は、図３のIII−III断面の駆動信号入力時の各状態を示す。ヘッドドライバ３３から対向電極間に駆動電圧が印加されると、対向電極間にクーロン力が発生し、底壁（振動板）１２１は、初期状態（図６（ａ））に対して、セグメント電極１２２側へ撓み、キャビティ１４１の容積が拡大する（図６（ｂ））。この状態において、ヘッドドライバ３３の制御により、対向電極間の電荷を急激に放電させると、振動板１２１は、その弾性復元力によって図中上方に復元し、初期状態における振動板１２１の位置を越えて上部に移動し、キャビティ１４１の容積が急激に収縮する（図６（ｃ））。このときキャビティ１４１内に発生する圧縮圧力により、キャビティ１４１を満たすインク（液状材料）の一部が、このキャビティ１４１に連通しているインクノズル１１０からインク滴として吐出される。
【００５９】
各キャビティ１４１の振動板１２１は、この一連の動作（ヘッドドライバ３３の駆動信号によるインク吐出動作）により、次の駆動信号（駆動電圧）が入力されて再びインク滴を吐出するまでの間、減衰振動をしている。以下、この減衰振動を残留振動とも称する。振動板１２１の残留振動は、ノズル１１０やインク供給口１４２の形状、あるいはインク粘度等による音響抵抗ｒと、流路内のインク重量によるイナータンスｍと、振動板１２１のコンプライアンスＣｍとによって決定される固有振動周波数を有するものと想定される。
【００６０】
上記想定に基づく振動板１２１の残留振動の計算モデルについて説明する。図７は、振動板１２１の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。このように、振動板１２１の残留振動の計算モデルは、音圧Ｐと、上述のイナータンスｍ、コンプライアンスＣｍ及び音響抵抗ｒとで表せる。そして、図７の回路に音圧Ｐを与えた時のステップ応答を体積速度ｕについて計算すると、次式が得られる。
【００６１】
【数１】
この式から得られた計算結果と、別途行ったインク吐出後の振動板１２１の残留振動の実験における実験結果とを比較する。図８は、振動板１２１の残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。この図８に示すグラフからも分かるように、実験値と計算値の２つの波形は、概ね一致している。
【００６３】
さて、インクジェットヘッド１００では、前述したような吐出動作を行ったにもかかわらずノズル１１０からインク滴が正常に吐出されない現象、すなわち液滴の吐出異常現象が発生する場合がある。この吐出異常が発生する原因としては、後述するように、▲１▼キャビティ１４１内への気泡の混入、▲２▼ノズル１１０付近でのインクの乾燥・増粘（固着）、▲３▼ノズル１１０出口付近への紙粉付着、等が挙げられる。
【００６４】
この吐出異常が発生すると、その結果としては、典型的にはノズル１１０から液滴が吐出されないこと、すなわち液滴の不吐出現象が生じ、その場合、記録用紙Ｐに印刷（描画）した画像における画素のドット抜けを生じる。また、吐出異常（ヘッド異常）の場合には、ノズル１１０から液滴が吐出されたとしても、液滴の量が過少であったり、その液滴の飛行方向（弾道）がずれたりして適正に着弾しないので、やはり画素のドット抜けとなって現れる。このようなことから、以下の説明では、液滴の吐出異常のことを単に「ドット抜け」という場合もある。
【００６５】
また、以下において、液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）のアクチュエータ（静電アクチュエータ１２０）が吐出駆動動作をしたにもかかわらずノズル１１０からインク滴が吐出しない状態を検出した場合、この異常を「吐出異常」といい、アクチュエータ（静電アクチュエータ１２０）が液滴を吐出しない程度の駆動をしたときに異常を検出した場合、上記「吐出異常」と合わせて、これらの異常を「ヘッド異常」というが、液滴を吐出しない程度の駆動によって検出した異常も単に「吐出異常」という場合もある。
【００６６】
以下において、図８に示す比較結果に基づいて、インクジェットヘッド１００のノズル１１０に発生する印刷処理時のドット抜け（吐出異常）現象（インク不吐出現象）の原因別に、振動板１２１の残留振動の計算値と実験値がマッチ（概ね一致）するように、音響抵抗ｒ及び／又はイナータンスｍの値を調整する。なお、ここでは、気泡混入、乾燥増粘及び紙粉付着の３種類について検討する。
【００６７】
まず、ドット抜けの１つの原因であるキャビティ１４１内への気泡の混入について検討する。図９は、図３のキャビティ１４１内に気泡Ｂが混入した場合のノズル１１０付近の概念図である。この図９に示すように、発生した気泡Ｂは、キャビティ１４１の壁面に発生付着しているものと想定される（図９では、気泡Ｂの付着位置の一例として、気泡Ｂがノズル１１０付近に付着している場合を示す）。
【００６８】
このように、キャビティ１４１内に気泡Ｂが混入した場合には、キャビティ１４１内を満たすインクの総重量が減り、イナータンスｍが低下するものと考えられる。また、気泡Ｂは、キャビティ１４１の壁面に付着しているので、その径の大きさだけノズル１１０の径が大きくなったような状態となり、音響抵抗ｒが低下するものと考えられる。
【００６９】
したがって、インクが正常に吐出された図８の場合に対して、音響抵抗ｒ、イナータンスｍを共に小さく設定して、気泡混入時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図１０のような結果（グラフ）が得られた。図８及び図１０のグラフから分かるように、キャビティ１４１内に気泡が混入した場合には、正常吐出時に比べて周波数が高くなる特徴的な残留振動波形が得られる。なお、音響抵抗ｒの低下などにより、残留振動の振幅の減衰率も小さくなり、残留振動は、その振幅をゆっくりと下げていることも確認することができる。
【００７０】
図６０は、キャビティ１４１内に気泡が混入した場合において、その気泡量が多い場合と、少ない場合とにおける振動板１２１の残留振動（残留振動波形）を示すグラフである。
キャビティ１４１内の気泡量が増加すると、インクの総重量がさらに減少し、イナータンスｍが減少する。また、ノズル１１０の径がさらに大きくなった状態となり、音響抵抗ｒが減少する。この結果、図６０に示すように、キャビティ１４１内の気泡量の増加に伴い、振動板１２１の残留振動の周波数は増大する（すわなち、振動板１２１の残留振動波形の周期は短くなる）。
【００７１】
このキャビティ１４１内に混入した気泡の量（気泡量）と、振動板１２１の残留振動の周波数や残留振動波形の周期（振動パターン）との関係を示す、例えば、テーブルや演算式等の検量線は、実験的に求めることができる。そして、このテーブルなどを利用することにより、キャビティ１４１内の気泡量の増加の割合（程度）を検出することが可能である。
【００７２】
次に、ドット抜けのもう１つの原因であるノズル１１０付近でのインクの乾燥（固着、増粘）について検討する。図１１は、図３のノズル１１０付近のインクが乾燥により固着した場合のノズル１１０付近の概念図である。この図１１に示すように、ノズル１１０付近のインクが乾燥して固着した場合、キャビティ１４１内のインクは、キャビティ１４１内に閉じこめられたような状況となる。このように、ノズル１１０付近のインクが乾燥、増粘した場合には、音響抵抗ｒが増加するものと考えられる。
【００７３】
したがって、インクが正常に吐出された図８の場合に対して、音響抵抗ｒを大きく設定して、ノズル１１０付近のインク乾燥固着（増粘）時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図１２のような結果（グラフ）が得られた。なお、図１２に示す実験値は、数日間図示しないキャップ３１０（図３６参照）を装着しない状態でヘッドユニット３５を放置し、キャビティ１４１内のノズル１１０付近のインクが乾燥、増粘したことによりインクを吐出することができなくなった（インクが固着した）状態における振動板１２１の残留振動を測定したものである。図８及び図１２のグラフから分かるように、ノズル１１０付近のインクが乾燥により固着した場合には、正常吐出時に比べて周波数が極めて低くなるとともに、残留振動が過減衰となる特徴的な残留振動波形が得られる。これは、インク滴を吐出するために振動板１２１が図３中下方に引き寄せられることによって、キャビティ１４１内にリザーバ１４３からインクが流入した後に、振動板１２１が図３中上方に移動するときに、キャビティ１４１内のインクの逃げ道がないために、振動板１２１が急激に振動できなくなるため（過減衰となるため）である。
【００７４】
図６１は、キャビティ１４１内のインクが増粘した場合において、その粘度が高い場合と、低い場合とにおける振動板１２１の残留振動（残留振動波形）を示すグラフである。
インク粘度が増加するに伴い、音響抵抗ｒが増加する。この結果、図６１に示すように、インク粘度の増加に伴い、振動板１２１の残留振動波形の振幅は減少する。
【００７５】
このインク粘度と、振動板１２１の残留振動波形の振幅（振動パターン）との関係を示す、例えば、テーブルや演算式等の検量線は、実験的に求めることができる。そして、このテーブルなどを利用することにより、キャビティ１４１内のインク粘度の増加の割合（程度）を検出することが可能である。なお、インク粘度は温度による影響を受けるので、周辺温度によって補正が必要であるが、粘度検出については詳細を後述する。
【００７６】
次に、ドット抜けのさらにもう１つの原因であるノズル１１０出口付近への紙粉付着について検討する。図１３は、図３のノズル１１０出口付近に紙粉が付着した場合のノズル１１０付近の概念図である。この図１３に示すように、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着した場合、キャビティ１４１内から紙粉を介してインクが染み出してしまうとともに、ノズル１１０からインクを吐出することができなくなる。このように、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着し、ノズル１１０からインクが染み出している場合には、振動板１２１からみてキャビティ１４１内及び染み出し分のインクが正常時よりも増えることにより、イナータンスｍが増加するものと考えられる。また、ノズル１１０の出口付近に付着した紙粉の繊維によって音響抵抗ｒが増大するものと考えられる。
【００７７】
したがって、インクが正常に吐出された図８の場合に対して、イナータンスｍ、音響抵抗ｒを共に大きく設定して、ノズル１１０の出口付近への紙粉付着時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図１４のような結果（グラフ）が得られた。図８及び図１４のグラフから分かるように、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着した場合には、正常吐出時に比べて周波数が低くなる特徴的な残留振動波形が得られる（ここで、紙粉付着の場合、インクの乾燥の場合よりは、残留振動の周波数が高いことも、図１２及び図１４のグラフから分かる。）。なお、図１５は、この紙粉付着前後におけるノズル１１０の状態を示す写真である。ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着すると、紙粉に沿ってインクがにじみ出している状態を、図１５（ｂ）から見出すことができる。
【００７８】
ここで、ノズル１１０付近のインクが乾燥して増粘した場合と、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着した場合とでは、いずれも正常にインク滴が吐出された場合に比べて減衰振動の周波数が低くなっている。これら２つのドット抜け（インク不吐出：吐出異常）の原因を振動板１２１の残留振動の波形から特定するために、例えば、減衰振動の周波数や周期、位相において所定のしきい値を持って比較するか、あるいは、残留振動（減衰振動）の周期変化や振幅変化の減衰率から特定することができる。
【００７９】
図６２は、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着した場合において、その紙粉付着量（紙粉量ともいう）が多い場合と、少ない場合との振動板１２１の残留振動（残留振動波形）を示すグラフである。
紙粉付着量が増加すると、ノズル１１０からにじみ出るインクが増え振動板１２１から見たインクの重量が増大し、イナータンスｍが増加する。また、ノズル１１０に付着する紙紛の繊維の量が増えた状態となり、音響抵抗ｒが増加する。この結果、図６２に示すように、紙粉付着量の増加に伴い、振動板１２１の残留振動の周波数は減少する（すわなち、振動板１２１の残留振動波形の周期は長くなる）。
【００８０】
この紙粉付着量と、振動板１２１の残留振動の周波数や周期（振動パターン）との関係を示す、例えば、テーブルや演算式等の検量線は、実験的に求めることができる。そして、このテーブルなどを利用することにより、ノズル１１０出口付近の紙粉の付着の割合（程度）を検出することが可能である。
【００８１】
このようにして、各インクジェットヘッド１００におけるノズル１１０からのインク滴が吐出されたときの振動板１２１の残留振動の変化、特に、その周波数の変化によって、各インクジェットヘッド１００の吐出異常を検出することができる。また、その場合の残留振動の周波数を正常吐出時の残留振動の周波数と比較することにより、吐出異常やヘッド異常の原因を特定することもできる。
【００８２】
また、ヘッドドライバ３３の駆動回路１８によって、インク滴（液滴）を吐出しない程度の駆動信号（電圧信号）を入力した場合においても、振幅が小さくなるが、同様の振動板の残留振動波形が得られる。そのため、残留振動の振幅を示すグラフの縦軸方向を拡大することによって、それぞれの吐出異常（ヘッド異常）の原因に対応する図１０、図１２及び図１４のグラフと同様の計算値及び実験値が得られる。したがって、インク滴を吐出しない程度に静電アクチュエータ１２０を駆動して、そのときの振動板１２１の残留振動を検出することにより、インクジェットヘッド１００の吐出異常を検出することもできる。以下、液滴を吐出せずに検出できるインクジェットヘッド１００の異常であるので、このように検出した場合の異常をヘッド異常と称する。
【００８３】
次に、本発明のヘッド異常検出手段１０について説明する。図１６は、図２に示すヘッド異常検出手段１０の概略的なブロック図である。この図１６に示すように、本発明のヘッド異常検出手段１０は、発振回路１１と、Ｆ／Ｖ変換回路１２と、波形整形回路１５とから構成される残留振動検出手段１６と、この残留振動検出手段１６によって検出された残留振動波形データから周期や振幅などを計測する計測手段１７と、この計測手段１７によって計測された周期などに基づいてインクジェットヘッド１００の吐出異常及びヘッド異常を判定する判定手段２０とを備えている。
【００８４】
ヘッド異常検出手段１０では、残留振動検出手段１６は、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動に基づいて、発振回路１１が発振し、その発振周波数からＦ／Ｖ変換回路１２及び波形整形回路１５において振動波形を形成して、振動板１２１の残留振動波形を検出する。そして、計測手段１７は、検出された振動波形に基づいて残留振動の周期（振動周波数）などを計測し、判定手段２０は、計測された残留振動の周期などに基づいて、ヘッドユニット３５内のそれぞれのインクジェットヘッド１００の吐出異常及びヘッド異常を検出、判定する。そして、判定手段２０によって判定された判定結果は、制御部６の記憶手段６２の所定の保存領域に格納される。なお、後述するように、駆動回路１８を駆動するための信号及び切替手段２３の切替動作のための信号は、制御部６から入力される。以下、ヘッド異常検出手段１０の各構成要素について説明する。
【００８５】
まず、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動の周波数（振動数）を検出するために、発振回路１１を用いる方法を説明する。図１７は、図３の静電アクチュエータ１２０を平行平板コンデンサとした場合の概念図であり、図１８は、図３の静電アクチュエータ１２０から構成されるコンデンサを含む発振回路１１の回路図である。なお、図１８に示す発振回路１１は、シュミットトリガのヒステリシス特性を利用するＣＲ発振回路であるが、本発明はこのようなＣＲ発振回路に限定されず、アクチュエータ（振動板を含む）の静電容量成分（コンデンサＣ）を用いる発振回路であればどのような発振回路でもよい。すなわち、発振回路１１は、例えば、ＬＣ発振回路を利用した構成としてもよい。また、本実施形態では、シュミットトリガインバータ１１１を用いた例を示して説明しているが、例えば、インバータを３段用いたＣＲ発振回路を構成してもよい。
【００８６】
図３に示すインクジェットヘッド１００では、上述のように、振動板１２１と非常にわずかな間隔（空隙）を隔てたセグメント電極１２２とが対向電極を形成する静電アクチュエータ１２０を構成している。この静電アクチュエータ１２０は、図１７に示すような平行平板コンデンサと考えることができる。このコンデンサの静電容量をＣ、振動板１２１及びセグメント電極１２２のそれぞれの表面積をＳ、２つの電極１２１、１２２の距離（ギャップ長）をｇ、両電極に挟まれた空間（空隙）の誘電率をε（真空の誘電率をε０、空隙の比誘電率をεｒとすると、ε＝ε０・εｒ）とすると、図１７に示すコンデンサ（静電アクチュエータ１２０）の静電容量Ｃ（ｘ）は、次式で表される。
【００８７】
【数２】
【００８８】
この式（４）から分かるように、ギャップ長ｇ（ギャップ長ｇ−変位量ｘ）が小さくなれば、静電容量Ｃ（ｘ）は大きくなり、逆にギャップ長ｇ（ギャップ長ｇ−変位量ｘ）が大きくなれば、静電容量Ｃ（ｘ）は小さくなる。このように、静電容量Ｃ（ｘ）は、（ギャップ長ｇ−変位量ｘ）（ｘが０の場合は、ギャップ長ｇ）に反比例している。なお、図３に示す静電アクチュエータ１２０では、空隙は空気で満たされているので、比誘電率εｒ＝１である。
【００８９】
また、一般に、液滴吐出装置（本実施形態では、インクジェットプリンタ１）の解像度が高まるにつれて、吐出されるインク滴（インクドット）が微小化されるので、この静電アクチュエータ１２０は、高密度化、小型化される。それによって、インクジェットヘッド１００の振動板１２１の表面積Ｓが小さくなり、小さな静電アクチュエータ１２０が構成される。さらに、インク滴吐出による残留振動によって変化する静電アクチュエータ１２０のギャップ長ｇは、初期ギャップｇ０の１割程度となるため、式（４）から分かるように、静電アクチュエータ１２０の静電容量の変化量は非常に小さな値となる。
【００９０】
この静電アクチュエータ１２０の静電容量の変化量（残留振動の振動パターンにより異なる）を検出するために、以下のような方法、すなわち、静電アクチュエータ１２０の静電容量に基づいた図１８のような発振回路を構成し、発振された信号に基づいて残留振動の周波数（周期）を解析する方法を用いる。図１８に示す発振回路１１は、静電アクチュエータ１２０から構成されるコンデンサ（Ｃ）と、シュミットトリガインバータ１１１と、抵抗素子（Ｒ）１１２とから構成される。
【００９１】
シュミットトリガインバータ１１１の出力信号がＨｉｇｈレベルの場合、抵抗素子１１２を介してコンデンサＣを充電する。コンデンサＣの充電電圧（振動板１２１とセグメント電極１２２との間の電位差）が、シュミットトリガインバータ１１１の入力スレッショルド電圧ＶＴ＋に達すると、シュミットトリガインバータ１１１の出力信号がＬｏｗレベルに反転する。そして、シュミットトリガインバータ１１１の出力信号がＬｏｗレベルとなると、抵抗素子１１２を介してコンデンサＣに充電されていた電荷が放電される。この放電によりコンデンサＣの電圧がシュミットトリガインバータ１１１の入力スレッショルド電圧ＶＴ−に達すると、シュミットトリガインバータ１１１の出力信号が再びＨｉｇｈレベルに反転する。以降、この発振動作が繰り返される。
【００９２】
ここで、上述のそれぞれの現象（気泡混入、乾燥、紙粉付着、及び正常吐出）におけるコンデンサＣの静電容量の時間変化を検出するためには、この発振回路１１による発振周波数は、残留振動の周波数が最も高い気泡混入時（図１０参照）の周波数を検出することができる発振周波数に設定される必要がある。そのため、発振回路１１の発振周波数は、例えば、検出する残留振動の周波数の数倍から数十倍以上、すなわち、気泡混入時の周波数よりおよそ１桁以上高い周波数となるようにしなければならない。この場合、好ましくは、気泡混入時の残留振動の周波数が正常吐出の場合と比較して高い周波数を示すため、気泡混入時の残留振動周波数が検知可能な発振周波数に設定するとよい。そうしなければ、吐出異常及びヘッド異常の現象に対して正確な残留振動の周波数を検出することができない。そのため、本実施形態では、発振周波数に応じて、発振回路１１のＣＲの時定数を設定している。このように、発振回路１１の発振周波数を高く設定することにより、この発振周波数の微小変化に基づいて、より正確な残留振動波形を検出することができる。
【００９３】
なお、発振回路１１から出力される発振信号の発振周波数の周期（パルス）毎に、測定用のカウントパルス（カウンタ）を用いてそのパルスをカウントし、初期ギャップｇ０におけるコンデンサＣの静電容量で発振させた場合の発振周波数のパルスのカウント量を測定したカウント量から減算することにより、残留振動波形について発振周波数毎のデジタル情報が得られる。これらのデジタル情報に基づいて、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換を行うことにより、概略的な残留振動波形が生成され得る。このような方法を用いてもよいが、測定用のカウントパルス（カウンタ）には、発振周波数の微小変化を測定することができる高い周波数（高解像度）のものが必要となる。このようなカウントパルス（カウンタ）は、コストをアップさせるため、本発明のヘッド異常検出手段１０では、図１９に示すＦ／Ｖ変換回路１２を用いている。
【００９４】
図１９は、図１６に示すヘッド異常検出手段１０のＦ／Ｖ変換回路１２の回路図である。この図１９に示すように、Ｆ／Ｖ変換回路１２は、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２と、抵抗素子Ｒ１と、定電流Ｉｓを出力する定電流源１３と、バッファ１４とから構成される。このＦ／Ｖ変換回路１２の動作を図２０のタイミングチャート及び図２１のグラフを用いて説明する。
【００９５】
まず、図２０のタイミングチャートに示す充電信号、ホールド信号及びクリア信号の生成方法について説明する。充電信号は、発振回路１１の発振パルスの立ち上がりエッジから固定時間ｔｒを設定し、その固定時間ｔｒの間Ｈｉｇｈレベルとなるようにして生成される。ホールド信号は、充電信号の立ち上がりエッジに同期して立ち上がり、所定の固定時間だけＨｉｇｈレベルに保持され、Ｌｏｗレベルに立ち下がるようにして生成される。クリア信号は、ホールド信号の立ち下がりエッジに同期して立ち上がり、所定の固定時間だけＨｉｇｈレベルに保持され、Ｌｏｗレベルに立ち下がるようにして生成される。なお、後述するように、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２への電荷の移動及びコンデンサＣ１の放電は瞬時に行われるので、ホールド信号及びクリア信号のパルスは、発振回路１１の出力信号の次の立ち上がりエッジまでにそれぞれ１つのパルスが含まれればよく、上記のような立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジに限定されない。
【００９６】
きれいな残留振動の波形（電圧波形）を得るために、図２１を参照して、固定時間ｔｒ及びｔ１の設定方法を説明する。固定時間ｔｒは、静電アクチュエータ１２０が初期ギャップ長ｇ０のときにおける静電容量Ｃで発振した発振パルスの周期から調整され、充電時間ｔ１による充電電位がＣ１の充電範囲のおよそ１／２付近となるように設定される。また、ギャップ長ｇが最大（Ｍａｘ）の位置における充電時間ｔ２から最小（Ｍｉｎ）の位置における充電時間ｔ３の間で、コンデンサＣ１の充電範囲を超えないように充電電位の傾きが設定される。すなわち、充電電位の傾きは、ｄＶ／ｄｔ＝Ｉｓ／Ｃ１によって決定されるため、定電流源１３の出力定電流Ｉｓを適当な値に設定すればよい。この定電流源１３の出力定電流Ｉｓをその範囲内でできるだけ高く設定することによって、静電アクチュエータ１２０によって構成されるコンデンサの微小な静電容量の変化を高感度で検出することができ、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の微小な変化を検出することが可能となる。
【００９７】
次いで、図２２を参照して、図１６に示す波形整形回路１５の構成を説明する。図２２は、図１６の波形整形回路１５の回路構成を示す回路図である。この波形整形回路１５は、残留振動波形を矩形波として判定手段２０に出力するものである。この図２２に示すように、波形整形回路１５は、２つのコンデンサＣ３（ＤＣ成分除去手段）、Ｃ４と、２つの抵抗素子Ｒ２、Ｒ３と、２つの直流電圧源Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２と、増幅器（オペアンプ）１５１と、比較器（コンパレータ）１５２とから構成される。なお、残留振動波形の波形整形処理において、検出される波高値をそのまま出力して、残留振動波形の振幅を計測するように構成してもよい。
【００９８】
Ｆ／Ｖ変換回路１２のバッファ１４の出力には、静電アクチュエータ１２０の初期ギャップｇ０に基づくＤＣ成分（直流成分）の静電容量成分が含まれている。この直流成分は各インクジェットヘッド１００によりばらつきがあるため、コンデンサＣ３は、この静電容量の直流成分を除去するものである。そして、コンデンサＣ３は、バッファ１４の出力信号におけるＤＣ成分を除去し、残留振動のＡＣ成分のみをオペアンプ１５１の反転入力端子に出力する。
【００９９】
オペアンプ１５１は、直流成分が除去されたＦ／Ｖ変換回路１２のバッファ１４の出力信号を反転増幅するとともに、その出力信号の高域を除去するためのローパスフィルタを構成している。なお、このオペアンプ１５１は、単電源回路を想定している。オペアンプ１５１は、２つの抵抗素子Ｒ２、Ｒ３による反転増幅器を構成し、入力された残留振動（交流成分）は、−Ｒ３／Ｒ２倍に振幅される。
【０１００】
また、オペアンプ１５１の単電源動作のために、その非反転入力端子に接続された直流電圧源Ｖｒｅｆ１によって設定された電位を中心に振動する、増幅された振動板１２１の残留振動波形が出力される。ここで、直流電圧源Ｖｒｅｆ１は、オペアンプ１５１が単電源で動作可能な電圧範囲の１／２程度に設定されている。さらに、このオペアンプ１５１は、２つのコンデンサＣ３、Ｃ４により、カットオフ周波数１／（２π×Ｃ４×Ｒ３）となるローパスフィルタを構成している。そして、直流成分を除去された後に増幅された振動板１２１の残留振動波形は、図２０のタイミングチャートに示すように、次段の比較器（コンパレータ）１５２でもう一つの直流電圧源Ｖｒｅｆ２の電位と比較され、その比較結果が矩形波として波形整形回路１５から出力される。なお、直流電圧源Ｖｒｅｆ２は、もう一つの直流電圧源Ｖｒｅｆ１を共用してもよい。
【０１０１】
次に、図２０に示すタイミングチャートを参照して、図１９のＦ／Ｖ変換回路１２及び波形整形回路１５の動作を説明する。上述のように生成された充電信号、クリア信号及びホールド信号に基づいて、図１９に示すＦ／Ｖ変換回路１２は動作する。図２０のタイミングチャートにおいて、静電アクチュエータ１２０の駆動信号がヘッドドライバ３３を介してヘッドユニット３５のインクジェットヘッド１００に入力されると、図６（ｂ）に示すように、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１がセグメント電極１２２側に引きつけられ、この駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、図６中上方に向けて急激に収縮する（図６（ｃ）参照）。
【０１０２】
なお、図２０のタイミングチャートにおける駆動信号には、液滴吐出異常を検出するためのインク滴吐出動作時の駆動信号（波線）と、ヘッド異常を検出するためのインク滴を吐出しない程度の駆動信号（実線）とが示される。いずれの駆動信号が静電アクチュエータ１２０に入力されたとしても、同様のタイミングチャートとなるため、以下では、インク滴吐出動作時の駆動信号（波線）に基づいて説明する。なお、図２０のタイミングチャート中１点鎖線は、静電アクチュエータ１２０の駆動限界を示す。このように、駆動回路１８は、駆動信号の出力をインク滴を吐出しない程度の低出力と吐出駆動のための高出力とに少なくとも設定することができる。
【０１０３】
この駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、駆動回路１８とヘッド異常検出手段１０とを切り替える駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルとなる。この駆動／検出切替信号は、対応するインクジェットヘッド１００の駆動休止期間中、Ｈｉｇｈレベルに保持され、次の駆動信号が入力される前に、Ｌｏｗレベルになる。この駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルの間、図１８の発振回路１１は、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動に対応して発振周波数を変えながら発振している。
【０１０４】
上述のように、駆動信号の立ち下がりエッジ、すなわち、発振回路１１の出力信号の立ち上がりエッジから、残留振動の波形がコンデンサＣ１に充電可能な範囲を超えないように予め設定された固定時間ｔｒだけ経過するまで、充電信号は、Ｈｉｇｈレベルに保持される。なお、充電信号がＨｉｇｈレベルである間、スイッチＳＷ１はオフの状態である。
【０１０５】
固定時間ｔｒが経過し、充電信号がＬｏｗレベルになると、その充電信号の立ち下がりエッジに同期して、スイッチＳＷ１がオンされる（図１９参照）。そして、定電流源１３とコンデンサＣ１とが接続され、コンデンサＣ１は、上述のように、傾きＩｓ／Ｃ１で充電される。充電信号がＬｏｗレベルである期間、すなわち、発振回路１１の出力信号の次のパルスの立ち上がりエッジに同期してＨｉｇｈレベルになるまでの間、コンデンサＣ１は充電される。
【０１０６】
充電信号がＨｉｇｈレベルになると、スイッチＳＷ１はオフ（オープン）となり、定電流源１３とコンデンサＣ１は切り離される。このとき、コンデンサＣ１には、充電信号がＬｏｗレベルの期間ｔ１の間に充電された電位（すなわち、理想的にはＩｓ×ｔ１／Ｃ１（Ｖ））が保存されている。この状態で、ホールド信号がＨｉｇｈレベルになると、スイッチＳＷ２がオンされ（図１９参照）、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２が、抵抗素子Ｒ１を介して接続される。スイッチＳＷ２の接続後、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２の充電電位差によって互いに充放電が行われ、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２の電位差が概ね等しくなるように、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２に電荷が移動する。
【０１０７】
ここで、コンデンサＣ１の静電容量に対してコンデンサＣ２の静電容量は、約１／１０以下程度に設定されている。そのため、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２間の電位差によって生じる充放電で移動する（使用される）電荷量は、コンデンサＣ１に充電されている電荷の１／１０以下となる。したがって、コンデンサＣ１からコンデンサＣ２へ電荷が移動した後においても、コンデンサＣ１の電位差は、それほど変化しない（それほど下がらない）。なお、図１９のＦ／Ｖ変換回路１２では、コンデンサＣ２に充電されるときＦ／Ｖ変換回路１２の配線のインダクタンス等により充電電位が急激に跳ね上がらないようにするために、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ２により一次のローパスフィルタを構成している。
【０１０８】
コンデンサＣ２にコンデンサＣ１の充電電位と概ね等しい充電電位が保持された後、ホールド信号がＬｏｗレベルとなり、コンデンサＣ１はコンデンサＣ２から切り離される。さらに、クリア信号がＨｉｇｈレベルとなり、スイッチＳＷ３がオンすることにより、コンデンサＣ１がグラウンドＧＮＤに接続され、コンデンサＣ１に充電されていた電荷が０となるように放電動作が行なわれる。コンデンサＣ１の放電後、クリア信号はＬｏｗレベルとなり、スイッチＳＷ３がオフすることにより、コンデンサＣ１の図１９中上部の電極がグラウンドＧＮＤから切り離され、次の充電信号が入力されるまで、すなわち、充電信号がＬｏｗレベルになるまで待機している。
【０１０９】
コンデンサＣ２に保持されている電位は、充電信号の立ち上がりのタイミング毎、すなわち、コンデンサＣ２への充電完了のタイミング毎に更新され、バッファ１４を介して振動板１２１の残留振動波形として図２２の波形整形回路１５に出力される。したがって、発振回路１１の発振周波数が高くなるように静電アクチュエータ１２０の静電容量（この場合、残留振動による静電容量の変動幅も考慮しなければならない）と抵抗素子１１２の抵抗値を設定すれば、図２０のタイミングチャートに示すコンデンサＣ２の電位（バッファ１４の出力）の各ステップ（段差）がより詳細になるので、振動板１２１の残留振動による静電容量の時間的な変化をより詳細に検出することが可能となる。
【０１１０】
以下同様に、充電信号がＬｏｗレベル→Ｈｉｇｈレベル→Ｌｏｗレベル・・・と繰り返し、上記所定のタイミングでコンデンサＣ２に保持されている電位がバッファ１４を介して波形整形回路１５に出力される。波形整形回路１５では、バッファ１４から入力された電圧信号（図２０のタイミングチャートにおいて、コンデンサＣ２の電位）の直流成分がコンデンサＣ３によって除去され、抵抗素子Ｒ２を介してオペアンプ１５１の反転入力端子に入力される。入力された残留振動の交流（ＡＣ）成分は、このオペアンプ１５１によって反転増幅され、コンパレータ１５２の一方の入力端子に出力される。コンパレータ１５２は、予め直流電圧源Ｖｒｅｆ２によって設定されている電位（基準電圧）と、残留振動波形（交流成分）の電位とを比較し、矩形波を出力する（図２０のタイミングチャートにおける比較回路の出力）。
【０１１１】
次に、インクジェットヘッド１００のインク滴吐出動作（駆動）と吐出異常検出動作（駆動休止）との切り替えタイミングについて説明する。なお、インク滴を吐出しないでヘッド異常を検出する場合には、空駆動（インク滴を吐出しない程度の駆動）動作とヘッド異常検出動作との切替タイミングとなる。図２３は、駆動回路１８とヘッド異常検出手段１０との切替手段２３の概略を示すブロック図である。なお、この図２３では、図１６に示すヘッドドライバ３３内の駆動回路１８をインクジェットヘッド１００の駆動回路として説明する。
【０１１２】
図２０のタイミングチャートでも示したように、本発明の吐出異常（ヘッド異常）検出処理は、インクジェットヘッド１００の駆動信号と駆動信号の間、すなわち、駆動休止期間に実行されている。また、本発明のヘッド異常検出処理は、インク滴の吐出動作を行っていない非吐出動作時に実行される。この非吐出動作時には、例えば、液滴吐出装置への電源投入後の初期確認（イニシャライズ）時間、外部装置から吐出データを受信するまでの待機時間、吐出データを受信してから、実際に吐出動作（印刷処理）を開始するまでの待ち時間（データ処理時間）、吐出データを受信して、給紙装置（搬送手段）５により紙送りをしている時間、吐出データを受信して、キャリッジモータ４１によりキャリッジ３２が加速又は減速している時間、吐出データに応じて、各ノズル１１０がインク滴を吐出してから次のインク滴吐出動作までの時間、キャリッジ３２が主走査方向に移動して減速した後、給紙装置５が紙送り動作をしている時間、キャリッジ３２の一方の主走査方向のみ記録ヘッドが記録動作をする場合には、キャリッジ３２が戻りの主走査方向に移動している時間、１ページ（１つのワーク）の印刷処理が終了し、次のページ（ワーク）の印刷処理までの時間、インクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）のユーザの誤動作などにより印刷処理が中止した時間、給紙装置５が紙送りをミスフィードした時における回復のための時間、電源ＯＦＦする際に図示しないタイマにより液滴吐出装置の実際の電源ＯＦＦを遅らせた場合の所定の時間、インクカートリッジ３１を初期装着した後、インクカートリッジ３１を交換した後、インクジェットヘッド１００を交換する方式の場合には、インクジェットヘッド１００を初期装着した後、インクジェットヘッド１００を交換する方式の場合に、インクジェットヘッド１００を交換した後などがある。
【０１１３】
図２３において、静電アクチュエータ１２０を駆動するために、切替手段２３は、最初は駆動回路１８側に接続されている。上述のように、駆動回路１８から駆動信号（電圧信号）が振動板１２１に入力されると、静電アクチュエータ１２０が駆動し、振動板１２１は、セグメント電極１２２側に引きつけられ、印加電圧が０になるとセグメント電極１２２から離れる方向に急激に変位して振動（残留振動）を開始する。このとき、インクジェットヘッド１００のノズル１１０からインク滴が吐出される。
【０１１４】
駆動信号のパルスが立ち下がると、その立ち下がりエッジに同期して駆動／検出切替信号（図２０のタイミングチャート参照）が切替手段２３に入力され、切替手段２３は、駆動回路１８からヘッド異常検出手段（検出回路）１０側に切り替えられ、静電アクチュエータ１２０（発振回路１１のコンデンサとして利用）はヘッド異常検出手段１０と接続される。
【０１１５】
そして、ヘッド異常検出手段１０は、上述のような吐出異常及びヘッド異常（ドット抜け）の検出処理を実行し、波形整形回路１５の比較器１５２から出力される振動板１２１の残留振動波形データ（ここでは、矩形波データであるが、これに限らない）を計測手段１７によって残留振動波形の周期や振幅などに数値化する。本実施形態では、計測手段１７は、残留振動波形データから特定の振動周期を測定し、その計測結果（数値）を判定手段２０に出力する。
【０１１６】
具体的には、計測手段１７は、比較器１５２の出力信号の波形（矩形波）の最初の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの時間（残留振動の周期）を計測するために、図示しないカウンタを用いて基準信号（所定の周波数）のパルスをカウントし、そのカウント値から残留振動の周期（特定の振動周期）を計測する。なお、計測手段１７は、最初の立ち上がりエッジから次の立ち下がりエッジまでの時間を計測し、その計測された時間の２倍の時間を残留振動の周期として判定手段２０に出力してもよい。以下、このようにして得られた残留振動の周期をＴｗとする。
【０１１７】
判定手段２０は、計測手段１７によって計測された残留振動波形の特定の振動周期など（計測結果）に基づいて、ノズルの吐出異常及びヘッド異常の有無、吐出異常及びヘッド異常の原因、比較偏差量などを判定し、その判定結果を制御部６に出力する。制御部６は、ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２の所定の格納領域にこの判定結果を保存する。そして、駆動回路１８からの次の駆動信号が入力されるタイミングで、駆動／検出切替信号が切替手段２３に再び入力され、駆動回路１８と静電アクチュエータ１２０とを接続する。駆動回路１８は、一旦駆動電圧を印加するとグラウンド（ＧＮＤ）レベルを維持するので、切替手段２３によって上記のような切り替えを行っている（図２０のタイミングチャート参照）。これにより、駆動回路１８からの外乱などに影響されることなく、静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動波形を正確に検出することができる。
【０１１８】
なお、本発明では、残留振動波形データは、比較器１５２により矩形波化したものに限定されない。例えば、オペアンプ１５１から出力された残留振動振幅データは、比較器１５２により比較処理を行うことなく、Ａ／Ｄ変換を行う計測手段１７によって随時数値化され、その数値化されたデータに基づいて、判定手段２０により吐出異常及びヘッド異常の有無などを判定し、この判定結果を記憶手段６２に記憶するように構成してもよい。なお、本実施形態では、オペアンプ１５１の出力は、後述する粘度検出手段３０のピーク検出手段２７（図４１参照）に入力される。
【０１１９】
また、ノズル１１０のメニスカス（ノズル１１０内インクが大気と接する面）は、振動板１２１の残留振動に同期して振動するため、インクジェットヘッド１００は、インク滴の吐出動作後、このメニスカスの残留振動が音響抵抗ｒによって概ね決まった時間で減衰するのを待ってから（所定の時間待機して）、次の吐出動作を行っている。静電アクチュエータ１２０の吐出動作後の吐出異常検出処理では、この待機時間を有効に利用して振動板１２１の残留振動を検出し、吐出しない程度の駆動後のヘッド異常検出処理では、上述のように非吐出動作時に振動板１２１の残留振動を検出しているので、インクジェットヘッド１００の駆動に影響しない吐出異常検出を行うことができる。すなわち、インクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）のスループットを低下させることなく、インクジェットヘッド１００のノズル１１０の吐出異常及びヘッド異常検出処理を実行することができる。
【０１２０】
上述のように、インクジェットヘッド１００のキャビティ１４１内に気泡が混入した場合には、正常吐出時の振動板１２１の残留振動波形に比べて、周波数が高くなるので、その周期は逆に正常吐出時の残留振動の周期よりも短くなる。また、ノズル１１０付近のインクが乾燥により増粘、固着した場合には、残留振動が過減衰となり、正常吐出時の残留振動波形に比べて、周波数が相当低くなるので、その周期は正常吐出時の残留振動の周期よりもかなり長くなる。また、ノズル１１０の出口付近に紙粉が付着した場合には、残留振動の周波数は、正常吐出時の残留振動の周波数よりも低く、しかし、インクの乾燥時の残留振動の周波数よりも高くなるので、その周期は、正常吐出時の残留振動の周期よりも長く、インク乾燥時の残留振動の周期よりも短くなる。
【０１２１】
したがって、正常吐出時の残留振動の周期として、所定の範囲Ｔｒを設け、また、ノズル１１０出口に紙粉が付着した場合における残留振動の周期と、ノズル１１０の出口付近でインクが乾燥した場合における残留振動の周期とを区別するために、所定のしきい値（所定の閾値）Ｔ１を設定することにより、このようなインクジェットヘッド１００の吐出異常及びヘッド異常の原因を決定することができる。判定手段２０は、上記吐出異常及びヘッド異常検出処理によって検出された残留振動波形の周期Ｔｗが所定の範囲の周期であるか否か、また、所定のしきい値よりも長いか否かを判定し、それによって、吐出異常及びヘッド異常の原因を判定する。
【０１２２】
次に、本発明の液滴吐出装置の動作を、上述のインクジェットプリンタ１の構成に基づいて説明する。まず、１つのインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００のノズル１１０に対するヘッド異常検出処理（駆動／検出切替処理を含む）について説明する。図２４は、本発明のヘッド異常（吐出異常）検出・判定処理を示すフローチャートである。印刷される印字データ（フラッシング動作における吐出データ又は吐出しない程度の駆動時における吐出データでもよい）がホストコンピュータ８からインターフェース（ＩＦ）９を介して制御部６に入力されると、所定のタイミングでこのヘッド異常検出処理が実行される。なお、説明の都合上、この図２４に示すフローチャートでは、１つのインクジェットヘッド１００、すなわち、１つのノズル１１０の吐出動作に対応するヘッド異常（吐出異常）検出処理を示す。
【０１２３】
まず、印字データ（吐出データ）に対応する駆動信号がヘッドドライバ３３の駆動回路１８から入力され、それにより、図２０のタイミングチャートに示すような駆動信号のタイミングに基づいて、静電アクチュエータ１２０の両電極間に駆動信号（電圧信号）が印加される（ステップＳ１０１）。そして、制御部６は、駆動／検出切替信号に基づいて、吐出したインクジェットヘッド１００が駆動休止期間であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、駆動／検出切替信号は、駆動信号の立ち下がりエッジに同期してＨｉｇｈレベルとなり（図２０参照）、制御部６から切替手段２３に入力される。
【０１２４】
駆動／検出切替信号が切替手段２３に入力されると、切替手段２３によって、静電アクチュエータ１２０、すなわち、発振回路１１を構成するコンデンサは、駆動回路１８から切り離され、ヘッド異常検出手段１０（検出回路）側、すなわち、残留振動検出手段１６の発振回路１１に接続される（ステップＳ１０３）。そして、後述する残留振動検出処理を実行し（ステップＳ１０４）、計測手段１７は、この残留振動検出処理において検出された残留振動波形データから所定の数値を計測する（ステップＳ１０５）。ここでは、上述のように、計測手段１７は、残留振動波形データからその残留振動の周期を計測する。
【０１２５】
次いで、判定手段２０によって、計測手段の計測結果に基づいて、後述する吐出異常（ヘッド異常）判定処理が実行され（ステップＳ１０６）、その判定結果を制御部６のＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２の所定の格納領域に保存する（ステップＳ１０７）。そして、ステップＳ１０８においてインクジェットヘッド１００が駆動期間であるか否かが判断される。すなわち、駆動休止期間が終了して、次の駆動信号が入力されたか否かが判断され、次の駆動信号が入力されるまで、このステップＳ１０８で待機している。
【０１２６】
次の駆動信号のパルスが入力されるタイミングで、駆動信号の立ち上がりエッジに同期して駆動／検出切替信号がＬｏｗレベルになると（ステップＳ１０８で「ｙｅｓ」）、切替手段２３は、静電アクチュエータ１２０との接続を、ヘッド異常検出手段（検出回路）１０から駆動回路１８に切り替えて（ステップＳ１０９）、このヘッド異常検出処理を終了する。
【０１２７】
なお、図２４に示すフローチャートでは、計測手段１７が残留振動検出処理（残留振動検出手段１６により実行）によって検出された残留振動波形から周期を計測する場合について示したが、本発明はこのような場合に限定されず、例えば、計測手段１７は、残留振動検出処理において検出された残留振動波形データから、残留振動波形の位相差や振幅などの計測を行ってもよい。
【０１２８】
次に、図２４に示すフローチャートのステップＳ１０４における残留振動検出処理（サブルーチン）について説明する。図２５は、本発明の残留振動検出処理を示すフローチャートである。上述のように、切替手段２３によって、静電アクチュエータ１２０と発振回路１１とを接続すると（図２４のステップＳ１０３）、発振回路１１は、ＣＲ発振回路を構成し、静電アクチュエータ１２０の静電容量の変化（静電アクチュエータ１２０の振動板１２１の残留振動）に基づいて、発振する（ステップＳ２０１）。
【０１２９】
上述のタイミングチャートなどに示すように、発振回路１１の出力信号（パルス信号）に基づいて、Ｆ／Ｖ変換回路１２において、充電信号、ホールド信号及びクリア信号が生成され、これらの信号に基づいてＦ／Ｖ変換回路１２によって発振回路１１の出力信号の周波数から電圧に変換するＦ／Ｖ変換処理が行われ（ステップＳ２０２）、Ｆ／Ｖ変換回路１２から振動板１２１の残留振動波形データが出力される。Ｆ／Ｖ変換回路１２から出力された残留振動波形データは、波形整形回路１５のコンデンサＣ３により、ＤＣ成分（直流成分）が除去され（ステップＳ２０３）、オペアンプ１５１により、ＤＣ成分が除去された残留振動波形（ＡＣ成分）が増幅される（ステップＳ２０４）。
【０１３０】
増幅後の残留振動波形データは、所定の処理により波形整形され、パルス化される（ステップＳ２０５）。すなわち、本実施形態では、比較器１５２において、直流電圧源Ｖｒｅｆ２によって設定された電圧値（所定の電圧値）とオペアンプ１５１の出力電圧とが比較される。比較器１５２は、この比較結果に基づいて、２値化された波形（矩形波）を出力する。この比較器１５２の出力信号は、残留振動検出手段１６の出力信号であり、吐出異常及びヘッド異常判定処理を行うために、計測手段１７に出力され、この残留振動検出処理が終了する。
【０１３１】
次に、図２４に示すフローチャートのステップＳ１０６における吐出異常及びヘッド異常判定処理（サブルーチン）について説明する。図２６は、本発明の制御部６及び判定手段２０によって実行される吐出異常及びヘッド異常判定処理を示すフローチャートである。判定手段２０は、上述の計測手段１７によって計測された周期などの計測データ（計測結果）に基づいて、該当するインクジェットヘッド１００からインク滴が正常に吐出したか否か（ヘッド異常が発生しているか否か）、正常に吐出していない場合（ヘッド異常が発生している場合）、すなわち、吐出異常又はヘッド異常の場合にはその原因が何かを判定する。
【０１３２】
まず、制御部６は、ＥＥＰＲＯＭ６２に保存されている残留振動の周期の所定の範囲Ｔｒ及び残留振動の周期の所定のしきい値Ｔ１を判定手段２０に出力する。残留振動の周期の所定の範囲Ｔｒは、正常吐出時（ヘッド異常が発生していないとき）の残留振動の周期に対して、正常と判定できる許容範囲を持たせたものである。これらのデータは、判定手段２０の図示しないメモリに格納され、以下の処理が実行される。
【０１３３】
図２４のステップＳ１０５において計測手段１７によって計測された計測結果が判定手段２０に入力される（ステップＳ３０１）。ここで、本実施形態では、計測結果は、振動板１２１の残留振動の周期Ｔｗである。
ステップＳ２０２において、判定手段２０は、残留振動の周期Ｔｗが存在するか否か、すなわち、ヘッド異常検出手段１０によって残留振動波形データが得られなかったか否かを判定する。残留振動の周期Ｔｗが存在しないと判定された場合には、判定手段２０は、そのインクジェットヘッド１００のノズル１１０は吐出異常検出処理又はヘッド異常検出処理においてインク滴を吐出していない（駆動信号が入力されていない）未吐出ノズルであると判定する（ステップＳ３０６）。また、残留振動波形データが存在すると判定された場合には、続いて、ステップＳ３０３において、判定手段２０は、その周期Ｔｗが正常吐出時の周期と認められる所定の範囲Ｔｒ内にあるか否かを判定する。
【０１３４】
残留振動の周期Ｔｗが所定の範囲Ｔｒ内にあると判定された場合には、対応するインクジェットヘッド１００からインク滴が正常に吐出されたこと又はインクジェットヘッド１００にヘッド異常が発生していないことを意味し、判定手段２０は、そのインクジェットヘッド１００のノズル１１０は正常にインク滴と吐出した（正常吐出）又はヘッド正常と判定する（ステップＳ３０７）。また、残留振動の周期Ｔｗが所定の範囲Ｔｒ内にないと判定された場合には、続いて、ステップＳ３０４において、判定手段２０は、残留振動の周期Ｔｗが所定の範囲Ｔｒよりも短いか否かを判定する。
【０１３５】
残留振動の周期Ｔｗが所定の範囲Ｔｒよりも短いと判定された場合には、残留振動の周波数が高いことを意味し、上述のように、インクジェットヘッド１００のキャビティ１４１内に気泡が混入しているものと考えられ、判定手段２０は、そのインクジェットヘッド１００のキャビティ１４１に気泡が混入しているもの（気泡混入）と判定する（ステップＳ３０８）。
【０１３６】
また、残留振動の周期Ｔｗが所定の範囲Ｔｒよりも長いと判定された場合には、続いて、判定手段２０は、残留振動の周期Ｔｗが所定のしきい値Ｔ１よりも長いか否かを判定する（ステップＳ３０５）。残留振動の周期Ｔｗが所定のしきい値Ｔ１よりも長いと判定された場合には、残留振動が過減衰であると考えられ、判定手段２０は、そのインクジェットヘッド１００のノズル１１０付近のインクが乾燥により増粘しているもの（乾燥）と判定する（ステップＳ３０９）。
【０１３７】
そして、ステップＳ３０５において、残留振動の周期Ｔｗが所定のしきい値Ｔ１よりも短いと判定された場合には、この残留振動の周期Ｔｗは、Ｔｒ＜Ｔｗ＜Ｔ１を満たす範囲の値であり、上述のように、乾燥よりも周波数が高いノズル１１０の出口付近への紙粉付着であると考えられ、判定手段２０は、そのインクジェットヘッド１００のノズル１１０出口付近に紙粉が付着しているもの（紙粉付着）と判定する（ステップＳ３１０）。
【０１３８】
このように、判定手段２０によって、対象となるインクジェットヘッド１００の正常吐出（ヘッド正常）あるいは吐出異常（ヘッド異常）の原因などが判定されると（ステップＳ３０６〜Ｓ３１０）、その判定結果は、制御部６に出力され、この吐出異常判定処理を終了する。
【０１３９】
次に、複数のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００、すなわち、複数のノズル１１０を有するヘッドユニット３５を備えるインクジェットプリンタ１を想定し（本実施形態では、ヘッドユニット３５は、５つのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅ（すなわち、５つのノズル１１０）を備えているが、印字手段３が備えるヘッドユニット３５の数量や、各ヘッドユニット３５が備えるインクジェットヘッド１００（ノズル１１０）の数量は、これに限定されず、いくつであってもよい）、そのインクジェットプリンタ１における各色のインクに対応する複数の吐出選択手段（ノズルセレクタ）１８２と、各インクジェットヘッド１００の吐出異常検出・判定のタイミングについて説明する。図２７〜図３０は、複数の吐出選択手段１８２を備えるインクジェットプリンタ１における吐出異常検出・判定タイミングのいくつかの例を示すブロック図である。以下、各図の構成例を順次説明する。
【０１４０】
図２７は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段１０が１つの場合）である。この図２７に示すように、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅを有するインクジェットプリンタ１は、駆動波形を生成する駆動波形生成手段１８１と、いずれのノズル１１０からインク滴を吐出するかを選択することができる吐出選択手段１８２と、この吐出選択手段１８２によって選択され、駆動波形生成手段１８１によって駆動される複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅとを備えている。なお、図２７の構成では、上記以外の構成は図２、図１６及び図２３に示したものと同様であるため、その説明を省略する。
【０１４１】
なお、本実施形態では、駆動波形生成手段１８１及び吐出選択手段１８２は、ヘッドドライバ３３の駆動回路１８に含まれるものとして説明するが（図２７では、切替手段２３を介して２つのブロックとして示しているが、一般的には、いずれもヘッドドライバ３３内に構成される）、本発明はこの構成に限定されず、例えば、駆動波形生成手段１８１は、ヘッドドライバ３３とは独立した構成としてもよい。
【０１４２】
この図２７に示すように、吐出選択手段１８２は、シフトレジスタ１８２ａと、ラッチ回路１８２ｂと、ドライバ１８２ｃとを備えている。シフトレジスタ１８２ａには、図２に示すホストコンピュータ８から出力され、制御部６において所定の処理をされた印字データ（吐出データ）と、クロック信号（ＣＬＫ）が順次入力される。この印字データは、クロック信号（ＣＬＫ）の入力パルスに応じて（クロック信号の入力の度に）シフトレジスタ１８２ａの初段から順次後段側にシフトして入力され、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データとしてラッチ回路１８２ｂに出力される。なお、後述するヘッド異常検出処理では、印字データではなくフラッシング（予備吐出）時の吐出データが入力されるが、この吐出データとは、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対する印字データを意味している。なお、フラッシング時は、ラッチ回路１８２ｂのすべての出力が吐出となる値に設定されるようにハード的に処理をしてもよい。
【０１４３】
ラッチ回路１８２ｂは、ヘッドユニット３５のノズル１１０の数、すなわち、インクジェットヘッド１００の数に対応する印字データがシフトレジスタ１８２ａに格納された後、入力されるラッチ信号によってシフトレジスタ１８２ａの各出力信号をラッチする。ここで、ＣＬＥＡＲ信号が入力された場合には、ラッチ状態が解除され、ラッチされていたシフトレジスタ１８２ａの出力信号は０（ラッチの出力停止）となり、印字動作は停止される。ＣＬＥＡＲ信号が入力されていない場合には、ラッチされたシフトレジスタ１８２ａの印字データがドライバ１８２ｃに出力される。シフトレジスタ１８２ａから出力される印字データがラッチ回路１８２ｂによってラッチされた後、次の印字データをシフトレジスタ１８２ａに入力し、印字タイミングに合わせてラッチ回路１８２ｂのラッチ信号を順次更新している。
【０１４４】
ドライバ１８２ｃは、駆動波形生成手段１８１と各インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０とを接続するものであり、ラッチ回路１８２ｂから出力されるラッチ信号で指定（特定）された各静電アクチュエータ１２０（インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのいずれかあるいはすべての静電アクチュエータ１２０）に駆動波形生成手段１８１の出力信号（駆動信号）を入力し、それによって、その駆動信号（電圧信号）が静電アクチュエータ１２０の両電極間に印加される。
【０１４５】
この図２７に示すインクジェットプリンタ１は、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅを駆動する１つの駆動波形生成手段１８１と、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのいずれかのインクジェットヘッド１００に対して吐出異常（インク滴不吐出）又はヘッド異常を検出するヘッド異常検出手段１０と、このヘッド異常検出手段１０によって得られた吐出異常又はヘッド異常の原因などの判定結果を保存（格納）する記憶手段６２と、駆動波形生成手段１８１とヘッド異常検出手段１０とを切り替える１つの切替手段２３とを備えている。したがって、このインクジェットプリンタ１は、駆動波形生成手段１８１から入力される駆動信号に基づいて、ドライバ１８２ｃによって選択された１つ又は複数のインクジェットヘッド１００を駆動し、駆動／検出切替信号が吐出駆動動作後に切替手段２３に入力されることによって、切替手段２３が駆動波形生成手段１８１からヘッド異常検出手段１０にインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０との接続を切り替えた後、振動板１２１の残留振動波形に基づいて、ヘッド異常検出手段１０によって、そのインクジェットヘッド１００のノズル１１０における吐出異常又はヘッド異常を検出し、吐出異常又はヘッド異常の場合にはその原因を判定するものである。
【０１４６】
そして、このインクジェットプリンタ１は、１つのインクジェットヘッド１００のノズル１１０について吐出異常又はヘッド異常を検出・判定すると、次に駆動波形生成手段１８１から入力される駆動信号に基づいて、次に指定されたインクジェットヘッド１００のノズル１１０について吐出異常又はヘッド異常を検出・判定し、以下同様に、駆動波形生成手段１８１の出力信号によって駆動されるインクジェットヘッド１００のノズル１１０についての吐出異常又はヘッド異常を順次検出・判定する。そして、上述のように、残留振動検出手段１６が振動板１２１の残留振動波形を検出すると、計測手段１７がその波形データに基づいて残留振動波形の周期などを計測し、判定手段２０が、計測手段１７の計測結果に基づいて、正常吐出か吐出異常（ヘッド異常）か、及び、吐出異常（ヘッド異常）の場合には吐出異常（ヘッド異常）の原因を判定して、記憶手段６２にその判定結果を出力する。
【０１４７】
このように、この図２７に示すインクジェットプリンタ１では、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０についてインク滴吐出駆動動作の際に順次吐出異常又はヘッド異常を検出・判定する構成としているので、ヘッド異常検出手段１０と切替手段２３とを１つずつ備えるだけでよく、吐出異常又はヘッド異常を検出・判定可能なインクジェットプリンタ１の回路構成をスケールダウンできるとともに、その製造コストの増加を防止することができる。
【０１４８】
図２８は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段１０の数がインクジェットヘッド１００の数と同じ場合）である。この図２８に示すインクジェットプリンタ１は、１つの吐出選択手段１８２と、５つのヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅと、５つの切替手段２３ａ〜２３ｅと、５つのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに共通の１つの駆動波形生成手段１８１と、１つの記憶手段６２とを備えている。なお、各構成要素は、図２７の説明において既に上述しているので、その説明を省略し、これらの接続について説明する。
【０１４９】
図２７に示す場合と同様に、吐出選択手段１８２は、ホストコンピュータ８から入力される印字データ（吐出データ）とクロック信号ＣＬＫに基づいて、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データをラッチ回路１８２ｂにラッチし、駆動波形生成手段１８１からドライバ１８２ｃに入力される駆動信号（電圧信号）に応じて、印字データに対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの静電アクチュエータ１２０を駆動させる。駆動／検出切替信号は、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する切替手段２３ａ〜２３ｅにそれぞれ入力され、切替手段２３ａ〜２３ｅは、対応する印字データ（吐出データ）の有無にかかわらず、駆動／検出切替信号に基づいて、インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０に駆動信号を入力後、駆動波形生成手段１８１からヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅにインクジェットヘッド１００との接続を切り替える。
【０１５０】
すべてのヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅにより、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの吐出異常又はヘッド異常を検出・判定した後、その検出処理で得られたすべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの判定結果が、記憶手段６２に出力され、記憶手段６２は、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの吐出異常又はヘッド異常の有無及び吐出異常又はヘッド異常の原因を所定の保存領域に格納する。
【０１５１】
このように、この図２８に示すインクジェットプリンタ１では、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０に対応して複数のヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅを設け、それらに対応する複数の切替手段２３ａ〜２３ｅによって切替動作を行って、吐出異常又はヘッド異常検出及びその原因判定を行っているので、一度にすべてのノズル１１０について短時間に吐出異常又はヘッド異常検出及びその原因判定を行うことができる。
【０１５２】
図２９は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段１０の数がインクジェットヘッド１００の数と同じであり、印字データがあるときに吐出異常検出を行う場合）である。この図２９に示すインクジェットプリンタ１は、図２８に示すインクジェットプリンタ１の構成に、切替制御手段１９を追加（付加）したものである。本実施形態では、この切替制御手段１９は、複数のＡＮＤ回路（論理積回路）ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅから構成され、各インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに入力される印字データと、駆動／検出切替信号とが入力されると、対応する切替手段２３ａ〜２３ｅにＨｉｇｈレベルの出力信号を出力するものである。なお、切替制御手段１９はＡＮＤ回路（論理積回路）に限定されず、駆動するインクジェットヘッド１００が選択されるラッチ回路１８２ｂの出力に一致した切替手段２３が選択されるように構成されればよい。
【０１５３】
各切替手段２３ａ〜２３ｅは、切替制御手段１９のそれぞれ対応するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅの出力信号に基づいて、駆動波形生成手段１８１からそれぞれ対応するヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅへ、対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの静電アクチュエータ１２０との接続を切り替える。具体的には、対応するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅの出力信号がＨｉｇｈレベルであるとき、すなわち、駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルの状態で対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに入力される印字データがラッチ回路１８２ｂからドライバ１８２ｃに出力されている場合には、そのＡＮＤ回路に対応する切替手段２３ａ〜２３ｅは、対応するインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅへの接続を、駆動波形生成手段１８１からヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅに切り替える。
【０１５４】
印字データが入力されたインクジェットヘッド１００に対応するヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅにより、インクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常の有無及び吐出異常又はヘッド異常の場合にはその原因を検出した後、そのヘッド異常検出手段１０は、その検出処理で得られた判定結果を記憶手段６２に出力する。記憶手段６２は、このように入力された（得られた）１又は複数の判定結果を所定の保存領域に格納する。
【０１５５】
このように、この図２９に示すインクジェットプリンタ１では、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０に対応して複数のヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅを設け、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データがホストコンピュータ８から制御部６を介して吐出選択手段１８２に入力されたときに、切替制御手段１９によって指定された切替手段２３ａ〜２３ｅのみが所定の切替動作を行って、インクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出及びその原因判定を行っているので、吐出駆動動作をしていないインクジェットヘッド１００についてはこの検出・判定処理を行わない。したがって、このインクジェットプリンタ１によって、無駄な検出及び判定処理を回避することができる。
【０１５６】
図３０は、複数のインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段１０の数がインクジェットヘッド１００の数と同じであり、各インクジェットヘッド１００を巡回して吐出異常検出を行う場合）である。この図３０に示すインクジェットプリンタ１は、図２９に示すインクジェットプリンタ１の構成においてヘッド異常検出手段１０を１つとし、駆動／検出切替信号を走査する（検出・判定処理を実行するインクジェットヘッド１００を１つずつ特定する）切替選択手段１９ａを追加したものである。
【０１５７】
この切替選択手段１９ａは、図２９に示す切替制御手段１９に接続されるものであり、制御部６から入力される走査信号（選択信号）に基づいて、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅへの駆動／検出切替信号の入力を走査する（選択して切り替える）セレクタである。この切替選択手段１９ａの走査（選択）順は、シフトレジスタ１８２ａに入力される印字データの順、すなわち、複数のインクジェットヘッド１００の吐出順であってもよいが、単純に複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの順であってもよい。なお、図３０に示す構成では、この切替選択手段１９ａと切替制御手段１９とが、吐出異常検出手段１０が複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのノズル１１０のいずれのノズル１１０に対して吐出異常を検出するかを決定する検出決定手段を構成する。
【０１５８】
走査順がシフトレジスタ１８２ａに入力される印字データの順である場合、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに印字データが入力されると、その印字データはラッチ回路１８２ｂにラッチされ、ラッチ信号の入力によりドライバ１８２ｃに出力される。印字データのシフトレジスタ１８２ａへの入力、あるいはラッチ信号のラッチ回路１８２ｂへの入力に同期して、印字データに対応するインクジェットヘッド１００を特定するための走査信号が切替選択手段１９ａに入力され、対応するＡＮＤ回路に駆動／検出切替信号が出力される。なお、切替選択手段１９ａの出力端子は、非選択時にはＬｏｗレベルを出力する。
【０１５９】
その対応するＡＮＤ回路（切替制御手段１９）は、ラッチ回路１８２ｂから入力された印字データと、切替選択手段１９ａから入力された駆動／検出切替信号とを論理積演算することにより、Ｈｉｇｈレベルの出力信号を対応する切替手段２３に出力する。そして、切替制御手段１９からＨｉｇｈレベルの出力信号が入力された切替手段２３は、対応するインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０への接続を、駆動波形生成手段１８１からヘッド異常検出手段１０に切り替える。
【０１６０】
ヘッド異常検出手段１０は、印字データが入力されたインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常を検出し、吐出異常又はヘッド異常がある場合にはその原因を判定した後、その判定結果を記憶手段６２に出力する。そして、記憶手段６２は、このように入力された（得られた）判定結果を所定の保存領域に格納する。
【０１６１】
また、走査順が単純なインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの順である場合、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに印字データが入力されると、その印字データはラッチ回路１８２ｂにラッチされ、ラッチ信号の入力によりドライバ１８２ｃに出力される。印字データのシフトレジスタ１８２ａへの入力、あるいはラッチ信号のラッチ回路１８２ｂへの入力に同期して、印字データに対応するインクジェットヘッド１００を特定するための走査（選択）信号が切替選択手段１９ａに入力され、切替制御手段１９の対応するＡＮＤ回路に駆動／検出切替信号が出力される。
【０１６２】
ここで、切替選択手段１９ａに入力された走査信号により定められたインクジェットヘッド１００に対する印字データがシフトレジスタ１８２ａに入力されたときには、それに対応するＡＮＤ回路（切替制御手段１９）の出力信号がＨｉｇｈレベルとなり、切替手段２３は、対応するインクジェットヘッド１００への接続を、駆動波形生成手段１８１からヘッド異常検出手段１０に切り替える。しかしながら、上記印字データがシフトレジスタ１８２ａに入力されないときには、ＡＮＤ回路の出力信号はＬｏｗレベルであり、対応する切替手段２３は、所定の切替動作を実行しない。したがって、切替選択手段１９ａの選択結果と切替制御手段１９によって指定された結果との論理積に基づいて、インクジェットヘッド１００の吐出異常検出処理が行われる。
【０１６３】
切替手段２３によって切替動作が行われた場合には、上記と同様に、ヘッド異常検出手段１０は、印字データが入力されたインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常を検出し、吐出異常又はヘッド異常がある場合にはその原因を判定した後、その判定結果を記憶手段６２に出力する。そして、記憶手段６２は、このように入力された（得られた）判定結果を所定の保存領域に格納する。
【０１６４】
なお、切替選択手段１９ａで特定されたインクジェットヘッド１００に対する印字データがないときには、上述のように、対応する切替手段２３が切替動作を実行しないので、ヘッド異常検出手段１０によるヘッド異常検出処理を実行する必要はないが、そのような処理が実行されてもよい。切替動作が行われずにヘッド異常検出処理が実行された場合、ヘッド異常検出手段１０の判定手段２０は、図２６のフローチャートに示すように、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０を未吐出ノズルであると判定し（ステップＳ３０６）、その判定結果を記憶手段６２の所定の保存領域に格納する。
【０１６５】
このように、この図３０に示すインクジェットプリンタ１では、図２８又は図２９に示すインクジェットプリンタ１とは異なり、複数のインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅの各ノズル１１０に対して１つのヘッド異常検出手段１０のみを設け、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する印字データがホストコンピュータ８から制御部６を介して吐出選択手段１８２に入力され、それと同時に走査（選択）信号により特定されて、その印字データに応じて吐出駆動動作をするインクジェットヘッド１００に対応する切替手段２３のみが切替動作を行って、対応するインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出及びその原因判定を行っているので、一度に大量の検出結果を処理することがなく制御部６のＣＰＵ６１への負担を軽減することができる。また、ヘッド異常検出手段１０が吐出動作とは別にノズルの状態を巡回しているため、駆動印字中でも１ノズル毎に吐出異常又はヘッド異常を把握することができ、ヘッドユニット３５全体のノズル１１０の状態を知ることができる。これにより、例えば、定期的に吐出異常又はヘッド異常の検出を行っているために、印刷停止中に１ノズル毎に吐出異常又はヘッド異常を検出する工程を少なくすることができる。以上から、効率的にインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出及びその原因判定を行うことができる。
【０１６６】
また、図２８又は図２９に示すインクジェットプリンタ１とは異なり、図３０に示すインクジェットプリンタ１は、ヘッド異常検出手段１０を１つのみ備えていればよいので、図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタ１に比べ、インクジェットプリンタ１の回路構成をスケールダウンすることができるとともに、その製造コストの増加を防止することができる。
【０１６７】
次に、図２７〜図３０に示すプリンタ１の動作、すなわち、複数のインクジェットヘッド１００を備えるインクジェットプリンタ１におけるヘッド異常検出処理（主に、検出タイミング）について説明する。本発明の吐出異常又はヘッド異常検出・判定処理（多ノズルにおける処理）は、各インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０がインク滴吐出動作を行ったときの振動板１２１の残留振動を検出し、その残留振動の周期に基づいて、該当するインクジェットヘッド１００に対し吐出異常（ドット抜け、インク滴不吐出）又はヘッド異常が生じているか否か、吐出異常又はヘッド異常が生じた場合には、その原因が何であるかを判定している。このように、本発明では、インクジェットヘッド１００によるインク滴（液滴）の吐出動作（吐出しない程度の静電アクチュエータ１２０の駆動も含む）が行われれば、これらの検出・判定処理を実行できるが、インクジェットヘッド１００がインク滴を吐出するのは、実際に記録用紙Ｐに印刷（プリント）している場合だけでなく、フラッシング動作（予備吐出あるいは予備的吐出）をしている場合もある。以下、この２つの場合について、本発明のヘッド異常検出・判定処理（多ノズル）を説明する。
【０１６８】
ここで、フラッシング（予備吐出）処理とは、図１では図示していないキャップの装着時や、記録用紙Ｐ（メディア）にインク滴（液滴）がかからない場所において、ヘッドユニット３５のすべてのあるいは対象となるインクジェットヘッド１００のノズル１１０からインク滴を吐出するヘッドクリーニング動作である。このフラッシング処理（フラッシング動作）は、例えば、ノズル１１０内のインク粘度を適正範囲の値に保持するために、定期的にキャビティ１４１内のインクを排出する際に実施したり、あるいは、インク増粘時の回復動作としても実施したりされる。さらに、フラッシング処理は、インクカートリッジ３１を印字手段３に装着した後に、インクを各キャビティ１４１に初期充填する場合にも実施される。
【０１６９】
また、ノズルプレート（ノズル面）１５０をクリーニングするためにワイピング処理（ヘッドユニット３５のヘッド面に付着している付着物（紙粉やごみなど）を、図１では図示していないワイパで拭き取る処置）を行う場合があるが、このときノズル１１０内が負圧になって、他の色のインク（他の種類の液滴）を引込んでしまう可能性がある。そのため、ワイピング処理後に、ヘッドユニット３５のすべてのノズル１１０から一定量のインク滴を吐出させるためにもフラッシング処理が実施される。さらに、フラッシング処理は、ノズル１１０のメニスカスの状態を正常に保持して良好な印字を確保するためにも適時に実施され得る。
【０１７０】
まず、図３１〜図３３に示すフローチャートを参照して、フラッシング処理時における吐出異常検出・判定処理について説明する。なお、これらのフローチャートは、図２７〜図３０のブロック図を参照しながら説明する（以下、印字動作時においても同様）。図３１は、図２７に示すインクジェットプリンタ１のフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【０１７１】
所定のタイミングにおいて、インクジェットプリンタ１のフラッシング処理が実行されるとき、この図３１に示す吐出異常検出・判定処理が実行される。制御部６は、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに１ノズル分の吐出データを入力し（ステップＳ４０１）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ４０２）、この吐出データがラッチされる。そのとき、切替手段２３は、その吐出データの対象であるインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０と駆動波形生成手段１８１とを接続する（ステップＳ４０３）。
【０１７２】
そして、ヘッド異常検出手段１０によって、インク吐出動作を行ったインクジェットヘッド１００に対して、図２４のフローチャートに示すヘッド異常検出・判定処理が実行される（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０５において、制御部６は、吐出選択手段１８２に出力した吐出データに基づいて、図２７に示すインクジェットプリンタ１のすべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅのノズル１１０についてヘッド異常検出・判定処理が終了したか否かを判断する。そして、すべてのノズル１１０についてこれらの処理が終わっていないと判断されるときには、制御部６は、シフトレジスタ１８２ａに次のインクジェットヘッド１００のノズル１１０に対応する吐出データを入力し（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０２に移行して同様の処理を繰り返す。
【０１７３】
また、ステップＳ４０５において、すべてのノズル１１０について上述のヘッド異常検出及び判定処理が終わったと判断される場合には、制御部６は、ラッチ回路１８２ｂにＣＬＥＡＲ信号を入力し、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図２７に示すインクジェットプリンタ１における吐出異常検出・判定処理を終了する。
【０１７４】
上述のように、この図２７に示すインクジェットプリンタ１におけるヘッド異常検出・判定処理では、１つのヘッド異常検出手段１０と１つの切替手段２３とから検出回路が構成されているので、ヘッド異常検出処理及び判定処理は、インクジェットヘッド１００の数だけ繰り返されるが、ヘッド異常検出手段１０を構成する回路はそれほど大きくならないという効果を有する。
【０１７５】
次いで、図３２は、図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタ１のフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。図２８に示すインクジェットプリンタ１と図２９に示すインクジェットプリンタ１とは回路構成が若干異なるが、ヘッド異常検出手段１０及び切替手段２３の数が、インクジェットヘッド１００の数に対応する（同じである）点で一致している。そのため、フラッシング動作時における吐出異常検出・判定処理は、同様のステップから構成される。
【０１７６】
所定のタイミングにおいて、インクジェットプリンタ１のフラッシング処理が実行されるとき、制御部６は、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに全ノズル分の吐出データを入力し（ステップＳ５０１）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ５０２）、この吐出データがラッチされる。そのとき、切替手段２３ａ〜２３ｅは、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅと駆動波形生成手段１８１とをそれぞれ接続する（ステップＳ５０３）。
【０１７７】
そして、それぞれのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応するヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅによって、インク吐出動作を行ったすべてのインクジェットヘッド１００に対して、図２４のフローチャートに示すヘッド異常検出・判定処理が並列的に実行される（ステップＳ５０４）。この場合、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される（図２４のステップＳ１０７）。
【０１７８】
そして、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ５０５）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタ１におけるヘッド異常検出処理及び判定処理を終了する。
【０１７９】
上述のように、この図２８及び図２９に示すプリンタ１における処理では、インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅに対応する複数（この実施形態では５つ）のヘッド異常検出手段１０と複数の切替手段２３とから検出及び判定回路が構成されているので、吐出異常検出・判定処理は、一度にすべてのノズル１１０について短時間に実行され得るという効果を有する。
【０１８０】
次いで、図３３は、図３０に示すインクジェットプリンタ１のフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。以下同様に、図３０に示すインクジェットプリンタ１の回路構成を用いて、フラッシング動作時におけるヘッド異常検出処理及び原因判定処理について説明する。
所定のタイミングにおいて、インクジェットプリンタ１のフラッシング処理が実行されるとき、まず、制御部６は、走査信号を切替選択手段（セレクタ）１９ａに出力し、この切替選択手段１９ａ及び切替制御手段１９により、最初の切替手段２３ａ及びインクジェットヘッド１００ａを設定（特定）する（ステップＳ６０１）。そして、吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに全ノズル分の吐出データを入力し（ステップＳ６０２）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ６０３）、この吐出データがラッチされる。そのとき、切替手段２３ａは、インクジェットヘッド１００ａの静電アクチュエータ１２０と駆動波形生成手段１８１とを接続している（ステップＳ６０４）。
【０１８１】
そして、インク吐出動作を行ったインクジェットヘッド１００ａに対して、図２４のフローチャートに示すヘッド異常検出・判定処理が実行される（ステップＳ６０５）。この場合、図２４のステップＳ１０３において切替選択手段１９ａの出力信号である駆動／検出切替信号と、ラッチ回路１８２ｂから出力された吐出データとがＡＮＤ回路ＡＮＤａに入力され、ＡＮＤ回路ＡＮＤａの出力信号がＨｉｇｈレベルとなることにより、切替手段２３ａは、インクジェットヘッド１００ａの静電アクチュエータ１２０とヘッド異常検出手段１０とを接続する。そして、図２４のステップＳ１０６において実行されるヘッド異常判定処理の判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００（ここでは、１００ａ）と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される（図２４のステップＳ１０７）。
【０１８２】
ステップＳ６０６において、制御部６は、ヘッド異常検出・判定処理がすべてのノズル１１０に対して終了したか否かを判断する。そして、まだすべてのノズル１１０についてヘッド異常検出・判定処理が終了していないと判断された場合には、制御部６は、走査信号を切替選択手段（セレクタ）１９ａに出力し、この切替選択手段１９ａ及び切替制御手段１９により、次の切替手段２３ｂ及びインクジェットヘッド１００ｂを設定（特定）し（ステップＳ６０７）、ステップＳ６０３に移行して、同様の処理を繰り返す。以下、すべてのインクジェットヘッド１００についてヘッド異常検出・判定処理が終了するまでこのループを繰り返す。
【０１８３】
また、ステップＳ６０６において、すべてのノズル１１０についてヘッド異常検出処理及び判定処理が終了したと判断される場合には、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ６０９）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図３０に示すインクジェットプリンタ１におけるヘッド異常検出処理及び判定処理を終了する。
【０１８４】
上述のように、図３０に示すインクジェットプリンタ１における処理では、複数の切替手段２３と１つのヘッド異常検出手段１０から検出回路が構成され、切替選択手段（セレクタ）１９ａの走査信号により特定され、吐出データに応じて吐出駆動をするインクジェットヘッド１００に対応する切替手段２３のみが切替動作を行って、対応するインクジェットヘッド１００の吐出異常検出及び原因判定を行っているので、より効率的にインクジェットヘッド１００の吐出異常又はヘッド異常検出及び原因判定を行うことができる。
【０１８５】
なお、このフローチャートのステップＳ６０２では、シフトレジスタ１８２ａにすべてのノズル１１０に対応する吐出データを入力しているが、図３１に示すフローチャートのように、切替選択手段１９ａによるインクジェットヘッド１００の走査順に合わせて、シフトレジスタ１８２ａに入力する吐出データを対応する１つのインクジェットヘッド１００に入力し、１ノズル１１０ずつ吐出異常又はヘッド異常検出・判定処理を行ってもよい。
【０１８６】
次に、図３４及び図３５に示すフローチャートを参照して、印字動作時におけるインクジェットプリンタ１の吐出異常検出・判定処理について説明する。図２７に示すインクジェットプリンタ１においては、主に、フラッシング動作時におけるヘッド異常検出処理及び判定処理に適しているので、印字動作時のフローチャート及びその動作説明を省略するが、この図２７に示すインクジェットプリンタ１においても印字動作時に吐出異常検出・判定処理が行われてもよい。
【０１８７】
図３４は、図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタ１の印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。ホストコンピュータ８からの印刷（印字）指示により、このフローチャートの処理が実行（開始）される。制御部６を介してホストコンピュータ８から印字データが吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに入力されると（ステップＳ７０１）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ７０２）、その印字データがラッチされる。このとき、切替手段２３ａ〜２３ｅは、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅと駆動波形生成手段１８１とを接続している（ステップＳ７０３）。
【０１８８】
そして、インク吐出動作を行ったインクジェットヘッド１００に対応するヘッド異常検出手段１０は、図２４のフローチャートに示すヘッド異常検出・判定処理を実行する（ステップＳ７０４）。この場合、各インクジェットヘッド１００に対応するそれぞれの判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される。
【０１８９】
ここで、図２８に示すインクジェットプリンタ１の場合には、切替手段２３ａ〜２３ｅは、制御部６から出力される駆動／検出切替信号に基づいて、インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅをヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅに接続する（図２４のステップＳ１０３）。そのため、印字データの存在しないインクジェットヘッド１００では、静電アクチュエータ１２０が駆動していないので、ヘッド異常検出手段１０の残留振動検出手段１６は、振動板１２１の残留振動波形を検出しない。一方、図２９に示すインクジェットプリンタ１の場合には、切替手段２３ａ〜２３ｅは、制御部６から出力される駆動／検出切替信号と、ラッチ回路１８２ｂから出力される印字データとが入力されるＡＮＤ回路の出力信号に基づいて、印字データの存在するインクジェットヘッド１００をヘッド異常検出手段１０に接続する（図２４のステップＳ１０３）。
【０１９０】
ステップＳ７０５において、制御部６は、インクジェットプリンタ１の印字動作が終了したか否かを判断する。そして、印字動作が終わっていないと判断されるときには、制御部６は、ステップＳ７０１に移行して、次の印字データをシフトレジスタ１８２ａに入力し、同様の処理を繰り返す。また、印字動作が終了したと判断されるときには、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ７０７）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタ１におけるヘッド異常検出処理及び判定処理を終了する。
【０１９１】
上述のように、図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタ１は、複数の切替手段２３ａ〜２３ｅと、複数のヘッド異常検出手段１０ａ〜１０ｅとを備え、一度にすべてのインクジェットヘッド１００に対して吐出異常検出・判定処理を行っているので、これらの処理を短時間に行うことができる。また、図２９に示すインクジェットプリンタ１は、切替制御手段１９、すなわち、駆動／検出切替信号と印字データとを論理積演算するＡＮＤ回路ＡＮＤａ〜ＡＮＤｅをさらに備え、印字動作を行うインクジェットヘッド１００のみに対して切替手段２３による切替動作を行っているので、無駄な検出を行うことなく、ヘッド異常検出処理及び判定処理を行うことができる。
【０１９２】
次いで、図３５は、図３０に示すインクジェットプリンタ１の印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。ホストコンピュータ８からの印刷指示により、図３０に示すインクジェットプリンタ１においてこのフローチャートの処理が実行される。まず、切替選択手段１９ａは、最初の切替手段２３ａ及びインクジェットヘッド１００ａを予め設定（特定）しておく（ステップＳ８０１）。
【０１９３】
制御部６を介してホストコンピュータ８から印字データが吐出選択手段１８２のシフトレジスタ１８２ａに入力されると（ステップＳ８０２）、ラッチ回路１８２ｂにラッチ信号が入力されて（ステップＳ８０３）、その印字データがラッチされる。ここで、切替手段２３ａ〜２３ｅは、この段階では、すべてのインクジェットヘッド１００ａ〜１００ｅと駆動波形生成手段１８１（吐出選択手段１８２のドライバ１８２ｃ）とを接続している（ステップＳ８０４）。
【０１９４】
そして、制御部６は、インクジェットヘッド１００ａに印字データがある場合には、切替選択手段１９ａによって吐出動作後静電アクチュエータ１２０がヘッド異常検出手段１０に接続され（図２４のステップＳ１０３）、図２４（図２５）のフローチャートに示すヘッド異常検出・判定処理を実行する（ステップＳ８０５）。そして、図２４のステップＳ１０６において実行される吐出異常判定処理の判定結果が、処理対象となるインクジェットヘッド１００（ここでは、１００ａ）と関連付けられて、記憶手段６２の所定の格納領域に保存される（図２４のステップＳ１０７）。
【０１９５】
ステップＳ８０６において、制御部６は、すべてのノズル１１０（すべてのインクジェットヘッド１００）について上述の吐出異常又はヘッド異常検出・判定処理を終了したか否かを判断する。そして、すべてのノズル１１０について上記処理が終了したと判断される場合には、制御部６は、走査信号に基づいて、また最初のノズル１１０に対応する切替手段２３ａを設定し（ステップＳ８０８）、すべてのノズル１１０について上記処理が終了していないと判断される場合には、次のノズル１１０に対応する切替手段２３ｂを設定する（ステップＳ８０７）。
【０１９６】
ステップＳ８０９において、制御部６は、ホストコンピュータ８から指示された所定の印字動作が終了したか否かを判断する。そして、まだ印字動作が終了していないと判断された場合には、次の印字データがシフトレジスタ１８２ａに入力され（ステップＳ８０２）、同様の処理を繰り返す。印字動作が終了したと判断された場合には、吐出選択手段１８２のラッチ回路１８２ｂにラッチされている吐出データをクリアするために、制御部６は、ＣＬＥＡＲ信号をラッチ回路１８２ｂに入力して（ステップＳ８１１）、ラッチ回路１８２ｂのラッチ状態を解除して、図３０に示すインクジェットプリンタ１における吐出異常検出・判定処理を終了する。
【０１９７】
以上のように、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）は、振動板１２１と、振動板１２１を変位させる複数の静電アクチュエータ１２０と、内部に液体が充填され、振動板１２１の変位により、該内部の圧力が増減されるキャビティ１４１と、キャビティ１４１に連通し、キャビティ１４１内の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズル１１０とを有する複数のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００と、これらの静電アクチュエータ１２０を駆動する駆動波形生成手段１８１と、複数のノズル１１０のうちいずれのノズル１１０から液滴を吐出するかを選択する吐出選択手段１８２と、振動板１２１の残留振動を検出し、この検出された振動板１２１の残留振動に基づいて、液滴の吐出の異常を検出する１つ又は複数のヘッド異常検出手段１０と、静電アクチュエータ１２０の駆動による液滴の吐出動作後、駆動／検出切替信号や印字データ、あるいは走査信号に基づいて、静電アクチュエータ１２０を駆動波形生成手段１８１からヘッド異常検出手段１０に切り替える１つ又は複数の切替手段２３とを備え、一度（並列的）にあるいは順次に複数のノズル１１０の吐出異常又はヘッド異常を検出することとした。
【０１９８】
したがって、本発明の液滴吐出装置によって、ヘッド異常検出及びその原因判定を短時間に行うことができるとともに、ヘッド異常検出手段１０を含む検出回路の回路構成をスケールダウンすることができ、液滴吐出装置の製造コストの増加を防止することができる。また、静電アクチュエータ１２０の駆動後、ヘッド異常検出手段１０に切り替えてヘッド異常検出及び原因判定を行っているので、アクチュエータの駆動に影響を与えることがなく、それによって、本発明の液滴吐出装置のスループットを低下又は悪化させることがない。また、所定の構成要素を備えている既存の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）に、本発明のヘッド異常検出手段１０を装備することも可能である。
【０１９９】
また、本発明の液滴吐出装置は、上記構成と異なり、複数の切替手段２３と、切替制御手段１９と、１つあるいはノズル１１０の数量と対応する複数のヘッド異常検出手段１０とを備え、駆動／検出切替信号及び吐出データ（印字データ）、あるいは、走査信号、駆動／検出切替信号及び吐出データ（印字データ）に基づいて、対応する静電アクチュエータ１２０を駆動波形生成手段１８１又は吐出選択手段１８２からヘッド異常検出手段１０に切り替えて、ヘッド異常検出及び原因判定を行うこととした。
【０２００】
したがって、本発明の液滴吐出装置によって、吐出データ（印字データ）が入力されていない、すなわち、吐出駆動動作をしていない静電アクチュエータ１２０に対応する切替手段は切替動作を行わないので、無駄な検出・判定処理を回避することができる。また、切替選択手段１９ａを利用する場合には、液滴吐出装置は、１つのヘッド異常検出手段１０のみを備えていればよいので、液滴吐出装置の回路構成をスケールダウンすることができるとともに、液滴吐出装置の製造コストの増加を防止することができる。
【０２０１】
なお、この第１実施形態では、吐出異常検出のタイミングを説明するための図２７〜図３０に示すインクジェットプリンタ１は、説明の便宜上、ヘッドユニット３５に５つのインクジェットヘッド１００（ノズル１１０）を備える構成を示すとともに、その構成について説明していたが、本発明の液滴吐出装置では、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００の数量は５つに限らず、実際に搭載されている数量のノズル１１０を対象に吐出異常又はヘッド異常の検出・判定を行うことができる。例えば、図５に示すノズルプレート１５０の構成のように、各色（各種類）のインクに対して１４個のノズル１１０及び静電アクチュエータ１２０が搭載されているインクジェットプリンタ１（インクジェットヘッド１００）に、本発明のヘッド異常検出手段１０を適用することができる。
【０２０２】
次に、本発明の液滴吐出装置におけるインクジェットヘッド１００のヘッド異常（吐出異常）の原因を解消させる回復処理を実行する構成（回復手段２４）について説明する。図３６は、図１に示すインクジェットプリンタ１の上部から見た概略的な構造（一部省略）を示す図である。この図３６に示すインクジェットプリンタ１は、図１の斜視図で示した構成以外に、本発明のインク滴不吐出（ヘッド異常）の回復処理を実行するためのワイパ３００とキャップ３１０とを備える。
【０２０３】
本発明の回復手段２４が実行する回復処理としては、各インクジェットヘッド１００のノズルから液滴を予備的に吐出するフラッシング処理と、後述するワイパ３００（図３７参照）によるワイピング処理と、後述するチューブポンプ３２０によるポンピング処理（ポンプ吸引処理）が含まれる。すなわち、回復手段２４は、チューブポンプ３２０及びそれを駆動するパルスモータ（図示せず）と、ワイパ３００及びワイパ３００の上下動駆動機構（図示せず）と、キャップ３１０の上下動駆動機構（図示せず）とを備え、フラッシング処理においてはヘッドドライバ３３及びヘッドユニット３５などが、また、ワイピング処理においてはキャリッジモータ４１などが回復手段２４の一部として機能する。フラッシング処理については上述しているので、以降、ワイピング処理及びポンピング処理について説明する。
【０２０４】
ここで、ワイピング処理とは、ヘッドユニット３５のノズルプレート１５０（ノズル面）に付着した紙粉などの異物をワイパ３００により拭き取る処理のことをいう。また、ポンピング処理（ポンプ吸引処理）とは、後述するチューブポンプ３２０を駆動して、ヘッドユニット３５の各ノズル１１０から、キャビティ１４１内のインクを吸引して排出する処理をいう。このように、ワイピング処理は、上述のようなインクジェットヘッド１００の液滴の吐出異常の原因の１つである紙粉付着の状態における回復処理として適切な処理である。また、ポンプ吸引処理は、前述のフラッシング処理では取り除けないキャビティ１４１内の気泡を除去し、あるいは、ノズル１１０付近のインクが乾燥により又はキャビティ１４１内のインクが経年劣化により増粘した場合に、増粘したインクを除去する回復処理として適切な処理である。なお、それほど増粘が進んでおらず粘度がそれほど大きくない場合には、上述のフラッシング処理による回復処理も行われ得る。この場合、排出するインク量が少ないので、スループットやランニングコストを低下させずに適切な回復処理を行うことができる。
【０２０５】
複数のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００を有するヘッドユニット３５は、キャリッジ３２に搭載され、２本のキャリッジガイド軸４２２にガイドされてキャリッジモータ４１により、図中その上端に備えられた連結部３４を介してタイミングベルト４２１に連結して移動する。キャリッジ３２に搭載されたヘッドユニット３５は、キャリッジモータ４１の駆動により移動するタイミングベルト４２１を介して（タイミングベルト４２１に連動して）主走査方向に移動可能である。なお、キャリッジモータ４１は、タイミングベルト４２１を連続的に回転させるためのプーリの役割を果たし、他端側にも同様にプーリ４４が備えられている。
【０２０６】
また、キャップ３１０は、ヘッドユニット３５のノズルプレート１５０（図５参照）のキャッピングを行うためのものである。キャップ３１０には、その底部側面に孔が形成され、後述するように、チューブポンプ３２０の構成要素である可撓性のチューブ３２１が接続されている。なお、チューブポンプ３２０については、図３９において後述する。
【０２０７】
記録（印字）動作時には、所定のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００の静電アクチュエータ１２０を駆動しながら、記録用紙Ｐは副走査方向、すなわち、図３６中下方に移動し、印字手段３は、主走査方向、すわなち、図３６中左右に移動することにより、インクジェットヘッド（液滴吐出装置）１は、ホストコンピュータ８から入力された印刷データ（印字データ）に基づいて所定の画像などを記録用紙Ｐに印刷（記録）する。
【０２０８】
図３７は、図３６に示すワイパ３００と印字手段３との位置関係を示す図である。この図３７において、印字手段３のヘッドユニット３５とワイパ３００は、図３６に示すインクジェットプリンタ１の図中下側から上側を見た場合の側面図の一部として示される。ワイパ３００は、図３７（ａ）に示すように、ヘッドユニット３５のノズル面、すなわち、インクジェットヘッド１００のノズルプレート１５０と当接可能なように、上下移動可能に配置される。
【０２０９】
ここで、ワイパ３００を利用する回復処理であるワイピング処理について説明する。ワイピング処理を行う際、図３７（ａ）に示すように、ノズル面（ノズルプレート１５０）よりもワイパ３００の先端が上側に位置するように図示しない駆動装置によってワイパ３００は上方に移動される。この場合において、キャリッジモータ４１を駆動して図中左方向（矢印の方向）に印字手段３のヘッドユニット３５を移動させると、ワイピング部材３０１がノズルプレート１５０（ノズル面）に当接することになる。
【０２１０】
なお、ワイピング部材３０１は可撓性のゴム部材等から構成されるので、図３７（ｂ）に示すように、ワイピング部材３０１のノズルプレート１５０と当接する先端部分は撓み、その先端部によってノズルプレート１５０（ノズル面）の表面をクリーニング（拭き掃除）する。これにより、ノズルプレート１５０（ノズル面）に付着した紙粉などの異物（例えば、紙粉、空気中に浮遊するごみ、ゴムの切れ端など）を除去することができる。また、このような異物の付着状態に応じて（異物が多く付着している場合には）、印字手段３のヘッドユニット３５にワイパ３００の上方を往復移動させることによって、ワイピング処理を複数回実施することもできる。
【０２１１】
図３８は、ポンプ吸引処理時における、ヘッドユニット３５と、キャップ３１０及びポンプ３２０との関係を示す図である。チューブ３２１は、ポンピング処理（ポンプ吸引処理）におけるインク排出路を形成するものであり、その一端は、上述のように、キャップ３１０の底部に接続され、他端は、チューブポンプ３２０を介して排インクカートリッジ３４０に接続されている。
【０２１２】
キャップ３１０の内部底面には、インク吸収体３３０が配置されている。このインク吸収体３３０は、ポンプ吸引処理やフラッシング処理においてインクジェットヘッド１００のノズル１１０から吐出されるインクを吸収して、一時貯蔵する。なお、インク吸収体３３０によって、キャップ３１０内へのフラッシング動作時に、吐出された液滴が跳ね返ってノズルプレート１５０を汚すことを防止することができる。
【０２１３】
図３９は、図３８に示すチューブポンプ３２０の構成を示す概略図である。この図３８（ｂ）に示すように、チューブポンプ３２０は、回転式ポンプであり、回転体３２２と、その回転体３２２の円周部に配置された４つのローラ３２３と、ガイド部材３５０とを備えている。なお、ローラ３２３は、回転体３２２により支持されており、ガイド部材３５０のガイド３５１に沿って円弧状に載置された可撓性のチューブ３２１を加圧するものである。
【０２１４】
このチューブポンプ３２０は、軸３２２ａを中心にして回転体３２２を図３９に示す矢印Ｘ方向に回転させることにより、チューブ３２１に当接している１つ又は２つのローラ３２３が、Ｙ方向に回転しながら、ガイド部材３５０の円弧状のガイド３５１に載置されたチューブ３２１を順次加圧する。これにより、チューブ３２１が変形し、このチューブ３２１内に発生した負圧により、各インクジェットヘッド１００のキャビティ１４１内のインク（液状材料）がキャップ３１０を介して吸引され、気泡が混入し、あるいは乾燥により増粘した不要なインクがノズル１１０を介して、インク吸収体３３０に排出され、このインク吸収体３３０に吸収された排インクがチューブポンプ３２０を介して排インクカートリッジ３４０（図３８参照）に排出される。
【０２１５】
なお、このチューブポンプ３２０は、図示しないパルスモータなどのモータにより駆動される。パルスモータは、制御部６により制御される。チューブポンプ３２０の回転制御に対する駆動情報、例えば、回転速度、回転数が記述されたルックアップテーブル、シーケンス制御が記述された制御プログラムなどは、制御部６のＰＲＯＭ６４などに格納されており、これらの駆動情報に基づいて、制御部６のＣＰＵ６１によってチューブポンプ３２０の制御が行われている。
【０２１６】
次に、本発明の回復手段２４の動作（吐出異常回復処理）を説明する。図４０は、本発明のインクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）における吐出異常回復処理を示すフローチャートである。上述の吐出異常検出・判定処理（図２４のフローチャート参照）において吐出異常のノズル１１０が検出され、その原因が判定されると、印刷動作（印字動作）などを行っていない所定のタイミングで、印字手段３が所定の待機領域（例えば、図３６においてヘッドユニット３５のノズルプレート１５０をキャップ３１０で覆う位置、あるいは、ワイパ３００によるワイピング処理を実施可能な位置）まで移動されて、本発明の吐出異常回復処理が実行される。
【０２１７】
まず、制御部６は、図２４のステップＳ１０７において制御部６のＥＥＰＲＯＭ６２に保存された各ノズル１１０に対応する判定結果を読み出す（ステップＳ９０１）。ステップＳ９０２において、制御部６は、この読み出した判定結果に吐出異常のノズル１１０があるか否かを判定する。そして、吐出異常のノズル１１０がないと判定された場合、すなわち、すべてのノズル１１０から正常に液滴が吐出された場合には、そのまま、この吐出異常回復処理を終了する。
【０２１８】
一方、いずれかのノズル１１０が吐出異常であったと判定された場合には、ステップＳ９０３において、制御部６は、その吐出異常と判定されたノズル１１０が紙粉付着であるか否かを判定する。そして、そのノズル１１０の出口付近に紙粉が付着していないと判定された場合には、ステップＳ９０５に移行し、紙粉が付着していると判定された場合には、上述のワイパ３００によるノズルプレート１５０へのワイピング処理を実行する（ステップＳ９０４）。
【０２１９】
ステップＳ９０５において、続いて、制御部６は、上記吐出異常と判定されたノズル１１０が気泡混入であるか否かを判定する。そして、気泡混入であると判定された場合には、制御部６は、すべてのノズル１１０に対してチューブポンプ３２０によるポンプ吸引処理を実行し（ステップＳ９０６）、この吐出異常回復処理を終了する。一方、気泡混入でないと判定された場合には、制御部６は、上記計測手段１７によって計測された振動板１２１の残留振動の周期の長短に基づいて、チューブポンプ３２０によるポンプ吸引処理又は吐出異常と判定されたノズル１１０のみもしくはすべてのノズル１１０に対するフラッシング処理を実行し（ステップＳ９０７）、この吐出異常回復処理を終了する。
【０２２０】
以上のように、本発明の第１実施形態における液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）では、複数の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド１００）に対する吐出の異常及びその原因を検出するヘッド異常検出手段１０と、液滴吐出ヘッド１００のノズル１１０から液滴の吐出動作が行われた際に、このヘッド異常検出手段１０によりこのノズル１１０に対して吐出の異常が検出された場合には、その吐出異常の原因に応じて、回復処理を実行する回復手段（例えば、ポンプ吸引処理におけるチューブポンプ３２０、ワイピング処理におけるワイパ３００など）とを備えることとした。
【０２２１】
したがって、本発明の液滴吐出装置によって、吐出異常の原因に対応する適切な回復処理（フラッシング処理、ポンプ吸引処理及びワイピング処理のいずれか又は２つ）を実行することができるので、従来の液滴吐出装置におけるシーケンシャルな回復処理とは異なり、回復処理を行った際に発生する無駄な排インクを減らすことができ、それによって、液滴吐出装置全体のスループットの低下又は悪化を防止することができる。
【０２２２】
また、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）は、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド１００）に静電アクチュエータ１２０の駆動により変位される振動板１２１を設け、ヘッド異常検出手段１０は、液滴吐出動作時におけるこの振動板１２１の残留振動の振動パターン（例えば、残留振動の周期）に基づいて、液滴の吐出異常を検出する構成としている。
【０２２３】
したがって、本発明によって、従来の吐出異常を検出可能な液滴吐出装置に比べ、他の部品（例えば、光学式のドット抜け検出装置など）を必要としないので、液滴吐出ヘッドのサイズを大きくすることなく液滴の吐出異常を検出することができるとともに、吐出異常（ドット抜け）検出を行うことができる液滴吐出装置の製造コストを低く抑えることができる。また、本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出動作後の振動板の残留振動を用いて液滴の吐出異常を検出しているので、印字動作の途中でも液滴の吐出異常を検出することができる。
【０２２４】
なお、本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法では、吐出異常とその原因を検出する手段及び方法は、上述のような振動板１２１の残留振動の振動パターンを検出して解析する方法に限定されず、どのような検出方法を用いたとしても、吐出異常の原因が特定されていれば、適切な回復処理を選択することができる。吐出異常（ドット抜け）の検出方法としては、例えば、レーザ等の光学センサを直接ノズル内のインクメニスカスに照射反射させ受光素子によってメニスカスの振動状態を検知し、振動状態から目詰まりの原因を特定する方法や、一般的な光学式のドット抜け検出装置（飛翔液滴がセンサの検知範囲に入ったか否かを検出する）と、吐出動作後の時間経過の計測結果から、液滴の有無を検出すると共にドット抜けが生じた場合のインクジェットヘッドの時間経過データを基に乾燥時間内で発生した現象については乾燥と推定し、乾燥時間外に発生した現象については紙粉、あるいは気泡と推定する方法や、上記の構成に振動センサを追加し、ドット抜けが発生する前に気泡が混入し得る振動が加わったかどうかを判定し、加わっていた場合は気泡混入と推定する方法（この場合、ドット抜けの検出手段は光学式に限定される必要はなく、例えば、インク吐出を受けて熱感知部の温度変化を検知する熱感知式や、インク滴を帯電させて吐出し着弾した検出電極の電荷量の変化を検出する方法や、インク滴が電極間を通過する事によって変化する静電容量式の検出を用いてもよい）や、紙粉付着の検出方法として、ヘッド面の状態をカメラ等により画像情報として検出、あるいはレーザ等の光学センサをヘッド面付近で走査し紙粉付着の有無を検出する方法などが考えられる。
【０２２５】
また、回復手段２４が実行する回復処理の一つであるポンプ吸引回復処理は、乾燥などにより増粘が進んだ場合と気泡混入の場合に対して有効な処理であり、いずれの原因においても同様の回復処理が取られ得るため、ヘッドユニット３内にポンプ吸引処理が必要な気泡混入と乾燥増粘のインクジェットヘッド１００を検出した場合には、図４０のフローチャートのステップＳ９０５〜Ｓ９０７のように個別に処理を決定せず、気泡混入のインクジェットヘッド１００と乾燥増粘のインクジェットヘッド１００に対して一度にポンプ吸引処理を実行してもよい。すなわち、ノズル１１０付近に紙粉が付着しているか否かを判断した後は、気泡混入か乾燥増粘かの判断をせず、ポンプ吸引処理を実行してもよい。また、ポンプ吸引処理は、吐出異常が発生したインクジェットヘッド１００を含む所定の領域に対して行ってもよく、吐出異常が発生したインクジェットヘッド１００を含むヘッドユニット３５すべて又はインクの種類別に対して行ってもよい。
【０２２６】
次に、本発明の粘度検出手段３０について説明する。図４１は、図２に示す粘度検出手段３０の概略的なブロック図である。なお、図１６のブロック図に示された構成要素と同様の構成については、同一の符号を付するとともに、その説明を省略する。ここで、図１６及び図４１のブロック図と図２３のブロック図を比較すると分かるように、残留振動検出手段１６と判定手段２０とは、ヘッド異常検出手段１０と粘度検出手段３０とで共用されてもよく、また、別々に設けられてもよい。
【０２２７】
図２３の説明でも示したように、波形整形回路１５のオペアンプ１５１の出力信号は、ピーク検出手段２７に入力される。ピーク検出手段２７は、例えば、図４３の回路図（ピークホールド回路）に示すような回路構成を有し、上述した振動板１２１の残留振動波形の振幅のピーク値（波高値）をホールド（保持）するためのものである。
【０２２８】
図４３に示すピークホールド回路について説明する。オペアンプＡｐ１は、非反転増幅器であり、残留振動波形（減衰振動波形）の電圧値により、ダイオードＤｐ２、抵抗素子Ｒｐ２を介してコンデンサＣｐ１を充電する。オペアンプＡｐ２は、バッファとして動作し、コンデンサＣｐ１に充電された電圧値を出力する。このコンデンサＣｐ１の充電電圧は、抵抗素子Ｒｐ２を介して、オペアンプＡｐ１の反転入力端子に接続されている。オペアンプ（バッファ）Ａｐ２の出力電圧は、ダイオードＤｐ２の順方向電圧分だけ充電電圧が低下しているために、入力信号の残留振動波形の電圧と電位差が発生し、その電位差分を補うようにコンデンサＣｐ１が充電される。したがって、このピークホールド回路は、ダイオードＤｐ２の順方向電圧分をキャンセルするような構成となっている。
【０２２９】
一方、残留振動波形の電圧がほぼ０となった場合にバッファ電圧との電位差が最大となり、ダイオードＤｐ２に大きな逆バイアスがかかるため、このピークホールド回路は、バッファＡｐ２の出力電圧＞残留振動波形の電圧値の状態で、ダイオードＤｐ１の順方向電圧以上となったときにダイオードＤｐ１が導通し、オペアンプＡｐ１の入力端子間の電位をダイオードＤｐ１の順方向電圧に保持している。したがって、ダイオードＤｐ２は、バッファ電圧＋ダイオードＤｐ１の順方向電圧の逆バイアスに抑えるように構成されている。なお、バッファＡｐ２の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルデータに変換され、このデジタルに数値化された残留振動のピーク電圧を判定手段２０に出力するように構成されてもよい。
【０２３０】
判定手段２０は、ピーク検出手段２７によって検出された残留振動波形のピーク値（波高値）に基づいて、インクジェットヘッド１００のキャビティ１４１内のインク粘度を判定するものである。この判定手段２０は、粘度検出手段３０の構成とともに、図４２のブロック図を用いて説明する。図４２は、図４１に示す粘度検出手段３０内の判定手段２０の概略的なブロック図である。この判定手段２０は、減算器２８と、粘度判定手段２９とから構成される。また、ピーク検出手段２７及び減算器２８は、その検出タイミングを調整するタイミング生成手段３６に接続される。以下、各構成要素について説明する。
【０２３１】
上述のヘッド異常の検出処理における駆動回路１８とヘッド異常検出手段１０とを切り替える駆動／検出切替信号が、ヘッド異常を検出するのと同じタイミングでタイミング生成手段３６に入力される。タイミング生成手段３６は、駆動回路１８が出力する駆動信号に基づいて、Ｒｅｓｅｔ信号と、ＣＬＲ信号と、Ｌｓ信号とを生成する。すなわち、駆動信号の検出動作をした次のパルスの入力のタイミングで、所定の時間だけＨｉｇｈレベルとなるＬｓ信号を生成し、このＬｓ信号の立ち下がりエッジに同期してＲｅｓｅｔ信号が生成される。また、ＣＬＲ信号は、駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、駆動休止期間中Ｈｉｇｈレベルとなり、駆動信号の次の入力パルスの立ち上がりエッジに同期して、Ｌｏｗレベルとなる。
【０２３２】
上述のように、ピーク検出手段２７は、残留振動波形の最大波高値を保持して検出するものであり、Ｒｅｓｅｔ信号が入力されるとその検出結果はクリアされる。このピーク検出手段２７の出力信号は、減算器２８に入力される。減算器２８は、上記ＣＬＲ信号がＨｉｇｈレベルの間は作動せず、ＣＬＲ信号がＬｏｗレベルとなると、減算動作が許可され、このタイミングにおいて、記憶手段６２に記憶されている基準波高値からピーク検出手段２７によって検出された波高値を減算し、その減算結果を粘度判定手段２９に出力する。ここで、基準波高値とは、例えば、温度センサ３７によって計測されたインクジェットヘッド１００の周辺温度（環境温度）が２５℃のときの残留振動の最大波高値を数値化したものである。
【０２３３】
粘度判定手段２９は、この減算器２８の減算結果と、記憶手段６２に記憶されている比較基準値を比較して、インクジェットヘッド１００（インクカートリッジ３１）内のインク粘度を判定する。この比較基準値とは、基準波高値に到達した場合における減算値（＝０：理想値）に、インク粘度の使用可能な範囲（液滴吐出装置の動作可能範囲）を見込んだ許容範囲を持つ値（範囲）である。本実施形態では、比較基準値は、例えば、環境温度が１０℃から４０℃までの範囲におけるインク粘度の範囲である（図４５参照）。
【０２３４】
記憶手段６２は、上述のように、減算器２８に基準波高値データを出力するとともに、粘度判定手段２９に比較基準値データを出力する。そして、記憶手段６２は、Ｌｓ信号の入力のタイミングで、粘度判定手段２９において判定された判定結果を保持し、所定の保存領域に記憶する。上述のヘッド異常検出・判定処理においていずれかのインクジェットヘッド１００にヘッド異常が発生していると判定され、記憶手段６２にインク粘度データが記憶されているとき、回復手段２４による回復処理がチューブポンプ３２０によるポンプ吸引処理の場合、粘度検出手段３０によって検出されたインク粘度に応じて、このチューブポンプ３２０の吸引時間又は出力が設定されてもよく、回復処理がフラッシング処理の場合、粘度検出手段３０によって検出されたインク粘度に応じて、インクを予備的に吐出する回数が設定されてもよい。
【０２３５】
図４４は、タイミング生成手段３６によって生成される信号のタイミングを示すタイミングチャートである。このタイミングチャートを参照して、図４２に示す各構成要素の動作を説明する。駆動回路１８から切替手段２３を介して静電アクチュエータ１２０に駆動信号が入力されると、その駆動パルスの立ち下がりエッジに同期して、切替手段は、駆動／検出切替信号に応じて、静電アクチュエータ１２０との接続を、駆動回路１８から発振回路１１に切り替える。
【０２３６】
駆動／検出切替信号がＨｉｇｈレベルになると、振動板１２１の残留振動に基づいて、発振回路１１が発振し、残留振動検出手段１６の波形整形回路１５から残留振動波形が出力される。そして、ピーク検出手段２７は、その残留振動波形のピーク値（最大波高値）を保持する。保持したピーク値は、減算器２８に出力され、ＣＬＲ信号（駆動／波形切替信号と同様の波形）がＬｏｗレベルになるとき、減算器２８は、基準波高値からこのピーク値を減算し、粘度判定手段２９に出力する。粘度判定手段２９は、減算器２８の減算結果と比較基準値とを比較し、その比較結果（判定結果）を記憶手段６２に出力する。
【０２３７】
次の駆動パルスの立ち上がりエッジに同期して、Ｌｓ信号がＨｉｇｈレベルとなり、そのＬｓ信号が記憶手段６２に入力されると、記憶手段６２は、粘度判定手段２９の判定結果を記憶する。そして、Ｌｓ信号の立ち下がりエッジに同期して、Ｒｅｓｅｔ信号がＨｉｇｈレベルになると、そのＲｅｓｅｔ信号がピーク検出手段２７に入力され、ピーク検出手段２７は、保持していたピーク値（最大波高値）をリセット（クリア）する。なお、比較基準値は、最大基準値と最小基準値とで定義され、減算器２８の減算結果がこの範囲内にあるとき、粘度判定手段２９は、インク粘度が正常である（インクジェットプリンタ１の動作可能範囲内である）と判定する。
【０２３８】
図４５及び図４６は、この動作可能範囲と残留振動の振幅量及び減算結果の偏差εとの関係を示すグラフである。図４５は、インクジェットヘッド１００の周辺温度とインク粘度との関係を示すグラフである。このグラフからも分かるように、周辺温度が上昇すると、インク粘度は小さくなる。また、図４６は、減算結果の偏差εとインク粘度との関係を示すグラフである。この偏差εが大きくなるにつれて、インク粘度は大きくなっており、図４５のグラフと概ね線対称となるグラフとなっている。
【０２３９】
インクジェットヘッド１００の周辺温度の変化に対する残留振動波形の振幅量の変化を図４７に示す。この図４７から分かるように、振動板１２１の残留振動波形は、周辺温度が上昇するにつれて、その振幅量が大きくなる。したがって、図４５のグラフと図４７のグラフから、インク粘度が上昇するにつれて、残留振動波形の振幅量が小さくなることが分かる。本発明の粘度検出手段３０は、この点を利用して、例えば、基準振幅量と検出された振幅量との差を用い、記憶手段６２に予め記憶されているルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照して、インク粘度を検出している。
【０２４０】
また、上述したヘッド異常時における残留振動波形を比較する。図４８は、ヘッド異常が発生したときと正常なときの残留振動波形を示す図である。上述のように、ヘッド異常の原因が気泡混入の場合、残留振動の周期が短くなり、乾燥増粘の場合、残留振動の周期が非常に長くなるとともに、残留振動波形が過減衰となり、紙粉付着の場合、残留振動の周期が長くなる。このように、本発明のヘッド異常検出手段１０は、残留振動波形の周期に基づいて、ヘッド異常の有無とその原因を特定している。
【０２４１】
ここで、残留振動の周期は、静電アクチュエータ１２０の静電容量成分の変化によって変化するのであるが、残留振動の振幅量は、この静電容量成分の変化、すなわち、ヘッド異常の原因によってそれほど変化しないことが実験から分かっている。そのため、同じ周辺温度の場合には、振幅量の大小により、インク粘度を検出することができる。
【０２４２】
しかしながら、この残留振動波形の周期の検出（推定）には１つの例外がある。すなわち、インク温度が低い場合、すなわち、インク粘度が高い場合の残留振動波形の周期と、インク温度が高いがノズル１１０出口付近に紙粉が大量に付着した場合の残留振動波形の周期とは、ほぼ同じような実験結果が得られた。一例では、周辺温度が４０℃で紙粉付着が多い場合と、周辺温度が２０℃の場合とにおける残留振動波形の周期である。そこで、このような場合には、温度センサ３７などを用いて、インクジェットヘッド１００の周辺温度と残留振動波形の振幅量及び周期の組み合わせに基づいて、ヘッド異常の原因を判定することができる。
【０２４３】
ここでは、３つの判定方法を示す。まず、第１の判定方法では、▲１▼温度センサ３７を用いてインクジェットヘッド１００の周辺温度を測定し、その測定温度と基準温度（例えば、２５℃）との差を用いて、記憶手段６２に予め記憶されているＬＵＴを参照し、残留振動波形の振幅量と、周期の正常範囲（インク粘度推測可能範囲）を求める。そして、▲２▼検出された残留振動波形の周期が記憶手段６２に記憶されている変化量（所定の変位量）の範囲内にある場合には、検出対象となったノズル１１０は正常である（ヘッド異常がない）と判断し、残留振動波形の振幅量に基づいて、インク粘度を検出する。あるいは、残留振動波形の振幅量が所定の変化量の範囲内（正常範囲内）にある場合、検出対象となったノズル１１０は正常であると判断し、残留振動波形の振幅量に基づいて、インク粘度を推測する。あるいは、残留振動波形の振幅量及び動周期が正常範囲内にある場合は、検出対象となったノズル１１０は正常であると判断し、残留振動波形の振幅量に基づいて、インク粘度を推測する。▲３▼また、残留振動波形の振幅量及び／又は振幅周期が正常範囲外にある場合には、上述の例外を考慮して、残留振動波形の周期に基づいて、ヘッド異常の原因を特定し、その原因に応じた回復動作を実行する。
【０２４４】
次に、第２の判定方法では、▲１▼温度センサ３７を用いることなく、ヘッド異常又はインク粘度の検出は、基準温度（例えば、２５℃）における残留振動波形の振幅量及び／又は周期からの変化量から求める。以下、▲２▼、▲３▼は第１の判定方法と同様である。
最後に、第３の判定方法では、第２の判定方法と同様に、温度センサ３７を用いずに、定期的にインク粘度を検出し、その検出結果を記憶手段６２に記憶させる。そして、インク粘度のサンプリング数を増やすことにより、残留振動波形の振幅量、周期の正常範囲を判断（推測）する。以下、▲２▼、▲３▼は第１の判定方法と同様である。
【０２４５】
なお、周期の正常範囲とは、例えば、正常にインクを吐出している状態における周辺温度１０℃のときの周期から４０℃のときの周期までの範囲や、上述のように、気泡混入又は乾燥増粘と判定しないＴｒの範囲をいう。また、振幅の変化量の正常範囲とは、例えば、正常にインクを吐出している状態における周辺温度１０℃のときの振幅量から４０℃のときの振幅量までの範囲などをいう。
【０２４６】
このような第１〜第３の判定方法を利用することにより、ヘッド異常の原因を特定することができるとともに、正確なインク粘度の検出を行うことができる。また、温度センサ３７を用いて、残留振動波形の周期とインクジェットヘッド１００の周辺温度とを比較することにより、ヘッド異常として判定することが困難であった周辺温度が高いときの紙粉付着と周辺温度が低いときの増粘（粘度増加）とを区別することができるので、より適切な回復処理を実行することができる。
【０２４７】
次に、ヘッド異常が発生していないときに、インク粘度に応じて実行する印刷（印字）処理について説明する。図４９は、インク粘度とインクジェットヘッド１００の使用時間（放置時間）との関係を示すグラフである。このグラフにおいて、斜線部分はインクジェットプリンタ１の駆動制御が不可能な（好ましくない）領域であり、放置時間をしきい値（縦軸と平行な太線）を過ぎている場合には、報知手段は、インクカートリッジ３１の交換をインクジェットプリンタ１のユーザに促すように構成されてもよい。また、インク粘度のしきい値（横軸と平行な太線）を超えてインク粘度が増加している場合には、回復手段２４による適切な回復処理（この場合、ポンプ吸引処理）が実行され得る。さらに、規定値を超えた場合には、インクジェットプリンタ１の印刷処理（インクジェットヘッド１００の吐出駆動動作）を停止するように構成されてもよい。
【０２４８】
ここで、インク粘度及び放置時間がインクジェットプリンタ１の駆動制御領域にいる場合でも、インク粘度は経時変化をしているので、好ましくは、そのインク粘度に応じて、適切な補正処理を実行すべきである。この補正方法としては、インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０の駆動波形を補正制御する方法と、印刷データ（印字データ）を補正する方法とがある。駆動波形の補正制御方法は、図４９に示すインク粘度の経時変化に応じて、駆動回路１８の駆動波形生成手段１８１が生成する駆動波形（電圧波形）の電圧値を変更することにより実行することができる。
【０２４９】
また、印字データを補正する方法は、図５０のような印字データ補正手段を利用することにより実行できる。図５０は、インク粘度の経時変化に応じて、印字データを補正して印字処理を実行するための構成を示すブロック図であり、図５１は、印字データ補正処理で使用する入出力データの関係を示すグラフである。以下、図５０に示す構成について説明する。
【０２５０】
上述したように、インクジェットプリンタ１は、ホストコンピュータ８からＩＦ９を介して印刷データを受信すると、制御部６は、その印刷データ（印字データ）をＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２に格納し、所定の変換処理をした後に、印字データ修正手段３８に出力する。また、粘度検出手段３０は、インクジェットヘッド１００の振動板１２１の残留振動波形からインク粘度を検出し、その検出したインク粘度を同様に印字データ修正手段３８に出力する。印字データ修正手段３８は、粘度検出手段３０から入力されたインク粘度に基づいて、印字データを補正（修正）して、その修正された印字データを吐出選択手段１８２に出力する。吐出選択手段１８２は、上述のように、入力された印字データに基づいて、いずれのインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０を駆動するか選択し、その選択に基づいて、複数のインクジェットヘッド１００は、インク滴の吐出動作を行う。
【０２５１】
ここで、印字データ修正手段３８は、図５１に示す印字データの補正のためのルックアップテーブルの入出力関係を達成するように印字データを修正する。なお、このルックアップテーブルは、入出力データが２５６階調であることを前提としているが、印字データ修正手段３８の入出力データは２５６階調に限らず、どのようなデータでもよい。インク粘度が増加すると、１回の吐出動作によって吐出されるインク滴の量が減少するので、この印字データ修正手段３８は、入力された吐出回数（入力データ）をそのままインクジェットヘッド１００に吐出させず、入力よりも多い吐出回数となるように印字データを補正してその補正された吐出回数だけ吐出するように印字データを修正する。
【０２５２】
次に、ヘッド異常検出手段１０及び粘度検出手段３０の各動作を説明する。まず、温度センサ３７の検出結果を利用しない場合におけるヘッド異常及び粘度の検出処理を説明する。図５２及び図５３は、本発明の一実施形態におけるヘッド異常検出・判定及び粘度検出処理を示すフローチャートである。印字データ（吐出データ）に対応する駆動信号がヘッドドライバ３３の駆動回路１８から入力され、それにより、図２０及び図４４のタイミングチャートに示すような駆動信号のタイミングに基づいて、静電アクチュエータ１２０の両電極間に駆動信号（電圧信号）が印加される（ステップＳ１００１）。そして、制御部６は、駆動／検出切替信号に基づいて、吐出動作（吐出しない程度の静電アクチュエータの駆動を含む。以下同じ。）を行ったインクジェットヘッド１００が駆動休止期間であるか否かを判断する（ステップＳ１００２）。
【０２５３】
駆動／検出切替信号が切替手段２３に入力されると、切替手段２３によって、静電アクチュエータ１２０、すなわち、発振回路１１を構成するコンデンサは、駆動回路１８から切り離され、ヘッド異常検出手段１０（検出回路）側、すなわち、残留振動検出手段１６の発振回路１１に接続される（ステップＳ１００３）。そして、残留振動検出手段１６は、前述した残留振動検出処理を実行し（ステップＳ１００４）、計測手段１７は、この残留振動検出処理において検出された残留振動波形データから所定の数値を計測する（ステップＳ１００５）。ここでは、上述のように、計測手段１７は、残留振動波形データからその残留振動の周期を計測する。
【０２５４】
次いで、判定手段２０によって、計測手段の計測結果に基づいて、前述した吐出異常判定処理が実行され（ステップＳ１００６）、その判定結果を制御部６のＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２の所定の格納領域に保存する（ステップＳ１００７）。ここで、吐出異常判定処理と並行して、判定手段２０は、正常に吐出した場合の基準周期と、上記で検出された周期を比較し（ステップＳ１０１０）、検出された周期Ｔｗが正常範囲にあるか否かを判断する（ステップＳ１０１１）。正常範囲にないと判定された場合は、ヘッド異常（吐出異常）が発生していると考えられるので、インク粘度を検出することなく図５３に示す処理を終え、ステップＳ１００７に移行する。
【０２５５】
残留振動の周期Ｔｗが正常範囲にあると判定された場合には、ピーク検出手段２７は、残留振動波形の最大波高値を検出し（ステップＳ１０１２）、減算器２８は、その最大波高値の値を記憶手段６２に予め設定されている基準波高値から減算する（ステップＳ１０１３）。そして、タイミング生成手段３６によってＬｓ信号が発生したか否かが判定され、発生されると、粘度判定手段２９は、検出された振幅量（最大波高値）からインク粘度を検出（判定）する（ステップＳ１０１５）。記憶手段６２は、その検出されたインク粘度を所定の保存領域に保存する（ステップＳ１００７）。
【０２５６】
そして、ステップＳ１００８において、対象のインクジェットヘッド１００が駆動期間であるか否かが判断される。すなわち、駆動休止期間が終了して、次の駆動信号が入力されたか否かが判断され、次の駆動信号が入力されるまで、このステップＳ１００８で待機している。
次の駆動信号のパルスが入力されるタイミングで、駆動信号の立ち上がりエッジに同期して駆動／検出切替信号がＬｏｗレベルになると（ステップＳ１００８で「ｙｅｓ」）、切替手段２３は、静電アクチュエータ１２０との接続を、ヘッド異常検出手段（検出回路）１０から駆動回路１８に切り替えて（ステップＳ１００９）、このヘッド異常検出及び粘度検出処理を終了する。
【０２５７】
次に、温度センサ３７の検出結果を利用する場合におけるヘッド異常及び粘度の検出処理を説明する。図５４及び図５５は、本発明の別の実施形態におけるヘッド異常検出・判定及び粘度検出処理を示すフローチャートである。上述の場合と同様に、印字データ（吐出データ）に対応する駆動信号がヘッドドライバ３３の駆動回路１８から入力され、それにより、図２０及び図４４のタイミングチャートに示すような駆動信号のタイミングに基づいて、静電アクチュエータ１２０の両電極間に駆動信号（電圧信号）が印加される（ステップＳ１１０１）。そして、制御部６は、駆動／検出切替信号に基づいて、吐出動作を行ったインクジェットヘッド１００が駆動休止期間であるか否かを判断する（ステップＳ１１０２）。
【０２５８】
駆動／検出切替信号が切替手段２３に入力されると、切替手段２３によって、静電アクチュエータ１２０、すなわち、発振回路１１を構成するコンデンサは、駆動回路１８から切り離され、ヘッド異常検出手段１０（検出回路）側、すなわち、残留振動検出手段１６の発振回路１１に接続される（ステップＳ１１０３）。そして、残留振動検出手段１６は、前述した残留振動検出処理を実行し（ステップＳ１１０４）、ピーク検出手段２７は、残留振動波形の最大波高値を検出し（ステップＳ１１０５）、粘度判定手段２９は、このように検出された最大波高値と、基準波高値とを比較する（ステップＳ１１０６）。これにより、最大波高値と基準波高値の差が偏差εとして得られる。
【０２５９】
ステップＳ１１０７において、タイミング生成手段３６によりＬｓ信号が発生されたか否かが判断され、このＬｓ信号が発生するまでこのステップＳ１１０７で待機する。Ｌｓ信号が発生すると、ステップＳ１１０８において、上記のように得られた偏差εが正常範囲にあるか否かが判定される（図４６参照）。偏差εが正常範囲にない場合には、ヘッド異常（吐出異常を含む）が発生しているものと考えられ、吐出異常判定処理（図２６参照）を実行する（ステップＳ１１１２）。また、偏差εが正常範囲にある場合には、粘度検出手段３０は、検出された振幅量からインク粘度を検出し（ステップＳ１１０９）、温度センサ３７によって検出されたインクジェットヘッド１００の周辺温度が制御部６により読み込まれる（ステップＳ１１１０）。
【０２６０】
ステップＳ１１１１において、制御部６は、このように読み込まれた周辺温度と、検出されたインク粘度との組み合わせが正しいか否かが判断される。上述したような例外がある場合、すなわち、これらの組み合わせが正しくない場合には、図２６に示す吐出異常検出処理が実行される（ステップＳ１１１２）。そして、ヘッド異常（吐出異常）の判定結果とともに、インク粘度の検出結果が、記憶手段６２に保存される（ステップＳ１１１３）。
【０２６１】
そして、ステップＳ１１１４において、対象のインクジェットヘッド１００が駆動期間であるか否かが判断される。すなわち、駆動休止期間が終了して、次の駆動信号が入力されたか否かが判断され、次の駆動信号が入力されるまで、このステップＳ１１１４で待機している。
次の駆動信号のパルスが入力されるタイミングで、駆動信号の立ち上がりエッジに同期して駆動／検出切替信号がＬｏｗレベルになると（ステップＳ１１１４で「ｙｅｓ」）、切替手段２３は、静電アクチュエータ１２０との接続を、ヘッド異常検出手段（検出回路）１０から駆動回路１８に切り替えて（ステップＳ１１１５）、このヘッド異常検出及び粘度検出処理を終了する。
【０２６２】
なお、このフローチャートでは、計測手段１７による残留振動の周期の計測処理についてはステップを示していないが、吐出異常判定処理（ステップＳ１１１２）を実行するためには必要となるので、残留振動検出処理（ステップＳ１１０４）後、適当なタイミングで残留振動の周期が計測される。このように、この処理では、温度センサ３７により、検出されたインク粘度が周辺温度に対して適切であるかを判断することができるので、より正確なヘッド異常の原因を特定できるとともに、回復手段２４は、特定されたヘッド異常の原因に応じて、適切な回復処理を実行することができる。
【０２６３】
次に、ヘッド異常が発生していない場合におけるインクジェットプリンタ１の印字処理について説明する。上述のように、ヘッド異常が発生していない場合には、検出されたインク粘度に応じて、駆動回路１８から出力される駆動波形を補正するか、あるいは、印字データを修正することによって、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）は、よりきれいな（正確な）印刷処理を実行することができる。
【０２６４】
まず、駆動波形を補正する場合について説明する。図５６は、インクジェットプリンタ１の印字処理における駆動波形の補正処理を示すフローチャートである。制御部６は、ホストコンピュータ８からＩＦ９を介して印刷処理のための印字データを取得すると（ステップＳ１２０１）、ＲＧＢの２５６階調データからＣＭＹＫの２５６階調データへの色変換処理を実行し（ステップＳ１２０２）、ハーフトーン処理を実行してＣＭＹＫの２階調データへと変換する（ステップＳ１２０３）。そして、このように変換された印字データを取得すると（ステップＳ１２０４）、制御部６は、インク粘度が検出されているか否かを判断し（ステップＳ１２０５）、検出されている場合には、その検出されたインク粘度（検出結果）を記憶手段６２から読み出す（ステップＳ１２０６）。
【０２６５】
駆動回路１８の駆動波形生成手段１８１は、このように読み出されたインク粘度に基づいて、インクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０を駆動するための駆動波形を補正する（ステップＳ１２０７）。すなわち、例えば、図４６のグラフに示しているように、動作可能範囲であってもインク粘度にはある程度の幅があるので、駆動波形生成手段１８１は、検出されたインク粘度が大きい場合には、駆動波形の電圧値を大きくし、逆に小さい場合には、駆動波形の電圧値を小さくするように、インクジェットヘッド１００の駆動信号を生成する。
【０２６６】
そして、生成された駆動波形（駆動信号）が切替手段２３を介してインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０に入力されると（ステップＳ１２０８）、この駆動信号に応じて、インクジェットヘッド１００は、インク吐出動作を実行する（ステップＳ１２０９）。このように、検出されたインク粘度に応じて、インクジェットヘッド１００の駆動波形を補正することにより、より正確な印刷処理を実行することができる。
【０２６７】
次いで、印字データを補正する場合について説明する。図５７は、インクジェットプリンタ１の印字処理における印字データの修正処理を示すフローチャートである。制御部６は、ホストコンピュータ８からＩＦ９を介して印刷処理のための印字データを取得すると（ステップＳ１３０１）、まず、インク粘度が検出されているか否かを判断し（ステップＳ１３０２）、検出されていない場合には、ステップＳ１３０６に移行して、通常の印字処理を行う。
【０２６８】
一方、予めインク粘度が検出されていた場合には、制御部６は、その検出されたインク粘度（検出結果）を記憶手段６２から読み出し（ステップＳ１３０３）、図５１に示すようなルックアップテーブルを読み出す（ステップＳ１３０４）。そして、制御部６は、このルックアップテーブルから色変換テーブルを読み出し（ステップＳ１３０５）、ＲＧＢの２５６階調データからＣＭＹＫの２５６階調データへの色変換処理を実行し（ステップＳ１３０６）、ハーフトーン処理を実行してＣＭＹＫの２階調データへと変換する（ステップＳ１３０７）。そして、このように変換された印字データを取得すると（ステップＳ１３０８）、駆動波形（駆動信号）を切替手段２３を介してインクジェットヘッド１００の静電アクチュエータ１２０に入力し（ステップＳ１３０９）、インクジェットヘッド１００は、この入力された駆動波形に基づいて、インク吐出動作を実行する（ステップＳ１３１０）。このように、印字データを修正することにより、上記駆動波形を補正する場合と同様に、より正確な印刷処理を実行することができる。
【０２６９】
次に、インク粘度を検出したときのヘッド異常の原因を解消させる回復処理について説明する。図５８及び図５９は、インク粘度を検出したときにヘッド異常が発生していた場合において実行される回復処理のフローチャートである。制御部６は、記憶手段６２に保存されているヘッド異常の判定結果を読み出して（ステップＳ１４０１）、吐出異常（ヘッド異常）のノズル１１０（インクジェットヘッド１００）があるか否かを判断する（ステップＳ１４０２）。そして、ヘッド異常のノズル１１０がない場合には、そのままこの回復処理を終了する。
【０２７０】
一方、ヘッド異常のノズル１１０があると判断された場合には、続いて、そのヘッド異常の原因が紙粉付着であるか否かが判断される（ステップＳ１４０３）。紙粉付着のノズル１１０がない場合には、ステップＳ１４０７に移行する。紙粉付着のノズル１１０がある場合には、制御部６は、記憶手段６２に保存されているインク粘度を読み込んで（ステップＳ１４０４）、そのインク粘度に応じて、回復手段２４の動作量を設定変更し（ステップＳ１４０５）、ワイピング処理を実施する（ステップＳ１４０６）。ここで、この場合、回復手段２４の動作量は、ヘッドユニット３５のノズル面を拭き取るワイピング処理の実施回数である。
【０２７１】
ステップＳ１４０７において、ヘッド異常の原因が気泡混入であるか否かが判断される。気泡混入のノズル１１０がある場合には、制御部６は、記憶手段６２に保存されているインク粘度を読み込んで（ステップＳ１４０８）、そのインク粘度に応じて、回復手段２４の動作量を設定変更し（ステップＳ１４０９）、ポンプ吸引処理を実施する（ステップＳ１４１０）。ここで、この場合、回復手段２４の動作量は、ポンプ吸引処理におけるチューブポンプ３２０の吸引時間又はチューブポンプ３２０の出力（電力）である。したがって、検出されたインク粘度が高ければ、チューブポンプ３２０による吸引時間を長くしたり、チューブポンプ３２０の吸引圧力を高くしたりすることにより、確実に回復処理を実行することができる。
【０２７２】
一方、気泡が混入しているノズル１１０がない場合には、制御部６は、インクジェットプリンタ１の待機時間を計時手段２５から読み込み（ステップＳ１４１１）、この待機時間が予め設定されている閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ１４１２）。待機時間が所定の閾値を超えている場合には、制御部６は、記憶手段６２からインク粘度を読み出し（ステップＳ１４１３）、そのインク粘度に応じて、回復手段２４の動作量を設定変更し（ステップＳ１４１４）、ポンプ吸引処理を実施する（ステップＳ１４１５）。回復手段２４の動作量は、上述の場合と同様である。
【０２７３】
また、待機時間が所定の閾値を超えていない場合にも、同様に、制御部６は、記憶手段６２からインク粘度を読み出し（ステップＳ１４１６）、そのインク粘度に応じて、回復手段２４の動作量を設定変更し（ステップＳ１４１７）、フラッシング処理を実施する（ステップＳ１４１８）。ここで、この場合、回復手段２４の動作量は、フラッシング処理（予備的吐出処理）における吐出回数であり、読み出されたインク粘度が高い場合には、フラッシング（吐出）の回数が多くなるように構成される。したがって、検出されたインク粘度を利用することにより、より適切な回復処理を実行することができる。
【０２７４】
次に、図２に示す履歴データ作成手段４０及び異常予測推定手段５０について説明する。履歴データ作成手段４０は、上述のヘッド異常検出・判定処理において記憶手段６２に保存されている振動板１２１の残留振動波形の周期Ｔｗ及び振幅Ａｗと、インクジェットヘッド１００の特性に応じて予め記憶手段６２に保存されている周期及び振幅の基準データＴｃ、Ａｃとの差分、すなわち周期偏差ΔＴと振幅偏差ΔＡとを求め、それらを記憶手段６２に保存する。そして、図６３に示すような、ヘッド異常検出処理毎の経過時間と各偏差との関係における履歴データ（残留振動波形の履歴データ）を作成する。なお、図６３に示す偏差の処理許容値とは、気泡の混入量、粘度、紙粉の付着量などのヘッド異常が発生したと判定され得る限界値を意味し、それを超えた場合には、インクジェットヘッド１００は、これらのヘッド異常によってインク滴を吐出できないような状態になることを意味する。
【０２７５】
履歴データ作成手段４０は、作成した残留振動の履歴データに基づいて、残留振動波形の周期又は振幅の偏差がこの処理許容値に到達するであろう経過時間Ｔ１を特定することができる。そして、異常予測推定手段５０は、履歴データに基づいて特定された前のヘッド異常検出・判定処理からの経過時間Ｔ１を計時手段２５が計測することにより、ヘッド異常の発生し得る時期を予測推定する。本発明では、異常予測推定手段５０によってヘッド異常が発生し得ると予測推定されると、回復手段２４は、その発生したと予測推定されたヘッド異常の原因に応じて、適切な回復処理を予防的に実行する。
【０２７６】
ここで、回復手段２４は、異常予測推定手段５０によって予測推定されたヘッド異常と、ヘッド異常検出手段１０によって検出されたヘッド異常とを区別して、上述のいずれかの回復処理を実行するのが好ましい。すなわち、このように予測推定されたヘッド異常では、実際にはインクジェットヘッド１００がヘッド異常を発生していない場合も考えられるので、回復手段２４は、最低限の回復処理（ここでは、フラッシング処理）を実行するのみで十分である。これにより、無駄な排インクを発生（生じ）させることなく、予防的な回復処理を実行することができる。なお、本発明では、このようなフラッシング処理に限定されず、予測推定されたヘッド異常の原因に応じて、回復手段２４は、適切な回復処理を実行してもよい。
【０２７７】
次に、本発明の液滴吐出装置の動作であるヘッド異常の予測及び回復処理（ヘッド異常の予測及び回復方法）を説明する。図６４は、本発明の異常予測処理を示すフローチャートである。本発明のインクジェットプリンタ１は、所定のタイミング（本実施形態では、例えば、インクジェットプリンタ１への電源投入時など）でこの異常予測処理を実行する。まず、制御部６は、ヘッド異常（吐出異常）の予測をするための測定回数を設定し（ステップＳ１５０１）、計時手段２５による計時をスタートさせる（ステップＳ１５０２）。
【０２７８】
なお、測定回数の設定は、記憶手段６２に予め格納されている測定回数データ（インクジェットプリンタ１のユーザにより設定変更可能に構成されてもよい）を制御部６のＣＰＵ６１が読み出してＲＡＭ６３に設定してもよく、あるいは、電源投入時などの所定のタイミングで、測定回数入力画面を操作パネル７の表示部もしくはホストコンピュータ８に表示して、ユーザに測定回数の入力を促してもよい。
【０２７９】
ステップＳ１５０３において、制御部６は、ホストコンピュータ８などの外部装置からＩＦ９を介して印刷指示が入力されたか否か（印刷指示があるか否か）を判断する。そして、印刷指示がないと判断された場合には、制御部６は、計時手段２５が予め設定された所定の時間（計時手段２５又は記憶手段６２に設定されている）を計測し終えるまで（タイムアップする（ステップＳ１５０４）まで）この状態で待機する。
【０２８０】
ステップＳ１５０４において所定時間を経過する（タイムアップする）と、ヘッド異常検出手段１０は、インク滴を吐出しない程度に静電アクチュエータ１２０を駆動して振動板１２１の残留振動を検出することによるヘッド異常検出処理（インク滴不吐出における検出処理、例えば、図５２及び図５３あるいは図５４及び図５５に示すヘッド異常検出・判定及び粘度検出処理）を実行する（ステップＳ１５０５）。
【０２８１】
ステップＳ１５０６において、判定手段２０は、複数のインクジェットヘッド１００のいずれかにヘッド異常が発生しているか、すなわち、ヘッド異常を発生しているインクジェットヘッド１００があるか否かを判断する。ヘッド異常の発生があると判断された場合には、回復手段２４は、後述する回復処理を実行し（ステップＳ１５０７）、計時手段２５のタイムをクリアし（ステップＳ１５０８）、ステップＳ１５０１に移行して同様の処理を繰り返す。
【０２８２】
一方、ヘッド異常の発生がないと判断された場合には、ステップＳ１５１１に移行し、異常予測推定手段５０は、後述する異常予測処理を実行する。ステップＳ１５１２において、制御部６は、異常予測推定手段５０による異常予測処理が終了したか否かを判断する。異常予測処理が終了していないと判断された場合には、続いて、制御部６は、ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）６２に印字データが保存されているか否かを判断する（ステップＳ１５１５）。印字データがない場合には、計時手段２５のタイマをクリアし（ステップＳ１５０８）、ステップＳ１５０１に移行して同様の処理を繰り返す。
【０２８３】
ステップＳ１５１２において異常予測処理が終了していると判断された場合には、続いて、制御部６は、その異常予測結果に基づいて、回復処理が必要であるか否かを判断する（ステップＳ１５１３）。回復処理が必要であると判断された場合には、ステップＳ１５０７に移行して回復処理を実行し、計時手段２５のタイマをクリアし（ステップＳ１５０８）、ステップＳ１５０１に移行して同様の処理を繰り返す。回復処理が必要でないと判断された場合には、設定された異常予測のためのヘッド異常の測定（検出）回数が終了しているので、ステップＳ１５０１と同様に測定回数を再度設定し（ステップＳ１５１４）、ステップＳ１５１５以降の処理を繰り返す。
【０２８４】
一方、ステップＳ１５０３において印刷指示があると判断された場合には、制御部６は、上述の図３４に示したような印字動作時（印刷処理時）におけるヘッド異常（吐出異常）検出処理を実行する（ステップＳ１５０９）。そして、ステップＳ１５１０において、制御部６は、このように検出処理をした複数のインクジェットヘッド１００のいずれかにヘッド異常が発生しているか否かを判断し、ヘッド異常が発生していると判断された場合には、上述の回復処理を実行する（ステップＳ１５０７）。また、ヘッド異常が発生していないと判断された場合には、異常予測推定手段５０は、後述する異常予測処理を実行し（ステップＳ１５１１）、ステップＳ１５１２以降の処理を繰り返す。
【０２８５】
なお、ステップＳ１５１５において印刷指示された印刷処理の印字データがあるか否かが判断され、印字データがある間は、ステップＳ１５０９に移行して、印刷処理時におけるヘッド異常検出処理以降の処理（ステップＳ１５０９〜Ｓ１５１５）を繰り返す。
ここで、図５２及び図５３、あるいは、図５４及び図５５のフローチャートには示されていないが、異常予測処理（ステップＳ１５１１）を実行するために、振動板１２１の残留振動の周期（例えば、図５２のステップＳ１００５）及び振幅量（例えば、図５３のステップＳ１０１３）を計測後、履歴データ作成手段４０は、残留振動の周期の偏差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔｗ）と、この残留振動の振幅の偏差ΔＡ（＝Ａｃ−Ａｗ）とを演算し、制御部６は、ヘッド異常判定処理の判定結果とともにそれらを記憶手段６２に保存するよう構成される。
【０２８６】
次に、図６４のフローチャートのステップＳ１５０５におけるヘッド異常検出処理の別の例について、図６５を用いて説明する。まず、残留振動検出手段１６は、図２５に示すような残留振動検出処理を実行し（ステップＳ１６０１）、計測手段１７は、残留振動検出処理によって検出された残留振動波形の周期Ｔｗを計測するとともに（ステップＳ１６０２）、この検出された残留振動波形の最大波高値、すなわち、振幅Ａｗを検出（計測）する（ステップＳ１６０３）。
【０２８７】
次いで、上述のように、履歴データ作成手段４０は、残留振動の周期の偏差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔｗ）を演算するとともに（ステップＳ１６０４）、この残留振動の振幅の偏差ΔＡ（＝Ａｃ−Ａｗ）を演算する（ステップＳ１６０５）。そして、判定手段２０及び／又は粘度判定手段２９は、図２６に示すような吐出異常判定処理（ヘッド異常判定処理）を実行し（ステップＳ１６０６）、制御部６は、ΔＴ、ΔＡ及び判定結果を記憶手段６２に保存して（ステップＳ１６０７）、このヘッド異常検出処理を終了する。
【０２８８】
次に、図６４のフローチャートのステップＳ１５１１における異常予測処理（異常予測推定処理）について説明する。本実施形態では、３つの異常予測処理のパターンについて説明する。図６６は、本発明の第１パターンの異常予測処理を示すフローチャートである。本発明の異常予測処理は、ヘッド異常の発生の有無を判定し（ステップＳ１５０６、Ｓ１５１０）、ヘッド異常がない場合に実行される（以下においても同様）。なお、本実施形態では、特に、残留振動の振幅量の履歴データに基づく、インクの増粘によるヘッド異常の予測推定について説明する。
【０２８９】
まず、履歴データ作成手段４０は、上述のように演算された振幅量の偏差ΔＡの履歴データを作成し、制御部６は、この履歴データを記憶手段６２に保存する（ステップＳ１７０１）。ステップＳ１７０２において、制御部６は、図６４のフローチャートのステップＳ１５０１又はステップＳ１５１４において設定されたヘッド異常の測定回数だけ測定処理が行われたか否か、すなわち、設定された測定回数分の測定が終了したか否かを判断する。
【０２９０】
設定された測定回数分の測定処理が終了していないと判断された場合には、正確な異常予測処理（異常予測推定処理）を実行することができないので、実際の異常予測処理を実行せずにそのままこの異常予測処理を終了する。一方、設定された測定回数分の測定処理が終了していると判断された場合には、履歴データ作成手段４０又は制御部６は、続いて、上記のように演算された振幅量の履歴データにおいて、振幅量の偏差ΔＡが増加しているか否かを判断する（ステップＳ１７０３）。
【０２９１】
そして、振幅量の偏差ΔＡが増加していると判断された場合には、判定手段２０は、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０にヘッド異常が発生していると判断（判定）し（ステップＳ１７０４）、振幅量の偏差ΔＡが増加していないと判断された場合には、判定手段２０は、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０は正常であると判断（判定）する（ステップＳ１７０５）。このように、異常予測処理においてヘッド異常の有無が判定されると、その判定結果を記憶手段６２に保存するとともに、ステップＳ１５０１あるいはステップＳ１５１４において設定された測定回数をクリアして（ステップＳ１７０６）、この第１パターンの異常予測処理を終了する。
【０２９２】
次いで、第２パターンの異常予測処理を説明する。図６７は、本発明の第２パターンの異常予測処理を示すフローチャートである。まず、直近のヘッド異常（吐出異常）検出処理を実施した時点での時間データ（経過時間データ）を計時手段２５に基づいて特定（検出）する（ステップＳ１８０１）。次いで、図６３に示したような経過時間と偏差の関係を示すグラフから上記時間データに対応する比較データＡｒを読み出す（ステップＳ１８０２）。
【０２９３】
ステップＳ１８０３において、制御部６は、振幅量の偏差ΔＡ及びその値における誤差許容値αを記憶手段６２から読み出し、このΔＡが所定の範囲内にあるか否か、すなわち、Ａｒ−α＜ΔＡ＜Ａｒ＋αであるか否かを判断する。制御部６は、この範囲内にあると判断された場合には、振幅量の偏差ΔＡが異常予測範囲内にある（すなわち、ヘッド異常の可能性がある）ことを記憶手段６２に保存し（ステップＳ１８０４）、この範囲内にないと判断される場合には、振幅量の偏差ΔＡが正常であることを記憶手段６２に保存する（ステップＳ１８０５）。
【０２９４】
そして、ステップＳ１８０６において、異常予測推定手段５０は、設定された測定回数の測定（検出処理）が終了したか否かを判断する。設定された測定回数の測定が終了していないと判断された場合には、そのままこの異常予測処理を終了する。一方、設定された測定回数の測定が終了したと判断された場合には、ステップＳ１８０７において、異常予測推定手段５０は、このように測定され、判定されたデータのうち上記ステップＳ１８０３の判断において異常であると判断された数（異常データ数）が所定の閾値を超えているか否か、すなわち、異常データ数≧測定回数／２であるか否かを判断する。なお、この所定の閾値は、測定回数／２に限られず、どのような値であってもよい。また、所定の閾値は、インクジェットプリンタ１の記憶手段６２に予め設定されていてもよく、インクジェットプリンタ１のユーザによって設定され得る構成としてもよい。
【０２９５】
そして、判定手段２０は、異常データ数が所定の閾値を超えていると判断された場合には、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０は異常であると判断（判定）し（ステップＳ１８０８）、異常データ数が所定の閾値を超えていないと判断された場合には、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０は正常であると判断（判定）する（ステップＳ１８０９）。
このように、異常予測処理においてヘッド異常の有無が判定（判断）されると、その判定結果を記憶手段６２に保存するとともに、ステップＳ１５０１あるいはステップＳ１５１４において設定された測定回数をクリアして（ステップＳ１８１０）、この第２パターンの異常予測処理を終了する。
【０２９６】
次いで、第３パターンの異常予測処理を説明する。図６８は、本発明の第３パターンの異常予測処理を示すフローチャートである。まず、直近のヘッド異常（吐出異常）検出処理を実施した時点での時間データ（経過時間データ）を計時手段２５に基づいて特定（検出）する（ステップＳ１９０１）。次いで、図６３に示したような経過時間と偏差の関係を示すグラフから上記時間データに対応する比較データＡｒを読み出す（ステップＳ１９０２）。
【０２９７】
ステップＳ１９０３において、制御部６は、振幅量の偏差ΔＡ及びその値における誤差許容値αを記憶手段６２から読み出し、このΔＡが所定の範囲内にあるか否か、すなわち、Ａｒ−α＜ΔＡ＜Ａｒ＋αであるか否かを判断する。制御部６は、この範囲内にあると判断された場合には、振幅量の偏差ΔＡが異常予測範囲内にある（すなわち、ヘッド異常の可能性がある）ことを記憶手段６２に保存し（ステップＳ１９０４）、この範囲内にないと判断される場合には、振幅量の偏差ΔＡが正常であることを記憶手段６２に保存する（ステップＳ１９０５）。
【０２９８】
そして、ステップＳ１９０６において、異常予測推定手段５０は、設定された測定回数の測定（検出処理）が終了したか否かを判断する。設定された測定回数の測定が終了していないと判断された場合には、そのままこの異常予測処理を終了する。一方、設定された測定回数の測定が終了したと判断された場合には、ステップＳ１９０７において、異常予測推定手段５０は、このように測定され、判定されたデータのうち上記ステップＳ１９０３の判断において異常であると判断された数（異常データ数）が所定の閾値を超えているか否か、すなわち、異常データ数≧測定回数／２であるか否かを判断する。なお、上記第２パターンの異常予測処理と同様に、この所定の閾値は、測定回数／２に限られず、どのような値であってもよい。また、所定の閾値は、インクジェットプリンタ１の記憶手段６２に予め設定されていてもよく、インクジェットプリンタ１のユーザによって設定され得る構成としてもよい。
【０２９９】
そして、異常データ数が所定の閾値を超えていると判断された場合には、判定手段２０は、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０は異常であると判断（判定）し（ステップＳ１９０８）、所定許容値になるまでの経過時間Ｔ１（図６３参照）を算出（抽出）する（ステップＳ１９０９）。また、異常データ数が所定の閾値を超えていないと判断された場合には、判定手段２０は、対応するインクジェットヘッド１００のノズル１１０は正常であると判断（判定）する（ステップＳ１９１０）。
このように、異常予測処理においてヘッド異常の有無が判定（判断）されると、その判定結果及び経過時間Ｔ１を記憶手段６２に保存するとともに、ステップＳ１５０１あるいはステップＳ１５１４において設定された測定回数をクリアして（ステップＳ１９１１）、この第３パターンの異常予測処理を終了する。
【０３００】
次に、このように異常予測処理が実行された場合に対応する回復手段２４の回復処理（図６４のフローチャートにおけるステップＳ１５０７に対応）について説明する。図６９は、本発明の回復手段による回復処理の一例を示すフローチャートである。まず、制御部６は、ステップＳ１５０６、ステップＳ１５１０又はステップＳ１５１３においてヘッド異常があるかヘッド異常の発生の可能性があると判断されたヘッド異常がステップＳ１５１３における予測結果（異常予測結果）に基づくヘッド異常の発生の可能性であるか否かを判断する（ステップＳ２００１）。
【０３０１】
そして、異常予測結果によるヘッド異常と判断された場合には、ヘッド異常が発生する可能性が高いので、上述のフラッシング手段によるフラッシング処理（予備的吐出処理）を実行し（ステップＳ２００２）、この回復処理を終了する。一方、異常予測結果によるヘッド異常でない、すなわち、ヘッド異常検出手段１０によって実際にヘッド異常が発生していると検出され、制御部６が実際のヘッド異常と判断した場合には、制御部６は、報知手段（操作パネル７あるいはホストコンピュータ８など）に吐出異常（ヘッド異常）が発生しているインクジェットヘッド１００が検出されたことを表示させ（ステップＳ２００３）、回復手段２４は、判定手段２０による判定結果（検出されたヘッド異常）に基づく回復処理（図４０参照）を実行する（ステップＳ２００４）。
【０３０２】
そして、回復処理の実行後、制御部６は、報知手段による表示を取り消させ（ステップＳ２００５）、この回復処理を終了する。なお、ステップＳ２００４における回復処理の実施後、上述のヘッド異常検出処理（吐出しない程度の静電アクチュエータ１２０の駆動でも、吐出駆動でもよい）を実行し、検出（判定）されたヘッド異常の原因が解消していることを確認してから、制御部６は、報知手段による表示を取り消させてもよい。
【０３０３】
次に、このように異常予測処理が実行された場合に対応する回復手段２４の回復処理（図６４のフローチャートにおけるステップＳ１５０７に対応）の別の例について説明する。図７０は、本発明の回復手段による回復処理の別の一例を示すフローチャートである。まず、制御部６は、ステップＳ１５０６、ステップＳ１５１０又はステップＳ１５１３においてヘッド異常があるかヘッド異常の発生の可能性があると判断されたヘッド異常がステップＳ１５１３における予測結果（異常予測結果）に基づくヘッド異常の発生の可能性であるか否かを判断する（ステップＳ２１０１）。
【０３０４】
異常予測結果によるヘッド異常でない、すなわち、ヘッド異常検出手段１０によって実際にヘッド異常が発生していると検出され、制御部６が実際のヘッド異常と判断した場合には、制御部６は、報知手段（操作パネル７あるいはホストコンピュータ８など）に吐出異常（ヘッド異常）が発生しているインクジェットヘッド１００が検出されたことを表示させ（ステップＳ２１０２）、回復手段２４は、判定手段２０による判定結果（検出されたヘッド異常）に基づく回復処理（図４０参照）を実行する（ステップＳ２１０３）。
【０３０５】
そして、回復処理の実行後、制御部６は、報知手段による表示を取り消させ（ステップＳ２１０３）、この回復処理を終了する。なお、ステップＳ２１０３における回復処理の実施後、上述のヘッド異常検出処理（吐出しない程度の静電アクチュエータ１２０の駆動でも、吐出駆動でもよい）を実行し、検出（判定）されたヘッド異常の原因が解消していることを確認してから、制御部６は、報知手段による表示を取り消させてもよい。
【０３０６】
一方、ステップＳ２１０１において異常予測結果によるヘッド異常と判断された場合には、ステップＳ２１０５において、制御部６は、記憶手段６２に格納されている印字データがあるか否かを判断する。印字データがあると判断された場合には、上述のフラッシング手段によるフラッシング処理（予備的吐出処理）を実行し（ステップＳ２１０７）、この回復処理を終了する。また、印字データがないと判断された場合には、続いて、制御部６は、計時手段２５の計測結果に基づいて、前回の吐出動作時からの経過時間がＴ１を超えているか否かを判断し、経過時間がＴ１よりも超えている場合には、ヘッド異常（例えば、インク増粘）の発生の可能性があるので、回復手段２４は、フラッシング処理を実行し（ステップＳ２１０７）、この回復処理を終了する。
前回の吐出動作時からの経過時間がＴ１を超えていないと判断された場合には、制御部６は、割り込み処理を実行するためのカウントタイマ（図示せず）のカウント時間をＴ１に設定して以下に示す割り込み処理を開始（スタート）して（ステップＳ２１０８）、この回復処理を終了する。
【０３０７】
次に、図７０のフローチャートのステップＳ２１０８において設定されたカウント時間Ｔ１に基づく割り込み処理を説明する。図７１は、本発明の割り込み処理（割り込み回復処理）を示すフローチャートである。図７０に示すフローチャートのステップＳ２１０８に移行すると、割り込み処理を実行するためのカウントタイマが計時をスタートする（ステップＳ２２０１）。なお、このカウントタイマは、上述の計時手段２５に含まれてもよく、計時手段２５のタイマと併用されてもよく、あるいは、独立して構成されてもよい。
【０３０８】
ステップＳ２２０２において、カウントタイマがタイムアップしたか否か、すなわち、時間Ｔ１が経過したか否かが判断される。そして、時間Ｔ１が経過するまでこのステップＳ２２０２において待機する。時間Ｔ１が経過したと判断された場合には、制御部６は、印刷処理中であればその印刷処理を中止（停止）して、所定の領域（回復処理領域）に移動し（ステップＳ２２０３）、フラッシング手段によるフラッシング処理を実行する（ステップＳ２２０４）。
【０３０９】
そして、図７０に示すフローチャートのステップＳ２１０８において設定されたカウントタイマのカウント時間Ｔ１及びカウントタイマのカウント値をクリアして（ステップＳ２２０５）、この割り込み回復処理を終了する。なお、本発明では、ステップＳ２２０４において実行されたフラッシング処理により、ヘッド異常発生の可能性が解消されたか否かを判断するために、カウントタイマのカウント値などをクリアする前に、再度ヘッド異常検出処理を実行してもよい。この割り込み回復処理により、ヘッド異常の発生を未然に防止するとともに、インクジェットヘッド１００が回復したことを正確に確認することができる。
【０３１０】
以上のように、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）は、液滴吐出ヘッドに振動板を備え、アクチュエータの駆動による振動板の残留振動を残留振動検出手段によって検出し、その振動パターンに基づいて、ヘッド異常の有無（発生の有無）及びヘッド異常の原因をヘッド異常検出手段によって検出（判定）するとともに、残留振動の振動パターンに基づいて履歴データ作成手段によって履歴データを作成し、この履歴データを利用することにより、異常予測推定手段によってヘッド異常の発生を予測推定することとした。また、ヘッド異常検出手段又は異常予測推定手段によってヘッド異常が検出され、あるいは、ヘッド異常の発生する可能性が予測推定された場合には、回復手段によりその原因を解消するための回復処理を実行することとした。さらに、粘度検出手段により液滴吐出ヘッドのキャビティ内の粘度あるいはノズル近傍の粘度を検出し、粘度が高い場合（増粘の場合）には、回復手段はそれを解消するための回復処理を実行することとした。また、本発明の液滴吐出装置は、温度センサや計時手段を設け、検出された残留振動の基準データや検出データ、液状材料の粘度又は前回吐出時からの経過時間などを必要に応じて補正又は修正することとした。
【０３１１】
したがって、本発明の液滴吐出装置によって、ヘッド異常の発生又は発生の可能性を容易に推定できるとともに、残留振動を検出することにより、この推定を精度よく実行することができる。また、推定されたヘッド異常の原因により適切な回復処理を実行できるので、無駄な排インクの増加を防止することができる。そして、各種検出センサ（光学センサなど）が不要なので、液滴吐出装置の製造コストを低減することができる。
【０３１２】
また、このような残留振動の検出に必要なのはヘッド異常検出手段（検出回路）のみであるので、液滴吐出装置の構造を複雑にすることがなく、液滴吐出装置（特に、液滴吐出ヘッド）を小型化することができる。そして、液滴吐出ヘッドの周辺温度（周囲温度）により各種検出データなどを補正することができるので、確実な検出制度を確保することができる。
【０３１３】
さらに、ヘッド異常の発生時期を許容値に達するまでの時間として予測することができるので、不要な回復処理を減少することができるとともに、無駄な排インクの量を減少することができる。また、印刷処理動作中においてもヘッド異常検出処理（残留振動検出処理）を実行することができるので、液滴吐出装置のスループットを低下あるいは悪化させることがなく、逆にそれを向上することができる。
【０３１４】
なお、本実施形態では、ヘッド異常検出手段１０の残留振動検出手段１６と、粘度検出手段３０の残留振動検出手段１６とは、同一の符号を付して説明したが、この残留振動検出手段１６は、ヘッド異常検出手段１０と粘度検出手段３０で共用されてもよく、また、別々に設けられてもよい。また、判定手段２０と粘度判定手段２９も同様に、別途設けられてもよく、共用されてもよい。
【０３１５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるインクジェットヘッド（ヘッドユニット）の他の構成例について説明する。図７２〜図７５は、それぞれ、インクジェットヘッド１００の他の構成例の概略を示す断面図である。以下、これらの図に基づいて説明するが、前述した実施形態と相違する点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０３１６】
図７２に示すインクジェットヘッド１００Ａは、圧電素子２００の駆動により振動板２１２が振動し、キャビティ２０８内のインク（液体）がノズル２０３から吐出するものである。ノズル（孔）２０３が形成されたステンレス鋼製のノズルプレート２０２には、ステンレス鋼製の金属プレート２０４が接着フィルム２０５を介して接合されており、さらにその上に同様のステンレス鋼製の金属プレート２０４が接着フィルム２０５を介して接合されている。そして、その上には、連通口形成プレート２０６及びキャビティプレート２０７が順次接合されている。
【０３１７】
ノズルプレート２０２、金属プレート２０４、接着フィルム２０５、連通口形成プレート２０６及びキャビティプレート２０７は、それぞれ所定の形状（凹部が形成されるような形状）に成形され、これらを重ねることにより、キャビティ２０８及びリザーバ２０９が形成される。キャビティ２０８とリザーバ２０９とは、インク供給口２１０を介して連通している。また、リザーバ２０９は、インク取り入れ口２１１に連通している。
【０３１８】
キャビティプレート２０７の上面開口部には、振動板２１２が設置され、この振動板２１２には、下部電極２１３を介して圧電素子（ピエゾ素子）２００が接合されている。また、圧電素子２００の下部電極２１３と反対側には、上部電極２１４が接合されている。ヘッドドライバ２１５は、駆動電圧波形を生成する駆動回路を備え、上部電極２１４と下部電極２１３との間に駆動電圧波形を印加（供給）することにより、圧電素子２００が振動し、それに接合された振動板２１２が振動する。この振動板２１２の振動によりキャビティ２０８の容積（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２０８内に充填されたインク（液体）がノズル２０３より液滴として吐出する。
液滴の吐出によりキャビティ２０８内で減少した液量は、リザーバ２０９からインクが供給されて補給される。また、リザーバ２０９へは、インク取り入れ口２１１からインクが供給される。
【０３１９】
図７３に示すインクジェットヘッド１００Ｂも前記と同様に、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２２１内のインク（液体）がノズルから吐出するものである。このインクジェットヘッド１００Ｂは、一対の対向する基板２２０を有し、両基板２２０間に、複数の圧電素子２００が所定間隔をおいて間欠的に設置されている。
【０３２０】
隣接する圧電素子２００同士の間には、キャビティ２２１が形成されている。キャビティ２２１の図７３中前方にはプレート（図示せず）、後方にはノズルプレート２２２が設置され、ノズルプレート２２２の各キャビティ２２１に対応する位置には、ノズル（孔）２２３が形成されている。
各圧電素子２００の一方の面及び他方の面には、それぞれ、一対の電極２２４が設置されている。すなわち、１つの圧電素子２００に対し、４つの電極２２４が接合されている。これらの電極２２４のうち所定の電極間に所定の駆動電圧波形を印加することにより、圧電素子２００がシェアモード変形して振動し（図７３において矢印で示す）、この振動によりキャビティ２２１の容積（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２２１内に充填されたインク（液体）がノズル２２３より液滴として吐出する。すなわち、インクジェットヘッド１００Ｂでは、圧電素子２００自体が振動板として機能する。
【０３２１】
図７４に示すインクジェットヘッド１００Ｃも前記と同様に、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２３３内のインク（液体）がノズル２３１から吐出するものである。このインクジェットヘッド１００Ｃは、ノズル２３１が形成されたノズルプレート２３０と、スペーサ２３２と、圧電素子２００とを備えている。圧電素子２００は、ノズルプレート２３０に対しスペーサ２３２を介して所定距離離間して設置されており、ノズルプレート２３０と圧電素子２００とスペーサ２３２とで囲まれる空間にキャビティ２３３が形成されている。
【０３２２】
圧電素子２００の図７４中上面には、複数の電極が接合されている。すなわち、圧電素子２００のほぼ中央部には、第１電極２３４が接合され、その両側部には、それぞれ第２電極２３５が接合されている。第１電極２３４と第２電極２３５との間に所定の駆動電圧波形を印加することにより、圧電素子２００がシェアモード変形して振動し（図７４において矢印で示す）、この振動によりキャビティ２３３の容積（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２３３内に充填されたインク（液体）がノズル２３１より液滴として吐出する。すなわち、インクジェットヘッド１００Ｃでは、圧電素子２００自体が振動板として機能する。
【０３２３】
図７５に示すインクジェットヘッド１００Ｄも前記と同様に、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２４５内のインク（液体）がノズル２４１から吐出するものである。このインクジェットヘッド１００Ｄは、ノズル２４１が形成されたノズルプレート２４０と、キャビティプレート２４２と、振動板２４３と、複数の圧電素子２００を積層してなる積層圧電素子２０１とを備えている。
【０３２４】
キャビティプレート２４２は、所定の形状（凹部が形成されるような形状）に成形され、これにより、キャビティ２４５及びリザーバ２４６が形成される。キャビティ２４５とリザーバ２４６とは、インク供給口２４７を介して連通している。また、リザーバ２４６は、インク供給チューブ３１１を介してインクカートリッジ３１と連通している。
【０３２５】
積層圧電素子２０１の図７５中下端は、中間層２４４を介して振動板２４３と接合されている。積層圧電素子２０１には、複数の外部電極２４８及び内部電極２４９が接合されている。すなわち、積層圧電素子２０１の外表面には、外部電極２４８が接合され、積層圧電素子２０１を構成する各圧電素子２００同士の間（又は各圧電素子の内部）には、内部電極２４９が設置されている。この場合、外部電極２４８と内部電極２４９の一部が、交互に、圧電素子２００の厚さ方向に重なるように配置される。
【０３２６】
そして、外部電極２４８と内部電極２４９との間にヘッドドライバ３３より駆動電圧波形を印加することにより、積層圧電素子２０１が図７５中の矢印で示すように変形して（図７５中上下方向に伸縮して）振動し、この振動により振動板２４３が振動する。この振動板２４３の振動によりキャビティ２４５の容積（キャビティ内の圧力）が変化し、キャビティ２４５内に充填されたインク（液体）がノズル２４１より液滴として吐出する。
液滴の吐出によりキャビティ２４５内で減少した液量は、リザーバ２４６からインクが供給されて補給される。また、リザーバ２４６へは、インクカートリッジ３１からインク供給チューブ３１１を介してインクが供給される。
【０３２７】
以上のような圧電素子２００を備えるインクジェットヘッド１００Ａ〜１００Ｄにおいても、前述した静電容量方式のインクジェットヘッド１００と同様にして、振動板又は振動板として機能する圧電素子の残留振動に基づき、液滴吐出の異常を検出しあるいはその異常の原因を特定することができる。なお、インクジェットヘッド１００Ｂ及び１００Ｃにおいては、キャビティに面した位置にセンサとしての振動板（残留振動検出用の振動板）を設け、この振動板の残留振動を検出するような構成とすることもできる。
【０３２８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例について説明する。図７６は、ヘッドユニット１００Ｈの構成を示す斜視図、図７７は、図７６に示すヘッドユニット１００Ｈの１色のインク（１つのキャビティ）に対応する概略的な断面図である。以下、これらの図に基づいて説明するが、前述した第１実施形態と相違する点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０３２９】
これらの図に示すヘッドユニット１００Ｈは、いわゆる膜沸騰インクジェット方式（サーマルジェット方式）によるもので、支持板４１０と、基板４２０と、外壁４３０及び隔壁４３１と、天板４４０とが、図７６及び図７７中下側からこの順に接合された構成のものである。
基板４２０と天板４４０とは、外壁４３０及び等間隔で平行に配置された複数（図示の例では６枚）の隔壁４３１を介して所定の間隔をおいて設置されている。そして、基板４２０と天板４４０との間には、隔壁４３１によって区画された複数（図示の例では５個）のキャビティ（圧力室：インク室）４３２が形成されている。各キャビティ４３２は、短冊状（直方体状）をなしている。
【０３３０】
また、図７６及び図７７に示すように、各キャビティ４３２の図７７中左側端部（図７６中上端）は、ノズルプレート（前板）４３３により覆われている。このノズルプレート４３３には、各キャビティ４３２に連通するノズル（孔）４３４が形成されており、このノズル４３４からインク（液状材料）が吐出する。
図７６では、ノズルプレート４３３に対しノズル４３４が直線的に、すなわち列状に配置されているが、ノズルの配置パターンはこれに限定されないことは言うまでもない。列状に配置されたこのノズル４３４のピッチは、印刷解像度（ｄｐｉ）等に応じて適宜設定することができる。
【０３３１】
なお、ノズルプレート４３３を設けず、各キャビティ４３２の図７６中上端（図７７中左端）が開放しており、この開放した開口がノズルとなるような構成のものでもよい。
また、天板４４０には、インク取り入れ口４４１が形成され、該インク取り入れ口には、インク供給チューブ３１１を介して、インクカートリッジ３１に接続されている。なお、図示されていないが、インク取り入れ口４４１とインクカートリッジ３１との間に、ダンパ室（ゴムからなるダンパを備え、その変形により室内の容積が変化する）を設けることもできる。これにより、キャリッジ３２が往復走行する際のインクの揺れやインク圧の変化をダンパ室が吸収し、ヘッドユニット１００Ｈに所定量のインクを安定的に供給することができる。
【０３３２】
支持板４１０、外壁４３０、隔壁４３１、天板４４０及びノズルプレート４３３は、それぞれ、例えばステンレス鋼等の各種金属材料や各種樹脂材料、各種セラミックス等で構成されている。また、基板４２０は、例えば、シリコン等で構成されている。
基板４２０の各キャビティ４３２に対応する箇所には、それぞれ、発熱体４５０が設置（埋設）されている。各発熱体４５０は、ヘッドドライバ（通電手段）４５２により、それぞれ別個に通電され、発熱する。ヘッドドライバ４５２は、制御部６から入力される印字信号（印字データ）に応じ、発熱体４５０の駆動信号として例えばパルス状の信号を出力する。
【０３３３】
また、発熱体４５０のキャビティ４３２側の面は、保護膜（耐キャビテーション膜）４５１で覆われている。この保護膜４５１は、発熱体４５０がキャビティ４３２内のインクと直接接触するのを防止するために設けられたものである。この保護膜４５１を設けることにより、発熱体４５０がインクと接触することによる変質、劣化等を防止することができる。
【０３３４】
基板４２０の各発熱体４５０の近傍であって、各キャビティ４３２に対応する箇所には、それぞれ、凹部４６０が形成されている。この凹部４６０は、例えばエッチング、打ち抜き等の方法により形成することができる。
凹部４６０のキャビティ４３２側を遮蔽するように振動板４６１が設置されている。この振動板４６１は、キャビティ４３２内の圧力（液圧）の変化に追従して図７７中の上下方向に弾性変形（弾性変位）する。
振動板４６１の構成材料や厚さは、特に限定されず、適宜設定される。
【０３３５】
一方、凹部４６０の他方の側は、支持板４１０により覆われており、該支持板４１０の図７７中上面の各振動板４６１に対応する箇所には、それぞれ、セグメント電極４６２が設置されている。
振動板４６１とセグメント電極４６２とは、所定の間隙距離をおいてほぼ平行に配置されている。振動板４６１とセグメント電極４６２との間の間隙距離（ギャップ長ｇ）は、特に限定されず、適宜設定される。わずかな間隔距離を隔てて振動板４６１とセグメント電極４６２とを配置することにより、平行平板コンデンサを形成することができる。そして、前述したように、振動板４６１がキャビティ４３２内の圧力に追従して図７７中の上下方向に弾性変形すると、それに応じて振動板４６１とセグメント電極４６２と間隙距離が変化し、前記平行平板コンデンサの静電容量Ｃが変化する。この静電容量Ｃの変化は、振動板４６１とセグメント電極４６２とにそれぞれ導通する共通電極４７０と外部セグメント電極４７１との電圧差の変化として現れるので、前述したように、これを検出することにより、振動板４６１の残留振動（減衰振動）を知ることができる。
【０３３６】
基板４２０のキャビティ４３２外には、共通電極４７０が形成されている。また、支持板４１０のキャビティ４３２外には、外部セグメント電極４７１が形成されている。
セグメント電極４６２、共通電極４７０及び外部セグメント電極４７１の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、金、胴、又はこれらを含む合金等が挙げられる。また、セグメント電極４６２、共通電極４７０及び外部セグメント電極４７１は、それぞれ、例えば金属箔の接合、メッキ、蒸着、スパッタリング等の方法により形成することができる。
【０３３７】
各振動板４６１と共通電極４７０とは、導体４７５により電気的に接続され、各セグメント電極４６２と各外部セグメント電極４７１とは、導体４７６により電気的に接続されている。
導体４７５、４７６としては、それぞれ、▲１▼金属線等の導線を配設したもの、▲２▼基板４２０又は支持板４１０の表面に例えば金、銅等の導電性材料よりなる薄膜を形成したもの、あるいは、▲３▼基板４２０等の導体形成部位にイオンドーピング等を施して導電性を付与したもの等が挙げられる。
【０３３８】
以上のようなヘッドユニット１００Ｈは、図７７中の上下方向に複数重ねて（他段に）配置することができる。第１実施形態において示した図５では、４色のインク（インクカートリッジ３１）を適用した場合におけるノズル４３４の配置の例を示すが、この場合、複数のヘッドユニット１００Ｈを例えば主走査方向に重ねて配置し、それらの前面に１枚のノズルプレート４３３を接合した構成とすることができる。
ノズルプレート４３３上におけるノズル４３４の配置パターンは、特に限定されないが、例えば、第１実施形態の図５に示すように、隣り合うノズル列において、ノズル４３４が半ピッチずれたように配置することができる。
【０３３９】
次に、ヘッドユニット１００Ｈの作用（作動原理）について説明する。
ヘッドドライバ３３から駆動信号（パルス信号）が出力されて発熱体４５０に通電されると、発熱体４５０は、瞬時に３００℃以上の温度に発熱する。これにより、保護膜４５１上に膜沸騰による気泡（後述する不吐出の原因となるキャビティ内に混入、発生する気泡とは異なる）４８０が発生し、該気泡４８０は瞬時に膨張する。これにより、キャビティ４３２内に満たされたインク（液状材料）の液圧が増大し、インクの一部がノズル４３４から液滴として吐出される。
【０３４０】
インクの液滴が吐出された直後、気泡４８０は急激に収縮し、元の状態に戻る。このときのキャビティ４３２内の圧力変化により振動板４６１が弾性変形して、次の駆動信号が入力され再びインク滴が吐出されるまでの間、減衰振動（残留振動）を生じる。
振動板４６１が減衰振動を生じると、それに応じて、振動板４６１と、これと対向するセグメント電極４６２との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、共通電極４７０と外部セグメント電極４７１との電圧差の変化として現れるが、これを読み取ることにより、インク滴の不吐出又はその原因を検出、特定することができる。すなわち、ノズル４３４からインク滴が正常に吐出されたときの共通電極４７０と外部セグメント電極４７１との電圧差の変化（静電容量の変化）の様子（パターン）と比較することにより、インク滴が正常に吐出されたか否かを判定することができ、また、インク滴の不吐出の原因毎の様子（パターン）とそれぞれ比較し、特定することにより、インク滴の不吐出の原因を判定することができる。
インク滴の吐出によりキャビティ４３２内で減少した液量は、インク取り入れ口４４１から新たなインクがキャビティ４３２内に供給されて補給される。このインクは、インクカートリッジ３１からインク供給チューブ３１１内を通って供給される。
【０３４１】
このように、本発明の第３実施形態に示すようなサーマルジェット式のインクジェットヘッドを用いても、インクジェットヘッドのヘッド異常を検出し、その原因を特定することができるとともに、適切な回復処理を実行することができる。また、インク粘度を検出することもできる。なお、この第３実施形態に示すインクジェットヘッドでは、振動板はセンサとして利用される。
なお、液滴を吐出しない程度の駆動方法については、駆動電圧を通常より小さくする方法以外にも、本実施形態の液滴吐出装置のような沸騰膜を利用したサーマルジェット方式の液滴吐出ヘッドの場合には駆動電流を小さくするなどの方法もあり、吐出しない程度の駆動の方法を限定するものではない。
【０３４２】
以上のように、本発明の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ１）及び液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法は、振動板と、振動板を変位させるアクチュエータと、内部に液体（インク）が充填され、振動板の変位により、内部の圧力が増減されるキャビティと、キャビティに連通し、キャビティ内の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルとを有する複数の液滴吐出ヘッドと、アクチュエータを駆動する駆動回路と、駆動回路によってアクチュエータが駆動された後（吐出駆動後あるいは吐出しない程度の駆動後）、アクチュエータにより変位された振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段を有し、残留振動検出手段によって検出された振動板の残留振動の振動パターンに基づいて、各液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出するヘッド異常検出手段と、残留振動の振動パターンに基づいて、残留振動波形の履歴データを作成する履歴データ作成手段と、履歴データ作成手段によって作成された履歴データに基づいて、ヘッド異常の発生を予測推定する異常予測推定手段とを備えることとした。また、必要に応じて、ヘッド異常の原因を解消させる回復処理を実行する回復手段を更に備えることとした。
【０３４３】
したがって、本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法によって、ヘッド異常の発生を予測推定することができるとともに、それに応じた回復処理を実行することができるために、不要な回復処理を実行せずに済むとともに、液滴吐出装置のスループットが向上し、排インクの量も減少させることができる。
【０３４４】
以上、本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出装置のヘッド異常の予測及び回復方法を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴吐出ヘッドあるいは液滴吐出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、本発明の液滴吐出ヘッドあるいは液滴吐出装置に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【０３４５】
なお、本発明の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド（上述の実施形態では、インクジェットヘッド１００）から吐出する吐出対象液（液状材料）としては、特に限定されず、例えば以下のような各種の材料を含む液体（サスペンション、エマルション等の分散液を含む）とすることができる。すなわち、カラーフィルタのフィルタ材料を含むインク、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置におけるＥＬ発光層を形成するための発光材料、電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板Ｗの表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、２枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料などである。
また、本発明では、液滴を吐出する対象となる液滴受容物は、記録用紙のような紙に限らず、フィルム、織布、不織布等の他のメディアや、ガラス基板、シリコン基板等の各種基板のようなワークであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液滴吐出装置の一種であるインクジェットプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】 本発明のインクジェットプリンタの主要部を概略的に示すブロック図である。
【図３】 図２に示すヘッドユニット内の１つのインクジェットヘッドの概略的な断面図である。
【図４】 １色のインクに対応するヘッドユニットの概略的な構成を示す分解斜視図である。
【図５】 ４色インクを用いるヘッドユニットのノズルプレートのノズル配置パターンの一例である。
【図６】 図３のIII−III断面の駆動信号入力時の各状態を示す状態図である。
【図７】 図３の振動板の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。
【図８】 図３の振動板の残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。
【図９】 図３のキャビティ内に気泡が混入した場合のノズル付近の概念図である。
【図１０】 キャビティへの気泡混入によりインク滴が吐出しなくなった状態における残留振動の計算値及び実験値を示すグラフである。
【図１１】 図３のノズル付近のインクが乾燥により固着した場合のノズル付近の概念図である。
【図１２】 ノズル付近のインクの乾燥増粘状態における残留振動の計算値及び実験値を示すグラフである。
【図１３】 図３のノズル出口付近に紙粉が付着した場合のノズル付近の概念図である。
【図１４】 ノズル出口に紙粉が付着した状態における残留振動の計算値及び実験値を示すグラフである。
【図１５】 ノズル付近に紙粉が付着した前後におけるノズルの状態を示す写真である。
【図１６】 図２に示すヘッド異常検出手段の概略的なブロック図である。
【図１７】 図３の静電アクチュエータを平行平板コンデンサとした場合の概念図である。
【図１８】 図３の静電アクチュエータから構成されるコンデンサを含む発振回路の回路図である。
【図１９】 図１６に示すヘッド異常検出手段のＦ／Ｖ変換回路の回路図である。
【図２０】 図１８の発振回路から出力する発振周波数に基づく各部の出力信号などのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２１】 固定時間ｔｒ及びｔ１の設定方法を説明するための図である。
【図２２】 図１６の波形整形回路の回路構成を示す回路図である。
【図２３】 駆動回路と検出回路との切替手段の概略を示すブロック図である。
【図２４】 本発明のヘッド異常検出・判定処理を示すフローチャートである。
【図２５】 本発明の残留振動検出処理を示すフローチャートである。
【図２６】 本発明のヘッド異常判定処理を示すフローチャートである。
【図２７】 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段が１つの場合）である。
【図２８】 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段の数がインクジェットヘッドの数と同じ場合）である。
【図２９】 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段の数がインクジェットヘッドの数と同じであり、印字データがあるときに吐出異常検出を行う場合）である。
【図３０】 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例（ヘッド異常検出手段の数がインクジェットヘッドの数と同じであり、各インクジェットヘッドを巡回して吐出異常検出を行う場合）である。
【図３１】 図２７に示すインクジェットプリンタのフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図３２】 図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタのフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図３３】 図３０に示すインクジェットプリンタのフラッシング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図３４】 図２８及び図２９に示すインクジェットプリンタの印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図３５】 図３０に示すインクジェットプリンタの印字動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。
【図３６】 図１に示すインクジェットプリンタの上部から見た概略的な構造（一部省略）を示す図である。
【図３７】 図３６に示すワイパとヘッドユニットとの位置関係を示す図である。
【図３８】 ポンプ吸引処理時における、インクジェットヘッドと、キャップ及びポンプとの関係を示す図である。
【図３９】 図３８に示すチューブポンプの構成を示す概略図である。
【図４０】 本発明のインクジェットプリンタにおける吐出異常回復処理を示すフローチャートである。
【図４１】 図２に示す粘度検出手段の概略的なブロック図である。
【図４２】 図４１に示す粘度検出手段内の判定手段の概略的なブロック図である。
【図４３】 ピーク検出手段（ピークホールド回路）の一例を示す回路図である。
【図４４】 タイミング生成手段によって生成される信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４５】 インク粘度が正常であるインクジェットプリンタの動作可能範囲と残留振動波形の振幅量との関係を示すグラフである。
【図４６】 インク粘度が正常であるインクジェットプリンタの動作可能範囲と減算結果の偏差との関係を示すグラフである。
【図４７】 インクジェットヘッドの周辺温度の変化に対する残留振動波形の振幅量の変化を示す図である。
【図４８】 ヘッド異常が発生したときと正常なときの残留振動波形を示す図である。
【図４９】 インク粘度とインクジェットヘッドの使用時間（放置時間）との関係を示すグラフである。
【図５０】 インク粘度の経時変化に応じて、印字データを補正して印字処理を実行するための構成を示すブロック図である。
【図５１】 印字データ補正処理で使用する入出力データの関係を示すグラフである。
【図５２】 本発明の一実施形態におけるヘッド異常検出・判定及び粘度検出処理を示すフローチャートである。
【図５３】 本発明の一実施形態におけるヘッド異常検出・判定及び粘度検出処理を示すフローチャートである。
【図５４】 本発明の別の実施形態におけるヘッド異常検出・判定及び粘度検出処理を示すフローチャートである。
【図５５】 本発明の別の実施形態におけるヘッド異常検出・判定及び粘度検出処理を示すフローチャートである。
【図５６】 印字処理における駆動波形の補正処理を示すフローチャートである。
【図５７】 印字処理における印字データの修正処理を示すフローチャートである。
【図５８】 インク粘度を検出したときにヘッド異常が発生していた場合において実行される回復処理のフローチャートである。
【図５９】 インク粘度を検出したときにヘッド異常が発生していた場合において実行される回復処理のフローチャートである。
【図６０】 気泡量が多い場合と、少ない場合とにおける振動板の残留振動（残留振動波形）を示すグラフである。
【図６１】 インク粘度が高い場合と、低い場合とにおける振動板の残留振動（残留振動波形）を示すグラフである。
【図６２】 紙粉付着量（紙粉量ともいう）が多い場合と、少ない場合との振動板の残留振動（残留振動波形）を示すグラフである。
【図６３】 ヘッド異常検出処理毎の経過時間と各偏差との関係における履歴データ（残留振動波形の履歴データ）を示すグラフである。
【図６４】 本発明の異常予測処理を示すフローチャートである。
【図６５】 本発明のヘッド異常検出処理を示すフローチャートである。
【図６６】 本発明の第１パターンの異常予測処理を示すフローチャートである。
【図６７】 本発明の第２パターンの異常予測処理を示すフローチャートである。
【図６８】 本発明の第３パターンの異常予測処理を示すフローチャートである。
【図６９】 本発明の回復手段による回復処理の一例を示すフローチャートである。
【図７０】 本発明の回復手段による回復処理の別の例を示すフローチャートである。
【図７１】 本発明の割り込み処理（割り込み回復処理）を示すフローチャートである。
【図７２】 本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例の概略を示す断面図である。
【図７３】 本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例の概略を示す断面図である。
【図７４】 本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例の概略を示す断面図である。
【図７５】 本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例の概略を示す断面図である。
【図７６】 本発明におけるヘッドユニットの他の構成例を示す斜視図である。
【図７７】 図６４に示すヘッドユニットの概略的な断面図である。
【符号の説明】
１……インクジェットプリンタ ２……装置本体 ２１……トレイ ２２……排紙口 ３……印字手段（移動体） ３１……インクカートリッジ ３１１……インク供給チューブ ３２……キャリッジ ３３……ヘッドドライバ ３４……連結部 ３５……ヘッドユニット ４……印刷装置 ４１……キャリッジモータ４２……往復動機構 ４２１……タイミングベルト ４２２……キャリッジガイド軸 ４３……キャリッジモータドライバ ４４……プーリ ５……給紙装置５１……給紙モータ ５２……給紙ローラ ５２ａ……従動ローラ ５２ｂ……駆動ローラ ５３……給紙モータドライバ ６……制御部 ６１……ＣＰＵ ６２……ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段） ６３……ＲＡＭ ６４……ＰＲＯＭ ７……操作パネル ８……ホストコンピュータ ９……ＩＦ １０、１０ａ〜１０ｅ……ヘッド異常検出手段 １１……発振回路 １１１……シュミットトリガインバータ １１２……抵抗素子 １２……Ｆ／Ｖ変換回路 １３……定電流源 １４……バッファ １５……波形整形回路 １５１……増幅器（オペアンプ） １５２……比較器（コンパレータ） １６……残留振動検出手段 １７……計測手段 １８……駆動回路 １８１……駆動波形生成手段 １８２……吐出選択手段１８２ａ……シフトレジスタ １８２ｂ……ラッチ回路 １８２ｃ……ドライバ １９……切替制御手段 １９ａ……切替選択手段（セレクタ） ２０……判定手段 ２３、２３ａ〜２３ｅ……切替手段 ２４……回復手段 ２５……計時手段 ２７……ピーク検出手段 ２８……減算器 ２９……粘度判定手段 ３０……粘度検出手段 ３６……タイミング生成手段 ３７……温度センサ ３８……印字データ修正手段 ４０……履歴データ作成手段 ５０……異常予測推定手段 １００、１００ａ〜１００ｅ……インクジェットヘッド １１０……ノズル１２０……静電アクチュエータ １２１……振動板（底壁） １２２……セグメント電極 １２３……絶縁層 １２４……共通電極 １２４ａ……入力端子 １３０……ダンパ室 １３１……インク取入れ口 １３２……ダンパ １４０……シリコン基板 １４１……キャビティ １４２……インク供給口 １４３……リザーバ １４４……側壁 １５０……ノズルプレート １６０……ガラス基板１６１……凹部 １６２……対向壁 １７０……基体 ２００……圧電素子 ２０１……積層圧電素子 ２０２、２２２、２３０、２４０……ノズルプレート２０３、２２３、２３１、２４１……ノズル ２０４……金属プレート ２０５……接着フィルム ２０６……連通口形成プレート ２０７、２４２……キャビティプレート ２０８、２２１、２３３、２４５……キャビティ ２０９、２４６……リザーバ ２１０、２４７……インク供給口 ２１１……インク取り入れ口 ２１２、２４３……振動板 ２１３……下部電極 ２１４……上部電極 ２１５……ヘッドドライバ ２２０……基板 ２２４……電極 ２３２……スペーサ ２３４……第１電極 ２３５……第２電極 ２４４……中間層 ２４８……外部電極 ２４９……内部電極 ３００……ワイパ ３０１……ワイピング部材 ３１０……キャップ ３２０……チューブポンプ（回転式ポンプ） ３２１……（可撓性）チューブ ３２２……回転体 ３２２ａ……軸 ３２３……ローラ ３３０……インク吸収体 ３４０……排インクカートリッジ ３５０……ガイド部材 ３５１……ガイド ４１０……支持板 ４２０……基板 ４３０……外壁 ４３１……隔壁 ４３２……キャビティ ４３３……ノズルプレート（前板） ４３４……ノズル ４４０……天板 ４４１……インク取り入れ口 ４５０……発熱体 ４５１……保護膜（キャビテーション膜） ４５２……ヘッドドライバ ４６０……凹部 ４６１……振動板 ４６２……セグメント電極 ４７０……共通電極 ４７１……外部セグメント電極 ４７５……導体 ４７６……導体 ４８０……気泡 Ｐ……記録用紙 Ｓ１０１〜Ｓ１０９、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ３０１〜Ｓ３１０、Ｓ４０１〜Ｓ４０７、Ｓ５０１〜Ｓ５０５、Ｓ６０１〜Ｓ６０８、Ｓ７０１〜Ｓ７０６、Ｓ８０１〜Ｓ８１０、Ｓ９０１〜Ｓ９０７、Ｓ１００１〜Ｓ１０１５、Ｓ１１０１〜Ｓ１１１５、Ｓ１２０１〜Ｓ１２０９、Ｓ１３０１〜Ｓ１３１０、Ｓ１４０１〜Ｓ１４１８、Ｓ１５０１〜Ｓ１５１５、Ｓ１６０１〜Ｓ１６０７、Ｓ１７０１〜Ｓ１７０６、Ｓ１８０１〜Ｓ１８１０、Ｓ１９０１〜Ｓ１９１１、Ｓ２００１〜Ｓ２００５、Ｓ２１０１〜Ｓ２１０８、Ｓ２２０１〜Ｓ２２０５……ステップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge device and a head abnormality prediction and recovery method for the droplet discharge device.
[0002]
[Prior art]
Inkjet printers, which are one type of droplet ejection device, form images on predetermined paper by ejecting ink droplets (droplets) from a plurality of nozzles. A print head (inkjet head) of an ink jet printer is provided with a number of nozzles. However, some nozzles may become visible due to an increase in ink viscosity, air bubbles, dust or paper dust. There are cases where clogged and ink droplets cannot be ejected. When the nozzles are clogged, dots are missing in the printed image, which causes the image quality to deteriorate.
[0003]
Conventionally, as a method for detecting such an ink droplet ejection abnormality (hereinafter also referred to as “dot missing”), a state in which ink droplets are not ejected from the nozzles of the inkjet head (ink droplet ejection abnormal state) is determined for each nozzle of the inkjet head. Discloses a method for optical detection (for example, Patent Document 1). By this method, it is possible to identify a nozzle that has a missing dot (ejection abnormality).
[0004]
However, in the above-described optical dot dropout (droplet ejection abnormality) detection method, a detector including a light source and an optical sensor is attached to a droplet ejection apparatus (for example, an ink jet printer). In this detection method, in general, a light source and an optical device are arranged such that a droplet discharged from a nozzle of a droplet discharge head (inkjet head) passes between the light source and the optical sensor and blocks light between the light source and the optical sensor. There is a problem that the sensor must be set (installed) with high accuracy (high accuracy). In addition, such a detector is usually expensive, and there is a problem that the manufacturing cost of the ink jet printer increases. Further, the output part of the light source and the detection part of the optical sensor may be contaminated by ink mist from the nozzles or paper dust such as printing paper, and the reliability of the detector may become a problem.
[0005]
Furthermore, in the conventional optical dot missing detection method, the detected dot missing (abnormal ink droplet ejection) of the nozzle is recorded, and history data or the like is not created based on this, so ejection abnormality (head abnormality) ) Cannot be predicted and can be detected only after a discharge abnormality has occurred. This reduces or deteriorates the throughput of the ink jet printer (droplet discharge device).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-8-309963
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to detect whether or not a discharge abnormality (head abnormality) has occurred in a droplet discharge head, create history data thereof, predict and estimate the occurrence of a head abnormality based on the history data, and accordingly It is an object of the present invention to provide a droplet discharge apparatus capable of executing an appropriate recovery process and a head abnormality prediction and recovery method for the droplet discharge apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in one embodiment of the present invention, the droplet discharge device of the present invention comprises:
A diaphragm, an actuator for displacing the diaphragm, a cavity filled with liquid, and the pressure inside the cavity is increased or decreased by the displacement of the diaphragm, communicated with the cavity, and the pressure in the cavity A plurality of droplet discharge heads having nozzles for discharging the liquid as droplets by increase and decrease; and
A drive circuit for driving the actuator;
Residual vibration detecting means for detecting residual vibration of the diaphragm displaced by the actuator, and based on a vibration pattern of residual vibration of the diaphragm detected by the residual vibration detecting means, each droplet discharge head A head abnormality detecting means for detecting a head abnormality;
Based on the vibration pattern of the residual vibration, history data creating means for creating history data of the residual vibration waveform;
An anomaly prediction estimating means for predicting and predicting the occurrence of the head anomaly based on the history data created by the history data creating means;
It is characterized by providing.
[0009]
According to the present invention, the head abnormality of the droplet discharge head can be detected by driving the actuator by the drive circuit (including driving the actuator that does not discharge the droplet), so the head abnormality is accurately detected. In addition, it is possible to accurately predict the occurrence timing of the head abnormality by the history data of the residual vibration waveform. In addition, when the actuator is driven to such an extent that no liquid droplets are ejected, the liquid droplets are not ejected only for detection, so that the generation of useless liquid droplets (exhaust liquid droplets) can be prevented. Further, for example, in an optical detection device, in order to ensure detection reliability, attention (consciousness) must be paid to the droplet adhesion to the sensor unit of the detection device and the discharge direction of the droplet. Since this is not the case in the present invention, the detection reliability is high.
The “residual vibration of the diaphragm” means that after the actuator performs a droplet discharge operation or an operation that does not discharge by the drive signal (voltage signal) of the drive circuit, the next drive signal is input again. The state in which the diaphragm continues to vibrate while being attenuated by the droplet discharge operation until the droplet discharge operation is executed.
[0010]
Preferably, the droplet discharge device of the present invention includes a viscosity detection unit that detects the viscosity of the liquid in the cavity of the droplet discharge head based on the vibration pattern of the residual vibration. Thereby, the viscosity of the liquid in the cavity of the droplet discharge head can be detected. In this case, preferably, the vibration pattern of the residual vibration includes the amplitude of the residual vibration, and the viscosity detection unit may detect the viscosity of the liquid in the cavity based on the amplitude of the residual vibration. .
[0011]
Here, preferably, the head abnormality detection means determines whether or not the head abnormality has occurred and the cause of the head abnormality based on a vibration pattern of the residual vibration. In this case, preferably, the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm includes the period of the residual vibration, and the head abnormality detection unit is configured to detect when the period of the residual vibration of the diaphragm is shorter than a predetermined range. It is determined that bubbles are mixed in the cavity, and when the period of residual vibration of the diaphragm is longer than a predetermined threshold, it is determined that the liquid in the cavity is thickened by drying, and the diaphragm When the residual vibration period is longer than the predetermined range and shorter than the predetermined threshold, it may be determined that paper dust has adhered to the vicinity of the nozzle outlet. As a result, it is possible to determine the cause of a droplet discharge abnormality that cannot be determined by a conventional droplet discharge device that can perform dot missing detection, such as an optical detection device. An appropriate recovery process for the cause can be selected and executed as described above. In the present invention, “paper dust” is not limited to paper dust generated from recording paper or the like. For example, a piece of rubber such as a paper feed roller (paper feed roller) or dust floating in the air. This means anything that adheres to the vicinity of the nozzle including the above and hinders droplet discharge.
[0012]
Preferably, the droplet discharge device of the present invention detects when a head abnormality is detected by the head abnormality detection unit, or when the viscosity of the liquid detected by the viscosity detection unit is higher than a predetermined value. If it is, a recovery means is provided for executing a recovery process for eliminating the detected head abnormality or viscosity increase. Thereby, when the head abnormality or the increase in the viscosity of the liquid occurs, it can be appropriately recovered. Here, preferably, the recovery means executes the recovery process based on a prediction estimation result by the abnormality prediction estimation means. Since the recovery means executes the recovery process proactively, it is possible to prevent the occurrence of a head abnormality or the like.
[0013]
Preferably, the recovery means includes a wiping means for performing a wiping process with a wiper on a nozzle surface on which the nozzles of the droplet discharge head are arranged, and driving the actuator to clean the droplet discharge head. Flushing means for performing a flushing process for ejecting droplets from the nozzle, and pumping means for performing a pump suction process with a pump connected to a cap that covers the nozzle surface of the droplet ejection head.
[0014]
When the cause of the head abnormality is determined (specified), the droplet discharge device of the present invention eliminates the head abnormality according to the cause of the head abnormality determined by the head abnormality detecting unit. And a recovery unit that executes a recovery process, wherein the recovery unit drives the actuator with a wiper that performs a wiping process on a nozzle surface on which the nozzles of the droplet discharge head are arranged, and drives the actuator to generate the droplet. Flushing means for executing a flushing process for discharging droplets from the nozzles for cleaning the discharge head, and a pumping means for executing pump suction processing by a pump connected to a cap that covers the nozzle surface of the droplet discharge head. May be included.
[0015]
In this case, preferably, the recovery means causes the pump suction processing by the pumping means to be executed when the cause of the head abnormality determined by the head abnormality detection means is air bubble mixing, and in the case of thickening due to drying. The flushing process by the flushing means or the pump suction process by the pumping means is executed, and if paper dust is attached, the wiping process by the wiping means is executed.
[0016]
Preferably, the head abnormality detection means is configured to detect each of the liquid droplets during a discharge operation in which the actuator performs a discharge operation by the drive circuit or in a non-discharge operation in which the actuator does not perform a discharge operation by the drive circuit. A head abnormality of the discharge head is detected. In this case, it is preferable that the head abnormality detection means detects the head abnormality of each droplet discharge head by driving the actuator to the extent that the droplet is not discharged by the drive circuit during the non-ejection operation. As a result, it is possible to prevent the occurrence of waste ink due to the head abnormality detection operation.
[0017]
Here, it is preferable that the abnormality prediction estimation unit includes reference data for residual vibration when a droplet is normally ejected from the droplet ejection head and detection data for residual vibration detected by the residual vibration detection unit. Based on the above, a deviation calculation is executed, and the occurrence of the head abnormality is predicted and estimated based on the deviation of the detected data. In this case, the abnormality prediction estimation means may estimate that the head abnormality occurs when the deviation of the detection data is increased, or the deviation of the detection data is a residual at the time of the head abnormality. If the data matches the vibration data, it may be estimated that the head abnormality occurs.
[0018]
Further preferably, the droplet discharge device of the present invention further includes a time measuring unit that measures an elapsed time after the discharge operation by the actuator of the droplet discharge head, and the abnormality prediction estimation unit has a deviation of the detection data. If it has increased, it is estimated that the head abnormality may occur, and the time until the deviation reaches a predetermined allowable value is measured by the time measuring means, so that It may be estimated that the head abnormality occurs. In this case, it is preferable that the liquid droplet ejection apparatus of the present invention further includes a recovery unit that executes a recovery process for eliminating the detected head abnormality when the head abnormality is detected by the head abnormality detection unit. The means may be configured to execute the recovery process according to a time until the predetermined allowable value is reached.
[0019]
Preferably, when the head abnormality detected by the head abnormality detecting means is a thickening due to drying of the liquid in the cavity, the recovery means is responsive to the time until the predetermined allowable value is reached. The flushing process for discharging droplets from the nozzles for driving the actuator to clean the droplet discharge head may be performed.
Here, preferably, the droplet discharge device of the present invention includes a temperature sensor that measures the ambient temperature of the plurality of droplet discharge heads. In this case, the residual vibration reference data and the residual vibration detection data may be corrected based on the ambient temperature measured by the temperature sensor.
[0020]
Further preferably, the head abnormality detection means includes an oscillation circuit, and the oscillation circuit oscillates based on a capacitance component that changes due to residual vibration of the diaphragm or a capacitance component of the actuator. Is done. Preferably, the viscosity detection means includes an oscillation circuit, and the oscillation circuit oscillates based on a capacitance component that changes due to residual vibration of the diaphragm or a capacitance component of the actuator. The
[0021]
Here, preferably, the oscillation circuit constitutes a CR oscillation circuit including the capacitance component and a resistance component of a resistance element connected to a capacitor having the capacitance component. In this case, the viscosity detection unit and / or the head abnormality detection unit generates a voltage waveform of residual vibration of the diaphragm by a predetermined signal group generated based on a change in oscillation frequency in the output signal of the oscillation circuit. An F / V conversion circuit to be generated may be included. The viscosity detection unit and / or the head abnormality detection unit may include a waveform shaping circuit that shapes the voltage waveform of the residual vibration of the diaphragm generated by the F / V conversion circuit into a predetermined waveform.
[0022]
Preferably, the waveform shaping circuit of the head abnormality detecting means includes a DC component removing means for removing a direct current component from a voltage waveform of residual vibration of the diaphragm generated by the F / V conversion circuit, and the DC A comparator that compares the voltage waveform from which the DC component has been removed by the component removing unit with a predetermined voltage value, and generates and outputs a rectangular wave based on the voltage comparison. Preferably, the head abnormality detecting means may include a measuring means for measuring a period of residual vibration of the diaphragm from the rectangular wave. Here, preferably, the measuring unit includes a counter, and the counter measures the time between the rising edges or the falling edges of the rectangular wave by counting the pulses of the reference signal. .
[0023]
Preferably, the waveform shaping circuit of the viscosity detecting means includes a DC component removing means for removing a direct current component from a voltage waveform of residual vibration of the diaphragm generated by the F / V conversion circuit. In this case, preferably, the viscosity detecting means includes a peak detecting means for detecting a peak value of the damped vibration, which is a peak value of the voltage waveform from which the DC component is removed by the DC component removing means, and the peak detecting means The viscosity of the liquid may be determined based on a difference between the peak value of the residual vibration detected by the step and a predetermined reference peak value.
Preferably, the liquid droplet ejection apparatus of the present invention may be configured to include a notifying unit that notifies that a head abnormality has been detected when a head abnormality is detected by the head abnormality detecting unit.
[0024]
Preferably, the droplet discharge device of the present invention includes switching means for switching the connection with the actuator from the drive circuit to the head abnormality detecting means after the displacement operation of the diaphragm by driving the actuator. Instead, the droplet discharge device according to the present invention includes a switching unit that switches the connection from the drive circuit to the head abnormality detection unit and the viscosity detection unit after the displacement operation of the diaphragm by driving the actuator. May be further provided. In this case, the liquid droplet ejection apparatus according to the present invention includes a plurality of the head abnormality detection unit and the switching unit, and the switching unit corresponding to the liquid droplet ejection head that has performed the driving operation of the actuator is connected to the actuator. The connection may be switched from the drive circuit to the corresponding head abnormality detection unit, and the switched head abnormality detection unit may be configured to detect a head abnormality of the corresponding droplet discharge head.
[0025]
In place of them, the liquid droplet ejection apparatus of the present invention includes a plurality of switching units respectively corresponding to the plurality of liquid droplet ejection heads, and the head abnormality detection unit includes any nozzle of the plurality of liquid droplet ejection heads. Detection determining means for determining whether the head abnormality is detected,
Preferably, after the displacement operation of the diaphragm by driving the actuator corresponding to the nozzle of the droplet discharge head determined by the detection determining unit, the corresponding switching unit connects the actuator to the drive circuit To the head abnormality detecting means.
[0026]
The actuator may be an electrostatic actuator, a piezoelectric actuator using the piezoelectric effect of a piezoelectric element, or a heating element that heats the liquid filled in the cavity. . Preferably, the droplet discharge device of the present invention may further include a storage unit that stores the cause of the head abnormality detected by the head abnormality detection unit and the nozzle to be detected in association with each other. Further preferably, the droplet discharge device of the present invention includes an ink jet printer.
[0027]
In another aspect of the present invention, a method for predicting and recovering a head abnormality in a droplet discharge device according to the present invention includes: driving an actuator by a drive circuit; A method for predicting and recovering head abnormality in a droplet discharge apparatus having a head unit composed of a plurality of droplet discharge heads that discharge as droplets,
Residual vibration of the diaphragm displaced by the actuator is detected, and based on the detected vibration pattern of residual vibration of the diaphragm, head abnormality of each droplet discharge head is detected, and the residual vibration Waveform history data is created, and the occurrence of the head abnormality is predicted and estimated based on the history data.
[0028]
Here, preferably, the vibration pattern of the residual vibration includes an amplitude of the residual vibration, and the viscosity of the liquid in the cavity may be detected based on the amplitude of the residual vibration. Preferably, the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm includes the period of the residual vibration, and bubbles are mixed in the cavity when the period of the residual vibration of the diaphragm is shorter than a predetermined range. When the period of residual vibration of the diaphragm is longer than a predetermined threshold, it is determined that the liquid in the cavity is thickened by drying, and the period of residual vibration of the diaphragm is the predetermined period. When the period is longer than the predetermined threshold and shorter than the predetermined threshold value, it may be determined that paper dust has adhered to the vicinity of the nozzle outlet.
[0029]
Preferably, when the head abnormality is detected, or when it is detected that the viscosity of the liquid is higher than a predetermined value, a recovery process is executed to eliminate the detected head abnormality or viscosity increase. Composed. In addition, the head abnormality prediction and recovery method for the droplet discharge device of the present invention may be configured to execute the recovery process according to a prediction estimation result of the occurrence of the head abnormality based on the history data.
[0030]
Further preferably, the method for predicting and recovering head abnormality of the droplet discharge device according to the present invention includes the reference data of residual vibration when the droplet is normally discharged from the droplet discharge head, and the detected residual A deviation calculation may be executed based on the vibration detection data, and the occurrence of the head abnormality may be predicted and estimated based on the deviation of the detection data. Here, when the deviation of the detection data increases, it may be estimated that the head abnormality occurs, and when the deviation of the detection data matches the residual vibration data at the time of the head abnormality It may be estimated that the head abnormality occurs.
[0031]
Instead, when the deviation of the detection data increases, it is estimated that the head abnormality may occur, and the time until the deviation reaches a predetermined allowable value is measured. It may be estimated that the head abnormality occurs at the time of arrival. In this case, the recovery process may be executed according to the time until the predetermined allowable value is reached.
Preferably, in the droplet ejection apparatus head abnormality prediction and recovery method of the present invention, the detected cause of the head abnormality and the nozzle to be detected may be stored in association with each other.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of a droplet ejection apparatus and a head abnormality prediction and recovery method of the droplet ejection apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. Note that this embodiment is given as an example, and the contents of the present invention should not be construed in a limited manner. In the following, in the present embodiment, as an example of the droplet discharge device of the present invention, an ink jet printer that discharges ink (liquid, liquid material) and prints an image on a recording sheet (droplet receptor) will be described. To do.
[0033]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
[0034]
An
The
[0035]
Further, inside the apparatus
Under the control of the
[0036]
The
The
[0037]
Further, as will be described later with reference to FIG. 3, the
[0038]
[0039]
The
The
[0040]
When the
[0041]
The sheet feeding device (conveying means) 5 includes a
The
[0042]
The
[0043]
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the main part of the ink jet printer of the present invention. In FIG. 2, the
[0044]
In FIG. 2, the
[0045]
As described above, the
[0046]
Although not shown, for example, various sensors that can detect the remaining amount of ink in the
[0047]
When the
[0048]
Next, the structure of each
[0049]
As shown in FIG. 3, the
[0050]
The
[0051]
Each of these
[0052]
Each
[0053]
On the surface of the glass substrate 160 on the
[0054]
Here, the bottom wall (diaphragm) 121 of each
(Configuration). Therefore, the main part of the
[0055]
As shown in FIG. 3, the
[0056]
As shown in FIG. 4, the
[0057]
The plurality of
[0058]
FIG. 6 shows each state when a drive signal is input in the III-III cross section of FIG. When a driving voltage is applied between the counter electrodes from the
[0059]
The
[0060]
A calculation model of residual vibration of the
[0061]
[Expression 1]
A calculation result obtained from this equation is compared with an experimental result in a residual vibration experiment of the
[0063]
In the
[0064]
When this ejection abnormality occurs, typically, as a result, a droplet is not ejected from the
[0065]
Further, in the following, when it is detected that ink droplets are not ejected from the
[0066]
In the following, based on the comparison results shown in FIG. 8, the residual vibration of the
[0067]
First, the mixing of bubbles into the
[0068]
Thus, when bubbles B are mixed in the
[0069]
Therefore, with respect to the case of FIG. 8 in which the ink is normally ejected, by setting both the acoustic resistance r and the inertance m to be small and matching with the experimental value of the residual vibration at the time of bubble mixing, as shown in FIG. A result (graph) was obtained. As can be seen from the graphs of FIGS. 8 and 10, when bubbles are mixed in the
[0070]
FIG. 60 is a graph showing residual vibration (residual vibration waveform) of the
As the amount of bubbles in the
[0071]
A calibration curve such as a table or an arithmetic expression showing the relationship between the amount of bubbles mixed in the cavity 141 (bubble amount) and the frequency of residual vibration of the
[0072]
Next, the drying (fixing and thickening) of the ink near the
[0073]
Therefore, with respect to the case of FIG. 8 in which the ink has been ejected normally, the acoustic resistance r is set to be large and matched with the experimental value of the residual vibration at the time of ink dry adhesion (thickening) near the
[0074]
FIG. 61 is a graph showing the residual vibration (residual vibration waveform) of the
As the ink viscosity increases, the acoustic resistance r increases. As a result, as shown in FIG. 61, the amplitude of the residual vibration waveform of the
[0075]
For example, a calibration curve such as a table or an arithmetic expression indicating the relationship between the ink viscosity and the amplitude (vibration pattern) of the residual vibration waveform of the
[0076]
Next, paper dust adhesion near the
[0077]
Therefore, with respect to the case of FIG. 8 in which the ink has been ejected normally, both the inertance m and the acoustic resistance r are set large to match the experimental value of the residual vibration when paper dust adheres to the vicinity of the
[0078]
Here, in the case where the ink near the
[0079]
FIG. 62 shows the residual vibration (residual vibration waveform) of the
When the paper dust adhesion amount increases, the ink that oozes from the
[0080]
For example, a calibration curve such as a table or an arithmetic expression indicating the relationship between the amount of paper dust adhering and the frequency and period (vibration pattern) of residual vibration of the
[0081]
In this way, the ejection abnormality of each
[0082]
Also, when a drive signal (voltage signal) that does not eject ink droplets (droplets) is input by the
[0083]
Next, the head abnormality detection means 10 of the present invention will be described. FIG. 16 is a schematic block diagram of the head abnormality detection means 10 shown in FIG. As shown in FIG. 16, the head abnormality detecting means 10 of the present invention includes a residual vibration detecting means 16 comprising an
[0084]
In the head abnormality detection means 10, the residual vibration detection means 16 oscillates from the
[0085]
First, a method of using the
[0086]
In the
[0087]
[Expression 2]
[0088]
As can be seen from the equation (4), when the gap length g (gap length g−displacement amount x) is decreased, the capacitance C (x) is increased, and conversely, the gap length g (gap length g−displacement amount). As x) increases, the capacitance C (x) decreases. Thus, the capacitance C (x) is inversely proportional to (gap length g−displacement amount x) (gap length g when x is 0). In the
[0089]
In general, as the resolution of the droplet discharge device (in the present embodiment, the ink jet printer 1) increases, the discharged ink droplets (ink dots) are miniaturized. And miniaturized. Accordingly, the surface area S of the
[0090]
In order to detect the amount of change in the capacitance of the electrostatic actuator 120 (depending on the vibration pattern of residual vibration), the following method, that is, based on the capacitance of the
[0091]
When the output signal of the
[0092]
Here, in order to detect the time change of the capacitance of the capacitor C in each of the above phenomena (bubble mixing, drying, paper dust adhesion, and normal ejection), the oscillation frequency by the
[0093]
Note that for each period (pulse) of the oscillation frequency of the oscillation signal output from the
[0094]
FIG. 19 is a circuit diagram of the F /
[0095]
First, a method for generating a charge signal, a hold signal, and a clear signal shown in the timing chart of FIG. 20 will be described. The charging signal is generated so as to set a fixed time tr from the rising edge of the oscillation pulse of the
[0096]
In order to obtain a clean residual vibration waveform (voltage waveform), a method of setting the fixed times tr and t1 will be described with reference to FIG. For the fixed time tr, the
[0097]
Next, the configuration of the
[0098]
The output of the buffer 14 of the F /
[0099]
The
[0100]
In addition, for the single power supply operation of the
[0101]
Next, operations of the F /
[0102]
The drive signal in the timing chart of FIG. 20 includes a drive signal (wave line) at the time of ink droplet ejection operation for detecting a droplet ejection abnormality and a drive that does not eject ink droplets for detecting a head abnormality. Signal (solid line) is shown. Since any drive signal is input to the
[0103]
In synchronization with the falling edge of the drive signal, the drive / detection switching signal for switching between the
[0104]
As described above, from the falling edge of the drive signal, that is, from the rising edge of the output signal of the
[0105]
When the fixed time tr elapses and the charge signal becomes low level, the switch SW1 is turned on in synchronization with the falling edge of the charge signal (see FIG. 19). Then, the constant
[0106]
When the charge signal becomes high level, the switch SW1 is turned off (opened), and the constant
[0107]
Here, the capacitance of the capacitor C2 is set to about 1/10 or less with respect to the capacitance of the capacitor C1. For this reason, the amount of charge that is moved (used) by charging / discharging caused by the potential difference between the two capacitors C1 and C2 is 1/10 or less of the charge charged in the capacitor C1. Therefore, even after the charge moves from the capacitor C1 to the capacitor C2, the potential difference of the capacitor C1 does not change so much (it does not decrease so much). In the F /
[0108]
After the charging potential approximately equal to the charging potential of the capacitor C1 is held in the capacitor C2, the hold signal becomes the low level, and the capacitor C1 is disconnected from the capacitor C2. Further, when the clear signal becomes a high level and the switch SW3 is turned on, the capacitor C1 is connected to the ground GND, and the discharging operation is performed so that the charge charged in the capacitor C1 becomes zero. After the capacitor C1 is discharged, the clear signal becomes a low level, and the switch SW3 is turned off, whereby the upper electrode in FIG. 19 of the capacitor C1 is disconnected from the ground GND, that is, until the next charging signal is input, that is, the charging is performed. Waiting until the signal becomes low level.
[0109]
The potential held in the capacitor C2 is updated every time the charging signal rises, that is, every time when charging of the capacitor C2 is completed, and the waveform shown in FIG. It is output to the shaping
[0110]
Similarly, the charging signal is repeatedly changed from Low level → High level → Low level... And the potential held in the capacitor C2 is output to the
[0111]
Next, the switching timing between the ink droplet ejection operation (drive) and the ejection abnormality detection operation (drive suspension) of the
[0112]
As shown in the timing chart of FIG. 20, the ejection abnormality (head abnormality) detection process of the present invention is executed between the drive signals of the
[0113]
In FIG. 23, in order to drive the
[0114]
When the pulse of the drive signal falls, a drive / detection switching signal (see the timing chart in FIG. 20) is input to the switching means 23 in synchronization with the falling edge, and the switching means 23 detects the head abnormality from the
[0115]
Then, the head abnormality detection means 10 executes the above-described discharge abnormality and head abnormality (dot missing) detection process, and the residual vibration waveform data of the
[0116]
Specifically, the measuring means 17 is a counter (not shown) for measuring the time (residual vibration period) from the first rising edge to the next rising edge of the waveform (rectangular wave) of the output signal of the
[0117]
Based on a specific vibration period or the like (measurement result) of the residual vibration waveform measured by the measurement unit 17, the
[0118]
In the present invention, the residual vibration waveform data is not limited to the rectangular waveform generated by the
[0119]
Further, since the meniscus of the nozzle 110 (the surface where the ink in the
[0120]
As described above, when bubbles are mixed in the
[0121]
Therefore, a predetermined range Tr is provided as a period of residual vibration at the time of normal ejection, and a period of residual vibration when paper dust adheres to the
[0122]
Next, the operation of the droplet discharge device of the present invention will be described based on the configuration of the
[0123]
First, a drive signal corresponding to the print data (ejection data) is input from the
[0124]
When the driving / detection switching signal is input to the switching means 23, the
[0125]
Next, the
[0126]
When the drive / detection switching signal becomes low level in synchronization with the rising edge of the driving signal at the timing when the pulse of the next driving signal is input (“Yes” in step S108), the switching
[0127]
In the flowchart shown in FIG. 24, the case where the measurement unit 17 measures the period from the residual vibration waveform detected by the residual vibration detection process (executed by the residual vibration detection unit 16) is shown. For example, the measurement unit 17 may measure the phase difference and amplitude of the residual vibration waveform from the residual vibration waveform data detected in the residual vibration detection process.
[0128]
Next, the residual vibration detection process (subroutine) in step S104 of the flowchart shown in FIG. 24 will be described. FIG. 25 is a flowchart showing the residual vibration detection processing of the present invention. As described above, when the
[0129]
As shown in the above timing chart, the F /
[0130]
The amplified residual vibration waveform data is shaped and pulsed by a predetermined process (step S205). That is, in the present embodiment, the
[0131]
Next, the ejection abnormality and head abnormality determination process (subroutine) in step S106 of the flowchart shown in FIG. 24 will be described. FIG. 26 is a flowchart showing ejection abnormality and head abnormality determination processing executed by the
[0132]
First, the
[0133]
The measurement result measured by the measurement unit 17 in step S105 in FIG. 24 is input to the determination unit 20 (step S301). Here, in the present embodiment, the measurement result is a period Tw of residual vibration of the
In step S202, the
[0134]
When it is determined that the period Tw of the residual vibration is within the predetermined range Tr, it is confirmed that ink droplets have been normally ejected from the corresponding
[0135]
If it is determined that the period Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined range Tr, it means that the frequency of the residual vibration is high. The
[0136]
When it is determined that the residual vibration period Tw is longer than the predetermined range Tr, the
[0137]
In step S305, if it is determined that the period Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined threshold value T1, the period Tw of the residual vibration is a value in a range that satisfies Tr <Tw <T1, As described above, it is considered that paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the
[0138]
As described above, when the
[0139]
Next, an
[0140]
FIG. 27 is an example of ejection abnormality or head abnormality detection timing (when there is one head abnormality detection means 10) of the plurality of inkjet heads 100. As shown in FIG. 27, an
[0141]
In the present embodiment, the drive
[0142]
As shown in FIG. 27, the ejection selection means 182 includes a
[0143]
The
[0144]
The
[0145]
In the
[0146]
When this
[0147]
As described above, the
[0148]
FIG. 28 is an example of ejection abnormality or head abnormality detection timing of a plurality of inkjet heads 100 (when the number of head abnormality detection means 10 is the same as the number of inkjet heads 100). The
[0149]
As in the case shown in FIG. 27, the ejection selecting means 182 latches print data corresponding to each of the
[0150]
After detecting / determining ejection abnormalities or head abnormalities of the
[0151]
As described above, in the
[0152]
FIG. 29 shows an example of ejection abnormality or head abnormality detection timing of a plurality of inkjet heads 100 (the number of head abnormality detection means 10 is the same as the number of inkjet heads 100, and ejection abnormality detection is performed when there is print data. If). The
[0153]
Based on the output signals of the corresponding AND circuits ANDa to ANDe of the switching control means 19, the switching means 23 a to 23 e respectively correspond to the corresponding inkjet heads from the drive waveform generation means 181 to the corresponding head abnormality detection means 10 a to 10 e. The connection with the electrostatic actuators 120a to 100e is switched. Specifically, when the output signals of the corresponding AND circuits ANDa to ANDe are at a high level, that is, when the drive / detection switching signal is at a high level, the print data input to the corresponding
[0154]
The head abnormality detection means 10a to 10e corresponding to the
[0155]
As described above, in the
[0156]
FIG. 30 shows an example of ejection abnormality or head abnormality detection timing of a plurality of inkjet heads 100 (the number of head abnormality detection means 10 is the same as the number of inkjet heads 100, and ejection abnormality is detected by circulating through each
[0157]
This switching selection means 19a is connected to the switching control means 19 shown in FIG. 29, and corresponds to the plurality of
[0158]
When the scanning order is the order of the print data input to the
[0159]
The corresponding AND circuit (switch control means 19) performs a logical AND operation on the print data input from the
[0160]
The head abnormality detection means 10 detects the ejection abnormality or head abnormality of the
[0161]
Further, when the scanning order is the order of the
[0162]
Here, when print data for the
[0163]
When the switching operation is performed by the switching
[0164]
Note that when there is no print data for the
[0165]
As described above, in the
[0166]
In addition, unlike the
[0167]
Next, an operation of the
[0168]
Here, the flushing (preliminary ejection) process is the entire or all of the
[0169]
Further, a wiping process for cleaning the nozzle plate (nozzle surface) 150 (a measure of wiping off deposits (such as paper dust and dust) adhering to the head surface of the
[0170]
First, the ejection abnormality detection / determination process during the flushing process will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. These flowcharts will be described with reference to the block diagrams of FIGS. 27 to 30 (hereinafter, the same applies to the printing operation). FIG. 31 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the flushing operation of the
[0171]
When the flushing process of the
[0172]
Then, the head abnormality detection means 10 performs the head abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 on the
[0173]
If it is determined in step S405 that the above-described head abnormality detection and determination processing has been completed for all the
[0174]
As described above, in the head abnormality detection / determination process in the
[0175]
FIG. 32 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the flushing operation of the
[0176]
When the flushing process of the
[0177]
Then, the head abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 is performed in parallel for all the ink jet heads 100 that have performed the ink ejection operation by the head
[0178]
Then, in order to clear the ejection data latched in the
[0179]
As described above, in the processing in the
[0180]
Next, FIG. 33 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the flushing operation of the
When the flushing process of the
[0181]
Then, the head abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 is performed on the
[0182]
In step S <b> 606, the
[0183]
If it is determined in step S606 that the head abnormality detection process and the determination process have been completed for all the
[0184]
As described above, in the process in the
[0185]
In step S602 of this flowchart, ejection data corresponding to all the
[0186]
Next, the ejection abnormality detection / determination process of the
[0187]
FIG. 34 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the printing operation of the
[0188]
Then, the head
[0189]
Here, in the case of the
[0190]
In step S705, the
[0191]
As described above, the
[0192]
Next, FIG. 35 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the printing operation of the
[0193]
When print data is input from the host computer 8 to the
[0194]
Then, when there is print data in the
[0195]
In step S806, the
[0196]
In step S809, the
[0197]
As described above, the droplet discharge device (inkjet printer 1) of the present invention includes the
[0198]
Therefore, the droplet discharge device of the present invention can detect the head abnormality and determine the cause thereof in a short time, and can scale down the circuit configuration of the detection circuit including the head abnormality detection means 10. An increase in the manufacturing cost of the discharge device can be prevented. In addition, after the
[0199]
Further, unlike the above configuration, the droplet discharge apparatus of the present invention includes a plurality of switching means 23, a switching control means 19, and a plurality of head abnormality detection means 10 corresponding to one or the number of
[0200]
Therefore, the switching means corresponding to the
[0201]
In the first embodiment, the
[0202]
Next, a configuration (recovery means 24) for executing a recovery process for eliminating the cause of the head abnormality (discharge abnormality) of the
[0203]
As the recovery process executed by the recovery means 24 of the present invention, a flushing process for preliminarily discharging droplets from the nozzles of each
[0204]
Here, the wiping process refers to a process of wiping off foreign matters such as paper dust attached to the nozzle plate 150 (nozzle surface) of the
[0205]
A
[0206]
The
[0207]
During the recording (printing) operation, the recording paper P moves in the sub-scanning direction, that is, downward in FIG. 36 while driving the
[0208]
FIG. 37 is a diagram showing a positional relationship between the
[0209]
Here, a wiping process that is a recovery process using the
[0210]
Since the wiping
[0211]
FIG. 38 is a diagram illustrating the relationship among the
[0212]
An
[0213]
FIG. 39 is a schematic diagram showing the configuration of the
[0214]
In the
[0215]
The
[0216]
Next, the operation (discharge abnormality recovery process) of the recovery means 24 of the present invention will be described. FIG. 40 is a flowchart showing a discharge abnormality recovery process in the inkjet printer 1 (droplet discharge apparatus) of the present invention. When the
[0217]
First, the
[0218]
On the other hand, if it is determined that any of the
[0219]
Next, in step S905, the
[0220]
As described above, in the liquid droplet ejection apparatus (inkjet printer 1) according to the first embodiment of the present invention, the head abnormality detection means 10 that detects ejection abnormalities and causes thereof for a plurality of liquid droplet ejection heads (inkjet heads 100). If a discharge abnormality is detected with respect to the
[0221]
Accordingly, the liquid droplet ejection apparatus according to the present invention can execute an appropriate recovery process (any one or two of the flushing process, the pump suction process, and the wiping process) corresponding to the cause of the ejection abnormality. Unlike the sequential recovery process in the droplet discharge device, it is possible to reduce waste ink that is generated when the recovery process is performed, thereby preventing a decrease or deterioration in the throughput of the entire droplet discharge device. it can.
[0222]
In addition, the droplet discharge device (inkjet printer 1) of the present invention is provided with a
[0223]
Therefore, according to the present invention, no other components (for example, an optical dot missing detection device, etc.) are required as compared with a conventional droplet discharge device capable of detecting an abnormal discharge, so the size of the droplet discharge head is increased. In addition, it is possible to detect an abnormal discharge of a liquid droplet without causing a failure, and to reduce the manufacturing cost of a liquid droplet discharge apparatus capable of detecting an abnormal discharge (dot missing). Further, in the droplet discharge device of the present invention, since the droplet discharge abnormality is detected using the residual vibration of the diaphragm after the droplet discharge operation, the droplet discharge abnormality is detected even during the printing operation. be able to.
[0224]
Note that in the droplet ejection apparatus and the method for predicting and recovering the head abnormality of the droplet ejection apparatus according to the present invention, the means and method for detecting the ejection abnormality and its cause are the vibration patterns of the residual vibration of the
[0225]
Further, the pump suction recovery process, which is one of the recovery processes executed by the recovery means 24, is an effective process for the case where the viscosity increases due to drying or the like and the case where air bubbles are mixed in. In the case where the bubble mixing and the dry
[0226]
Next, the viscosity detection means 30 of the present invention will be described. FIG. 41 is a schematic block diagram of the viscosity detection means 30 shown in FIG. In addition, about the structure similar to the component shown by the block diagram of FIG. 16, while attaching | subjecting the same code | symbol, the description is abbreviate | omitted. Here, as can be seen by comparing the block diagrams of FIGS. 16 and 41 with the block diagram of FIG. 23, the residual vibration detection means 16 and the determination means 20 are shared by the head abnormality detection means 10 and the viscosity detection means 30. Or may be provided separately.
[0227]
As shown in the description of FIG. 23, the output signal of the
[0228]
The peak hold circuit shown in FIG. 43 will be described. The operational amplifier Ap1 is a non-inverting amplifier, and charges the capacitor Cp1 via the diode Dp2 and the resistance element Rp2 with the voltage value of the residual vibration waveform (damped vibration waveform). The operational amplifier Ap2 operates as a buffer and outputs the voltage value charged in the capacitor Cp1. The charging voltage of the capacitor Cp1 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier Ap1 through the resistance element Rp2. The output voltage of the operational amplifier (buffer) Ap2 has a potential difference from the voltage of the residual vibration waveform of the input signal because the charging voltage is reduced by the forward voltage of the diode Dp2, and a capacitor is added to compensate for the potential difference. Cp1 is charged. Therefore, this peak hold circuit is configured to cancel the forward voltage component of the diode Dp2.
[0229]
On the other hand, when the voltage of the residual vibration waveform becomes almost zero, the potential difference from the buffer voltage becomes maximum, and a large reverse bias is applied to the diode Dp2. Therefore, this peak hold circuit is configured so that the output voltage of the buffer Ap2> the residual vibration waveform. When the voltage value is equal to or higher than the forward voltage of the diode Dp1, the diode Dp1 conducts, and the potential between the input terminals of the operational amplifier Ap1 is held at the forward voltage of the diode Dp1. Therefore, the diode Dp2 is configured to suppress the reverse bias of the forward voltage of the buffer voltage + the diode Dp1. The output voltage of the buffer Ap2 may be configured to be converted into digital data by an A / D converter and to output the digital residual vibration peak voltage to the determination means 20.
[0230]
The
[0231]
A drive / detection switching signal for switching between the
[0232]
As described above, the
[0233]
The
[0234]
As described above, the
[0235]
FIG. 44 is a timing chart showing the timing of signals generated by the
[0236]
When the drive / detection switching signal becomes High level, the
[0237]
In synchronization with the rising edge of the next drive pulse, when the Ls signal becomes high level and the Ls signal is input to the storage means 62, the storage means 62 stores the determination result of the viscosity determination means 29. When the Reset signal becomes High level in synchronization with the falling edge of the Ls signal, the Reset signal is input to the
[0238]
45 and 46 are graphs showing the relationship between this operable range, the residual vibration amplitude, and the deviation ε of the subtraction result. FIG. 45 is a graph showing the relationship between the ambient temperature of the
[0239]
FIG. 47 shows changes in the amount of amplitude of the residual vibration waveform with respect to changes in the ambient temperature of the
[0240]
Further, the residual vibration waveforms at the time of the head abnormality described above are compared. FIG. 48 is a diagram showing residual vibration waveforms when the head abnormality occurs and when it is normal. As described above, when bubbles are caused by head abnormalities, the period of residual vibration is shortened, and when drying is thickened, the period of residual vibration is very long and the residual vibration waveform is overdamped. In the case of adhesion, the period of residual vibration becomes longer. Thus, the head abnormality detection means 10 of the present invention specifies the presence or absence of a head abnormality and its cause based on the period of the residual vibration waveform.
[0241]
Here, the period of the residual vibration changes due to a change in the electrostatic capacitance component of the
[0242]
However, there is one exception to this detection (estimation) of the period of the residual vibration waveform. That is, when the ink temperature is low, that is, when the ink viscosity is high, the period of the residual vibration waveform and the period of the residual vibration waveform when the ink temperature is high but a large amount of paper dust adheres near the
[0243]
Here, three determination methods are shown. First, in the first determination method, (1) the ambient temperature of the
[0244]
Next, in the second determination method, (1) without using the
Finally, in the third determination method, similarly to the second determination method, the ink viscosity is periodically detected without using the
[0245]
Note that the normal range of the period is, for example, a range from a period when the ambient temperature is 10 ° C. to a period when the temperature is 40 ° C. in a state where ink is normally ejected, or mixing of bubbles or drying as described above. The range of Tr that is not determined to be thickened. The normal range of the amplitude change amount refers to, for example, a range from the amplitude amount at the ambient temperature of 10 ° C. to the amplitude amount at 40 ° C. in a state where ink is normally ejected.
[0246]
By using such first to third determination methods, the cause of the head abnormality can be specified, and accurate ink viscosity detection can be performed. Further, by using the
[0247]
Next, printing (printing) processing executed according to the ink viscosity when no head abnormality has occurred will be described. FIG. 49 is a graph showing the relationship between the ink viscosity and the usage time (leaving time) of the
[0248]
Here, even when the ink viscosity and the standing time are in the drive control region of the
[0249]
Further, the method of correcting the print data can be executed by using a print data correcting unit as shown in FIG. FIG. 50 is a block diagram illustrating a configuration for executing print processing by correcting print data in accordance with a change in ink viscosity with time. FIG. 51 illustrates the relationship between input and output data used in print data correction processing. It is a graph which shows. The configuration shown in FIG. 50 will be described below.
[0250]
As described above, when the
[0251]
Here, the print data correcting means 38 corrects the print data so as to achieve the input / output relationship of the lookup table for correcting the print data shown in FIG. This lookup table is based on the premise that the input / output data has 256 gradations, but the input / output data of the print data correction means 38 is not limited to 256 gradations, and any data may be used. When the ink viscosity increases, the amount of ink droplets ejected by one ejection operation decreases, so that the print data correction means 38 does not eject the input ejection number (input data) to the
[0252]
Next, each operation of the head abnormality detection means 10 and the viscosity detection means 30 will be described. First, a head abnormality and viscosity detection process when the detection result of the
[0253]
When the driving / detection switching signal is input to the switching means 23, the
[0254]
Next, the
[0255]
When it is determined that the period Tw of the residual vibration is in the normal range, the
[0256]
In step S1008, it is determined whether the
When the drive / detection switching signal becomes low level in synchronization with the rising edge of the driving signal at the timing when the next driving signal pulse is input (“Yes” in step S1008), the switching
[0257]
Next, head abnormality and viscosity detection processing when the detection result of the
[0258]
When the driving / detection switching signal is input to the switching means 23, the
[0259]
In step S1107, it is determined whether or not the Ls signal is generated by the
[0260]
In step S <b> 1111, the
[0261]
In step S1114, it is determined whether the
When the drive / detection switching signal becomes low level in synchronization with the rising edge of the driving signal at the timing when the next driving signal pulse is input (“yes” in step S1114), the switching
[0262]
In this flowchart, steps are not shown for the measurement process of the residual vibration period by the measuring means 17, but it is necessary to execute the ejection abnormality determination process (step S1112). After step S1104), the period of residual vibration is measured at an appropriate timing. As described above, in this process, the
[0263]
Next, the printing process of the
[0264]
First, a case where the drive waveform is corrected will be described. FIG. 56 is a flowchart showing a drive waveform correction process in the printing process of the
[0265]
The
[0266]
When the generated driving waveform (driving signal) is input to the
[0267]
Next, a case where print data is corrected will be described. FIG. 57 is a flowchart showing a print data correction process in the print process of the
[0268]
On the other hand, if the ink viscosity has been detected in advance, the
[0269]
Next, a recovery process for eliminating the cause of the head abnormality when the ink viscosity is detected will be described. 58 and 59 are flowcharts of the recovery process that is executed when a head abnormality has occurred when the ink viscosity is detected. The
[0270]
On the other hand, if it is determined that there is a
[0271]
In step S1407, it is determined whether or not the cause of the head abnormality is air bubble mixing. If there is a
[0272]
On the other hand, when there is no
[0273]
Similarly, when the standby time does not exceed the predetermined threshold, the
[0274]
Next, the history data creation means 40 and the abnormality prediction estimation means 50 shown in FIG. 2 will be described. The history data creation means 40 is stored in advance according to the period Tw and amplitude Aw of the residual vibration waveform of the
[0275]
The history data creation means 40 can specify the elapsed time T1 at which the deviation of the period or amplitude of the residual vibration waveform will reach the processing allowable value based on the created residual vibration history data. Then, the abnormality prediction estimating means 50 predicts and estimates the time when the head abnormality can occur by measuring the elapsed time T1 from the previous head abnormality detection / determination process specified based on the history data. To do. In the present invention, when it is predicted by the abnormality
[0276]
Here, the
[0277]
Next, the head abnormality prediction and recovery process (head abnormality prediction and recovery method), which is the operation of the droplet discharge device of the present invention, will be described. FIG. 64 is a flowchart showing the abnormality prediction process of the present invention. The
[0278]
The number of times of measurement is set by the
[0279]
In step S1503, the
[0280]
When a predetermined time elapses (time is up) in step S1504, the head abnormality detection means 10 drives the
[0281]
In step S1506, the
[0282]
On the other hand, if it is determined that no head abnormality has occurred, the process proceeds to step S1511, and the abnormality
[0283]
If it is determined in step S1512 that the abnormality prediction process has been completed, the
[0284]
On the other hand, if it is determined in step S1503 that there is a print instruction, the
[0285]
In step S1515, it is determined whether or not there is print data for the print process instructed to be printed. While there is print data, the process proceeds to step S1509, and the processes after the head abnormality detection process in the print process (steps). S1509 to S1515) are repeated.
Here, although not shown in the flowcharts of FIGS. 52 and 53 or FIGS. 54 and 55, in order to execute the abnormality prediction process (step S <b> 1511), the period of the residual vibration of the diaphragm 121 (for example, After measuring step S1005) in FIG. 52 and the amplitude amount (for example, step S1013 in FIG. 53), the history data creating means 40 determines the residual vibration period deviation ΔT (= Tc−Tw) and the amplitude of this residual vibration. The deviation ΔA (= Ac−Aw) is calculated, and the
[0286]
Next, another example of the head abnormality detection process in step S1505 in the flowchart of FIG. 64 will be described with reference to FIG. First, the residual
[0287]
Next, as described above, the history data creation means 40 calculates the residual vibration period deviation ΔT (= Tc−Tw) (step S1604) and the residual vibration amplitude deviation ΔA (= Ac−Aw). Is calculated (step S1605). Then, the
[0288]
Next, the abnormality prediction process (abnormality prediction estimation process) in step S1511 of the flowchart of FIG. 64 will be described. In the present embodiment, three abnormality prediction processing patterns will be described. FIG. 66 is a flowchart showing the first pattern abnormality prediction process of the present invention. The abnormality prediction process of the present invention determines whether or not a head abnormality has occurred (steps S1506 and S1510), and is executed when there is no head abnormality (the same applies hereinafter). In the present embodiment, prediction estimation of head abnormality due to ink thickening based on history data of amplitude of residual vibration will be described.
[0289]
First, the history
[0290]
If it is determined that the measurement process for the set number of measurements has not been completed, an accurate abnormality prediction process (abnormality prediction estimation process) cannot be executed, so the actual abnormality prediction process is not executed. This abnormality prediction process is finished as it is. On the other hand, when it is determined that the measurement processing for the set number of times of measurement has been completed, the history data creating means 40 or the
[0291]
When it is determined that the amplitude deviation ΔA is increasing, the
[0292]
Next, the second pattern abnormality prediction process will be described. FIG. 67 is a flowchart showing abnormality prediction processing of the second pattern of the present invention. First, time data (elapsed time data) at the time when the latest head abnormality (discharge abnormality) detection process is performed is specified (detected) based on the time measuring means 25 (step S1801). Next, comparison data Ar corresponding to the time data is read from the graph showing the relationship between the elapsed time and the deviation as shown in FIG. 63 (step S1802).
[0293]
In step S1803, the
[0294]
In step S1806, the abnormality
[0295]
If the
As described above, when the presence or absence of the head abnormality is determined (determined) in the abnormality prediction process, the determination result is stored in the
[0296]
Next, the third pattern abnormality prediction process will be described. FIG. 68 is a flowchart showing the abnormality prediction process of the third pattern of the present invention. First, time data (elapsed time data) at the time when the latest head abnormality (ejection abnormality) detection process is performed is specified (detected) based on the time measuring means 25 (step S1901). Next, comparison data Ar corresponding to the time data is read from the graph showing the relationship between the elapsed time and the deviation as shown in FIG. 63 (step S1902).
[0297]
In step S1903, the
[0298]
In step S1906, the abnormality
[0299]
If it is determined that the number of abnormal data exceeds a predetermined threshold, the
Thus, when the presence or absence of head abnormality is determined (determined) in the abnormality prediction process, the determination result and the elapsed time T1 are stored in the storage means 62, and the number of measurements set in step S1501 or step S1514 is cleared. Then, the third pattern abnormality prediction process is terminated (step S1911).
[0300]
Next, the recovery process (corresponding to step S1507 in the flowchart of FIG. 64) of the
[0301]
If it is determined that the head is abnormal based on the abnormality prediction result, there is a high possibility that a head abnormality will occur. Therefore, the flushing process (preliminary ejection process) by the above-described flushing means is executed (step S2002), and this recovery is performed. The process ends. On the other hand, when it is detected that the head abnormality is not due to the abnormality prediction result, that is, the head abnormality detecting means 10 has actually caused the head abnormality, and the
[0302]
And after execution of a recovery process, the
[0303]
Next, another example of the recovery process (corresponding to step S1507 in the flowchart of FIG. 64) of the
[0304]
When it is detected that the head abnormality is not caused by the abnormality prediction result, that is, the head abnormality detecting means 10 has actually caused the head abnormality, and the
[0305]
And after execution of a recovery process, the
[0306]
On the other hand, if it is determined in step S2101 that the head is abnormal due to the abnormality prediction result, in step S2105, the
When it is determined that the elapsed time from the previous discharge operation does not exceed T1, the
[0307]
Next, interrupt processing based on the count time T1 set in step S2108 of the flowchart of FIG. 70 will be described. FIG. 71 is a flowchart showing interrupt processing (interrupt recovery processing) of the present invention. When the process proceeds to step S2108 in the flowchart shown in FIG. 70, the count timer for executing the interrupt process starts timing (step S2201). The count timer may be included in the above-described time measuring means 25, may be used in combination with the timer of the time measuring means 25, or may be configured independently.
[0308]
In step S2202, it is determined whether or not the count timer has expired, that is, whether or not time T1 has elapsed. And it waits in this step S2202 until time T1 passes. If it is determined that the time T1 has elapsed, the
[0309]
Then, the count time T1 of the count timer and the count value of the count timer set in step S2108 of the flowchart shown in FIG. 70 are cleared (step S2205), and this interrupt recovery process is terminated. In the present invention, the head abnormality detection is performed again before the count value of the count timer is cleared in order to determine whether or not the possibility of the head abnormality occurrence has been eliminated by the flushing process executed in step S2204. Processing may be executed. By this interruption recovery process, it is possible to prevent the occurrence of head abnormality and to accurately confirm that the
[0310]
As described above, the droplet discharge device (inkjet printer 1) of the present invention includes the vibration plate in the droplet discharge head, detects the residual vibration of the vibration plate by driving the actuator, and detects the vibration pattern. On the basis of the presence or absence (occurrence of occurrence) of the head abnormality and the cause of the head abnormality is detected (determined) by the head abnormality detection means, and history data is created by the history data creation means based on the vibration pattern of the residual vibration, By using this history data, the occurrence of head abnormality is predicted and estimated by the abnormality prediction estimation means. In addition, when a head abnormality is detected by the head abnormality detection means or abnormality prediction estimation means, or when the possibility of occurrence of a head abnormality is predicted and estimated, a recovery process is performed to eliminate the cause by the recovery means. It was decided to. Furthermore, the viscosity detection means detects the viscosity in the cavity of the droplet discharge head or the viscosity in the vicinity of the nozzle. If the viscosity is high (in the case of thickening), the recovery means executes recovery processing to eliminate it. It was decided to. In addition, the droplet discharge device of the present invention is provided with a temperature sensor and a time measuring means, and corrects the detected residual vibration reference data and detection data, the viscosity of the liquid material or the elapsed time from the previous discharge as necessary. Or we decided to revise it.
[0311]
Therefore, with the droplet discharge device of the present invention, it is possible to easily estimate the occurrence of a head abnormality or the possibility of occurrence thereof, and it is possible to accurately perform this estimation by detecting residual vibration. Further, since an appropriate recovery process can be executed due to the estimated cause of the head abnormality, it is possible to prevent an increase in useless waste ink. Since various detection sensors (such as an optical sensor) are unnecessary, the manufacturing cost of the droplet discharge device can be reduced.
[0312]
Further, since only the head abnormality detection means (detection circuit) is required for detecting such residual vibration, the structure of the droplet discharge device is not complicated, and the droplet discharge device (particularly, the droplet discharge head) ) Can be reduced in size. Since various detection data can be corrected by the ambient temperature (ambient temperature) of the droplet discharge head, a reliable detection system can be ensured.
[0313]
Furthermore, since the occurrence time of the head abnormality can be predicted as the time required to reach the allowable value, unnecessary recovery processing can be reduced and the amount of wasted waste ink can be reduced. Further, since the head abnormality detection process (residual vibration detection process) can be executed even during the printing process operation, the throughput of the droplet discharge device can be improved without being reduced or deteriorated. .
[0314]
In the present embodiment, the residual vibration detection means 16 of the head abnormality detection means 10 and the residual vibration detection means 16 of the viscosity detection means 30 are described with the same reference numerals. May be shared by the head abnormality detection means 10 and the viscosity detection means 30 or may be provided separately. Similarly, the
[0315]
Second Embodiment
Next, another configuration example of the inkjet head (head unit) in the present invention will be described. 72 to 75 are cross-sectional views each showing an outline of another configuration example of the
[0316]
In the
[0317]
The
[0318]
A
The amount of liquid that has decreased in the
[0319]
73, the ink (liquid) in the
[0320]
A
A pair of
[0321]
In the inkjet head 100C shown in FIG. 74, the ink (liquid) in the
[0322]
A plurality of electrodes are joined to the upper surface of the
[0323]
In the inkjet head 100D shown in FIG. 75, the ink (liquid) in the
[0324]
The
[0325]
The lower end in FIG. 75 of the laminated
[0326]
Then, by applying a driving voltage waveform from the
The amount of liquid that has decreased in the
[0327]
In the inkjet heads 100A to 100D including the
[0328]
<Third Embodiment>
Next, another configuration example of the ink jet head in the present invention will be described. 76 is a perspective view showing the configuration of the
[0329]
The
The
[0330]
Further, as shown in FIGS. 76 and 77, the left end portion (upper end in FIG. 76) of each
In FIG. 76, the
[0331]
The
Further, the
[0332]
The
A
[0333]
Further, the surface of the
[0334]
A
The constituent material and thickness of the
[0335]
On the other hand, the other side of the
The
[0336]
A
As a constituent material of the
[0337]
Each
As the
[0338]
A plurality of the
The arrangement pattern of the
[0339]
Next, the operation (operation principle) of the
When a driving signal (pulse signal) is output from the
[0340]
Immediately after the ink droplet is ejected, the
When the
The amount of liquid reduced in the
[0341]
As described above, even when the thermal jet type ink jet head as shown in the third embodiment of the present invention is used, the head abnormality of the ink jet head can be detected and the cause can be specified, and an appropriate recovery process can be performed. Can be executed. Also, the ink viscosity can be detected. In the ink jet head shown in the third embodiment, the diaphragm is used as a sensor.
As for the driving method that does not discharge the droplets, in addition to the method of reducing the driving voltage from the usual level, the thermal jet type droplet discharging head using the boiling film like the droplet discharging device of this embodiment is used. In this case, there is a method of reducing the driving current, and the driving method is not limited to the extent of not discharging.
[0342]
As described above, the droplet ejection apparatus (inkjet printer 1) and the head abnormality prediction and recovery method of the present invention include a diaphragm, an actuator that displaces the diaphragm, and a liquid (ink) inside. A plurality of droplet discharge heads having a cavity in which the internal pressure is increased or decreased by displacement of the diaphragm and a nozzle that communicates with the cavity and discharges liquid as droplets by increasing or decreasing the pressure in the cavity; And a drive circuit for driving the actuator, and a residual vibration detecting means for detecting the residual vibration of the diaphragm displaced by the actuator after the actuator is driven by the drive circuit (after the ejection drive or after the drive not ejecting). And the head of each droplet discharge head based on the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm detected by the residual vibration detection means Based on the history data created by the history data created by the history data created by the history data created by the history data created by the history data created by the history data created by the history data created by the head abnormality detection means for detecting the vibration pattern of the residual vibration And an abnormal prediction estimating means for predicting and predicting the occurrence of the occurrence of the above. Further, if necessary, it is further provided with recovery means for executing recovery processing for eliminating the cause of the head abnormality.
[0343]
Therefore, the occurrence of head abnormality can be predicted and estimated by the droplet ejection apparatus and the head abnormality prediction and recovery method of the droplet ejection apparatus according to the present invention, and recovery processing can be executed accordingly. In addition, unnecessary recovery processing can be omitted, the throughput of the droplet discharge device can be improved, and the amount of discharged ink can be reduced.
[0344]
As described above, the liquid droplet ejection apparatus and the head abnormality prediction and recovery method of the liquid droplet ejection apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to this, Each unit constituting the ejection head or the droplet ejection apparatus can be replaced with an arbitrary configuration that can exhibit the same function. In addition, any other component may be added to the droplet discharge head or the droplet discharge apparatus of the present invention.
[0345]
The discharge target liquid (liquid material) discharged from the droplet discharge head (in the above-described embodiment, the ink jet head 100) of the droplet discharge apparatus of the present invention is not particularly limited. It can be a liquid containing a material (including a dispersion such as a suspension or an emulsion). That is, an ink containing a filter material for a color filter, a light emitting material for forming an EL light emitting layer in an organic EL (Electro Luminescence) device, a fluorescent material for forming a phosphor on an electrode in an electron emitting device, PDP (Plasma Fluorescent material for forming phosphors in display panel devices, migrating material for forming electrophores in electrophoretic display devices, bank materials for forming banks on the surface of the substrate W, various coating materials, and electrodes Liquid electrode material to form, a particle material to form a spacer for forming a minute cell gap between two substrates, a liquid metal material to form a metal wiring, a lens material to form a microlens, A resist material, a light diffusion material for forming a light diffuser, and the like.
Further, in the present invention, the droplet receiver to which droplets are to be ejected is not limited to paper such as recording paper, but to other media such as films, woven fabrics, nonwoven fabrics, glass substrates, silicon substrates, etc. It may be a workpiece such as various substrates.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an ink jet printer which is a kind of droplet discharge device of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing main parts of the ink jet printer of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of one inkjet head in the head unit shown in FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a head unit corresponding to ink of one color.
FIG. 5 is an example of a nozzle arrangement pattern of a nozzle plate of a head unit using four color inks.
6 is a state diagram showing each state when a drive signal is input in the III-III cross section of FIG. 3; FIG.
7 is a circuit diagram showing a calculation model of simple vibration assuming residual vibration of the diaphragm of FIG. 3. FIG.
8 is a graph showing a relationship between an experimental value and a calculated value of residual vibration of the diaphragm shown in FIG.
9 is a conceptual diagram of the vicinity of a nozzle when bubbles are mixed in the cavity of FIG.
FIG. 10 is a graph showing calculated values and experimental values of residual vibration in a state where ink droplets are no longer ejected due to air bubbles entering the cavity.
FIG. 11 is a conceptual diagram in the vicinity of the nozzle when the ink in the vicinity of the nozzle in FIG. 3 is fixed by drying.
FIG. 12 is a graph showing calculated values and experimental values of residual vibration in a dry and thickened state of ink near the nozzle.
13 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when paper dust adheres to the vicinity of the nozzle outlet of FIG.
FIG. 14 is a graph showing calculated values and experimental values of residual vibration in a state where paper dust adheres to the nozzle outlet.
FIG. 15 is a photograph showing the state of the nozzle before and after paper dust adheres to the vicinity of the nozzle.
16 is a schematic block diagram of the head abnormality detection means shown in FIG.
17 is a conceptual diagram when the electrostatic actuator of FIG. 3 is a parallel plate capacitor.
18 is a circuit diagram of an oscillation circuit including a capacitor configured from the electrostatic actuator of FIG. 3. FIG.
FIG. 19 is a circuit diagram of the F / V conversion circuit of the head abnormality detection means shown in FIG.
20 is a timing chart showing timings of output signals and the like of respective units based on the oscillation frequency output from the oscillation circuit of FIG.
FIG. 21 is a diagram for explaining a method of setting fixed times tr and t1.
22 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the waveform shaping circuit of FIG. 16;
FIG. 23 is a block diagram showing an outline of switching means between a drive circuit and a detection circuit.
FIG. 24 is a flowchart showing head abnormality detection / determination processing of the present invention.
FIG. 25 is a flowchart showing residual vibration detection processing of the present invention.
FIG. 26 is a flowchart showing head abnormality determination processing of the present invention.
FIG. 27 is an example of ejection abnormality detection timing of a plurality of inkjet heads (when there is one head abnormality detection means).
FIG. 28 is an example of ejection abnormality detection timing of a plurality of inkjet heads (when the number of head abnormality detection means is the same as the number of inkjet heads).
FIG. 29 is an example of ejection abnormality detection timing of a plurality of inkjet heads (when ejection abnormality detection is performed when the number of head abnormality detection means is the same as the number of inkjet heads and print data is present).
FIG. 30 is an example of a timing of ejection abnormality detection of a plurality of inkjet heads (when the number of head abnormality detection means is the same as the number of inkjet heads and ejection abnormality detection is performed by circulating through each inkjet head).
FIG. 31 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the flushing operation of the ink jet printer shown in FIG. 27.
32 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the flushing operation of the ink jet printer shown in FIGS. 28 and 29. FIG.
FIG. 33 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the flushing operation of the ink jet printer shown in FIG. 30;
34 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the printing operation of the ink jet printer shown in FIGS. 28 and 29. FIG.
FIG. 35 is a flowchart showing the timing of ejection abnormality detection during the printing operation of the ink jet printer shown in FIG.
FIG. 36 is a diagram showing a schematic structure (partially omitted) as viewed from the top of the ink jet printer shown in FIG. 1;
37 is a diagram showing a positional relationship between the wiper and the head unit shown in FIG. 36.
FIG. 38 is a diagram illustrating a relationship between an inkjet head, a cap, and a pump during pump suction processing.
39 is a schematic view showing the configuration of the tube pump shown in FIG. 38. FIG.
FIG. 40 is a flowchart showing ejection abnormality recovery processing in the inkjet printer of the present invention.
41 is a schematic block diagram of the viscosity detection means shown in FIG.
42 is a schematic block diagram of determination means in the viscosity detection means shown in FIG. 41. FIG.
FIG. 43 is a circuit diagram showing an example of peak detection means (peak hold circuit).
FIG. 44 is a timing chart showing the timing of signals generated by the timing generation means.
FIG. 45 is a graph showing a relationship between an operable range of an ink jet printer having a normal ink viscosity and an amplitude amount of a residual vibration waveform.
FIG. 46 is a graph showing a relationship between an operable range of an ink jet printer having a normal ink viscosity and a deviation of a subtraction result.
FIG. 47 is a diagram showing a change in amplitude amount of a residual vibration waveform with respect to a change in ambient temperature of the inkjet head.
FIG. 48 is a diagram showing residual vibration waveforms when a head abnormality occurs and when it is normal.
FIG. 49 is a graph showing the relationship between the ink viscosity and the use time (leaving time) of the inkjet head.
FIG. 50 is a block diagram illustrating a configuration for executing print processing by correcting print data according to a change in ink viscosity with time.
FIG. 51 is a graph showing the relationship of input / output data used in print data correction processing.
FIG. 52 is a flowchart showing head abnormality detection / judgment and viscosity detection processing in one embodiment of the present invention.
FIG. 53 is a flowchart showing head abnormality detection / determination and viscosity detection processing in one embodiment of the present invention.
FIG. 54 is a flowchart showing head abnormality detection / judgment and viscosity detection processing in another embodiment of the present invention.
FIG. 55 is a flowchart showing head abnormality detection / judgment and viscosity detection processing in another embodiment of the present invention.
FIG. 56 is a flowchart showing drive waveform correction processing in print processing.
FIG. 57 is a flowchart illustrating print data correction processing in print processing.
FIG. 58 is a flowchart of recovery processing executed when a head abnormality has occurred when ink viscosity is detected.
FIG. 59 is a flowchart of recovery processing that is executed when a head abnormality has occurred when ink viscosity is detected.
FIG. 60 is a graph showing residual vibration (residual vibration waveform) of the diaphragm when the amount of bubbles is large and when the amount of bubbles is small.
61 is a graph showing residual vibration (residual vibration waveform) of the diaphragm when the ink viscosity is high and when it is low. FIG.
FIG. 62 is a graph showing residual vibration (residual vibration waveform) of the diaphragm when the paper dust adhesion amount (also referred to as paper dust amount) is large and when it is small.
FIG. 63 is a graph showing history data (historical data of residual vibration waveform) in the relationship between the elapsed time and each deviation for each head abnormality detection process;
FIG. 64 is a flowchart showing abnormality prediction processing of the present invention.
FIG. 65 is a flowchart showing head abnormality detection processing of the present invention.
FIG. 66 is a flowchart showing abnormality prediction processing of the first pattern of the present invention.
FIG. 67 is a flowchart showing abnormality prediction processing of the second pattern of the present invention.
FIG. 68 is a flowchart showing abnormality prediction processing of the third pattern of the present invention.
FIG. 69 is a flowchart showing an example of recovery processing by the recovery means of the present invention.
FIG. 70 is a flowchart showing another example of recovery processing by the recovery means of the present invention.
FIG. 71 is a flowchart showing interrupt processing (interrupt recovery processing) of the present invention.
FIG. 72 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head in the present invention.
FIG. 73 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head in the present invention.
FIG. 74 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head in the present invention.
FIG. 75 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head in the present invention.
FIG. 76 is a perspective view showing another configuration example of the head unit in the present invention.
77 is a schematic cross-sectional view of the head unit shown in FIG. 64. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
前記アクチュエータにより変位された前記振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段と、前記残留振動検出手段によって検出された前記振動板の残留振動の振動パターンに基づいて、前記各液滴吐出ヘッドのヘッド異常を検出するヘッド異常検出手段と、
前記残留振動の振動パターンに基づいて、前記残留振動波形の履歴データを作成する履歴データ作成手段と、
前記履歴データ作成手段によって作成された履歴データに基づいて、前記ヘッド異常の発生を予測推定する異常予測推定手段と、
を備えることを特徴とする液滴吐出装置。A diaphragm, an actuator for displacing the diaphragm, a cavity filled with liquid, and the pressure inside the cavity is increased or decreased by the displacement of the diaphragm, communicated with the cavity, and the pressure in the cavity A plurality of droplet discharge heads having nozzles for discharging the liquid as droplets by increase and decrease; and
A drive circuit for driving the actuator;
Residual vibration detecting means for detecting residual vibration of the diaphragm displaced by the actuator, and based on a vibration pattern of residual vibration of the diaphragm detected by the residual vibration detecting means, each droplet discharge head A head abnormality detecting means for detecting a head abnormality;
Based on the vibration pattern of the residual vibration, history data creating means for creating history data of the residual vibration waveform;
An anomaly prediction estimating means for predicting and predicting the occurrence of the head anomaly based on the history data created by the history data creating means;
A droplet discharge apparatus comprising:
前記ヘッド異常検出手段は、前記振動板の残留振動の周期が所定の範囲の周期よりも短いときには、前記キャビティ内に気泡が混入したものと判定し、前記振動板の残留振動の周期が所定の閾値よりも長いときには、前記キャビティ内の液体が乾燥により増粘したものと判定し、前記振動板の残留振動の周期が前記所定の範囲の周期よりも長く、前記所定の閾値よりも短いときには、前記ノズルの出口付近に紙粉が付着したものと判定する請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴吐出装置。The vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm includes a period of the residual vibration,
When the residual vibration period of the diaphragm is shorter than a predetermined range, the head abnormality detection unit determines that bubbles are mixed in the cavity, and the residual vibration period of the diaphragm is a predetermined period. When longer than the threshold, it is determined that the liquid in the cavity is thickened by drying, and when the period of residual vibration of the diaphragm is longer than the period of the predetermined range and shorter than the predetermined threshold, The droplet discharge device according to claim 1, wherein it is determined that paper dust is attached near the outlet of the nozzle.
前記異常予測推定手段は、前記検出データの偏差が増加している場合には、前記ヘッド異常が発生する可能性があると推定し、前記計時手段によって前記偏差が所定の許容値に到達するまでの時間を計測することにより、該到達する時刻に前記ヘッド異常が発生すると推定する請求項８に記載の液滴吐出装置。Comprising time measuring means for measuring an elapsed time after a discharge operation by the actuator of the droplet discharge head;
The abnormality prediction estimation means estimates that the head abnormality may occur when the deviation of the detection data increases, and until the deviation reaches a predetermined allowable value by the timing means. The liquid droplet ejection apparatus according to claim 8, wherein the head abnormality is estimated to occur at the time of arrival by measuring the time.
前記回復手段は、前記所定の許容値に到達するまでの時間に応じて、前記回復処理を実行する請求項１１に記載の液滴吐出装置。When a head abnormality is detected by the head abnormality detection unit, the head abnormality detection unit includes a recovery unit that executes a recovery process for eliminating the detected head abnormality,
The liquid droplet ejection apparatus according to claim 11, wherein the recovery unit executes the recovery process according to a time until the predetermined allowable value is reached.
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