JP6234121B2

JP6234121B2 - インクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法

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Publication number: JP6234121B2
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Inventors: 田村　泰之; 泰之田村
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Description

本発明は、インクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法に関する。

複数の吐出口から液体を吐出するインクジェットヘッドを用いて被印字物上に画像を形成するインクジェット装置が、広く用いられている。インクジェット装置は、吐出口と連通した圧力室の体積を変化させることで、圧力室に蓄えられた液体を吐出口から吐出させる。圧力室の体積を変化させる方式には、圧力室の壁面を変位させるアクチュエータを用いたものがある。アクチュエータとしてピエゾ素子などの圧電素子を用いたものは、ピエゾ方式または圧電方式などと呼ばれ、静電アクチュエータを用いたものは、静電方式と呼ばれる。なお、以下、吐出口、圧力室、およびアクチュエータをまとめてノズルとも称することとする。

このようなインクジェット装置では、吐出口または圧力室内に気泡が発生したり、吐出口または圧力室内にごみが付着したりするなど、ノズルに異常が生じることがある。この場合、ノズルが目詰まりして液体が吐出されなかったり、液体が通常と異なる方向に吐出されたりして印刷不良となることがある。このような印刷不良を低減するために、ノズルの状態を判定し、ノズルに異常が生じている場合には、正常な状態に回復させる機能を有するインクジェット装置が知られている。

例えば、アクチュエータを用いたインクジェット装置では、アクチュエータを駆動して圧力室の壁を変位させた直後にアクチュエータに発生する残留振動と呼ばれる減衰振動の振動パターンがノズルの状態に応じて変化することが知られている。アクチュエータが振動すると、アクチュエータに加わる電圧が変化するため、この電圧を検出することで、検出した電圧からノズルの状態を判定することが可能になる。

しかしながら、アクチュエータに加わる電圧を検出して、ノズルの状態を判定する判定回路は、比較的大きいため、複数のノズルそれぞれの状態を判定するために、ノズルごとに設けられると、インクジェット装置のサイズが大きくなり過ぎてしまう。

これに対して、インクジェット装置のサイズを低減するために、１つの判定回路で複数のノズルの状態を判定するインクジェット装置が特許文献１および２に開示されている。

特許文献１に記載のインクジェット装置は、アクチュエータを、アクチュエータを駆動するための駆動電流を出力する駆動回路またはノズルの状態を判定する判定回路に接続するスイッチを有する。このインクジェット装置では、駆動回路からアクチュエータに駆動電流を供給した後、スイッチを切り替えてアクチュエータを判定回路に接続してアクチュエータに加わった電圧を検出している。なお、特許文献１の図２７には、全てのノズルに共通した１つのスイッチを有するインクジェット装置が開示されており、図３０には、各ノズルに対応した複数のスイッチを有するインクジェット装置が開示されている。

また、特許文献２に記載のインクジェット装置では、複数のアクチュエータそれぞれの一端が駆動信号を出力する駆動回路と接続され、アクチュエータの他端がアクチュエータに加わった電圧から残留振動を検出する残留振動検出回路に接続されている。なお、残留振動検出回路は、検出した残留振動の振動パターンからノズルの状態を判定する。またこのインクジェット装置は、複数のアクチュエータと残留振動検出回路との間に１つのスイッチが設けられ、複数のアクチュエータを１つの残留振動検出回路に接続することが可能である。

国際公開第２００４／０７６１８０号特開２００５−３０５９９２号公報

しかしながら、特許文献１の図２７に開示されたインクジェット装置は、多数のノズルを有する場合、インクジェット装置の動作速度が低下してしまうという課題がある。

このインクジェット装置では、アクチュエータを駆動回路に接続するスイッチに、複数のノズルを駆動するための駆動電流が流れる。駆動するノズルが多いほど、この駆動電流は大きくなるため、多数のノズルを駆動する場合には、大電流に対応することが可能なアナログスイッチが必要となる。

しかしながら、このインクジェット装置は、駆動電流を流した後すぐに判定回路とアクチュエータとを接続してアクチュエータの電圧を検出し、その後、駆動電流が出力されるまでに再び駆動回路とアクチュエータとを接続しなければならない。このため、アナログスイッチは、駆動回路の駆動信号の先頭より十分早く切り替え動作を開始し、駆動信号の先頭までに切り替え動作を完了して駆動信号の電流を流す必要がある。さらにアナログスイッチは、駆動信号の後端で切り替え動作を開始し、切り替え動作完了後に判定回路でノズルの状態を判定する必要がある。駆動信号の後端で切り替え動作完了後に判定回路でノズルの状態を判定する場合、すでに残留振動が減衰していて正確な判定が困難であるという問題がある。

正確な判定が可能になるのは、アクチュエータの残留振動が比較的長く続くように設計されたインクジェットノズルに限られる。しかしながら、アクチュエータの残留振動が長く続くインクジェットノズルは高い周波数で駆動することが困難である。さらに、アナログスイッチは駆動回路の駆動信号の先頭より十分早く切り替え動作を開始しなければならないので、駆動信号を短い周期で送ることはできない。そのため、インクジェット装置の動作速度が低下してしまう。

これに対して、アクチュエータを複数のグループに分けて、グループごとにアクチュエータを時分割で駆動することで、駆動電流を小さくして、動作速度の速いアナログスイッチを用いることが考えられる。

しかしながら、特許文献１の図２７に示されたインクジェット装置では、アクチュエータを駆動回路に接続する配線の一部と、アクチュエータを判定回路に接続する配線の一部とが共用されている。このため、アクチュエータを駆動する駆動回路の大部分をグループごとに設ける必要があり、回路規模が増大してしまう。

また、特許文献１の図３０に開示されたインクジェット装置は、複数のスイッチが各アクチュエータに対応して設けられているため、アクチュエータを高速に駆動することが可能である。しかしながら、アクチュエータを駆動するための信号を生成する回路とは別に、スイッチを切り替えるための信号を生成する大規模な回路が必要であるため、回路規模が増大してしまう。

また、特許文献２に開示されたインクジェット装置は、残留振動検出回路とアクチュエータとの間を、個別に接続したり切断したりすることができない。このため、このインクジェット装置は、印字処理とは別に、残留振動に応じた電圧を検出するためだけにアクチュエータを１つずつ駆動しなければならず、インクジェット装置の動作速度が低下する。

なお、特許文献２に開示されたインクジェット装置では、残留振動検出回路に接続されたアクチュエータの接地側の一端の電位は、残留振動検出時に接地から切り離すことによって検出される。このため、この方法は、アクチュエータの接地側の一端を他から電気的に切り離すことが可能な構造のインクジェット装置に適用範囲が限定されてしまうという問題もある。

本発明の目的は、多数のノズルの状態を判定可能にしつつ、動作速度の低下および回路規模の増大を抑制することが可能なインクジェット装置を提供することである。

本発明によるインクジェット装置は、
複数の吐出口のそれぞれに対応し、入力端子に入力された駆動信号に従って当該対応する吐出口から液滴を吐出させる複数のアクチュエータと、
前記駆動信号を出力する駆動信号源と、
前記複数のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号を出力する駆動選択部と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号に従って、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断し、前記入力端子と前記駆動信号源とを接続した場合、前記駆動信号を通過させて当該入力端子に入力する複数の駆動スイッチと、
前記入力端子と接続された場合、当該入力端子の電圧を検出する検出回路と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号に応じて、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断する複数の検出スイッチと、を有する。

また、本発明によるインクジェット装置の制御方法は、
複数の吐出口のそれぞれに対応し、入力端子に入力された駆動信号に従って当該対応する吐出口から液体を吐出させる複数のアクチュエータと、
前記駆動信号を出力する駆動信号源と、
前記複数のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号を出力する駆動選択部と、
前記入力端子と接続された場合、当該入力端子の電圧を検出する検出回路と、
各アクチュエータに対応し、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断し、前記入力端子と前記駆動信号源とを接続した場合、前記駆動信号を通過させて当該入力端子に入力する複数の駆動スイッチと、
各アクチュエータに対応し、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断する複数の検出スイッチと、を備えるインクジェット装置の、
各駆動スイッチに、対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号に従って、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断させ、
各検出スイッチに、対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号に基づいて、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断させる。

本発明によれば、多数のノズルを含み、各ノズルの状態を判定するインクジェット装置について、動作速度の低下および回路規模の増大を低減することが可能である。

本発明の第１の実施形態にかかるインクジェット装置１の構成を説明するための図である。図１のインクジェットヘッド３の主要部を説明するための図である。図２のノズルブロック３１に含まれるノズルの構成の一例を示す図である。図２のインクジェットヘッド３に設けられた吐出口３４の配置の一例を示す図である。同実施形態にかかるインクジェット装置１の駆動回路の主要部の構成を説明するための図である。同実施形態にかかるインクジェット装置１における駆動回路の動作タイミングを説明するための図である。本発明の第２の実施形態にかかる駆動回路の主要部の構成を説明するための図である。本発明の第３の実施形態にかかる駆動回路の主要部の構成を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、同一の機能を有する構成要素については同じ符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるインクジェット装置１の構成を説明するための図である。

インクジェット装置１は、液体を吐出する液体吐出装置であり、本実施形態では、液体としてインクを吐出する。

インクジェット装置１は、ステージ２と、インクジェットヘッド３と、吐出液供給装置４と、ヘッド電気制御部５と、装置制御部６とを有する。

ステージ２は、インクジェット装置１の筐体内で移動可能な台であって、被印字物７が載置される。なお、被印字物７は、紙や基板などであり、本実施形態では被印字物３は紙であることとする。

インクジェットヘッド３は、インクを吐出する吐出口を有し、吐出口がステージ２と対向している。これにより、吐出口から吐出されたインクは、ステージ２上に載置された被印字物７上に着弾する。インクジェットヘッド３が、ステージ２の移動と同期してインクを吐出することで、被印字物７上に所定のパターンが形成される。

吐出液供給装置４は、インクジェットヘッド３と接続されており、インクジェットヘッド３にインクを供給する。

ヘッド電気制御部５は、インクジェットヘッド３と接続されており、インクジェットヘッド３を制御する。

装置制御部６は、インクジェット装置１を制御する。具体的には、装置制御部６は、ステージ２を移動させたり、ヘッド電気制御部５を用いて、被印字物７上に形成させる所定のパターンを示す印字データに基づいて、インクジェットヘッド３にステージ２の移動と同期してインクを吐出させたりする。これにより、装置制御部６は、印字データに応じた画像を被印字物７上に形成させる。また装置制御部６は、ノズルの状態が異常であることが通知されると、ノズルの状態を回復させるための動作を行わせる。ノズルの状態を回復させるための動作は、例えば、インクジェットヘッド３の吐出口が形成された面を拭く動作、ノズルを吸引する動作などである。

図２は、インクジェットヘッド３の主要部を説明するための図である。

インクジェットヘッド３は、ノズルブロック３１と、駆動回路板３２と、液室部材３３とを有する。

ノズルブロック３１は、インクを吐出する複数の吐出口３４が並設されたオリフィスプレート３５を有する。またノズルブロック３１は、各吐出口３４を含む複数のノズルを有する。

図３は、ノズルブロック３１に含まれるノズルの構成の一例を説明するための図である。ノズルブロック３１に含まれる各ノズルは、吐出口３４と、吐出口３４と連通する圧力室３４１と、圧力室３４１の壁の一部を変位させるアクチュエータであるピエゾ素子３４２とを含む。ピエゾ素子３４２は、入力端子を有し、当該入力端子に入力された駆動信号に従って変形する。本実施形態では、ピエゾ素子３４２自体が圧力室３４１の壁の一部を構成しているため、ピエゾ素子３４２の入力端子に駆動信号が入力されると、ピエゾ素子３４２が変形して圧力室３４１の体積が減少する。このため、インクが吐出口３４から吐出されることになる。

図２の説明に戻る。

駆動回路板３２は、シリコン（Ｓｉ）からなり、ピエゾ素子３４２を駆動する駆動回路の一部が内蔵されている。駆動回路は、各ピエゾ素子３４２の入力端子と接続されており、入力端子に駆動信号を入力する。また駆動回路板３２は、各ノズルと対応して貫通孔３２１が設けられている。また駆動回路板３２は、ケーブル３６を介してヘッド電気制御部５に接続されており、ヘッド電気制御部５と協働して、ピエゾ素子３４２を駆動するための駆動信号を生成する。

液室部材３３は、図示しないパイプにより吐出液供給装置４と接続されており、吐出液供給装置４から供給されたインクを、駆動回路板３２に設けられた貫通孔を通してノズルブロック３１内の圧力室３４１に供給する。

図４は、図２の吐出口３４の配置の一例を示す図である。

図４の例では、吐出口３４は、Ｘ方向に１０画素分の間隔をあけて並んでいる。Ｙ方向では、吐出口３４は、１０層の吐出口列が配置されており、各層はＸ方向に１画素分ずれて並んでいる。したがって、被印字物７をＹ方向に移動させながら順次インクを吐出させることにより、１画素ピッチでインクを被印字物７に着弾させることができる。層と層との間は、Ｙ方向にＮ＋３／５画素（Ｎは整数）離れている。

なお、本実施形態では、記録すべき画素のピッチは６００ｄｐｉとし、画素のピッチは４２．３μｍとする。

１０層の吐出口列は、５層ずつの２つのグループ３４３および３４４に分かれており、グループごとに、各吐出口３４と対応するピエゾ素子３４２を駆動する電気系統が異なる。

図５は、本実施形態にかかる駆動回路の主要部を説明するための図である。

図５に示される駆動回路は、駆動信号源１０１と、駆動選択部１０２と、駆動スイッチ１０３と、トランジスタ１０４と、１ビットラッチ回路１０５と、配線１０６と、駆動数検出回路１０７と、信号処理回路１０８とを有する。また、駆動選択部１０２は、シフトレジスタ１０２１とラッチ回路１０２２とを含む。

駆動スイッチ１０３、トランジスタ１０４、および１ビットラッチ回路１０５は、複数のピエゾ素子３４２のそれぞれに対応して設けられる。また、ピエゾ素子３４２は、複数のグループに分けられており、各グループと対応して信号処理回路１０８が設けられる。

なお、簡単のため、図５には、図４に示されたノズルのうち、一部を駆動する部分のみを示している。また、図５には、４つのノズルを駆動する部分のみを示しており、４つのノズルは２つのグループに分けて、各グループに一つの配線１０６と、信号処理回路１０８が設けてある。図５に示される駆動回路の各部は、駆動回路板３２またはヘッド電気制御部５に内蔵されている。

ピエゾ素子３４２は、複数の吐出口３４のそれぞれに対応して設けられる。ピエゾ素子３４２は、一端が入力端子３４２ｉとなっており、入力端子３４２ｉに入力された駆動信号に応じて駆動し、対応する吐出口３４から液体を吐出させる。ピエゾ素子３４２の他端は、接地されている。

駆動信号源１０１は、ピエゾ素子３４２を駆動するための駆動信号を発生する。駆動信号源１０１は、５層のノズルの全てを駆動するための駆動信号を発生して出力する。このため、駆動信号源１０１が出力する駆動信号の周波数は、各層のノズルを駆動する駆動周波数の５倍になる。駆動信号源１０１は、複数の駆動スイッチ１０３のそれぞれと接続されている。

駆動選択部１０２は、複数のピエゾ素子３４２のうち駆動するピエゾ素子３４２に対する駆動スイッチ制御信号を出力する。具体的には、駆動選択部１０２は、シフトレジスタ１０２１およびラッチ回路１０２２を含み、シフトレジスタ１０２１は装置制御部６から印字データに応じた駆動対象のピエゾ素子３４２を特定するための情報を受け付け、受け付けた情報を記憶する。ラッチ回路１０２２は、シフトレジスタ１０２１に記憶された情報をラッチして、ラッチした情報を駆動対象のピエゾ素子３４２に対応する駆動スイッチ１０３に駆動スイッチ制御信号として出力する。駆動スイッチ制御信号は、駆動対象のピエゾ素子３４２を駆動する期間をハイレベルで示し、ピエゾ素子３４２を駆動しない期間をローレベルで示す。

駆動スイッチ１０３は、各ピエゾ素子３４２に対応して設けられる。駆動スイッチ１０３は、入力された駆動スイッチ制御信号に従って、対応するピエゾ素子３４２の入力端子と駆動スイッチ１０３とを接続または切断する。駆動スイッチ１０３は、入力端子と駆動スイッチ１０３とを接続した場合、駆動信号源１０１が出力した駆動信号を通過させて入力端子に入力する。

トランジスタ１０４は、各ピエゾ素子３４２に対応して設けられ、ゲートは対応するピエゾ素子３４２と接続され、ドレインは配線１０６を介して信号処理回路１０８と接続され、ソースは１ビットラッチ回路１０５と接続されている。トランジスタ１０４は、対応するピエゾ素子３４２に対する駆動スイッチ制御信号に基づいて、当該ピエゾ素子３４２の入力端子３４２ｉと信号処理回路１０８とを接続または切断する検出スイッチである。またトランジスタ１０４は、接続された入力端子３４２ｉの電圧を増幅して配線１０６に出力する。これにより、対応するピエゾ素子３４２と接続された駆動スイッチ１０３に入力される駆動スイッチ制御信号がハイレベルとなった直後にトランジスタ１０４のソース電位はローレベルとなる。このときトランジスタ１０４のゲートとソースとの間に電位差が生じるため、トランジスタ１０４は、入力端子３４２ｉの電圧を増幅して信号処理回路１０８に出力する。また駆動スイッチ制御信号がハイレベルとなった直後以外は、トランジスタ１０４は、入力端子３４２ｉと信号処理回路１０８とを切断した状態となる。

１ビットラッチ回路１０５は、各ピエゾ素子３４２に対応して設けられ、対応するピエゾ素子３４２と接続された駆動スイッチ１０３に入力される駆動スイッチ制御信号を遅延させる遅延回路である。１ビットラッチ回路１０５は、対応するピエゾ素子３４２と接続された駆動スイッチ１０３に入力される駆動スイッチ制御信号を受け付ける。１ビットラッチ回路１０５は、受け付けた駆動スイッチ制御信号の立ち下がりエッジで駆動スイッチ制御信号をラッチし、ラッチした駆動スイッチ制御信号を反転させて出力する。

配線１０６は、複数のトランジスタ１０４を信号処理回路１０８と接続する。

駆動数検出回路１０７は、装置制御部６から印字データに応じた駆動対象のピエゾ素子３４２を特定するための情報を受け付け、受け付けた情報に基づいて、ピエゾ素子３４２が分けられたグループごとに、同時に駆動するピエゾ素子３４２の数を検出する。検出した数が予め定められた規定数である場合、駆動数検出回路１０７は、検出した旨を当該グループに対応した信号処理回路１０８に通知する。なお、規定数は例えば１であってよい。

信号処理回路１０８は、トランジスタ１０４の状態に応じてピエゾ素子３４２の入力端子３４２ｉと接続され、入力端子３４２ｉと接続された場合、当該入力端子３４２ｉの電圧を検出する検出回路である。また、信号処理回路１０８は、検出した電圧の波形パターンに基づいて、各ピエゾ素子３４２が含まれるノズルの状態を判定する機能を有する。なお、信号処理回路１０８は、駆動数検出回路１０７から通知を受けたタイミングでノズルの状態を判定し、通知を受けていない期間は電圧を検出してもノズルの状態を判定しなくてもよい。信号処理回路１０８は、判定したノズルの状態を装置制御部６に通知する。

図６は、本実施形態にかかるインクジェット装置１における駆動回路の動作タイミングを説明するための図である。

駆動信号源１０１は、図６に示すように、所定の波形を有する駆動信号を周期的に出力する。この駆動信号は、各駆動スイッチ１０３に供給される。

また、駆動スイッチ制御信号がハイレベルである期間、駆動スイッチ１０３が駆動信号源１０１とピエゾ素子３４２の入力端子３４２ｉとを接続した状態となり、入力端子３４２ｉに駆動信号が入力される。このため、駆動スイッチ１０３に入力される駆動スイッチ制御信号がハイレベルである期間、その駆動スイッチ１０３と接続されたピエゾ素子３４２に加わった電圧は、駆動信号の波形に応じた値となる。図６の例では、第１層、第３層、第５層、第２層、第４層の順にピエゾ素子３４２が駆動されている。

また、駆動スイッチ１０３に供給される駆動スイッチ制御信号がローレベルである期間、その駆動スイッチ１０３と接続されたピエゾ素子３４２には電圧が印加されない。しかしながら、駆動信号に応じてピエゾ素子３４２が変形した直後、ピエゾ素子３４２は残留振動と呼ばれる減衰振動を続ける。このため、駆動スイッチ１０２が開いた状態となって駆動信号源１０１と電気的に切り離された後、ピエゾ素子３４２には残留振動に応じた電圧が生じる。ノズルの状態によって残留振動のパターンが異なるため、この電圧の変化パターンからノズルの状態を判定することができる。

図４において信号処理回路１０８は２つ示してある。信号処理回路１０８を複数設けるのはノズルを複数のグループに分けてグループごとにノズルの状態を判別するためのものである。複数のグループを設けて一つのグループに属するノズルの数を小さくすることにより、インクジェット装置１が通常の画像等を印字している時に駆動数検出回路１０７が予め定められた規定数を検出する確率を高めることができる。具体的には、一つのグループに属するノズルの数に応じて前述の規定数を比較的小さい数とすればよい。その結果ノズルの状態を判定する頻度が高まり、ノズルの不具合が見逃される確率が減少し、被印字物の品質を高く保つことができる。

ノズルを複数のグループに分けるにあたって、連続して駆動される層のノズルが異なるグループに属するように分けると、インクジェット装置１の印字速度を低下させることなくノズルの状態を判定することができる。図６を参照して説明すると、第１層のピエゾ素子１０４が駆動され、それに連続して第３層のピエゾ素子１０４が駆動される。そこで、第１層のノズルと第３層のノズルを別のグループにすれば、異なるグループ間では配線１０６が別々に設けられているので、第１層の残留振動を検出するときに第３層の駆動に伴う信号がノイズとして混入することが少ない。さらに第３層の残留振動を検出する段階で第１層の残留振動の影響が残っていたとしても、別々な信号処理回路１０８で処理されるので影響を受けない。

なお、上述した例では、信号処理回路１０８は、同じグループ内で同時に駆動するノズルの数が規定数であった場合に、ノズルの状態を判定することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、印字処理に先立ってノズルを１つずつ駆動してノズルの状態を判定してもよい。

また、上述した例では、トランジスタ１０４は、１ビットラッチ回路１０５が駆動スイッチ制御信号を遅延させた信号に応じて、ピエゾ素子３４２の入力端子３４２ｉと信号処理回路１０８とを接続または切断することとした。しかしながら、本発明はかかる例に限定されない。例えば、１ビットラッチ回路１０５は、駆動スイッチ１０３を通過した駆動信号をラッチし、トランジスタ１０４は、この駆動信号をラッチした信号に応じて、ピエゾ素子３４２の入力端子３４２ｉと信号処理回路とを接続または切断してもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、インクジェット装置１は、アクチュエータであるピエゾ素子３４２の入力端子と駆動信号源１０１とを接続または切断する駆動スイッチ１０３を有する。またインクジェット装置１は、ピエゾ素子３４２の入力端子３４２ｉと検出回路である信号処理回路１０８とを接続または切断する検出スイッチであるトランジスタ１０４を有する。

このように、各ピエゾ素子３４２に対して駆動信号を入力する経路とピエゾ素子３４２の電圧を検出する経路とが異なる経路であるため、印字処理と並行してピエゾ素子３４２に印加された電圧を検出することが可能になる。これにより、インクジェット装置１の動作速度の低下を抑制することが可能になる。また、駆動スイッチ１０３およびトランジスタ１０４はそれぞれ独立して動作するため、ピエゾ素子３４２に対して駆動信号を入力する経路および電圧を検出する経路のうち一方の経路を切断してから他方の経路と接続するまでの時間を短縮することができる。このため、インクジェット装置１の動作速度の低下をさらに抑制することが可能になる。また、トランジスタ１０４は、対応するピエゾ素子３４２と接続される駆動スイッチ１０３に入力された駆動スイッチ制御信号または当該駆動スイッチ１０３を通過した駆動信号に基づいて、入力端子３４２ｉと信号処理回路１０８とを接続または切断する。これにより、トランジスタ１０４の動作を指示する制御信号を生成するために独立した構成を設ける必要がなく、回路規模の増大を抑制することが可能になる。また、入力端子３４２ｉの電圧が検出されると、検出された電圧に基づいて、ノズルの状態を判定することが可能になる。したがって、多数のノズルの状態を判定可能にしつつ、動作速度の低下および回路規模の増大を抑制することが可能になる。

なお、ピエゾ素子３４２の接地側の一端を他から電気的に切り離さなくてもよいため、適用範囲が広いという効果もある。

また、本実施形態によれば、各ピエゾ素子３４２に対応し、対応するピエゾ素子３４２に対する駆動スイッチ制御信号または駆動スイッチを通過した駆動信号を遅延させて出力する遅延回路が設けられる。そして遅延回路が出力した信号に応じて、入力端子３４２ｉと信号処理回路１０８とが接続または切断される。これにより、ピエゾ素子３４２が駆動されたタイミングに応じて、入力端子３４２ｉの電圧を検出することができる。これにより、信号処理回路１０８が残留振動に応じて生じた電圧をより確実に検出することができるようになるため、ノズルの状態を判定する精度を向上させることが可能になる。

また、本実施形態によれば、対応するピエゾ素子３４２に対する駆動スイッチ制御信号またはこのピエゾ素子３４２に対応する駆動スイッチ１０３を通過した駆動信号をラッチするラッチ回路が遅延回路として用いられる。これにより、ピエゾ素子３４２を駆動した直後にピエゾ素子３４２を信号処理回路１０８に接続することができ、残留振動に応じて生じた電圧をより確実に検出することができるようになるため、ノズルの状態を判定する精度を向上させることが可能になる。

また、本実施形態によれば、検出スイッチとして、入力端子３４２ｉの電圧を増幅するトランジスタが用いられる。これにより、入力端子３４２ｉの電圧を増幅して検出することができるため、検出した電圧に含まれるノイズの影響を小さくすることができ、ノズルの状態を判定する精度を向上させることが可能になる。

また、本実施形態によれば、ピエゾ素子３４２が複数のグループに分けられており、グループごとに入力端子３４２ｉの電圧が検出される。これにより、グループごとに並行してノズルの状態を判定する処理を行うことができるため、インクジェット装置１の動作速度の低下をさらに抑制することが可能になる。

また、本実施形態によれば、同時に駆動したピエゾ素子３４２の数が予め定められた規定数である場合、検出した電圧に基づいて、対応するピエゾ素子３４２を含むノズルの状態が判定される。信号処理回路１０８が検出する電圧は、同時に駆動したピエゾ素子３４２に加わった電圧が重ね合わされたものであるため、ノズルの状態を正確に判定するためには、一定数のノズルが駆動しているときの電圧を検出する必要がある。このため、同時に駆動したノズルの数が規定数であることを検出して、このときにノズルの状態を判定することで、ノズルの状態を判定するためだけに１つずつピエゾ素子３４２を駆動させる必要がなく、印字処理と並行してノズルの状態を判定することができる。これにより、インクジェット装置１の動作速度の低下をさらに抑制することが可能になる。

また、本実施形態では、同時に駆動するノズルの数が１であることが検出された場合に、ノズルの状態が判定される。これにより、ノズルごとに電圧を検出することが可能になり、ノズルに異常が生じている場合の電圧波形が、正常な残留振動による電圧波形で平均化されないため、ノイズの状態を判定する精度を向上することが可能になる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態にかかるインクジェット装置の駆動回路の主要部を説明するための図である。なお、本実施形態にかかるインクジェット装置の全体構成は、図１を用いて説明した第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図７に示される駆動回路は、駆動信号源１０１と、駆動選択部１０２と、駆動スイッチ１０３と、トランジスタ１０４と、配線１０６と、信号処理回路１０８と、コンデンサ１１０と、ダイオード１１１とを有する。また、駆動選択部１０２は、シフトレジスタ１０２１とラッチ回路１０２２とを含む。

駆動スイッチ１０３、トランジスタ１０４、コンデンサ１１０、およびダイオード１１１は、複数のピエゾ素子３４２のそれぞれに対応して設けられる。

なお、簡単のため図６では１つのグループに分類されたノズルを駆動する部分を示したが、第１の実施形態と同様に複数の信号処理回路１０９を設けてもよい。

第１の実施形態では、対応するピエゾ素子３４２に対する駆動スイッチ制御信号または当該ピエゾ素子３４２に対応する駆動スイッチ１０３を通過した駆動信号をラッチする１ビットラッチ回路１０５を用いて、トランジスタ１０４の状態を切り替えた。これに対して本実施形態では、ピエゾ素子３４２に対応する駆動スイッチ１０３を通過した駆動信号を蓄積するコンデンサ１１０を用いてトランジスタ１０４の状態を切り替える。

コンデンサ１１０は、一端が接地され、他端はダイオード１１１を介してピエゾ素子３４２と接続される。また、ダイオード１１１と接続された一端は、トランジスタ１０４のゲートと接続される。またトランジスタ１０４のソースは接地されている。

これにより、ピエゾ素子３４２の入力端子３４２ｉに駆動信号が供給されると、コンデンサ１１０が充電されて、トランジスタ１０４のゲートとソースとの間に電位差が生じる。これにより、トランジスタ１０４は、接続された入力端子３４２ｉの電圧を増幅して信号処理回路１０８に出力する。

また、図６ではコンデンサ１１０は対応する駆動スイッチ１０３を通過した駆動信号を受けて充電されることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、駆動スイッチ制御信号を伝送する配線とコンデンサ１１０とを接続し、コンデンサ１１０は、対応するピエゾ素子３４２に対する駆動スイッチ制御信号を受けて充電されてもよい。この場合でも、コンデンサ１１０が充電されることで、トランジスタ１０５の状態を切り替えることが可能である。

以上説明したように、本実施形態では、第１の実施形態における１ビットラッチ回路１０５に代えて、対応するピエゾ素子３４２に対する駆動スイッチ制御信号または当該駆動スイッチを通過した駆動信号を蓄積するコンデンサ１１０が用いられる。これにより本実施形態でも、多数のノズルの状態を判定可能にしつつ、動作速度の低下および回路規模の増大を抑制することが可能になる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態にかかるインクジェット装置の駆動回路の主要部を説明するための図である。なお、本実施形態にかかるインクジェット装置の全体構成は、図１を用いて説明した第１の実施形態にかかるインクジェット装置１の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図８に示される駆動回路は、駆動信号源１０１と、駆動選択部１０２と、駆動スイッチ１０３と、１ビットラッチ回路１０５と、配線１０６と、信号処理回路１０８と、アナログスイッチ１１２とを有する。また、駆動選択部１０２は、シフトレジスタ１０２１とラッチ回路１０２２とを含む。

駆動スイッチ１０３、１ビットラッチ回路１０５、およびアナログスイッチ１１２は、複数のピエゾ素子３４２のそれぞれに対応して設けられる。

第１および第２の実施形態では、検出スイッチとしてトランジスタ１０４が用いられたが、本実施形態では、検出スイッチとしてアナログスイッチ１１２が用いられる。

アナログスイッチ１１２は、一端がピエゾ素子３４２と接続され、接続されたピエゾ素子３４２が対応するノズルが分類されたグループごとに他端が配線１０６を介して信号処理回路１０８と接続される。またアナログスイッチ１１２は、１ビットラッチ回路１０５と接続され、１ビットラッチ回路１０５から駆動スイッチ制御信号が入力され、この駆動スイッチ制御信号に応じてピエゾ素子３４２と信号処理回路１０８とを接続または切断する。

検出スイッチとしてアナログスイッチ１１２が用いられた場合、信号増幅作用はないが、残留振動を検出することができる。この場合、信号処理回路１０８の入力インピーダンスを低くすることで、ノイズに対する耐性を高めることが可能である。信号処理回路１０８の入力インピーダンスを低くしつつ検出感度を確保する方法として、信号処理回路１０８の入力段を電流検出アンプとすることも有効である。

なお、本実施形態にかかるインクジェット装置では、駆動信号源１０１とピエゾ素子３４２とを接続または切断するスイッチと、ピエゾ素子３４２と信号処理回路１０８とを接続または切断するスイッチとは異なる。このため、駆動スイッチ１０３を切り替えている最中にアナログスイッチ１１２を切り替えることができる。さらにアナログスイッチ１１２には駆動信号は通過せず、残留振動の信号のみを通過させればよいので、高速動作が可能な小信号用のアナログスイッチとすることができる。したがって、アナログスイッチ１１２を用いてもインクジェット装置の動作速度が低下しない。

以上説明したように、本実施形態では、検出スイッチとしてトランジスタ１０５に代えてアナログスイッチ１１２が用いられる。本実施形態でも、多数のノズルの状態を判定可能にしつつ、動作速度の低下および回路規模の増大を抑制することが可能になる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、上記実施形態では、アクチュエータはピエゾ素子３４２であることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、アクチュエータは、静電アクチュエータなどピエゾ素子以外のアクチュエータであってもよい。

また、上記実施形態では、インクジェット装置１は、インクを吐出する装置であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。インク以外の液体を吐出する装置全般に、本発明の構成を適用することができる。

また、上記実施形態では、インクジェット装置１は、インクを吐出して被印字物としての紙上に画像を形成する装置であることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、被印字物は、基板であってもよい。この場合、導電性インクを用いると、吐出したインクで基板上に配線パターンを形成することができる。

１インクジェット装置
１０１駆動信号源
１０２駆動選択部
１０３駆動スイッチ
１０４トランジスタ（検出スイッチ）
１０８信号処理回路（検出回路）
１１２アナログスイッチ（検出スイッチ）
３４２ピエゾ素子（アクチュエータ）

Claims

複数の吐出口のそれぞれに対応し、入力端子に入力された駆動信号に従って当該対応する吐出口から液体を吐出させる複数のアクチュエータと、
前記駆動信号を出力する駆動信号源と、
前記複数のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号を出力する駆動選択部と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号に従って、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断し、前記入力端子と前記駆動信号源とを接続した場合、前記駆動信号を通過させて当該入力端子に入力する複数の駆動スイッチと、
前記入力端子と接続された場合、当該入力端子の電圧を検出する検出回路と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号に基づいて、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断する複数の検出スイッチと、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する前記駆動スイッチ制御信号または前記駆動スイッチを通過した駆動信号を遅延させて出力する遅延回路と、を備え、
前記検出スイッチは、前記遅延回路が出力した駆動スイッチ制御信号または駆動信号に応じて、前記入力端子と前記検出回路とを接続または切断し、
前記遅延回路は、前記対応するアクチュエータに対する前記駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号を蓄積して出力するコンデンサである、インクジェット装置。
複数の吐出口のそれぞれに対応し、入力端子に入力された駆動信号に従って当該対応する吐出口から液体を吐出させる複数のアクチュエータと、
前記駆動信号を出力する駆動信号源と、
前記複数のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号を出力する駆動選択部と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号に従って、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断し、前記入力端子と前記駆動信号源とを接続した場合、前記駆動信号を通過させて当該入力端子に入力する複数の駆動スイッチと、
前記入力端子と接続された場合、当該入力端子の電圧を検出する検出回路と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号に基づいて、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断する複数の検出スイッチと、を備え、
前記検出スイッチは、前記入力端子の電圧を増幅して出力するトランジスタである、インクジェット装置。
複数の吐出口のそれぞれに対応し、入力端子に入力された駆動信号に従って当該対応する吐出口から液体を吐出させる複数のアクチュエータと、
前記駆動信号を出力する駆動信号源と、
前記複数のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号を出力する駆動選択部と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号に従って、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断し、前記入力端子と前記駆動信号源とを接続した場合、前記駆動信号を通過させて当該入力端子に入力する複数の駆動スイッチと、
前記入力端子と接続された場合、当該入力端子の電圧を検出する検出回路と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号に基づいて、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断する複数の検出スイッチと、を備え、
前記複数のアクチュエータは、複数のグループに分けられており、
前記検出回路は、前記グループごとに設けられ、
前記検出スイッチは、対応するアクチュエータと当該アクチュエータが分けられたグループの前記検出回路とを接続する、インクジェット装置。
複数の吐出口のそれぞれに対応し、入力端子に入力された駆動信号に従って当該対応する吐出口から液体を吐出させる複数のアクチュエータと、
前記駆動信号を出力する駆動信号源と、
前記複数のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号を出力する駆動選択部と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号に従って、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断し、前記入力端子と前記駆動信号源とを接続した場合、前記駆動信号を通過させて当該入力端子に入力する複数の駆動スイッチと、
前記入力端子と接続された場合、当該入力端子の電圧を検出する検出回路と、
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号に基づいて、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断する複数の検出スイッチと、
同時に駆動する前記アクチュエータの数が予め定められた規定数であるか否かを検出する駆動数検出回路と、を備え、
前記検出回路は、前記数が前記規定数である場合、前記入力端子の電圧に基づいて、前記アクチュエータを含むノズルの状態を判定する、インクジェット装置。
前記規定数は１である、請求項４に記載のインクジェット装置。
各アクチュエータに対応し、当該対応するアクチュエータに対する前記駆動スイッチ制御信号または前記駆動スイッチを通過した駆動信号を遅延させて出力する遅延回路、をさらに備え、
前記検出スイッチは、前記遅延回路が出力した駆動スイッチ制御信号または駆動信号に応じて、前記入力端子と前記検出回路とを接続または切断する、請求項２ないし５のいずれか１項に記載のインク
ジェット装置。
前記遅延回路は、前記対応するアクチュエータに対する前記駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号をラッチして出力するラッチ回路である、請求項６に記載のインクジェット装置。
複数の吐出口のそれぞれに対応し、入力端子に入力された駆動信号に従って当該対応する吐出口から液体を吐出させる複数のアクチュエータと、
前記駆動信号を出力する駆動信号源と、
前記複数のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号を出力する駆動選択部と、
前記入力端子と接続された場合、当該入力端子の電圧を検出する検出回路と、
各アクチュエータに対応し、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断し、前記入力端子と前記駆動信号源とを接続した場合、前記駆動信号を通過させて当該入力端子に入力する複数の駆動スイッチと、
各アクチュエータに対応し、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断する複数の検出スイッチと、を備え、前記検出スイッチは、前記入力端子の電圧を増幅して出力するトランジスタであるインクジェット装置の制御方法であって、
各駆動スイッチに、対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号に従って、当該アクチュエータの入力端子と前記駆動信号源とを接続または切断させ、
各検出スイッチに、対応するアクチュエータに対する駆動スイッチ制御信号または当該アクチュエータに対応する駆動スイッチを通過した駆動信号に基づいて、当該アクチュエータの入力端子と前記検出回路とを接続または切断させる、インクジェット装置の制御方法。