JP6332427B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、吐出機構ごとに液滴を吐出する液滴吐出装置に関する。

複数のノズルごとに駆動素子を駆動させて液滴を吐出するプリンターにおいて、ノズルの異常検出を行うことが知られている（特許文献１、参照。）。特許文献１（段落００５４）では、ノズルの異常検出の指令があると、検査対象のノズルを１個ずつ選択する。そして、検査対象のノズルに対応する駆動素子に駆動電圧を印加して液滴を吐出させ、液滴を吐出させた際の残留振動が正常であるか否かを判定する。以上の処理を繰り返して行うことにより、すべてのノズルについて順に異常であるか否かを判定する。

特開２００５−３０５９９２号公報

しかしながら、すべてのノズルについて異常であるか否かを判定する処理が完了しない限り、通常の印刷ジョブを実行することができないという問題があった。また、印刷ジョブの実行中にノズルが異常であるか否かを判定することができないため、印刷ジョブが完了するまで異常なインク滴が吐出され続けるという問題があった。
本発明の目的は、前記課題にかんがみてなされたもので、吐出機構の異常の影響を抑制しつつ印刷ジョブを続行する液滴吐出装置の提供を目的とする。

前記課題を解決するために本発明の液滴吐出装置は、ノズルから液滴を吐出させる駆動素子を含む吐出機構を複数備える吐出ヘッドを有する。吐出ヘッドは、吐出可否データ取得手段と異常判定手段と異常対応手段とを備える。吐出可否データ取得手段は、複数の吐出機構のそれぞれについて液滴を吐出させるか否かを示す吐出可否データを取得する。異常判定手段は、Ａ番目（Ａは自然数）に取得された吐出可否データに基づいて液滴を吐出させる場合に、吐出機構が異常であるか否かを判定する。異常対応手段は、Ａ番目の吐出可否データと同一の印刷ジョブ内の（Ａ＋Ｂ）番目（Ｂは自然数）に取得された吐出可否データが、異常であると判定された吐出機構である異常吐出機構に液滴を吐出させ、異常であると判定されなかった吐出機構である正常吐出機構に液滴を吐出させないことを示す場合に、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させる。

前記の構成において、異常対応手段は、吐出可否データが、異常吐出機構に液滴を吐出させ、正常吐出機構に液滴を吐出させないことを示す場合に、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させる。すなわち、異常対応手段は、正常に液滴を吐出できない異常吐出機構の代わりに、正常に液滴を吐出できる正常吐出機構に液滴を吐出させる。これにより、異常吐出機構が存在する場合でも異常な液滴が吐出されることが防止できる。また、Ａ番目の吐出可否データに基づいて液滴を吐出させた際に異常吐出機構が検出された場合には、同一の印刷ジョブ内の（Ａ＋Ｂ）番目の吐出可否データに基づいて液滴を吐出させる段階で、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させることができる。従って、印刷ジョブが完了するまで異常吐出機構から異常な液滴が吐出され続けることが防止できる。また、印刷ジョブを中止させる必要もない。さらに、異常判定手段と異常対応手段とが吐出ヘッドに備えられるため、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させるための吐出可否データを生成しなくてもよい。従って、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させる吐出可否データを生成するように、異常吐出機構の判定結果を吐出ヘッド外の主基板等に通知する必要がなく、当該通知のための信号線を設けなくても済む。

また、異常対応手段は、Ａ番目の吐出可否データと同一の印刷ジョブ内の（Ａ＋１）番目の吐出可否データが、異常吐出機構に液滴を吐出させ、正常吐出機構に液滴を吐出させないことを示す場合に、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させてもよい。すなわち、異常吐出機構が検出されたＡ番目の吐出可否データの次の吐出可否データに基づいて液滴を吐出させる段階で、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させてもよい。異常吐出機構から異常な液滴が吐出される回数が少ないほど液滴により形成される形成物の品質が良好となるため、異常吐出機構が検出された次の吐出可否データに基づく吐出において異常吐出機構の代わりに正常吐出機構に液滴を吐出させるのが望ましい。

さらに、吐出ヘッドは、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、駆動電圧源と駆動素子と直列に接続され、吐出可否データに基づいて液滴を吐出させるための駆動電圧を駆動素子に印加させるか否かを切り替える印加スイッチを備えてもよい。そして、異常判定手段は、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、駆動素子に駆動電圧を印加させる印加スイッチの両端間に生じる検査電圧を取得し、検査電圧に基づいて吐出機構が異常であるか否かを判定してもよい。駆動素子に駆動電圧が印加される場合に、印加スイッチの両端間は導通し、印加スイッチの両端間には固有の抵抗が生じることとなる。従って、駆動素子の残留振動に応じて印加スイッチの両端間に電流が流れ、当該電流に比例した検査電圧が生じる。すなわち、異常判定手段は、駆動素子の残留振動に応じた検査電圧を得ることができ、当該検査電圧に基づいて吐出機構が異常であるか否かを判定することができる。ここで、検査スイッチは複数の吐出機構のそれぞれに備えられるため、検査スイッチに流れる電流量を抑制できる。従って、検査スイッチを小電流の素子で実現することができ、検査スイッチを含む吐出ヘッドを小型化できる。さらに、吐出機構ごとに検査スイッチが備えられるため、検査対象でない吐出機構における駆動素子の残留振動により生じた電圧を検査スイッチにて遮断できる。従って、吐出機構の検査を妨げることなく検査対象でない吐出機構において液滴を吐出させることができ、任意の印刷ジョブを実行する期間においても吐出機構の検査を行うことができる。

プリンターのブロック図である。 （２Ａ）は吐出機構の模式図、（２Ｂ）は吐出ヘッドの回路図である。 （３Ａ）はノズルを示す図、（３Ｂ）はスイッチの動作を示すタイミングチャートである。 （４Ａ）は結合検査電圧のグラフ、（４Ｂ）は検査テーブルを示す図である。 検査処理のフローチャートである。 （６Ａ）は異常対応処理のフローチャート、（６Ｂ）は検査処理のフローチャートである。 （７Ａ）は変形例１の駆動回路の回路図、（７Ｂ）は変形例１のスイッチの動作を示すタイミングチャートである。 （８Ａ），（８Ｂ）は変形例１の検査テーブルを示す図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）第１実施形態：
（１−１）プリンターの構成：
（１−２）検査処理：
（１−３）異常対応処理：
（２）変形例１：
（３）他の変形例：

（１）プリンターの構成：
図１は本発明の一実施形態にかかる液滴吐出装置としてのプリンター１の構成を示すブロック図である。プリンター１は、吐出ヘッド１０と主基板２０とを備える。主基板２０は、吐出可否データ生成回路２１と駆動電圧生成回路２２とを備える。吐出可否データ生成回路２１は、吐出ヘッド１０が備える複数の吐出機構のそれぞれについて液滴としてのインク滴を吐出させるか否かを指定した吐出可否データＳＩを生成する回路である。吐出可否データ生成回路２１は、複数の吐出機構の順列に吐出可否データＳＩをシリアル結合されたノズル選択データを吐出ヘッド１０に出力する。また、吐出可否データ生成回路２１は、複数の吐出タイミングのそれぞれについて吐出可否データＳＩを生成し、吐出可否データＳＩを吐出タイミングの順に出力する。なお、吐出タイミングとは、印刷ジョブの実行期間中において吐出ヘッド１０が備える複数の吐出機構が同時にインク滴を吐出するタイミングである。また、吐出可否データ生成回路２１は、ラッチ信号ＬＡＴと切替信号ＣＨとを生成し、吐出ヘッド１０に出力する。ラッチ信号ＬＡＴは、吐出タイミングを規定するためのタイミング信号である。切替信号ＣＨは、吐出タイミングを細分化した期間を規定するためのタイミング信号である。

駆動電圧生成回路２２は、吐出ヘッド１０が備える駆動素子としてのピエゾ素子１２を駆動するための駆動電圧ＣＯＭを生成する回路（駆動電圧源）である。駆動電圧生成回路２２は、駆動電圧の電圧パターンを規定するデジタルデータに基づいて駆動電圧ＣＯＭを生成するＤ／Ａ変換部と、Ｄ／Ａ変換された駆動電圧ＣＯＭを増幅する増幅部とを備える。駆動電圧生成回路２２から出力された駆動電圧ＣＯＭは、吐出ヘッド１０の印加スイッチＰに入力される。

図２Ａは吐出ヘッド１０が備える吐出機構の構造を示す模式図であり、図２Ｂは吐出ヘッド１０の一部の回路図である。図１に示すように吐出ヘッド１０は、ヘッドＩＣ１１とピエゾ素子１２とインク室１３とノズル１４と振動板１５とを備える。吐出ヘッド１０は、複数（不図示）の吐出機構を備え、図２Ａに示すように複数の吐出機構のそれぞれがピエゾ素子１２とインク室１３とノズル１４と振動板１５とを含む。本実施形態において吐出機構は、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）のそれぞれのインク色ごとに９０個ずつ備えられ、合計で３６０（＝Ｎ）個備えられている。ピエゾ素子１２は、圧電素子である。駆動電圧ＣＯＭをピエゾ素子１２に印加することにより、ピエゾ素子１２が機械的に歪み、インクが充填されたインク室１３の壁面を構成する振動板１５を振動させる。これにより、インク室内が加減圧され、インク室内のインクがインク滴となってノズル１４から吐出される。印加スイッチＰは、複数の吐出機構のそれぞれにおいて駆動電圧ＣＯＭをピエゾ素子１２に印加させるか否かを切り替えるスイッチである。すなわち、印加スイッチＰは、吐出可否データＳＩにてインク滴を吐出させると指定されたノズル１４に対応するピエゾ素子１２に対して選択的に駆動電圧ＣＯＭを印加させる。

図２Ｂに示すように、複数の吐出機構（一点鎖線）のそれぞれにおいて、駆動電圧ＣＯＭが伝送される配線とピエゾ素子１２と印加スイッチＰとグランドとが直列に接続されている。印加スイッチＰは、ピエゾ素子１２とグランドとの間でソース−ドレインを直列に接続させている。従って、印加スイッチＰがオンとなる場合には駆動電圧ＣＯＭがピエゾ素子１２に印加され、印加スイッチＰがオフとなる場合には駆動電圧ＣＯＭがピエゾ素子１２に印加されない。また、印加スイッチＰは、オンとなる状態においてソース−ドレイン間に素子固有の大きさの抵抗を有する。従って、印加スイッチＰがオンとなっている期間においてピエゾ素子１２から電流が流れると、当該電流に比例した電圧（以下、検査電圧）が印加スイッチＰのソース−ドレイン間に生じる。

複数の吐出機構のそれぞれにおいて、ピエゾ素子１２と印加スイッチＰとの間に検査スイッチＭ１が接続されている。複数の吐出機構のそれぞれにおいて印加スイッチＰと検査スイッチＭ１とは、印加スイッチ制御部１１ｃの同一のデータ出力端子に接続されている。従って、複数の吐出機構のそれぞれにおいて印加スイッチＰと検査スイッチＭ１とは同一の吐出可否データＳＩに基づく制御信号により制御される。図２Ｂに示すように、検査スイッチＭ１における印加スイッチＰと接続しない方の端子が３個ずつ電気的に結合されており、３個の検査スイッチＭ１が共通して検査スイッチＭ２に接続されている。共通する検査スイッチＭ２に対して、印加スイッチＰが検査スイッチＭ１を介して接続される３（＝Ｍ）個の吐出機構によって破線で示すグループＧが形成されている。すなわち、本実施形態においてグループＧは３（＝Ｍ）個の吐出機構によって構成される。検査スイッチＭ２はグループＧごとに備えられ、複数の検査スイッチＭ２のそれぞれは共通する配線によりパルス変換部１１ｅの検査端子Ｔに接続される。検査スイッチＭ２がオンとなり、かつ、当該検査スイッチＭ２に接続するＳ（３（＝Ｍ）以下の自然数）個の検査スイッチＭ１がすべてオンとなる場合には、Ｓ個の検査スイッチＭ１がそれぞれ接続するＳ個の印加スイッチＰのソース−ドレイン間の検査電圧が結合した結合検査電圧ＭＶがパルス変換部１１ｅの検査端子Ｔに入力される。なお、検査スイッチＭ１，Ｍ２内の抵抗による電圧降下は無視することとする。結合とは、複数の検査電圧の電圧波形が結合検査電圧ＭＶにて合成されていることを意味する。

図１に示すようにヘッドＩＣ１１は、スイッチ制御データ生成部１１ａと異常対応部１１ｂと印加スイッチ制御部１１ｃと印加スイッチＰと検査スイッチ制御部１１ｄと検査スイッチＭ１，Ｍ２とパルス変換部１１ｅと周期計測部１１ｆと電圧判定部１１ｇと異常判定部１１ｈとを備える。ヘッドＩＣ１１は、デジタル信号処理回路やアナログ信号処理回路やＲＡＭ等が単一の半導体集積回路に含まれるＳＯＣ（System on a chip）等である。

吐出可否データ取得手段としてのスイッチ制御データ生成部１１ａは、吐出タイミングごとに吐出可否データＳＩを取得して、当該吐出可否データＳＩを後段の異常対応部１１ｂに出力する。異常対応部１１ｂは、吐出可否データＳＩが、後述する検査処理によって異常であると確定された異常吐出機構にインク滴を吐出させ、かつ、正常であると確定された正常吐出機構にインク滴を吐出させないことを示す場合に、吐出可否データＳＩを修正する。すなわち、異常対応部１１ｂは、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させるように、吐出可否データＳＩを修正して後段の印加スイッチ制御部１１ｃに出力する。本実施形態において、異常対応部１１ｂは、異常吐出機構の代わりに、当該異常吐出機構に隣接する正常吐出機構にインク滴を吐出させる。

図３Ａは、ヘッドＩＣ１１において記録媒体に対向する面（ノズル面）におけるノズル１４の配列を示す図である。本実施形態においてヘッドＩＣ１１はラインヘッドであり、記録媒体の搬送方向（印刷方向）に直交して複数のノズル１４が配列するノズル列がインク色ごとに２列ずつ備えられている。各ノズル列において印刷方向の直交方向におけるノズル１４の配列間隔は一定とされている。また、印刷方向の直交方向におけるノズル１４の位置は、印刷方向に隣接するノズル列間で前記配列間隔の半分だけずれている。異常吐出機構に隣接する正常吐出機構とは、異常吐出機構と同一のインク色のインク滴を吐出し、かつ、印刷方向の直交方向において異常吐出機構が備えるノズル１４（白丸）との距離が最短（配列間隔の半分）となるノズル１４（二重丸）を備える２個の吐出機構である。

異常対応部１１ｂは、印刷ジョブ内の吐出タイミングごとに、複数の吐出機構のそれぞれが異常であるか否かを示す判定テーブルＤ２を取得し、当該吐出タイミングにおいてインク滴を吐出させる吐出機構を吐出可否データＳＩに基づいて特定する。そして、インク滴を吐出させる吐出機構が異常吐出機構である場合には、当該異常吐出機構の代わりに、当該異常吐出機構に隣接する正常吐出機構にインク滴を吐出させる。なお、異常判定部１１ｈは印刷ジョブ内の吐出タイミングごとに判定テーブルＤ２を更新している。従って、（Ａ＋１）番目の吐出タイミングにおいて、異常対応部１１ｂは、Ａ番目の吐出タイミングにおいて異常判定部１１ｈによって異常とされた異常吐出機構の代わりに、正常吐出機構にインク滴を吐出させることとなる。なお、吐出可否データＳＩは吐出タイミングごとに吐出機構に出力されるため、印刷ジョブにおけるＡ番目の吐出タイミングにおいてＡ番目の吐出可否データＳＩに基づいて吐出機構のピエゾ素子１２が制御されることとなる。

印加スイッチ制御部１１ｃは、吐出可否データＳＩがシリアル結合されたノズル選択データをパラレル変換することにより、吐出可否データＳＩを吐出機構ごとに復元するシフトレジスタを含む。すなわち、印加スイッチ制御部１１ｃは、複数の吐出機構のそれぞれに対応する複数のレジスタを有し、当該複数のレジスタにてノズル選択データを所定のクロックごとにシフトさせることにより、当該複数のレジスタにて吐出可否データＳＩを保持する。そして、印加スイッチ制御部１１ｃは、ラッチ信号ＬＡＴと切替信号ＣＨに同期して、複数のレジスタのそれぞれに保持された吐出可否データＳＩに基づいて印加スイッチＰが接続されたデータ出力端子における制御信号の信号レベルを１または０に制御する。これにより、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、印加スイッチＰのオン（制御信号：１）オフ（制御信号：０）が切り替えられ、ピエゾ素子１２にインク滴を吐出させるか否かが切り替えられる。

図３Ｂは、駆動電圧ＣＯＭと各スイッチＰ，Ｍ１，Ｍ２の動作を示すタイミングチャートである。本実施形態において、駆動電圧生成回路２２は吐出タイミングごとに、インク滴を吐出するようにピエゾ素子１２を駆動させる吐出パルスと、インク滴を吐出させない程度に振動板１５が微振動するようにピエゾ素子１２を駆動させる微振動パルスとを含む駆動電圧ＣＯＭを生成する。なお、吐出パルスの出力期間と微振動パルスの出力期間とを除く期間において、駆動電圧生成回路２２が生成する電圧パターンの電位は既知の基準電位ＶＳとなる。吐出タイミングとは、ラッチ信号ＬＡＴのパルスが立ち上がるタイミングの間の期間である。切替信号ＣＨは、吐出タイミングの中間にて立ち上がり、吐出タイミングの前半と後半とを規定するタイミング信号である。なお、駆動電圧ＣＯＭは、吐出タイミングの前半において吐出パルスを有し、吐出タイミングの後半において微振動パルスを有する。

印加スイッチ制御部１１ｃは、インク滴を吐出させる吐出可否データＳＩが入力された場合、吐出機構の印加スイッチＰおよび検査スイッチＭ１が吐出タイミングの前半においてオンとなり、吐出タイミングの後半においてオフとなるように、データ出力端子における制御信号の信号レベルを吐出可否データＳＩに基づいて制御する。すなわち、インク滴を吐出させる吐出機構に対応するデータ出力端子における制御信号の信号レベルを、吐出タイミングの前半において１とし、吐出タイミングの後半において０とする。これにより、吐出タイミングの前半において吐出パルスをピエゾ素子１２に印加させ、インク滴を吐出させることができる。一方、印加スイッチ制御部１１ｃは、インク滴を吐出させない吐出可否データＳＩが入力された場合、吐出機構の印加スイッチＰおよび検査スイッチＭ１が吐出タイミングの前半においてオフとなり、吐出タイミングの後半においてオンとなるように、データ出力端子における制御信号の信号レベルを吐出可否データＳＩに基づいて制御する。すなわち、インク滴を吐出させない吐出機構に対応するデータ出力端子における制御信号の信号レベルを、吐出タイミングの前半において０とし、吐出タイミングの後半において１とする。これにより、吐出タイミングの後半において微振動パルスをピエゾ素子１２に印加させ、インク滴を吐出させない程度に振動板１５を振動させることができる。従って、インク滴を吐出しない吐出機構においてもインク室１３におけるインクの滞留が防止できる。

図１に示すようにスイッチ制御データ生成部１１ａは、検査制御データＳＧを生成して検査スイッチ制御部１１ｄに出力する。図２Ｂに示すように検査スイッチ制御部１１ｄは、検査制御データＳＧのシリアルデータをパラレル変換して、検査制御データＳＧを当該複数のグループＧに対応して備えられた検査スイッチＭ２に出力するシフトレジスタを含む。スイッチ制御データ生成部１１ａは、各吐出タイミングごとに検査対象のグループＧを１個ずつ選択し、当該グループＧに対応する検査スイッチＭ２のみをオンとするように検査制御データＳＧを生成する。従って、パルス変換部１１ｅの検査端子Ｔには、検査対象のグループＧを構成する３（＝Ｍ）個以下のＳ個の吐出機構の印加スイッチＰのソース−ドレイン間に生じた検査電圧が結合した結合検査電圧ＭＶが入力される。スイッチ制御データ生成部１１ａは、同一のグループＧを複数の吐出タイミングにわたって連続して検査対象として選択し得る。

図３Ｂに示すように検査対象のグループＧに対応する検査スイッチＭ２は、吐出パルスの出力期間の終期から吐出タイミングの前半の終了までの期間においてオンとなるように検査制御データＳＧに基づいて制御される。これにより、振動板１５を強制的に振動させた吐出パルスの出力期間の直後における振動板１５の残留振動の状態を示す結合検査電圧ＭＶを得ることができる。すなわち、インク滴の吐出した吐出機構において、インク滴の吐出直後のピエゾ素子１２の残留振動に対応する検査電圧をグループＧ単位で結合した結合検査電圧ＭＶを得ることができる。なお、振動板１５の残留振動によりピエゾ素子１２の寄生容量が変化することによりピエゾ素子１２とグランドとの間で電流が流れ、当該電流に比例した検査電圧が印加スイッチＰのソース−ドレイン間に生じることとなる。一方、検査対象のグループＧに属する吐出機構のうちインク滴を吐出させない吐出機構においては、検査スイッチＭ２がオンとなる期間において検査スイッチＭ１が常にオフとなるため、当該吐出機構の印加スイッチＰにて生じた電圧が結合検査電圧ＭＶのノイズ源となることが防止できる。同様に、検査対象でないグループＧにおいては、検査スイッチＭ２が常にオフとされるため、検査対象でないグループＧに属する吐出機構の印加スイッチＰにて生じた電圧が結合検査電圧ＭＶのノイズ源となることも防止できる。

パルス変換部１１ｅは、検査端子Ｔに入力された結合検査電圧ＭＶを増幅し、増幅後の結合検査電圧ＭＶが閾値電圧よりも大きいか否かに応じて二値化することにより、検査パルスＭＰを生成する回路である。なお、印加スイッチＰの一端がグランドに接続するため、検査端子Ｔの電位を印加スイッチＰのソース−ドレイン間に生じた結合検査電圧ＭＶとして取得できる。

図４Ａは、結合検査電圧ＭＶと検査パルスＭＰとを示すグラフである。パルス変換部１１ｅは、結合検査電圧ＭＶが振幅の中央に設定された閾値電圧以上となる期間において信号レベルが１となり、結合検査電圧ＭＶが閾値電圧未満となる期間において信号レベルが０となる検査パルスＭＰを生成する。結合検査電圧ＭＶは時刻ｔの経過とともに振幅が減衰する周期波形を有する。残留振動により結合検査電圧ＭＶが振動する周期ｐは、振動板１５の固有振動数に依存し、インク室に気泡が混入した場合の固有振動数は気泡が混入しない場合の固有振動数よりも大きくなる。従って、インク室に気泡が混入すると、結合検査電圧ＭＶの周期ｐは短くなる。

周期計測部１１ｆは、検査パルスＭＰが立ち上がってから、次に検査パルスＭＰが立ち上がるまでの期間を周期ｐとして計測する。周期計測部１１ｆは、複数の周期ｐが計測できた場合には、複数の周期ｐの平均を、周期ｐとして電圧判定部１１ｇに出力してもよい。電圧判定部１１ｇは、判定条件データＤ１を参照して、周期ｐの正常範囲を取得し、当該正常範囲内に周期計測部１１ｆから出力された周期ｐが属するか否かを判定する。電圧判定部１１ｇは、正常範囲内に周期計測部１１ｆから出力された周期ｐが属さない場合に結合検査電圧ＭＶが異常であると判定する。一方、電圧判定部１１ｇは、正常範囲内に周期計測部１１ｆから出力された周期ｐが属する場合に結合検査電圧ＭＶが正常であると判定する。

異常判定部１１ｈは、吐出可否データ生成回路２１から検査制御データＳＧを取得し、当該検査制御データＳＧに基づいて検査対象のグループＧを特定する。また、異常判定部１１ｈは、異常対応部１１ｂから吐出可否データＳＩを取得し、当該吐出可否データＳＩに基づいて検査対象のグループＧに属する３（＝Ｍ）個の吐出機構のうち、インク滴の吐出を行った吐出機構であるＳ個の稼働吐出機構を特定する。異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧに属する吐出機構についての結合検査電圧ＭＶの判定結果を判定テーブルＤ２に記録する。

図４Ｂは、異常判定部１１ｈが記録する判定テーブルＤ２を示す図である。図４Ｂの判定テーブルＤ２において、吐出機構ごとに固有の番号ｎ（最大値Ｎ）と、吐出タイミングに対応する吐出タイミングの番号Ａとの組み合わせごとに検査の結果が記録される。図４Ｂの判定テーブルＤ２において、検査対象のグループＧに属する３個の吐出機構以外の吐出機構に対応する番号ｎの欄には斜線を付している。また、検査対象のグループＧに属する３個の吐出機構のうち、インク滴を吐出しなかった吐出機構の番号ｎの欄には休止の文字を付す。一方、検査対象のグループＧに属する３個の吐出機構のうち、インク滴を吐出した吐出機構の番号ｎの欄には、結合検査電圧ＭＶの判定結果であるＯＫ（正常の場合）またはＮＧ（異常の場合）の文字を付す。

異常判定部１１ｈは、結合検査電圧ＭＶが正常である場合、Ｓ個の稼働吐出機構のすべてが正常であると仮判定し、当該Ｓ個の吐出機構のすべてについて正常回数に１を加算する。そして、異常判定部１１ｈは、正常回数が所定の正常閾値となった吐出機構について、当該吐出機構が正常であると確定する。本実施形態において正常閾値は２回とする。例えば、図４Ｂの判定テーブルＤ２において、３１（＝ｎ）番の吐出機構について２０６，２０７（＝Ａ）番の吐出タイミングにおいて結合検査電圧ＭＶが正常であると判定されており、２０７番の吐出タイミングにおいて正常回数が２回となる。従って、３１番の吐出機構は、２０７番の吐出タイミングにおいて正常であると確定される。なお、図４Ｂの判定テーブルＤ２において、正常であると確定された吐出機構の番号ｎに対応する欄には○の文字を付す。

異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧにおける稼働吐出機構が１個であり、かつ、結合検査電圧ＭＶが異常である場合、１個の稼働吐出機構が異常吐出機構であると確定する。なお、本実施形態において吐出機構が異常であるとは、インク室１３に気泡が存在することにより、インク滴の体積が正常な量よりも減少することを意味する。また、異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧにおける稼働吐出機構が２個以上（Ｓが２以上）であり、かつ、結合検査電圧ＭＶが異常である場合、Ｓ個の稼働吐出機構のいずれかが異常であると仮判定し、当該Ｓ個の吐出機構のすべてを異常候補とする。例えば、図４Ｂの判定テーブルＤ２において、２０５番目の吐出タイミングにおいて３１〜３３番の３（＝Ｓ）個の吐出機構がすべてインク滴を吐出させたが、結合検査電圧ＭＶが異常であったため、３個の吐出機構がすべて異常候補とされている。なお、図４Ｂの判定テーブルＤ２において、異常候補された吐出機構の番号ｎに対応する欄には△の文字を、異常候補とされた吐出タイミングの番号Ａを示す下付文字とともに付す。

異常判定部１１ｈは、Ｓ個の稼働吐出機構のすべてを異常候補とし、かつ、当該Ｓ個の吐出機構のうち１個の吐出機構を除く（Ｓ−１）個の吐出機構が正常であると確定した場合、当該１個の吐出機構が異常吐出機構であると確定する。図４Ｂの判定テーブルＤ２において、２０５番の吐出タイミングにおいて３１〜３３番の３（＝Ｓ）個の吐出機構がすべて異常候補とされているが、その後、２０７番の吐出タイミングにおいて３１，３３番の吐出機構の正常回数が２回となっており、３１，３３番の２（＝Ｓ−１）個の吐出機構が正常であると確定されている。この場合、異常判定部１１ｈは、２０５番の吐出タイミングにおいて異常候補とされた３１〜３３番の３（＝Ｓ）個の吐出機構のうち、２０７番の吐出タイミングにおいて正常と確定された３１，３３番の２（＝Ｓ−１）個の吐出機構を除く３２番の吐出機構が異常吐出機構であると確定する。図４Ｂの判定テーブルＤ２において、異常吐出機構であると確定された吐出機構の番号ｎに対応する欄には×の文字を付す。

異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧに属する３（＝Ｍ）個の吐出機構のすべてについて正常または異常であると確定できた場合には、次のグループＧを検査対象として選択することを許可する。これを受けてスイッチ制御データ生成部１１ａは、次の吐出タイミングにおいて、次のグループＧに対応する検査スイッチＭ２を吐出パルスの直後にオンさせる検査制御データＳＧを生成する。一方、異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧに属する３（＝Ｍ）個の吐出機構のすべてについて正常または異常であると確定できなかった場合には、次のグループＧを検査対象として選択することを許可しない。これを受けてスイッチ制御データ生成部１１ａは、次の吐出タイミングにおいて、現在の検査対象のグループＧに対応する検査スイッチＭ２を吐出パルスの直後にオンさせる検査制御データＳＧを引き続き生成する。従って、異常判定部１１ｈは、Ｓ個の吐出機構を異常候補として特定した場合、異常候補とされたＳ個の吐出機構のうち１個の吐出機構を除く（Ｓ−１）個の吐出機構が正常であると判定されるまで、グループＧについて結合検査電圧ＭＶが正常であるか否かを判定する処理を繰り返すこととなる。

以上説明した本実施形態の構成において、ピエゾ素子１２に駆動電圧ＣＯＭを印加させる場合に、印加スイッチＰのソース−ドレイン間は導通し、印加スイッチＰのソース−ドレイン間には固有の抵抗が生じることとなる。従って、ピエゾ素子１２の残留振動に応じて印加スイッチＰのソース−ドレイン間に電流が流れ、当該電流に比例した検査電圧が生じる。すなわち、異常判定部１１ｈは、ピエゾ素子１２の残留振動に応じた検査電圧を得ることができ、当該検査電圧に基づいて吐出機構が異常であるか否かを判定することができる。検査スイッチＭ１は複数の吐出機構のそれぞれに備えられるため、検査スイッチＭ１に流れる電流量を抑制できる。従って、検査スイッチＭ１を小電流の素子で実現することができ、検査スイッチＭ１を含むヘッドＩＣ１１を小型化できる。さらに、吐出機構ごとに検査スイッチＭ１が備えられるため、グループＧに属する吐出機構のうちインク滴を吐出させなかった吐出機構の印加スイッチＰにて生じた電圧を検査スイッチＭ１にて遮断できる。さらに、グループＧごとに検査スイッチＭ２が備えられるため、検査対象でないグループＧに属する吐出機構におけるピエゾ素子１２の残留振動により生じた電圧を検査スイッチＭ２にて遮断できる。従って、吐出機構の検査を妨げることなく検査対象でないグループＧに属する吐出機構においてインク滴を吐出させることができ、任意の印刷ジョブを実行する期間においても吐出機構の検査を行うことができる。

さらに、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、印加スイッチＰと検査スイッチＭ１とは印加スイッチ制御部１１ｃの同一のデータ出力端子から出力される制御信号により制御される。印加スイッチＰ１と検査スイッチＭ１とを制御するためのシフトレジスタを個別に備えなくても済み、ヘッドＩＣ１を小型化できる。また、異常判定部１１ｈと検査スイッチと印加スイッチＰと印加スイッチ制御部１１ｃとが単一の半導体集積回路に含まれる。これにより、プリンター１の小型化と低コスト化を実現できる。

また、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、印加スイッチＰの一端が既知の電位（グランド）とされ、当該印加スイッチＰの他端がピエゾ素子１２に接続する。そして、検査スイッチＭ１は、印加スイッチＰの他端と検査端子Ｔとを導通させるか否かを切り替える。このように、印加スイッチＰの一端を既知の電位としておけば、印加スイッチＰの他端の電位を検査端子Ｔにて計測することにより、当該計測した電位と既知の電位との差により、印加スイッチＰのソース−ドレイン間の検査電圧を得ることができる。特に、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、印加スイッチＰの一端を既知の電位としてのグランドに接続するため、グランド電位と印加スイッチＰの他端における電位との差により検査電圧を容易に取得できる。

異常対応部１１ｂは、吐出可否データＳＩが、異常吐出機構にインク滴を吐出させ、正常吐出機構にインク滴を吐出させないことを示す場合に、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させる。すなわち、異常対応部１１ｂは、正常にインク滴を吐出できない異常吐出機構の代わりに、正常にインク滴を吐出できる正常吐出機構にインク滴を吐出させる。これにより、異常吐出機構が存在する場合でも異常なインク滴が吐出されることが防止できる。また、Ａ番目の吐出可否データＳＩに基づいてインク滴を吐出させる場合に異常吐出機構が検出された場合に、同一の印刷ジョブ内の（Ａ＋１）番目の吐出可否データＳＩに基づいてインク滴を吐出させる際（次の吐出タイミング）には、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させることができる。従って、印刷画像の劣化を抑えることができる。また、印刷ジョブを中止させる必要もない。さらに、異常判定部１１ｈと異常対応部１１ｂとが吐出ヘッド１０に備えられるため、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させるための吐出可否データＳＩを生成しなくてもよい。従って、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させる吐出可否データＳＩを生成するように、異常吐出機構の判定結果を吐出ヘッド１０外の主基板等に通知する必要がなく、当該通知のための信号線を設けなくても済む。

さらに、結合検査電圧取得手段としてのパルス変換部１１ｅは、３６０（＝Ｎ）個の吐出機構のうち３（＝Ｍ＝Ｌ）個以下のＳ個の吐出機構がインク滴を吐出する場合に、検査端子Ｔから結合検査電圧ＭＶを取得する。従って、異常判定部１１ｈは、結合検査電圧ＭＶに基づいてＳ個の吐出機構が異常であるか否かを一括して判定できる。検査電圧が結合される吐出機構の数の最大でも３（＝Ｍ＝Ｌ）個に抑えられるため、検査電圧の結合数が過多となり、結合検査電圧ＭＶの判定精度が低下することが防止できる。

また、３６０（＝Ｎ）個の吐出機構は、３（＝Ｍ）個の吐出機構で構成されるグループＧに分割される。そして、パルス変換部１１ｅは、検査対象のグループＧに属する３（＝Ｍ）個の吐出機構のうち３（＝Ｍ＝Ｌ）個以下のＳ個の吐出機構がインク滴を吐出する場合に、検査端子Ｔから結合検査電圧ＭＶを取得する。任意の印刷ジョブの実行中の吐出タイミングにおいて、３６０（＝Ｎ）個の吐出機構のうち３（＝Ｍ＝Ｌ）個以下のＳ個の吐出機構がインク滴を吐出する可能性は低い。しかし、任意の印刷ジョブの実行中の吐出タイミングにおいても、検査対象のグループＧを構成する３（＝Ｍ）個の吐出機構のうちインク滴を吐出する吐出機構の数（Ｓ）は、必ず３（＝Ｍ＝Ｌ）個以下となる。従って、検査対象のグループＧに属する３（＝Ｍ）個の吐出機構のうち３（＝Ｍ＝Ｌ）個以下のＳ個の吐出機構がインク滴を吐出する場合に、検査端子Ｔから結合検査電圧ＭＶを取得することにより、Ｓ個の吐出機構が異常であるか否かを早期に判定できる。すなわち、多数の吐出機構を備える（Ｎが大きい）プリンター１にて、同時にインク滴の吐出を行う吐出機構が不特定となる任意の印刷ジョブの実行する場合であっても、早期に吐出機構の検査を完了させることができる。

ここで、Ｓ個の吐出機構における検査電圧のすべてが一様に正常な電圧パターンを示せば、Ｓ個の吐出機構における検査電圧を結合した結合検査電圧ＭＶも正常な電圧パターンを示すと考えることができる。従って、異常判定部１１ｈは、結合検査電圧ＭＶが異常でない場合、Ｓ個の吐出機構のすべてが正常であると判定することができる。本実施形態では、異常判定部１１ｈは、結合検査電圧ＭＶが異常でない場合、Ｓ個の吐出機構のすべてが正常であると仮判定し、正常回数に１を加算する。

一方、Ｓが２以上であり、かつ、Ｓ個の吐出機構の検査電圧を結合した結合検査電圧ＭＶが異常である場合、Ｓ個の吐出機構のうちどの吐出機構の検査電圧が異常であったかを一意に特定できない。従って、Ｓが２以上であり、かつ、結合検査電圧ＭＶが異常である場合は、Ｓ個の吐出機構のいずれかが異常であると仮判定して、Ｓ個の吐出機構のすべてを異常候補としておく。異常判定部１１ｈは、単一のグループＧについて結合検査電圧ＭＶが異常であるか否かを複数回判定する。そして、異常判定部１１ｈは、異常候補とされたＳ個の吐出機構のうち１個の吐出機構を除く（Ｓ−１）個の吐出機構が正常であると判定した場合、当該１個の吐出機構が異常吐出機構であると判定する。これにより、異常な吐出機構が単独でインク滴を吐出するまで、同一のグループＧについて結合検査電圧ＭＶが異常であるか否かを判定する処理を繰り返さなくてもよい。

ここで、結合検査電圧ＭＶが正常であると判定された回数が多くなるほど、結合検査電圧ＭＶが正常であることの信頼度が高くなる。本実施形態のように、異常判定部１１ｈは、結合検査電圧ＭＶが正常であると仮判定された回数である正常回数が所定の正常閾値（２回）以上となった場合に、吐出機構が正常であると確定することにより、信頼度の高い検査を行うことができる。

（１−２）検査処理：
図５は、吐出ヘッド１０のヘッドＩＣ１１が実行する検査処理のフローチャートである。検査処理は、印刷ジョブの実行中において吐出タイミングごと実行されるループ処理である。なお、検査処理が実行可能な印刷ジョブは特に限定されず、任意の印刷画像を形成する印刷ジョブにおいて検査処理が実行できる。スイッチ制御データ生成部１１ａは検査対象のグループＧを選択する（Ｓ１００）。例えば、スイッチ制御データ生成部１１ａは、グループＧに属する吐出機構の番号ｎの小さい順にグループＧを選択してもよい。また、前回の印刷ジョブの際にすべてのグループＧについての検査処理が完了していなかった場合には、判定テーブルＤ２を参照して、前回の印刷ジョブの際に検査処理が未完了のグループＧを選択するようにしてもよい。次にスイッチ制御データ生成部１１ａは、検査対象のグループＧに対応する検査スイッチＭ２のみをオンとさせる検査制御データＳＧを生成し、検査スイッチ制御部１１ｄに出力する（Ｓ１０５）。

次に、スイッチ制御データ生成部１１ａは吐出可否データＳＩを吐出可否データ生成回路２１から取得する（Ｓ１１０）。すなわち、スイッチ制御データ生成部１１ａは、吐出機構が今回インク滴を吐出するための吐出可否データＳＩを取得する。吐出可否データＳＩが取得されると、異常対応部１１ｂは異常対応処理（後述）を実行させる。この異常対応処理において、異常対応部１１ｂは吐出可否データＳＩを修正し、ステップＳ１１５以降は修正後の吐出可否データＳＩを対象として各処理が行われる。

スイッチ制御データ生成部１１ａは、吐出可否データＳＩに基づいて、検査対象のグループＧに属する３（＝Ｍ）個の吐出機構のうち、インク滴を吐出させる吐出機構であるＳ個の稼働吐出機構を特定する（Ｓ１１５）。そして、ステップＳ１１５の後にラッチ信号ＬＡＴが立ち上がると、検査対象のグループＧに属するＳ個の稼働吐出機構を含め、吐出可否データＳＩにてインク滴を吐出するように指定されたすべての吐出機構からインク滴が吐出される。

パルス変換部１１ｅと周期計測部１１ｆとは、結合検査電圧ＭＶを取得し、当該結合検査電圧ＭＶが振動する周期ｐを計測する（Ｓ１２０）。すなわち、パルス変換部１１ｅの検査端子Ｔには、吐出パルスの出力期間の直後において、検査スイッチＭ１，Ｍ２を介してＳ個の稼働吐出機構の印加スイッチＰから結合検査電圧ＭＶが入力される。そして、パルス変換部１１ｅが結合検査電圧ＭＶを検査パルスＭＰに変換し、当該検査パルスＭＰに基づいて周期ｐを計測する。次に、電圧判定部１１ｇは、周期ｐが異常であるか否かを判定する（Ｓ１２５）。すなわち、電圧判定部１１ｇは、判定条件データＤ１に規定された正常範囲に属さない場合には周期ｐが異常であると判定し、正常範囲に属する場合には周期ｐが正常であると判定する。

周期ｐが異常である場合（Ｓ１２５：Ｙ）、異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧに属する稼働吐出機構が１（Ｓ＝１）個であったか否かを判定する（Ｓ１３０）。そして、検査対象のグループＧに属する稼働吐出機構が１個であった場合（Ｓ１３０：Ｙ）、異常判定部１１ｈは、当該１個の稼働吐出機構が異常吐出機構であると確定し、判定テーブルＤ２（図４Ｂ）に記録する（Ｓ１３５）。一方、検査対象のグループＧに属する稼働吐出機構が１個でなかった場合（Ｓ１３０：Ｎ）、異常判定部１１ｈは、当該Ｓ個の稼働吐出機構のすべてが異常であると仮判定し、当該Ｓ個の稼働吐出機構のすべてが異常候補であると判定テーブルＤ２に記録する（Ｓ１４０）。すなわち、異常判定部１１ｈは、Ｓが２以上であり、かつ、結合検査電圧ＭＶが異常である場合、Ｓ個の稼働吐出機構のいずれかが異常であると判定するに留め、異常な吐出機構を一意に特定しない。

周期ｐが正常である場合（Ｓ１２５：Ｎ）、異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧに属するＳ個の稼働吐出機構のすべてが正常であると仮判定する（Ｓ１４５）。そして、異常判定部１１ｈは、判定テーブルＤ２において、当該Ｓ個の稼働吐出機構のそれぞれについて正常回数に１を加算する。なお、グループＧが最初に検査対象として選択された段階で、当該グループＧに属するすべての構吐出機構について正常回数は０にリセットされる。異常判定部１１ｈは、正常回数が正常閾値（２）と等しい構吐出機構が正常であると確定し、判定テーブルＤ２に記録する（Ｓ１５０）。

さらに、異常判定部１１ｈは、同時に異常候補とされたＳ個の吐出機構のうち、（Ｓ−１）個の吐出機構が正常と確定されているか否かを判定する（Ｓ１５５）。図４Ｂに示すように、判定テーブルＤ２において異常候補とされた吐出タイミングの番号が吐出機構に対応付けられているため、同時に異常候補とされたＳ個の吐出機構が特定できる。同時に異常候補とされたＳ個の吐出機構のうち、（Ｓ−１）個の吐出機構が正常と確定されている場合（Ｓ１５５：Ｙ）、異常判定部１１ｈは、正常と確定された（Ｓ−１）個の吐出機構を除く残りの１個の吐出機構が異常吐出機構であると確定し、判定テーブルＤ２に記録する（Ｓ１６０）。一方、同時に異常候補とされたＳ個の吐出機構のうち、（Ｓ−１）個の吐出機構が正常と確定されていない場合（Ｓ１５５：Ｎ）、異常判定部１１ｈは、そのままステップＳ１６５へ移行する。以上説明したように、判定テーブルＤ２は、吐出タイミングごと、すなわち吐出可否データＳＩが出力されるごとに、更新される。

次に異常判定部１１ｈは、検査対象のグループＧに属するすべての吐出機構について判定結果が確定したか否かを判定する（Ｓ１６５）。そして、検査対象のグループＧに属するすべての吐出機構について判定結果が確定していない場合（Ｓ１６５：Ｎ）、異常判定部１１ｈは、ステップＳ１００において次のグループＧを検査対象として選択させることなく、ステップＳ１０５に戻る。すなわち、異常判定部１１ｈは、スイッチ制御データ生成部１１ａに次のグループＧを検査対象として選択することを禁止させ、同一のグループＧについての処理（Ｓ１０５〜）を繰り返して実行させる。一方、検査対象のグループＧに属するすべての吐出機構について判定結果が確定した場合（Ｓ１６５：Ｙ）、異常判定部１１ｈは、すべてのグループＧを検査対象として選択したか否かを判定する（Ｓ１７０）。そして、すべてのグループＧを検査対象として選択していない場合（Ｓ１７０：Ｎ）、異常判定部１１ｈは、ステップＳ１００に戻る。すなわち、異常判定部１１ｈは、スイッチ制御データ生成部１１ａに次のグループＧを検査対象として選択することを許可し、次のグループＧについての処理（Ｓ１０５〜）を実行させる。一方、すべてのグループＧを検査対象として選択した場合（Ｓ１７０：Ｙ）、異常判定部１１ｈは、検査処理を終了させる。検査処理を終了するよりも先に印刷ジョブが完了した場合には、その時点における判定テーブルＤ２を保持し、次の印刷ジョブにおいて検査処理を続行させてもよい。

（１−３）異常対応処理：
図６Ａは、異常対応部１１ｂが実行する異常対応処理のフローチャートである。異常対応処理は、図５の検査処理において吐出可否データＳＩが取得されるごとに実行される処理である。図５のステップＳ１１０にて吐出可否データＳＩが取得されると、異常対応部１１ｂは、前回の吐出タイミングにおいて更新された判定テーブルＤ２を取得する。すなわち、図５のステップＳ１１０にて（Ａ＋１）番目の吐出タイミングの吐出可否データＳＩが取得されたとすると、異常対応部１１ｂは、Ａ番目の吐出タイミングにて更新された判定テーブルＤ２を取得する。

異常対応部１１ｂは、今回の吐出可否データＳＩに基づいてインク滴を吐出すべき稼働吐出機構を特定し、当該稼働吐出機構のうち１個を選択する（Ｓ２１０）。次に、異常対応部１１ｂは、選択した稼働吐出機構が判定テーブルＤ２にて異常であると確定された異常吐出機構であるか否かを判定する（Ｓ２３０）。そして、選択した稼働吐出機構が判定テーブルＤ２にて異常であると確定された異常吐出機構でない場合（Ｓ２３０：Ｎ）、選択した稼働吐出機構についての吐出可否データＳＩを修正することなく、ステップＳ２５０を実行する。すなわち、異常対応部１１ｂは、すべての稼働吐出機構を選択したか否かを判定する（Ｓ２５０）。そして、すべての稼働吐出機構を選択していない場合（Ｓ２５０：Ｎ）、ステップＳ２１０に戻り、次の稼働吐出機構を選択する。なお、異常対応処理において、未検査の吐出機構（異常とも正常とも確定されていない吐出機構）は、異常でないこととする。

一方、選択した稼働吐出機構が判定テーブルＤ２にて異常であると確定された異常吐出機構である場合（Ｓ２３０：Ｙ）、異常対応部１１ｂは、選択した稼働吐出機構に隣接する隣接吐出機構のすべてが判定テーブルＤ２にて異常であると確定された異常吐出機構であるか否かを判定する（Ｓ２６０）。すなわち、図３Ａに示すように異常対応部１１ｂは、異常吐出機構と同一のインク色のインク滴を吐出し、かつ、印刷方向の直交方向において異常吐出機構が備えるノズル１４（白丸）との距離が最短（配列間隔の半分）となるノズル１４（二重丸）を備える２個の吐出機構が双方とも異常吐出機構であるか否かを判定する。そして、隣接吐出機構のすべてが異常吐出機構である場合（Ｓ２６０：Ｙ）、異常対応部１１ｂは、吐出可否データＳＩを修正することなく、ステップＳ２５０を実行する。

一方、隣接吐出機構の少なくとも１個が異常吐出機構でない場合（Ｓ２６０：Ｎ）、異常対応部１１ｂは、異常吐出機構でない隣接吐出機構のすべてがインク滴を吐出させる稼働吐出機構であるか否かを判定する（Ｓ２７０）。そして、異常吐出機構でない隣接吐出機構の少なくとも１個が稼働吐出機構でない場合（Ｓ２７０：Ｎ）、異常対応部１１ｂは、選択した稼働吐出機構についての吐出可否データＳＩと、異常吐出機構でも稼働吐出機構でもない隣接吐出機構についての吐出可否データＳＩとを交換する。これにより、選択した異常な稼働吐出機構の代わりに、正常な隣接吐出機構にインク滴を吐出させることができる。なお、異常吐出機構でも稼働吐出機構でもない隣接吐出機構が複数存在する場合には、異常対応部１１ｂは、これらのいずれの隣接吐出機構と吐出可否データＳＩを交換してもよい。

一方、異常吐出機構でない隣接吐出機構のすべてが稼働吐出機構である場合（Ｓ２７０：Ｙ）、異常対応部１１ｂは、吐出可否データＳＩを修正することなく、ステップＳ２５０を実行する。なお、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させることができない場合（Ｓ２６０：Ｙ，Ｓ２７０：Ｙ）、異常対応部１１ｂは、当該稼働吐出機構からインク滴が吐出されないように吐出可否データＳＩを修正してもよい。さらに、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させることができない場合（Ｓ２６０：Ｙ，Ｓ２７０：Ｙ）、異常対応部１１ｂは、隣接吐出機構が満たすべきノズル１４の存在範囲を広げてもよい。

本実施形態においては、グループＧを構成する３（＝Ｍ）個の吐出機構のすべてが吐出している場合でも、結合検査電圧ＭＶに基づく異常判定を行うこととした。しかしながら、結合検査電圧ＭＶにおける結合電圧の結合数をＬ（Ｌ＜Ｍ）個に制限することにより、結合検査電圧ＭＶが振動する周期ｐの判定精度を向上させてもよい。以下、結合検査電圧ＭＶにおける結合電圧の結合数をＬ個に制限する実施形態について説明する。

図６Ｂは、結合検査電圧ＭＶにおける結合電圧の結合数をＬ個に制限する場合の検査処理のフローチャート（一部）を示す。なお、図６Ｂは図５の検査処理と異なる処理のみ示す。グループＧを構成する３個の吐出機構のうち稼働吐出機構を特定すると（図５：Ｓ１１５）、異常判定部１１ｈは、稼働吐出機構が２（＝Ｌ）個以下であるか否かを判定し（Ｓ１１８）する。そして、稼働吐出機構が２個以下でない場合、異常判定部１１ｈは、ステップＳ１０５（図５）に戻る。すなわち、結合検査電圧ＭＶが振動する周期ｐが異常であるか否かを判定することなく、次の吐出タイミングの吐出可否データＳＩの出力を待つ。一方、稼働吐出機構が２個以下である場合、異常判定部１１ｈは、ステップＳ１２０以降（図５）の処理を実行し、結合検査電圧ＭＶが振動する周期ｐが異常であるか否かを判定する。このように、周期ｐが異常であるか否かを判定する結合検査電圧ＭＶにおける稼働吐出機構の数を所定するＬ個に制限すれば、結合検査電圧ＭＶにおける検査電圧の結合数を少なくすることができ、周期ｐの判定精度を向上させることができる。

（２）変形例１：
図７Ａは、変形例１の吐出ヘッド１０の一部の回路図である。変形例１において駆動電圧生成回路２２と印加スイッチＰとピエゾ素子１２とグランドとが直列に接続されている。変形例１では、印加スイッチＰ１がピエゾ素子１２ａよりもグランド側ではなく、駆動電圧生成回路２２側に接続されている。印加スイッチＰの一端が駆動電圧生成回路２２と接続されており、印加スイッチＰの他端が検査スイッチＭを介してパルス変換部１１ｅの検査端子Ｔに接続されている。検査スイッチＭがオンとなる場合に印加スイッチＰの他端とパルス変換部１１ｅの検査端子Ｔとが同電位となる。検査スイッチＭは吐出機構ごとに備えられており、検査スイッチ制御部１１ｄが検査制御データＳＧに基づいて吐出機構ごとに検査スイッチＭを切り替える。本実施形態において、スイッチ制御データ生成部１１ａは、単一の検査対象の吐出機構に対応する検査スイッチＭのみをオンとし、それ以外の吐出機構に対応する検査スイッチＭはすべてオフとする。すなわち、変形例１では、グループＧごとに検査を行うのではなく、吐出機構ごとに検査を行う。

図７Ｂは、変形例１の駆動電圧ＣＯＭとスイッチＰ，Ｍの動作を示すタイミングチャートである。変形例１において、単一の吐出タイミングが切替信号ＣＨによって第１〜４期間に分割されている。各吐出タイミングにおいて同一の駆動電圧ＣＯＭが生成され、駆動電圧ＣＯＭは既知の電圧パターンである。第１期間において、駆動電圧ＣＯＭは大ドットを形成する大インク滴を吐出するための吐出パルスを含む。第２期間において、駆動電圧ＣＯＭは中ドットを形成する中インク滴を吐出するための吐出パルスを含む。第３期間において、駆動電圧ＣＯＭは小ドットを形成する小インク滴を吐出するための吐出パルスを含む。第４期間において、駆動電圧ＣＯＭはピエゾ素子１２を微振動させるための微振動パルスを含む。なお、インク滴の体積は、大インク滴が最も大きく、小インク滴が最も小さい。また、各吐出パルスおよび微振動パルスの出力期間を除く期間において、駆動電圧ＣＯＭは基準電位ＶＳとなる。

吐出機構にて大インク滴を吐出させる場合、第１期間において印加スイッチＰがオンとなる。また、吐出機構にて大インク滴を吐出させ、かつ、検査対象として選択された場合、第１期間における吐出パルスの出力期間の直後において検査スイッチＭがオンとなる。吐出機構にて中インク滴を吐出させる場合、第２期間において印加スイッチＰがオンとなる。また、吐出機構にて中インク滴を吐出させ、かつ、検査対象として選択された場合、第２期間における吐出パルスの出力期間の直後において検査スイッチＭがオンとなる。吐出機構にて小インク滴を吐出させる場合、第３期間において印加スイッチＰがオンとなる。また、吐出機構にて小インク滴を吐出させ、かつ、検査対象として選択された場合、第３期間における吐出パルスの出力期間の直後において検査スイッチＭがオンとなる。吐出機構にてインク滴を吐出させない場合、第４期間において印加スイッチＰがオンとなる。

ここで、吐出パルスの出力期間の直後において検査スイッチＭがオンとなる場合、駆動電圧ＣＯＭは基準電位ＶＳとなる。従って、検査スイッチＭがオンとなる期間におけるパルス変換部１１ｅの検査端子Ｔの電位から基準電位ＶＳを減算することにより、印加スイッチＰのソース−ドレイン間に生じた検査電圧を取得できる。また、残留振動により生じる検査電圧は交流成分であるためコンデンサ等によって基準電位ＶＳに相当する直流成分を除去することにより検査電圧を得てもよい。すなわち、駆動電圧ＣＯＭにおける基準電位ＶＳは、必ずしも電位の大きさまで既知でなくてもよく、一定の直流成分であることが既知であれば残留振動により印加スイッチＰのソース−ドレイン間に生じた検査電圧を抽出できる。以上説明した構成によれば、検査対象として選択した吐出機構ごとに残留振動の状態を示す検査電圧を取得でき、当該検査電圧に基づいて検査対象として選択した吐出機構ごとに残留振動が異常であるか否かを判定できる。また、選択した吐出機構が大インク滴と中インク滴と小インク滴のいずれを吐出させる場合でも、検査電圧を取得できる。

パルス変換部１１ｅは、検査端子Ｔに入力された検査電圧を二値化することにより、検査パルスＭＰを生成する。パルス変換部１１ｅは、検査端子Ｔの電位から基準電位ＶＳを減算した検査電圧を増幅する増幅回路と、増幅回路にて増幅した検査電圧を二値化する二値化回路とを備える。二値化回路は、検査電圧が所定の閾値電圧以上となる期間において信号レベルが１となる検査パルスＭＰを生成する。変形例１において、パルス変換部１１ｅは、３個の第１〜３増幅回路Ａ１〜Ａ３とスイッチ（不図示）とを備える。第１期間においてスイッチは検査電圧を第１増幅回路Ａ１に入力させ、第２期間においてスイッチは検査電圧を第２増幅回路Ａ２に入力させ、第３期間においてスイッチは検査電圧を第３増幅回路Ａ３に入力させる。第１〜３増幅回路Ａ１〜Ａ３における増幅率は、第１増幅回路Ａ１が最も小さく、第３増幅回路Ａ３が最も大きい。すなわち、吐出するインク滴の体積が小さいほど検査電圧ＭＶの増幅率を大きくする。吐出するインク滴の体積が小さいほど増幅前の検査電圧ＭＶの振幅が小さくなるが、増幅率を大きくすることにより、増幅後の検査電圧ＭＶの変化範囲に閾値電圧が含まれるようにすることができる。従って、吐出するインク滴の体積が小さいほど検査電圧ＭＶの増幅率を大きくすることにより、吐出するインク滴の体積が小さくても、検査電圧ＭＶに応じた検査パルスＭＰが生成することができる。

検査電圧ＭＶは時刻ｔの経過とともに振幅が減衰する周期波形を有する。そして、時刻ｔの経過とともに残留振動が減衰し、増幅後の検査電圧ＭＶの振幅が所定の閾値電圧を含まなくなった場合には、検査パルスＭＰの信号レベルが変化しなくなる。変形例１において、ヘッドＩＣ１１は周期計測部１１ｆ（図１）の代わりに減衰期間計測部（不図示）を備え、減衰期間計測部は吐出パルスの出力期間の終了時刻から、最後に検査パルスＭＰの信号レベルが変化した時刻ｔまでの期間を減衰期間として特定する。電圧判定部１１ｇは、第１〜第３期間のそれぞれについて減衰期間の正常範囲を判定条件データＤ１から読み出し、減衰期間計測部が計測した減衰期間が正常範囲に属する場合には検査電圧が正常であると判定する。なお、小インク滴が吐出される第３期間においては、大インク滴と中インク滴とが吐出される第１，２期間よりもピエゾ素子１２（振動板１５）の振幅が小さいため、減衰期間が最も短くなる。ただし、第１〜３増幅回路Ａ１〜Ａ３の増幅率がそれぞれ異なるため、必ずしも第１期間における減衰期間の正常範囲よりも、第３期間における減衰期間の正常範囲が短い値側に設定されるとは限らない。なお、インク室１３内のインクの粘度が高くなるほど減衰期間が短くなるため、減衰期間が正常範囲に属することはインク室１３内のインクの粘度が正常であることを意味する。すなわち、変形例１において、吐出機構が異常であるとは、インク室１３内のインクの粘度が異常であることを意味する。変形例１においては、吐出機構ごとに検査電圧が正常であるか否かが電圧判定部１１ｇによって判定されるため、異常判定部１１ｈは吐出機構ごとに検査電圧（減衰期間）の判定結果を判定テーブルＤ２に記録していく。

図８Ａは、変形例１において記録される判定テーブルＤ２の例を示す。図８Ａでは３１〜３３番の吐出機構が順に検査対象として選択されている。異常判定部１１ｈは、第１〜第３期間のいずれにおいて検査電圧が取得された場合でも、検査電圧が正常であると判定されると、判定テーブルＤ２において正常回数に１を加算する。そして、異常判定部１１ｈは、正常回数が２となった段階で、吐出機構が正常であると確定する。異常判定部１１ｈは、第１〜第３期間のいずれにおいて検査電圧が取得された場合でも、検査電圧が異常であると判定されると、判定テーブルＤ２において検査対象の吐出機構が異常であると確定する。すなわち、変形例１において正常回数についての正常閾値は２回とされ、異常回数についての異常閾値は１回とされている。正常回数についての正常閾値を２回とすることにより、正常であるとの確定に慎重を期すことができ、異常な吐出機構の検出漏れを防止できる。

異常判定部１１ｈは、検査対象の吐出機構について正常または異常であると確定すると、次の吐出機構を検査対象として選択することをスイッチ制御データ生成部１１ａに許可する。これにより、スイッチ制御データ生成部１１ａは次の吐出機構を検査対象として選択し、当該吐出機構においてのみ検査スイッチＭをオンとする検査制御データＳＧを生成する。なお、必ずしも検査対象の吐出機構について検査結果が確定するまで、当該吐出機構についてのみ検査しなくてもよく、当該吐出機構がインク滴を吐出させない吐出タイミングにおいて別の吐出機構を暫定的に検査対象として選択してもよい。例えば図８Ａにおける２０８番の吐出タイミングにおいて、未検査である３３番の吐出機構を暫定的に検査対象として検査電圧が正常であるか否かを判定してもよい。そして、３２番の吐出機構がインク滴を吐出する２０９番の吐出タイミングにおいて、３２番の吐出機構を検査対象として検査電圧が正常であるか否かを判定してもよい。

図８Ｂは、変形例１において記録される判定テーブルＤ２の別の例を示す。図８Ｂにおいて、検査対象とされている吐出機構の欄に記載された数値は、正常回数でなく総合指標値を表す。異常判定部１１ｈは、第１期間において取得した検査電圧が正常である場合、正常回数に１回を加算するのではなく、正常回数に１回に重み係数２を乗算した指標値として２（＝２×１）を総合指標値に加算する。異常判定部１１ｈは、第２期間において取得した検査電圧が正常である場合、正常回数に１回に重み係数１を乗算した指標値として１（＝１×１）を総合指標値に加算する。さらに、異常判定部１１ｈは、第３期間において取得した検査電圧が正常である場合、正常回数に１回に重み係数０．５を乗算した指標値として０．５（＝０．５×１）を総合指標値に加算する。すなわち、異常判定部１１ｈは、検査電圧が正常であると判定された回数に、インク滴の大きさが大きいほど値の大きい重み係数を乗算した指標値を合計した総合指標値を算出する。そして、異常判定部１１ｈが所定の正常閾値である２以上となった場合に、検査対象の吐出機構が正常であると確定する。

図８Ｂの例では、大インク滴を吐出させた場合に検査電圧が正常となった正常回数が１回以上であれば、吐出機構が正常であると確定されることとなる。また、中インク滴を吐出させた場合に検査電圧が正常となった正常回数が２回以上であれば、吐出機構が正常であると確定される。さらに、小インク滴を吐出させた場合に検査電圧が正常となった正常回数が４回以上であれば、吐出機構が正常であると確定される。すなわち、図８Ｂの例では、吐出したインク滴の体積が小さいほど、吐出機構が正常であると確定するための正常回数の閾値を大きくしている。

上述のように小インク滴を吐出した場合には、検査電圧が最も大きい増幅率によって増幅されるため、小インク滴を吐出した場合には微小のノイズ電圧が検査電圧に混在した場合でも、検査パルスＭＰに当該ノイズ電圧に対応するパルスが表れ得る。すなわち、検査電圧を取得した際に吐出したインク滴が小さいほど、検査パルスＭＰにノイズ成分が表れる可能性が高く、当該検査パルスＭＰに基づく検査電圧の判定結果の信頼性が低くなる。反対に、検査電圧を取得した際に吐出したインク滴が大きいほど、検査パルスＭＰにノイズ成分が表れる可能性が低く、当該検査パルスＭＰに基づく検査電圧の判定結果の信頼性が高くなる。従って、インク滴の大きさが大きいほど値の大きい重み係数を乗算した指標値を合計した総合指標値に基づいて吐出機構が正常であるか否かを判定することにより、信頼性の高い検査電圧の判定結果を重視して、吐出機構が正常であるか否かを判定できる。

変形例１においては、異常対応処理（図６）を以下のように変更してもよい。すなわち、異常吐出機構でない隣接吐出機構のすべてが稼働吐出機構である場合（Ｓ２７０：Ｙ）、異常対応部１１ｂは、異常吐出機構でないいずれかの隣接吐出機構において吐出させるインク滴の体積を大きくするように当該隣接吐出機構についての吐出可否データＳＩを修正してもよい。また、変形例１において、異常吐出機構において予備ピエゾ素子１２ｂにインク滴を吐出させてもよい。

（３）他の変形例：
異常対応部１１ｂは、Ａ番目の吐出タイミングにおいて更新された判定テーブルＤ２に基づいて、Ａ番目の吐出タイミングと同一の印刷ジョブ内の（Ａ＋Ｂ）番目の吐出タイミングにおいて異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させればよい。すなわち、Ｂは必ずしも１でなくてもよく、異常対応処理のタクトタイムが吐出タイミングよりも長い場合には、Ｂを２以上としてもよい。

前記実施形態では検査装置がインク滴を吐出させる吐出機構を検査する例を示したが、インク滴以外の液滴を吐出させる吐出機構を検査してもよい。すなわち、吐出機構は吐出させた液滴によって平面構造物や立体構造物を形成してもよく、液滴は平面構造物や立体構造物を構成する何らかの材料であってもよい。さらに、吐出機構は液滴の着弾位置における加工処理（洗浄、エッチング等）を行うための処理液を吐出させてもよい。さらに、前記実施形態では任意の印刷ジョブの実行中に検査処理を行うこととしたが、プリンター１は所定の検査画像を印刷させつつ検査処理を行ってもよい。さらに、液滴は、圧電素子の機械変化による加圧によって吐出されるものに限られず、気泡の発生による加圧によって吐出されてもよい。さらに、残留振動の周期ｐや減衰期間以外の検査パラメーターを結合検査電圧に基づいて取得してもよい。むろん、残留振動の周期ｐや減衰期間以外の検査パラメーターに基づいて、インク室１３の気泡混入やインクの粘度異常以外の異常を検査してもよい。

１…プリンター、１０…吐出ヘッド、１１…ヘッドＩＣ、１１ａ…スイッチ制御データ生成部、１１ｂ…異常対応部、１１ｃ…印加スイッチ制御部、１１ｄ…検査スイッチ制御部、１１ｅ…パルス変換部、１１ｆ…周期計測部、１１ｇ…電圧判定部、１１ｈ…異常判定部、１２…ピエゾ素子、１３…インク室、１４…ノズル、１５…振動板、２０…主基板、２１…吐出可否データ生成回路、２２…駆動電圧生成回路、Ａ１〜Ａ３…増幅回路、ＣＨ…切替信号、ＣＯＭ…駆動電圧、Ｄ１…判定条件データ、Ｄ２…判定テーブル、Ｇ…グループ、Ｍ…検査スイッチ、ＭＰ…検査パルス、ＭＶ…結合検査電圧、Ｐ…印加スイッチ、ＳＩ…吐出可否データ、Ｔ…検査端子、ＶＳ…基準電位。

Claims (1)

1. ノズルから液滴を吐出させるピエゾ素子を含む吐出機構を複数備える吐出ヘッドを有する液滴吐出装置であって、
   前記ピエゾ素子の残留振動に対応する検査電圧を増幅する第１増幅回路と、
   前記第１増幅回路よりも大きい増幅率であり、前記ピエゾ素子の残留振動に対応する検査電圧を増幅する第２増幅回路と、
   前記第１増幅回路または前記第２増幅回路で増幅された検査電圧に基づいて、前記吐出機構が正常または異常であるかを判定する異常判定部と、
   を備え、
   前記吐出機構が第１液滴を吐出した場合に取得される第１検査電圧は、前記第１増幅回路に入力され、
   前記吐出機構が前記第１液滴よりも体積が小さい第２液滴を吐出した場合に取得される第２検査電圧は、前記第２増幅回路に入力され、
   前記異常判定部は、
   前記第１検査電圧に基づいて正常であると判定された回数が第１閾値以上となった場合に、前記吐出機構が正常であると判定し、
   前記第２検査電圧に基づいて正常であると判定された回数が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上となった場合に、前記吐出機構が正常であると判定する、
   液滴吐出装置。

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