JP7452226B2 - 液体吐出ヘッドユニット、液体吐出装置および液体吐出装置の液体吐出状態判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドユニット、液体吐出装置および液体吐出装置の液体吐出状態判定方法に関する。

インクジェット方式のプリンターに代表される液体吐出装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、液体に圧力を付与するための圧力室と、圧力室に圧力を付与する圧電素子と、を有する。特許文献１に記載の装置は、圧力素子に駆動信号を供給した後のインクの振動に基づく残留振動波形を当該圧電素子の起電力として検出し、この検出結果に基づいてインク粘度または気泡混入等のインク状態を判定する。

特開２０１１－１８９６５５号公報

特許文献１に記載の装置では、残留振動波形の発生および検出の両方に同じ圧電素子を用いるため、残留振動波形の検出に用いる圧電素子を駆動状態から検出状態に切り替える必要がある。このため、特許文献１に記載の装置では、当該切り替えに伴って発生する電気的なノイズが残留振動波形に混入してしまい、この結果、吐出状態の判定精度の低下を招くという課題がある。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体吐出ヘッドユニットは、液体に圧力を付与する第１圧力室と、液体に圧力を付与する第２圧力室と、前記第１圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第１エネルギー生成素子と、前記第２圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第２エネルギー生成素子と、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通させており、液体を吐出するノズルが設けられるノズル流路と、前記第１エネルギー生成素子および前記第２エネルギー生成素子を駆動パルスの印加により駆動する駆動回路と、少なくとも前記第２圧力室における液体の物性に関するパラメータを検出する検出回路と、前記駆動回路および前記検出回路の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記駆動回路によって前記第１エネルギー生成素子を駆動し、前記検出回路によって前記第２圧力室における前記パラメータを検出する第１検出動作を実行する。

本発明の好適な態様に係る液体吐出装置は、前述の態様の液体吐出ヘッドユニットと、前記液体吐出ヘッドユニットからの液体による画像が印刷される印刷媒体を搬送する搬送機構と、を有する。

本発明の好適な態様に係る液体吐出装置の液体吐出状態判定方法は、液体に圧力を付与する第１圧力室と、液体に圧力を付与する第２圧力室と、前記第１圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第１エネルギー生成素子と、前記第２圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第２エネルギー生成素子と、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通させており、液体を吐出するノズルが設けられるノズル流路と、を有する液体吐出装置の液体吐出状態判定方法であって、前記第１エネルギー生成素子を駆動し、前記第１エネルギー生成素子の駆動に伴う前記第２圧力室における液体の物性に関するパラメータを検出し、前記パラメータまたは前記物性に基づいて、前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成例を示す模式図である。 第１実施形態に係る液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流路の模式図である。 図３中のＡ－Ａ線断面図である。 第１実施形態における駆動回路の構成例を示す図である。 第１実施形態における吐出動作を説明するための図である。 第１実施形態における第１検出動作を説明するための図である。 検出期間と解析期間との関係を説明するための図である。 第１実施形態における第２検出動作を説明するための図である。 第１実施形態における第３検出動作を説明するための図である。 第２実施形態における駆動回路の構成例を示す図である。 第２実施形態における吐出動作を説明するための図である。 第２実施形態における第１検出動作を説明するための図である。 第３実施形態における第１検出動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

なお、以下の説明は、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向といい、Ｘ１方向と反対の方向をＸ２方向という。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向をＹ１方向およびＹ２方向という。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向をＺ１方向およびＺ２方向という。ここで、典型的には、Ｚ軸が鉛直な軸であり、Ｚ２方向が鉛直方向での下方向に相当する。ただし、Ｚ軸は、鉛直な軸でなくともよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、例えば、８０°以上１００°以下の範囲内の角度で交差すればよい。

Ａ：第１実施形態
Ａ１：液体吐出装置の全体構成
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００の構成例を示す模式図である。液体吐出装置１００は、インク等の液体を液滴として媒体１１に対して吐出するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１１は、印刷媒体の一例であり、例えば、印刷用紙である。なお、媒体１１は、印刷用紙に限定されず、例えば、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象であってもよい。

液体吐出装置１００には、液体容器１２が装着される。液体容器１２は、インクを貯留する。液体容器１２の具体的な態様としては、例えば、液体吐出装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで構成される袋状のインクパック、および、インクを補充可能なインクタンクが挙げられる。なお、液体容器１２に貯留されるインクの種類は任意である。

液体吐出装置１００は、図１に示すように、制御モジュール２１と搬送機構２２と移動機構２３と液体吐出ヘッドモジュール２０とを有する。制御モジュール２１は、液体吐出装置１００の各要素の動作を制御する。

搬送機構２２は、制御モジュール２１による制御のもとで、媒体１１をＹ軸に沿って搬送する。移動機構２３は、制御モジュール２１による制御のもとで、液体吐出ヘッドモジュール２０をＸ軸に沿って往復させる。移動機構２３は、液体吐出ヘッドモジュール２０を収容する略箱型の搬送体２３１と、搬送体２３１が固定される無端の搬送ベルト２３２と、を有する。なお、搬送体２３１に搭載される液体吐出ヘッドモジュール２０の数は、１個に限定されず、複数個でもよい。また、搬送体２３１には、液体吐出ヘッドモジュール２０のほかに、前述の液体容器１２が搭載されてもよい。

液体吐出ヘッドモジュール２０は、制御モジュール２１による制御のもと、液体容器１２から供給されるインクを複数のノズルのそれぞれから媒体１１に吐出する。この吐出が搬送機構２２による媒体１１の搬送と移動機構２３による液体吐出ヘッドモジュール２０の往復移動とに並行して行われることにより、媒体１１の表面に画像が形成される。

Ａ２：液体吐出装置の電気的な構成
図２は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示す液体吐出装置１００の構成要素のうち、前述の制御モジュール２１および液体吐出ヘッドモジュール２０は、液体吐出ヘッドユニット１０を構成する。

図２に示すように、液体吐出ヘッドモジュール２０は、液体吐出ヘッド２４と駆動回路４５と検出回路４６とを有する。以下、これらの概略を説明する。なお、液体吐出ヘッド２４、駆動回路４５および検出回路４６については、後に図３～図８に基づいて詳述する。

液体吐出ヘッド２４は、複数の圧電素子４１を有しており、当該複数の圧電素子４１の適宜の駆動により、インクをノズルから吐出する。ここで、各圧電素子４１は、供給駆動信号Ｖｉｎの供給を受けてインクに圧力を付与する機能と、インクからの圧力を受けて出力信号Ｖｏｕｔを出力する機能と、を有する。

駆動回路４５は、制御モジュール２１による制御のもと、圧電素子４１を駆動する。本実施形態では、駆動回路４５が切替回路も兼ねる。具体的には、駆動回路４５は、制御モジュール２１による制御のもと、液体吐出ヘッド２４が有する複数の圧電素子４１のそれぞれについて、制御モジュール２１から出力される駆動信号Ｃｏｍを供給駆動信号Ｖｉｎとして供給するか否かを切り替える。また、本実施形態では、駆動回路４５は、制御モジュール２１による制御のもと、液体吐出ヘッド２４が有する複数の圧電素子４１のそれぞれについて、圧電素子４１における起電力を出力信号Ｖｏｕｔとして検出回路４６に供給するか否かを切り替える。

検出回路４６は、液体吐出ヘッド２４に設けられる流路を流通するインクの物性に関するパラメータを検出する。本実施形態におけるインクの物性とは、後述するインクの吐出状態を判定することが可能であればどのような値でも良いが、インクの吐出状態との相関性の高さからインクの粘性であることが好ましい。そして、本実施形態のように圧電素子を用いる場合においては、後述する残留振動をインクの物性に関するパラメータとして検出することが好ましい。本実施形態の検出回路４６は、各圧電素子４１で発生する出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、残留振動信号ＮＶＴを生成する。例えば、検出回路４６は、出力信号Ｖｏｕｔをノイズ除去後に増幅することにより残留振動信号ＮＶＴを生成する。後に詳述するが、残留振動信号ＮＶＴは、圧電素子４１の駆動後に液体吐出ヘッド２４におけるインクの流路に残留する振動である残留振動を示す。

なお、図２に示す例では、液体吐出ヘッドモジュール２０が有する液体吐出ヘッド２４の数が１個であるが、これに限定されず、液体吐出ヘッドモジュール２０が有する液体吐出ヘッド２４の数が２個以上でもよい。以下では、液体吐出ヘッド２４が有する圧電素子４１の数をＭとするとき、Ｍ個の圧電素子４１のそれぞれを区別するため、添え字［ｍ］を用いて、圧電素子４１を圧電素子４１［ｍ］と表記することがある。ただし、Ｍは、１以上の自然数であり、ｍは、１以上Ｍ以下の自然数である。また、液体吐出装置１００において圧電素子４１に対応するＭ個の他の構成要素または信号についても、添え字［ｍ］を用いて、圧電素子４１［ｍ］との対応関係を示すことがある。

図２に示すように、制御モジュール２１は、制御回路５１と記憶回路５２と電源回路５３と駆動信号生成回路５４と判定回路５５とを有する。

制御回路５１は、液体吐出装置１００の各部の動作を制御する機能と、各種データを処理する機能と、を有する。ここで、制御回路５１は、制御部の一例であり、前述の駆動回路４５および検出回路４６の動作を制御する。制御回路５１は、例えば、１個以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを含む。なお、制御回路５１は、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。また、制御回路５１は、複数のプロセッサーで構成される場合、例えば、駆動回路４５の動作制御と検出回路４６の動作制御とが別々のプロセッサーで行われてもよい。つまり、駆動回路４５の動作と検出回路４６の動作が同一のプロセッサーで行われる場合、および駆動回路４５の動作と検出回路４６の動作が別々のプロセッサーで行われる場合のいずれも、制御部が駆動回路４５の動作と検出回路４６の動作を制御するいう記載に含まれる。また、制御回路５１が複数のプロセッサーで構成される場合、当該複数のプロセッサーが互いに異なる基板等に実装されてもよい。

記憶回路５２は、制御回路５１が実行する各種プログラムと、制御回路５１が処理する印刷データＩｍｇ等の各種データと、を記憶する。記憶回路５２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリーとＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）またはＰＲＯＭ（Programmable ROM）等の不揮発性メモリーとの一方または両方の半導体メモリーを含む。印刷データＩｍｇは、パーソナルコンピューターまたはデジタルカメラ等の外部装置２００から供給される。なお、記憶回路５２は、制御回路５１の一部として構成されてもよい。

電源回路５３は、図示しない商用電源から電力の供給を受け、所定の各種電位を生成する。生成した各種電位は、液体吐出装置１００の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路５３は、電源電位ＶＨＶとオフセット電位ＶＢＳとを生成する。オフセット電位ＶＢＳは、液体吐出ヘッドモジュール２０に供給される。また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号生成回路５４に供給される。

駆動信号生成回路５４は、各圧電素子４１を駆動するための駆動信号Ｃｏｍを生成する回路である。具体的には、駆動信号生成回路５４は、例えば、ＤＡ変換回路と増幅回路とを有する。駆動信号生成回路５４では、当該ＤＡ変換回路が制御回路５１からの波形指定信号ｄＣｏｍをデジタル信号からアナログ信号に変換し、当該増幅回路が電源回路５３からの電源電位ＶＨＶを用いて当該アナログ信号を増幅することで駆動信号Ｃｏｍを生成する。ここで、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうち、圧電素子４１に実際に供給される波形の信号が前述の供給駆動信号Ｖｉｎである。波形指定信号ｄＣｏｍは、駆動信号Ｃｏｍの波形を規定するためのデジタル信号である。

判定回路５５は、残留振動信号ＮＶＴに基づいて、後述するノズルＮにおけるインクの吐出状態を判定し、その判定結果を示す判定情報Ｓｔｔを生成する。判定情報Ｓｔｔは、例えば、印刷時におけるノズルからのインクの吐出制御等に用いられる。判定回路５５は、判定部の一例である。なお、判定回路５５は、制御回路５１の一部として構成されてもよい。

以上の制御モジュール２１では、制御回路５１が、記憶回路５２に記憶されるプログラムを実行することで、液体吐出装置１００の各部の動作を制御する。ここで、制御回路５１は、当該プログラムの実行により、液体吐出装置１００の各部の動作を制御するための信号として、制御信号Ｓｋ１およびＳｋ２と制御信号ＳＩと波形指定信号ｄＣｏｍとを生成する。

制御信号Ｓｋ１は、搬送機構２２の駆動を制御するための信号である。制御信号Ｓｋ２は、移動機構２３の駆動を制御するための信号である。制御信号ＳＩは、圧電素子４１の動作状態を指定するためのデジタルの信号である。なお、制御信号ＳＩには、圧電素子４１の駆動タイミングを規定するためのタイミング信号が含まれてもよい。当該タイミング信号は、例えば、前述の搬送体２３１の位置を検出するエンコーダーの出力に基づいて生成される。

Ａ３：液体吐出ヘッドの流路
図３は、第１実施形態に係る液体吐出ヘッド２４における流路の模式図である。液体吐出ヘッド２４には、図３に示すように、複数のノズルＮと複数の個別流路Ｐと第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とが設けられるとともに、循環機構２６が接続される。

具体的に説明すると、液体吐出ヘッド２４は、媒体１１に対向する表面を有し、当該表面には、図３に示すように、複数のノズルＮが設けられる。複数のノズルＮは、Ｙ軸に沿って配列される。複数のノズルＮのそれぞれは、Ｚ２方向にインクを吐出する。

ここで、複数のノズルＮの集合は、ノズル列Ｌを構成する。また、複数のノズルＮは、ピッチθで等間隔に配列される。ピッチθは、Ｙ軸に沿う方向における複数のノズルＮの中心間の距離である。

複数のノズルＮのそれぞれには、個別流路Ｐが連通する。複数の個別流路Ｐのそれぞれは、Ｘ軸に沿って延びており、相異なるノズルＮに連通する。複数の個別流路Ｐの集合は、個別流路列２５を構成する。また、複数の個別流路Ｐは、Ｙ軸に沿って配列される。

図３に示すように、各個別流路Ｐは、圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとノズル流路Ｎｆとを有する。ここで、圧力室Ｃａは、第１圧力室の一例である。圧力室Ｃｂは、第２圧力室の一例である。各個別流路Ｐにおける圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂのそれぞれは、Ｘ軸に沿って延びており、当該個別流路Ｐに連通するノズルＮから吐出されるインクが貯留される空間である。よってＸ軸に沿った方向を圧力室Ｃａの延在方向或いは圧力室Ｃｂの延在方向とも称する。図３に示す例では、複数の圧力室Ｃａは、Ｙ軸に沿って配列される。同様に、複数の圧力室Ｃｂは、Ｙ軸に沿って配列される。よってＹ軸に沿った方向を圧力室Ｃａの配列方向或いは圧力室Ｃｂの配列方向とも称する。なお、各個別流路Ｐにおいて、Ｙ軸に沿う方向における圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂの位置は、図３に示す例では互いに同じであるが、互いに異なってもよい。また、以下では、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂを特に区別しない場合に単に「圧力室Ｃ」ともいう。

各個別流路Ｐにおける圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとの間には、ノズル流路Ｎｆが配置される。各個別流路Ｐにおいて、ノズル流路Ｎｆは、Ｘ軸に沿って延びており、圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとを連通させる。また、複数のノズル流路Ｎｆは、互いに間隔をあけてＹ軸に沿って配列される。各ノズル流路Ｎｆには、ノズルＮが設けられる。各ノズル流路Ｎｆでは、前述の圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂ内の圧力が変化することで、ノズルＮからインクが吐出される。

複数の個別流路Ｐには、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２が連通する。第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれは、複数のノズルＮが分布する全範囲に亘ってＹ軸に沿って延びる空間である。Ｚ軸に沿う方向にみて、第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２との間には、前述の個別流路列２５および複数のノズルＮが位置する。なお、以下では、Ｚ軸に沿う方向にみることを「平面視」ともいう。

ここで、第１共通液室Ｒ１は、各個別流路ＰのＸ２方向での端部Ｅ１に接続される。第１共通液室Ｒ１には、各個別流路Ｐに供給するためのインクが貯留される。一方、第２共通液室Ｒ２は、各個別流路ＰのＸ１方向での端部Ｅ２に接続される。第２共通液室Ｒ２には、吐出に供されずに各個別流路Ｐから排出されるインクが貯留される。

第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２には、循環機構２６が接続される。循環機構２６は、第１共通液室Ｒ１にインクを供給するとともに、第２共通液室Ｒ２から排出されるインクを第１共通液室Ｒ１への再供給のために回収する機構である。循環機構２６は、第１供給ポンプ２６１と第２供給ポンプ２６２と貯留容器２６３と回収流路２６４と供給流路２６５とを有する。

第１供給ポンプ２６１は、液体容器１２に貯留されるインクを貯留容器２６３に供給するポンプである。貯留容器２６３は、液体容器１２から供給されるインクを一時的に貯留するサブタンクである。回収流路２６４は、第２共通液室Ｒ２と貯留容器２６３とを連通させており、第２共通液室Ｒ２からのインクを貯留容器２６３に回収するための流路である。貯留容器２６３には、液体容器１２に貯留されるインクが第１供給ポンプ２６１から供給されるほか、各個別流路Ｐから第２共通液室Ｒ２に排出されるインクが回収流路２６４を介して供給される。第２供給ポンプ２６２は、貯留容器２６３に貯留されるインクを送出するポンプである。供給流路２６５は、第１共通液室Ｒ１と貯留容器２６３とを連通させており、貯留容器２６３からのインクを第１共通液室Ｒ１に供給するための流路である。

Ａ４：液体吐出ヘッドの具体的な構造
図４は、図３中のＡ－Ａ線断面図である。図４では、個別流路Ｐに沿ってＸ軸およびＺ軸に平行な平面で切断される液体吐出ヘッド２４の断面が示される。液体吐出ヘッド２４は、図４に示すように、流路構造体３０と複数の圧電素子４１と筐体部４２と保護基板４３と配線基板４４とを有する。

流路構造体３０には、前述の第１共通液室Ｒ１、第２共通液室Ｒ２、複数の個別流路Ｐおよび複数のノズルＮが設けられる。具体的には、流路構造体３０は、ノズル基板３１、連通板３３、圧力室基板３４および振動板３５がこの順にＺ１方向に向かって積層される構造体である。ノズル基板３１、連通板３３、圧力室基板３４および振動板３５の各部材は、Ｙ軸に沿って延びており、例えば、半導体加工技術を用いてシリコンの単結晶基板を加工することにより製造される。また、これらの部材は、接着剤等により互いに接合される。なお、流路構造体３０を構成する複数の部材のうちの隣り合う２つの部材間には、接着層等の他の層または基板が適宜に介在してもよい。

ノズル基板３１には、複数のノズルＮが設けられる。複数のノズルＮのそれぞれは、ノズル基板３１を貫通しており、インクを通過させる貫通孔である。

連通板３３には、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれの一部と複数の個別流路Ｐにおける圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂを除く部分とが設けられる。ここで、各個別流路Ｐは、前述の圧力室Ｃａ、圧力室Ｃｂおよびノズル流路Ｎｆのほか、供給流路Ｒａ１および排出流路Ｒａ２を有する。このような個別流路Ｐを構成する要素のうち、ノズル流路Ｎｆ、供給流路Ｒａ１および排出流路Ｒａ２が連通板３３に設けられる。

第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれの一部は、連通板３３を貫通する空間である。連通板３３のＺ２方向を向く面には、当該空間による開口を閉塞する吸振体３６１および吸振体３６２が設置される。

吸振体３６１および吸振体３６２のそれぞれは、弾性材料で構成される層状部材である。吸振体３６１は、第１共通液室Ｒ１の壁面の一部を構成しており、第１共通液室Ｒ１における圧力変動を吸収する。同様に、吸振体３６２は、第２共通液室Ｒ２の壁面の一部を構成しており、第２共通液室Ｒ２における圧力変動を吸収する。

前述のように、ノズル流路Ｎｆは、圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとを連通させる空間である。図４に示す例では、ノズル流路Ｎｆは、横流路Ｎｆ１と第１縦流路Ｎａ１と第２縦流路Ｎａ２とを有する。

横流路Ｎｆ１は、連通板３３のＺ２方向を向く面に設けられる溝内の空間である。ここで、ノズル基板３１は、横流路Ｎｆ１の壁面の一部を構成する。

第１縦流路Ｎａ１および第２縦流路Ｎａ２のそれぞれは、Ｚ軸に沿って延びており、連通板３３を貫通する空間である。第１縦流路Ｎａ１は、圧力室Ｃａと横流路Ｎｆ１とを連通させており、圧力室Ｃａからのインクを横流路Ｎｆ１に導く。一方、第２縦流路Ｎａ２は、圧力室Ｃｂと横流路Ｎｆ１とを連通させており、横流路Ｎｆ１からのインクを圧力室Ｃｂに導く。なお、第１縦流路Ｎａ１および第２縦流路Ｎａ２は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。この場合、横流路Ｎｆ１が圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとを連通させるノズル流路Ｎｆを構成する。

供給流路Ｒａ１および排出流路Ｒａ２のそれぞれは、Ｚ軸に沿って延びており、連通板３３を貫通する空間である。供給流路Ｒａ１は、第１共通液室Ｒ１と圧力室Ｃａとを連通させており、第１共通液室Ｒ１からのインクを圧力室Ｃａに供給する。ここで、供給流路Ｒａ１の一端は、連通板３３のＺ１方向を向く面に開口する。これに対し、供給流路Ｒａ１の他端は、個別流路Ｐの上流側の端部Ｅ１であり、連通板３３における第１共通液室Ｒ１の壁面に開口する。一方、排出流路Ｒａ２は、第２共通液室Ｒ２と圧力室Ｃｂとを連通させており、圧力室Ｃｂからのインクを第２共通液室Ｒ２に排出する。ここで、排出流路Ｒａ２の一端は、連通板３３のＺ１方向を向く面に開口する。これに対し、排出流路Ｒａ２の他端は、個別流路Ｐの下流側の端部Ｅ２であり、連通板３３における第２共通液室Ｒ２の壁面に開口する。

圧力室基板３４には、複数の個別流路Ｐの圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂが設けられる。圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂのそれぞれは、圧力室基板３４を貫通しており、連通板３３と振動板３５との間における間隙である。

振動板３５は、弾性的に振動可能な板状部材である。振動板３５は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）で構成される第１層と、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）で構成される第２層と、を含む積層体である。ここで、第１層と第２層との間には、金属酸化物等の他の層が介在してもよい。なお、振動板３５の一部または全部は、圧力室基板３４と同一材料で一体に構成されてもよい。例えば、所定厚の板状部材における圧力室Ｃに対応する領域について厚さ方向の一部を選択的に除去することで、振動板３５および圧力室基板３４を一体に形成することができる。また、振動板３５は、単一材料の層で構成されてもよい。

振動板３５のＺ１方向を向く面には、相異なる圧力室Ｃに対応する複数の圧電素子４１が設置される。ここで、各圧力室Ｃａに対応する圧電素子４１は、第１エネルギー生成素子の一例である。各圧力室Ｃｂに対応する圧電素子４１は、第２エネルギー生成素子の一例である。各圧力室Ｃに対応する圧電素子４１は、平面視で圧力室Ｃに重なる。各圧電素子４１は、例えば、互いに対向する第１電極および第２電極と、両電極間に配置される圧電体層との積層により構成される。各圧電素子４１は、圧力室Ｃ内のインクの圧力を変動させることで圧力室Ｃ内のインクをノズルＮから吐出させる。圧電素子４１は、駆動信号Ｃｏｍが供給されることにより、自身の変形に伴い、振動板３５を振動させる。この振動に伴って、圧力室Ｃが膨張および伸縮することにより、圧力室Ｃ内のインクの圧力が変動する。

筐体部４２は、インクを貯留するためのケースである。筐体部４２には、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれについて連通板３３に設けられる一部以外の残部を構成する空間が設けられる。また、筐体部４２には、供給口４２１および排出口４２２が設けられる。供給口４２１は、第１共通液室Ｒ１に連通する管路であり、循環機構２６の供給流路２６５に接続される。このため、第２供給ポンプ２６２から供給流路２６５に送出されるインクは、供給口４２１を経由して第１共通液室Ｒ１に供給される。他方、排出口４２２は、第２共通液室Ｒ２に連通する管路であり、循環機構２６の回収流路２６４に連結される。このため、第２共通液室Ｒ２内のインクは排出口４２２を経由して回収流路２６４に排出される。

保護基板４３は、振動板３５のＺ１方向を向く面に設置される板状部材であり、複数の圧電素子４１を保護するとともに振動板３５の機械的な強度を補強する。ここで、保護基板４３と振動板３５との間には、複数の圧電素子４１を収容する空間が形成される。

配線基板４４は、振動板３５のＺ１方向を向く面に実装されており、制御モジュール２１と液体吐出ヘッド２４とを電気的に接続するための実装部品である。例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板４４が好適に利用される。配線基板４４には、前述の駆動回路４５が実装される。なお、配線基板４４には、駆動回路４５のほか、前述の検出回路４６が実装されてもよい。

ここで、駆動回路４５は、ノズルＮからのインクの吐出方向であるＺ２方向でみたとき、圧力室Ｃａに対応する圧電素子４１と圧力室Ｃｂに対応する圧電素子４１との間に位置する。言い換えると、駆動回路４５は、圧力室Ｃａに対応する圧電素子４１と圧力室Ｃｂに対応する圧電素子４１とのＸ軸に沿う方向における間に位置する。このため、駆動回路４５が他の位置にある構成に比べて、駆動回路４５からこれらの圧電素子４１の両方への駆動信号Ｃｏｍの供給経路を短くすることができる。

以上の構成の液体吐出ヘッド２４では、前述の循環機構２６の動作により、インクが第１共通液室Ｒ１、供給流路Ｒａ１、圧力室Ｃａ、ノズル流路Ｎｆ、圧力室Ｃｂ、排出流路Ｒａ２および第２共通液室Ｒ２にこの順に流通する。

また、駆動回路４５からの駆動信号Ｃｏｍにより、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂの両方に対応する圧電素子４１が同時に駆動することで、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂの圧力を変動させ、その圧力変動に伴ってノズルＮからインクが吐出される。図４では、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂの両方に対応する圧電素子４１が同時に駆動する場合におけるインクの流れの経路および方向が破線および矢印で示される。なお、循環機構２６の動作期間または動作タイミングは、任意であり、ノズルＮからインクを吐出する期間またはタイミングと重複するか否かも任意である。

以上のように、液体吐出ヘッドユニット１０は、供給流路Ｒａ１と排出流路Ｒａ２とを有する。前述のように、供給流路Ｒａ１は、圧力室Ｃａに連通し、圧力室Ｃａにインクを供給する。排出流路Ｒａ２は、圧力室Ｃｂに連通し、圧力室Ｃｂからインクが排出される。このような供給流路Ｒａ１および排出流路Ｒａ２により、供給流路Ｒａ１と排出流路Ｒａ２との間の流路におけるインクの滞留を低減することができる。このため、ノズルＮの近傍におけるインクの増粘または成分の沈殿を低減することができる。この結果、液体吐出ヘッド２４におけるインクの吐出量または吐出速度等の吐出特性の悪化を防止することができる。

ここで、供給流路Ｒａ１から圧力室Ｃａへのインクの供給と圧力室Ｃｂから排出流路Ｒａ２へのインクの排出とは、前述のように、循環機構２６の作動により行われる。なお、循環機構２６と液体吐出ヘッド２４との接続形態を前述の接続形態に対して供給側と排出側とで逆にしてもよい。この場合、供給流路Ｒａ１は、圧力室Ｃａからインクが排出される排出流路として機能し、排出流路Ｒａ２は、圧力室Ｃｂにインクを供給する供給流路として機能する。

Ａ５：駆動回路の詳細
図５は、第１実施形態における駆動回路４５の構成例を示す図である。図５に示すように、駆動回路４５には、配線ＬＨｄ、ＬＨａおよびＬＨｓが接続される。配線ＬＨｄは、オフセット電位ＶＢＳが供給される給電線である。配線ＬＨａは、駆動信号Ｃｏｍを伝送する信号線である。配線ＬＨｓは、出力信号Ｖｏｕｔを伝送する信号線である。

駆動回路４５は、Ｍ個のスイッチＳＷａ（ＳＷａ［１］]～ＳＷａ［Ｍ］）と、Ｍ個のスイッチＳＷｓ（ＳＷｓ［１］]～ＳＷｓ［Ｍ］）と、これらのスイッチの接続状態を指定する接続状態指定回路４５１と、を有する。

スイッチＳＷａ［ｍ］は、駆動信号Ｃｏｍの伝送のための配線ＬＨａと圧電素子４１［ｍ］との間の導通（オン）と非導通（オフ）とを切り替えるスイッチである。スイッチＳＷｓ［ｍ］は、出力信号Ｖｏｕｔの伝送のための配線ＬＨｓと圧電素子４１［ｍ］との間の導通（オン）と非導通（オフ）とを切り替えるスイッチである。これらのスイッチのそれぞれは、例えば、トランスミッションゲートである。ここで、圧電素子４１［１］は、前述の圧力室Ｃａに対応する圧電素子４１である。また、圧電素子４１［２］は、前述の圧力室Ｃａに対応する圧電素子４１である。なお、図５では、前述の圧電素子４１の第１電極および第２電極のうち、一方が電極Ｚｄ［ｍ］として示され、他方が電極Ｚｕ［Ｍ］として示される。

接続状態指定回路４５１は、制御信号ＳＩに基づいて、スイッチＳＷａ［１］～ＳＷａ［Ｍ］のオンオフを指定する接続状態指定信号ＳＬａ［１］～ＳＬａ［Ｍ］と、スイッチＳＷｓ［１］～ＳＷｓ［Ｍ］のオンオフを指定する接続状態指定信号ＳＬｓ［１］～ＳＬｓ［Ｍ］と、を生成する。

以上のように生成される接続状態指定信号ＳＬａ［ｍ］に応じて、スイッチＳＷａ［ｍ］のオンオフが切り替えられる。例えば、スイッチＳＷａ［ｍ］は、接続状態指定信号ＳＬａ［ｍ］がハイレベルの場合にオン状態となり、ローレベルの場合にオフ状態となる。以上のように、駆動回路４５は、複数の圧電素子４１から選択される１以上の圧電素子４１に対して、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形の一部または全部を供給駆動信号Ｖｉｎとして供給する。

また、接続状態指定信号ＳＬｓ［ｍ］に応じて、スイッチＳＷｓ［ｍ］のオンオフが切り替えられる。例えば、スイッチＳＷｓ［ｍ］は、接続状態指定信号ＳＬｓ［ｍ］がハイレベルの場合にオン状態となり、ローレベルの場合にオフ状態となる。以上のように、駆動回路４５は、複数の圧電素子４１から選択される１以上の圧電素子４１からの出力信号Ｖｏｕｔを検出回路４６に供給する。

Ａ６：液体吐出装置における吐出動作
図６は、第１実施形態における吐出動作を説明するための図である。図６に示すように、駆動信号Ｃｏｍは、駆動パルスＰＤを含んでおり、単位期間Ｔｕで繰り返される。単位期間Ｔｕは、先行の期間Ｔｕ１と後行の期間Ｔｕ２とに区分される。図６に示す例では、期間Ｔｕ１の長さと期間Ｔｕ２の長さとが互いに等しい。本実施形態では、期間Ｔｕ１および期間Ｔｕ２のそれぞれがスイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］、スイッチＳＷｓ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］の切り替えのための制御期間として用いられる。

なお、スイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］、スイッチＳＷｓ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］の切り替えは、期間Ｔｕ１または期間Ｔｕ２よりも短い制御期間で行ってもよい。また、期間Ｔｕ１の長さと期間Ｔｕ２の長さとが互いに異なってもよい。

駆動パルスＰＤは、期間Ｔｕ１に含まれており、第１タイミングｔ１から第２タイミングｔ２までの期間にわたる波形のパルスである。図６に示す例では、駆動パルスＰＤの電位は、オフセット電位ＶＢＳを基準電位として、当該基準電位よりも低い電位に降下した後に、当該基準電位よりも高い電位に上昇する。このような波形の駆動パルスＰＤは、駆動パルスＰＤが基準電位よりも高い電位のみで構成される場合に比べて、ノズルＮからのインクの吐出に適する。なお、図６では、期間Ｔｕ２における駆動信号Ｃｏｍの電位が基準電位である場合が例示されるが、これに限定されず、期間Ｔｕ２に吐出または検査のためのパルスが適宜に含まれてもよい。

制御回路５１は、印刷時等において、ノズルＮからインクを吐出させる吐出動作を実行する。当該吐出動作では、駆動回路４５が圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］の両方を駆動することにより、ノズルＮからインクが吐出される。

図６に示す例では、期間Ｔｕ１にわたり、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷａ［２］のそれぞれがオンされるとともに、スイッチＳＷｓ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオフされる。また、期間Ｔｕ２にわたり、スイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］、スイッチＳＷｓ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオフされる。

このようなスイッチの切り替えにより、圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］の両方には、期間Ｔｕ１において駆動パルスＰＤが印加される。なお、図６に示す例では、期間Ｔｕ２において、駆動信号Ｃｏｍにパルスが含まれないため、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷａ［２］のそれぞれがオンされてもよい。

Ａ７：液体吐出装置における検出動作
制御回路５１は、液体吐出ヘッド２４に設けられる流路を流通するインクの物性変化を検出回路４６によって検出する検出動作を実行する。本実施形態の制御回路５１は、当該検出動作として、以下の第１検出動作、第２検出動作および第３検出動作を実行可能である。なお、これらの検出動作の選択または実行時期等は、あらかじめ設定されたプログラムまたはユーザーからの操作等に従い適宜に決められる。

図７は、第１実施形態における第１検出動作を説明するための図である。第１検出動作では、駆動回路４５が圧電素子４１［１］を駆動し、圧電素子４１［１］の駆動に伴う圧力室Ｃｂにおけるインクの物性に関するパラメータ、ここでは残留振動を検出回路４６が検出する。

図７に示す例では、期間Ｔｕ１にわたり、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオンされるとともに、スイッチＳＷａ［２］およびスイッチＳＷｓ［１］のそれぞれがオフされる。また、期間Ｔｕ２にわたり、スイッチＳＷｓ［２］がオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］およびスイッチＳＷｓ［１］のそれぞれがオフされる。

このようなスイッチの切り替えにより、圧電素子４１［１］には、期間Ｔｕ１において駆動パルスＰＤが印加され、検出回路４６には、期間Ｔｕ１および期間Ｔｕ２にわたり圧電素子４１［２］からの出力信号Ｖｏｕｔが入力される。

第１検出動作における検出の開始タイミングである第３タイミングｔ３は、駆動パルスＰＤの終了タイミングである第２タイミングｔ２よりも前である。図７に示す例では、第３タイミングｔ３が、駆動パルスＰＤの開始タイミングである第１タイミングｔ１よりも前であり、単位期間Ｔｕまたは期間Ｔｕ１の開始タイミングに一致する。なお、第３タイミングｔ３は、第２タイミングｔ２よりも前であればよく、図７に示す例に限定されないが、より好適に第１検出動作を行うためには第３タイミングｔ３は第１タイミングｔ１よりも前であることが好ましい。

第１検出動作における検出の終了タイミングである第４タイミングｔ４は、駆動パルスＰＤの終了タイミングである第２タイミングｔ２よりも後である。図７に示す例では、第４タイミングｔ４が、単位期間Ｔｕまたは期間Ｔｕ２の終了タイミングに一致する。なお、第４タイミングｔ４は、第２タイミングｔ２よりも後であればよく、図７に示す例に限定されない。

図８は、検出期間と解析期間との関係を説明するための図である。検出回路４６には、図８に示すように、第３タイミングｔ３から第４タイミングｔ４にわたる検出期間において、残留振動信号ＮＶＴを含む出力信号Ｖｏｕｔが入力される。

判定回路５５は、検出期間内の第５タイミングｔ５から第６タイミングｔ６までの解析期間にわたり、残留振動信号ＮＶＴに基づいて、ノズルＮにおけるインクの吐出状態を判定する。ここで、第５タイミングｔ５は、第２タイミングｔ２またはその直後のタイミングである。第６タイミングｔ６は、第４タイミングｔ４よりも前のタイミングである。なお、第５タイミングｔ５および第６タイミングｔ６は、図８に示す例に限定されず、任意である。

残留振動信号ＮＶＴは、残留振動を示す信号である。当該残留振動は、液体吐出ヘッド２４におけるインクが流通する流路の流路抵抗、当該流路内のインクのイナータンス、および振動板３５の弾性コンプライアンス等によって決まる固有周波数の振動である。ここで、振動板３５の残留振動はインク（液体）の残留振動と等価である。

判定回路５５は、残留振動信号ＮＶＴの周期または振幅に基づいて、ノズルＮからの吐出状態を判定する。例えば、判定回路５５は、残留振動信号ＮＶＴの周期が基準値以上となった場合、インクに気泡が混入し、ノズルＮの吐出状態が不良になったと判定する。また、判定回路５５は、残留振動信号ＮＶＴの振幅の減衰速度が基準値以上となった場合、インクの増粘の程度が許容範囲を超え、ノズルＮの吐出状態が不良となったと判定する。

第１実施形態は、上述の第１検出動作のみ行う系であっても良いが、第２の検出動作を更に行っても良い。図９は、第２検出動作を説明するための図である。第２検出動作では、駆動回路４５が圧電素子４１［２］を駆動し、圧電素子４１［２］の駆動に伴う圧力室Ｃａにおけるインクの物性に関するパラメータを検出回路４６が検出する。

図９に示す例では、期間Ｔｕ１にわたり、スイッチＳＷａ［２］およびスイッチＳＷｓ［１］のそれぞれがオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオフされる。また、期間Ｔｕ２にわたり、スイッチＳＷｓ［１］がオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオフされる。

このようなスイッチの切り替えにより、圧電素子４１［２］には、期間Ｔｕ１において駆動パルスＰＤが印加され、検出回路４６には、期間Ｔｕ１および期間Ｔｕ２にわたり圧電素子４１［１］からの出力信号Ｖｏｕｔが入力される。

第２検出動作における検出の開始タイミングは、第１検出動作の開始タイミングと同様であり、第３タイミングｔ３である。第２検出動作における検出の終了タイミングは、第１検出動作の終了タイミングと同様であり、第４タイミングｔ４である。なお、第２検出動作における検出の開始タイミングは、第１検出動作における検出の開始タイミングと異なってもよい。同様に、第２検出動作における検出の終了タイミングは、第１検出動作における検出の終了タイミングと異なってもよい。

以上の第２検出動作は、前述の第１検出動作とは異なる期間、すなわち第１検出動作の前または後に実行される。そして、判定回路５５は、これらの検出動作による検出結果を用いて、ノズルＮからのインクの吐出状態を判定する。例えば、判定回路５５は、これらの検出動作による検出結果の差分を算出し、その差分が所定値以上である場合に吐出不良等の異常と判定する。すなわち、判定回路５５は、これらの検出動作による検出結果のうちの一方を他方の基準として、吐出不良等の異常の有無を判定する。ここで、判定回路５５は、適宜、これらの検出動作による検出結果を記憶回路５２に記憶したり記憶回路５２から読み出したりする。

第１実施形態は、上述の第１検出動作のみ行う系であっても良いが、第３の検出動作を更に行っても良い。図１０は、第１実施形態における第３検出動作を説明するための図である。第３検出動作では、駆動回路４５が圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］を駆動し、圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］の駆動に伴う圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂにおけるインクの物性変化を検出回路４６が検出する。

図１０に示す例では、期間Ｔｕ１にわたり、スイッチＳＷａ［２］およびスイッチＳＷｓ［１］のそれぞれがオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオフされる。また、期間Ｔｕ２にわたり、スイッチＳＷｓ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷａ［２］のそれぞれがオフされる。

このようなスイッチの切り替えにより、圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］には、期間Ｔｕ１において駆動パルスＰＤが印加され、検出回路４６には、期間Ｔｕ２にわたり圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］からの出力信号Ｖｏｕｔが入力される。

第３検出動作における検出の開始タイミングは、前述の第２タイミングｔ２の直後である。第３検出動作における検出の終了タイミングは、第１検出動作の終了タイミングと同様であり、第４タイミングｔ４である。なお、第３検出動作における検出の開始タイミングおよび終了タイミングは、図１０に示す例に限定されない。例えば、第３検出動作における検出の終了タイミングは、第４タイミングｔ４よりも前でもよい。

以上の第３検出動作では、前述のように、期間Ｔｕ１において、圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］の両方が同時に駆動し、かつ、前述の吐出動作と同じ駆動パルスＰＤを用いることから、ノズルＮからインクが吐出される。したがって、前述の吐出動作に代えて第３検出動作を用いることができる。このため、第３検出動作により、印刷と検出の両方を実行することができる。また、第３検出動作による検出結果は、前述の第１検出動作または第２検出動作による検出結果と併用して、判定回路５５での判定に用いてもよい。ここで、判定回路５５は、適宜、これらの検出動作による検出結果を記憶回路５２に記憶したり記憶回路５２から読み出したりする。

以上の液体吐出ヘッドユニット１０は、前述のように、第１圧力室の一例である圧力室Ｃａと、第２圧力室の一例である圧力室Ｃｂと、第１エネルギー生成素子の一例である圧電素子４１［１］と、第２エネルギー生成素子の一例である圧電素子４１［２］と、ノズル流路Ｎｆと、駆動回路４５と、検出回路４６と、制御部の一例である制御回路５１と、を有する。

圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂのそれぞれは、液体の一例であるインクに圧力を付与する。圧電素子４１［１］は、圧力室Ｃａ内のインクに圧力を付与するためのエネルギーを生成する。圧電素子４１［２］は、圧力室Ｃｂ内のインクに圧力を付与するためのエネルギーを生成する。ノズル流路Ｎｆは、圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとを連通させており、ノズル流路Ｎｆには、インクを吐出するノズルＮが設けられる。駆動回路４５は、圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］を駆動パルスＰＤの印加により駆動する。検出回路４６は、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂのうちの少なくとも一方におけるインクの物性に関するおパラメータを検出する。制御回路５１は、駆動回路４５および検出回路４６の動作を制御する。

特に、制御回路５１は、駆動回路４５によって圧電素子４１［１］を駆動し、圧電素子４１［１］の駆動に伴う圧力室Ｃｂにおけるインクの物性に関するパラメータを検出回路４６によって検出する第１検出動作を実行する。

以上の液体吐出ヘッドユニット１０では、第１検出動作において、圧電素子４１［１］の駆動に伴う圧力室Ｃｂにおけるインクの物性に関するパラメータを検出するので、当該検出に圧電素子４１［１］を用いずに済む。このため、当該検出に用いる素子である圧電素子４１［２］を駆動状態から検出状態に切り替える必要がなく、検出波形に対する当該切り替えによるノイズの混入を防止することができる。この結果、従来に比べて吐出状態の判定精度を高めることができる。

ここで、制御回路５１は、駆動回路４５によって圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］の両方を駆動することによりノズルＮからインクを吐出させる吐出動作を実行する。このような吐出動作では、圧電素子４１［１］または圧電素子４１［２］のいずれかの駆動によりノズルＮからインクを吐出させる動作に比べて、吐出効率を高めることができる。また、圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］の片方の駆動時にノズルＮからインクを吐出しない駆動パルスＰＤを吐出動作に用いることができる。このため、第１検出動作と吐出動作とで同じ駆動パルスＰＤを用いることができる。

本実施形態では、第１検出動作において圧電素子４１［１］に印加される駆動パルスＰＤは、吐出動作において圧電素子４１［１］に印加される駆動パルスＰＤと同波形である。このため、第１検出動作と吐出動作とで異なる駆動パルスを用いる構成に比べて、液体吐出ヘッドユニット１０の構成の簡単化を図ることができる。ここで、駆動パルスＰＤの波形を適宜に設定することにより、第１検出動作においてノズルＮからインクを吐出させないことが可能である。

第１検出動作では、ノズルＮからインクが吐出されないことが好ましい。この場合、第１検出動作を検出専用の動作として用いても、インクの無駄を低減することができる。

前述のように、第１検出動作は、駆動パルスＰＤを駆動回路４５によって圧電素子４１［１］に印加する。ここで、駆動パルスＰＤは、第１タイミングｔ１から第２タイミングｔ２までの期間にわたる波形である。第１検出動作は、第２タイミングｔ２の前の第３タイミングｔ３からの期間にわたり、圧力室Ｃｂにおけるインクの物性変化を検出回路４６によって検出する。このため、圧電素子４１［１］の駆動に伴う圧力室Ｃｂにおけるインクの物性変化をその発生開始から検出することができる。

また、第１検出動作は、第２タイミングｔ２の後の第４タイミングｔ４までの期間にわたり、圧力室Ｃｂにおけるインクの物性変化を検出回路４６によって検出する。このため、圧電素子４１［１］の駆動に伴う圧力室Ｃｂにおけるインクの物性に関するパラメータをその発生開始から判定に必要な範囲にわたり検出することができる。

本実施形態では、検出回路４６は、物性に関するパラメータとして、圧力室Ｃｂ内に生じる残留振動を検出する。圧電素子４１［１］の駆動後には、圧力室Ｃａにおけるインクの圧力変化に伴って、圧力室Ｃｂ内に残留する振動として残留振動が発生する。例えば、この残留振動の振幅または周期は、圧力室Ｃｂ内のインクにおける気泡の発生の有無または増粘の程度等により異なる。したがって、当該残留振動を検出することにより、その検出結果を用いて、ノズルＮの吐出状態を判定することができる。

前述のように、液体吐出ヘッドユニット１０は、判定部の一例である判定回路５５をさらに有する。判定回路５５は、第１検出動作による物性に関するパラメータの検出結果に基づいて、ノズルＮからのインクの吐出状態を判定する。このため、判定回路５５の判定結果を用いて、画質を高めるようにノズルＮからのインクの吐出制御を行ったり、ノズルＮからのインクの吐出状態を報知したりすることができる。

ここで、本実施形態では、前述のように、制御回路５１は、第１検出動作だけでなく第２検出動作を実行する。第２検出動作は、駆動回路４５によって圧電素子４１［２］を駆動し、圧電素子４１［２］の駆動に伴う圧力室Ｃａにおけるインクの物性に関するパラメータを検出回路４６によって検出する。判定回路５５は、第１検出動作による検出結果と第２検出動作による検出結果とに基づいて、ノズルＮからのインクの吐出状態を判定する。例えば、第１検出動作による検出結果と第２検出動作による検出結果との差分を用いることにより、当該差分が所定値以上である場合に吐出不良等の異常と判定することができる。また、当該差分を用いて、これらの検出結果に含まれるノイズ等の不要成分を相殺または低減することもできる。したがって、第１検出動作による検出結果のみを用いる場合に比べて、ノズルＮからのインクの吐出状態の判定精度を高めることができる。なお、第２検出動作は、必要に応じて実行すればよい。また、制御回路５１が第２検出動作を実行しない構成でもよい。

さらに、前述のように、制御回路５１は、第１検出動作および第２検出動作のほか、第３検出動作を実行してもよい。第３検出動作は、駆動回路４５によって圧電素子４１［１］を駆動し、圧電素子４１［１］の駆動に伴う圧力室Ｃａにおけるインクの物性に関するパラメータを検出回路４６によって検出する。このため、第１検出動作および第２検出動作のうちの少なくとも一方による検出結果と第３検出動作による検出結果とを併用することにより、検出回路４６における検出精度を高めることもできる。

ここで、第３検出動作は、前述の動作のほかに、駆動回路４５によって圧電素子４１［２］を駆動し、圧電素子４１［２］の駆動に伴う圧力室Ｃｂにおけるインクの物性に関するパラメータを検出回路４６によって検出することが好ましい。この場合、第１検出動作および第２検出動作による検出結果を併用する場合と同様、第３検出動作による２つの検出結果の差分を用いることにより、判定回路５５での判定精度を高めることができる。なお、第３検出動作は、必要に応じて実行すればよい。また、制御回路５１が第３検出動作を実行しない構成でもよい。

前述のように、駆動回路４５が切替回路としても機能する。すなわち、液体吐出ヘッドユニット１０は、第１状態と第２状態とを切替可能な切替回路の一例である駆動回路４５を有する。第１状態は、圧電素子４１［２］と駆動回路４５とを電気的に接続し、かつ、圧電素子４１［２］と検出回路４６とを電気的に接続しない。したがって、駆動回路４５が第１状態である場合、圧電素子４１［２］を吐出動作における駆動素子として用いることができる。これに対し、第２状態は、圧電素子４１［２］と駆動回路４５とを電気的に接続せず、かつ、圧電素子４１［２］と検出回路４６とを電気的に接続する。したがって、駆動回路４５が第２状態である場合、圧電素子４１［２］を第１検出動作における検出素子として用いることができる。

以上の液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッドユニット１０と、ノズルＮからのインクによる画像が印刷される印刷媒体の一例である媒体１１を搬送する搬送機構２２と、を有する。以上の液体吐出装置１００では、前述のような液体吐出ヘッドユニット１０の優れた検出特性を利用することにより、従来に比べて画質を高めたり信頼性を高めたりすることができる。

Ｂ：第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１１は、第２実施形態における駆動回路４５Ａの構成例を示す図である。本実施形態の液体吐出ヘッドユニット１０Ａは、前述の第１実施形態の液体吐出ヘッドユニット１０Ａの駆動回路４５に代えて、図１１に示す駆動回路４５Ａを有する。

図１１に示すように、駆動回路４５Ａには、配線ＬＨｄ、ＬＨａおよびＬＨｓのほか、配線ＬＨｂが接続される。配線ＬＨｂは、駆動信号Ｃｏｍ－Ｂを伝送する信号線である。なお、本実施形態では、配線ＬＨａは、駆動信号Ｃｏｍ－Ａを伝送する信号線である。

駆動回路４５Ａは、Ｍ個のスイッチＳＷａ（ＳＷａ［１］]～ＳＷａ［Ｍ］）と、Ｍ個のスイッチＳＷｂ（ＳＷｂ［１］]～ＳＷｂ［Ｍ］）と、Ｍ個のスイッチＳＷｓ（ＳＷｓ［１］]～ＳＷｓ［Ｍ］）と、これらのスイッチの接続状態を指定する接続状態指定回路４５１Ａと、を有する。

スイッチＳＷｂ［ｍ］は、配線ＬＨｂと圧電素子４１［ｍ］との間の導通（オン）と非導通（オフ）とを切り替えるスイッチである。接続状態指定回路４５１Ａは、制御信号ＳＩに基づいて、接続状態指定信号ＳＬａ［１］～ＳＬａ［Ｍ］および接続状態指定信号ＳＬｓ［１］～ＳＬｓ［Ｍ］のほか、スイッチＳＷｂ［１］～ＳＷｂ［Ｍ］のオンオフを指定する接続状態指定信号ＳＬｂ［１］～ＳＬｂ［Ｍ］を生成する。

接続状態指定信号ＳＬｂ［ｍ］に応じて、スイッチＳＷｂ［ｍ］のオンオフが切り替えられる。以上のように、駆動回路４５Ａは、複数の圧電素子４１から選択される１以上の圧電素子４１に対して、駆動信号Ｃｏｍ－Ｂに含まれる波形の一部または全部を供給駆動信号Ｖｉｎとして供給する。

図１２は、第２実施形態における吐出動作を説明するための図である。図１２に示すように、駆動信号Ｃｏｍ－Ａは、前述の第１実施形態の駆動信号Ｃｏｍと同様、駆動パルスＰＤを含んでおり、単位期間Ｔｕで繰り返される。

吐出動作では、前述の第１実施形態と同様、駆動回路４５が圧電素子４１［１］および圧電素子４１［２］の両方に駆動パルスＰＤを印加する。

図１２に示す例では、期間Ｔｕ１にわたり、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷａ［２］のそれぞれがオンされるとともに、スイッチＳＷｂ［１］、スイッチＳＷｂ［２］、スイッチＳＷｓ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオフされる。また、期間Ｔｕ２にわたり、スイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］、スイッチＳＷｂ［１］、スイッチＳＷｂ［２］、スイッチＳＷｓ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオフされる。

図１３は、第２実施形態における第１検出動作を説明するための図である。図１３に示すように、駆動信号Ｃｏｍ－Ｂは、駆動パルスＰＤ１を含んでおり、単位期間Ｔｕで繰り返される。なお、単位期間Ｔｕは、第１実施形態と同様、先行の期間Ｔｕ１と後行の期間Ｔｕ２とに区分される。

駆動パルスＰＤ１は、期間Ｔｕ１に含まれており、第１タイミングｔ１から第２タイミングｔ２までの期間にわたる波形のパルスである。ただし、駆動パルスＰＤ１の波形は、駆動パルスＰＤとは異なる。図１３に示す例では、駆動パルスＰＤ１の電位は、オフセット電位ＶＢＳを基準電位として、当該基準電位よりも低い電位に降下せずに、当該基準電位よりも高い電位に上昇する。このような波形の駆動パルスＰＤ１は、駆動パルスＰＤに比べて、ノズルＮからインクを吐出し難くしやすい。このため、第１検出動作において、ノズルＮからインクを吐出させずに、インクの無駄を防止することができる。

本実施形態の第１検出動作では、駆動回路４５が圧電素子４１［１］に駆動パルスＰＤ１を印加し、圧電素子４１［１］の駆動に伴う圧力室Ｃｂにおけるインクの物性に関するパラメータを検出回路４６が検出する。

図１３に示す例では、期間Ｔｕ１にわたり、スイッチＳＷｂ［１］およびスイッチＳＷｓ［２］のそれぞれがオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］、スイッチＳＷｂ［２］およびスイッチＳＷｓ［１］のそれぞれがオフされる。また、期間Ｔｕ２にわたり、スイッチＳＷｓ［２］がオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］、スイッチＳＷａ［２］、スイッチＳＷｂ［１］、スイッチＳＷｂ［２］およびスイッチＳＷｓ［１］のそれぞれがオフされる。

以上の第２実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、第１検出動作に駆動パルスＰＤ１を用いることにより、第１検出動作においてノズルＮからインクが吐出されないことが容易となる。

Ｃ：第３実施形態
以下、本発明の第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１４は、第３実施形態における第１検出動作を説明するための図である。本実施形態は、駆動パルスＰＤ１に代えて駆動パルスＰＤ２を含む駆動信号Ｃｏｍ－Ｂを用いる以外は、前述の第２実施形態と同様である。

駆動パルスＰＤ２は、期間Ｔｕ１に含まれており、第１タイミングｔ１から第２タイミングｔ２までの期間にわたる波形のパルスである。図１４に示す例では、駆動パルスＰＤ２の電位は、オフセット電位ＶＢＳを基準電位として、当該基準電位よりも高い電位に上昇せずに、当該基準電位よりも低い電位に降下する。このような波形の駆動パルスＰＤ２は、前述の第２実施形態の駆動パルスＰＤ１と同様、駆動パルスＰＤに比べて、ノズルＮからインクを吐出し難くしやすい。このため、第１検出動作において、ノズルＮからインクを吐出させずに、インクの無駄を防止することができる。

以上の第３実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、第１検出動作に駆動パルスＰＤ２を用いることにより、第１検出動作においてノズルＮからインクが吐出されないことが容易となる。

Ｄ：変形例
以上に例示される各形態は、多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択される態様は、互いに矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（変形例１）
前述の各形態では、液体吐出ヘッドに用いるインクを循環機構により循環させる構成が例示されるが、この構成に限定されず、このような循環のための機構を有しない構成でもよい。

（変形例２）
圧力室Ｃ内のインクの圧力を変化させる第１エネルギー生成素子および第２エネルギー生成素子のそれぞれは、前述の各形態で例示した圧電素子４１に限定されない。例えば、加熱により圧力室Ｃの内部に気泡を発生させることでインクの圧力を変動させる発熱素子を第１エネルギー生成素子または第２エネルギー生成素子として利用してもよい。

発熱素子を第１エネルギー生成素子、第２エネルギー生成素子として利用する場合、検出回路４６は、温度をインクの物性に関するパラメータとして検出することが好ましい。インクの粘性は、温度変化によって変化する。よって、第１エネルギー生成素子を駆動させ、その際の第２圧力室における温度を第２エネルギー生成素子により検出し、その温度変化からインクの物性である粘性を推定することができる。詳細には、第１エネルギー生成素子として発熱素子を用いる構成では、第１エネルギー生成素子の駆動により、第１圧力室における液体の温度上昇に伴って、第２圧力室における液体の温度も上昇する。また、第１エネルギー生成素子の駆動後には、第２圧力室における液体の温度が定常状態に戻るように降下する。このような第２圧力室における液体の温度変化は、第２圧力室内の液体における気泡の発生の有無または増粘の程度等により異なる。したがって、第２圧力室内の温度を検出することにより、その検出結果を用いて、第２圧力室内の液体における気泡の発生の有無または増粘の程度等を判定することができる。

（変形例３）
前述の各形態では、液体吐出ヘッド２４を搭載した搬送体２３１を往復させるシリアル方式の液体吐出装置１００を例示したが、複数のノズルＮが媒体１１の全幅にわたり分布するライン方式の液体吐出装置にも本発明は適用される。

前述の形態で例示した液体吐出装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用されてもよく、本発明の用途は特に限定されない。もっとも、液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を噴出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。

１０…液体吐出ヘッドユニット、１０Ａ…液体吐出ヘッドユニット、１１…媒体（印刷媒体）、２２…搬送機構、４１［１］…圧電素子（第１エネルギー生成素子）、４１［２］…圧電素子（第２エネルギー生成素子）、４５…駆動回路、４５Ａ…駆動回路、４６…検出回路、５１…制御回路（制御部）、５５…判定回路（判定部）、１００…液体吐出装置、Ｃａ…圧力室（第１圧力室）、Ｃｂ…圧力室（第２圧力室）、Ｎ…ノズル、Ｎｆ…ノズル流路、ＰＤ…駆動パルス、ＰＤ１…駆動パルス、ＰＤ２…駆動パルス、Ｒａ１…供給流路、Ｒａ２…排出流路、ｔ１…第１タイミング、ｔ２…第２タイミング、ｔ３…第３タイミング、ｔ４…第４タイミング。

Claims (20)

1. 液体に圧力を付与する第１圧力室と、
   液体に圧力を付与する第２圧力室と、
   前記第１圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第１エネルギー生成素子と、
   前記第２圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第２エネルギー生成素子と、
   前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通させており、液体を吐出するノズルが設けられるノズル流路と、
   前記第１エネルギー生成素子および前記第２エネルギー生成素子を駆動パルスの印加により駆動する駆動回路と、
   少なくとも前記第２圧力室における液体の物性に関するパラメータを検出する検出回路と、
   前記駆動回路および前記検出回路の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記駆動回路によって前記第１エネルギー生成素子を駆動し、前記検出回路によって前記第２圧力室における前記パラメータを検出する第１検出動作を実行する、
   ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
2. 前記制御部は、前記駆動回路によって前記第１エネルギー生成素子および前記第２エネルギー生成素子の両方を駆動することにより前記ノズルから液体を吐出させる吐出動作を実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
3. 前記第１検出動作において前記第１エネルギー生成素子に印加される駆動パルスは、前記吐出動作において前記第１エネルギー生成素子に印加される駆動パルスと同波形である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッドユニット。
4. 前記第１検出動作では、前記ノズルから液体が吐出されない、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
5. 前記第１検出動作は、第１タイミングから第２タイミングまでの期間にわたる波形の駆動パルスを前記駆動回路によって前記第１エネルギー生成素子に印加するとき、前記第２タイミングの前の第３タイミングからの期間にわたり、前記第２圧力室における前記パラメータを前記検出回路によって検出する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
6. 前記第３タイミングは、前記第１タイミングよりも前である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッドユニット。
7. 前記第１検出動作は、前記第２タイミングの後の第４タイミングまでの期間にわたり、前記第２圧力室における前記パラメータを前記検出回路によって検出する、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の液体吐出ヘッドユニット。
8. 前記検出回路は、前記パラメータとして、前記第２圧力室内に生じる残留振動を検出する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
9. 前記検出回路は、前記パラメータとして、前記第２圧力室内の温度を検出する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
10. 前記物性は、液体の粘性である、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
11. 前記パラメータまたは前記物性に基づいて、前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する判定部をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
12. 前記制御部は、前記駆動回路によって前記第２エネルギー生成素子を駆動し、前記検出回路によって前記第１圧力室における前記パラメータを検出する第２検出動作を実行し、
    前記判定部は、前記第１検出動作による検出結果と前記第２検出動作による検出結果とに基づいて、前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
13. 前記第１圧力室に連通し、前記第１圧力室に液体を供給する供給流路と、
    前記第２圧力室に連通し、前記第２圧力室から液体が排出される排出流路と、をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
14. 前記第２圧力室に連通し、前記第２圧力室に液体を供給する供給流路と、
    前記第１圧力室に連通し、前記第１圧力室から液体が排出される排出流路と、をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
15. 前記制御部は、前記駆動回路によって前記第１エネルギー生成素子を駆動し、前記第１エネルギー生成素子の駆動に伴う前記第１圧力室における前記パラメータを前記検出回路によって検出する第３検出動作を実行する、
    ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
16. 前記第３検出動作は、前記駆動回路によって前記第２エネルギー生成素子を駆動し、前記第２エネルギー生成素子の駆動に伴う前記第２圧力室における前記パラメータを前記検出回路によって検出する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の液体吐出ヘッドユニット。
17. 前記第２エネルギー生成素子と前記駆動回路とを電気的に接続し、かつ、前記第２エネルギー生成素子と前記検出回路とを電気的に接続しない第１状態と、前記第２エネルギー生成素子と前記駆動回路とを電気的に接続せず、かつ、前記第２エネルギー生成素子と前記検出回路とを電気的に接続する第２状態と、を切替可能な切替回路をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
18. 前記第１圧力室と前記第２圧力室は、それぞれ延在方向に延在しており、
    前記駆動回路は、前記第１エネルギー生成素子と前記第２エネルギー生成素子との前記延在方向における間に位置する、
    ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニット。
19. 請求項１から１８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドユニットと、
    前記液体吐出ヘッドユニットからの液体による画像が印刷される印刷媒体を搬送する搬送機構と、を有する、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
20. 液体に圧力を付与する第１圧力室と、液体に圧力を付与する第２圧力室と、前記第１圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第１エネルギー生成素子と、前記第２圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成する第２エネルギー生成素子と、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通させており、液体を吐出するノズルが設けられるノズル流路と、を有する液体吐出装置の液体吐出状態判定方法であって、
    前記第１エネルギー生成素子を駆動し、前記第１エネルギー生成素子の駆動に伴う前記第２圧力室における液体の物性に関するパラメータを検出し、
    前記パラメータまたは前記物性に基づいて、前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する、
    ことを特徴とする液体吐出装置の液体吐出状態判定方法。

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