ホーム > 特許ランキング > セイコーエプソン株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024098636
(43)【公開日】2024-07-24
(54)【発明の名称】ヘッドユニット、液体吐出装置および制御方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/01 20060101AFI20240717BHJP
B41J 2/045 20060101ALI20240717BHJP
B41J 2/14 20060101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
B41J2/01 207
B41J2/045
B41J2/14 611
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023002237
(22)【出願日】2023-01-11
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(72)【発明者】
【氏名】山田 慎一
【テーマコード（参考）】
2C056
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C056EA14
2C056EB39
2C056EB40
2C056EC37
2C056EC53
2C056FA04
2C056FA10
2C057AF08
2C057AG15
2C057AL13
2C057AM31
2C057AN01
2C057AR09
2C057AR16
2C057BA04
2C057BA14
2C057DD09
(57)【要約】
【課題】残留振動の検出精度を高めるヘッドユニットを提供する。
【解決手段】駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、残留振動信号を残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、第１スイッチおよび第２スイッチを制御する制御部と、を備え、制御部は、残留振動検出部により検出された残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、第１スイッチは検出開始タイミングで、第１駆動信号を圧電素子に供給しないように切り替えられ、第２スイッチは検出開始タイミングで、残留振動信号を残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、ヘッドユニット。
【選択図】図９
【解決手段】駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、残留振動信号を残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、第１スイッチおよび第２スイッチを制御する制御部と、を備え、制御部は、残留振動検出部により検出された残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、第１スイッチは検出開始タイミングで、第１駆動信号を圧電素子に供給しないように切り替えられ、第２スイッチは検出開始タイミングで、残留振動信号を残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、ヘッドユニット。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
ヘッドユニット。
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
ヘッドユニット。
【請求項2】
前記制御部によって取得された前記検出開始タイミングを記憶する記憶部を備える、
請求項１に記載のヘッドユニット。
請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項3】
前記残留振動検出部は、ピークホールド回路を備える、
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
【請求項4】
前記残留振動検出部の前段に、ハイパスフィルターを備える、
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
【請求項5】
前記圧電素子は、媒体への前記液体の吐出に使用される、
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
【請求項6】
前記圧電素子は、媒体への前記液体の吐出に使用されない検査用の圧電素子である、
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
請求項１または請求項２に記載のヘッドユニット。
【請求項7】
搬送機構と、ヘッドユニットと、を有する液体吐出装置であって、
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
液体吐出装置。
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
液体吐出装置。
【請求項8】
ヘッドユニットにおける制御方法であって、
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御方法では、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
制御方法。
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御方法では、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ヘッドユニット、液体吐出装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、インクジェット方式のプリンターでは、キャビティ内のインクを媒体に吐出することによって当該媒体に画像を印刷することが行われている。
このようなプリンターでは、圧電素子を用いて、ノズル内のインクの残留振動からノズル内のインクの状態に関する情報を取得することが可能である。
このようなプリンターでは、圧電素子を用いて、ノズル内のインクの残留振動からノズル内のインクの状態に関する情報を取得することが可能である。
【0003】
特許文献１には、圧電素子を用いてキャビティ内のインクに振動を与え、その残留振動に対するインクの挙動を検知することによって吐出状態を判定することが記載されている。また、特許文献１には、インクに振動を与える工程では圧電素子に駆動信号を印加し、インクの残留振動を検査する工程では圧電素子の起電力の変化を検出する回路等が記載されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６３２３５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の技術では、インクに振動を与える工程とインクの残留振動を検出する工程とをスイッチで切り替えるタイミングについては十分に検討されてなく、残留振動の検出精度が劣化し、さらに、残留振動の検出結果に基づく判定等が行われる場合に精度が劣化する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために一態様は、駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、ヘッドユニットである。
【0007】
上記課題を解決するために一態様は、搬送機構と、ヘッドユニットと、を有する液体吐出装置であって、前記ヘッドユニットは、駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、液体吐出装置である。
【0008】
上記課題を解決するために一態様は、ヘッドユニットにおける制御方法であって、前記ヘッドユニットは、駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、を備え、前記制御方法では、前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、制御方法である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に係る液体吐出装置の一種であるインクジェットプリンターの構成を示す概略図である。
【図3】実施形態に係るインクジェットプリンターの主要部を概略的に示すブロック図である。
【図5】実施形態に係る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】実施形態に係るヘッドユニットの他の例を示す概略的な断面図である。
【図7】実施形態に係る駆動信号入力時のヘッドユニットの各状態を示す状態図である。
【図9】実施形態に係る残留振動検出部を有するヘッドユニットの回路の一例を示す図である。
【図10】実施形態に係る制御内容の一例を示す図である。
【図11】ステートＳＴ１、ＳＴ５の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
【図12】ステートＳＴ２、ＳＴ４の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
【図13】ステートＳＴ３の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
【図14】実施形態に係る信号ＴＳＩＧのタイミングと出力信号ＮＶＴＳとの対応の一例を示す図である。
【図15】実施形態に係る制御部において行われる処理の手順の一例を示す図である。
【図16】実施形態に係る残留振動信号の検出開始タイミングの決定の一例を示す図である。
【図17】実施形態に係る残留振動信号の検出開始タイミングの一例を示す図である。
【図18】実施形態に係る残留振動信号の検出開始タイミングの調整の効果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【0011】
以下、本開示の液体吐出装置の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態は例示として挙げるものであり、これにより本開示の内容を限定的に解釈すべきではない。
以下、本実施形態では、液体吐出装置の一例として、インクを吐出して記録用紙に画像をプリントするインクジェットプリンターを用いて説明する。インクは液状材料の一例である。記録用紙は液滴受容物の一例である。
本実施形態は例示として挙げるものであり、これにより本開示の内容を限定的に解釈すべきではない。
以下、本実施形態では、液体吐出装置の一例として、インクを吐出して記録用紙に画像をプリントするインクジェットプリンターを用いて説明する。インクは液状材料の一例である。記録用紙は液滴受容物の一例である。
【0012】
図１は、実施形態における液体吐出装置の一種であるインクジェットプリンター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ー１の構成について説明する。
図１に示すインクジェットプリンター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。
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ー１の構成について説明する。
図１に示すインクジェットプリンター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。
【0013】
操作パネル７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する図示しない表示部と、各種スイッチ等で構成される図示しない操作部とを備えている。操作パネル７の表示部は、報知手段として機能する。
また、装置本体２の内部には、主に、往復動する移動体である印字部３を備える印刷装置４と、記録用紙Ｐを印刷装置４に対し供給および排出する給紙装置５と、印刷装置４および給紙装置５を制御する制御部６とを有している。
また、装置本体２の内部には、主に、往復動する移動体である印字部３を備える印刷装置４と、記録用紙Ｐを印刷装置４に対し供給および排出する給紙装置５と、印刷装置４および給紙装置５を制御する制御部６とを有している。
【0014】
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、印字部３の下部近傍を通過する。このとき、印字部３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。即ち、印字部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および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行われる。
【0015】
印刷装置４は、印字部３と、印字部３を主走査方向に往復動させるように移動させる駆動源となるキャリッジモーター４１と、キャリッジモーター４１の回転を受けて、印字部３を往復動させる往復動機構４２とを備えている。
印字部３は、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インクカートリッジ（Ｉ／Ｃ）３１と、各ヘッドユニット３５およ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。なお、インクの消費量が多いインクジェットプリンターの場合には、インクカートリッジ３１がキャリッジ３２に搭載されず別な場所に設置され、チューブでヘッドユニット３５と連通されインクが供給されるように構成してもよいが、図示を省略する。
印字部３は、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インクカートリッジ（Ｉ／Ｃ）３１と、各ヘッドユニット３５およ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。なお、インクの消費量が多いインクジェットプリンターの場合には、インクカートリッジ３１がキャリッジ３２に搭載されず別な場所に設置され、チューブでヘッドユニット３５と連通されインクが供給されるように構成してもよいが、図示を省略する。
【0016】
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、印字部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、印字部３は、その他の色、例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ、ダークイエロー、特色インク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。
【0017】
図２は、ヘッドユニット３５の構成を示す分解概略斜視図である。
図２に示すように、実施形態におけるヘッドユニット３５は、ノズルプレート２４０、流路基板２５、共通液室基板２６、コンプライアンス基板２７等から概略構成され、これらの部材を積層した状態でユニットケース２８に取り付けられている。
図２に示すように、実施形態におけるヘッドユニット３５は、ノズルプレート２４０、流路基板２５、共通液室基板２６、コンプライアンス基板２７等から概略構成され、これらの部材を積層した状態でユニットケース２８に取り付けられている。
【0018】
ノズルプレート２４０は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル２４１を列状に開設した板状の部材である。例えば、３００ｄｐｉに対応するピッチで３００個のノズル２４１を列設することでノズル列が構成されている。実施形態においては、当該ノズルプレート２４０に２つのノズル列が形成されている。ここで、２つのノズル列は、ノズル２４１の並んだ方向にノズル２４１間のピッチの半分だけずれて形成されている。ノズルプレート２４０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板またはステンレス鋼等から形成できる。
【0019】
流路基板２５は、その上面である共通液室基板２６側の面に二酸化シリコンからなる極薄い弾性膜３０が熱酸化によって形成されている。流路基板２５には、異方性エッチング処理によって複数の隔壁で区画されたキャビティ２４５が各ノズル２４１に対応して複数形成されている。キャビティ２４５については図４に示される。
したがって、キャビティ２４５も列状に形成され、ノズル２４１の並んだ方向にノズル２４１間のピッチの半分だけずれている。流路基板２５におけるキャビティ２４５の列の外側には、連通空部２５１が形成されている。この連通空部２５１は、各キャビティ２４５と連通している。
したがって、キャビティ２４５も列状に形成され、ノズル２４１の並んだ方向にノズル２４１間のピッチの半分だけずれている。流路基板２５におけるキャビティ２４５の列の外側には、連通空部２５１が形成されている。この連通空部２５１は、各キャビティ２４５と連通している。
【0020】
また、流路基板２５におけるキャビティ２４５毎に、弾性膜３０を変形させてキャビティ２４５のインクを加圧する圧電素子２００が形成されている。
【0021】
圧電素子２００が形成された流路基板２５上には、厚さ方向に貫通した貫通空部２６ａを有する共通液室基板２６が配置される。共通液室基板２６の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられ、例えば、流路基板２５の熱膨張率と略同一の材料で形成されていてもよい。例えば、流路基板２５がシリコン単結晶基板の場合と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて、共通液室基板２６が形成されてもよい。
【0022】
また、この共通液室基板２６における貫通空部２６ａは、流路基板２５の連通空部２５１と連通している。また、共通液室基板２６において、隣り合う圧電素子列の間には、基板厚さ方向を貫通した配線空部２６ｂが形成されている。
また、共通液室基板２６の上面側には、コンプライアンス基板２７が配置される。このコンプライアンス基板２７における共通液室基板２６の貫通空部２６ａに対向する領域には、インク導入針側からのインクを共通液室に供給するためのインク導入口２７ａが厚さ方向に貫通して形成されている。
また、このコンプライアンス基板２７の貫通空部２６ａに対向する領域のインク導入口２７ａおよび貫通口２７ｂ以外の領域は、極薄く形成された可撓部２７ｃとなっており、この可撓部２７ｃによって貫通空部２６ａの上部開口が封止されることで共通液室が区画形成される。そして、この可撓部２７ｃは、共通液室内のインクの圧力変動を吸収するコンプライアンス部として機能する。さらに、コンプライアンス基板２７の中央部には、貫通口２７ｂが形成されている。この貫通口２７ｂは、ユニットケース２８の空部２８ａと連通する。
また、共通液室基板２６の上面側には、コンプライアンス基板２７が配置される。このコンプライアンス基板２７における共通液室基板２６の貫通空部２６ａに対向する領域には、インク導入針側からのインクを共通液室に供給するためのインク導入口２７ａが厚さ方向に貫通して形成されている。
また、このコンプライアンス基板２７の貫通空部２６ａに対向する領域のインク導入口２７ａおよび貫通口２７ｂ以外の領域は、極薄く形成された可撓部２７ｃとなっており、この可撓部２７ｃによって貫通空部２６ａの上部開口が封止されることで共通液室が区画形成される。そして、この可撓部２７ｃは、共通液室内のインクの圧力変動を吸収するコンプライアンス部として機能する。さらに、コンプライアンス基板２７の中央部には、貫通口２７ｂが形成されている。この貫通口２７ｂは、ユニットケース２８の空部２８ａと連通する。
【0023】
ユニットケース２８は、インク導入口２７ａに連通してインク導入針側から導入されたインクを共通液室側に供給するためのインク導入路２８ｂが形成されると共に、可撓部２７ｃに対向する領域にこの可撓部２７ｃの膨張を許容する凹部が形成された部材である。このユニットケース２８の中心部には、厚さ方向に貫通した空部２８ａが開設されており、この空部２８ａ内にフレキシブルケーブル２９の一端側が白抜き矢印で示した挿入方向に挿通されて、圧電素子２００から引き出された端子と接続され、接着剤によって固定されている。ユニットケース２８の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。
【0024】
フレキシブルケーブル２９は、ポリイミド等の矩形状のベースフィルムの一方の面に圧電素子２００への駆動電圧の印加を制御するための制御ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２９ｄが実装されると共に、この制御ＩＣ２９ｄに接続される個別電極配線のパターンが形成されている。また、フレキシブルケーブル２９の一端部には、図示しない接続端子が、圧電素子２００から引き出された各外部電極２４８に対応して複数列設され、他端部には、インクジェットプリンター１本体側からの信号を中継する基板の基板端子部に接続される他端側接続端子が複数列設されている。そして、フレキシブルケーブル２９は、両端部の接続端子以外の配線パターンおよび制御ＩＣ２９ｄの表面がレジストで覆われている。外部電極２４８は図４に示される。
【0025】
外部電極２４８および内部電極２４９と接続されるフレキシブルケーブル２９の一端側２９ａは、凸になるように折り曲げられている。より詳しくは、フレキシブルケーブル２９の本体２９ｂから一端側２９ａの先端が稜線となるように山型に折り曲げられ、端２９ｃがフレキシブルケーブル２９の挿入方向とは逆方向に折り返されている。内部電極２４９は図４に示される。
【0026】
ノズルプレート２４０、流路基板２５、共通液室基板２６、コンプライアンス基板２７およびユニットケース２８は、接着剤あるいは熱溶着フィルム等を間に配置して積層した状態で加熱することで相互に接合される。
【0027】
説明を図１に戻す。往復動機構４２は、その両端を図示しないフレーム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。
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。
【0028】
キャリッジモーター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、印字部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に対応して、ヘッドユニット３５の各インクジェットヘッド１００から適宜インク滴が吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。なお、当該イメージデータは、印刷データなどと呼ばれてもよい。
【0029】
給紙装置５は、その駆動源となる給紙モーター５１と、給紙モーター５１の作動により回転する給紙ローラー５２とを有している。
給紙ローラー５２は、記録用紙Ｐの搬送経路を挟んで上下に対向して記録用紙Ｐを挟む従動ローラー５２ａと駆動ローラー５２ｂとで構成され、駆動ローラー５２ｂは給紙モーター５１に連結されている。これにより、給紙ローラー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枚ずつ送り込んだり印刷装置４から１枚ずつ排出したり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。
さらに給紙モーター５１は、印字部３の往復動作と連動して、画像の解像度に応じた記録用紙Ｐの紙送りも行う。給紙動作と紙送り動作については、それぞれ別のモーターで行うことも可能であり、また、電磁クラッチなどのトルク伝達の切り替えを行う部品によって同じモーターで行うことも可能である。
本実施形態では、給紙モーター５１および給紙ローラー５２により、搬送機構Ｌ１が構成される。
給紙ローラー５２は、記録用紙Ｐの搬送経路を挟んで上下に対向して記録用紙Ｐを挟む従動ローラー５２ａと駆動ローラー５２ｂとで構成され、駆動ローラー５２ｂは給紙モーター５１に連結されている。これにより、給紙ローラー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枚ずつ送り込んだり印刷装置４から１枚ずつ排出したり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。
さらに給紙モーター５１は、印字部３の往復動作と連動して、画像の解像度に応じた記録用紙Ｐの紙送りも行う。給紙動作と紙送り動作については、それぞれ別のモーターで行うことも可能であり、また、電磁クラッチなどのトルク伝達の切り替えを行う部品によって同じモーターで行うことも可能である。
本実施形態では、給紙モーター５１および給紙ローラー５２により、搬送機構Ｌ１が構成される。
【0030】
制御部６は、例えば、パーソナルコンピューターあるいはデジタルカメラ等のホストコンピューター８から入力された印刷データに基づいて、印刷装置４および給紙装置５等を制御することにより記録用紙Ｐに印刷処理を行う。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。さらに、制御部６は、必要に応じてエラーメッセージあるいは吐出異常などの情報をホストコンピューター８に転送する。ホストコンピューター８は図３に示される。
【0031】
図３は、本開示のインクジェットプリンターの主要部を概略的に示すブロック図である。この図３において、本開示のインクジェットプリンター１は、ホストコンピューター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イス部９と、制御部６と、キャリッジモーター４１と、キャリッジモーター４１を駆動制御するキャリッジモータードライバー４３と、給紙モーター５１と、給紙モーター５１を駆動制御する給紙モータードライバー５３と、ヘッドユニット３５と、ヘッドユニット３５を駆動制御する駆動信号生成部３３と、吐出異常検出部１０と、回復機構２４と、操作パネル７とを備える。
回復機構２４は、ヘッドユニット３５からインク滴を吐出不能となった場合に、ヘッドユニット３５が正常に動作するように機能を回復させるための機構である。具体的には、回復機構２４はフラッシング動作およびワイピング動作を実行する。フラッシング動作は、ヘッドユニット３５のキャップの装着時、あるいは、記録用紙にインク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ノズル２４１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。また、ワイピング動作では、ノズルプレートをクリーニングするためにヘッド面に付着している紙粉あるいはごみなどの付着物を、ワイパで拭き取る。このときノズル２４１内が負圧になって、他の色のインクを引き込んでしまう可能性がある。そこで、ワイピング動作後に、ヘッドユニット３５のすべてのノズル２４１から一定量のインク滴を吐出させフラッシング動作が実施される。
なお、吐出異常検出部１０および駆動信号生成部３３については、詳細を後述する。
回復機構２４は、ヘッドユニット３５からインク滴を吐出不能となった場合に、ヘッドユニット３５が正常に動作するように機能を回復させるための機構である。具体的には、回復機構２４はフラッシング動作およびワイピング動作を実行する。フラッシング動作は、ヘッドユニット３５のキャップの装着時、あるいは、記録用紙にインク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ノズル２４１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。また、ワイピング動作では、ノズルプレートをクリーニングするためにヘッド面に付着している紙粉あるいはごみなどの付着物を、ワイパで拭き取る。このときノズル２４１内が負圧になって、他の色のインクを引き込んでしまう可能性がある。そこで、ワイピング動作後に、ヘッドユニット３５のすべてのノズル２４１から一定量のインク滴を吐出させフラッシング動作が実施される。
なお、吐出異常検出部１０および駆動信号生成部３３については、詳細を後述する。
【0032】
この図３において、制御部６は、印刷処理および吐出異常検出処理などの各種処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１と記憶部６２とを備える。記憶部６２は、ホストコンピューター８からインターフェイス部９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ーの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、吐出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）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ーの一種であるＰＲＯＭ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。
【0033】
上述のように、印字部３は、各色のインクに対応した複数のヘッドユニット３５を備える。また、各ヘッドユニット３５は、複数のノズル２４１と、これらの各ノズル２４１にそれぞれ対応する圧電素子２００とを備える。即ち、ヘッドユニット３５は、１組のノズル２４１および圧電素子２００を有してなるインクジェットヘッド１００を複数個備えた構成になっている。インクジェットヘッド１００は、液滴吐出ヘッドである。
【0034】
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、印字部３の位置、温度、湿度等の印刷環境等を検出可能な各種センサーが、それぞれ電気的に接続されている。
制御部６は、インターフェイス部９を介して、ホストコンピューター８から印刷データを入手すると、その印刷データを記憶部６２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、この処理データおよび各種センサーからの入力データに基づいて、駆動信号生成部３３、キャリッジモータードライバー４３と給紙モータードライバー５３の各ドライバーおよびヘッドユニット３５に制御信号を出力する。キャリッジモータードライバー４３および給紙モータードライバー５３を介してこれらの制御信号が入力されると、印刷装置４のキャリッジモーター４１および給紙装置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。
制御部６は、インターフェイス部９を介して、ホストコンピューター８から印刷データを入手すると、その印刷データを記憶部６２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、この処理データおよび各種センサーからの入力データに基づいて、駆動信号生成部３３、キャリッジモータードライバー４３と給紙モータードライバー５３の各ドライバーおよびヘッドユニット３５に制御信号を出力する。キャリッジモータードライバー４３および給紙モータードライバー５３を介してこれらの制御信号が入力されると、印刷装置４のキャリッジモーター４１および給紙装置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。
【0035】
次に、各ヘッドユニット３５の構造を説明する。
図４は、図１に示すヘッドユニット３５の概略的な断面図である。ヘッドユニット３５は、インクジェットヘッド１００に相当する。
図４に示される構成部により、吐出部Ｗ１が構成される。
図５は、図４に示すヘッドユニット３５を適用した印字部３のノズル面の一例を示す平面図である。
図４は、図１に示すヘッドユニット３５の概略的な断面図である。ヘッドユニット３５は、インクジェットヘッド１００に相当する。
図４に示される構成部により、吐出部Ｗ１が構成される。
図５は、図４に示すヘッドユニット３５を適用した印字部３のノズル面の一例を示す平面図である。
【0036】
図４に示すヘッドユニット３５は、圧電素子２００の駆動によりキャビティ２４５内の液体であるインクがノズル２４１から吐出するものである。このヘッドユニット３５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。
【0037】
キャビティプレート２４２は、所定の形状に成形され、これにより、キャビティ２４５およびリザーバ２４６が形成される。当該所定の形状は、凹部が形成されるような形状である。
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４３１を介してインクカートリッジ３１と連通している。
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４３１を介してインクカートリッジ３１と連通している。
【0038】
積層圧電素子２０１の図４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および内部電極２４９が接合されている。即ち、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同士の間また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。
【0039】
そして、外部電極２４８と内部電極２４９との間に駆動信号生成部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４中の矢印で示すように変形して図４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の容積が変化しキャビティ２４５内の圧力が変化し、キャビティ２４５内に充填された液体のインクがノズル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４３１を介してインクが供給される。
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４３１を介してインクが供給される。
【0040】
なお、図４に示すノズルプレート２４０に形成されたノズル２４１の配列パターンは、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る。また、このノズル２４１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。
図６では、４色のインクのインクカートリッジ３１を適用した場合におけるノズル２４１の配置パターンを示している。
図６では、４色のインクのインクカートリッジ３１を適用した場合におけるノズル２４１の配置パターンを示している。
【0041】
次に、ヘッドユニット３５の他の例について説明する。図６に示す第Ａヘッドユニット３５Ａは、圧電素子２００の駆動により第Ａ振動板２６２が振動し、第Ａキャビティ２５８内の液体のインクが第Ａノズル２５３から吐出する。孔である第Ａノズル２５３が形成されたステンレス鋼製の第Ａノズルプレート２５２には、ステンレス鋼製の金属プレート２５４が接着フィルム２５５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２５４が接着フィルム２５５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２５６および第Ａキャビティプレート２５７が順次接合されている。
【0042】
第Ａノズルプレート２５２、金属プレート２５４、接着フィルム２５５、連通口形成プレート２５６および第Ａキャビティプレート２５７は、それぞれ所定の形状に成形され、これらを重ねることにより、第Ａキャビティ２５８および第Ａリザーバ２５９が形成される。当該所定の形状は、凹部が形成されるような形状である。第Ａキャビティ２５８と第Ａリザーバ２５９とは、第Ａインク供給口２６０を介して連通している。また、第Ａリザーバ２５９は、インク取り入れ口２６１に連通している。
【0043】
第Ａキャビティプレート２５７の上面開口部には、第Ａ振動板２６２が設置され、この第Ａ振動板２６２には、下部電極２６３を介して圧電素子２００が接合されている。また、圧電素子２００の下部電極２６３と反対側には、上部電極２６４が接合されている。駆動信号生成部３３は、上部電極２６４と下部電極２６３との間に駆動電圧波形を印加して供給することにより、圧電素子２００が振動し、それに接合された第Ａ振動板２６２が振動する。この第Ａ振動板２６２の振動により第Ａキャビティ２５８の容積が変化して第Ａキャビティ２５８内の圧力が変化し、第Ａキャビティ２５８内に充填された液体のインクが第Ａノズル２５３より液滴として吐出する。
【0044】
液滴の吐出により第Ａキャビティ２５８内で減少した液量は、第Ａリザーバ２５９からインクが供給されて補給される。また、第Ａリザーバ２５９へは、インク取り入れ口２６１からインクが供給される。
【0045】
次に、インク滴の吐出について、図７を参照しながら説明する。
図７は、実施形態に係る駆動信号入力時のヘッドユニットの各状態を示す状態図である。
駆動信号生成部３３から図４または図６に示す圧電素子２００に駆動電圧が印加されると、圧電素子２００において伸縮あるいはそりなどの機械力が発生する。このため、振動板２４３または第Ａ振動板２６２は、図７（ａ）に示す初期状態に対して、図４または図６中の上方向へ撓み、図７（ｂ）に示すようにキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８の容積が拡大する。この状態において、駆動信号生成部３３の制御により、駆動電圧を変化させると、振動板２４３または第Ａ振動板２６２は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板２４３または第Ａ振動板２６２の位置を越えて下方向に移動し、図７（ｃ）に示すようにキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８の容積が急激に収縮する。このときキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８内に発生する圧縮圧力により、キャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８を満たす液状材料であるインクの一部が、このキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８に連通しているノズル２４１または第Ａノズル２５３からインク滴として吐出される。
図７は、実施形態に係る駆動信号入力時のヘッドユニットの各状態を示す状態図である。
駆動信号生成部３３から図４または図６に示す圧電素子２００に駆動電圧が印加されると、圧電素子２００において伸縮あるいはそりなどの機械力が発生する。このため、振動板２４３または第Ａ振動板２６２は、図７（ａ）に示す初期状態に対して、図４または図６中の上方向へ撓み、図７（ｂ）に示すようにキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８の容積が拡大する。この状態において、駆動信号生成部３３の制御により、駆動電圧を変化させると、振動板２４３または第Ａ振動板２６２は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板２４３または第Ａ振動板２６２の位置を越えて下方向に移動し、図７（ｃ）に示すようにキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８の容積が急激に収縮する。このときキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８内に発生する圧縮圧力により、キャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８を満たす液状材料であるインクの一部が、このキャビティ２４５または第Ａキャビティ２５８に連通しているノズル２４１または第Ａノズル２５３からインク滴として吐出される。
【0046】
各キャビティ２４５の振動板２４３は、この一連の動作である駆動信号生成部３３の駆動信号によるインク吐出動作により、次の駆動信号により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２４３の残留振動は、ノズル２４１およびインク供給口２４７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２４３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。
【0047】
上記想定に基づく振動板２４３の残留振動の計算モデルについて説明する。
図８は、振動板２４３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２４３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および音響抵抗ｒとで表せる。そして、図８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。
ｕ＝｛ｐ／（ω・ｍ）｝ｅ－ωｔ・ｓｉｎωｔ
ω＝｛１／（ｍ・Ｃｍ）－α２｝１／２
α＝ｒ／２ｍ
図８は、振動板２４３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２４３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および音響抵抗ｒとで表せる。そして、図８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。
ｕ＝｛ｐ／（ω・ｍ）｝ｅ－ωｔ・ｓｉｎωｔ
ω＝｛１／（ｍ・Ｃｍ）－α２｝１／２
α＝ｒ／２ｍ
【0048】
図９は、実施形態に係る残留振動検出部を有する第１ヘッドユニット３０１の回路の一例を示す図である。
なお、図９には、第１制御部２０１１と、第１駆動信号生成部２０２１と、駆動制御部２０３１と、定電圧信号生成部２０４１と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器３９１を示してあり、これらは第１ヘッドユニット３０１の内部に備えられている。他の例として、第１駆動信号生成部２０２１は第１ヘッドユニット３０１の外部に備えられており、第１制御部２０１１、駆動制御部２０３１、定電圧信号生成部２０４１およびＡ／Ｄ変換器３９１は第１ヘッドユニット３０１の内部に備えられていてもよい。
ここで、本実施形態では、第１制御部２０１１は、残留振動検出部の一例である。つまり、本実施形態では、第１制御部２０１１は残留振動信号を検出する機能を有している。残留振動検出部は、さらに、Ａ／Ｄ変換器３９１を含んでいてもよい。
なお、残留振動検出部の機能は、第１制御部２０１１以外の構成部に備えられてもよい。例えば、本実施形態では、第１制御部２０１１が残留振動検出部の機能と制御部の機能との両方を備える場合を示すが、これらの機能は別々の構成部に備えられてもよい。
なお、図９には、第１制御部２０１１と、第１駆動信号生成部２０２１と、駆動制御部２０３１と、定電圧信号生成部２０４１と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器３９１を示してあり、これらは第１ヘッドユニット３０１の内部に備えられている。他の例として、第１駆動信号生成部２０２１は第１ヘッドユニット３０１の外部に備えられており、第１制御部２０１１、駆動制御部２０３１、定電圧信号生成部２０４１およびＡ／Ｄ変換器３９１は第１ヘッドユニット３０１の内部に備えられていてもよい。
ここで、本実施形態では、第１制御部２０１１は、残留振動検出部の一例である。つまり、本実施形態では、第１制御部２０１１は残留振動信号を検出する機能を有している。残留振動検出部は、さらに、Ａ／Ｄ変換器３９１を含んでいてもよい。
なお、残留振動検出部の機能は、第１制御部２０１１以外の構成部に備えられてもよい。例えば、本実施形態では、第１制御部２０１１が残留振動検出部の機能と制御部の機能との両方を備える場合を示すが、これらの機能は別々の構成部に備えられてもよい。
【0049】
第１制御部２０１１は、第１ＣＰＵ２１１１と、第１記憶部２１１２と、を備える。
第１記憶部２１１２は、例えば、各種のメモリーを含んでもよい。
なお、第１制御部２０１１は、例えば、マイクロコンピューターを用いて構成されてもよい。
定電圧信号生成部２０４１は、定電圧を有する信号を生成して供給する。本実施形態では、当該定電圧は、固定電位ＶＢＳに相当する。
本実施形態では、電気回路におけるスイッチが導通する状態をオンとも呼び、当該スイッチが非導通な状態をオフとも呼ぶ。
第１記憶部２１１２は、例えば、各種のメモリーを含んでもよい。
なお、第１制御部２０１１は、例えば、マイクロコンピューターを用いて構成されてもよい。
定電圧信号生成部２０４１は、定電圧を有する信号を生成して供給する。本実施形態では、当該定電圧は、固定電位ＶＢＳに相当する。
本実施形態では、電気回路におけるスイッチが導通する状態をオンとも呼び、当該スイッチが非導通な状態をオフとも呼ぶ。
【0050】
なお、図９に示される第１制御部２０１１、第１ＣＰＵ２１１１、第１記憶部２１１２、第１駆動信号生成部２０２１、および、第１ヘッドユニット３０１は、それぞれ、図３の例では、制御部６、ＣＰＵ６１、記憶部６２、駆動信号生成部３３、および、ヘッドユニット３５に対応する。
【0051】
第１ヘッドユニット３０１は、第１ａ圧電素子３１１ａと、第１ｂ圧電素子３１１ｂと、第１ａ圧電素子３１１ａの上下に配置された第１ａ電極３１２ａおよび第２ａ電極３１３ａと、第１ｂ圧電素子３１１ｂの上下に配置された第１ｂ電極３１２ｂおよび第２ｂ電極３１３ｂと、を備える。
第２ａ電極３１３ａおよび第２ｂ電極３１３ｂは、定電圧信号生成部２０４１によって生成される固定電位ＶＢＳと接続されている。
ここで、本実施形態では、２個の圧電素子を並列させて用いる場合を示すが、このような圧電素子の数は任意であってもよい。
第２ａ電極３１３ａおよび第２ｂ電極３１３ｂは、定電圧信号生成部２０４１によって生成される固定電位ＶＢＳと接続されている。
ここで、本実施形態では、２個の圧電素子を並列させて用いる場合を示すが、このような圧電素子の数は任意であってもよい。
【0052】
第１ヘッドユニット３０１は、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、駆動信号ＣＯＭＣのそれぞれに対応して、駆動スイッチ３２１ａと、駆動スイッチ３２１ｂと、駆動スイッチ３２１ｃと、を備える。
【0053】
ここで、本実施形態では、駆動信号として、それぞれ異なる波形を有する駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、駆動信号ＣＯＭＣを切り替えて使用することが可能な構成を示すが、切り替え可能な駆動信号の数は特に限定はなく、例えば、１種類の駆動信号が用いられてもよい。つまり、本実施形態では、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、駆動スイッチ３２１ｃといった３個のスイッチを示すが、これらのうちの１個または２個が用いられてもよい。
【0054】
駆動スイッチ３２１ａの一端は駆動信号ＣＯＭＡの端子と接続されている。
駆動スイッチ３２１ｂの一端は駆動信号ＣＯＭＢの端子と接続されている。
駆動スイッチ３２１ｃの一端は駆動信号ＣＯＭＣの端子と接続されている。
駆動スイッチ３２１ａの他端と、駆動スイッチ３２１ｂの他端と、駆動スイッチ３２１ｃの他端と、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓの一端と、第１ａ電極３１２ａと、第１ｂ電極３１２ｂとは、第１ノードＮ１において電気的に接続されている。
駆動スイッチ３２１ｂの一端は駆動信号ＣＯＭＢの端子と接続されている。
駆動スイッチ３２１ｃの一端は駆動信号ＣＯＭＣの端子と接続されている。
駆動スイッチ３２１ａの他端と、駆動スイッチ３２１ｂの他端と、駆動スイッチ３２１ｃの他端と、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓの一端と、第１ａ電極３１２ａと、第１ｂ電極３１２ｂとは、第１ノードＮ１において電気的に接続されている。
【0055】
バイアススイッチ３２２ａの一端は駆動信号ＣＯＭＡの端子と接続されている。
バイアススイッチ３２２ｂの一端は駆動信号ＣＯＭＢの端子と接続されている。
バイアススイッチ３２２ｃの一端は駆動信号ＣＯＭＣの端子と接続されている。
検出ノズル選択スイッチ３２１ｓの他端と、第１抵抗３３１の一端と、第１キャパシター３４１の一端とは、第３ノードＮ３において電気的に接続されている。
第１抵抗３３１の他端と、バイアススイッチ３２２ａの他端と、バイアススイッチ３２２ｂの他端と、バイアススイッチ３２２ｃの他端とは、第２ノードＮ２において電気的に接続されている。
バイアススイッチ３２２ｂの一端は駆動信号ＣＯＭＢの端子と接続されている。
バイアススイッチ３２２ｃの一端は駆動信号ＣＯＭＣの端子と接続されている。
検出ノズル選択スイッチ３２１ｓの他端と、第１抵抗３３１の一端と、第１キャパシター３４１の一端とは、第３ノードＮ３において電気的に接続されている。
第１抵抗３３１の他端と、バイアススイッチ３２２ａの他端と、バイアススイッチ３２２ｂの他端と、バイアススイッチ３２２ｃの他端とは、第２ノードＮ２において電気的に接続されている。
【0056】
駆動スイッチ３２１ａは、駆動信号ＣＯＭＡと第１ノードＮ１との接続状態をオンとオフとで切り替える。
駆動スイッチ３２１ｂは、駆動信号ＣＯＭＢと第１ノードＮ１との接続状態をオンとオフとで切り替える。
駆動スイッチ３２１ｃは、駆動信号ＣＯＭＣと第１ノードＮ１との接続状態をオンとオフとで切り替える。
ここで、３個の駆動信号ＣＯＭＡ～ＣＯＭＣは、第１駆動信号生成部２０２１によって生成される。第１駆動信号生成部２０２１は、第１制御部２０１１によって制御される。
駆動スイッチ３２１ｂは、駆動信号ＣＯＭＢと第１ノードＮ１との接続状態をオンとオフとで切り替える。
駆動スイッチ３２１ｃは、駆動信号ＣＯＭＣと第１ノードＮ１との接続状態をオンとオフとで切り替える。
ここで、３個の駆動信号ＣＯＭＡ～ＣＯＭＣは、第１駆動信号生成部２０２１によって生成される。第１駆動信号生成部２０２１は、第１制御部２０１１によって制御される。
【0057】
第１ヘッドユニット３０１は、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓを備える。
検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、第１ノードＮ１と第３ノードＮ３との接続状態をオンとオフとで切り替える。
ここで、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、駆動スイッチ３２１ｃ、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、第１ノードＮ１と第３ノードＮ３との接続状態をオンとオフとで切り替える。
ここで、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、駆動スイッチ３２１ｃ、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
【0058】
ここで、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、駆動スイッチ３２１ｃ、および、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、例えば、トランスファーゲート（ＴＧ：Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｇａｔｅ）を用いて構成されてもよい。
なお、トランスファーゲートは、例えば、並列に接続されたＰチャネルトランジスターとＮチャネルトランジスターを備えるが、いずれか一方のチャネルのトランジスターで構成されてもよい。
なお、トランスファーゲートは、例えば、並列に接続されたＰチャネルトランジスターとＮチャネルトランジスターを備えるが、いずれか一方のチャネルのトランジスターで構成されてもよい。
【0059】
第１ヘッドユニット３０１は、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、駆動信号ＣＯＭＣのそれぞれに対応して、バイアススイッチ３２２ａと、バイアススイッチ３２２ｂと、バイアススイッチ３２２ｃと、を備える。
【0060】
ここで、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、および、バイアススイッチ３２２ｃは、それぞれ、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、および、駆動スイッチ３２１ｃに対応しており、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、および、駆動スイッチ３２１ｃのうちの一部が備えられない場合には、同様に、備えられない。
【0061】
バイアススイッチ３２２ａは、ノードＮ３と駆動信号ＣＯＭＡとの接続状態をオンとオフとで切り替える。
バイアススイッチ３２２ｂは、ノードＮ３と駆動信号ＣＯＭＢとの接続状態をオンとオフとで切り替える。
バイアススイッチ３２２ｃは、ノードＮ３と駆動信号ＣＯＭＣとの接続状態をオンとオフとで切り替える。
ここで、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、バイアススイッチ３２２ｃは、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
バイアススイッチ３２２ｂは、ノードＮ３と駆動信号ＣＯＭＢとの接続状態をオンとオフとで切り替える。
バイアススイッチ３２２ｃは、ノードＮ３と駆動信号ＣＯＭＣとの接続状態をオンとオフとで切り替える。
ここで、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、バイアススイッチ３２２ｃは、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
【0062】
ここで、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、および、バイアススイッチ３２２ｃは、例えば、トランスファーゲートを用いて構成されてもよい。
【0063】
第１ヘッドユニット３０１は、第１抵抗３３１と、ハイパスフィルター（ＨＰＦ：Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）４１１と、ゲイン調整部４１２と、バッファ部４１３と、第３ｓスイッチ３７１と、を備える。
本実施形態では、ハイパスフィルター４１１とゲイン調整部４１２とバッファ部４１３から、残留振動の波形を取得する残留振動波形取得部４１４が構成されている。
ハイパスフィルター４１１は、第１キャパシター３４１と、第２抵抗３４２と、検出スイッチ３４３と、を備える。
ゲイン調整部４１２は、第１オペアンプ３５１と、第３抵抗３５２と、第４抵抗３５３と、を備える。
本実施形態では、ハイパスフィルター４１１とゲイン調整部４１２とバッファ部４１３から、残留振動の波形を取得する残留振動波形取得部４１４が構成されている。
ハイパスフィルター４１１は、第１キャパシター３４１と、第２抵抗３４２と、検出スイッチ３４３と、を備える。
ゲイン調整部４１２は、第１オペアンプ３５１と、第３抵抗３５２と、第４抵抗３５３と、を備える。
【0064】
バッファ部４１３は、第２オペアンプ３６１と、ピークホールド回路３６２と、を備える。
本実施形態では、第２オペアンプ３６１によって検出された信号について、ピークホールド回路３６２によって当該信号のピークを保持して出力することが可能である。当該ピークは、例えば、当該信号の極大点または極小点である。
ここで、本実施形態では、ピークホールドを行うピークホールド回路３６２をバッファ部４１３に備える場合を示すが、他の例として、バッファ部４１３にピークホールド回路３６２を備えずに、ピークホールド回路の機能を第１制御部２０１１に備える構成が用いられてもよい。この場合、ピークホールド回路の機能は、例えば、プロセッサーが所定のプログラムを実行することで実現されてもよい。このように、第１制御部２０１１などによって信号のピークを検出する処理が行われてもよい。
本実施形態では、第２オペアンプ３６１によって検出された信号について、ピークホールド回路３６２によって当該信号のピークを保持して出力することが可能である。当該ピークは、例えば、当該信号の極大点または極小点である。
ここで、本実施形態では、ピークホールドを行うピークホールド回路３６２をバッファ部４１３に備える場合を示すが、他の例として、バッファ部４１３にピークホールド回路３６２を備えずに、ピークホールド回路の機能を第１制御部２０１１に備える構成が用いられてもよい。この場合、ピークホールド回路の機能は、例えば、プロセッサーが所定のプログラムを実行することで実現されてもよい。このように、第１制御部２０１１などによって信号のピークを検出する処理が行われてもよい。
【0065】
ここで、本実施形態では、ゲイン調整部４１２は、第１オペアンプ３５１を用いた負帰還型のアンプから構成されており、その出力信号を分圧する可変抵抗器となる第３抵抗３５２および第４抵抗３５３の中点を調整することによって、出力信号の振幅を調整することができる。
また、バッファ部４１３の第２オペアンプ３６１は、インピーダンスを変換してローインピーダンスの検出信号を出力する。本実施形態では、バッファとして機能する第２オペアンプ３６１は、ボルテージフォロアで構成されている。
また、バッファ部４１３の第２オペアンプ３６１は、インピーダンスを変換してローインピーダンスの検出信号を出力する。本実施形態では、バッファとして機能する第２オペアンプ３６１は、ボルテージフォロアで構成されている。
【0066】
なお、例えば、ゲイン調整部４１２とバッファ部４１３との間に、ローパスフィルターが備えられてもよい。
当該ローパスフィルターは、信号の高域周波数成分を減衰させる。当該ローパスフィルターは、例えば、オペアンプを用いた多重帰還型であってもよく、残留振動の周波数帯域よりも高域周波数成分を減衰させる。当該ローパスフィルターによって、検出する周波数範囲を限定することでノイズ成分を除去することが可能となる。
当該ローパスフィルターは、信号の高域周波数成分を減衰させる。当該ローパスフィルターは、例えば、オペアンプを用いた多重帰還型であってもよく、残留振動の周波数帯域よりも高域周波数成分を減衰させる。当該ローパスフィルターによって、検出する周波数範囲を限定することでノイズ成分を除去することが可能となる。
【0067】
第１抵抗３３１は、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、または、駆動信号ＣＯＭＣの電圧を供給するバイアス抵抗として機能する。
【0068】
第１キャパシター３４１の他端は、第１オペアンプ３５１の＋入力端子と接続されている。
第１キャパシター３４１の他端と、第１オペアンプ３５１の＋入力端子と、第２抵抗３４２の一端と、検出スイッチ３４３の一端とは、第４ノードＮ４において電気的に接続されている。
第２抵抗の他端および検出スイッチ３４３の他端は、アナロググランドＡＧＮＤと接続されている。
検出スイッチ３４３は、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
第１キャパシター３４１の他端と、第１オペアンプ３５１の＋入力端子と、第２抵抗３４２の一端と、検出スイッチ３４３の一端とは、第４ノードＮ４において電気的に接続されている。
第２抵抗の他端および検出スイッチ３４３の他端は、アナロググランドＡＧＮＤと接続されている。
検出スイッチ３４３は、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
【0069】
ここで、アナロググランドＡＧＮＤの電位は、例えば、バッファ部４１３の高電源電位と低電源電位との中心電位に設定されている。
検出スイッチ３４３は、例えば、トランスファーゲートを用いて構成されてもよい。
検出スイッチ３４３は、例えば、トランスファーゲートを用いて構成されてもよい。
【0070】
第１オペアンプ３５１の出力端子と、第２オペアンプ３６１の＋入力端子と、が接続されている。
第１オペアンプ３５１の出力端子と第２オペアンプ３６１の＋入力端子との間の点と、アナロググランドＡＧＮＤと、の間に、第３抵抗３５２と第４抵抗３５３が直列に接続されている。
第１オペアンプ３５１の－入力端子と、第３抵抗３５２の一端と、第４抵抗３５３の一端とは、第５ノードＮ５において電気的に接続されている。
第１オペアンプ３５１の出力端子と第２オペアンプ３６１の＋入力端子との間の点と、アナロググランドＡＧＮＤと、の間に、第３抵抗３５２と第４抵抗３５３が直列に接続されている。
第１オペアンプ３５１の－入力端子と、第３抵抗３５２の一端と、第４抵抗３５３の一端とは、第５ノードＮ５において電気的に接続されている。
【0071】
第２オペアンプ３６１の－入力端子と出力端子とは接続されている。
第２オペアンプ３６１の出力端子と、第３ｓスイッチ３７１の一端と、が接続されている。
第３ｓスイッチ３７１の他端は、残留振動信号の出力端子と接続されている。
第３ｓスイッチ３７１は、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
第３ｓスイッチ３７１は、例えば、トランスファーゲートを用いて構成されてもよい。
第２オペアンプ３６１の出力端子と、第３ｓスイッチ３７１の一端と、が接続されている。
第３ｓスイッチ３７１の他端は、残留振動信号の出力端子と接続されている。
第３ｓスイッチ３７１は、駆動制御部２０３１によって制御される。駆動制御部２０３１は、第１制御部２０１１によって制御される。
第３ｓスイッチ３７１は、例えば、トランスファーゲートを用いて構成されてもよい。
【0072】
残留振動波形取得部４１４によって波形が取得された残留振動信号は、バッファ部４１３から第３ｓスイッチ３７１を介して、出力端子から出力される。
当該出力端子からの出力であるＮＶＴＳ端子出力は、Ａ／Ｄ変換器３９１を介して、第１制御部２０１１に入力される。
Ａ／Ｄ変換器３９１は、当該出力端子から出力されるアナログ信号である残留振動信号をＡ／Ｄ変換して、その結果であるデジタル信号を第１制御部２０１１に出力する。
なお、Ａ／Ｄ変換器３９１の機能は、他の箇所に備えられてもよく、例えば、第１制御部２０１１の内部に備えられてもよい。
当該出力端子からの出力であるＮＶＴＳ端子出力は、Ａ／Ｄ変換器３９１を介して、第１制御部２０１１に入力される。
Ａ／Ｄ変換器３９１は、当該出力端子から出力されるアナログ信号である残留振動信号をＡ／Ｄ変換して、その結果であるデジタル信号を第１制御部２０１１に出力する。
なお、Ａ／Ｄ変換器３９１の機能は、他の箇所に備えられてもよく、例えば、第１制御部２０１１の内部に備えられてもよい。
【0073】
図９の例において、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、駆動スイッチ３２１ｃは、それぞれ、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、駆動信号ＣＯＭＣを選択的に第１ノードＮ１に印加するためのスイッチである。
また、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、第１ノードＮ１と第３ノードＮ３との接続状態をオンとオフとで切り替えることで、残留振動信号検出部に残留振動信号が供給可能な状態と供給不可な状態とを切り替えるためのスイッチである。
また、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、バイアススイッチ３２２ｃは、それぞれ、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、駆動信号ＣＯＭＣを選択的に第２ノードＮ２に印加するためのスイッチである。
また、検出スイッチ３４３は、第４ノードＮ４とＡＧＮＤとの接続状態をオンとオフとで切り替えることで、残留振動信号検出部に残留振動信号が供給不可な状態と供給可能な状態とを切り替えるためのスイッチである。
また、第３ｓスイッチ３７１は、ピークホールド回路３６２と出力端子であるＮＶＴＳ端子との接続状態をオンとオフとで切り替えることで、残留振動信号検出部に残留振動信号が供給可能な状態と供給不可な状態とを切り替えるためのスイッチである。
また、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、第１ノードＮ１と第３ノードＮ３との接続状態をオンとオフとで切り替えることで、残留振動信号検出部に残留振動信号が供給可能な状態と供給不可な状態とを切り替えるためのスイッチである。
また、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、バイアススイッチ３２２ｃは、それぞれ、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、駆動信号ＣＯＭＣを選択的に第２ノードＮ２に印加するためのスイッチである。
また、検出スイッチ３４３は、第４ノードＮ４とＡＧＮＤとの接続状態をオンとオフとで切り替えることで、残留振動信号検出部に残留振動信号が供給不可な状態と供給可能な状態とを切り替えるためのスイッチである。
また、第３ｓスイッチ３７１は、ピークホールド回路３６２と出力端子であるＮＶＴＳ端子との接続状態をオンとオフとで切り替えることで、残留振動信号検出部に残留振動信号が供給可能な状態と供給不可な状態とを切り替えるためのスイッチである。
【0074】
ここで、本実施形態では、印字動作中にテスト用の駆動信号を第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに印加し、これによって発生するキャビティ内の圧力変化である残留振動を第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力の変化として残留振動検出部で検出する。駆動制御部２０３１は、制御信号に基づいて、テスト用の駆動信号を第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに供給する一方、残留振動の検出時において第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力を残留振動検出部に供給する。
残留振動検出部は、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力の変化を示す信号を残留振動信号として検出する。
残留振動検出部は、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力の変化を示す信号を残留振動信号として検出する。
【0075】
図９の例では詳しい図示を省略してあるが、第１ヘッドユニット３０１は複数のノズルのそれぞれに対応して複数の圧電素子部を備える。当該圧電素子部は、１個以上の圧電素子から構成される。
図９の例では、圧電素子部として２個の圧電素子である第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの組み合わせが用いられる場合を示したが、これに限られず、例えば、１個ずつの圧電素子が単体で用いられてもよい。
図９の例では、圧電素子部として２個の圧電素子である第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの組み合わせが用いられる場合を示したが、これに限られず、例えば、１個ずつの圧電素子が単体で用いられてもよい。
【0076】
駆動スイッチ３２１ａ～駆動スイッチ３２１ｃは、それぞれの制御信号がハイレベルでオン状態となり、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに駆動信号を印加する一方、それぞれの制御信号がローレベルでオフ状態となり、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに駆動信号を印加しない。すなわち、駆動スイッチ３２１ａ～駆動スイッチ３２１ｃは、それぞれの駆動信号を第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに印加するか否かを切替可能に配置されている。
【0077】
一方、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、制御信号がハイレベルでオン状態となり、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力変化を第３ノードＮ３に印加する一方、制御信号がローレベルでオフ状態となり、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力変化を第３ノードＮ３に印加しない。すなわち、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力変化を第３ノードＮ３に印加するか否かを切り替え可能である。
このように、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、オフ状態の時は残留振動信号検出部に信号が供給不可の状態とし、オン状態の時は残留振動信号検出部に信号が供給可能な状態とする。
このように、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓは、オフ状態の時は残留振動信号検出部に信号が供給不可の状態とし、オン状態の時は残留振動信号検出部に信号が供給可能な状態とする。
【0078】
なお、本実施形態では、駆動スイッチ３２１ａ～駆動スイッチ３２１ｃがオンからオフに切り替えられるタイミングと、検出スイッチ３４３がオンからオフに切り替えられるタイミングとは、同じタイミングに設定される。
つまり、駆動スイッチ３２１ａ～駆動スイッチ３２１ｃがオンからオフに切り替えられて第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂへの駆動信号の供給が停止されるのと同時に、検出スイッチ３４３がオンからオフに切り替えられて第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力変化が第４ノードＮ４に印加されることで、残留振動信号検出部に信号が供給可能な状態となる。
つまり、駆動スイッチ３２１ａ～駆動スイッチ３２１ｃがオンからオフに切り替えられて第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂへの駆動信号の供給が停止されるのと同時に、検出スイッチ３４３がオンからオフに切り替えられて第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電力変化が第４ノードＮ４に印加されることで、残留振動信号検出部に信号が供給可能な状態となる。
【0079】
バイアススイッチ３２２ａ～バイアススイッチ３２２ｃは、それぞれの制御信号がハイレベルでオン状態となる一方、それぞれの制御信号がローレベルでオフ状態となる。
【0080】
検出スイッチ３４３は、制御信号がハイレベルでオン状態となり、ローレベルでオフ状態となる。
検出スイッチ３４３をオン状態とすることで、バッファ部４１３の入力端子の電位をアナロググランドＡＧＮＤにクランプすることが可能となる。
第３ｓスイッチ３７１は、制御信号がハイレベルでオン状態となる一方、制御信号がローレベルでオフ状態となる。
検出スイッチ３４３をオン状態とすることで、バッファ部４１３の入力端子の電位をアナロググランドＡＧＮＤにクランプすることが可能となる。
第３ｓスイッチ３７１は、制御信号がハイレベルでオン状態となる一方、制御信号がローレベルでオフ状態となる。
【0081】
ところで、本実施形態における駆動信号の最大電位は４２Ｖであるのに対し、バッファ部４１３の高電源電位は３．３Ｖ、低電源電位は０Ｖである。これは、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂを駆動するためには大振幅の駆動信号が必要となる一方、バッファ部４１３はアナログ信号の処理回路であり、大きなダイナミックレンジが不要であるためである。
【0082】
第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの起電圧の変化は、キャビティ内部の圧力の変化を反映したものとなる。このため、残留振動の周波数帯域は、駆動信号の周波数帯域と比較して狭い。一方、残留振動の信号経路にはノイズが重畳することがある。ハイパスフィルター４１１は、残留振動の周波数帯域よりも低域の周波数成分を減衰させる。これにより、残留振動検出部で検出する残留振動の精度を向上させることができる。
【0083】
また、ハイパスフィルター４１１では、第１キャパシター３４１によって直流成分をカットしている。駆動信号の最大電位と比較して、残留振動の振幅の電位は低いため、直流結合には適さない。本実施形態では、ハイパスフィルター４１１で直流成分をカットすることによって、後段のバッファ部４１３を正常に動作させることが可能となる。
【0084】
さらに、検出スイッチ３４３は、残留振動を検出する期間を除いてオン状態となり、第４ノードＮ４はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。
すなわち、第１キャパシター３４１の駆動信号および圧電素子の側の電位が大きく変化する期間において、検出スイッチ３４３はオン状態となる。第１キャパシター３４１によって直流成分がカットされても、当該電位が大きく変化すると、第４ノードＮ４の電位が大きく変化する。
すなわち、第１キャパシター３４１の駆動信号および圧電素子の側の電位が大きく変化する期間において、検出スイッチ３４３はオン状態となる。第１キャパシター３４１によって直流成分がカットされても、当該電位が大きく変化すると、第４ノードＮ４の電位が大きく変化する。
【0085】
電子回路において、このようにダイナミックレンジを超える大振幅の信号が供給されると、回路要素の各部に電荷が充電され、正常に動作するまでに長時間を要することがある。また、電子回路を構成するトランジスターなどの部品の耐圧を高くする必要がある。
これに対して、本実施形態では、第１キャパシター３４１の駆動信号および圧電素子の側の電位が大きく変化する期間において検出スイッチ３４３をオン状態として、バッファ部４１３の入力端子の電位をアナロググランドＡＧＮＤにクランプすることで、検出期間において直ちに残留振動の検出を開始することができ、さらにバッファ部４１３を構成する部品の耐圧を下げることが可能となる。
これに対して、本実施形態では、第１キャパシター３４１の駆動信号および圧電素子の側の電位が大きく変化する期間において検出スイッチ３４３をオン状態として、バッファ部４１３の入力端子の電位をアナロググランドＡＧＮＤにクランプすることで、検出期間において直ちに残留振動の検出を開始することができ、さらにバッファ部４１３を構成する部品の耐圧を下げることが可能となる。
【0086】
図１０は、実施形態に係る制御内容の一例を示す図である。
図１０には、制御内容テーブル３０１１と、ＬＡＴ内部信号３０２１と、ＴＳＩＧ内部信号３０２２と、ステートＳＴ１～ＳＴ５と、駆動信号ＣＯＭの圧電素子駆動信号３０２３と、を示してある。
図１０には、制御内容テーブル３０１１と、ＬＡＴ内部信号３０２１と、ＴＳＩＧ内部信号３０２２と、ステートＳＴ１～ＳＴ５と、駆動信号ＣＯＭの圧電素子駆動信号３０２３と、を示してある。
【0087】
制御内容テーブル３０１１には、タイミングと、パルスエッジと、ステートと、動作と、検出状態と、を示してある。
動作としては、ＮＶＴＳ端子出力と、ＴＧ＿Ａ／Ｂ／Ｃと、ＴＧ＿Ｎと、ＳＷ＿Ａ／Ｂ／Ｃと、ＳＨＴ＿ＳＷと、が示されている。
動作としては、ＮＶＴＳ端子出力と、ＴＧ＿Ａ／Ｂ／Ｃと、ＴＧ＿Ｎと、ＳＷ＿Ａ／Ｂ／Ｃと、ＳＨＴ＿ＳＷと、が示されている。
【0088】
タイミングとしては、ＬＡＴ立ち上がり後、ＴＳＩＧの１パルス目、ＴＳＩＧの２パルス目が示されている。
パルスエッジとしては、立ち上がり、立ち下がりが示されている。
ステートとしては、ステートＳＴ１～ＳＴ５が示されている。
パルスエッジとしては、立ち上がり、立ち下がりが示されている。
ステートとしては、ステートＳＴ１～ＳＴ５が示されている。
【0089】
ＮＶＴＳ端子出力は、残留振動信号の出力端子の出力を表している。ＮＶＴＳ端子出力としては、ハイインピーダンスを表すＨｉＺ、残留振動を検出する状態を表す検出状態が示されている。
ＴＧ＿Ａ／Ｂ／Ｃとしては、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、駆動スイッチ３２１ｃについて、オンとオフの切り替え状態が示されている。なお、図１０の例では、説明を簡易化するために、これら３個のスイッチについて、オン／オフをまとめて示してある。
ＴＧ＿Ａ／Ｂ／Ｃとしては、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、駆動スイッチ３２１ｃについて、オンとオフの切り替え状態が示されている。なお、図１０の例では、説明を簡易化するために、これら３個のスイッチについて、オン／オフをまとめて示してある。
【0090】
ＴＧ＿Ｎとしては、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓについて、オンとオフの切り替え状態が示されている。
ＳＷ＿Ａ／Ｂ／Ｃとしては、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、バイアススイッチ３２２ｃについて、オンとオフの切り替え状態が示されている。なお、図１０の例では、説明を簡易化するために、これら３個のスイッチについて、オン／オフをまとめて示してある。
ＳＷ＿Ａ／Ｂ／Ｃとしては、バイアススイッチ３２２ａ、バイアススイッチ３２２ｂ、バイアススイッチ３２２ｃについて、オンとオフの切り替え状態が示されている。なお、図１０の例では、説明を簡易化するために、これら３個のスイッチについて、オン／オフをまとめて示してある。
【0091】
ＳＨＴ＿ＳＷとしては、検出スイッチ３４３について、オンとオフの切り替え状態が示されている。
【0092】
次に、各スイッチの動作について説明する。
図１０に示される各スイッチの動作を示すタイミングチャートを例として説明する。
図１１は、ステートＳＴ１、ＳＴ５の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
図１２は、ステートＳＴ２、ＳＴ４の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
図１３は、ステートＳＴ３の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
なお、本例では、図９に示される第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに対応するノズル２４１について、インク滴の吐出状態を検出するものとする。
図１０に示される各スイッチの動作を示すタイミングチャートを例として説明する。
図１１は、ステートＳＴ１、ＳＴ５の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
図１２は、ステートＳＴ２、ＳＴ４の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
図１３は、ステートＳＴ３の期間におけるスイッチのオン状態およびオフ状態を示す説明図である。
なお、本例では、図９に示される第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに対応するノズル２４１について、インク滴の吐出状態を検出するものとする。
【0093】
また、本例では、駆動信号ＣＯＭＡによって駆動が行われる場合を示し、他の駆動信号である駆動信号ＣＯＭＢおよび駆動信号ＣＯＭＣについては、駆動スイッチ３２１ｂおよび駆動スイッチ３２１ｃが常時オフであり、バイアススイッチ３２２ｂおよびバイアススイッチ３２２ｃが常時オフである。
図１１～図１３の例では、駆動信号ＣＯＭＡに関する回路部を示してあり、駆動信号ＣＯＭＢおよび駆動信号ＣＯＭＣに関する回路部については図示を省略してある。
なお、他の駆動信号である駆動信号ＣＯＭＢまたは駆動信号ＣＯＭＣによって駆動が行われる場合についても、駆動信号ＣＯＭＡによって駆動が行われる場合の動作と同様である。
図１１～図１３の例では、駆動信号ＣＯＭＡに関する回路部を示してあり、駆動信号ＣＯＭＢおよび駆動信号ＣＯＭＣに関する回路部については図示を省略してある。
なお、他の駆動信号である駆動信号ＣＯＭＢまたは駆動信号ＣＯＭＣによって駆動が行われる場合についても、駆動信号ＣＯＭＡによって駆動が行われる場合の動作と同様である。
【0094】
ステートＳＴ１の期間は、駆動信号ＣＯＭＡに検査パルスＰ１が含まれている。ステートＳＴ１の期間は、ＴＧ＿Ａがオンとなり、ＴＧ＿Ｎがオフとなり、ＳＷ＿Ａがオフとなり、ＳＨＴ＿ＳＷがオンとなる。従って、駆動スイッチ３２１ａ、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓ、検出スイッチ３４３の状態は、図１１に示すものとなる。
駆動スイッチ３２１ａがオン状態となって検査パルスＰ１が第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂに印加されると、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂは、検査パルスＰ１の立ち上がりに同期してインク滴をキャビティ内に引き込む方向に撓み、検査パルスＰ１の立ち下がりに同期してインク滴をキャビティから押し出す方向に撓む。
ここで、検査パルスＰ１は、インク滴がノズル２４１から吐出しないように振幅、位相および立ち下がり時間が調整されていてもよいし、あるいは、検査パルスＰ１によってインク滴がノズル２４１から吐出されてもよい。検査パルスＰ１が非吐出に対応する波形である場合には、通常の印刷中に残留振動を検出することができる。一方、検査パルスＰ１が吐出に対応する波形である場合には、ヘッドユニット３５を記録用紙からはずれた位置に移動させ、インク滴を吐出させればよい。
駆動スイッチ３２１ａがオン状態となって検査パルスＰ１が第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂに印加されると、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂは、検査パルスＰ１の立ち上がりに同期してインク滴をキャビティ内に引き込む方向に撓み、検査パルスＰ１の立ち下がりに同期してインク滴をキャビティから押し出す方向に撓む。
ここで、検査パルスＰ１は、インク滴がノズル２４１から吐出しないように振幅、位相および立ち下がり時間が調整されていてもよいし、あるいは、検査パルスＰ１によってインク滴がノズル２４１から吐出されてもよい。検査パルスＰ１が非吐出に対応する波形である場合には、通常の印刷中に残留振動を検出することができる。一方、検査パルスＰ１が吐出に対応する波形である場合には、ヘッドユニット３５を記録用紙からはずれた位置に移動させ、インク滴を吐出させればよい。
【0095】
次に、ステートＳＴ２の期間においては、駆動信号ＣＯＭＡは、所定電位Ｖｘとなっている。ステートＳＴ２の期間では、ＴＧ＿Ａ、ＴＧ＿Ｎ、ＳＷ＿Ａ、ＳＨＴ＿ＳＷがオンとなるので、駆動スイッチ３２１ａ、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓ、バイアススイッチ３２２ａ、および検出スイッチ３４３がオン状態となる。この結果、図１２に示すように第２ノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、第３ノードＮ３の電位も所定電位Ｖｘとなる。
【0096】
次に、ステートＳＴ３の期間においては、駆動信号ＣＯＭＡは、所定電位Ｖｘとなっている。ステートＳＴ３の期間では、ＴＧ＿ＮおよびＳＷ＿Ａがオンを維持するので、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓがオン状態となる。一方、ＴＧ＿ＡおよびＳＨＴ＿ＳＷがオフとなるので、駆動スイッチ３２１ａおよび検出スイッチ３４３がオフ状態となる。この結果、図１３に示すように第２ノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、第３ノードＮ３の電位は第１抵抗３３１によってバイアスされた状態で、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに発生する起電力がハイパスフィルター４１１を介して第１出力信号ＯＵＴ１として取り出される。
ここで、本例では、検出開始タイミングは、ステートＳＴ２からステートＳＴ３に切り替わるタイミングであり、ＴＳＩＧパルスの立ち下がりのタイミングである。
ここで、本例では、検出開始タイミングは、ステートＳＴ２からステートＳＴ３に切り替わるタイミングであり、ＴＳＩＧパルスの立ち下がりのタイミングである。
【0097】
次に、ステートＳＴ４の期間において、駆動信号ＣＯＭＡは、所定電位Ｖｘとなっている。ステートＳＴ４の期間では、ステートＳＴ２の期間と同様に、ＴＧ＿Ａ、ＴＧ＿Ｎ、ＳＷ＿Ａ、ＳＨＴ＿ＳＷがオンとなるので、駆動スイッチ３２１ａ、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓ、バイアススイッチ３２２ａ、および検出スイッチ３４３がオン状態となる。この結果、図１２に示すように第２ノードＮ２の電位は所定電位Ｖｘとなり、また、第３ノードＮ３の電位も所定電位Ｖｘとなる。
【0098】
次に、ステートＳＴ５の期間は、ステートＳＴ１の期間と同様に、ＴＧ＿Ａがオンとなり、ＳＨＴ＿ＳＷがオンとなるので、駆動スイッチ３２１ａおよび検出スイッチ３４３がオン状態となる。一方、ＴＧ＿Ｎがオフとなるので、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓがオフ状態となる。この結果、図１１に示すように駆動信号ＣＯＭＡが駆動スイッチ３２１ａを介して第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂに印加される。また、ＳＨＴ＿ＳＷがオン状態となるので、第４ノードＮ４の電位はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。
【0099】
ここで、駆動スイッチ３２１ａがオン状態且つ検出ノズル選択スイッチ３２１ｓがオフ状態となることを第１状態、駆動スイッチ３２１ａがオン状態且つ検出ノズル選択スイッチ３２１ｓがオン状態となることを第２状態、駆動スイッチ３２１ａがオフ状態且つ検出ノズル選択スイッチ３２１ｓがオン状態となることを第３状態とすると、駆動制御部２０３１は、第１状態であるステートＳＴ１→第２状態であるステートＳＴ２→第３状態であるステートＳＴ３の順に、駆動スイッチ３２１ａおよび検出ノズル選択スイッチ３２１ｓを制御する。また、駆動制御部２０３１は、第３状態であるステートＳＴ３→第２状態であるステートＳＴ４→第１状態であるステートＳＴ５の順に、駆動スイッチ３２１ａおよび検出ノズル選択スイッチ３２１ｓを制御する。
【0100】
このように、第１状態から第３状態へ遷移する途中および第３状態から第１状態へ遷移する途中に第２状態を設けたのは、駆動スイッチ３２１ａのオン状態と検出ノズル選択スイッチ３２１ｓのオン状態が切り替わる時点で、第３ノードＮ３の電位が変化することによってスイッチングノイズが発生しないようにするためである。
【0101】
即ち、第２状態では、第３ノードＮ３には、駆動スイッチ３２１ａ→第１ノードＮ１→検出ノズル選択スイッチ３２１ｓの経路で駆動信号ＣＯＭＡの所定電位Ｖｘが供給されると共に、第２ノードＮ２→第１抵抗３３１の経路で駆動信号ＣＯＭＡの所定電位Ｖｘが供給される。
この第２状態から第３状態へ遷移すると、駆動スイッチ３２１ａがオフ状態に遷移するが、第２ノードＮ２→第１抵抗３３１の経路は残され、第３ノードＮ３には第１抵抗３３１によって駆動信号ＣＯＭＡの所定電位Ｖｘがバイアスされる。よって、第１状態から第３状態へ遷移する際に第３ノードＮ３の電位が大きく変化しないので、スイッチングノイズを低減できる。くわえて、第１状態→第２状態→第３状態といったシーケンスで駆動スイッチ３２１ａおよび検出ノズル選択スイッチ３２１ｓを制御することにより、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂからの電流を連続的に流すことができるので、コイルの逆起電力のような切替時のサージ電圧の発生を無くすことができる。この結果、ステートＳＴ３の期間が開始されると同時に残留振動の検出を行うことが可能となる。
この第２状態から第３状態へ遷移すると、駆動スイッチ３２１ａがオフ状態に遷移するが、第２ノードＮ２→第１抵抗３３１の経路は残され、第３ノードＮ３には第１抵抗３３１によって駆動信号ＣＯＭＡの所定電位Ｖｘがバイアスされる。よって、第１状態から第３状態へ遷移する際に第３ノードＮ３の電位が大きく変化しないので、スイッチングノイズを低減できる。くわえて、第１状態→第２状態→第３状態といったシーケンスで駆動スイッチ３２１ａおよび検出ノズル選択スイッチ３２１ｓを制御することにより、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂからの電流を連続的に流すことができるので、コイルの逆起電力のような切替時のサージ電圧の発生を無くすことができる。この結果、ステートＳＴ３の期間が開始されると同時に残留振動の検出を行うことが可能となる。
【0102】
また、第２状態から第１状態へ遷移すると、検出ノズル選択スイッチ３２１ｓがオフ状態に遷移するが、第２状態においても駆動スイッチ３２１ａを介して駆動信号ＣＯＭＡが第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂに印加されており、第２ノードＮ２の電位は駆動信号ＣＯＭＡの所定電位Ｖｘとなっているので、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂの印加電圧に重畳するノイズを低減することができる。
【0103】
くわえて、第１状態であるステートＳＴ１およびステートＳＴ５の期間並びに第２状態であるステートＳＴ２およびステートＳＴ４の期間において、検出スイッチ３４３はオン状態となるので、第４ノードＮ４の電位はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。図１１～図１３に示されるように、駆動信号ＣＯＭＡが供給される供給ラインと第３ノードＮ３が接続され残留振動に基づく起電力が供給される供給ラインとの間には寄生容量Ｃａが存在する。このため、ステートＳＴ１の期間において検出ノズル選択スイッチ３２１ｓがオフ状態になっても、大振幅の検査パルスＰ１が寄生容量Ｃａを介して第３ノードＮ３に伝送される。本実施形態によれば、ステートＳＴ１の期間およびステートＳＴ２の期間において、検出スイッチ３４３がオン状態となり、第４ノードＮ４はアナロググランドＡＧＮＤにクランプされる。よって、検査パルスＰ１が残留振動検出部に干渉するのを防止することができる。
【0104】
図１４は、実施形態に係る信号ＴＳＩＧのタイミングと出力信号ＮＶＴＳとの対応の一例を示す図である。
図１４において、横軸は時間を表しており、縦軸はそれぞれの電圧レベルを表している。
図１４には、単一タイミングの圧電素子駆動信号３０２３と、それに対しＴＳＩＧ内部信号をそれぞれ異なるタイミングで入力する場合の１０個の信号ＴＳＩＧ１～信号ＴＳＩＧ１０と、１０個の信号ＴＳＩＧ１～信号ＴＳＩＧ１０のそれぞれによって発生する１０個の出力信号ＮＶＴＳ１～出力信号ＮＶＴＳ１０を示してある。
図１４において、横軸は時間を表しており、縦軸はそれぞれの電圧レベルを表している。
図１４には、単一タイミングの圧電素子駆動信号３０２３と、それに対しＴＳＩＧ内部信号をそれぞれ異なるタイミングで入力する場合の１０個の信号ＴＳＩＧ１～信号ＴＳＩＧ１０と、１０個の信号ＴＳＩＧ１～信号ＴＳＩＧ１０のそれぞれによって発生する１０個の出力信号ＮＶＴＳ１～出力信号ＮＶＴＳ１０を示してある。
【0105】
ここで、圧電素子駆動信号３０２３は、図９の例では、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、あるいは、駆動信号ＣＯＭＣの電圧の信号に対応する。
また、信号ＴＳＩＧ１～信号ＴＳＩＧ１０のパルス立下りタイミングは異なるため、図９の駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃのオンからオフへのタイミング、及び検出スイッチ３４３のオンからオフへの切り替えのタイミングも対応したタイミングに変化する。
また、出力信号ＮＶＴＳ１～出力信号ＮＶＴＳ１０は、図９の例では、ＮＶＴＳ端子出力の信号に対応する信号である。
また、信号ＴＳＩＧ１～信号ＴＳＩＧ１０のパルス立下りタイミングは異なるため、図９の駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃのオンからオフへのタイミング、及び検出スイッチ３４３のオンからオフへの切り替えのタイミングも対応したタイミングに変化する。
また、出力信号ＮＶＴＳ１～出力信号ＮＶＴＳ１０は、図９の例では、ＮＶＴＳ端子出力の信号に対応する信号である。
【0106】
以下、ＴＳＩＧ内部信号の入力を異なるタイミングで行った場合に生じる、ＮＶＴＳ端子出力の信号の変化について記載する。
一般に圧電素子は駆動信号等により電圧が印加されると変形し、その後電圧の印加を止めると元の形状に戻る性質を持つ。そして元の形状に戻る際に生じる機械的な減衰振動は圧電素子の逆起電力となることが知られている。本実施形態においては、変形している第１ａ圧電素子３１１ａ、第１ｂ圧電素子３１１ｂが元の形状に戻る際に機械的な減衰振動に由来する、電気的な減衰振動をする逆起電力が第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂに現れる。仮に駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃがオンに保持されている場合、圧電素子駆動信号３０２３の電位により第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂの電位は圧電素子駆動信号３０２３の電位固定された状態となるため、第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂには逆起電力が現れない。一方で駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃがオンからオフに切り替えられる場合、そのタイミングで圧電素子駆動信号３０２３の電位による第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂの電位固定は開放されるため、圧電素子駆動信号３０２３の電位を起点として逆起電力が第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂに現れる。ここで逆起電力は検出スイッチ３４３がオンからオフに切り替えられたタイミングで、ハイパスフィルター４１１を通過しＮＶＴＳ端子で残留振動信号として検知される。その信号がハイパスフィルター４１１を通過するため、所定の時定数でＤＣオフセットの差が吸収され図１４のように出力信号ＮＶＴＳ１～出力信号ＮＶＴＳ１０のような波形となる。つまりハイパスフィルター４１１に入力される逆起電力の、駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃがオンからオフに切り替えられるタイミングでの振幅が大きいほどハイパスフィルター４１１の過渡応答による影響が大きくなり、出力信号ＮＶＴＳに現れる残留振動信号の波形に与える影響が大きくなる。
一般に圧電素子は駆動信号等により電圧が印加されると変形し、その後電圧の印加を止めると元の形状に戻る性質を持つ。そして元の形状に戻る際に生じる機械的な減衰振動は圧電素子の逆起電力となることが知られている。本実施形態においては、変形している第１ａ圧電素子３１１ａ、第１ｂ圧電素子３１１ｂが元の形状に戻る際に機械的な減衰振動に由来する、電気的な減衰振動をする逆起電力が第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂに現れる。仮に駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃがオンに保持されている場合、圧電素子駆動信号３０２３の電位により第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂの電位は圧電素子駆動信号３０２３の電位固定された状態となるため、第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂには逆起電力が現れない。一方で駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃがオンからオフに切り替えられる場合、そのタイミングで圧電素子駆動信号３０２３の電位による第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂの電位固定は開放されるため、圧電素子駆動信号３０２３の電位を起点として逆起電力が第１ａ電極３１２ａおよび第１ｂ電極３１２ｂに現れる。ここで逆起電力は検出スイッチ３４３がオンからオフに切り替えられたタイミングで、ハイパスフィルター４１１を通過しＮＶＴＳ端子で残留振動信号として検知される。その信号がハイパスフィルター４１１を通過するため、所定の時定数でＤＣオフセットの差が吸収され図１４のように出力信号ＮＶＴＳ１～出力信号ＮＶＴＳ１０のような波形となる。つまりハイパスフィルター４１１に入力される逆起電力の、駆動スイッチ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃがオンからオフに切り替えられるタイミングでの振幅が大きいほどハイパスフィルター４１１の過渡応答による影響が大きくなり、出力信号ＮＶＴＳに現れる残留振動信号の波形に与える影響が大きくなる。
【0107】
残留振動信号は減衰振動しているため、早いタイミングで検出される波である程残留振動信号の振幅も大きく、その振幅絶対値をノズル状態判定に利用することの価値も大きいが、上記のような理由によりＴＳＩＧ信号のタイミングによっては振幅絶対値は図１４の出力信号ＮＶＴＳ１～出力信号ＮＶＴＳ１０のようにばらつき、誤った判定をしてしまう恐れが高まる。
【0108】
図１５は、実施形態に係る第１制御部２０１１において行われる処理の手順の一例を示す図である。
ステップＳ１～ステップＳ７の処理について説明する。
ステップＳ１～ステップＳ７の処理について説明する。
【0109】
ステップＳ１において、第１制御部２０１１は、残留振動信号の検出開始の初期設定を行う。そして、ステップＳ２の処理へ移行する。
ここで、当該初期設定が行われるタイミングは、任意のタイミングであってもよく、例えば、可能な範囲で早いタイミングが用いられる。
ここで、当該初期設定が行われるタイミングは、任意のタイミングであってもよく、例えば、可能な範囲で早いタイミングが用いられる。
【0110】
ステップＳ２において、第１制御部２０１１は、残留振動検出部の機能により残留振動信号を検出し、残留振動信号検出部によって検出された残留振動信号を取得する。そして、ステップＳ３の処理へ移行する。
【0111】
ステップＳ３において、第１制御部２０１１は、取得した残留振動信号に基づいて、残留振動信号の最初の極大点をサーチして、見つかった時間Ａ１を保持する。そして、ステップＳ４の処理へ移行する。
【0112】
ステップＳ４において、第１制御部２０１１は、取得した残留振動信号に基づいて、残留振動信号の次の極大点をサーチして、見つかった時間Ａ２を保持する。そして、ステップＳ５の処理へ移行する。
【0113】
ここで、ステップＳ４の処理およびステップＳ５の処理では、残留振動信号の極大点を用いる場合を示したが、他の例として、極大点の代わりに、極小点が用いられてもよい。
例えば、残留振動の波形について、隣り合う極大点と極大点との間の時間、隣り合う極小点と極小点との間の時間、あるいは、極大点とそれに続く隣り合う極小点との間の時間、または、極小点とそれに続く隣り合う極大点との間の時間、のうちの１以上に基づいて、当該残留振動の周期を判定する手法が用いられてもよい。
例えば、残留振動の波形について、隣り合う極大点と極大点との間の時間、隣り合う極小点と極小点との間の時間、あるいは、極大点とそれに続く隣り合う極小点との間の時間、または、極小点とそれに続く隣り合う極大点との間の時間、のうちの１以上に基づいて、当該残留振動の周期を判定する手法が用いられてもよい。
【0114】
ステップＳ５において、第１制御部２０１１は、時間Ａ２から時間Ａ１を減算した結果の値に基づいて残留振動信号の周期を算出し、当該周期の１／４倍の値を検出開始シフトタイミングとして算出する。そして、ステップＳ６の処理へ移行する。
【0115】
ステップＳ６において、第１制御部２０１１は、検出開始タイミングを、時間Ａ１に検出開始シフトタイミングを加算した結果の値に設定する。そして、ステップＳ７の処理へ移行する。
【0116】
ステップＳ７において、第１制御部２０１１は、検出開始タイミングを記憶部に記憶する。
そして、本フローの処理が終了する。
そして、本フローの処理が終了する。
【0117】
以上のように、本実施形態に係る第１ヘッドユニット３０１では、残留振動信号を取り出すタイミングがずれると検出結果に含まれるＤＣオフセットのレベルが変化することに対応して、キャリブレーション処理として、残留振動信号の少なくとも２点の情報に基づいて、残留振動波形の収束点のタイミングで圧電素子の駆動をオフにする制御を行う。当該情報としては、例えば、極大点または極小点の情報が用いられる。
これにより、本実施形態に係る第１ヘッドユニット３０１では、残留振動信号の検出精度を高めることができる。
これにより、本実施形態に係る第１ヘッドユニット３０１では、残留振動信号の検出精度を高めることができる。
【0118】
一構成例として、第１ヘッドユニット３０１は、駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部Ｗ１と、圧電素子の変位に伴い生じる吐出部Ｗ１の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、残留振動信号を残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、第１スイッチおよび第２スイッチを制御する制御部と、を備える。
制御部は、残留振動検出部により検出された残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得する。
第１スイッチは検出開始タイミングで、第１駆動信号を圧電素子に供給しないように切り替えられる。
第２スイッチは検出開始タイミングで、残留振動信号を残留振動検出部に供給するよう切り替えられる。
制御部は、残留振動検出部により検出された残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得する。
第１スイッチは検出開始タイミングで、第１駆動信号を圧電素子に供給しないように切り替えられる。
第２スイッチは検出開始タイミングで、残留振動信号を残留振動検出部に供給するよう切り替えられる。
【0119】
図９、図１０、図１５の例では、第１ａ圧電素子３１１ａおよび第１ｂ圧電素子３１１ｂが、圧電素子の一例である。
図９、図１０、図１５の例では、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、および、駆動信号ＣＯＭＣが、それぞれ、第１駆動信号の一例である。
図９、図１０、図１５の例では、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、および、駆動スイッチ３２１ｃが、それぞれ、第１スイッチの一例である。
図９、図１０、図１５の例では、検出スイッチ３４３が、第２スイッチの一例である。
図９、図１０、図１５の例では、第１制御部２０１１が、制御部の一例であり、残留振動検出部の一例である。
図９、図１０、図１５の例では、極大点および極小点が、極点の例である。
図９、図１０、図１５の例では、駆動信号ＣＯＭＡ、駆動信号ＣＯＭＢ、および、駆動信号ＣＯＭＣが、それぞれ、第１駆動信号の一例である。
図９、図１０、図１５の例では、駆動スイッチ３２１ａ、駆動スイッチ３２１ｂ、および、駆動スイッチ３２１ｃが、それぞれ、第１スイッチの一例である。
図９、図１０、図１５の例では、検出スイッチ３４３が、第２スイッチの一例である。
図９、図１０、図１５の例では、第１制御部２０１１が、制御部の一例であり、残留振動検出部の一例である。
図９、図１０、図１５の例では、極大点および極小点が、極点の例である。
【0120】
一構成例として、第１ヘッドユニット３０１において、制御部によって取得された検出開始タイミングを記憶する記憶部を備える。
ここで、図９、図１０、図１５の例では、第１記憶部２１１２が、記憶部の一例である。
なお、このような記憶部は、第１ヘッドユニット３０１の外部に備えられてもよい。
ここで、図９、図１０、図１５の例では、第１記憶部２１１２が、記憶部の一例である。
なお、このような記憶部は、第１ヘッドユニット３０１の外部に備えられてもよい。
【0121】
一構成例として、第１ヘッドユニット３０１において、残留振動検出部は、ピークホールド回路を備える。
ここで、図９、図１０、図１５の例では、ピークホールド回路３６２がピークホールド回路の一例であるが、ピークホールド回路の機能が第１制御部２０１１に備えられてもよい。この場合、ピークホールド回路の機能は残留振動検出部の機能と一体化されていてもよい。
なお、残留振動検出部は、ピークホールド回路を備えない、構成が用いられてもよい。
ここで、図９、図１０、図１５の例では、ピークホールド回路３６２がピークホールド回路の一例であるが、ピークホールド回路の機能が第１制御部２０１１に備えられてもよい。この場合、ピークホールド回路の機能は残留振動検出部の機能と一体化されていてもよい。
なお、残留振動検出部は、ピークホールド回路を備えない、構成が用いられてもよい。
【0122】
一構成例として、第１ヘッドユニット３０１において、残留振動検出部の前段に、ハイパスフィルター４１１を備える。
なお、第１ヘッドユニット３０１は、ハイパスフィルター４１１を備えない、構成が用いられてもよい。
なお、第１ヘッドユニット３０１は、ハイパスフィルター４１１を備えない、構成が用いられてもよい。
【0123】
一構成例として、第１ヘッドユニット３０１において、圧電素子は、媒体への液体の吐出に使用される。
【0124】
一構成例として、第１ヘッドユニット３０１において、圧電素子は、媒体への液体の吐出に使用されない検査用の圧電素子である。
【0125】
一構成例として、液体吐出装置は、搬送機構Ｌ１と、ヘッドユニットと、を有する。
【0126】
一構成例として、第１ヘッドユニット３０１における制御方法であって、本実施形態のような制御を行う。
【0127】
図１６～図１８を参照して、検出開始タイミングを決定する処理の具体例を示す。
図１６は、実施形態に係る残留振動信号の検出開始タイミングの決定の一例を示す図である。
図１６において、横軸は時間を表しており、縦軸はレベルを表している。
図１６には、第１残留振動信号５１１を示してある。
第１残留振動信号５１１において、第１極大点５２１と、その隣の第２極大点５２２との間の時間が、差分時間Ｔｃが求められる。
そして、差分時間Ｔｃの１／４倍の時間が、第１シフト時間Ｔｓに求められる。
第１極大点５２１に第１シフト時間Ｔｓを加算した結果の時間が、第１検出開始タイミング５３１として設定される。
図１６は、実施形態に係る残留振動信号の検出開始タイミングの決定の一例を示す図である。
図１６において、横軸は時間を表しており、縦軸はレベルを表している。
図１６には、第１残留振動信号５１１を示してある。
第１残留振動信号５１１において、第１極大点５２１と、その隣の第２極大点５２２との間の時間が、差分時間Ｔｃが求められる。
そして、差分時間Ｔｃの１／４倍の時間が、第１シフト時間Ｔｓに求められる。
第１極大点５２１に第１シフト時間Ｔｓを加算した結果の時間が、第１検出開始タイミング５３１として設定される。
【0128】
図１７は、実施形態に係る残留振動信号の検出開始タイミングの一例を示す図である。
図１７において、横軸は時間を表しており、縦軸はレベルを表している。
図１７には、第１ａ残留振動信号５１１ａと、その第１ａ検出開始タイミング５３１ａを示してある。
図１７において、横軸は時間を表しており、縦軸はレベルを表している。
図１７には、第１ａ残留振動信号５１１ａと、その第１ａ検出開始タイミング５３１ａを示してある。
【0129】
図１８は、実施形態に係る残留振動信号の検出開始タイミングの調整の効果の一例を示す図である。
図１８において、横軸は時間を表しており、縦軸はレベルを表している。
図１８には、オフセットあり残留振動信号６１１と、オフセットなし残留振動信号６１２と、オフセット６２１と、閾値６３１を示してある。
時間が経過していくとオフセットあり残留振動信号６１１のオフセット成分が小さくなっていき、十分な時間が経過するとオフセットあり残留振動信号６１１とオフセットなし残留振動信号６１２とが重なる。
図１８において、横軸は時間を表しており、縦軸はレベルを表している。
図１８には、オフセットあり残留振動信号６１１と、オフセットなし残留振動信号６１２と、オフセット６２１と、閾値６３１を示してある。
時間が経過していくとオフセットあり残留振動信号６１１のオフセット成分が小さくなっていき、十分な時間が経過するとオフセットあり残留振動信号６１１とオフセットなし残留振動信号６１２とが重なる。
【0130】
オフセットあり残留振動信号６１１について閾値６３１を用いた２値化の判定の結果と、オフセットなし残留振動信号６１２について閾値６３１を用いた２値化の判定の結果と、には、誤差６４１が発生する。
これに対して、本実施形態では、残留振動信号の検出開始タイミングを調整することにより、このような誤差の問題を解消することができる。
これに対して、本実施形態では、残留振動信号の検出開始タイミングを調整することにより、このような誤差の問題を解消することができる。
【0131】
通常、残留振動を圧電変換することで得られる波形を解析する際に、ノイズを除去する必要があり、ＤＣ成分を低減するためにハイパスフィルターが用いられる。
しかし、残留振動の波形から吐出関連情報を分析する場合、ハイパスフィルターの過渡応答の影響で最初の波形については動作が不安定となり当該波形が歪むことが生じる。このため、例えば、最初の波形に対してはマスクするなどして、それ以外の２番目以降の波形を用いて判定等が行われていた。
しかし、残留振動の波形から吐出関連情報を分析する場合、ハイパスフィルターの過渡応答の影響で最初の波形については動作が不安定となり当該波形が歪むことが生じる。このため、例えば、最初の波形に対してはマスクするなどして、それ以外の２番目以降の波形を用いて判定等が行われていた。
【0132】
これに対して、本実施形態に係る第１ヘッドユニット３０１では、ＤＣ成分除去用のハイパスフィルター４１１の過渡応答による波形歪みを、残留振動波形の収束点のタイミングに持ってくることで、その影響を低減する。
ここで、残留振動波形の収束点は、振幅の方向に変動するレベルが±０となる点である。
ここで、残留振動波形の収束点は、振幅の方向に変動するレベルが±０となる点である。
【0133】
このためのキャリブレーション処理として、いったん残留振動を検出して極大と極大との間の時間差から残留振動の周期を割り出し、残留振動の検出開始タイミングで、圧電素子の駆動をオフにし、残留振動検出部に残留振動信号を供給する。これにより、本実施形態では、残留振動の最初の波形を分析に使用することが可能である。
【0134】
このように、本実施形態に係る第１ヘッドユニット３０１では、残留振動検出部の前段にハイパスフィルター４１１が備えられる場合においても、ハイパスフィルター４１１の過渡応答の影響を低減することができ、ハイパスフィルター４１１の過渡応答による波形歪みを低減した残留振動波形を得ることができる。これにより、本実施形態に係る第１ヘッドユニット３０１では、残留振動の最初の波形が歪まず、吐出関連情報を精度良く取得することができる。
【0135】
具体例として、アクチュエーターの駆動後における残留振動信号について、当該残留振動信号のセンシングを開始するタイミングを最適化する処理の例を説明する。
例えば、残留振動信号の主要周波数成分以外のノイズを除去する電気回路の一種として、オペアンプを用いたアクティブバンドパスフィルター（Ａｃｔ．ＢＰＦ）の回路が用いられる場合がある。この場合、当該回路の入力段のハイパスフィルターの特性上、入力電圧にＤＣ段差が生じると過渡応答が発生する。
例えば、残留振動信号の主要周波数成分以外のノイズを除去する電気回路の一種として、オペアンプを用いたアクティブバンドパスフィルター（Ａｃｔ．ＢＰＦ）の回路が用いられる場合がある。この場合、当該回路の入力段のハイパスフィルターの特性上、入力電圧にＤＣ段差が生じると過渡応答が発生する。
【0136】
また、アクティブバンドパスフィルターの後段の回路として、アナログ量の残留振動信号をコンパレーターにより２値化パルスへ変換し、当該残留振動信号の周期および位相の計測を行う回路が用いられる場合がある。２値化パルスへの変換手法としては、例えば、１または複数の閾値電圧を用いて、１または複数の２値化パルスへ変換する手法が用いられる。
この場合、残留振動信号の振幅は、例えば、残留振動信号が減衰する正弦波であることを前提として、複数のパルスのパルス幅に基づいて換算により演算される。
この場合、残留振動信号の振幅は、例えば、残留振動信号が減衰する正弦波であることを前提として、複数のパルスのパルス幅に基づいて換算により演算される。
【0137】
しかし、このような構成では、ＤＣオフセットの過渡応答成分が周期計測の精度に影響する。
例えば、コンパレーターによる２値化パルスの情報のみが用いられる場合には、過渡応答成分を最小にするセンシングタイミングを算出しても、極大点および極小点の時間を特定する精度が不十分であり、残留振動信号の検出開始タイミングの最適化精度が低くなってしまう。
例えば、コンパレーターによる２値化パルスの情報のみが用いられる場合には、過渡応答成分を最小にするセンシングタイミングを算出しても、極大点および極小点の時間を特定する精度が不十分であり、残留振動信号の検出開始タイミングの最適化精度が低くなってしまう。
【0138】
これに対して、本実施形態では、このような過渡応答成分を小さくすることができ、理想的には最小にすることができる。
本実施形態では、例えば、インクジェットヘッドの個体ごとに、残留振動信号の検出開始タイミングの情報を記憶することで、残留振動信号の処理の後段における周期計測等の誤差を低減することが可能である。
本実施形態では、例えば、インクジェットヘッドの個体ごとに、残留振動信号の検出開始タイミングの情報を記憶することで、残留振動信号の処理の後段における周期計測等の誤差を低減することが可能である。
【0139】
具体的には、図１６の例において、残留振動信号の周期は、ピエゾ素子（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔ）からなる圧電素子の固有振動に近い値となる。
そして、図１７の例のように、当該圧電素子に対する駆動信号の印加状態を切り替えるスイッチをオフにするタイミングを、残留振動波形の収束点のタイミングに調整する。
そして、図１７の例のように、当該圧電素子に対する駆動信号の印加状態を切り替えるスイッチをオフにするタイミングを、残留振動波形の収束点のタイミングに調整する。
【0140】
ここで、残留振動波形の収束点のタイミングとしては、例えば、当該波形の極大点から周期の１／４進んだ点のタイミングが用いられてもよい。
なお、極大点の代わりに極小点が用いられてもよい。
なお、極大点の代わりに極小点が用いられてもよい。
【0141】
このように、例えば、残留振動信号がアクティブバンドパスフィルターを通過することで、当該残留振動信号のセンシング開始タイミングでＤＣオフセット過渡応答により、本来のアクチュエーター起電信号に対して歪みが発生する場合においても、本実施形態では、当該センシング開始タイミングを調整することで当該歪みを小さくすることができ、理想的には最小にすることができる。
これにより、本実施形態では、ＰＺＴアクチュエーターの駆動後の残留振動による逆起電信号のセンシングによって、ノズル状態の推定等が可能である。
これにより、本実施形態では、ＰＺＴアクチュエーターの駆動後の残留振動による逆起電信号のセンシングによって、ノズル状態の推定等が可能である。
【0142】
本実施形態では、アクティブバンドパスフィルターのＤＣオフセット過渡応答の影響を小さくすることで、本来のアクチュエーター駆動に起因する残留振動信号の成分を検出することが可能である。
これにより、本実施形態では、例えば、図１８の例のように、残留振動信号の振幅中心レベルを閾値として、残留振動信号のレベルが当該閾値よりも小さい値から大きい値へ変わるとき、あるいは、残留振動信号のレベルが当該閾値よりも大きい値から小さい値へ変わるとき、のように残留振動信号のレベルが当該閾値を通過するときの時間に基づいて周期を求める場合に、誤差を小さくすることができ、理想的には最小にすることができる。
これにより、本実施形態では、例えば、図１８の例のように、残留振動信号の振幅中心レベルを閾値として、残留振動信号のレベルが当該閾値よりも小さい値から大きい値へ変わるとき、あるいは、残留振動信号のレベルが当該閾値よりも大きい値から小さい値へ変わるとき、のように残留振動信号のレベルが当該閾値を通過するときの時間に基づいて周期を求める場合に、誤差を小さくすることができ、理想的には最小にすることができる。
【0143】
また、本実施形態では、例えば、残留振動信号に関し、余分な過渡応答成分をセンシングの初期から十分に小さくすることができるため、減衰波形の初期における振幅が大きいタイミングから、精度の高い振幅測定を行うことが可能である。
例えば、吐出液体の粘度あるいは他の物性値によって残留振動信号の振幅が変化するような場合においても、本実施形態では、精度の高い振幅情報を使用することができ、各種の判定等の精度が向上する。
例えば、吐出液体の粘度あるいは他の物性値によって残留振動信号の振幅が変化するような場合においても、本実施形態では、精度の高い振幅情報を使用することができ、各種の判定等の精度が向上する。
【0144】
例えば、インクジェット方式のヘッドの出荷検査の工程において、それぞれのヘッドの個体ごとに、本実施形態の技術により、残留振動信号のセンシングの最適なタイミングの情報を取得し、当該情報をヘッドに内蔵されたメモリーに記憶する処理が行われてもよい。これにより、ヘッドが組み込まれたプリンターでは、当該メモリーから当該情報を読み出し、残留振動信号のセンシング時に、当該情報をセンシングのタイミング情報として使用することができる。
【0145】
例えば、ヘッドが組み込まれたプリンターでは、残留振動信号のセンシング結果に基づいてノズル抜けの判定などを行う前に、本実施形態の技術により、残留振動信号のセンシングの最適なタイミングの情報を取得し、当該タイミングの情報を当該ヘッドに紐づける情報の一つとして記憶する処理が行われてもよい。これにより、当該プリンターでは、実際にノズル抜けの判定などを行う際に、残留振動信号のセンシング時に、当該タイミングの情報をセンシングのタイミング情報として使用することができる。
【0146】
例えば、本実施形態の技術により残留振動信号のセンシング開始タイミングを最適化することにより、減衰波形のうちの第１番目の波形の振幅を精度良く取得することができる。これにより、アクチュエーターの変位特性あるいは経時劣化に起因する残留振動の変化を検出または判定する精度を高めることができ、また、吐出液体の粘度変化に起因する残留振動の減衰比変化を検出または判定する精度を高めることができる。
【0147】
ここで、検出開始タイミングを判定するために残留振動の検出に使用される圧電素子と、これにより判定された検出開始タイミングを用いて残留振動の検出が行われる圧電素子としては、例えば、同じ圧電素子が用いられてもよく、あるいは、異なる圧電素子が用いられてもよい。
例えば、実際に吐出に用いる圧電素子を検出開始タイミングの検出に用いる構成では、ヘッドユニットの部品を増やさなくても良いという効果がある。
他の例として、実際に吐出に用いる圧電素子とは別に、検出開始タイミングの検出に用いる圧電素子を備える構成が用いられてもよい。
例えば、実際に吐出に用いる圧電素子を検出開始タイミングの検出に用いる構成では、ヘッドユニットの部品を増やさなくても良いという効果がある。
他の例として、実際に吐出に用いる圧電素子とは別に、検出開始タイミングの検出に用いる圧電素子を備える構成が用いられてもよい。
【0148】
また、本実施形態では、残留振動が減衰していく複数の波形を有するときに、残留振動の１番目の波形を検出することで検出精度を高め、その検出結果に基づいて吐出関連情報を取得することでその情報の精度を高める場合を示したが、他の例として、残留振動の２番目以降の波形を検出する構成が用いられてもよい。
また、残留振動が減衰していく複数の波形を有するときに、これら複数のうちの任意の２個以上の波形を検出する構成が用いられてもよい。
また、残留振動が減衰していく複数の波形を有するときに、これら複数のうちの任意の２個以上の波形を検出する構成が用いられてもよい。
【0149】
また、本実施形態では、残留振動の極大点または極小点から１／４周期がずれた点を残留振動波形の収束点とみなして、残留振動の検出開始タイミングとしたが、他の例として、１／４周期の代わりに、３／４周期、または、５／４周期などのように、１／２周期の１倍以上の整数倍数を１／４周期に加算した結果の周期が用いられてもよい。
また、残留振動波形の収束点としては、必ずしも厳密な収束点の位置が用いられなくてもよく、誤差を含んでもよい。
当該誤差は、例えば、１周期の１／８であってもよく、１周期が３６０度に相当することから±４５度であってもよい。
また、残留振動波形の収束点としては、必ずしも厳密な収束点の位置が用いられなくてもよく、誤差を含んでもよい。
当該誤差は、例えば、１周期の１／８であってもよく、１周期が３６０度に相当することから±４５度であってもよい。
【0150】
本実施形態では、それぞれ圧電素子が用いられている複数のノズルが存在する場合、残留振動の検出開始タイミングの検出および検出された検出開始タイミングの適用の制御は、例えば、それぞれのノズルごとに行われてもよく、所定数のノズルからなるノズル列ごとに行われてもよい。
例えば、複数のノズルのそれぞれについて検出開始タイミングを検出して、これらの検出結果の平均値または中央値などを、これら複数のノズルに適用してもよい。
例えば、代表的な１以上のノズルについて検出開始タイミングを検出して、その検出結果に基づく検出開始タイミングを、他の１以上のノズルに適用してもよい。
例えば、同じ１以上のノズルについて検出開始タイミングを検出する処理を複数回行って、これら複数回の検出結果の平均値または中央値などを適用してもよい。
例えば、複数のノズルのそれぞれについて検出開始タイミングを検出して、これらの検出結果の平均値または中央値などを、これら複数のノズルに適用してもよい。
例えば、代表的な１以上のノズルについて検出開始タイミングを検出して、その検出結果に基づく検出開始タイミングを、他の１以上のノズルに適用してもよい。
例えば、同じ１以上のノズルについて検出開始タイミングを検出する処理を複数回行って、これら複数回の検出結果の平均値または中央値などを適用してもよい。
【0151】
本実施形態では、残留振動の検出開始タイミングを検出する処理は、少なくとも１回行われればよいが、２回以上行われてもよい。
例えば、ヘッドユニットでは、ノズルを使用するときに、毎回、残留振動の検出開始タイミングを検出して更新する処理を行ってもよい。
例えば、ヘッドユニットでは、所定の期間ごとに、残留振動の検出開始タイミングを検出して更新する処理を行ってもよい。当該所定の期間は、定期的な期間であってもよい。
例えば、ヘッドユニットでは、使用されるインクまたは使用時の気圧などが変化した場合に、残留振動の検出開始タイミングを検出して更新する処理を行ってもよい。
例えば、ヘッドユニットでは、ノズルを使用するときに、毎回、残留振動の検出開始タイミングを検出して更新する処理を行ってもよい。
例えば、ヘッドユニットでは、所定の期間ごとに、残留振動の検出開始タイミングを検出して更新する処理を行ってもよい。当該所定の期間は、定期的な期間であってもよい。
例えば、ヘッドユニットでは、使用されるインクまたは使用時の気圧などが変化した場合に、残留振動の検出開始タイミングを検出して更新する処理を行ってもよい。
【0152】
本実施形態では、残留振動の検出開始タイミングを検出して記憶する処理は、例えば、ヘッドユニットまたはヘッドユニットを備えた液体吐出装置などの出荷前に行われてもよく、あるいは、これらの出荷後に行われてもよい。
例えば、インクジェット方式のプリンターにおいて、出荷後に、任意のタイミングで、残留振動の検出開始タイミングを検出して記憶する処理が行われてもよい。
例えば、インクジェット方式のプリンターにおいて、出荷後に、任意のタイミングで、残留振動の検出開始タイミングを検出して記憶する処理が行われてもよい。
【0153】
ヘッドユニットまたはヘッドユニットを備えた液体吐出装置などにおいて、残留振動の検出開始タイミングを検出して記憶する処理を行うモードが設けられてもよい。当該モードは、キャリブレーションモードなどと呼ばれてもよい。
ヘッドユニットまたはヘッドユニットを備えた液体吐出装置などでは、例えば、電源がオンにされたタイミング、または、リセットが行われたタイミングで、キャリブレーションモードの処理が行われてもよい。
ヘッドユニットまたはヘッドユニットを備えた液体吐出装置などでは、キャリブレーションモードと、キャリブレーションモードにおいて検出された検出開始タイミングを適用するモードと、を切り替えることが可能であってもよい。当該モードは、例えば、センシングモードなどと呼ばれてもよい。
ヘッドユニットまたはヘッドユニットを備えた液体吐出装置などでは、例えば、電源がオンにされたタイミング、または、リセットが行われたタイミングで、キャリブレーションモードの処理が行われてもよい。
ヘッドユニットまたはヘッドユニットを備えた液体吐出装置などでは、キャリブレーションモードと、キャリブレーションモードにおいて検出された検出開始タイミングを適用するモードと、を切り替えることが可能であってもよい。当該モードは、例えば、センシングモードなどと呼ばれてもよい。
【0154】
以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。ここでいう「コンピューターシステム」は、オペレーティングシステムあるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーあるいはクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。当該揮発性メモリーは、ＲＡＭであってもよい。記録媒体は、非一時的記録媒体であってもよい。
【0155】
上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
【0156】
以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能は、プロセッサーにより実現されてもよい。実施形態における各処理は、プログラム等の情報に基づき動作するプロセッサーと、プログラム等の情報を記憶するコンピューター読み取り可能な記録媒体により実現されてもよい。プロセッサーは、各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよく、あるいは、各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。プロセッサーはハードウェアを含み、当該ハードウェアは、デジタル信号を処理する回路およびアナログ信号を処理する回路のうちの少なくとも一方を含んでもよい。プロセッサーは、回路基板に実装された１または複数の回路装置、あるいは、１または複数の回路素子のうちの一方または両方を用いて、構成されてもよい。回路装置としてはＩＣなどが用いられてもよく、回路素子としては抵抗あるいはキャパシターなどが用いられてもよい。
【0157】
プロセッサーは、ＣＰＵであってもよい。ただし、プロセッサーは、ＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のような、各種のプロセッサーが用いられてもよい。プロセッサーは、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）によるハードウェア回路であってもよい。プロセッサーは、複数のＣＰＵにより構成されていてもよく、あるいは、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路により構成されていてもよい。プロセッサーは、複数のＣＰＵと、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路と、の組み合わせにより構成されていてもよい。プロセッサーは、アナログ信号を処理するアンプ回路あるいはフィルター回路等のうちの１以上を含んでもよい。
【0158】
以上、実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【0159】
＜付記＞
［構成例１］
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
ヘッドユニット。
［構成例１］
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
ヘッドユニット。
【0160】
［構成例２］
前記制御部によって取得された前記検出開始タイミングを記憶する記憶部を備える、
［構成例１］に記載のヘッドユニット。
前記制御部によって取得された前記検出開始タイミングを記憶する記憶部を備える、
［構成例１］に記載のヘッドユニット。
【0161】
［構成例３］
前記残留振動検出部は、ピークホールド回路を備える、
［構成例１］または［構成例２］に記載のヘッドユニット。
前記残留振動検出部は、ピークホールド回路を備える、
［構成例１］または［構成例２］に記載のヘッドユニット。
【0162】
［構成例４］
前記残留振動検出部の前段に、ハイパスフィルターを備える、
［構成例１］から［構成例３］のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
前記残留振動検出部の前段に、ハイパスフィルターを備える、
［構成例１］から［構成例３］のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【0163】
［構成例５］
前記圧電素子は、媒体への前記液体の吐出に使用される、
［構成例１］から［構成例４］のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
前記圧電素子は、媒体への前記液体の吐出に使用される、
［構成例１］から［構成例４］のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【0164】
［構成例６］
前記圧電素子は、媒体への前記液体の吐出に使用されない検査用の圧電素子である、
［構成例１］から［構成例４］のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
前記圧電素子は、媒体への前記液体の吐出に使用されない検査用の圧電素子である、
［構成例１］から［構成例４］のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【0165】
［構成例７］
搬送機構と、ヘッドユニットと、を有する液体吐出装置であって、
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
液体吐出装置。
搬送機構と、ヘッドユニットと、を有する液体吐出装置であって、
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
液体吐出装置。
【0166】
［構成例８］
ヘッドユニットにおける制御方法であって、
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御方法では、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
制御方法。
ヘッドユニットにおける制御方法であって、
前記ヘッドユニットは、
駆動信号が供給されることにより変位する圧電素子により液体を吐出する吐出部と、
前記圧電素子の変位に伴い生じる吐出部の残留振動により生じる残留振動信号を検出する残留振動検出部と、
前記圧電素子に第１駆動信号を供給するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するか否かを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御方法では、
前記制御部は、前記残留振動検出部により検出された前記残留振動信号の極点に基づいて検出開始タイミングを取得し、
前記第１スイッチは前記検出開始タイミングで、前記第１駆動信号を前記圧電素子に供給しないように切り替えられ、
前記第２スイッチは前記検出開始タイミングで、前記残留振動信号を前記残留振動検出部に供給するよう切り替えられる、
制御方法。
【符号の説明】
【0167】
１…インクジェットプリンター、２…装置本体、３…印字部、４…印刷装置、５…給紙装置、６…制御部、７…操作パネル、８…ホストコンピューター、９…インターフェイス部、１０…吐出異常検出部、２１…トレイ、２２…排紙口、２４…回復機構、２５…流路基板、２６…共通液室基板、２６ａ…貫通空部、２６ｂ…配線空部、２７…コンプライアンス基板、２７ａ…インク導入口、２７ｂ…貫通口、２７ｃ…可撓部、２８…ユニットケース、２８ａ…空部、２８ｂ…インク導入路、２９…フレキシブルケーブル、２９ａ…一端側、２９ｂ…本体、２９ｃ…端、２９ｄ…制御ＩＣ、３０…弾性膜、３１…インクカートリッジ、３２…キャリッジ、３３…駆動信号生成部、３５…ヘッドユニット、３５Ａ…第Ａヘッドユニット、４１…キャリッジモーター、４２…往復動機構、４３…キャリッジモータードライバー、５１…給紙モーター、５２…給紙ローラー、５２ａ…従動ローラー、５２ｂ…駆動ローラー、５３…給紙モータードライバー、６１…ＣＰＵ、６２…記憶部、２００…圧電素子、２０１…積層圧電素子、２４０…ノズルプレート、２４１…ノズル、２４２…キャビティプレート、２４３…振動板、２４４…中間層、２４５…キャビティ、２４６…リザーバ、２４７…インク供給口、２４８…外部電極、２４９…内部電極、２５１…連通空部、２５２…第Ａノズルプレート、２５３…第Ａノズル、２５４…金属プレート、２５５…接着フィルム、２５６…連通口形成プレート、２５７…第Ａキャビティプレート、２５８…第Ａキャビティ、２５９…第Ａリザーバ、２６０…第Ａインク供給口、２６１…インク取り入れ口、２６２…第Ａ振動板、２６３…下部電極、２６４…上部電極、３０１…第１ヘッドユニット、３１１ａ…第１ａ圧電素子、３１１ｂ…第１ｂ圧電素子、３１２ａ…第１ａ電極、３１２ｂ…第１ｂ電極、３１３ａ…第２ａ電極、３１３ｂ…第２ｂ電極、３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ…駆動スイッチ、３２１ｓ…検出ノズル選択スイッチ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ…バイアススイッチ、３３１…第１抵抗、３４１…第１キャパシター、３４２…第２抵抗、３４３…検出スイッチ、３５１…第１オペアンプ、３５２…第３抵抗、３５３…第４抵抗、３６１…第２オペアンプ、３６２…ピークホールド回路、３７１…第３ｓスイッチ、３９１…Ａ／Ｄ変換器、４１１…ハイパスフィルター、４１２…ゲイン調整部、４１３…バッファ部、４１４…残留振動波形取得部、４２１…タイミングベルト、４２２…キャリッジガイド軸、４３１…インク供給チューブ、５１１…第１残留振動信号、５１１ａ…第１ａ残留振動信号、５２１…第１極大点、５２２…第２極大点、５３１…第１検出開始タイミング、５３１ａ…第１ａ検出開始タイミング、６１１…オフセットあり残留振動信号、６１２…オフセットなし残留振動信号、６２１…オフセット、６３１…閾値、６４１…誤差、２０１１…第１制御部、２０２１…第１駆動信号生成部、２１１１…第１ＣＰＵ、２１１２…第１記憶部、２０３１…駆動制御部、２０４１…定電圧信号生成部、３０１１…制御内容テーブル、３０２３…圧電素子駆動信号、Ｃａ…寄生容量、Ｌ１…搬送機構、Ｎ１…第１ノード、Ｎ２…第２ノード、Ｎ３…第３ノード、Ｎ４…第４ノード、Ｎ５…第５ノード、Ｐ…記録用紙、Ｐ１…検査パルス、Ｖｘ…所定電位、Ｗ１…吐出部、Ｓ１～Ｓ７…処理ステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】