JP2013237208A - 液体吐出装置、検査方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出不良の検査精度を高めること。
【解決手段】液体を吐出する複数のノズルと、対応するノズルと連通する圧力室と、圧力室毎に設けられる駆動素子とを備えるヘッドと、検査対象ノズルに対応する駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査と、第１検査時よりも強い加振力が付与されるように第１検査時と同じ駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、第１検査時と同じ検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査と、を実施する制御部と、を有する液体吐出装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体吐出装置、検査方法、及び、プログラムに関する。

液体吐出装置の一例として、ヘッドに設けられたノズルからインク滴を吐出して用紙に画像を印刷するインクジェットプリンター（以下、プリンター）が挙げられる。具体的には、駆動素子の駆動により圧力室内のインクに圧力変化を生じさせることにより、その圧力室に連通するノズルからインク滴が吐出される。このようなプリンターでは、ノズルからのインク溶媒の蒸発によりノズル内のインクが増粘したり、ノズル内に気泡が混入したりして、ノズルからのインクの吐出不良が発生する場合がある。そこで、駆動素子の駆動により圧力室内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動に基づいて、吐出不良が発生する不良ノズルを検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−３０５９９２号公報

不良ノズルを検出するために駆動素子を駆動する力が小さいと（加振力が小さいと）、圧力室や内部のインクで発生する残留振動も小さくなる。そうすると、不良ノズルか否かを判定するための閾値付近の残留振動が発生するノズルの判定が難しくなり、検査の精度が低下してしまう。また、発生する残留振動が小さいと、残留振動を検出する信号レベルも小さく、ノイズの影響を受け易くなるため、検査の精度が低下してしまう。

そこで、本発明では、液体吐出不良の検査精度を高めることを目的とする。

前記課題を解決する為の主たる発明は、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、駆動信号を印加して前記駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部であって、検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査と、前記第１検査時よりも強い加振力が付与されるように前記第１検査時と同じ前記駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、前記第１検査時と同じ前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査と、を実施する制御部と、を有する液体吐出装置である。
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。

図１Ａは印刷システムの全体構成を示すブロック図であり、図１Ｂはプリンターの概略斜視図である。 図２Ａはヘッドのノズル開口面を示す図であり、図２Ｂはヘッドの断面図である。 駆動素子を駆動するための駆動信号を説明する図である。 ヘッド制御部を説明する図である。 図５Ａは残留振動の波形の一例を示す図であり、図５Ｂは残留振動検出回路の説明図である。 実施例１の検査方法を示すフローである。 図７Ａは吐出異常が発生している場合の残留振動の波形の一例を示し、図７Ｂは不吐出が発生している場合の残留振動の波形の一例を示す。 実施例２の検査方法を示すフローである。

＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。

即ち、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、駆動信号を印加して前記駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部であって、検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査と、前記第１検査時よりも強い加振力が付与されるように前記第１検査時と同じ前記駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、前記第１検査時と同じ前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査と、を実施する制御部と、を有する液体吐出装置である。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出不良の検査精度を高めることができる。

かかる液体吐出装置であって、前記制御部は、前記第１検査において液体吐出不良が発生すると判定した前記検査対象ノズルに対して前記第２検査を実施し、前記第１検査において液体吐出不良が発生しないと判定した前記検査対象ノズルに対しては前記第２検査を実施しないこと。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出不良の検査精度を高めつつ、検査時間を短縮することができる。

かかる液体吐出装置であって、前記第１検査では液体吐出不良が発生しない正常なノズルに対して前記第２検査を実施すると、当該正常なノズルからの液体吐出が不安定となる加振力が付与されるように、前記第２検査では前記駆動素子を駆動させること。
このような液体吐出装置によれば、駆動素子を駆動させることにより得られる検出信号の信号レベルを高めることができ、液体吐出不良の検査精度を高めることができる。

かかる液体吐出装置であって、前記制御部は、前記第２検査時に、前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて、前記検査対象ノズルの状態が、液体が吐出されない状態であるのか、もしくは、液体は吐出されるが吐出が正常でない状態であるのかを判定すること。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出不良が発生するノズルの不良度合いを判定することができ、それに応じた処理を施すことができる。

かかる液体吐出装置であって、前記制御部は、前記第１検出信号の振幅と前記第２検出信号の振幅との差を閾値と比較し、前記検査対象ノズルの状態が、液体が吐出されない状態であるのか、液体は吐出されるが吐出が正常でない状態であるのかを判定すること。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出不良が発生するノズルの不良度合いを判定することができ、それに応じた処理を施すことができる。

また、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドの検査方法であって、検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査を実施することと、前記第１検査時よりも強い加振力が付与されるように前記第１検査時と同じ前記駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、前記第１検査時と同じ前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査を実施することと、を有する検査方法である。
このような検査方法によれば、液体吐出不良の検査精度を高めることができる。

また、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドをコンピューターに検査させるためのプログラムであって、検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査を実施する機能と、前記第１検査時よりも強い加振力が付与されるように前記第１検査時と同じ前記駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、前記第１検査時と同じ前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査を実施する機能と、をコンピューターに実現させるためのプログラムである。
このようなプログラムによれば、液体吐出不良の検査精度を高めることができる。

＝＝＝印刷システム＝＝＝
「液体装置」をインクジェットプリンター（以下、プリンターと呼ぶ）とし、プリンターとコンピューターが接続された印刷システムを例に挙げて、実施形態を説明する。
図１Ａは、印刷システムの全体構成を示すブロック図であり、図１Ｂは、プリンター１の概略斜視図である。図２Ａは、ヘッド４１のノズル開口面を示す図であり、図２Ｂは、ヘッド４１（一部）を媒体Ｓの搬送方向から見た断面図である。
プリンター１は、コントローラー１０と、搬送ユニット２０と、キャリッジユニット３０と、ヘッドユニット４０と、検出器群５０と、を有する。プリンター１はコンピューター６０と通信可能に接続されており、コンピューター６０内にインストールされているプリンタードライバーが、コンピューター６０内のハードウェア資源を利用して、プリンター１に画像を印刷させるための印刷データを作成したり、印刷データをプリンター１に出力したりする。

プリンター１内のコントローラー１０は、プリンター１における全体的な制御を行うためのものである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピューター６０との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ１２は、プリンター１の全体的な制御を行うための演算処理装置であり、ユニット制御回路１４を介して各ユニットを制御する。メモリー１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。検出器群５０は、プリンター１内の状況を監視し、その検出結果をコントローラー１０に出力するためのものである。

搬送ユニット２０は、用紙、布、フィルム等の媒体Ｓを印刷可能な位置に給紙し、媒体Ｓを搬送方向に搬送するためのものである。
キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１に搭載されたヘッド４１を媒体Ｓの搬送方向と交差する方向（一般的には直交する方向）に移動するためのものである。

ヘッドユニット４０は、媒体Ｓにインク（液体）を吐出するヘッド４１と、ヘッド制御部４２と、残留振動検出回路４３と、キャップ４４と、を有する。図２Ｂに示すように、ヘッド４１内には、インクの流路として、インク滴を吐出する多数のノズルＮｚと、ノズルＮｚ毎に設けられ且つ対応するノズルＮｚに連通する圧力室４１１と、インクの色毎に設けられ且つインクカートリッジからのインクが供給される共通インク室４１２と、同色のインクを充填する複数の圧力室４１１と共通インク室４１２とを繋ぐインク供給口４１３と、が形成されている。

また、図２Ａに示すように、ヘッド４１のノズル開口面（ここでは下面）には、ブラックインクを吐出するブラックノズル列Ｋと、シアンインクを吐出するシアンノズル列Ｃと、マゼンタインクを吐出するマゼンタノズル列Ｍと、イエローインクを吐出するイエローノズル列Ｙとが、形成されている。各ノズル列では、１８０個のノズルＮｚが搬送方向に沿って所定の間隔おきに並んでいる。説明のため、各ノズル列において、搬送方向の下流側に位置するノズルから順に小さい番号を付す（＃１〜＃１８０）。

また、ヘッド４１では、圧力室４１１や共通インク室４１２等が形成された流路形成基板４１５の下面に、ノズルＮｚが形成されたノズルプレート４１４が接着され、流路形成基板４１５の上面に、振動板４１６が接着されており、振動板４１６が圧力室４１１の天井部を構成している。また、圧力室４１１毎に、振動板４１６の上面に駆動素子４１７が取り付けられている。図２Ｂに示す駆動素子４１７は、二つの電極４１７ａ，４１７ｃで圧電素子４１７ｂを挟む構成としているが、これに限らず、積層型圧電アクチュエーターを駆動素子に適用してもよい。

そして、コントローラー１０（制御部）が駆動信号生成回路１５で生成した駆動信号ＣＯＭを駆動素子４１７に印加すると、その駆動信号ＣＯＭの電位に応じて、駆動素子４１７の撓み量が上下方向に変化し、振動板４１６が上下方向に変位する。その結果、圧力室４１１の容積が変動し（膨張・収縮し）、圧力室４１１内のインクに圧力変化が生じ、圧力室４１１に連通するノズルＮｚからインク滴が吐出される。

ヘッド制御部４２は、ヘッド４１の駆動を制御するためのものであり、印刷データに応じて選択的に駆動信号ＣＯＭを駆動素子４１７に印加する。残留振動検出回路４３は、駆動素子４１７の駆動により圧力室４１１内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動を検出するためのものである（詳細は後述）。

キャップ４４は、ホームポジション（移動方向における右側端部の非印刷領域）であり、移動方向に移動するヘッド４１のノズル開口面と対向可能な位置に配置されている。キャップ４４は、ヘッド４１のクリーニング時にはノズルＮｚから吐出されたインク滴を受けたり、印刷停止時にはヘッド４１のノズル開口面に密着してノズルＮｚを封止することでノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制したりする。

このような構成のプリンター１において、コントローラー１０は、キャリッジ３１によりヘッド４１を移動方向に移動させつつノズルからインク滴を吐出させる吐出動作と、搬送ユニット２０により媒体Ｓを搬送方向に搬送する搬送動作と、を交互に繰り返す。その結果、先の吐出動作で形成されたドットの位置とは異なる位置に、後の吐出動作でドットが形成されるため、媒体Ｓに２次元の画像が印刷される。

＝＝＝ヘッド４１の駆動＝＝＝
図３は、駆動素子４１７を駆動するための第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２を説明する図であり、図４は、ヘッド制御部４２を説明する図である。本実施例では、各ノズルＮｚが１種類のサイズのドットを形成し、媒体Ｓ上の１画素（１ドットが形成される単位領域）が２階調で表現されるとする。ノズルＮｚが媒体Ｓ上の１画素と対向する期間を「繰り返し周期ｔ」と呼び、ラッチ信号ＬＡＴの立ち上がりパルスにより繰り返し周期ｔが規定される。また、繰り返し周期ｔは、第１期間ｔ１と第２期間ｔ２と第３期間ｔ３に分かれており、切替信号ＣＨにおいて立ち上がりパルスが発生するタイミングにより各期間ｔ１〜ｔ３が切り替わる。

第１駆動信号ＣＯＭ１は、媒体Ｓへの画像印刷時に主に使用される信号であり、第２駆動信号ＣＯＭ２は、不良ノズルの検査時に主に使用される信号である。第１駆動信号ＣＯＭ１では、第１期間ｔ１に微振動波形Ｗａが発生し、第２期間ｔ２に吐出波形Ｗｂが発生し、第３期間ｔ３には待機電位Ｖｓが保持される。一方、第２駆動信号ＣＯＭ２では、第１期間ｔ１に微振動波形Ｗａが発生し、第２期間ｔ２に強振波形Ｗｃが発生し、第３期間ｔ３には待機電位Ｖｓが保持される。

微振動波形Ｗａは、ノズルＮｚからインク滴を吐出させずに、ノズルＮｚや圧力室４１１内のインクを微振動させるための波形である。具体的には、待機電位Ｖｓから第１電位Ｖ１まで電位を下降させる波形部により、圧力室４１１が膨張し、ノズルのメニスカス（ノズル開口から露出しているインクの自由表面）が圧力室４１１側に引き込まれる。その後、第１電位Ｖ１を保持する波形部が駆動素子４１７に印加されている期間に、メニスカスは自由振動し、ノズルＮｚからインク滴が吐出されない程度にノズルＮｚ内などのインクが微振動する。よって、ノズルＮｚ内のインクが攪拌され、インクの増粘によるノズルＮｚの目詰まりを抑制することができる。最後に、第１電位Ｖ１から待機電位Ｖｓまで電位を上昇させる波形部により、圧力室４１１が元の状態に戻る。

吐出波形Ｗｂは、印刷時にノズルＮｚからインク滴を吐出させるための波形である。具体的に説明すると、待機電位Ｖｓから第２電位Ｖ２まで電位を下降させる波形部により、圧力室４１１が膨張し、圧力室４１１内のインクの圧力が低下する。その後、第２電位Ｖ２から待機電位Ｖｓまで電位を上昇させる波形部により、圧力室４１１が収縮して圧力室４１１内のインクの圧力が高まり、ノズルＮｚからインク滴が吐出される。

強振波形Ｗｃは、不良ノズルの検査時に駆動素子４１７を駆動させるための波形である。強振波形Ｗｃは、吐出波形Ｗｂと同様に、待機電位Ｖｓから第２電位Ｖ２まで電位を下降させる波形部により圧力室４１１を膨張させ、第２電位Ｖ２から待機電位Ｖｓまで電位を上昇させる波形部により圧力室４１１を収縮させて、圧力室４１１内のインクに圧力変化を生じさせる。ただし、強振波形Ｗｃの方が、吐出波形Ｗｂに比べて、圧力室４１１を膨張・収縮させる波形部の傾きが急である。即ち、単位時間当たりの電圧変化量が大きい。そのため、強振波形Ｗｃの方が、吐出波形Ｗｂに比べて、駆動素子４１７を勢い良く駆動させることができ、圧力室４１１内のインクの圧力も勢い良く変化させることができる。よって、その後に圧力室４１１（振動板４１６）や圧力室４１１内のインクにて発生する残留振動も大きくなり、振動板４１６の残留振動が伝達される駆動素子４１７の振動も大きくなる。つまり、強振波形Ｗｃは、吐出波形Ｗｂに比べて、振動板４１６や駆動素子４１７等に強い加振力を付与することのできる波形である。

なお、本実施例では、強振波形Ｗｃの加振力を強くするために、圧力室４１１を膨張・収縮させる波形部の傾きを急にしているが、これに限らない。例えば、強振波形Ｗｃの電圧変化量を吐出波形Ｗｂの電圧変化量よりも大きくすることにより、強振波形Ｗｃの加振力を強めてもよい。

ヘッド制御部４２は、図４に示すように、駆動素子４１７毎に（ノズルＮｚ毎に）、シフトレジスター４２１と、ラッチ回路４２２と、レベルシフター４２３と、スイッチ４２４と、を有する。以下、ヘッド制御部４２により駆動信号ＣＯＭが駆動素子４１７に印加されるまでの流れについて説明する。

まず、或る繰り返し周期ｔにおける画素データＳＩ（印刷データ）がコントローラー１０からヘッド制御部４２にシリアル転送される。なお、画素データＳＩは、例えば、画素にドットを形成することを示すデータ［１］であったり、画素にドットを形成しないことを示すデータ［０］であったりする。そして、各駆動素子４１７に割り当てられている画素データＳＩが、その駆動素子４１７に対応するシフトレジスター４２１によって保持される。

次に、ラッチ信号ＬＡＴに基づいて、ラッチ回路４２２が、シフトレジスター４２１に格納されている画素データＳＩを保持し、画素データＳＩに応じた論理信号をレベルシフター４２３に出力する。レベルシフター４２３は、ラッチ回路４２２から出力される論理信号と切替信号ＣＨに基づいて、スイッチ４２４のオン・オフ動作を制御するためのスイッチ制御信号ＳＷを出力する。レベルシフター４２３は切替信号ＣＨの立ち上がりパルスが発生するタイミングでスイッチ制御信号ＳＷの内容を切り替える。また、複数のスイッチ４２４の一端側の端子は共通接続され、駆動信号生成回路１５で生成された共通の駆動信号（ＣＯＭ１又はＣＯＭ２）が各スイッチ４２４に入力される。また、各スイッチ４２４の他端側の端子は、対応する駆動素子４１７の一端側の電極にそれぞれ接続されている。駆動素子４１７の他端側の電極は、共通接続されて（グランド端ＨＧＮＤ）、残留振動検出回路４３に接続されている。そして、スイッチ４２４がオン（接続）している期間は駆動信号ＣＯＭが駆動素子４１７に印加され、スイッチ４２４がオフ（非接続）している期間は駆動信号ＣＯＭが駆動素子４１７に印加されない。

例えば、印刷時に、ドットを形成することを示す画素データＳＩ［１］が駆動素子４１７に割り当てられている場合、繰り返し周期ｔの第２期間ｔ２にスイッチ４２４がオンし、第１駆動信号ＣＯＭ１が駆動素子４１７に印加され、吐出波形ＷｂによりノズルＮｚからインク滴が吐出される。逆に、ドットを形成しないことを示す画素データＳＩ［０］が駆動素子４１７に割り当てられている場合、繰り返し周期ｔの第１期間ｔ１にスイッチ４２４がオンし、第１期間ｔ１に第１駆動信号ＣＯＭ１が駆動素子４１７に印加される。よって、微振動波形ＷａによりノズルＮｚからインク滴が吐出されない程度にノズルＮｚ内のインクが微振動する。このように、画素データＳＩに応じて各ノズルＮｚからのインク滴の吐出を制御することができる。

＝＝＝不良ノズルとクリーニング処理＝＝＝
＜＜不良ノズル＞＞
印刷中の使用頻度が低いノズルＮｚからは比較的に長い時間に亘ってインク滴が吐出されず、その間にノズルＮｚからインクの溶媒が蒸発し、ノズルＮｚや圧力室４１１内のインクが増粘して、ノズルＮｚが目詰まりする場合がある。そうすると、ノズルＮｚから全くインクが吐出されなくなったり、規定量からずれた量のインクが吐出されたり、ノズルＮｚから吐出されたインク滴の飛翔方向がずれて着弾位置がずれたりと、インクの吐出不良が発生してしまう。

また、圧力室４１１内に気泡が混入する場合がある。この場合、駆動素子４１７に駆動信号ＣＯＭを印加して圧力室４１１を膨張・収縮させても、圧力室４１１内のインクを適切に加圧することができず、インクの吐出不良が発生してしまう。このように増粘インクや気泡混入により吐出不良が発生するノズルを使用して画像を印刷すると、印刷画像の画質が劣化してしまう。

＜＜クリーニング処理＞＞
そのため、プリンター１では、インクの増粘や気泡の混入により不良ノズルが発生した場合、不良ノズルから正常にインク滴が吐出されるように、ヘッド４１のクリーニング処理が実施される。本実施例のプリンター１は、ヘッド４１のクリーニング処理として、フラッシング処理とポンプ吸引処理を実施する。

フラッシング処理とは、ヘッド４１をホームポジションに移動し、キャップ４４に向けてノズルＮｚから強制的にインク滴を吐出させる処理である。例えば、図３に示す吐出波形Ｗｂを連続して駆動素子４１７に印加する。そうすることで、ノズルＮｚから増粘インクや気泡が排出され、不良ノズルを正常なノズルに回復させることができる。

ポンプ吸引処理とは、キャップ４４の上面に形成されている凹部でノズルＮｚを囲うようにキャップ４４とヘッド４１を密着させた後に、キャップ４４の凹部とヘッド４１のノズル面との間に形成された密閉空間内の空気をポンプで吸引する処理である。そうすることで、密閉空間内が負圧となり、ノズルＮｚから増粘インクや気泡が排出され、不良ノズルを正常なノズルに回復させることができる。

＝＝＝残留振動検出回路４３＝＝＝
図５Ａは、駆動素子４１７の駆動により圧力室４１１内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動の波形の一例を示す図であり、図５Ｂは、残留振動を検出する残留振動検出回路４３の説明図である。図５Ａに示すグラフでは、縦軸が残留振動の振幅を示し、横軸が時間を示す。また、図５Ａには、ノズルＮｚから正常にインク滴が吐出される場合の残留振動の波形（正常）と、ノズルＮｚや圧力室４１１内に気泡が混入してノズルＮｚからインクが吐出されない場合の残留振動の波形（気泡）と、ノズルＮｚや圧力室４１１内のインクが増粘してノズルＮｚからインクが吐出されない場合の残留振動の波形（増粘）と、が示されている。駆動素子４１７に駆動信号ＣＯＭ（吐出波形Ｗｂや強振波形Ｗｃ）を印加して駆動素子４１７を駆動させて、その駆動素子４１７に対応する圧力室４１１内のインクに圧力変化を生じさせると、その後に、圧力室４１１内のインクや振動板４１６に残留振動（自由振動）が発生する。この残留振動の発生の仕方によって、ノズルＮｚや圧力室４１１内の状態を知ることができる。

振動板４１６の残留振動を想定した単振動の計算モデルに圧力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（１）〜（３）が得られる。

なお、流路抵抗ｒは、インク供給口４１３や圧力室４１１、ノズルＮｚ等の流路形状やこれら流路におけるインクの粘度により決定し、イナータンスｍは、インク供給口４１３や圧力室４１１、ノズルＮｚ等の流路内におけるインク重量により決定し、コンプライアンスＣは、振動板４１６の柔軟性によって決定する。

例えば、圧力室４１１やノズルＮｚ内に気泡が混入してノズルＮｚからインクが吐出されない場合、気泡が混入した分だけインク重量（イナータンスｍ）が減少するため、上記の式（２）で示されるように角速度ωが大きくなり、振動周期が短くなる（振動周波数が高くなる）。従って、図５Ａに示すように、気泡混入による不吐出時の残留振動の周期Ｔｂは、正常時の残留振動の周期Ｔｇよりも短くなる（Ｔｂ＜Ｔｇ）。

一方、圧力室４１１やノズルＮｚ内のインクが乾燥により増粘してノズルＮｚからインクが吐出されない場合、流路抵抗ｒが増加するため、振幅が小さくなる（減衰率が大きくなる）。また、上記の式（２），（３）で示されるように角速度ωが小さくなり、振動周期が長くなる（振動周波数が低くなる）。従って、図５Ａに示すように、インク増粘による不吐出時の残留振動の周期Ｔｖは、正常時の残留振動の周期Ｔｇよりも長くなる（Ｔｖ＞Ｔｇ）。

以上のように、残留振動に基づいてノズルＮｚや圧力室４１１内の状態を知ることができる。そこで、本実施例のプリンター１では、駆動素子４１７の駆動により圧力室４１１内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動を残留振動検出回路４３が検出し、その検出結果に基づいて、コントローラー１０がノズルからのインク吐出不良を検査する。具体的には、残留振動検出回路４３は、振動板４１６の残留振動による圧電素子４１７ｂ（駆動素子４１７）の機械的変位を、圧電素子４１７ｂの起電圧の変化として検出する。なお、図４に示すように、複数の駆動素子４１７に対して残留振動検出回路４３が共通に設けられており、各駆動素子４１７のグランド側の電極が共通接続されて（グランド端ＨＧＮＤ）、残留振動検出回路４３に接続されている。

また、残留振動検出回路４３は、駆動素子４１７のグランド端ＨＧＮＤを接地または開放するスイッチ４３２（Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ）と、スイッチ４３２と電気的に並列に接続された抵抗Ｒ１と、駆動素子４１７（圧電素子４１７ｂ）の起電圧のうち交流成分を増幅する交流増幅器４３１と、を有する。交流増幅器４３１は、駆動素子４１７の起電圧に含まれる直流成分を除去するコンデンサーＣと、直流成分が除去された交流成分を増幅する増幅器Ａｍｐとで構成されている。

例えば、ある検査ノズルの残留振動を検出する場合、第１駆動信号ＣＯＭ１又は第２駆動信号ＣＯＭ２をヘッド制御部４２（図４）に送信し、繰り返し周期ｔの第２期間ｔ２において、その検査ノズルに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４をオンにする。また、図３に示すように、ゲート信号ＤＳＥＬをＨレベルにし、残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオンにする。そうすることで、駆動素子４１７のグランド端ＨＧＮＤが接地された状態となり、検査ノズルに対応する駆動素子４１７に駆動信号ＣＯＭ（吐出波形Ｗｂ又は強振波形Ｗｃ）が印加されて駆動素子４１７が駆動し、検査ノズルに対応する圧力室４１１内のインクに圧力変化が生じる。

その後、繰り返し周期ｔの第３期間ｔ３において、駆動信号ＣＯＭの電圧を一定（Ｖｓ）にし、検査ノズルに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４のみをオンにする。また、ゲート信号ＤＳＥＬをＬレベルにして残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオフにし、駆動素子４１７のグランド端ＨＧＮＤをグランドから切り離す。そうすることで、検査ノズルに対応する駆動素子４１７の起電圧（残留振動に応じた起電圧）が、残留振動検出回路４３により取り出される。駆動素子４１７の起電圧は、交流増幅器４３１で増幅された後に（ＶＯＵＴ）、コントローラー１０に送信される。コントローラー１０に送信される検出信号ＶＯＵＴは、駆動素子４１７の駆動により当該駆動素子に対応する圧力室４１１内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動に応じた信号である。よって、コントローラー１０は、残留振動検出回路４３からの検出信号ＶＯＵＴに基づいて、検査ノズルからのインクの吐出不良を検査する。

以下の実施例では、プリンター１内のコントローラー１０（制御部，コンピューターに相当）が、例えば、メモリー１３に記憶されているプログラムに従って、残留振動検出回路４３から出力される残留振動の検出信号（ＶＯＵＴ）に基づき、ノズルからのインク吐出不良を検査する。ただし、これに限らず、プリンター１に接続されたコンピューター６０が検査を実施してもよい。また、以下の実施例では、印刷停止時に（例えば印刷開始前に）検査が実施されるとし、ヘッド４１のノズル開口面（図２Ａ）に形成された１ノズル列を検査する場合を例に挙げて説明する。

＝＝＝実施例１：検査方法＝＝＝
図６は、実施例１の検査方法を示すフローである。まず、コントローラー１０は、ヘッド４１のノズル開口面をホームポジションのキャップ４４に対向させた状態で、検査対象のノズル列に属するノズル＃１〜＃１８０の中から検査対象ノズル＃ｎを設定する（Ｓ００１）。例えば、１番ノズル＃１から順に検査する。そして、検査対象ノズル＃ｎに対応する駆動素子４１７を吐出波形Ｗｂで駆動する（Ｓ００２）。そのために、コントローラー１０は、駆動信号生成回路１５で生成した第１駆動信号ＣＯＭ１をヘッド制御部４２（図４）に送信し、また、繰り返し周期ｔの第２期間ｔ２において、検査対象ノズル＃ｎに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４がオン（接続状態）となるように、ヘッド制御部４２に画素データＳＩを送信する。なお、検査時の画素データＳＩは、コントローラー１０が作成するようにしてもよいし、プリンタードライバーが作成するようにしてもよい。また、コントローラー１０は、第２期間ｔ２において、ゲート信号ＤＳＥＬをＨレベルにし、残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオンにする。その結果、検査対象ノズル＃ｎに対応する駆動素子４１７に、第１駆動信号ＣＯＭ１における吐出波形Ｗｂの発生部が印加される。なお、検査対象ノズル＃ｎ以外のノズルのインク増粘を防止するために、検査対象ノズル＃ｎ以外のノズルに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４を第１期間ｔ１にオンにし、駆動素子４１７に微振動波形Ｗａが印加されるようにしてもよい。

その後、コントローラー１０は、繰り返し周期ｔの第３期間ｔ３において、検査対象ノズル＃ｎに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４をオンにし、また、ゲート信号ＤＳＥＬをＬレベルにして、残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオフにする。なお、第３期間ｔ３では、残留振動を検出したい検査対象ノズル＃ｎに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４のみをオンにする。その結果、吐出波形Ｗｂが印加された後の振動板４１６の残留振動により発生する駆動素子４１７（圧電素子４１７ｂ）の起電圧、即ち、検査対象ノズル＃ｎの残留振動に応じた電圧が、グランド端ＨＧＮＤから残留振動検出回路４３に入力され、交流増幅器４３１で増幅される。コントローラー１０は、残留振動検出回路４３から出力される検出信号ＶＯＵＴを取得し、検出信号ＶＯＵＴの周期を検査対象ノズル＃ｎの残留振動の周期Ｔｃ１として求める（Ｓ００３）。なお、検出信号ＶＯＵＴの最初の周期を残留振動の周期Ｔｃ１として求めてもよいし、それ以降の周期を残留振動の周期Ｔｃ１として求めてもよい。

前述のように（図５Ａ）、検査対象ノズル＃ｎに気泡混入による吐出不良が発生している場合、残留振動の周期は短くなる。一方、検査対象ノズル＃ｎにインク増粘による吐出不良が発生している場合、残留振動の周期は長くなる。そこで、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃ｎの残留振動から検出した周期Ｔｃ１が正常範囲内であるか否かを、閾値Ｔ１,Ｔ２と比較することで判定する。なお、閾値Ｔ１，Ｔ２は、正常ノズルや不良ノズルの検出信号ＶＯＵＴに基づき、インクの特性や駆動信号ＣＯＭの波形形状などに応じて予め設定されているとする。

具体的には、検査対象ノズル＃ｎの残留振動の検出周期Ｔｃ１が第１閾値Ｔ１よりも大きく且つ第２閾値Ｔ２よりも小さい場合（Ｓ００４→ＹＥＳ）、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃ｎにインクの吐出不良が発生しておらず、検査対象ノズル＃ｎが正常ノズルであると判定する（Ｓ００５）。一方、検出周期Ｔｃ１が、第１閾値Ｔ１以下であったり、第２閾値Ｔ２以上であったりする場合（Ｓ００４→ＮＯ）、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃ｎに気泡混入やインク増粘による吐出不良が発生しており、検査対象ノズル＃ｎが不良ノズルであると判定する（Ｓ００６）。こうして検査対象ノズル＃ｎの検査が終了し、コントローラー１０は、未検査のノズルを新たに検査対象ノズル＃ｎに設定する。そして、検査対象のノズル列に属する全ノズル＃１〜＃１８０の検査が終了するまで（Ｓ００７→ＹＥＳ）、上記の処理（Ｓ００１〜Ｓ００７）が繰り返される。

このように、検査対象ノズル＃ｎに対応する駆動素子４１７を吐出波形Ｗｂで駆動することにより得られる残留振動の検出信号ＶＯＵＴに基づいて、検査対象ノズルが不良ノズルであるか否かを検査することができる。ただし、吐出波形Ｗｂは印刷時に使用される波形である。そのため、ノズルＮｚから規定量のインクが連続的に安定して吐出されるように、即ち、ノズルＮｚからインク滴を吐出しても次の繰り返し周期ｔの開始時にはノズルＮｚのメニスカスが制振されているように、吐出波形Ｗｂが有する波形部の傾きは比較的に緩やかに設定されている。そのため、吐出波形Ｗｂで駆動素子４１７を駆動した場合、駆動素子４１７はゆっくりと駆動し、圧力室４１１内のインクの圧力もゆっくりと変化する。よって、その後に圧力室４１１（振動板４１６）や圧力室４１１内のインクにて発生する残留振動は比較的に小さくなる。

振動板４１６等で発生する残留振動が小さいと、駆動素子４１７の起電圧も小さくなり、残留振動検出回路４３から出力される検出信号ＶＯＵＴの電圧レベルも小さくなってしまう。そうすると、残留振動を詳しく分析することが難しい。特に閾値（Ｔ１,Ｔ２）付近の周期である残留振動が発生するノズルを精度よく検査することが難しくなる。また、検出信号ＶＯＵＴの電圧レベルが小さいと、ノイズの影響を受け易くなるため、不良ノズルを誤検出してしまう虞がある。つまり、印刷時に使用する吐出波形Ｗｂのように振動板４１６等に付与する加振力が比較的に小さい波形による検査だけでは、検査の精度があまり良くない。

また、不良ノズルは、検査中にインク滴と共に気泡や増粘インクがノズルから排出されたり、インク内の気泡が消滅したりする等して、状態が変わり易い。また、インクが吐出されている正常ノズルを誤って不良ノズルと検出してしまうと、検査が正確に行われていないとユーザーに誤解されてしまう。

そこで、本実施例１では、吐出波形Ｗｂによる検査（以下、通常検査とも言う）で不良ノズルと判定されたノズルに対して、吐出波形Ｗｂよりも強い加振力を振動板４１６等に付与することのできる強振波形Ｗｃによる検査（以下、再検査とも言う）を実施する。即ち、通常検査で不良ノズルと判定されたノズルに対して、強振波形Ｗｃにより大きな残留振動を発生させて再検査を実施する。そのために、コントローラー１０は、まず、吐出波形Ｗｂによる通常検査の結果、不良ノズルと判定したノズルの有無を判断する（Ｓ００８）。不良ノズルと判定したノズルが無かった場合（Ｓ００８→ＮＯ）、コントローラー１０は全体の検査を終了する。

一方、不良ノズルと判定したノズルが有った場合（Ｓ００８→ＹＥＳ）、コントローラー１０は、不良ノズルと判定したノズルの中から検査対象ノズル＃Ｎを設定する（Ｓ００９）。そして、検査対象ノズル＃Ｎに対応する駆動素子４１７を強振波形Ｗｃで駆動する（Ｓ０１０）。そのために、コントローラー１０は、駆動信号生成回路１５で生成した第２駆動信号ＣＯＭ２をヘッド制御部４２に送信し、また、繰り返し周期ｔの第２期間ｔ２において、検査対象ノズル＃Ｎに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４をオンにし、ゲート信号ＤＳＥＬをＨレベルにして残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオンにする。その結果、検査対象ノズル＃Ｎに対応する駆動素子４１７に、第２駆動信号ＣＯＭ１における強振波形Ｗｃの発生部が印加される。

その後、コントローラー１０は、繰り返し周期ｔの第３期間ｔ３において、検査対象ノズル＃Ｎに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４をオンにし、また、ゲート信号ＤＳＥＬをＬレベルにして、残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオフにする。その結果、強振波形Ｗｃが印加された後の振動板４１６の残留振動により発生する駆動素子４１７の起電圧、即ち、検査対象ノズル＃Ｎの残留振動に応じた電圧が、グランド端ＨＧＮＤから残留振動検出回路４３に入力され、交流増幅器４３１で増幅される。コントローラー１０は、残留振動検出回路４３から出力される検出信号ＶＯＵＴを取得し、検出信号ＶＯＵＴの周期を検査対象ノズル＃Ｎの残留振動の周期Ｔｃ２として求める（Ｓ０１１）。

そして、コントローラー１０は、検出した周期Ｔｃ２を第３閾値Ｔ３と比較する。なお、駆動素子４１７に吐出波形Ｗｂを印加したときと強振波形Ｗｃを印加したときとで、ノズルＮｚの状態が同じであっても残留振動の発生の仕方が異なる場合、波形Ｗｂ，Ｗｃに応じて判定に用いる閾値を異ならせるとよい。検出周期Ｔｃ２が第３閾値Ｔ３以下である場合（Ｓ０１２→Ｎｏ）、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃Ｎが気泡混入により吐出不良が発生する気泡ノズルであると判定する（Ｓ０１６）。一方、検出周期Ｔｃ２が第３閾値Ｔ３よりも大きい場合（Ｓ０１２→Ｙｅｓ）、コントローラー１０は、検出周期Ｔｃ２と第４閾値Ｔ４とを比較する。検出周期Ｔｃ２が第４閾値Ｔ４以上である場合（Ｓ０１３→Ｎｏ）、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃Ｎがインクの増粘により吐出不良が発生する増粘ノズルであると判定する（Ｓ０１４）。これに対して、検出周期Ｔｃ２が第４閾値Ｔ４未満である場合（Ｓ０１３→Ｙｅｓ）、コントローラー１０は、吐出波形Ｗｂによる通常検査では不良ノズルと判定していた検査対象ノズル＃Ｎを正常ノズルに切り換える（Ｓ０１５）。

このようにして、吐出波形Ｗｂによる通常検査で不良ノズルと判定された検査対象ノズル＃Ｎの状態が、強振波形Ｗｃによる再検査で確定する。そして、通常検査で不良ノズルと判定された全ノズルの再検査が終了するまで（Ｓ０１７→ＹＥＳ）、上記の処理（Ｓ００９〜Ｓ０１７）が繰り返される。なお、再検査では不良ノズルを検出するだけでなく、吐出不良の原因（気泡混入や増粘インク）まで特定しているが、これに限らず、不良ノズルか否かを判定するだけでもよい。即ち、再検査での検出周期Ｔｃ２が第３閾値Ｔ３よりも大きく且つ第４閾値Ｔ４よりも小さい場合には検査対象ノズル＃Ｎを正常ノズルと判定し、それ以外の場合には検査対象ノズル＃Ｎを不良ノズルと判定するだけでもよい。

そして、検査の結果、不良ノズルが検出された場合、コントローラー１０は、不良ノズルによる印刷画像の画質劣化を防止するための処理を施す。本実施例１では、不良ノズルを検出するだけでなく、吐出不良の原因まで特定しているため、吐出不良の原因に応じた処理を施すことができる。例えば、気泡混入による不良ノズルを回復させるためには、インク消費量の多いポンプ吸引処理を実施する必要があるが、増粘インクによる不良ノズルは、インク消費量の少ないフラッシング処理で回復させることができるとする。この場合、気泡ノズルが検出された場合にはポンプ吸引処理を実施し、気泡ノズルは検出されなかったが増粘ノズルが検出された場合にはフラッシング処理を実施するとよい。そうすることで、インクの消費を抑えつつ、気泡ノズルや増粘ノズルを正常なノズルに回復させることができ、不良ノズルによる印刷画像の画質劣化を防止することができる。

また、クリーニング処理により不良ノズルを正常ノズルに回復させるに限らない。例えば、不良ノズルの情報をプリンタードライバーに送信し、不良ノズルを使用しない印刷データを作成するようにしてもよい。この場合にも、不良ノズルを使用せずに画像を印刷することができ、印刷画像の画質劣化を防止することができる。

以上のように、本実施例１では、コントローラー１０（制御部）は、吐出波形Ｗｂにより検査対象ノズルに対応する駆動素子４１７を駆動させることで得られる検出信号ＶＯＵＴ（第１検出信号）に基づいて、検査対象ノズルからのインク吐出不良を検査する通常検査（第１検査，図６のＳ００１〜Ｓ００７）と、通常検査時よりも強い加振力が付与されるように通常検査時と同じ駆動素子４１７を強振波形Ｗｃにより駆動させることで得られる検出信号ＶＯＵＴ（第２検出信号）に基づいて、第１検査時と同じ検査対象ノズルからのインク吐出不良を検査する再検査（第２検査，図６のＳ００８〜Ｓ０１７）と、を実施する。なお、インク吐出不良とは、例えば、ノズルや圧力室４１１内のインクが増粘したり気泡が混入したりする等して、ノズルから全くインクが吐出されなかったり、ノズルから規定量からずれた量のインクが吐出されたり、ノズルから吐出されるインクの飛翔方向がずれて着弾位置がずれたりすることである。

このように、同じノズルに対して吐出波形Ｗｂと強振波形Ｗｃにより２回検査することで、検査の精度を高めることができる。また、強振波形Ｗｃによる検査では、圧力室４１１（振動板４１６）や圧力室４１１内のインクで発生する残留振動を大きくすることができ、残留振動に応じて発生する駆動素子４１７の起電圧も大きくなり、残留振動検出回路４３から出力される検出信号ＶＯＵＴの電圧レベルも大きくなる。そのため、強振波形Ｗｃによる検査では、残留振動を詳しく分析することができ、また、検出信号ＶＯＵＴに対するノイズの影響を小さくすことができる。従って、吐出波形Ｗｂによる検査だけでなく、強振波形Ｗｃによる検査を実施することで、検査対象ノズルの検査の精度を高めることができる。

残留振動を大きくし、検出信号ＶＯＵＴの電圧変化（信号レベル）を高くするために、吐出波形Ｗｂによる通常検査ではインク吐出不良が発生しない正常なノズルに対して強振波形Ｗｃによる検査を実施すると、その正常なノズルからのインク吐出が不安定となる加振力が付与されるとする。なお、インク吐出が不安定になるとは、ノズルからインクは吐出されるが、例えば、繰り返し周期ｔ毎に規定量のインクが吐出されなかったり、着弾位置が目標位置からずれたりすることである。そのため、媒体Ｓへの画像印刷中は強振波形Ｗｃを使用することができず、また、吐出波形Ｗｂを使用する場合に比べて強振波形Ｗｃを使用する方がノズルから吐出されるインク量が多くなり易い。従って、強振波形Ｗｃによる検査だけでなく、吐出波形Ｗｂによる検査も実施することで、印刷中にも検査することができ、また、検査のために消費されるインク量を抑えることができる。

なお、本実施例１では、印刷停止時に検査する場合を例に挙げているが、これに限らず、印刷中に検査を実施してもよい。その場合、吐出波形Ｗｂによる通常検査時は、検査対象ノズル＃ｎにドットを形成する画素データＳＩ［１］が割り当てられている繰り返し周期ｔにおいて、その検査対象ノズル＃ｎを検査するようにするとよい。そうすることで、ドットを形成すべきでない画素に向けてインク滴が吐出されてしまうことを防止できる。また、強振波形Ｗｃによる再検査時は、強振波形Ｗｃで駆動素子４１７を駆動するため、例えば、ヘッド４１がホームポジション（非印刷領域）に戻るタイミングで検査するとよい。

また、本実施例１では、コントローラー１０は、吐出波形Ｗｂによる通常検査（第１検査）においてインク吐出不良が発生すると判定した不良ノズルに対してのみ、強振波形Ｗｃによる再検査（第２検査）を実施し、吐出波形Ｗｂによる通常検査においてインク吐出不良が発生しないと判定した正常ノズルに対しては強振波形Ｗｃによる再検査を実施しない。そうすることで、検査時間を短縮しつつ、状態が変わり易い不良ノズルに対する検査の精度を高めることができる。また、正常ノズルを誤って不良ノズルと検出してしまことを防止し、検査が正確に実施されていないとユーザーに誤解させてしまうことを防止できる。

また、印刷中は強振波形Ｗｃを使用することができず、吐出波形Ｗｂを使用する場合に比べて強振波形Ｗｃを使用する方がノズルから吐出されるインク量が多くなり易い。また、強振波形Ｗｃで駆動素子４１７を駆動すると、例えば、圧力室４１１内の気泡が大きくなったり気泡が巻き込まれたりする等して、状態が悪くなってしてしまう虞もある。従って、通常検査で不良ノズルと判定したノズルに対してのみ再検査を実施することで、強振波形Ｗｃを使用して検査するノズル数を減らすことができる。よって、検査のために印刷を停止する期間を短くすることができ、検査のために消費されるインク量を抑えることができ、正常ノズルの状態を悪化させてしまうことを防止できる。

＝＝＝実施例２：検査方法＝＝＝
図７Ａは、ノズルに吐出異常が発生している場合の残留振動の波形の一例を示し、図７Ｂは、ノズルに不吐出が発生している場合の残留振動の波形の一例を示す。図８は、実施例２の検査方法を示すフローである。インク吐出不良が発生する「不良ノズル」には、ノズルからインクは吐出されるが、規定量のインクが吐出されなかったり、インク滴の飛翔方向がずれて着弾位置がずれたりする「吐出異常」の状態と、ノズルから全くインクが吐出されない「不吐出」の状態とがある。

図７Ａの左図は、吐出異常状態のノズル（以下、吐出異常ノズルとも言う）に対応する駆動素子４１７に吐出波形Ｗｂを印加した場合に得られる残留振動の波形を示し、図７Ａの右図は、吐出異常ノズルに対応する駆動素子４１７に強振波形Ｗｃを印加した場合に得られる残留振動の波形を示す。図７Ｂの左図は、不吐出状態のノズル（以下、不吐出ノズルとも言う）に対応する駆動素子４１７に吐出波形Ｗｂを印加した場合に得られる残留振動の波形を示し、図７Ｂの右図は、不吐出ノズルに対応する駆動素子４１７に強振波形Ｗｃを印加した場合に得られる残留振動の波形を示す。

吐出異常ノズルの残留振動では（図７Ａ）、吐出波形Ｗｂを印加した場合と強振波形Ｗｃを印加した場合とで波形の形状が大きく異なる。ただし、吐出波形Ｗｂを印加した場合の残留振動の振幅ａ１と強振波形Ｗｃを印加した場合の残留振動の振幅ａ２との差はあまり生じないという結果が得られた。これに対して、不吐出ノズルの残留振動では（図７Ｂ）、吐出波形Ｗｂを印加した場合の残留振動の振幅ａ３に比べて、強振波形Ｗｃを印加した場合の残留振動の振幅ａ４の方が大きくなるという結果が得られた。

これは、吐出異常ノズルからはインクが吐出されるため、インクの吐出と共に圧力室４１１内の圧力が低下するので、振幅に変化が生じないのに対して、不吐出ノズルからはインクが吐出されないため、インクの吐出による圧力損失が生じず、強振波形Ｗｃにより振幅が大きくなると考えられる。また、例えば、気泡混入により不吐出が発生している場合、強振波形Ｗｃで駆動素子４１７を駆動することにより気泡が大きくなり、短いインク流路間で振幅が大きくなると考えられる。

そこで、実施例２では、コントローラー１０は、強振波形Ｗｃによる再検査時（第２検査時）に、吐出波形Ｗｂで駆動素子４１７を駆動することにより得られる検出信号（第１検出信号）と強振波形Ｗｃで駆動素子４１７を駆動することにより得られる検出信号（第２検出信号）とに基づいて、検査対象ノズルの状態が、インクが吐出されない不吐出状態であるのか、それとも、インクは吐出されるが吐出が正常でない吐出異常状態であるのかを判定する。具体的には、吐出波形Ｗｂの検査により得られる検出信号の振幅と強振波形Ｗｃの検査により得られる検出信号の振幅の差を閾値と比較することで、検査対象のノズルの状態を判定する。以下、図８のフローに従って、実施例２の検査について具体的に説明する。

まず、コントローラー１０は、前述の実施例１と同様に、検査対象のノズル列に属する全ノズル＃１〜＃１８０に対して、吐出波形Ｗｂによる通常検査を実施する（Ｓ１０１）。即ち、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃ｎに対応する駆動素子４１７に吐出波形Ｗｂを印加することにより得られる残留振動の検出周期Ｔｃ１が第１閾値Ｔ１よりも大きく且つ第２閾値Ｔ２よりも小さい場合、検査対象ノズル＃ｎを正常ノズルと判定し、検出周期Ｔｃ１がそれ以外の範囲である場合、検査対象ノズル＃ｎを不良ノズルと判定する（前述の図６のＳ００１〜Ｓ００７）。

なお、コントローラー１０は、吐出波形Ｗｂによる通常検査において不良ノズルと判定したノズルに対しては、後の再検査のために、そのノズルの残留振動の振幅Ａ１を取得しておく。本実施例では、検出信号ＶＯＵＴの最初の周期における最大電圧と最小電圧との電圧差（例えば図７Ａのａ１）を振幅とする。ただし、これに限らず、例えば、検出信号ＶＯＵＴの最初の周期における極小点（電圧変化が下降から上昇に転じる点）と基準電圧Ｖ０との電圧差や、極大点（電圧変化が上昇から下降に転じる点）と基準電圧Ｖ０との電圧差を振幅としてもよい。

次に、コントローラー１０は、吐出波形Ｗｂによる通常検査の結果、不良ノズルと判定したノズルの有無を判断する（Ｓ１０２）。不良ノズルと判定したノズルが無かった場合（Ｓ１０２→Ｎｏ）、コントローラー１０は全体の検査を終了する。一方、不良ノズルと判定したノズルが有った場合（Ｓ１０２→ＹＥＳ）、コントローラー１０は、不良ノズルと判定したノズルの中から検査対象ノズル＃Ｎを設定する（Ｓ１０３）。そして、検査対象ノズル＃Ｎに対応する駆動素子４１７を強振波形Ｗｃで駆動する（Ｓ１０４）。そのために、コントローラー１０は、駆動信号生成回路１５で生成した第２駆動信号ＣＯＭ２をヘッド制御部４２に送信し、また、繰り返し周期ｔの第２期間ｔ２において、検査対象ノズル＃Ｎに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４をオンにし、ゲート信号ＤＳＥＬをＨレベルにして残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオンにする。

その後、コントローラー１０は、繰り返し周期ｔの第３期間ｔ３において、検査対象ノズル＃Ｎに対応するヘッド制御部４２内のスイッチ４２４をオンにし、また、ゲート信号ＤＳＥＬをＬレベルにして、残留振動検出回路４３内のスイッチ４３２をオフにする。その結果、強振波形Ｗｃが印加された後の振動板４１６の残留振動により発生する駆動素子４１７の起電圧、即ち、検査対象ノズル＃Ｎの残留振動に応じた電圧が、グランド端ＨＧＮＤから残留振動検出回路４３に入力され、交流増幅器４３１で増幅される。コントローラー１０は、残留振動検出回路４３から出力される検出信号ＶＯＵＴを取得し、検出信号ＶＯＵＴの周期（ここでは最初の周期）を検査対象ノズル＃Ｎの残留振動の周期Ｔｃ２として求め、検出信号ＶＯＵＴの振幅（ここでは最初の周期における最大電圧と最小電圧との電圧差）を検査対象ノズル＃Ｎの残留振動の振幅Ａ２として求める（Ｓ１０５）。

そして、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃Ｎの残留振動の検出周期Ｔｃ２が、第３閾値Ｔ３よりも大きく、且つ、第４閾値Ｔ４よりも小さい場合（Ｓ１０６→ＹＥＳ）、通常検査では不良ノズルと判定していた検査対象ノズル＃Ｎを正常ノズルに切り換える（Ｓ１０７）。一方、検出周期Ｔｃ２が、第３閾値Ｔ３以下であったり、第４閾値Ｔ４以上であったりする場合（Ｓ１０６→ＮＯ）、コントローラー１０は、検査対象ノズル＃Ｎが不良ノズルであると判定する。そこで、コントローラー１０は、吐出波形Ｗｂによる通常検査で得られた検査対象ノズル＃Ｎの残留振動の振幅Ａ１と強振波形Ｗｃによる再検査で得られた検査対象ノズル＃Ｎの残留振動の振幅Ａ２の差（Ａ２−Ａ１）を、閾値Ｄと比較する。なお、閾値Ｄは、不吐出ノズルや吐出異常ノズルの検出信号ＶＯＵＴに基づき予め設定されているとする。

コントローラー１０は、振幅の差（Ａ２−Ａ１）が閾値Ｄよりも大きい場合（Ｓ１０８→ＹＥＳ）、図７Ｂに示すように、検査対象ノズル＃Ｎが不吐出ノズルであると判定し（Ｓ１１０）、振幅の差（Ａ２−Ａ１）が閾値Ｄ以下の場合（Ｓ１０８→ＮＯ）、図７Ａに示すように、検査対象ノズル＃Ｎが吐出異常ノズルであると判定する（Ｓ１０９）。こうして、吐出波形Ｗｂによる通常検査で不良ノズルと判定された検査対象ノズル＃Ｎの詳しい状態が、強振波形Ｗｃによる再検査で確定する。そして、通常検査で不良ノズルと判定された全ノズルの検査が終了するまで（Ｓ１１１→ＹＥＳ）、上記の処理（Ｓ１０３〜Ｓ１１１）が繰り返される。

以上のように、実施例２では、コントローラー１０（制御部）は、吐出波形Ｗｂによる通常検査で得られる検出信号ＶＯＵＴ（第１検出信号）の振幅Ａ１と強振波形Ｗｃによる再検査で得られる検出信号ＶＯＵＴ（第２検出信号）の振幅Ａ２との差が閾値Ｄよりも大きい場合に、検査対象ノズル＃Ｎの状態が、インクが吐出されない不吐出状態であると判定し、振幅Ａ１，Ａ２の差が閾値Ｄ以下の場合に、検査対象ノズル＃Ｎの状態が、インクは吐出されるが吐出が正常でない吐出異常状態であると判定する。なお、例えば、振幅Ａ１,Ａ２の差が閾値Ｄ以上の場合に不吐出状態であると判定し、振幅Ａ１，Ａ２の差が閾値Ｄよりも小さい場合に吐出異常状態であると判定してもよい。また、振幅Ａ１，Ａ２やその差の求め方や閾値を適宜設定することで、これらの大小関係を逆にしてもよく、振幅Ａ１,Ａ２の差と閾値とを比較することで不吐出状態であるのか吐出異常状態であるのかを判定すればよい。また、インク増粘や気泡混入の発生場所が、ノズルＮｚ内ではなく、インク供給口４１３や圧力室４１１内であっても、計算モデルにおける角速度ωが変化する。よって、検査対象ノズルの状態が不吐出状態であるのか吐出異常状態であるのかを判定するということは、単にノズルＮｚ内のインク増粘や気泡混入の判定だけでなく、インク供給口４１３や圧力室４１１内のインク増粘や気泡混入を判定することも含まれる。

そうすることで、実施例２でも、前述の実施例１にて説明しているように、強振波形Ｗｃにより大きく発生する残留振動に基づいて検査することができ、また、同じノズルに対して２回の検査が行われるため、検査の精度を高めることができる。

また、実施例２では、不良ノズルの不良度合いに応じた処理を施すことができる。例えば、不吐出ノズルが検出された場合には、ヘッド４１のクリーニング処理（例：ポンプ吸引処理，フラッシング処理）を実施するのに対して、吐出異常ノズルのみが検出された場合には、その吐出異常ノズルの使用を所定の時間に亘って停止する。即ち、所定の時間に亘って印刷を中断したり、吐出異常ノズルに割り当てている画素データＳＩを他のノズルに割り当てたりする。そうすることで、吐出異常ノズルの使用を停止している期間に気泡が消滅し、吐出異常ノズルを正常ノズルに回復させることができる。よって、不良ノズルによる印刷画像の画質劣化を防止することができ、また、吐出異常ノズルのみが検出された場合には、クリーニング処理によるインクの消費量を抑えることができる。

また、例えば、不吐出ノズルが検出されたときに比べて、吐出異常ノズルのみが検出されたときには、ヘッド４１のクリーニング処理の時間を短縮してもよい。つまり、不良ノズルの不良度合いに応じてクリーニング処理の強度を調整する。そうすることで、クリーニング処理によるインクの消費量を抑えることができる。

また、例えば、吐出異常ノズルが不吐出になるまでのインク吐出回数や使用時間の限界値を予め設定してもよい。そして、不吐出ノズルが検出された場合には、その不吐出ノズルの使用を直ぐに停止したり、クリーニング処理を実施したりするのに対して、吐出異常ノズルが検出された場合には、その限界値を超えた時点で使用を停止したり、クリーニング処理を実施したりするようにしてもよい。

また、吐出異常ノズルによる画質劣化は不吐出ノズルによる画質劣化に比べて小さい。そのため、吐出異常ノズルが検出された場合、ユーザーにその事を報知し、印刷を続行するのか、又は、クリーニング処理に移行するのかを、ユーザーに選択させてもよい。そうすることで、ユーザーの状況に応じて、画質よりも速度を優先させたり、速度よりも画質を優先させたりすることができる。

また、吐出異常ノズルが検出された場合には、ユーザーにその事を報知するとよい。そうすることで、不良ノズルと判定されたノズル（吐出異常ノズル）からインクが吐出されていることで、検査が正確に実施されていないとユーザーに誤解させてしまうことを防止できる。

なお、図８のフローでは、不良ノズルにおけるインク吐出不良の原因まで特定していないが、これに限らない。例えば、前述の実施例１と同様に、残留振動の周期が短い不吐出ノズルでは気泡が混入していると判定し、残留振動の周期が長い不吐出ノズルではインクが増粘していると判定してもよい。

また、図８のフローでは、残留振動の振幅Ａ１,Ａ２の差に基づいて、不良ノズルの詳しい状態を判定しているが、これに限らない。図７Ｂに示すように、不吐出ノズルでは、吐出波形Ｗｂによる検出信号ＶＯＵＴと強振波形Ｗｃによる検出信号ＶＯＵＴとで周期Ｔｓの長さが同等となり、また、各検出信号ＶＯＵＴの最初の周期Ｔｓとそれ以降の周期Ｔｓも同等の長さとなる。なお、検出信号ＶＯＵＴにおいて基準電圧Ｖ０である或る地点から２回目に基準電圧Ｖ０に達する地点までの長さを周期とする。これに対して、図７Ａに示すように、吐出異常ノズルでは、吐出波形Ｗｂによる検出信号ＶＯＵＴと強振波形Ｗｃによる検出信号ＶＯＵＴとで周期がばらついている。図７Ａに示す例では、吐出波形Ｗｂによる検出信号ＶＯＵＴの第１周期Ｔ１ｂの方が強振波形Ｗｃによる検出信号ＶＯＵＴの第１周期Ｔ１ｃよりも短く、また、吐出波形Ｗｂによる検出信号ＶＯＵＴの第１周期Ｔ１ｂの方が第２周期Ｔ２ｂよりも短い。これは、不吐出ノズルでは、ノズルからインクが吐出されないほどに、増粘インクの塊や気泡が大きくかったり、増粘インクが固化していたりして、それらの位置や状態が振動により変化し難いのに対して、吐出異常ノズルでは、増粘インクの塊や気泡が小さかったり、増粘インクの固化度合いが小さかったりして、それらの位置や状態が振動により変化し易いからと考えられる。

そこで、吐出波形Ｗｂによる検出信号ＶＯＵＴの周期と強振波形Ｗｃによる検出信号ＶＯＵＴの周期のばらつきに基づいて、不良ノズルの詳しい状態を判定するようにしてもよい。例えば、吐出波形Ｗｂによる検出信号ＶＯＵＴの第１周期から第５周期と強振波形Ｗｃによる検出信号ＶＯＵＴの第１周期から第５周期のばらつき（例えば標準偏差）を求め、周期のばらつきが閾値よりも大きい場合に吐出異常ノズルと判定し、周期のばらつきが閾値以下の場合に不吐出ノズルと判定してもよい。

＝＝＝変形例＝＝＝
＜変形例１＞
上記の実施例では、吐出波形Ｗｂによる通常検査において不良ノズルと検出されたノズルに対してのみ、強振波形Ｗｃによる再検査を実施しているが、これに限らない。例えば、全ノズルに対して、吐出波形Ｗｂによる通常検査と、強振波形Ｗｃによる再検査とを実施するようにしてもよい。この場合、全ノズルの検査精度を高めることができる。また、吐出波形Ｗｂによる通常検査において正常ノズルと検出されたノズルに対してのみ、強振波形Ｗｃによる再検査を実施し、２回の検査で正常ノズルと判定されたノズルを正常ノズルに確定してもよい。この場合、正常ノズルの検出精度を高めることができる。また、上記の実施例では、吐出波形Ｗｂにより全ノズルを検査した後に、強振波形Ｗｃにより不良ノズルを検査しているが、これに限らない。例えば、吐出波形Ｗｂにより或るノズルを検査した結果、そのノズルが不良ノズルであった場合には、そのノズルを強振波形Ｗｃで連続して検査してもよい。また、上記の実施例では、吐出波形Ｗｂによる検査を実施した後に強振波形Ｗｃによる検査を実施しているが、これに限らず、強振波形Ｗｃによる検査を実施した後に吐出波形Ｗｂによる検査を実施してもよい。

＜変形例２＞
上記の実施例では、発生する残留振動を大きくするために、印刷中に使用することのできない強振波形Ｗｃで再検査を実施しているが、これに限らない。例えば、最初に微振動波形Ｗａによる検査を実施した後に、微振動波形Ｗａよりも強い加振力を付与することのできる吐出波形Ｗｂにより再検査を実施してもよい。また、一般的に、大きなドットを形成するための波形であるほどに、強い加振力を付与することができる。よって、例えば、小ドットを形成する波形による検査の後に、大ドットを形成する波形による検査を実施してもよい。

＜変形例３＞
上記の実施例では、残留振動の周期に基づいて不良ノズルか否かを判定しているが、これに限らない。例えば、残留振動の位相や振幅、減衰量などの別のパラメーターに基づいて不良ノズルか否かを判定するようにしてもよいし、残留振動の周期や位相、振幅、減衰量などの中から複数のパラメーターを組み合わせて不良ノズルか否かを判定するようにしてもよい。また、残留振動における周期の変化や振幅の変化に基づいて、不良ノズルか否かを判定するようにしてもよい。また、特定する吐出不良の原因はインクの増粘や気泡混入だけに限らず、残留振動に基づいてノズルへの異物（紙粉，埃）の付着などの他の原因を特定するようにしてもよい。

＜変形例４＞
上記の実施例では、駆動素子４１７の駆動によって圧力室４１１内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動を、駆動素子４１７（圧電素子）の機械的変位による起電力の変化として検出している。即ち、駆動素子４１７をノズルの検査に使用しているが、これに限らない。例えば、駆動素子４１７の駆動によって圧力室４１１内のインクに生じる振動を検知するためのセンサーを、駆動素子４１７とは別にプリンター１に設けてもよい。例えば、圧力室４１１内のインクに生じる振動（例：圧力変化）を検知するためのセンサー（例：圧力センサー）を、圧力室４１１内やインク供給口４１３内に設けてもよい。この場合には、駆動素子４１７の駆動後の残留振動を検出するに限らず、例えば、駆動素子４１７の駆動と同時に振動を検出したり、駆動素子４１７の駆動中や駆動前から振動を検出したりしてもよい。また、この場合には、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によってインクを吐出させるサーマル方式により、ノズルからインク滴を吐出させてもよい。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

上記の実施形態では、ヘッドが移動方向に移動しながらインクを吐出する動作と、媒体が搬送方向に搬送される動作とが繰り返されるプリンターを例に挙げているが、これに限らない。例えば、媒体の幅方向にノズルが並んだ固定されたヘッドの下を、幅方向と交差する方向に媒体が通過する際に、ヘッドが媒体に向けてインクを吐出するプリンターでもよい。また、例えば、印刷領域に搬送された媒体に対して、ヘッドがＸ方向に移動しながら画像を印刷する動作と、ヘッドがＹ方向に移動する動作と、を繰り返して画像を印刷し、その後、未だ画像が印刷されていない媒体の部位を印刷領域に搬送するプリンターでもよい。

上記の実施形態では、液体吐出装置の一例としてインクジェットプリンターを挙げているが、これに限らない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、気体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に対して、上記の実施形態と同様の技術を適用してもよい。

１ プリンター、１０ コントローラー、１１ インターフェース部、
１２ ＣＰＵ、１３ メモリー、１４ ユニット制御回路、
１５ 駆動信号生成回路、２０ 搬送ユニット、３０ キャリッジユニット、
３１ キャリッジ、４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、４１１ 圧力室、
４１２ 共通インク室、４１３ インク供給口、４１４ ノズルプレート、
４１５ 流路形成基板、４１６ 振動板、４１７ 駆動素子、
４２ ヘッド制御部、４２１ シフトレジスター、４２２ ラッチ回路、
４２３ レベルシフター、４２４ スイッチ、４３ 残留振動検出回路、
４３１ 交流増幅器、４３２ スイッチ、４４ キャップ、
５０ 検出器群、６０ コンピューター

Claims (7)

1. 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、
   駆動信号を印加して前記駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部であって、
   検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査と、前記第１検査時よりも強い加振力が付与されるように前記第１検査時と同じ前記駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、前記第１検査時と同じ前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査と、を実施する制御部と、
   を有する液体吐出装置。
2. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、
   前記第１検査において液体吐出不良が発生すると判定した前記検査対象ノズルに対して前記第２検査を実施し、
   前記第１検査において液体吐出不良が発生しないと判定した前記検査対象ノズルに対しては前記第２検査を実施しない、
   液体吐出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置であって、
   前記第１検査では液体吐出不良が発生しない正常なノズルに対して前記第２検査を実施すると、当該正常なノズルからの液体吐出が不安定となる加振力が付与されるように、前記第２検査では前記駆動素子を駆動させる、
   液体吐出装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、前記第２検査時に、前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて、前記検査対象ノズルの状態が、液体が吐出されない状態であるのか、液体は吐出されるが吐出が正常でない状態であるのかを判定する、
   液体吐出装置。
5. 請求項４に記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、
   前記第１検出信号の振幅と前記第２検出信号の振幅との差を閾値と比較し、前記検査対象ノズルの状態が、液体が吐出されない状態であるのか、液体は吐出されるが吐出が正常でない状態であるのかを判定する、
   液体吐出装置。
6. 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドの検査方法であって、
   検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査を実施することと、
   前記第１検査時よりも強い加振力が付与されるように前記第１検査時と同じ前記駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、前記第１検査時と同じ前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査を実施することと、
   を有する検査方法。
7. 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドをコンピューターに検査させるためのプログラムであって、
   検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第１検出信号に基づいて、前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第１検査を実施する機能と、
   前記第１検査時よりも強い加振力が付与されるように前記第１検査時と同じ前記駆動素子を駆動させることにより得られる第２検出信号に基づいて、前記第１検査時と同じ前記検査対象ノズルからの液体吐出不良を検査する第２検査を実施する機能と、
   をコンピューターに実現させるためのプログラム。

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