画像形成装置
【課題】簡易な回路構成によりドット形成素子の異常判定を実現する。
【解決手段】記録媒体にドットを形成するドット形成素子と、第１周波数の周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す状態値である第１状態値と、前記第１周波数と異なる第２周波数の前記周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す前記状態値である第２状態値とを取得する状態値取得手段と、前記第１状態値と前記第２状態値との相対関係に基づいて前記ドット形成素子が正常であるか否かを判定する判定手段と、を備える画像形成装置。
【解決手段】記録媒体にドットを形成するドット形成素子と、第１周波数の周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す状態値である第１状態値と、前記第１周波数と異なる第２周波数の前記周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す前記状態値である第２状態値とを取得する状態値取得手段と、前記第１状態値と前記第２状態値との相対関係に基づいて前記ドット形成素子が正常であるか否かを判定する判定手段と、を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドット形成素子の異常を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドット形成素子の振動パターンを示す振動波形データを取得し、当該振動波形データに基づいて振動パターンの周期や振幅などを解析することにより、ドット形成素子の異常判定を行う技術が提案されている（特許文献１、参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３８９４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、振動パターンを示す振動波形データを記録するための回路構成や、振動波形データを解析するための回路構成が複雑となるという問題があった。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、簡易な回路構成によりドット形成素子の異常判定を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明の画像形成装置において、ドット形成素子が駆動することにより記録媒体にドットが形成される。状態値取得手段は、第１状態値と第２状態値との相対関係を取得する。第１状態値とは、第１周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子の状態を示す。一方、第２状態値とは、第１周波数と異なる第２周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子の状態を示す。すなわち、状態値取得手段は、互いに異なる２つの周波数の周期信号で駆動するドット形成素子の状態値を取得する。そして、判定手段は、第１状態値と第２状態値との相対関係に基づいてドット形成素子が正常であるか否かを判定する。
【０００６】
上記の構成において、状態値取得手段は第１状態値と第２状態値とを取得すればよく、状態値取得手段を簡易な回路構成で実現できる。すなわち、状態値取得手段は、ドット形成素子に出力する周期信号の周波数を切り替えることにより第１状態値と第２状態値とを取得できるため、第１状態値と第２状態値とを取得するための回路を共通させることができる。
【０００７】
ここで、ある周波数の周期信号を出力した場合における状態値は、ドット形成素子の駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しやすく、単一の状態値の絶対的な大きさのみに基づいてドット形成素子が正常であるか否かを判定すると誤判定が生じる。これに対して、第１状態値と第２状態値との相対関係は、ドット形成素子の駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しにくい。従って、状態値取得手段を簡易な回路構成としても、安定した異常判定を実現できる。なお、状態値取得手段は、相対関係が把握可能な程度に第１状態値と第２状態値とを取得できればよく、必ずしも第１状態値と第２状態値とを絶対的な意味で正確に取得しなくてもよい。
【０００８】
また、ドット形成素子が共振する場合に、極値となる状態値を採用してもよい。この場合、ドット形成素子を共振させる周期信号の周波数の前後で、状態値の増加減少傾向が反転することとなる。従って、正常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数と、異常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数との間の周波数範囲においては、ドット形成素子が正常であるか異常であるかによって、周期信号の周波数に対する状態値の増加減少傾向が反転することとなる。すなわち、ドット形成素子が正常であるか異常であるかによって、第１状態値と第２状態値との大小関係が反転する。従って、判定手段は、第１状態値と第２状態値との大小関係に基づいて簡易にドット形成素子が正常であるか否かを判定できる。
【０００９】
さらに、状態値取得手段は正常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数を第１周波数とし、第２状態検出手段は異常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数を第２周波数としてもよい。このようにすることにより、ドット形成素子が正常であるか異常であるかによって、第１状態値と第２状態値との大小関係が反転する周波数範囲において、第１周波数と第２周波数との差を最大限大きくできる。第１周波数と第２周波数との差を大きくすることにより、周波数に対する状態値の傾きが小さい場合でも、第１状態値と第２状態値とを乖離させることができ、第１状態値と第２状態値との大小関係を明確に判定できる。
【００１０】
また、周期信号をそれぞれ生成する複数の信号生成回路と、ドット形成素子に周期信号を出力させる信号生成回路を択一的に切り替える切替回路とが備えられる場合に以下の構成を採用してもよい。すなわち、状態値取得手段は、複数の信号生成回路のうちのいずれか１個から第１状態値と第２状態値とを取得してもよい。１個の信号生成回路に第１状態値と第２状態値とを取得するための回路を備えさせればよいため、回路構成を簡素化できる。
【００１１】
また、第１状態値と第２状態値とを取得するための回路の例として、以下の回路を採用してもよい。すなわち、周期信号を増幅するための電圧源となる直流電源とグランドとを備え、当該直流電源と当該グランドとの間に設けられた出力点から周期信号をドット形成素子に出力する信号生成回路において、出力点よりもグランド側に備えられた電流検出用抵抗器に流れる電流値に基づいて第１状態値と第２状態値とを取得してもよい。出力点よりもグランド側に電流検出用抵抗器を備えさせることにより、電流検出用抵抗器における電圧降下により周期信号の電圧が低下することが防止でき、周期信号の電圧の低下を補うように直流電源を高電圧化させなくても済む。従って、省電力の信号生成回路が実現できる。また、電流検出用抵抗器と電流値を取得する回路（例えばデジタル変換器等）のみで第１状態値および第２状態値を取得するための回路を構成することができ、回路構成を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置のブロック図である。
【図２】ドット形成素子の共振特性を示すグラフである。
【図３】変形例にかかる第１周波数と第２周波数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。なお、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
（１）画像形成装置の構成：
（２）異常判定：
（３）変形例：
【００１４】
（１）画像形成装置の構成：
図１は本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１のブロック図である。画像形成装置１は、印刷ヘッドを主走査方向に往復動させることにより記録媒体上に印刷画像を形成するシリアルインクジェットプリンターである。画像形成装置１は、主基板１０とキャリッジ２０とキャリッジ駆動部３０と記録媒体搬送部４０とを備える。主基板１０は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭやＡＳＩＣ等が実装された基板であり、記録媒体搬送制御回路１０ａとキャリッジ駆動制御回路１０ｂと駆動データ生成回路１０ｃと異常判定回路１０ｄとを備える。
【００１５】
キャリッジ２０は、印刷ヘッド２１と駆動信号生成回路２２とインクカートリッジ２３とを備える。キャリッジ２０は主走査方向に移動する。印刷ヘッド２１は、ドット形成素子ＤＥを備える。ドット形成素子ＤＥは、一対の電極間に圧電材料を挟み込んだ圧電素子と、当該圧電素子の駆動により振動する振動板と、当該振動板を壁面として有するインク室と、当該インク室と連通するノズルとを備える。ドット形成素子ＤＥの圧電素子に駆動信号としての駆動電圧パルスを印加することにより、インク室内に充填されたインクが加減圧される。これにより、インク室に連通するノズルからインク滴が吐出され、当該インク滴が記録媒体に着弾してドットが形成される。また、キャリッジ２０に備えられたインクカートリッジ２３からノズルにインクが供給される。
【００１６】
駆動信号生成回路２２は、ドット形成素子ＤＥに印加するための駆動電圧パルスを生成する回路であり、主基板１０が備える駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データに基づいて駆動電圧パルスを生成する。駆動データ生成回路１０ｃは、印刷対象の画像データに基づいて解像度変換処理や色変換処理やハーフトーン処理や並べ替え処理等を順次実行することにより、デジタルデータである駆動データと、切替信号とを駆動信号生成回路２２に出力する。
【００１７】
駆動信号生成回路２２は、切替回路２２ａと２個の増幅回路２２ｂ，２２ｃと状態値取得回路２２ｄとを備える。切替回路２２ａは、駆動データ生成回路１０ｃから切替信号を入力し、増幅回路２２ｂ，２２ｃがそれぞれ生成した駆動電圧パルスのうちドット形成素子ＤＥに印加させる駆動電圧パルスを択一的に切り替えるトランスミッションゲートをなす。本実施形態において、切替回路２２ａは、増幅回路２２ｂ，２２ｃがそれぞれ生成した駆動電圧パルスを交互にドット形成素子ＤＥに印加させる。増幅回路２２ｂ，２２ｃは互いにほぼ同一の回路構成を有しており、それぞれデジタル積分器ＤＩとアナログ変換器ＡＣとプリアンプＰＡと抵抗器ＲＲ１，ＲＲ２と増幅トランジスターＴＲ１，ＴＲ２と平滑化コンデンサＣＬとを備える。
【００１８】
デジタル積分器ＤＩは駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データを所定の微少時間周期ごとに積算した積算値を示すデータを生成し、当該データを順次アナログ変換器ＡＣに出力する。アナログ変換器ＡＣは、積算値を示すデータを電流パルスに変換し、プリアンプＰＡに出力する。プリアンプＰＡは、電流パルスのうち所定電流値よりも大きい成分を抽出した正電流パルスと、所定電流値以下の成分を抽出した負電流パルスとを生成する。そして、プリアンプＰＡは、正電流パルスを抵抗器ＲＲ１を介して増幅トランジスターＴＲ１のベースに出力し、負電流パルスを抵抗器ＲＲ２を介して増幅トランジスターＴＲ２のベースに出力する。増幅トランジスターＴＲ１はＮＰＮ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ１のコレクターは直流電源ＶＣＣに接続されている。一方、増幅トランジスターＴＲ２はＰＮＰ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ２のコレクターはグランドＧＮＤに接続されている。増幅トランジスターＴＲ１と増幅トランジスターＴＲ２のエミッター同士が出力点Ｙにて接続されており、当該出力点Ｙから切替回路２２ａを介してドット形成素子ＤＥへ駆動電圧パルスが出力される。なお、出力点Ｙから駆動電圧パルスが出力される場合のドット形成素子ＤＥは、切替回路２２ａ（出力点Ｙ）とグランドとの間に直列接続された共振回路ＥＣと等価であると考えることができる。本実施形態において、ドット形成素子ＤＥは、コイルＬＩとコンデンサＣＩと抵抗器ＲＩとの直列回路と、コンデンサＣｈＩと抵抗器ＲｈＩとの直列回路とを並列に接続した共振回路ＥＣと等価であるとする。
【００１９】
ここで、正電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ１のベースに正の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間の抵抗が低下して、直流電源ＶＣＣによってエミッターの電圧が引き上げられる。一方、負電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ２のベースに負の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間の抵抗が低下してグランドＧＮＤによってエミッターの電圧が引き下げられる。以上のように増幅回路２２ｂ，２２ｃは、いわゆるプッシュプル増幅回路を構成し、増幅した駆動電圧パルスを出力点Ｙから出力する。なお、正電流パルスと負電流パルスとは、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間と、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間とを択一的に導通させるものであり、これらの一方が導通している場合には他方は導通しない。出力点Ｙは切替回路２２ａと接続されており、２個の増幅回路２２ｂ，２２ｃがそれぞれ生成した駆動電圧パルスは切替回路２２ａによって択一的にドット形成素子ＤＥに印加される。また、平滑化コンデンサＣＬは、ドット形成素子ＤＥに流れる電流を平滑化する。
【００２０】
状態値取得回路２２ｄは、電流検出用抵抗器ＲＤとデジタル変換器ＤＣとからなる。電流検出用抵抗器ＲＤは、２個の増幅回路２２ｂ，２２ｃのうち一方の増幅回路２２ｂの増幅トランジスターＴＲ２のコレクターとグランドＧＮＤとの間に直列接続される。デジタル変換器ＤＣは、電流検出用抵抗器ＲＤを流れる電流値Ｉを取得し、当該電流値を示すデジタル信号を、主基板１０の異常判定回路１０ｄに出力する。なお、他方の増幅回路２２ｃには状態値取得回路２２ｄが備えられない。
【００２１】
記録媒体搬送部４０は、図示しない搬送モーター制御回路や搬送モーターや搬送ローラーを備える。記録媒体搬送部４０は、主基板１０の記録媒体搬送制御回路１０ａから入力した搬送制御データに基づいて搬送モーター制御回路が搬送モーターを駆動させることにより、主走査方向に直交する副走査方向に記録媒体を搬送させる。
キャリッジ駆動部３０は、キャリッジモーター制御回路３０ａとキャリッジモーター３０ｂとを備える。キャリッジモーター制御回路３０ａはキャリッジ駆動制御回路１０ｂから入力した移動制御データに基づいてキャリッジモーター３０ｂの駆動信号を生成する。これにより、キャリッジモーター３０ｂが駆動し、キャリッジ２０が主走査方向に移動させられる。
【００２２】
（２）異常判定：
図２は、ドット形成素子ＤＥの共振特性を示すグラフである。同図の縦軸はドット形成素子ＤＥに流れる電流の大きさを示す電流値Ｉを示し、横軸は周期信号の周波数Ｆを示す。上述のようにドット形成素子ＤＥは共振回路ＥＣと等価であると考えられ、コイルＬＩとコンデンサＣＩとの並列回路が共振する場合に、当該並列回路のインピーダンスが最大となり、ドット形成素子ＤＥに流れる電流値Ｉは極小値となる。すなわち、ドット形成素子ＤＥが共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2の周期信号に応じて駆動した場合に電流値Ｉが極小値となる。なお、共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2より小さい周波数帯域では電流値Ｉが単調減少し、共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2より大きい周波数帯域では電流値Ｉが単調増加する。
【００２３】
ここで、ドット形成素子ＤＥの共振特性は、ドット形成素子ＤＥ固有の機械特性に支配され、ドット形成素子ＤＥが正常であるか否かによって異なる。図２においては、ドット形成素子ＤＥが正常である場合のドット形成素子ＤＥの共振特性を実線で示し、ドット形成素子ＤＥが異常（インク室に気泡が存在するインク不充填異常）である場合のドット形成素子ＤＥの共振特性を破線で示している。ドット形成素子ＤＥが異常である場合の共振周波数Ｆ r2は、ドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1よりも大きくなる。従って、共振周波数Ｆ r1から共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲においては、ドット形成素子ＤＥが正常であれば周波数Ｆの増加に応じて電流値Ｉが単調増加し、ドット形成素子ＤＥが異常であれば周波数Ｆの増加に応じて電流値Ｉが単調減少する。
【００２４】
まず、主基板１０の異常判定回路１０ｄは、駆動信号生成回路２２の増幅回路２２ｂ，２２ｃに第１周波数としての共振周波数Ｆ r1の周期信号を百周期程度にわたってドット形成素子ＤＥに出力させる。ここにおける周期信号は、一様な駆動電圧パルスを第１周波数に準じて周期的に生成することにより出力される。共振周波数Ｆ r1の周期信号の出力を開始してから、平滑化コンデンサＣＬにより電流が十分に平滑化された段階で、キャリッジ２０に備えられた状態値取得回路２２ｄのデジタル変換器ＤＣは、電流検出用抵抗器ＲＤに流れる電流の大きさを示す第１電流値Ｉ1を示すデジタル信号を生成し、当該デジタル信号を主基板１０の異常判定回路１０ｄに出力する。上述のように、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間と、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間とは択一的に導通するため、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間および電流検出用抵抗器ＲＤに電流が流れる期間においては、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間には電流が流れない。すなわち、ドット形成素子ＤＥを流れる電流と電流検出用抵抗器ＲＤを流れる電流とは同じであり、デジタル変換器ＤＣにて計測された電流値はドット形成素子ＤＥを流れる電流の電流値Ｉを示す。また、第１電流値Ｉ1は、第１周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子ＤＥの状態を示す第１状態値である。
【００２５】
次に異常判定回路１０ｄは、駆動信号生成回路２２の増幅回路２２ｂ，２２ｃに第２周波数としての共振周波数Ｆ r2の周期信号をドット形成素子ＤＥに出力させる。ここにおける周期信号は、一様な駆動電圧パルスを第２周波数に準じて周期的に生成することにより出力される。共振周波数Ｆ r2の周期信号の出力を開始し、電流が十分に平滑化された段階で、電流検出用抵抗器ＲＤに流れる電流の大きさを示す第２電流値Ｉ2を示すデジタル信号を生成し、当該デジタル信号を主基板１０の異常判定回路１０ｄに出力する。第２電流値Ｉ2は、第２周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子ＤＥの状態を示す第２状態値である。なお、駆動環境等の変化が判定結果に影響しないように、第１電流値Ｉ1と第２電流値Ｉ2との取得時刻の差が所定期間内となるように制限してもよい。
【００２６】
以上のようにして第１電流値Ｉ1と第２電流値Ｉ2とを示すデジタル信号が出力された異常判定回路１０ｄは、第１電流値Ｉ1と第２電流値Ｉ2との大小関係に基づいてドット形成素子ＤＥが正常であるか否かを判定する。すなわち、図２の関係から、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2よりも小さい場合にドット形成素子ＤＥが正常であると判定し、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2以上である場合にドット形成素子ＤＥが異常であると判定する。第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2よりも小さい場合、第１共振周波数Ｆ r1から第２共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲においてドット形成素子ＤＥにおける電流値Ｉが増加傾向にあるため、ドット形成素子ＤＥが正常であると判定できる。一方、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2以上である場合、第１共振周波数Ｆ r1から第２共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲においてドット形成素子ＤＥにおける電流値Ｉが増加傾向にないため、ドット形成素子ＤＥが異常であると判定できる。
【００２７】
ここで、ある周波数Ｆの周期信号を出力した場合における電流値Ｉは、ドット形成素子ＤＥの駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しやすく、単一の電流値Ｉの絶対的な大きさのみに基づいてドット形成素子が正常であるか否かを判定すると誤判定が生じる。例えば、図２にて一点鎖線で示すようにドット形成素子ＤＥが正常である場合にも、駆動条件等により電流値Ｉの絶対的な大きさは変化し得る。これに対して、電流値Ｉ1，Ｉ2の相対関係は、ドット形成素子の駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しにくい。従って、共振周波数Ｆ r2に対応する第２電流値Ｉ2と共振周波数Ｆ r1に対応する第１電流値Ｉ1との相対関係に基づく判定を行うことにより、安定した異常判定を実現できる。また、本実施形態の異常判定回路１０ｄは、正常であるか否かによって電流値Ｉの増加減少傾向が反転する周波数範囲に属する共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2に対応する電流値Ｉ1，Ｉ2を取得するため。電流値Ｉ1，Ｉ2の大小関係に基づく簡素な判定によって、ドット形成素子ＤＥが正常であるか否かを判定できる。
【００２８】
さらに、正常なドット形成素子ＤＥを共振させる周期信号の共振周波数Ｆ r1と、異常なドット形成素子ＤＥを共振させる周期信号の共振周波数Ｆ r2とをそれぞれ第１周波数と第２周波数とすることにより、正常であるか否かによって増加減少傾向が反転する周波数範囲において、第１周波数と第２周波数との差を最大限大きくできる。これにより、第１周波数と第２周波数の周期信号を出力した場合の電流値Ｉ1，Ｉ2の大きさを互いに大きく乖離させることができ、当該電流値Ｉ1，Ｉ2の大小関係を明確に判定できる。例えば、図２にて二点鎖線で示すようにドット形成素子ＤＥの周期信号の周波数Ｆの変化に対する電流値Ｉの傾きが小さい場合にも、電流値Ｉ１，Ｉ2を互いに大きく乖離させることができ、これらの大小関係を明確に判定できる。また、状態値取得回路２２ｄにおける出力点ＹよりもグランドＧＮＤ側に備えられた電流検出用抵抗器ＲＤに流れる電流値Ｉを取得することにより、電流検出用抵抗器ＲＤにおける電圧降下により周期信号の電圧が低下することが防止でき、周期信号の電圧の低下を補うように直流電源ＶＣＣを高電圧化させなくても済む。また、電流検出用抵抗器ＲＤとデジタル変換器ＤＣのみにより状態値取得手段としての状態値取得回路２２ｄを構成でき、状態値取得回路２２ｄの回路構成を簡素化できる。また、信号生成回路としての増幅回路２２ｂ，２２ｃのうち１個の増幅回路２２ｂのみから電流値Ｉ1，Ｉ2を取得するため、増幅回路２２ｂ，２２ｃの双方から電流値Ｉ1，Ｉ2を取得する場合よりも、回路構成を簡素化できる。
【００２９】
（３）変形例：
以上においては共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2を第１周波数と第２周波数として採用したが、共振周波数Ｆ r1から共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲に属する共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2以外の周波数を第１周波数と第２周波数として採用しても、電流値Ｉ1，Ｉ2の大小関係によりドット形成素子ＤＥが正常であるか否かが判定できる。また、第１周波数と第２周波数とは、ドット形成素子ＤＥが正常であるか否かによって増加減少傾向が反転する周波数範囲以外から採用してもよい。例えば、図２に示す共振周波数Ｆ r2よりも大きい周波数を第１周波数と第２周波数（第１周波数＜第２周波数）として採用してもよい。この場合、ドット形成素子ＤＥが正常である場合の方が、ドット形成素子ＤＥが異常である場合よりも周波数Ｆの増加に応じて電流値Ｉが増加する傾きが小さくなるため、電流値Ｉ2から電流値Ｉ1を減算した差分が所定の閾値（正値）よりも小さいことをもってドット形成素子ＤＥが正常であると判定してもよい。
【００３０】
また、前記実施形態ではインク不充填異常のみを判定したが、ドット形成素子ＤＥに生じた他の態様の異常を判定してもよい。例えば、ノズルにてインクが固化してインク滴が吐出できなくなった場合（ノズル詰まり異常の場合）でも、共振周波数が正常である場合から変化する。ノズルにてインクが固化すると、共振周波数はインクの粘性に支配されることとなるが、本変形例ではノズルにてインクが固化することにより、共振周波数が正常である場合よりも小さくなることとする。
【００３１】
図３は、ドット形成素子ＤＥに流れる電流の大きさを示す電流値Ｉを示すグラフである。同図の縦軸は電流値Ｉを示し、横軸は周期信号の周波数Ｆを示す。同図に示すように、ノズル詰まり異常の場合の共振周波数Ｆ r3はドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1よりも小さく、インク不充填異常の場合の共振周波数Ｆ r2はドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1よりも大きい。本変形例では、ドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1を挟み、かつ、電流値Ｉが同等となる一対の周波数をそれぞれ第１周波数Ｆ1と第２周波数Ｆ2として採用する。ここで、ドット形成素子ＤＥが正常である場合には、第１周波数Ｆ1と第２周波数Ｆ2に対応する電流値Ｉ1，Ｉ2は同等の値となる。従って、第２電流値Ｉ2から第１電流値Ｉ1を減算した差分の絶対値が所定の閾値よりも小さいことをもって、ドット形成素子ＤＥが正常であると判定できる。
【００３２】
一方、ノズル詰まり異常の場合、第１周波数Ｆ1から第２周波数Ｆ2の周波数範囲において電流値Ｉは周波数Ｆに関して単調増加となるため、前記差分の絶対値が所定の閾値以上であり、かつ、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2よりも小さいことをもって、ノズル詰まり異常であると判定できる。反対に、インク不充填異常の場合、第１周波数Ｆ1から第２周波数Ｆ2の周波数範囲において電流値Ｉは周波数Ｆに関して単調減少となるため、前記差分の絶対値が所定の閾値以上であり、かつ、電流値Ｉ1が電流値Ｉ2よりも大きいことをもって、インク不充填異常であると判定できる。このように異常の態様が判定できれば、異常の態様に適した異常回復動作を行わせることができる。例えば、ノズル詰まり異常であると判定した場合にはドット形成素子ＤＥからインクを吸引するとともに、インク不充填異常であると判定された場合にはインク滴を所定回吐出させるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、状態値取得回路２２ｄにおける出力点Ｙよりも直流電源ＶＣＣ側に電流検出用抵抗器ＲＤを備えさせ、当該電流検出用抵抗器ＲＤにおける電流値を計測してもよい。また、増幅回路２２ｂ，２２ｃの双方に状態値取得回路２２ｄを備えさせてもよい。
また、前記実施形態では電流値を状態値として採用したが、ドット形成素子ＤＥにおける電圧値やインピーダンス等を状態値として採用してもよい。さらに、第１状態値と第２状態値との相対関係として差分以外の値を採用してもよく、例えば第１状態値と第２状態値とを乗算したり、第１状態値を第２状態で除算した値を相対関係として取得してもよい。
なお、図１にて図示を省略したが、印刷ヘッド２１には複数のドット形成素子ＤＥが備えられる。従って、駆動信号生成回路２２が周期信号を出力するドット形成素子ＤＥを切り替えるごとに電流値Ｉ1，Ｉ2の相対関係に基づく異常判定を順次行っていくことにより、印刷ヘッド２１に備えられた複数のドット形成素子ＤＥのそれぞれについて異常判定を行ってもよい。
また、前記実施形態のようにキャリッジ２０に駆動信号生成回路２２を備えさせてもよいし、駆動信号生成回路２２を主基板１０に備えさせてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…画像形成装置、１０…主基板、１０ａ…記録媒体搬送制御回路、１０ｂ…キャリッジ駆動制御回路、１０ｃ…駆動データ生成回路、１０ｄ…異常判定回路、２０，１２０…キャリッジ、２１…印刷ヘッド、２２…駆動信号生成回路、２２ａ…切替回路、２２ｂ，２２ｃ…増幅回路、２３…インクカートリッジ、３０…キャリッジ駆動部、３０ａ…キャリッジモーター制御回路、３０ｂ…キャリッジモーター、４０…記録媒体搬送部、１２０…キャリッジ、ＡＣ…アナログ変換器、ＣＩ…コンデンサ、ＣＬ…平滑化コンデンサ、ＤＩ…デジタル積分器、ＥＣ…共振回路、ＬＩ…コイル、ＰＡ…プリアンプ、ＤＥ…ドット形成素子、ＲＩ，ＲＲ１，ＲＲ２…抵抗器、ＲＤ…電流検出用抵抗器、ＴＲ１，ＴＲ２…増幅トランジスター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドット形成素子の異常を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドット形成素子の振動パターンを示す振動波形データを取得し、当該振動波形データに基づいて振動パターンの周期や振幅などを解析することにより、ドット形成素子の異常判定を行う技術が提案されている（特許文献１、参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３８９４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、振動パターンを示す振動波形データを記録するための回路構成や、振動波形データを解析するための回路構成が複雑となるという問題があった。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、簡易な回路構成によりドット形成素子の異常判定を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明の画像形成装置において、ドット形成素子が駆動することにより記録媒体にドットが形成される。状態値取得手段は、第１状態値と第２状態値との相対関係を取得する。第１状態値とは、第１周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子の状態を示す。一方、第２状態値とは、第１周波数と異なる第２周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子の状態を示す。すなわち、状態値取得手段は、互いに異なる２つの周波数の周期信号で駆動するドット形成素子の状態値を取得する。そして、判定手段は、第１状態値と第２状態値との相対関係に基づいてドット形成素子が正常であるか否かを判定する。
【０００６】
上記の構成において、状態値取得手段は第１状態値と第２状態値とを取得すればよく、状態値取得手段を簡易な回路構成で実現できる。すなわち、状態値取得手段は、ドット形成素子に出力する周期信号の周波数を切り替えることにより第１状態値と第２状態値とを取得できるため、第１状態値と第２状態値とを取得するための回路を共通させることができる。
【０００７】
ここで、ある周波数の周期信号を出力した場合における状態値は、ドット形成素子の駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しやすく、単一の状態値の絶対的な大きさのみに基づいてドット形成素子が正常であるか否かを判定すると誤判定が生じる。これに対して、第１状態値と第２状態値との相対関係は、ドット形成素子の駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しにくい。従って、状態値取得手段を簡易な回路構成としても、安定した異常判定を実現できる。なお、状態値取得手段は、相対関係が把握可能な程度に第１状態値と第２状態値とを取得できればよく、必ずしも第１状態値と第２状態値とを絶対的な意味で正確に取得しなくてもよい。
【０００８】
また、ドット形成素子が共振する場合に、極値となる状態値を採用してもよい。この場合、ドット形成素子を共振させる周期信号の周波数の前後で、状態値の増加減少傾向が反転することとなる。従って、正常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数と、異常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数との間の周波数範囲においては、ドット形成素子が正常であるか異常であるかによって、周期信号の周波数に対する状態値の増加減少傾向が反転することとなる。すなわち、ドット形成素子が正常であるか異常であるかによって、第１状態値と第２状態値との大小関係が反転する。従って、判定手段は、第１状態値と第２状態値との大小関係に基づいて簡易にドット形成素子が正常であるか否かを判定できる。
【０００９】
さらに、状態値取得手段は正常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数を第１周波数とし、第２状態検出手段は異常なドット形成素子を共振させる周期信号の周波数を第２周波数としてもよい。このようにすることにより、ドット形成素子が正常であるか異常であるかによって、第１状態値と第２状態値との大小関係が反転する周波数範囲において、第１周波数と第２周波数との差を最大限大きくできる。第１周波数と第２周波数との差を大きくすることにより、周波数に対する状態値の傾きが小さい場合でも、第１状態値と第２状態値とを乖離させることができ、第１状態値と第２状態値との大小関係を明確に判定できる。
【００１０】
また、周期信号をそれぞれ生成する複数の信号生成回路と、ドット形成素子に周期信号を出力させる信号生成回路を択一的に切り替える切替回路とが備えられる場合に以下の構成を採用してもよい。すなわち、状態値取得手段は、複数の信号生成回路のうちのいずれか１個から第１状態値と第２状態値とを取得してもよい。１個の信号生成回路に第１状態値と第２状態値とを取得するための回路を備えさせればよいため、回路構成を簡素化できる。
【００１１】
また、第１状態値と第２状態値とを取得するための回路の例として、以下の回路を採用してもよい。すなわち、周期信号を増幅するための電圧源となる直流電源とグランドとを備え、当該直流電源と当該グランドとの間に設けられた出力点から周期信号をドット形成素子に出力する信号生成回路において、出力点よりもグランド側に備えられた電流検出用抵抗器に流れる電流値に基づいて第１状態値と第２状態値とを取得してもよい。出力点よりもグランド側に電流検出用抵抗器を備えさせることにより、電流検出用抵抗器における電圧降下により周期信号の電圧が低下することが防止でき、周期信号の電圧の低下を補うように直流電源を高電圧化させなくても済む。従って、省電力の信号生成回路が実現できる。また、電流検出用抵抗器と電流値を取得する回路（例えばデジタル変換器等）のみで第１状態値および第２状態値を取得するための回路を構成することができ、回路構成を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置のブロック図である。
【図２】ドット形成素子の共振特性を示すグラフである。
【図３】変形例にかかる第１周波数と第２周波数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。なお、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
（１）画像形成装置の構成：
（２）異常判定：
（３）変形例：
【００１４】
（１）画像形成装置の構成：
図１は本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１のブロック図である。画像形成装置１は、印刷ヘッドを主走査方向に往復動させることにより記録媒体上に印刷画像を形成するシリアルインクジェットプリンターである。画像形成装置１は、主基板１０とキャリッジ２０とキャリッジ駆動部３０と記録媒体搬送部４０とを備える。主基板１０は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭやＡＳＩＣ等が実装された基板であり、記録媒体搬送制御回路１０ａとキャリッジ駆動制御回路１０ｂと駆動データ生成回路１０ｃと異常判定回路１０ｄとを備える。
【００１５】
キャリッジ２０は、印刷ヘッド２１と駆動信号生成回路２２とインクカートリッジ２３とを備える。キャリッジ２０は主走査方向に移動する。印刷ヘッド２１は、ドット形成素子ＤＥを備える。ドット形成素子ＤＥは、一対の電極間に圧電材料を挟み込んだ圧電素子と、当該圧電素子の駆動により振動する振動板と、当該振動板を壁面として有するインク室と、当該インク室と連通するノズルとを備える。ドット形成素子ＤＥの圧電素子に駆動信号としての駆動電圧パルスを印加することにより、インク室内に充填されたインクが加減圧される。これにより、インク室に連通するノズルからインク滴が吐出され、当該インク滴が記録媒体に着弾してドットが形成される。また、キャリッジ２０に備えられたインクカートリッジ２３からノズルにインクが供給される。
【００１６】
駆動信号生成回路２２は、ドット形成素子ＤＥに印加するための駆動電圧パルスを生成する回路であり、主基板１０が備える駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データに基づいて駆動電圧パルスを生成する。駆動データ生成回路１０ｃは、印刷対象の画像データに基づいて解像度変換処理や色変換処理やハーフトーン処理や並べ替え処理等を順次実行することにより、デジタルデータである駆動データと、切替信号とを駆動信号生成回路２２に出力する。
【００１７】
駆動信号生成回路２２は、切替回路２２ａと２個の増幅回路２２ｂ，２２ｃと状態値取得回路２２ｄとを備える。切替回路２２ａは、駆動データ生成回路１０ｃから切替信号を入力し、増幅回路２２ｂ，２２ｃがそれぞれ生成した駆動電圧パルスのうちドット形成素子ＤＥに印加させる駆動電圧パルスを択一的に切り替えるトランスミッションゲートをなす。本実施形態において、切替回路２２ａは、増幅回路２２ｂ，２２ｃがそれぞれ生成した駆動電圧パルスを交互にドット形成素子ＤＥに印加させる。増幅回路２２ｂ，２２ｃは互いにほぼ同一の回路構成を有しており、それぞれデジタル積分器ＤＩとアナログ変換器ＡＣとプリアンプＰＡと抵抗器ＲＲ１，ＲＲ２と増幅トランジスターＴＲ１，ＴＲ２と平滑化コンデンサＣＬとを備える。
【００１８】
デジタル積分器ＤＩは駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データを所定の微少時間周期ごとに積算した積算値を示すデータを生成し、当該データを順次アナログ変換器ＡＣに出力する。アナログ変換器ＡＣは、積算値を示すデータを電流パルスに変換し、プリアンプＰＡに出力する。プリアンプＰＡは、電流パルスのうち所定電流値よりも大きい成分を抽出した正電流パルスと、所定電流値以下の成分を抽出した負電流パルスとを生成する。そして、プリアンプＰＡは、正電流パルスを抵抗器ＲＲ１を介して増幅トランジスターＴＲ１のベースに出力し、負電流パルスを抵抗器ＲＲ２を介して増幅トランジスターＴＲ２のベースに出力する。増幅トランジスターＴＲ１はＮＰＮ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ１のコレクターは直流電源ＶＣＣに接続されている。一方、増幅トランジスターＴＲ２はＰＮＰ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ２のコレクターはグランドＧＮＤに接続されている。増幅トランジスターＴＲ１と増幅トランジスターＴＲ２のエミッター同士が出力点Ｙにて接続されており、当該出力点Ｙから切替回路２２ａを介してドット形成素子ＤＥへ駆動電圧パルスが出力される。なお、出力点Ｙから駆動電圧パルスが出力される場合のドット形成素子ＤＥは、切替回路２２ａ（出力点Ｙ）とグランドとの間に直列接続された共振回路ＥＣと等価であると考えることができる。本実施形態において、ドット形成素子ＤＥは、コイルＬＩとコンデンサＣＩと抵抗器ＲＩとの直列回路と、コンデンサＣｈＩと抵抗器ＲｈＩとの直列回路とを並列に接続した共振回路ＥＣと等価であるとする。
【００１９】
ここで、正電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ１のベースに正の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間の抵抗が低下して、直流電源ＶＣＣによってエミッターの電圧が引き上げられる。一方、負電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ２のベースに負の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間の抵抗が低下してグランドＧＮＤによってエミッターの電圧が引き下げられる。以上のように増幅回路２２ｂ，２２ｃは、いわゆるプッシュプル増幅回路を構成し、増幅した駆動電圧パルスを出力点Ｙから出力する。なお、正電流パルスと負電流パルスとは、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間と、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間とを択一的に導通させるものであり、これらの一方が導通している場合には他方は導通しない。出力点Ｙは切替回路２２ａと接続されており、２個の増幅回路２２ｂ，２２ｃがそれぞれ生成した駆動電圧パルスは切替回路２２ａによって択一的にドット形成素子ＤＥに印加される。また、平滑化コンデンサＣＬは、ドット形成素子ＤＥに流れる電流を平滑化する。
【００２０】
状態値取得回路２２ｄは、電流検出用抵抗器ＲＤとデジタル変換器ＤＣとからなる。電流検出用抵抗器ＲＤは、２個の増幅回路２２ｂ，２２ｃのうち一方の増幅回路２２ｂの増幅トランジスターＴＲ２のコレクターとグランドＧＮＤとの間に直列接続される。デジタル変換器ＤＣは、電流検出用抵抗器ＲＤを流れる電流値Ｉを取得し、当該電流値を示すデジタル信号を、主基板１０の異常判定回路１０ｄに出力する。なお、他方の増幅回路２２ｃには状態値取得回路２２ｄが備えられない。
【００２１】
記録媒体搬送部４０は、図示しない搬送モーター制御回路や搬送モーターや搬送ローラーを備える。記録媒体搬送部４０は、主基板１０の記録媒体搬送制御回路１０ａから入力した搬送制御データに基づいて搬送モーター制御回路が搬送モーターを駆動させることにより、主走査方向に直交する副走査方向に記録媒体を搬送させる。
キャリッジ駆動部３０は、キャリッジモーター制御回路３０ａとキャリッジモーター３０ｂとを備える。キャリッジモーター制御回路３０ａはキャリッジ駆動制御回路１０ｂから入力した移動制御データに基づいてキャリッジモーター３０ｂの駆動信号を生成する。これにより、キャリッジモーター３０ｂが駆動し、キャリッジ２０が主走査方向に移動させられる。
【００２２】
（２）異常判定：
図２は、ドット形成素子ＤＥの共振特性を示すグラフである。同図の縦軸はドット形成素子ＤＥに流れる電流の大きさを示す電流値Ｉを示し、横軸は周期信号の周波数Ｆを示す。上述のようにドット形成素子ＤＥは共振回路ＥＣと等価であると考えられ、コイルＬＩとコンデンサＣＩとの並列回路が共振する場合に、当該並列回路のインピーダンスが最大となり、ドット形成素子ＤＥに流れる電流値Ｉは極小値となる。すなわち、ドット形成素子ＤＥが共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2の周期信号に応じて駆動した場合に電流値Ｉが極小値となる。なお、共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2より小さい周波数帯域では電流値Ｉが単調減少し、共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2より大きい周波数帯域では電流値Ｉが単調増加する。
【００２３】
ここで、ドット形成素子ＤＥの共振特性は、ドット形成素子ＤＥ固有の機械特性に支配され、ドット形成素子ＤＥが正常であるか否かによって異なる。図２においては、ドット形成素子ＤＥが正常である場合のドット形成素子ＤＥの共振特性を実線で示し、ドット形成素子ＤＥが異常（インク室に気泡が存在するインク不充填異常）である場合のドット形成素子ＤＥの共振特性を破線で示している。ドット形成素子ＤＥが異常である場合の共振周波数Ｆ r2は、ドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1よりも大きくなる。従って、共振周波数Ｆ r1から共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲においては、ドット形成素子ＤＥが正常であれば周波数Ｆの増加に応じて電流値Ｉが単調増加し、ドット形成素子ＤＥが異常であれば周波数Ｆの増加に応じて電流値Ｉが単調減少する。
【００２４】
まず、主基板１０の異常判定回路１０ｄは、駆動信号生成回路２２の増幅回路２２ｂ，２２ｃに第１周波数としての共振周波数Ｆ r1の周期信号を百周期程度にわたってドット形成素子ＤＥに出力させる。ここにおける周期信号は、一様な駆動電圧パルスを第１周波数に準じて周期的に生成することにより出力される。共振周波数Ｆ r1の周期信号の出力を開始してから、平滑化コンデンサＣＬにより電流が十分に平滑化された段階で、キャリッジ２０に備えられた状態値取得回路２２ｄのデジタル変換器ＤＣは、電流検出用抵抗器ＲＤに流れる電流の大きさを示す第１電流値Ｉ1を示すデジタル信号を生成し、当該デジタル信号を主基板１０の異常判定回路１０ｄに出力する。上述のように、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間と、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間とは択一的に導通するため、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間および電流検出用抵抗器ＲＤに電流が流れる期間においては、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間には電流が流れない。すなわち、ドット形成素子ＤＥを流れる電流と電流検出用抵抗器ＲＤを流れる電流とは同じであり、デジタル変換器ＤＣにて計測された電流値はドット形成素子ＤＥを流れる電流の電流値Ｉを示す。また、第１電流値Ｉ1は、第１周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子ＤＥの状態を示す第１状態値である。
【００２５】
次に異常判定回路１０ｄは、駆動信号生成回路２２の増幅回路２２ｂ，２２ｃに第２周波数としての共振周波数Ｆ r2の周期信号をドット形成素子ＤＥに出力させる。ここにおける周期信号は、一様な駆動電圧パルスを第２周波数に準じて周期的に生成することにより出力される。共振周波数Ｆ r2の周期信号の出力を開始し、電流が十分に平滑化された段階で、電流検出用抵抗器ＲＤに流れる電流の大きさを示す第２電流値Ｉ2を示すデジタル信号を生成し、当該デジタル信号を主基板１０の異常判定回路１０ｄに出力する。第２電流値Ｉ2は、第２周波数の周期信号に応じて駆動するドット形成素子ＤＥの状態を示す第２状態値である。なお、駆動環境等の変化が判定結果に影響しないように、第１電流値Ｉ1と第２電流値Ｉ2との取得時刻の差が所定期間内となるように制限してもよい。
【００２６】
以上のようにして第１電流値Ｉ1と第２電流値Ｉ2とを示すデジタル信号が出力された異常判定回路１０ｄは、第１電流値Ｉ1と第２電流値Ｉ2との大小関係に基づいてドット形成素子ＤＥが正常であるか否かを判定する。すなわち、図２の関係から、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2よりも小さい場合にドット形成素子ＤＥが正常であると判定し、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2以上である場合にドット形成素子ＤＥが異常であると判定する。第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2よりも小さい場合、第１共振周波数Ｆ r1から第２共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲においてドット形成素子ＤＥにおける電流値Ｉが増加傾向にあるため、ドット形成素子ＤＥが正常であると判定できる。一方、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2以上である場合、第１共振周波数Ｆ r1から第２共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲においてドット形成素子ＤＥにおける電流値Ｉが増加傾向にないため、ドット形成素子ＤＥが異常であると判定できる。
【００２７】
ここで、ある周波数Ｆの周期信号を出力した場合における電流値Ｉは、ドット形成素子ＤＥの駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しやすく、単一の電流値Ｉの絶対的な大きさのみに基づいてドット形成素子が正常であるか否かを判定すると誤判定が生じる。例えば、図２にて一点鎖線で示すようにドット形成素子ＤＥが正常である場合にも、駆動条件等により電流値Ｉの絶対的な大きさは変化し得る。これに対して、電流値Ｉ1，Ｉ2の相対関係は、ドット形成素子の駆動条件や駆動環境や駆動履歴等に依存しにくい。従って、共振周波数Ｆ r2に対応する第２電流値Ｉ2と共振周波数Ｆ r1に対応する第１電流値Ｉ1との相対関係に基づく判定を行うことにより、安定した異常判定を実現できる。また、本実施形態の異常判定回路１０ｄは、正常であるか否かによって電流値Ｉの増加減少傾向が反転する周波数範囲に属する共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2に対応する電流値Ｉ1，Ｉ2を取得するため。電流値Ｉ1，Ｉ2の大小関係に基づく簡素な判定によって、ドット形成素子ＤＥが正常であるか否かを判定できる。
【００２８】
さらに、正常なドット形成素子ＤＥを共振させる周期信号の共振周波数Ｆ r1と、異常なドット形成素子ＤＥを共振させる周期信号の共振周波数Ｆ r2とをそれぞれ第１周波数と第２周波数とすることにより、正常であるか否かによって増加減少傾向が反転する周波数範囲において、第１周波数と第２周波数との差を最大限大きくできる。これにより、第１周波数と第２周波数の周期信号を出力した場合の電流値Ｉ1，Ｉ2の大きさを互いに大きく乖離させることができ、当該電流値Ｉ1，Ｉ2の大小関係を明確に判定できる。例えば、図２にて二点鎖線で示すようにドット形成素子ＤＥの周期信号の周波数Ｆの変化に対する電流値Ｉの傾きが小さい場合にも、電流値Ｉ１，Ｉ2を互いに大きく乖離させることができ、これらの大小関係を明確に判定できる。また、状態値取得回路２２ｄにおける出力点ＹよりもグランドＧＮＤ側に備えられた電流検出用抵抗器ＲＤに流れる電流値Ｉを取得することにより、電流検出用抵抗器ＲＤにおける電圧降下により周期信号の電圧が低下することが防止でき、周期信号の電圧の低下を補うように直流電源ＶＣＣを高電圧化させなくても済む。また、電流検出用抵抗器ＲＤとデジタル変換器ＤＣのみにより状態値取得手段としての状態値取得回路２２ｄを構成でき、状態値取得回路２２ｄの回路構成を簡素化できる。また、信号生成回路としての増幅回路２２ｂ，２２ｃのうち１個の増幅回路２２ｂのみから電流値Ｉ1，Ｉ2を取得するため、増幅回路２２ｂ，２２ｃの双方から電流値Ｉ1，Ｉ2を取得する場合よりも、回路構成を簡素化できる。
【００２９】
（３）変形例：
以上においては共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2を第１周波数と第２周波数として採用したが、共振周波数Ｆ r1から共振周波数Ｆ r2までの周波数範囲に属する共振周波数Ｆ r1，Ｆ r2以外の周波数を第１周波数と第２周波数として採用しても、電流値Ｉ1，Ｉ2の大小関係によりドット形成素子ＤＥが正常であるか否かが判定できる。また、第１周波数と第２周波数とは、ドット形成素子ＤＥが正常であるか否かによって増加減少傾向が反転する周波数範囲以外から採用してもよい。例えば、図２に示す共振周波数Ｆ r2よりも大きい周波数を第１周波数と第２周波数（第１周波数＜第２周波数）として採用してもよい。この場合、ドット形成素子ＤＥが正常である場合の方が、ドット形成素子ＤＥが異常である場合よりも周波数Ｆの増加に応じて電流値Ｉが増加する傾きが小さくなるため、電流値Ｉ2から電流値Ｉ1を減算した差分が所定の閾値（正値）よりも小さいことをもってドット形成素子ＤＥが正常であると判定してもよい。
【００３０】
また、前記実施形態ではインク不充填異常のみを判定したが、ドット形成素子ＤＥに生じた他の態様の異常を判定してもよい。例えば、ノズルにてインクが固化してインク滴が吐出できなくなった場合（ノズル詰まり異常の場合）でも、共振周波数が正常である場合から変化する。ノズルにてインクが固化すると、共振周波数はインクの粘性に支配されることとなるが、本変形例ではノズルにてインクが固化することにより、共振周波数が正常である場合よりも小さくなることとする。
【００３１】
図３は、ドット形成素子ＤＥに流れる電流の大きさを示す電流値Ｉを示すグラフである。同図の縦軸は電流値Ｉを示し、横軸は周期信号の周波数Ｆを示す。同図に示すように、ノズル詰まり異常の場合の共振周波数Ｆ r3はドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1よりも小さく、インク不充填異常の場合の共振周波数Ｆ r2はドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1よりも大きい。本変形例では、ドット形成素子ＤＥが正常である場合の共振周波数Ｆ r1を挟み、かつ、電流値Ｉが同等となる一対の周波数をそれぞれ第１周波数Ｆ1と第２周波数Ｆ2として採用する。ここで、ドット形成素子ＤＥが正常である場合には、第１周波数Ｆ1と第２周波数Ｆ2に対応する電流値Ｉ1，Ｉ2は同等の値となる。従って、第２電流値Ｉ2から第１電流値Ｉ1を減算した差分の絶対値が所定の閾値よりも小さいことをもって、ドット形成素子ＤＥが正常であると判定できる。
【００３２】
一方、ノズル詰まり異常の場合、第１周波数Ｆ1から第２周波数Ｆ2の周波数範囲において電流値Ｉは周波数Ｆに関して単調増加となるため、前記差分の絶対値が所定の閾値以上であり、かつ、第１電流値Ｉ1が第２電流値Ｉ2よりも小さいことをもって、ノズル詰まり異常であると判定できる。反対に、インク不充填異常の場合、第１周波数Ｆ1から第２周波数Ｆ2の周波数範囲において電流値Ｉは周波数Ｆに関して単調減少となるため、前記差分の絶対値が所定の閾値以上であり、かつ、電流値Ｉ1が電流値Ｉ2よりも大きいことをもって、インク不充填異常であると判定できる。このように異常の態様が判定できれば、異常の態様に適した異常回復動作を行わせることができる。例えば、ノズル詰まり異常であると判定した場合にはドット形成素子ＤＥからインクを吸引するとともに、インク不充填異常であると判定された場合にはインク滴を所定回吐出させるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、状態値取得回路２２ｄにおける出力点Ｙよりも直流電源ＶＣＣ側に電流検出用抵抗器ＲＤを備えさせ、当該電流検出用抵抗器ＲＤにおける電流値を計測してもよい。また、増幅回路２２ｂ，２２ｃの双方に状態値取得回路２２ｄを備えさせてもよい。
また、前記実施形態では電流値を状態値として採用したが、ドット形成素子ＤＥにおける電圧値やインピーダンス等を状態値として採用してもよい。さらに、第１状態値と第２状態値との相対関係として差分以外の値を採用してもよく、例えば第１状態値と第２状態値とを乗算したり、第１状態値を第２状態で除算した値を相対関係として取得してもよい。
なお、図１にて図示を省略したが、印刷ヘッド２１には複数のドット形成素子ＤＥが備えられる。従って、駆動信号生成回路２２が周期信号を出力するドット形成素子ＤＥを切り替えるごとに電流値Ｉ1，Ｉ2の相対関係に基づく異常判定を順次行っていくことにより、印刷ヘッド２１に備えられた複数のドット形成素子ＤＥのそれぞれについて異常判定を行ってもよい。
また、前記実施形態のようにキャリッジ２０に駆動信号生成回路２２を備えさせてもよいし、駆動信号生成回路２２を主基板１０に備えさせてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…画像形成装置、１０…主基板、１０ａ…記録媒体搬送制御回路、１０ｂ…キャリッジ駆動制御回路、１０ｃ…駆動データ生成回路、１０ｄ…異常判定回路、２０，１２０…キャリッジ、２１…印刷ヘッド、２２…駆動信号生成回路、２２ａ…切替回路、２２ｂ，２２ｃ…増幅回路、２３…インクカートリッジ、３０…キャリッジ駆動部、３０ａ…キャリッジモーター制御回路、３０ｂ…キャリッジモーター、４０…記録媒体搬送部、１２０…キャリッジ、ＡＣ…アナログ変換器、ＣＩ…コンデンサ、ＣＬ…平滑化コンデンサ、ＤＩ…デジタル積分器、ＥＣ…共振回路、ＬＩ…コイル、ＰＡ…プリアンプ、ＤＥ…ドット形成素子、ＲＩ，ＲＲ１，ＲＲ２…抵抗器、ＲＤ…電流検出用抵抗器、ＴＲ１，ＴＲ２…増幅トランジスター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にドットを形成するドット形成素子と、
第１周波数の周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す状態値である第１状態値と、前記第１周波数と異なる第２周波数の前記周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す前記状態値である第２状態値とを取得する状態値取得手段と、
前記第１状態値と前記第２状態値との相対関係に基づいて前記ドット形成素子が正常であるか否かを判定する判定手段と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記状態値は、前記ドット形成素子が共振する場合に極値となり、
前記状態値取得手段は、正常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数と、異常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数との間の周波数範囲に属する周波数を前記第１周波数と前記第２周波数とし、
前記判定手段は、前記第１状態値と前記第２状態値との大小関係に基づいて前記ドット形成素子が正常であるか否かを判定する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記状態値取得手段は、正常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数を前記第１周波数とし、異常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数を前記第２周波数とする、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記周期信号をそれぞれ生成する複数の信号生成回路と、
前記ドット形成素子に前記周期信号を出力させる前記信号生成回路を択一的に切り替える切替回路と、をさらに備え、
前記状態値取得手段は、複数の前記信号生成回路のうちのいずれか１個から前記第１状態値と前記第２状態値とを取得する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記信号生成回路は、前記周期信号を増幅するための電圧源となる直流電源とグランドとを備え、当該直流電源と当該グランドとの間に設けられた出力点から前記周期信号を前記ドット形成素子に出力し、
前記状態値取得手段は、前記出力点よりも前記グランド側に備えられた電流検出用抵抗器に流れる電流値を前記第１状態値と前記第２状態値として取得する、
請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体にドットを形成するドット形成素子と、
第１周波数の周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す状態値である第１状態値と、前記第１周波数と異なる第２周波数の前記周期信号に応じて駆動する前記ドット形成素子の状態を示す前記状態値である第２状態値とを取得する状態値取得手段と、
前記第１状態値と前記第２状態値との相対関係に基づいて前記ドット形成素子が正常であるか否かを判定する判定手段と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記状態値は、前記ドット形成素子が共振する場合に極値となり、
前記状態値取得手段は、正常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数と、異常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数との間の周波数範囲に属する周波数を前記第１周波数と前記第２周波数とし、
前記判定手段は、前記第１状態値と前記第２状態値との大小関係に基づいて前記ドット形成素子が正常であるか否かを判定する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記状態値取得手段は、正常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数を前記第１周波数とし、異常な前記ドット形成素子を共振させる前記周期信号の周波数を前記第２周波数とする、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記周期信号をそれぞれ生成する複数の信号生成回路と、
前記ドット形成素子に前記周期信号を出力させる前記信号生成回路を択一的に切り替える切替回路と、をさらに備え、
前記状態値取得手段は、複数の前記信号生成回路のうちのいずれか１個から前記第１状態値と前記第２状態値とを取得する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記信号生成回路は、前記周期信号を増幅するための電圧源となる直流電源とグランドとを備え、当該直流電源と当該グランドとの間に設けられた出力点から前記周期信号を前記ドット形成素子に出力し、
前記状態値取得手段は、前記出力点よりも前記グランド側に備えられた電流検出用抵抗器に流れる電流値を前記第１状態値と前記第２状態値として取得する、
請求項４に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１０１４６２（Ｐ２０１２−１０１４６２Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５２５６５（Ｐ２０１０−２５２５６５）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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