(57)【要約】【課題】圧電素子の絶縁性能の低下によって発生する吐出性能の低下を回避し、安定した液体吐出が維持される液体吐出ヘッド駆動回路及び液体吐出装置並びに液体吐出ヘッド駆動方法を提供する。【解決手段】圧電素子の絶縁抵抗２０６の抵抗値ＲＰは、駆動電圧ＶＡ、モニタ抵抗器の抵抗値ＲＭ、モニタ抵抗器の両端電圧ＶＢが用いてＲＰ＝｛（ＶＡ−ＶＢ）／ＶＢ｝×ＲＭと表され、ＶＢを測定することで既知の駆動電圧ＶＡ、モニタ抵抗器の抵抗値ＲＭを用いて圧電素子の絶縁抵抗値ＲＰが求められる。絶縁抵抗値ＲＰが低下すると圧電素子に実際に印加される電圧（ＶＡ−ＶＢ）が低下してしまうので、圧電素子に実際に印加される電圧（ＶＡ−ＶＢ）が一定の範囲内になるように駆動電圧ＶＡが調整される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動電圧供給部と、
前記コモン電極と電気接続され、前記駆動電極と前記コモン電極の間を流れる電流に応じた電圧を発生させる検出部と、
前記駆動電圧供給部から供給された駆動電圧、前記検出部の発生電圧及び前記検出部のインピーダンスに基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極との間の絶縁抵抗値を算出する絶縁抵抗値算出部と、
前記絶縁抵抗値算出部によって算出された絶縁抵抗値に基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極の間に印加される電圧が一定範囲内になるように前記駆動電圧供給部から供給される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、
を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、
前記絶縁抵抗値算出部によって算出された前記圧電素子の絶縁抵抗値を定期的に記憶しておく記憶部と、
前記記憶部に定期的に記憶された前記圧電素子の絶縁抵抗値に基づいて、前記圧電素子が絶縁異常となる時期を予測する予測部と、
を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、
前記予測部によって予測された前記圧電素子が絶縁異常となる時期よりも所定の期間前にその旨を報知する第１の報知部を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、
前記駆動電圧制御部は、変更後の駆動電圧が前記駆動電圧供給部から供給可能な電圧範囲を超える場合には調整不可と判断することを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項５】
請求項４に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、
前記駆動電圧制御部によって調整不可と判断されたときにその旨を報知する第２の報知部を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、
前記検出部は所定の抵抗値を有する抵抗器を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項７】
請求項６に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、
前記駆動電極と前記コモン電極の間の絶縁抵抗値ＲＰは、前記駆動電圧をＶＡ、前記検出部の前記抵抗器の抵抗値をＲＭ、前記抵抗器の端子間に発生する電圧をＶＢとしたときに、次式
ＲＰ＝｛（ＶＡ−ＶＢ）／ＶＢ｝×ＲＭ
により表されることを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、
前記液体吐出ヘッドは、複数のノズルのそれぞれに対応して複数の圧電素子を備えるととともに前記複数の圧電素子が並列接続される配線構造を有し、かつ、前記複数の圧電素子の駆動電極にスイッチ素子が設けられ、
前記複数のノズルの吐出タイミングに応じて前記スイッチ素子のオンオフを切り換える切換制御部を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【請求項９】
駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の液体吐出ヘッド駆動回路を含むことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１０】
駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動電圧供給工程と、
前記駆動電極と前記コモン電極の間を流れる電流を検出する検出工程と、
前記駆動電圧供給工程により供給された駆動電圧及び前記検出工程によって検出された電流に対応する電圧、前記コモン電極とグランドの間の抵抗値に基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極との間の絶縁抵抗値を算出する絶縁抵抗値算出工程と、
前記絶縁抵抗値算出工程によって算出された絶縁抵抗値に基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極の間に印加される電圧が一定範囲内になるように前記駆動電圧供給部から供給される駆動電圧を制御する駆動電圧制御工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド駆動回路及び液体吐出装置並びに液体吐出ヘッド駆動方法に係り、特に圧電素子を備えた液体吐出ヘッドの駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラー画像を形成する汎用の画像形成装置として、インクジェット記録装置が広く用いられている。インクジェット記録装置は、例えば、Ｋ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）の各色に対応するインクジェットヘッドを備え、色ごとに設けられた各ヘッドからカラーインクを吐出して、記録媒体に所望のカラー画像を形成するように構成されている。
【０００３】
インクジェットヘッドには、多数のノズルに対応してそれぞれに圧電アクチュエータ（ピエゾアクチュエータ、圧電素子）などの吐出力発生素子が設けられ、それぞれに吐出力発生素子に対して所定の駆動電圧を与えると、各ノズルから所定のタイミングで所定量のインクが吐出される。
【０００４】
インクジェットヘッドに用いられる圧電素子は、圧電材料から成る圧電体を２枚の電極ではさんだ構造を有しており、電気的にはコンデンサと等価である。また、正常な状態の圧電アクチュエータにおける電極間は所定の絶縁性能を持ち、一般に、その絶縁抵抗値は数ＭΩから数百ＭΩ程度である。しかし、何らかの異常により電極間の抵抗値が数百ｋΩ以下に低下してしまうことがある。絶縁性能の低下の原因としては、以下の（１）〜（３）のようなケースが考えられる。
【０００５】
（１）製造上の不具合によって電極同士が短絡する。
【０００６】
（２）初期は正常であっても、長期にわたる動作に伴い、電極に使用されている金属材料が圧電体内に浸透（マイグレーション）し、やがて短絡に至る。
【０００７】
（３）インクと活電部との間の絶縁構造が破壊されインクが活電部に染み出し、インクを通して電極間に電流が流れる。
【０００８】
上記（３）はインクジェットヘッドに特有の原因である。このような絶縁異常に対しては何らかの対策が必要であり、従来、圧電素子の電極間の抵抗値をモニタするために、インクジェットヘッドに対して直列に抵抗器（モニタ抵抗器）を接続し、インクジェットヘッドにＤＣ電圧を加えたときのモニタ抵抗器の電圧を調べる方法が公知である。
【０００９】
図１５に、従来技術に係るインクジェットヘッドの駆動回路の構成例を示す。同図に示す駆動回路２００は、ヘッド２０２に設けられた個々の圧電素子２０４の絶縁抵抗２０６を流れる電流の総和であるコモン電流ＩＲを検出するモニタ抵抗器２０８を備えて構成されている。
【００１０】
ここで、図１５に示す駆動回路２００の構成及び動作について説明する。図１５に示す駆動回路２００は、駆動波形を記憶した記憶素子（不図示）からデジタル形式の波形データ列２１０を順次読み出し、Ｄ／Ａコンバータ２１２でアナログ信号に変換する。次に、アナログ信号をオペアンプ２１４で増幅し、ブースト回路２１６によって駆動電圧に変換する。
【００１１】
ブースト回路２１６は、トーテムポール接続された２つのパワートランジスタ２１８，２２０からなるプッシュプル回路と、抵抗器２２２，２２４及びダイオード２２６，２２８から構成されるオペアンプ２１４の出力信号をブースト回路２１６のバイアス信号（入力信号）に変換するバイアス回路と、抵抗器２３０，２３２を含む帰還回路と、を含んでいる。
【００１２】
図１５に示す駆動回路２００は、オペアンプ２１４の出力にブースト回路２１６を接続して、圧電素子２０４の駆動に必要な大きな出力電流を流せるように構成され、かつ、オペアンプ２１４の出力を圧電素子２０４の駆動に必要な電圧に変換している。これは、圧電素子２０４に対して電圧パルス信号を与えたときに、圧電素子２０４のコンデンサ成分２３４を充放電するための大きな電流を瞬間的に流す必要があるためである。
【００１３】
ヘッド２０２には、複数のノズル（不図示）のそれぞれに対応した圧電素子２０４が形成され、それぞれの圧電素子２０４の駆動電極２３８にはアナログスイッチ２４０の一方の端子が電気接続され、アナログスイッチ２４０の他方の端子は駆動回路２００の出力端（符号Ａを付して図示）が共通に電気接続されている。
駆動回路２００には、ヘッド２０２とのインターフェース２４２に画像データを通信するためのポート（不図示）が設けられており、駆動回路２００が駆動電圧を生成するタイミングに同期して画像データを通信し、画像データにしたがってアナログスイッチ２４０のオンオフを切り換えている。このようにして、圧電素子２０４のオンオフを切り換えてインク吐出パターンが生成されている。
【００１４】
換言すると、各圧電素子２０４には共通の駆動電圧が供給され、画像データに基づいて各圧電素子２０４の駆動電極２３８に設けられたアナログスイッチ２４０のオンオフを切り換えることで、所定の吐出タイミングで各ノズルからインクが吐出される。
【００１５】
また、図１５に示す駆動回路２００は、圧電素子２０４のコモン電極２４４に電気接続される共通リターン線（コモン線）２４６とグランド２４８との間にモニタ抵抗器２０８を備えている。圧電素子２０４の絶縁抵抗２０６の抵抗値が小さくなると、駆動回路２００から絶縁抵抗２０６を経由してモニタ抵抗器２０８に流れる電流（コモン電流ＩＲ）が大きくなるので、モニタ抵抗器２０８の両端に発生するモニタ電位が高くなる。
【００１６】
したがって、このモニタ電位に基づいて、圧電素子２０４の絶縁異常の有無を判断することが可能である。図１５に示す駆動回路２００には、モニタ電位に増幅処理を施す増幅処理部２５０と、増幅処理部２５０の出力に基づいて圧電素子２０４の絶縁異常を判断する合否判定部２５２と、を備えている。
【００１７】
先に述べた理由（１）を原因とする圧電素子２０４の絶縁異常の回避方法としては、当該圧電素子２０４を使用しないように画像データ上でマスクをするように吐出プログラムを変更することが挙げられる。また、理由（２）や理由（３）を原因とする圧電素子２０４の絶縁異常は、使用を続けるうちに徐々に進行するものであって、定期的に圧電素子２０４の絶縁異常の有無を判断し、絶縁異常と判断されたときに上記吐出プログラムの変更や、絶縁異常となった圧電素子２０４を含む部分の交換が適宜行われる。
【００１８】
一方、インク吐出を行うために圧電素子２０４を動作させるときには、時間変化する駆動電圧が圧電素子２０４に印加されるので、駆動電圧が変化するたびに圧電素子２０４のコンデンサ成分２３４に充放電のための電流が流れる。この充放電電流がモニタ抵抗器２０８に流れるとＢ点の電位が動くので、圧電素子２０４に印加される電圧（Ａ点の電位−Ｂ点の電位）が変動してしまう。そのために、モニタ抵抗器２０８と並列にコンデンサ２５４を接続して、ＡＣ電流（パルス電流）に対するインピーダンスを下げ、Ｂ点の電位（モニタ電位）の時間変化を抑えている。
【００１９】
共通インピーダンスによる駆動電圧の変動を抑制する方法として、特許文献１にはインクジェットヘッドの駆動方法が開示されている。特許文献１には、サーマル方式インクジェットヘッドにおいて、駆動されるヒータの数ＭＰと共通インピーダンスＲＣＰを乗じた分の電圧降下が発生することを回避するために、駆動される素子数に応じて電圧調整を行うことが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１４１６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、図１５に図示した駆動回路２００は、圧電素子２０４の絶縁抵抗値が小さくなると絶縁抵抗２０６を経由してモニタ抵抗器２０８に常時直流電流（漏れ電流）が流れるので、モニタ抵抗器２０８の電位が上昇した分だけ実際に圧電素子２０４に加わる駆動電圧が減少してしまう。したがって、圧電素子２０４に印加される駆動電圧の減少分に対応して圧電素子２０４の動作（変形）量が減少し、インク吐出量の減少などの吐出性能の低下となって現れる。
【００２１】
特許文献１に記載されたインクジェットヘッドの駆動方法は、駆動されるヒータ数の変動（すなわち、駆動条件による動的な変動）による駆動電圧の変動を抑制するものであって、圧電素子を用いたインクジェットヘッドにおける絶縁性能の低下による駆動電圧の変動を抑制するものでない。
【００２２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、圧電素子の絶縁性能の低下によって発生する吐出性能の低下を回避し、安定した液体吐出が維持される液体吐出ヘッド駆動回路及び液体吐出装置並びに液体吐出ヘッド駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出ヘッド駆動回路は、駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動電圧供給部と、前記コモン電極と電気接続され、前記駆動電極と前記コモン電極の間を流れる電流に応じた電圧を発生させる検出部と、前記駆動電圧供給部から供給された駆動電圧、前記検出部の発生電圧及び前記検出部のインピーダンスに基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極との間の絶縁抵抗値を算出する絶縁抵抗値算出部と、前記絶縁抵抗値算出部によって算出された絶縁抵抗値に基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極の間に印加される電圧が一定範囲内になるように前記駆動電圧供給部から供給される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、圧電素子を備えた液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動回路において、圧電素子の絶縁抵抗値が低下したときに、圧電素子の駆動電極とコモン電極の間に印加される電圧が一定範囲内になるように駆動回路から出力される駆動電圧が制御されるので、圧電素子の絶縁抵抗値の低下に伴う吐出性能の低下を回避することができ、安定した吐出性能が維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録媒体たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのノズル面に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２の印字結果を読み取る印字検出部２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。
【００２７】
図１には図示しないが、印字部１２に含まれる各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのそれぞれの上面（記録紙１６と対向する面と反対側の面）には、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの駆動回路基板が立てた状態で配置される。
【００２８】
インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインク供給タンク（図１中不図示、図６に符号６０で図示）を有し、各色のインクは所要のインク流路を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。
【００２９】
また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。詳細な図示は省略するが、本例のインクジェット記録装置１０は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの上面にインク供給部を備え、インク貯蔵／装填部１４からインク供給部を介して各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにインクが供給されるように構成されている。
【００３０】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３１】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３２】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００３３】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００３４】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくともヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのノズル面（ノズル開口が形成されるインク吐出面）に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００３５】
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側においてヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのノズル面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。
【００３６】
ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示、図７に符号８８で図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。
【００３７】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００３８】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が染み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００３９】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００４０】
印字部１２のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。
【００４１】
ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、記録紙１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが記録紙１６の搬送方向（紙送り方向）延在するように固定設置される。
【００４２】
吸着ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００４３】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（即ち、１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。このようなシングルパス印字が可能な構成により、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４４】
本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。更に、記録紙１６に処理液とインクとを付着させた後に、記録紙１６上でインク色材を凝集又は不溶化させて、記録紙１６上でインク溶媒とインク色材とを分離させる２液系のインクジェット記録装置では、処理液を記録紙１６に付着させる手段としてインクジェットヘッドを備えてもよい。
【００４５】
なお、ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、それぞれ複数のヘッドモジュールを記録紙１６の幅方向につなぎ合わせた構造を有していてもよいし、各ヘッドは一体に形成された構造を有していてもよい。
【００４６】
印字部１２の後段に設けられる印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他吐出異常をチェックする手段として機能する。
【００４７】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲ受光素子列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧ受光素子列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢ受光素子列と、から成る色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００４８】
印字検出部２４は、各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドットの着弾位置の測定などで構成される。
【００４９】
印字検出部２４の後段には後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
【００５０】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５１】
加熱・加圧部４４によって記録紙１６を押圧すると、多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５２】
こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。
【００５３】
また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
【００５４】
〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。
【００５５】
図３(a)はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b)はその一部の拡大図である。また、図３(c)はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４はヘッド５０の立体的構成を示す断面図（図３(a),(b)中のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【００５６】
記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図３(a),(b)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド５０の長手方向（紙送り方向と直交する主走査方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００５７】
記録紙１６の送り方向と略直交する主走査方向に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図３(a)の構成に代えて、図３(c)に示すように、複数のノズル５１が２次元的に配列された短尺のヘッドユニット５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。また、図示は省略するが、短尺のヘッドユニットを一列に並べてラインヘッドを構成してもよい。
【００５８】
各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインク供給タンク（図３(a)〜(c)中不図示、図６に符号６０で図示）と連通しており、該インク供給タンクから供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。
【００５９】
圧力室５２の天面を構成し共通電極（コモン電極）と兼用される振動板５６には個別電極５７を備えた圧電素子５８が接合されており、個別電極（駆動電極）５７に駆動電圧を印加することによって圧電素子５８が変形してノズル５１からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。
【００６０】
かかる構造を有するインク室ユニット５３を図５に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
【００６１】
即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ×cosθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
【００６２】
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、記録紙１６の幅方向（記録紙１６の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるラインまたは複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
【００６３】
特に、図３(a),(b)に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。即ち、ノズル５１-11、５１-12、５１-13、５１-14、５１-15、５１-16を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21、…、５１-26を１つのブロック、ノズル５１-31、…、５１-36を１つのブロック、…として）、記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11、５１-12、…、５１-16を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。
【００６４】
一方、上述したフルラインヘッドと記録紙１６とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるラインまたは複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。
【００６５】
そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。即ち、本実施形態では、記録紙１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する記録紙１６の幅方向が主走査方向ということになる。なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に１列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。
【００６６】
〔インク供給系の構成〕
図６は、インクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インク供給タンク６０はヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に含まれる。インク供給タンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。
【００６７】
図６に示すように、インク供給タンク６０とヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。
【００６８】
なお、図６には示さないが、ヘッド５０の近傍又はヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
【００６９】
また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４が設けられている。キャップ６４は、不図示の移動機構によってヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。
【００７０】
キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面をキャップ６４で覆う。
【００７１】
印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、圧電素子５８が動作してもノズル５１からインクを吐出できなくなってしまう。
【００７２】
このような状態になる前に（圧電素子５８の動作により吐出が可能な粘度の範囲内で）圧電素子５８を動作させ、その劣化インク（粘度が上昇したノズル近傍のインク）を排出すべくキャップ６４（インク受け）に向かって予備吐出（パージ、空吐出、つば吐き、ダミー吐出）が行われる。
【００７３】
また、ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、圧電素子５８が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合にはヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。
【００７４】
この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室５２内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。
【００７５】
〔制御系の説明〕
図７は、インクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
【００７６】
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ７４に記憶される。
【００７７】
メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００７８】
システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。
【００７９】
メモリ７４には、システムコントローラ７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、メモリ７４は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【００８０】
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバである。図７では、装置内の各部に配置されるモータ（アクチュエータ）を代表して符号８８で図示している。例えば、図７に示すモータ８８には、図１のベルト３３の駆動ローラ３１（３２）を駆動するモータや、図６のキャップ６４を移動させる移動機構のモータなどが含まれている。
【００８１】
ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって、図１に示す加熱ファン４０の熱源たるヒータや、後乾燥部４２のヒータなどを含むヒータ８９を駆動するドライバである。
【００８２】
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、ヘッドドライバ８４を介してヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００８３】
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００８４】
ヘッドドライバ８４は、ヘッド５０の圧電素子５８に印加される駆動電圧を生成するとともに、プリント制御部８０から与えられる画像データに基づいて該駆動電圧を圧電素子５８に印加して圧電素子５８駆動する駆動回路を含んで構成される。なお、図７に示すヘッドドライバ８４には、ヘッド５０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８５】
印字検出部２４は、図１で説明したようにラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。
【００８６】
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られた情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正やヘッド５０のメンテナンスを行うように各部を制御する。
【００８７】
印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、メモリ７４に蓄えられる。この段階では、ＲＧＢの画像データがメモリ７４に記憶される。
【００８８】
メモリ７４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、該プリント制御部８０においてインク色ごとのドットデータに変換される。即ち、プリント制御部８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫＣＭＹの４色のドットデータに変換する処理を行う。プリント制御部８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ８２に蓄えられる。
【００８９】
プリント制御部８０に含まれる演算処理部８０Ａは、ヘッド５０の設けられる圧電素子の絶縁抵抗値を計算するとともに、当該絶縁抵抗値に応じた駆動電圧を算出する処理ブロックである。演算処理部８０Ａによって算出された絶縁抵抗値は絶縁抵抗データ記憶部９２に記憶されるととともに、絶縁抵抗データ記憶部９２に記憶された絶縁抵抗値は駆動電圧の算出の際に演算処理部８０Ａによって参照される。
【００９０】
また、演算処理部８０Ａによって算出された絶縁抵抗値は、上位システムに通知され、定期的に絶縁抵抗値をモニタするとともに、絶縁抵抗値の時間的な変化（傾き、傾向など）を求めて、外挿により絶縁抵抗値が所定の値（例えば、絶縁異常による部品交換タイミング）が予測される。
【００９１】
報知部９４は、絶縁抵抗値が上記所定の値となるタイミングが所定に時間内に近づいたときに、その旨を報知する手段である。例えば、部品交換タイミングを報知する場合には、部品交換タイミングの１日前といった文字情報による表示をモニタ装置やディスプレイ装置に表示させる態様が挙げられる。
【００９２】
ここでいう「上位システム」とは、図７におけるシステムコントローラ７２とプリント制御部８０の機能を統合した概念であり、絶縁抵抗値を取得する機能、絶縁抵抗値を所定のメモリに記憶する機能、該メモリに記憶された絶縁抵抗値を参照して装置内の各部に制御信号を送出する機能などを有している。
【００９３】
なお、絶縁抵抗値の算出、絶縁抵抗値に応じた駆動電圧の算出、絶縁抵抗値の時間変化による予測についての詳細は後述する。
【００９４】
プログラム格納部９０には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ７２の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。プログラム格納部９０はＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやＰＣカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。なお、プログラム格納部９０は動作パラメータ等の記録手段（不図示）と兼用してもよい。
【００９５】
〔駆動回路の構成について〕
次に、本例に適用されるヘッド５０の駆動回路について説明する。本例に適用される駆動回路は、図１５に示す駆動回路２００と同様の構成が適用されるので、駆動回路の詳細な構造や動作については、図１５に図示した駆動回路２００の説明を本例の駆動回路の説明とする。また、これ以降の説明では、駆動回路の説明の際には図１５を参照することとし、他の図において図１５と同一又は類似の部分には同一の符号を用いることとする。
【００９６】
〔絶縁抵抗値の算出方法の説明〕
次に、図８に示す等価回路を用いて、本例に適用される駆動回路（図１５参照）における圧電素子の絶縁抵抗値の算出方法について説明する。
【００９７】
図８は、図１５の駆動回路２００の出力部（Ａ点）から圧電素子２０４（絶縁抵抗２０６）、モニタ抵抗器２０８を経由してグランドに至る電流経路を模式的に図示したものである。
【００９８】
図８に示す電位ＶＡは図１５の駆動回路２００の出力部の電位であり、図８の抵抗器２０６（抵抗値ＲＰ）は図１５の圧電素子２０４の絶縁抵抗２０６、図８の抵抗器２０８（抵抗値ＲＭ）は図１５のモニタ抵抗器２０８である。また、図８の電位ＶＢは、図１５のモニタ抵抗器２０８の両端（コモン線２４６とグランド２４８間）の電圧である。
【００９９】
なお、本例に示す絶縁抵抗値の算出方法では、ヘッド２０２内のすべての圧電素子２０４に対して同時に駆動電圧が印加されるので（すべての圧電素子が一括して検査されるので）、図８の抵抗器２０６の抵抗値ＲＰは、ヘッド２０２のすべての圧電素子の絶縁抵抗２０６の合成抵抗値を表している。
【０１００】
駆動電圧ＶＡ、Ｂ点における電位（モニタ電位）ＶＢ、絶縁抵抗２０６の抵抗値ＲＰ、モニタ抵抗器の抵抗値ＲＭの関係は、次式（１）で表される。
【０１０１】
（ＶＡ−ＶＢ）／ＲＰ＝ＶＢ／ＲＭ  …（１）
上記式（１）を変形すると、絶縁抵抗２０６の抵抗値ＲＰは、次式（２）で表される。
【０１０２】
ＲＰ＝｛（ＶＡ−ＶＢ）／ＶＢ｝×ＲＭ  …（２）
ここでは、駆動電圧ＶＡ、モニタ電位ＶＢ、モニタ抵抗器２０８の抵抗値ＲＭは既知なので、式（２）を用いて絶縁抵抗２０６の抵抗値ＲＰが算出される。
【０１０３】
圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰが低下すると、絶縁抵抗２０６とモニタ抵抗器２０８の合成抵抗値（ＲＰ＋ＲＭ）が低下して絶縁抵抗２０６及びモニタ抵抗器２０８に流れる電流が増加する。すると、モニタ抵抗器２０８による電圧降下（モニタ電位ＶＢ）が大きくなるので、圧電素子に印加される電圧（ＶＡ−ＶＢ）が小さくなってしまう。
【０１０４】
本例に示す駆動回路２００では、圧電素子２０４に印加される電圧（ＶＡ−ＶＢ）の減少による吐出性能の低下を回避するために、圧電素子２０４に印加される電圧（ＶＡ−ＶＢ）が一定の範囲内になるように、駆動回路の出力電圧（ＶＡ）を調整するように構成されている。
【０１０５】
〔駆動電圧の調整方法の具体例〕
次に、図９を参照しながら、圧電素子の駆動回路の出力電圧の調整の手順について説明する。なお、上記式（１）、式（２）から駆動回路の出力電圧ＶＡは、次式（３）で表され、モニタ抵抗器２０８の両端電圧ＶＢは、次式（４）で表される。
【０１０６】
ＶＡ＝｛（ＲＰ＋ＲＭ）／ＲＭ｝×ＶＢ  …（３）
ＶＢ＝（ＲＭ／ＲＰ）×（ＶＡ−ＶＢ）  …（４）
先ず、駆動回路２００（図１５参照）のＤ／Ａコンバータ２１２に所定のデジタルデータ（初期値）が設定される（図９のステップＳ１２）。図１５のＡ点には駆動電圧ＶＡが出力される。
【０１０７】
次に、モニタ電位ＶＢが測定される（図９のステップＳ１４）。モニタ電位ＶＢの測定はすべてのアナログスイッチ２４０をオンに設定し、すべての圧電素子２０４に駆動電圧ＶＡを印加して行われる。
【０１０８】
モニタ電位ＶＢが測定されると、駆動電圧ＶＡ、モニタ抵抗器２０８の抵抗値ＲＭから上記式（２）を用いて圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰが算出される。絶縁抵抗値ＲＰは図７の絶縁抵抗データ記憶部９２に記憶される（図９のステップＳ１６）。
【０１０９】
ここで、圧電素子に印加される電圧（ＶＡ−ＶＢ）の目標電圧（絶縁抵抗２０６の抵抗値が無限大の場合の電圧値）をＶＴとすると、上記式（４）により、モニタ電位ＶＢと目標電圧ＶＴの関係は、次式（５）で表すことができる。
【０１１０】
ＶＢ＝（ＲＭ／ＲＰ）×ＶＴ  …（５）
上記式（５）を満たすようにモニタ電位ＶＢを設定することができれば、圧電素子に印加される電圧（ＶＡ−ＶＢ）は目標電圧ＶＴに等しくなる。このとき、上記式（３）と式（５）から、駆動回路２００から出力される駆動電圧ＶＡは、次式（６）で表される。
【０１１１】
ＶＡ＝｛（ＲＰ＋ＲＭ）／ＲＰ｝×ＶＴ  …（６）
そこで、上記式（２）で求められた絶縁抵抗値ＲＰと、モニタ抵抗器２０８の抵抗値ＲＭと、圧電素子に印加される電圧の目標電圧ＶＴに基づいて、上記式（６）を用いて、駆動電圧ＶＡの目標値ＶＡ２が算出される（図９のステップＳ１８）。
【０１１２】
次に、図９のステップＳ２０において、駆動電圧ＶＡが目標値ＶＡ２となるようにＤ／Ａコンバータ２１２に設定するためのデジタルデータが求められる。その値は、Ｄ／Ａコンバータ２１２のデジタルデータからアナログデータに変換する際のゲインと、オペアンプ２１４のゲインから求められる。
【０１１３】
次に、図９のステップＳ２２において、ステップＳ２０で求められたデジタルデータの値が設定可能であるか否かが判断される。デジタルデータの値が設定可能な範囲を超えた場合には（Ｎｏ判定）、調整不可能と判断し、上位システムにエラーを返すとともに（ステップＳ２４）、シーケンスを終了する（ステップＳ２６）。
【０１１４】
一方、ステップＳ２２において、デジタルデータの値が設定可能な範囲内のときは（ＹＥＳ判定）、その値がＤ／Ａコンバータ２１２に設定される（図９のステップＳ２８）。
【０１１５】
次に、ステップＳ３０において、駆動電圧ＶＡが測定され、該測定値がステップＳ１８で求められた駆動電圧ＶＡの目標値ＶＡ２に対して所定の誤差範囲内であるか否かが評価される。
【０１１６】
何らかの理由により、ステップＳ３０における測定値が所定の誤差範囲を超えている場合には（ステップＳ３２のＮｏ判定）、調整不可能と判断し、上位システムにエラーを返すとともに（ステップＳ２４）、シーケンスを終了する（ステップＳ２６）。
【０１１７】
一方、ステップＳ３０における測定値が所定の誤差範囲内の場合には（ステップＳ３２のＹｅｓ判定）、ステップＳ３４に進み、モニタ電位ＶＢの測定が行われる。次いで、ステップＳ３４の測定値が、式（５）により算出される値に対して所定の誤差範囲内であるか否かが評価される（ステップＳ３６）。
【０１１８】
何らかの理由により、ステップＳ３４の測定値が所定の誤差範囲を超えている場合には（ステップＳ３６のＮｏ判定）、調整不可能と判断し、上位システムにエラーを返すとともに（ステップＳ２４）、駆動電圧ＶＡの調整は終了される（ステップＳ２６）。
【０１１９】
一方、ステップＳ３４の測定値が所定の誤差範囲である場合には（ステップＳ３６のＹｅｓ判定）、ステップＳ３２及びステップＳ３４の評価結果がいずれも合格であり、調整結果が合格した旨を上位システムにステータス信号を返して（ステップＳ３８）、シーケンスを終了する。
【０１２０】
ステップＳ３８において、上位システムが調整合格通知を取得すると、ステップＳ２０において算出されたデジタルデータを図１４のＤ／Ａコンバータ２１２に設定するように指令信号が送出される。一方、ステップＳ２４において、上位システムがエラーを取得すると、基本的には、エラー原因が取り除かれるまでの間、正常状態に復帰させない。
【０１２１】
具体的には、オペレータに対して部品交換が必要である旨のエラー（サービスマンコール）を報知するとともに、駆動電圧ＶＡ＝０（出力電圧ゼロ）とし、装置は待機状態となる。そして、この状態で電源オフし、不具合原因の部品（インクジェットヘッド）を交換した後、電源を再投入すると自動的に本シーケンスが行われる。本シーケンスが正常終了すればそのまま正常状態に復帰する。
【０１２２】
上述した駆動電圧調整シーケンスを定期的に行うことで、圧電素子２０４の両端の電位差は常に目標であるＶＴに維持され、その結果、圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰがある程度（絶縁性能は正常な状態において）低下したとしても、吐出特性が低下してしまうことを回避できる。このような駆動電圧の調整は、ある部分の設けられた複数の圧電素子について、一様に絶縁抵抗の低下が進行する上記（３）の原因による故障を回避する方法として有効である。
【０１２３】
なお、圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰが非常に大きいときには、上記式（６）は理想的にはＶＡ＝ＶＴとなり、必ずしも図９のステップＳ１８以降のシーケンスを行なう必要がない。そのため、ステップＳ１６の絶縁抵抗値ＲＰの計算結果にかかわらず、ステップＳ１８以降のシーケンスを一通り行なっても問題はないが、絶縁抵抗値ＲＰが所定の範囲内となるまで、ステップＳ１８以降のシーケンスを実行しないように構成してもよい。
【０１２４】
なお、複数のヘッドブロックを有する構造のヘッドにおいて、ブロックごとに駆動回路が設けられている態様では、ブロックごと（駆動回路ごと）に上述した処理を実行してもよい。
【０１２５】
上述した圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰの算出、及び駆動電圧ＶＡの調整は、装置の定期的なメンテナンスを行う際に行われる。もちろん、装置の稼動を開始する際の初期化動作時や、エラーによる装置停止後の初期化動作時に行うことも可能である。
【０１２６】
〔圧電素子の絶縁抵抗値による寿命予測の説明〕
次に、圧電素子２０４の絶縁抵抗２０６の時間的な変化を用いて圧電素子２０４が絶縁異常となり交換する時期を予測する方法について説明する。
【０１２７】
「背景技術」欄に説明した圧電素子の故障原因のうち、上記（２）の原因による故障は個別の圧電素子に対して起こるものであり、上記（３）の原因による故障はインクが漏れている領域に対して一様に起こり、いずれも長期間の使用により徐々に進行するものである。しかし、絶縁抵抗値ＲＰが低下したとしても所定の絶縁性能を維持している限り（例えば、絶縁抵抗値ＲＰが１ＭΩ未満となり数百ｋΩ程度まで低下した状態）、上記のような駆動電圧の変更によって正常動作させることが可能である。
【０１２８】
しかし、絶縁抵抗値ＲＰの低下が発生した圧電素子２０４は、いずれ絶縁異常に至るので（例えば、絶縁抵抗値ＲＰが１００ｋΩ未満に低下状態）交換が必要であるが、最適な交換時期を判断することは極めて困難である。これに対して、本例に示すインクジェット記録装置１０では、絶縁抵抗２０６の抵抗値の時間的な変化によって絶縁異常に至る直前まで使用を継続させ、絶縁異常に至る直前のタイミングを把握するとともに、当該タイミングにおいて当該圧電素子が交換されるので、効率のよい方法といえる。
【０１２９】
先ず、圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰが算出されると、その計算結果を上位システム（図７のシステムコントローラ）に通知する。上位システムでは、定期的に絶縁抵抗２０６の抵抗値ＲＰがモニタされ、絶縁抵抗値ＲＰの時間的な変化が求められる。図１０に、絶縁抵抗値ＲＰの時間的な変化をグラフ形式で図示する。図１０では、時間に対して絶縁抵抗値ＲＰが線形（反比例）となる場合を例示したが、定期的にモニタされた絶縁抵抗値ＲＰによりこれらの関係が曲線により表されることもあり得る。
【０１３０】
このようにして、時間経過と絶縁抵抗値ＲＰとを関連付けして記憶することで、絶縁異常と判断される絶縁抵抗値になるタイミング（図１０の交換タイミング）を予測可能である。  
【０１３１】
また、図１０に図示した交換タイミングが近づくと、上位システムから図７に図示した報知部９４を介してその旨が報知される。図１０の報知タイミングは交換タイミングの２〜３日前といった例が挙げられる。
【０１３２】
このようにして、絶縁抵抗値ＲＰを定期的にモニタするとともに、絶縁抵抗値ＲＰの時間的な変化を求めておくことで、絶縁異常となるタイミングを予測することができ、絶縁異常となるタイミングの直前において、絶縁異常となる前に圧電素子２０４の交換が可能である。なお、圧電素子は個別に交換されるのではなく、ヘッド全体又はブロックごとに一括して交換される。
【０１３３】
ここに説明した圧電素子の絶縁寿命予測は、先に説明した駆動電圧ＶＡの調整と組み合わせることが可能である。すなわち、圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰのモニタが行われるごとに絶縁抵抗値ＲＰの時間的な変化を更新しておくことで、より正確に圧電素子２０４が絶縁異常となるタイミングを予測することが可能となる。
【０１３４】
上記の如く構成されたインクジェットヘッドの駆動回路によれば、圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰを求め、該絶縁抵抗値ＲＰに応じて駆動電圧ＶＡが調整されるので、絶縁抵抗値ＲＰの低下による吐出特性の低下を回避することができる。
【０１３５】
また、圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰが定期的にモニタされるとともに記憶されるので、圧電素子２０４が絶縁異常に至るタイミングを予測することができ、このタイミングを適宜報知することで、最適な圧電素子２０４の交換時期を判断することが可能となる。
【０１３６】
〔応用例〕
次に、上述した実施形態の応用例として、応用例１〜４について説明する。
【０１３７】
（応用例１）
応用例１では、インクリークの有無を検出する方法について説明する。すなわち、すべてのアナログスイッチ２４０をオフに切り換えた後に駆動電圧ＶＡを印加し、モニタ電位ＶＢを求めることで、インクリークの検出を判断することができる。インクリークがない状態では、すべてのアナログスイッチ２４０をオフにして駆動電圧を印加してもモニタ電位ＶＢは現れないが、インクリークがあるとインクの持つ電気抵抗によって図１５のＡ点とＢ点が電気接続された状態と等価になり、リークしたインクを通ってモニタ抵抗器２０８に電流が流れモニタ電位ＶＢが現れる。このモニタ電位ＶＢが一定値以上であれば、ンクリークが発生していると判断することができる。
【０１３８】
（応用例２）
応用例２では、個別に圧電素子２０４の絶縁異常を判断する方法について説明する。すなわち、すべてのアナログスイッチ２４０を同時にオンして駆動電圧ＶＡを印加し、異常が検出された場合には、アナログスイッチ２４０を１つずつオンして各圧電素子２０４に対して個別に駆動電圧ＶＡを印加し、各圧電素子２０４の異常の有無を判断することが可能である。
【０１３９】
異常となった圧電素子２０４が特定された後は、異常となった圧電素子２０４は常時オフとなるようにアナログスイッチ２４０が制御され、この状態で通常の画像記録が実行される。この方法は上記（１）、（２）の原因による不具合を回避する方法として有効である。
【０１４０】
（応用例３）
応用例３では、通常の画像記録時に発生する突発的な圧電素子２０４の絶縁異常を判断する方法である。すなわち、上述した圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰの監視を通常の画像記録時に行い、突発的な圧電素子２０４の絶縁異常を判断する。
【０１４１】
図１５に示すように、コモン線２４６に設けられたコンデンサ２５４の機能により、圧電素子５８を動作させたときにパルス電流が流れても、パルス電流に対するコモン線２４６のインピーダンスはほぼゼロとなるので、圧電素子２０４に対する絶縁抵抗値ＲＰの影響は小さい。一方、通常記録が行われている期間中に記録に影響しないように定期的に直流電圧が印加されると、その期間だけモニタ抵抗器２０８の両端にはモニタ電圧が現れる。したがって、圧電素子５８を動作させているときでも、モニタ抵抗器２０８に流れる電流に基づき圧電素子５８の絶縁異常の有無を判断することが可能である。
【０１４２】
（応用例４）
本例に示す駆動回路２００は、絶縁抵抗２０６の抵抗値ＲＰが低下した圧電素子２０４に対して、絶縁抵抗値ＲＰの低下を補償するために駆動電圧ＶＡを増加させている。しかし、絶縁抵抗２０６の抵抗値ＲＰの低下によって駆動回路２００が過負荷（消費電流の増加）となり、破損に至るおそれがある。
【０１４３】
このような過負荷による駆動回路２００の破損を回避するために、駆動回路２００の出力部から圧電素子２０４の絶縁抵抗２０６、コモン線２４６、モニタ抵抗器２０８を経由してグランドに至る経路に流れる電流（コモン電流）ＩＲを一定範囲内に制限するとよい。
【０１４４】
図１１には、駆動回路２００’の出力部２１３から圧電素子２０４の絶縁抵抗２０６、コモン線２４６、モニタ抵抗器２０８を経由してグランドに至る経路に流れるコモン電流ＩＲをモニタ電位ＶＢに応じて制限する構成を図示する。
【０１４５】
なお、図１１中、図１５と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１４６】
図１１に示す電流制限部１００は、モニタ抵抗器２０８に流れる電流（すなわち、コモン電流ＩＲ）を検知して、モニタ抵抗器２０８や駆動回路２００’を構成する各素子（例えば、トランジスタ２１８，２２０）の過負荷の状態を検知するとともに、過負荷の状態が検知された場合には、コモン電流ＩＲを制限して、過負荷の状態を解消するように構成されている。
【０１４７】
また、電流制限部１００は、コモン電流ＩＲを遮断してしまうのでなく、合否判定部２５２によって絶縁異常の有無を判断できる範囲にコモン電流ＩＲを制限するので、コモン電流ＩＲが制限されている状態においても合否判定部２５２による絶縁異常の判断が可能となっている。
【０１４８】
モニタ抵抗器２０８の過負荷の状態は、モニタ抵抗器２０８の定格電力の１／ｎ（ｎ＞１）というように決めることができる。例えば、モニタ抵抗器２０８の定格電力が１Ｗの場合には、モニタ抵抗器２０８の消費電力が０．５Ｗ（定格電力の１／２）や０．２５Ｗ（定格電力の１／４）を超えたときに過負荷の状態と判断される。
【０１４９】
この消費電力の判断基準とモニタ抵抗器２０８の抵抗値からモニタ抵抗器２０８の過負荷の状態を判断する電流の判断基準を決めることが可能である。
【０１５０】
また、合否判定部２５２によって絶縁異常の有無を判断できる範囲は、合否判定部２５２の増幅処理部１５８の増幅率（ゲイン）と、絶縁異常の判断基準であるしきい値電圧から決められる。
【０１５１】
次に、図１２〜図１４を用いて電流制限部１００の具体的な構成例を示す。なお、図１２〜図１４には、電流制限部１００及びその周辺の構成のみを図示し、駆動回路２００’の全体構成の図示は省略する。また、図１２〜図１４において他の図面と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１５２】
図１２に、電流制限部１００として、ヒューズ１０２と所定の抵抗値を有する抵抗器１０４を並列接続した構成例を示す。同図に示す構成例では、一般にヒューズ１０２の抵抗値はモニタ抵抗器２０８や並列接続された抵抗器１０４よりも十分小さいので、通常状態ではコモン電流ＩＲはヒューズ１０２を流れて、モニタ抵抗器２０８により圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰが正確にモニタされる。
【０１５３】
一方、圧電素子２０４の絶縁抵抗値ＲＰが小さくなって、コモン電流ＩＲがヒューズ１０２の溶断電流よりも大きくなるとヒューズ１０２が溶断する。ヒューズ１０２の溶断後は抵抗器１０４を経由してコモン電流ＩＲがモニタ抵抗器２０８に流れるので、圧電素子２０４の絶縁異常の有無を判断することができる。さらに、抵抗器１０４の抵抗値はコモン電流ＩＲの制限範囲に対応するように決められているので、コモン電流ＩＲは適正範囲内に制限され、モニタ抵抗器２０８及び駆動回路２００’の過負荷による破損が回避される。
【０１５４】
なお、図１２に示す態様において、ヒューズ１０２に代わりヒューズ抵抗器を適用してもよいし、サーミスタなど自己復帰型の電流遮断素子を適用してもよい。ヒューズやヒューズ抵抗を用いた場合には一旦断線すると部品を交換する必要があるが、サーミスタ（正特性サーミスタ）を用いた場合には、部品の交換が不要であり、復帰後（冷却後）に当該回路を再使用することができる。
【０１５５】
図１２に示す態様によれば、簡単な構成でコモン電流ＩＲの制限を実現することができる。また、部品点数が少なく、使用される部品も汎用部品であり、駆動回路基板１０８の大型化を招くこともなく、コスト面でも有利である。
【０１５６】
図１３に、電流制限部１００としてトランジスタなどのスイッチング素子を用いた構成例を示す。同図に示す構成例では、コモン線２４６（コンデンサ２５４とモニタ抵抗器２０８の間）にＦＥＴ１１０を挿入する。ＦＥＴ１１０のＤ（ドレイン）端子はコンデンサ２５４に接続され、Ｓ（ソース）端子はモニタ抵抗器２０８に接続される。また、Ｇ（ゲート）端子には、ＮＰＮ型トランジスタ１１２のコレクタ端子と、抵抗器１１４の一方の端子が接続され、抵抗器１１４の他方の端子は電源（＋Ｖ）に接続される。
【０１５７】
トランジスタ１１２のベース端子は、ＦＥＴ１１０のＳ端子（モニタ抵抗器２０８）に接続され、エミッタ端子はグランドに接続される。
【０１５８】
ここで、図１０に示す電流制限部１００の動作を簡単に説明する。圧電素子５８の絶縁抵抗５８Ｂが正常範囲であり、コモン電流ＩＲが正常範囲（所定の基準値以下）の場合にはトランジスタ１１２がオフになるようにトランジスタ１１２のバイアス回路が決められている。すなわち、モニタ抵抗器２０８の両端電圧であるモニタ電圧が所定の基準値よりも小さい場合にはトランジスタ１１２はオフとなる。
【０１５９】
そのため、ＦＥＴ１１０のＧ端子には＋Ｖの電圧が印加され、ゲートソース間電圧（ＶＧＳ）は＋Ｖからモニタ電圧を減算した電圧（おおよそ＋Ｖ）となり、これによりＦＥＴ１１０はオンとなる。ＦＥＴ１１０がオンになると、コモン電流ＩＲはＦＥＴ１１０のＤ−Ｓ間を経由してモニタ抵抗器２０８へ流れる。
【０１６０】
一方、圧電素子５８の絶縁抵抗５８Ｂが小さくなり、ＦＥＴ１１０を経由して流れるコモン電流ＩＲが増加すると、モニタ電圧が大きくなり、やがてトランジスタ１１２がオンとなる。ここで、トランジスタ１１２がオンになるまでは、ＦＥＴ１１０のＶＧＳはモニタ電圧であるＳ端子の電位が上昇する分だけ小さくなる。具体的には、＋Ｖに対し０．７Ｖ程度小さくなる。
【０１６１】
ＦＥＴ１１０は、トランジスタ１１２がオンになるまではＶＧＳが小さくなってもオン状態を維持するような特性でなければならない。トランジスタ１１２がオンになると、ＦＥＴ１１０のＧ端子の電位はトランジスタ１１２のコレクタ−エミッタ間飽和電圧（通常は０．２Ｖ程度）となる。
【０１６２】
トランジスタ１１２がオンになると、ＦＥＴ１１０のＳ端子の電位はトランジスタ１１２のベース−エミッタ間電圧となり、略０．７Ｖとなる。したがって、ＶＧＳ＜０ボルトとなりＦＥＴ１１０がオフになる。ＦＥＴ１１０がオフになると、ＦＥＴ１１０のＤ端子からＳ端子を経由してモニタ抵抗器２０８に流れるコモン電流ＩＲが遮断される。
【０１６３】
なお、ＦＥＴ１１０がオフになると、モニタ抵抗器２０８にコモン電流ＩＲが流れなくなるのでモニタ電圧が降下し、モニタ電圧が所定の基準値以下まで下降するとトランジスタ１１２がオンになる。トランジスタ１１２がオンになると、ＦＥＴ１１０がオンになるのでＦＥＴ１１０のＤ端子からＳ端子向かうドレイン電流（コモン電流ＩＲ）が流れ、モニタ抵抗器２０８にもコモン電流ＩＲが流れる。
【０１６４】
ＦＥＴ１８０がオンになるとモニタ電圧が大きくなるので、トランジスタ１１２が再びオンになり、ＦＥＴ１１０がオフになる。このようにＦＥＴ１１０のオンオフを繰り返すことで最終的には平衡状態となる。当該平衡状態におけるモニタ電圧は０．７Ｖ程度である。
【０１６５】
すなわち、モニタ電圧によってトランジスタ１１２によってＦＥＴ１８０のオンオフ（オンデューティ）を制御し、ＦＥＴ１１０のＤ端子からＳ端子に流れるドレイン電流（コモン電流ＩＲ）が所定の範囲内になるように制限している。
【０１６６】
図１３に示す態様によれば、図１２に示すようにヒューズやサーミスタを使う場合に比べて、電流制限部１００が機能し始める電流を低く抑えることができる。一般的なヒューズやサーミスタの動作電流は比較的大きいが、図１３に示す構成では、モニタ電圧がトランジスタ１１２をオンさせる電圧（約０．７Ｖ）になったときに、電流制限部１００が動作を開始するので、適当なモニタ抵抗器２０８の抵抗値を選ぶことにより、コモン電流ＩＲの制限開始電流や、コモン電流ＩＲの制限範囲を自由に設定できる。
【０１６７】
図１４には、駆動回路２００’の出力電圧がマイナス電圧の場合における電流制限部１００の構成例を図示する。図１４に示す構成例では、ＦＥＴ１１０にはＰチャネル型ＦＥＴが適用され、トランジスタ１１２には、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタが適用される。また、ＦＥＴ１１０のＧ端子には、抵抗器１１４を介して負極性の−Ｖが印加される。なお、動作原理は図１０に示す構成例と共通しているので、説明は省略する。
【０１６８】
圧電素子５８は、コモン電極５６に対して駆動電極５７に正極性の駆動電圧を印加してもよいし、コモン電極５６に対して駆動電極５７に負極性の駆動電圧を印加してもよく、駆動電圧の極性はヘッドの設計によって決められる。
【０１６９】
コモン電極５６に対して駆動電極５７に負極性の駆動電圧を印加して圧電素子５８を動作させる場合には、図１４に図示した構成例が適用される。
【０１７０】
応用例３に係る駆動回路よれば、圧電素子の絶縁異常を検知するためのモニタ抵抗器に流れる電流（コモン電流）を検知することで、モニタ抵抗器及び駆動回路の過負荷状態を検知することができ、モニタ抵抗器及び駆動回路が過負荷の状態であればモニタ抵抗器に流れる電流を制限するので、モニタ抵抗器及び駆動回路が過負荷になることが回避される。
【０１７１】
また、モニタ抵抗器に流れる電流は、圧電素子の絶縁異常を判断できる範囲に制限されるので、モニタ抵抗器に流れる電流が制限されている場合にも、圧電素子の絶縁異常の判断が可能である。
【０１７２】
なお、上述した応用例１〜４は単独でも十分な効果を発揮するが、装置の構成に応じて、上述した応用例１〜４を適宜組み合わせるとよい。
【０１７３】
本実施形態では、本発明の適用例としてインクジェット方式の液体吐出ヘッドの駆動回路を例示したが、本発明は圧電素子などの圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動回路にも適用可能である。
【０１７４】
また、本発明が適用される装置例として記録媒体上にカラー画像を形成するインクジェット記録装置を示したが、本発明は液体吐出ヘッドから媒体上に液体を吐出する液体吐出装置（ディスペンサーなど）など、圧電素子を吐出力発生素子に適用した構成に広く適用可能である。
【０１７５】
本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【０１７６】
＜付記＞
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は少なくとも以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【０１７７】
（発明１）：駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動電圧供給部と、前記コモン電極と電気接続され、前記駆動電極と前記コモン電極の間を流れる電流に応じた電圧を発生させる検出部と、前記駆動電圧供給部から供給された駆動電圧、前記検出部の発生電圧及び前記検出部のインピーダンスに基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極との間の絶縁抵抗値を算出する絶縁抵抗値算出部と、前記絶縁抵抗値算出部によって算出された絶縁抵抗値に基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極の間に印加される電圧が一定範囲内になるように前記駆動電圧供給部から供給される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【０１７８】
本発明によれば、圧電素子を備えた液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動回路において、圧電素子の絶縁抵抗値が低下したときに、圧電素子の駆動電極とコモン電極の間に印加される電圧が一定範囲内になるように駆動回路から出力される駆動電圧が制御されるので、圧電素子の絶縁抵抗値の低下に伴う吐出性能の低下を回避することができ、安定した吐出性能が維持される。
【０１７９】
駆動電圧供給部は、波形データを所定のアナログ信号に変換する低電圧回路（小信号を取り扱う回路）と、アナログ信号を圧電アクチュエータの駆動に必要な電流及び電圧に変換するパワー回路（高電圧、大電流を取り扱う回路）と、を含む概念である。
【０１８０】
複数の圧電素子を備える態様では、駆動電極及びコモン電極の少なくともいずれか一方にスイッチ素子を備え、複数の圧電素子を並列接続するとともに共通の駆動信号を印加し、スイッチ素子のオンオフを切り換えて所望の圧電素子に駆動電圧を印加する駆動方式を適用するとよい。
【０１８１】
駆動電極とコモン電極との間の絶縁抵抗値（圧電素子の絶縁抵抗値）が、絶縁異常と判断される値まで低下したときには、駆動電圧の供給を停止するとともにその旨を報知する態様が好ましい。
【０１８２】
（発明２）：発明１に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、前記絶縁抵抗値算出部によって算出された前記圧電素子の絶縁抵抗値を定期的に記憶しておく記憶部と、前記記憶部に定期的に記憶された前記圧電素子の絶縁抵抗値に基づいて、前記圧電素子が絶縁異常となる時期を予測する予測部と、を備えたことを特徴とする。
【０１８３】
かかる態様によれば、圧電素子の絶縁抵抗値を定期的に記憶しておき、絶縁抵抗値の時間的な変化によって絶縁異常と判断される値になるタイミングを予測することができ、圧電素子が絶縁異常となる手前のタイミングまで当該圧電素子の使用を継続することができ、かつ、圧電素子が絶縁異常となる手前のタイミングで当該圧電素子の交換が可能である。
【０１８４】
記憶部に記憶された絶縁抵抗値の時間的な変化を求める態様が好ましい。
【０１８５】
（発明３）：発明２に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、前記予測部によって予測された前記圧電素子が絶縁異常となる時期よりも所定の期間前にその旨を報知する第１の報知部を備えたことを特徴とする。
【０１８６】
かかる態様によれば、圧電素子が絶縁異常となる前にその時期が近づいていることを把握でき、適切な交換時期の判断が可能である。
【０１８７】
（発明４）：発明１乃至３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、前記駆動電圧制御部は、変更後の駆動電圧が前記駆動電圧供給部から供給可能な電圧範囲を超える場合には調整不可と判断することを特徴とする。
【０１８８】
かかる態様によれば、駆動回路が過負荷になることを防止するとともに、過電圧による圧電素子の破損を回避することができる。
【０１８９】
（発明５）：発明４に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、前記駆動電圧制御部によって調整不可と判断されたときにその旨を報知する第２の報知部を備えたことを特徴とする。
【０１９０】
かかる態様によれば、圧電素子の絶縁抵抗値の低下を駆動電圧の変更により補償することができないことを把握でき、圧電素子の交換等の処理が必要となっていることを把握できる。
【０１９１】
（発明６）：発明１乃至５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、前記検出部は所定の抵抗値を有する抵抗器を含むことを特徴とする。
【０１９２】
かかる態様において、抵抗器両端子間には圧電素子のコモン電極から検出部へ流れる電流に比例した電圧が発生する。
【０１９３】
（発明７）：発明６に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、前記駆動電極と前記コモン電極の間の絶縁抵抗値ＲＰは、前記駆動電圧をＶＡ、前記検出部の前記抵抗器の抵抗値をＲＭ、前記抵抗器の端子間に発生する電圧をＶＢとしたときに、次式ＲＰ＝｛（ＶＡ−ＶＢ）／ＶＢ｝×ＲＭにより表されることを特徴とする。
【０１９４】
かかる態様によれば、抵抗器の端子間に発生する電圧ＶＢを測定することで、駆動電圧ＶＡ、抵抗器の抵抗値をＲＭに基づき圧電素子の絶縁抵抗値ＲＰを求めることができる。
【０１９５】
（発明８）：発明１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド駆動回路において、前記液体吐出ヘッドは、複数のノズルのそれぞれに対応して複数の圧電素子を備えるととともに前記複数の圧電素子が並列接続される配線構造を有し、かつ、前記複数の圧電素子の駆動電極にスイッチ素子が設けられ、前記複数のノズルの吐出タイミングに応じて前記スイッチ素子のオンオフを切り換える切換制御部を備えたことを特徴とする。
【０１９６】
かかる態様において、複数のスイッチ素子をオンに切り換えて、複数の圧電素子に同時に駆動電圧を供給した場合には、当該複数の圧電素子の絶縁抵抗の合成抵抗値が算出される。
【０１９７】
（発明９）：駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、発明１乃至８の何れかに記載の液体吐出ヘッド駆動回路を含むことを特徴とする。
【０１９８】
液体吐出装置には、ノズルからインクを吐出して記録媒体上にカラー画像を記録するインクジェット記録装置が含まれる。
【０１９９】
（発明１０）：駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動電圧供給工程と、前記駆動電極と前記コモン電極の間を流れる電流を検出する検出工程と、前記駆動電圧供給工程により供給された駆動電圧及び前記検出工程によって検出された電流に対応する電圧、前記コモン電極とグランドの間の抵抗値に基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極との間の絶縁抵抗値を算出する絶縁抵抗値算出工程と、前記絶縁抵抗値算出工程によって算出された絶縁抵抗値に基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極の間に印加される電圧が一定範囲内になるように前記駆動電圧供給部から供給される駆動電圧を制御する駆動電圧制御工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動方法。
【０２００】
また、本明細書は、以下の発明を開示するものである。
【０２０１】
（発明１１）：駆動電極とコモン電極を有する圧電素子を具備する液体吐出ヘッドに駆動電圧を供給する駆動電圧供給部と、前記コモン電極と電気接続され、前記駆動電極と前記コモン電極の間を流れる電流に応じた電圧を発生させる検出部と、前記駆動電圧供給部から供給された駆動電圧、前記検出部の発生電圧及び前記検出部のインピーダンスに基づいて、前記駆動電極と前記コモン電極との間の絶縁抵抗値を算出する絶縁抵抗値算出部と、前記絶縁抵抗値算出部によって算出された前記圧電素子の絶縁抵抗値を定期的に記憶しておく記憶部と、前記記憶部に定期的に記憶された前記圧電素子の絶縁抵抗値に基づいて、前記圧電素子が絶縁異常となる時期を予測する予測部と、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド駆動回路。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図２】図１に示すインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図
【図３】ヘッドの構造例を示す平面透視図
【図４】図３中Ａ−Ａ線に沿う断面図
【図５】図３に示すヘッドのノズル配置を示す拡大図
【図６】図１に示すインクジェット記録装置のインク供給系の構成を示す概要図
【図７】図１に示すインクジェット記録装置の制御系の構成を示す概要図
【図８】絶縁抵抗値の算出方法を説明するための等価回路図
【図９】絶縁抵抗値算出及び駆動電圧制御の手順を示すフローチャート
【図１０】絶縁抵抗値の時間的変化の記憶例
【図１１】本実施形態の応用例３に係る駆動回路の構成を示すブロック図
【図１２】図１１に示す電流制限部の構成例を示すブロック図
【図１３】図１１に示す電流制限部の他の構成例を示すブロック図
【図１４】図１３に示す駆動回路にマイナス電圧を用いた場合の電流制限部の構成例を示すブロック図
【図１５】従来技術に係る液体吐出ヘッドの駆動回路を説明する図
【符号の説明】
【０２０３】
１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，５０…ヘッド、５６…コモン電極（振動板）、５７…駆動電極、５８，２０４…圧電素子、８０…プリント制御部、８０Ａ…演算処理部、８４…ヘッドドライバ、９２…絶縁抵抗データ記憶部、９４…警告部、２００…駆動回路、２０６…絶縁抵抗、２０８…モニタ抵抗器
【図１】
2010076371.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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