(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電部材と、電圧が変位し所定時間が経過した後に定常電圧に戻る基準電圧波形を前記各圧電部材に供給する電源供給回路と、オン動作によって前記基準電圧波形を任意の圧電部材へ印加するスイッチング素子とを有する記録ヘッドの駆動方法において、
前記スイッチング素子をオン動作させて前記基準電圧波形の電圧を任意の圧電部材に印加し、
前記スイッチング素子をオフ動作させてオフ動作時の前記任意の圧電部材の電圧を保持し、
前記基準電圧波形が定常状態に戻った後に、前記スイッチング素子を再びオン動作させて前記基準電圧波形の電圧を前記任意の圧電部材に印加することによりインク室からインクを吐出させることを特徴とする記録ヘッドの駆動方法。
【請求項２】
前記スイッチング素子を再びオン動作させるタイミングを変化させることにより吐出量の異なるインクを吐出させることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項３】
前記基準電圧波形は、定常電圧から時間経過と共に電圧値が大きくなり、最大電圧に達した後に定常電圧に戻る電圧波形形状であり、前記スイッチング素子をオフさせる時期を変化させることによってそのスイッチング素子がオフされているときの印加電圧を変化させることを特徴とする請求項２記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項４】
前記基準電圧波形の電圧が圧電部材に印加されたときに、その圧電部材の変位によりインク室の体積が拡大するように変形することを特徴とする請求項１記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記基準電圧波形の電圧が圧電部材に印加されたときに、その圧電部材の変位によりインク室の体積が縮小するように変形することを特徴とする請求項１記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項６】
複数の圧電部材と、印字タイミング毎に繰り返す電源供給回路の出力電圧波形と、プリントパルスを与えるとオン動作して前記出力電圧波形を任意の圧電部材へ印加する複数のスイッチング素子とを有し、前記各圧電部材に電圧波形を供給してインクを吐出する記録ヘッドの駆動方法において、
前記各スイッチング素子をオフ動作させて各圧電部材の電圧を保持した後に前記出力電圧波形の電圧を変更し、
この電圧が前記各圧電部材に保持されていた電圧とは異なる間に与える、開始タイミングが互いに重ならない複数のプリントパルスを用意し、
この複数のプリントパルスの中から任意のプリントパルスを与えて任意のスイッチング素子をオン動作させて圧電部材の供給電圧波形を変化させ、
与えるプリントパルスを変えて前記電源供給回路の出力波形から互いに異なる複数種類の電圧波形を前記各圧電部材に供給することを特徴とする記録ヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電部材の変形によりインク室からインクを吐出する記録ヘッドの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の記録ヘッドの駆動方法としては、例えば、特開平２−１６４５４４号公報のものが知られている。これは、図１７に示すように、圧電部材１１  ，１２  ，１３  ，１４  ，１５  ，１６  ，…に接続した一方の電極を共通電極として電源供給回路２の出力端子に接続し、他方の電極をそれぞれＮＰＮ形トランジスタ３１  ，３２  ，３３  ，３４  ，３５  ，３６  ，…を介して接地している。そして、圧電部材１１  ，１２  ，１３  ，１４  ，１５  ，１６  ，…を駆動する場合は、トランジスタ３１  ，３２  ，３３  ，３４  ，３５  ，３６  ，…をオン状態にして電源供給回路２の出力端子から各圧電部材に定電流入力を行うようになっている。すなわち、電源供給回路２の出力端子から各圧電部材の共通電極に駆動電圧波形を印加しトランジスタ３１  ，３２  ，３３  ，３４  ，３５  ，３６  ，…を選択的にオン動作することで駆動する圧電部材を選択して該当するインク室のインク吐出口からインクを吐出させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の駆動方法は、トランジスタ３１  ，３２  ，３３  ，３４  ，３５  ，３６  ，…によって駆動する圧電部材を選択する制御のみを行うものであるので、インクの吐出量を可変して階調印刷を行うことはできなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、簡単な回路構成で、且つ、圧電部材の駆動波形の電圧及び印加時間などをそれぞれ自由に設定でき、インク室からのインクの吐出量を可変制御でき、階調印刷ができる記録ヘッドの駆動方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の圧電部材と、電圧が変位し所定時間が経過した後に定常電圧に戻る基準電圧波形を各圧電部材に供給する電源供給回路と、オン動作によって基準電圧波形を任意の圧電部材へ印加するスイッチング素子とを有する記録ヘッドの駆動方法において、スイッチング素子をオン動作させて基準電圧波形の電圧を任意の圧電部材に印加し、スイッチング素子をオフ動作させてオフ動作時の任意の圧電部材の電圧を保持し、基準電圧波形が定常状態に戻った後に、スイッチング素子を再びオン動作させて基準電圧波形の電圧を任意の圧電部材に印加することによりインク室からインクを吐出させることにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、複数の圧電部材１１１  ，１１２  ，１１３  ，１１４  ，１１５  ，１１６  ，…を設け、この各圧電部材１１１  〜１１６  ，…に接続した一方の電極を共通電極として電源供給回路１２の出力端子に接続している。前記各圧電部材１１１  〜１１６  ，…に接続した他方の電極をＮＰＮ形トランジスタ１３１  ，１３２  ，１３３  ，１３４  ，１３５  ，１３６  ，…をそれぞれ介して接地している。
【００１０】
前記各トランジスタ１３１  〜１３６  ，…のベースを印字データ変換回路１４に接続し、このベースに対して印字データ変換回路１４からプリントパルス信号ＰＰを印加するようになっている。前記印字データ変換回路１４はラッチ回路１５に接続し、前記ラッチ回路１５はシフトレジスタ１６に接続している。
【００１１】
この駆動回路は、１６階調（４ビット）の印字データをクロックＣＬＫに同期して前記シフトレジスタ１６に順次シフトして格納し、各圧電部材１１１  〜１１６  ，…に対応した印字データを前記シフトレジスタ１６に格納すると、ラッチパルスＬＰの入力によって前記ラッチ回路１５にラッチし、前記印字データ変換回路１４に入力する。前記印字データ変換回路１４は入力した印字データを前記各トランジスタ１３１  〜１３６  ，…をオン、オフ動作するためのプリントパルスＰＰに変換する。
前記電源供給回路１２は、各圧電部材１１１  〜１１６  ，…の共通電極に滑らかな立上がりと急俊な立下がりをもつ三角波の基準電圧波形を印刷タイミング毎に印加するようになっている。
【００１２】
ここで、図３に示す模式図を使用して印刷原理について述べる。先ず、定常状態では図３の（ｄ）  に示すように圧電部材１１ｉ  （  ｉ＝１，２，３，…）は変位せずインク室１７にインクは充満している。この状態でトランジスタ１３ｉ  （  ｉ＝１，２，３，…）をオンにして電源供給回路１２から圧電部材１１ｉ  に基準電圧波形を印加すると、先ず滑らかな立上がりにより圧電部材１１ｉ  はインク室１７を開くように変位する。このときインクのインク吐出面、すなわち、メニスカス１８は図３の（ａ）  に示すようにインク室１７側に後退する。
【００１３】
この状態で直ぐに圧電部材１１ｉ  に印加する基準電圧波形を急俊に接地電位に立下げると、圧電部材１１ｉ  は図３の（ｄ）  に示す定常状態に復帰するが、このときにはインク室１７へのインクの補充がほとんど行われないので、インク室１７からのインクの吐出量は少ない。すなわち、階調濃度の低い印刷となる。
【００１４】
また、図３の（ａ）  に示すようにメニスカス１８がインク室１７側に後退した状態で暫く保持すると、インク室１７へのインクの補充が行われ、メニスカス１８は図３の（ｂ）  に示すようにインク吐出面に戻るようになる。従って、この状態で圧電部材１１ｉ  に印加する基準電圧波形を急俊に接地電位に立下げると、圧電部材１１ｉ  は図３の（ｄ）  に示す定常状態に復帰するが、このときにはインク室１７へのインクの補充がある程度行われているので、インク室１７からのインクの吐出量は若干多くなる。すなわち、階調濃度が中程度の印刷となる。
【００１５】
また、図３の（ａ）  に示すようにメニスカス１８がインク室１７側に後退した状態で長く保持すると、インク室１７へのインクの補充が充分に行われ、メニスカス１８は図３の（ｃ）  に示すようにインク吐出面まで完全に戻るようになる。従って、この状態で圧電部材１１ｉ  に印加する基準電圧波形を急俊に接地電位に立下げると、圧電部材１１ｉ  は図３の（ｄ）  に示す定常状態に復帰するが、このときにはインク室１７へのインクの補充が充分に行われているので、インク室１７からのインクの吐出量は多くなる。すなわち、階調濃度の高い印刷となる。
こうして後退したメニスカスの復帰位置によりインク吐出タイミングを決めることでインクの吐出量を調整でき、階調印刷が可能になる。
【００１６】
そこで、図１の駆動回路では、印刷タイミングになると、図２の（ａ）  に示すように、プリントタイミングパルスＰＴＰを電源供給回路１２及び印字データ変換回路１４に供給し、電源供給回路１２から図２の（ｂ）  に示すような基準電圧波形を出力する。また、駆動したい圧電部材１１ｉ  に対応したトランジスタ１３ｉ  のベースに、例えば、図２の（ｃ）  に示すようなプリントパルスＰＰを供給する。すなわち、圧電部材１１ｉ  への基準電圧波形の印加と同時にトランジスタ１３ｉ  をオン動作し、基準電圧波形が接地電位に急俊に立ち下がる直前でトランジスタ１３ｉ  を一旦オフ動作する。圧電部材１１ｉ  は容量負荷なのでトランジスタ１３ｉ  がオフしても電荷を保持することなり、その変位位置を保持することになる。
【００１７】
その後、この状態を比較的長い時間保持してからトランジスタ１３ｉ  を再びオン動作することで圧電部材１１ｉ  の電荷は急激に放電し圧電部材１１ｉ  は定常状態に戻る。こうして、圧電部材１１ｉ  に供給される電圧波形は図２の（ｄ）  に示すようになり、この電圧波形が立ち下がるタイミングでインク室から吐出するインク量は多くなる。すなわち、階調濃度の高い印刷となる。
【００１８】
また、トランジスタ１３ｉ  のベースに印加するプリントパルスＰＰを、図２の（ｅ）  に示すように変化させると、圧電部材１１ｉ  が電荷を保持する期間は若干短くなり、このときには圧電部材１１ｉ  に供給される電圧波形は図２の（ｆ）  に示すようになり、この電圧波形が立ち下がるタイミングでインク室から吐出するインク量は若干少なくなる。すなわち、階調濃度が中程度の印刷となる。
【００１９】
また、トランジスタ１３ｉ  のベースに印加するプリントパルスＰＰを、図２の（ｇ）  に示すように変化させると、圧電部材１１ｉ  が電荷を保持する期間はさらに短くなり、このときには圧電部材１１ｉ  に供給される電圧波形は図２の（ｈ）  に示すようになり、この電圧波形が立ち下がるタイミングでインク室から吐出するインク量は少なくなる。すなわち、階調濃度の低い印刷となる。
【００２０】
このように、トランジスタ１３ｉ  のベースに印加するプリントパルスＰＰを変化して圧電部材１１ｉ  が電荷を保持する期間を可変する簡単な制御により、インク室から吐出するインク量を調整することができ、階調印刷ができる。
【００２１】
このような制御に使用する記録ヘッドとしては、例えば，図４に示すカイザー方式の記録ヘッドがある。
この記録ヘッドは、インク室２１の上面を弾性板２２で構成し、この弾性板２２の上に圧電部材２３を両側に電極２４，２５を設けて固定している。そして、インク吐出口２６の反対側にインク供給口２７を設け、インク室内へのインクの補充を行うようになっている。
【００２２】
この記録ヘッドは、図４の（ａ）  に示す定常状態において、圧電部材２３に三角波の電圧波形を印加すると、電圧の滑らかな立上がりにおいて圧電横効果により圧電部材２３は面方向に伸張し、弾性板２２との応力の釣合いにより曲げモーメントが発生し、弾性板２２は図４の（ｂ）  に示すようにインク室２１の容積を拡大する方向に変形する。そして、圧電部材２３を変位した状態で一定時間保持した後に印加電圧を急俊に立下げると、圧電部材２３は図４の（ｃ）  に示すように定常状態に復帰し、これによりインク室２１の容積が元に戻りインク吐出口２６からインクが吐出する。
【００２３】
（第２の実施の形態）
この実施の形態の駆動回路の構成は基本的には第１の実施の形態と同様である。異なる点は、電源供給回路１２から各圧電部材１１１  〜１１６  ，…の一方の電極に印加する基準電圧波形を変えた点である。
【００２４】
すなわち、図５に動作タイミングを示し、図６に印刷原理を模式的に示すように、この実施の形態においては、図５の（ａ）  に示すプリントタイミングパルスＰＴＰにより電源供給回路１２から各圧電部材１１１  〜１１６  ，…の一方の電極に印加する基準電圧波形が出力する。この基準電圧波形は、図５の（ｂ）  に示すように負の電位に急俊に立ち下がり、一定時間後に急俊に立ち上がる矩形波になっている。
【００２５】
このような基準電圧波形を印加することで、図５の（ｃ）  に示すプリンタパルスＰＰがトランジスタ１３ｉ  に印加すると、圧電部材１１ｉ  は図６の（ｄ）  に示す定常状態からインク室１７内のインクを押出す方向に変位する。そして、基準電圧波形が立ち上がる直前においてトランジスタ１３ｉ  がオフ動作して圧電部材１１ｉ  の変位状態を保持する。この保持状態を比較的長く継続した後にトランジスタ１３ｉ  が再度オン動作して圧電部材１１ｉ  を定常状態に復帰させる。この制御により、圧電部材１１ｉ  への供給電圧波形は図５の（ｄ）  に示すようになり、インク室１７内のインクは比較的長く圧電部材１１ｉ  の変位により押出されるので、このときには図６の（ｃ）  に示すようにインクの吐出量は多くなる。
【００２６】
また、図５の（ｅ）  に示すプリンタパルスＰＰがトランジスタ１３ｉ  に印加すると、圧電部材１１ｉ  は図６の（ｄ）  に示す定常状態からインク室１７内のインクを押出す方向に変位する。そして、基準電圧波形が立ち上がる直前においてトランジスタ１３ｉ  がオフ動作して圧電部材１１ｉ  の変位状態を保持するが、今度は保持状態が余り長く継続しないうちにトランジスタ１３ｉ  が再度オン動作して圧電部材１１ｉ  を定常状態に復帰させる。この制御により、圧電部材１１ｉ  への供給電圧波形は図５の（ｆ）  に示すようになり、インク室１７内のインクが圧電部材１１ｉ  の変位により押出される期間が若干短くなる。従って、このときには図６の（ｂ）  に示すようにインクの吐出量は中程度になる。
【００２７】
また、図５の（ｇ）  に示すプリンタパルスＰＰがトランジスタ１３ｉ  に印加すると、圧電部材１１ｉ  は図６の（ｄ）  に示す定常状態からインク室１７内のインクを押出す方向に変位する。そして、基準電圧波形が立ち上がる直前においてトランジスタ１３ｉ  がオフ動作して圧電部材１１ｉ  の変位状態を保持するが、今度は保持状態がほとんど継続しないうちにトランジスタ１３ｉ  が再度オン動作して圧電部材１１ｉ  を定常状態に復帰させる。この制御により、圧電部材１１ｉ  への供給電圧波形は図５の（ｈ）  に示すようになり、インク室１７内のインクが圧電部材１１ｉ  の変位により押出される期間がさらに短くなる。従って、このときには図６の（ａ）  に示すようにインクの吐出量は少なくなる。
【００２８】
このように、圧電部材１１ｉ  をインク室１７内のインクを押出す方向に変位させる場合であっても、圧電部材１１ｉ  が電荷を保持して変位状態を保持する期間を可変する簡単な制御により、インク室から吐出するインク量を調整することができ、階調印刷ができる。
【００２９】
（第３の実施の形態）
この実施の形態の駆動回路の構成は基本的には第１の実施の形態と同様である。異なる点は、印字データ変換回路１４から各トランジスタ１３１  〜１３６  ，…のベースに印加するプリントパルスＰＰを変えた点である。
【００３０】
すなわち、図７に動作タイミングを示し、図８に印刷原理を模式的に示すように、この実施の形態においては、図７の（ａ）  に示すプリントタイミングパルスＰＴＰの供給タイミングで電源供給回路１２から図７の（ｂ）  に示すような三角波の基準電圧波形を出力する。また、駆動したい圧電部材１１ｉ  に対応したトランジスタ１３ｉ  のベースに、例えば、図７の（ｃ）  に示すようなプリントパルスＰＰを供給する。すなわち、圧電部材１１ｉ  への基準電圧波形の印加と同時にトランジスタ１３ｉ  をオン動作し、基準電圧波形が接地電位に急俊に立ち下がる直前でトランジスタ１３ｉ  を一旦オフ動作する。これにより、圧電部材１１ｉ  は電圧Ｖ１  を印加した状態で電荷を保持する。すなわち、圧電部材１１ｉ  は図８の（ｄ）  に示す定常状態から図８の（ａ）  に示すように大きく変位した状態で保持する。
【００３１】
その後、この状態を一定時間保持してからトランジスタ１３ｉ  を再びオン動作することで圧電部材１１ｉ  の電荷は急激に放電し圧電部材１１ｉ  は図８の（ｄ）  に示す定常状態に戻る。すなわち、圧電部材１１ｉ  に供給される電圧波形は図７の（ｄ）  に示すようになる。このように圧電部材１１ｉ  を比較的高い電圧Ｖ１  を印加した状態で保持させることで圧電部材１１ｉ  が定常状態に復帰するときの変位量を大きくし、これにより、インク室から吐出するインク量が多くなる。すなわち、階調濃度の高い印刷となる。
【００３２】
また、駆動したい圧電部材１１ｉ  に対応したトランジスタ１３ｉ  のベースに、例えば、図７の（ｅ）  に示すようなプリントパルスＰＰを供給する。すなわち、圧電部材１１ｉ  への基準電圧波形の印加と同時にトランジスタ１３ｉ  をオン動作し、基準電圧波形が滑らかに立ち上がっている後半でトランジスタ１３ｉ  を一旦オフ動作する。これにより、圧電部材１１ｉ  は電圧Ｖ２  （＜Ｖ１  ）を印加した状態で電荷を保持する。すなわち、圧電部材１１ｉ  は図８の（ｄ）  に示す定常状態から図８の（ｂ）  に示すように中程度に変位した状態で保持する。
【００３３】
その後、この状態を一定時間保持してからトランジスタ１３ｉ  を再びオン動作することで圧電部材１１ｉ  の電荷は急激には放電し圧電部材１１ｉ  は図８の（ｄ）  に示す定常状態に戻る。すなわち、圧電部材１１ｉ  に供給される電圧波形は図７の（ｆ）  に示すようになる。このように圧電部材１１ｉ  を中程度の電圧Ｖ２  を印加した状態で保持させることで圧電部材１１ｉ  が定常状態に復帰するときの変位量を中程度にし、これにより、インク室から吐出するインク量を中程度に制御する。すなわち、階調濃度が中程度の印刷となる。
【００３４】
また、駆動したい圧電部材１１ｉ  に対応したトランジスタ１３ｉ  のベースに、例えば、図７の（ｇ）  に示すようなプリントパルスＰＰを供給する。すなわち、圧電部材１１ｉ  への基準電圧波形の印加と同時にトランジスタ１３ｉ  をオン動作し、基準電圧波形が滑らかに立ち上がっている前半でトランジスタ１３ｉ  を一旦オフ動作する。これにより、圧電部材１１ｉ  は電圧Ｖ３  （＜Ｖ２  ）を印加した状態で電荷を保持する。すなわち、圧電部材１１ｉ  は図８の（ｄ）  に示す定常状態から図８の（ｃ）  に示すようにそれほど変位していない状態で保持する。
【００３５】
その後、この状態を一定時間保持してからトランジスタ１３ｉを再びオン動作することで圧電部材１１ｉの電荷は急激に放電し圧電部材１１ｉは図８の（ｄ）  に示す定常状態に戻る。すなわち、圧電部材１１ｉに供給される電圧波形は図７の（ｈ）に示すようになる。このように圧電部材１１ｉを比較的低い電圧Ｖ３を印加した状態で保持させることで圧電部材１１ｉが定常状態に復帰するときの変位量を小さくし、これにより、インク室から吐出するインク量を少なくする。すなわち、階調濃度の低い印刷となる。
このように圧電部材１１ｉが電荷を保持するときの電圧レベルを可変する簡単な制御により、インク室から吐出するインク量を調整することができ、階調印刷ができる。
【００３６】
なお、この実施の形態では、圧電部材１１ｉ  が電荷を保持するときの電圧レベルを可変してインク量を調整するようにしたが、これにさらに圧電部材１１ｉ  が電荷を保持するときの保持時間を加味して電圧と保持時間の両方でインク量を調整すればより細かい階調制御が可能になる。これを実現するには、図７の（ｃ）  、（ｅ）  、（ｇ）  においてトランジスタ１３ｉ  を再度オン動作するプリントパルスＰＰのパルスＰ１  の発生タイミングを変化させればよい。
【００３７】
（第４の実施の形態）
この実施の形態の駆動回路の構成は図９に示すように基本的には第１の実施の形態と同様で、異なる点は電源供給回路３２とプリントパルスＰＰを出力する印字データ変換回路３４である。すなわち、前記電源供給回路３２は印刷タイミング毎に波形の異なる各種の基準電圧波形を連続して出力するようになっている。例えば、三角波の基準電圧波形Ｔ１  及び定電圧期間の長さが異なる２種類の台形状の基準電圧波形Ｔ２  ，Ｔ３  の３種類を連続して出力するようになっている。各基準電圧波形はいずれも立ち上がりは滑らか、立下がりは急俊な波形になっている。
【００３８】
前記印字データ変換回路３４は３種類の基準電圧波形Ｔ１  ，Ｔ２  ，Ｔ３  のいずれを各圧電部材１１１  〜１１６  ，…に印加させるかを選択するために各トランジスタ１３１  〜１３６  ，…をオン動作するプリントパルスＰＰを発生するようになっている。
【００３９】
この駆動回路においては、印刷タイミングになると、図１０の（ａ）  に示すように、プリントタイミングパルスＰＴＰを電源供給回路３２及び印字データ変換回路３４に供給し、これにより電源供給回路３２は図１０の（ｂ）  に示すような３種類の基準電圧波形Ｔ１  ，Ｔ２  ，Ｔ３  を連続的に出力する。
また、駆動したい圧電部材１１ｉ  に対応したトランジスタ１３ｉ  のベースに、例えば、図１０の（ｃ）  に示すように基準電圧波形Ｔ３  を選択するためのプリントパルスＰＰを供給する。
【００４０】
これにより、圧電部材１１ｉ  には図１０の（ｄ）  に示すような供給電圧波形が印加することになる。この供給電圧波形は圧電部材１１ｉ  の電荷を一定時間保持し、圧電部材１１ｉ  を所定の変位位置で一定時間保持する。そして、一定時間経過後に、圧電部材１１ｉ  の電荷を急激に放電して圧電部材１１ｉ  を定常状態に戻す。こうして、圧電部材１１ｉ  を所定の変位位置で一定時間保持する電圧波形を供給することでインク室から吐出するインク量は多くなる。すなわち、階調濃度の高い印刷となる。
【００４１】
また、駆動したい圧電部材１１ｉ  に対応したトランジスタ１３ｉ  のベースに、例えば、図１０の（ｅ）  に示すように基準電圧波形Ｔ２  を選択するためのプリントパルスＰＰを供給する。
これにより、圧電部材１１ｉ  には図１０の（ｆ）  に示すような供給電圧波形が印加することになる。この供給電圧波形は圧電部材１１ｉ  の電荷を図１０の（ｄ）  の波形のときよりも短いが一定時間保持し、圧電部材１１ｉ  を所定の変位位置で一定時間保持する。そして、一定時間経過後に、圧電部材１１ｉ  の電荷を急激に放電して圧電部材１１ｉ  を定常状態に戻す。こうして、圧電部材１１ｉ  を所定の変位位置で一定の短い時間保持する電圧波形を供給することでインク室から吐出するインク量は中程度になる。すなわち、階調濃度が中程度の印刷となる。
【００４２】
また、駆動したい圧電部材１１ｉ  に対応したトランジスタ１３ｉ  のベースに、例えば、図１０の（ｇ）  に示すように基準電圧波形Ｔ１  を選択するためのプリントパルスＰＰを供給する。
これにより、圧電部材１１ｉ  には図１０の（ｈ）  に示すような供給電圧波形が印加することになる。この供給電圧波形は所定レベルに達すると圧電部材１１ｉ  の電荷をほとんど保持せずに直ちに放電して圧電部材１１ｉ  を定常状態に戻す。こうして、圧電部材１１ｉ  の電荷を保持せずに直ちに放電することでインク室から吐出するインク量は少なくなる。すなわち、階調濃度の低い印刷となる。
このように、トランジスタ１３ｉ  のベースに印加するプリントパルスＰＰにより圧電部材１１ｉ  に供給する基準電圧波形を選択するという簡単な制御により、インク室から吐出するインク量を調整することができ、階調印刷ができる。
【００４３】
（第５の実施の形態）
この実施の形態は複数のインク室をその部屋間の仕切りを圧電部材で構成したシェアモード形の記録ヘッドに適用したものである。
【００４４】
シェアモード形の記録ヘッドは、図１４に示すように、凹状の溝を複数形成した圧電部材４１とこの圧電部材４１の上に別の圧電部材４２を張合わせ、この上に天板４３を張合わせて複数のインク室４４，４４，…を形成したもので、各インク室４４の内壁には無電解ニッケルメッキにより電極４５を形成している。前記各圧電部材４１，４２は、板厚方向で互いに対向する方向に分極している。
【００４５】
このシェアモード形の記録ヘッドの駆動回路の構成は図１１に示すように、隣接した壁を構成する圧電部材４２１  と４２２  に接続した電極４５１  を双方向スイッチ４６１  を介して基準電圧波形ＢＶ１  の供給ライン４７１  に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材４２２  と４２３  に接続した電極４５２  を双方向スイッチ４６２  を介して基準電圧波形ＢＶ２  の供給ライン４７２  に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材４２３  と４２４  に接続した電極４５３  を双方向スイッチ４６３  を介して基準電圧波形ＢＶ３  の供給ライン４７３  に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材４２４  と４２５  に接続した電極４５４  を双方向スイッチ４６４  を介して基準電圧波形ＢＶ１  の供給ライン４７１  に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材４２５  と４２６  に接続した電極４５５  を双方向スイッチ４６５  を介して基準電圧波形ＢＶ２  の供給ライン４７２  に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材４２６  と４２７  に接続した電極４５６  を双方向スイッチ４６６  を介して基準電圧波形ＢＶ３  の供給ライン４７３  に接続し、…という構成になっている。
【００４６】
シェアモード形の記録ヘッドは、その構造上、隣接するインク室を同時に駆動することはできないので２分割駆動や３分割駆動の方式を取るが、上記駆動回路は３分割駆動を行うものである。
前記各双方向スイッチ４６１  ，４６２  ，４６３  ，４６４  ，４６５  ，４６６  ，…はそれぞれ２本の制御信号Ａ１ＨとＡ１Ｌ，Ｂ１ＨとＢ１Ｌ，Ｃ１ＨとＣ１Ｌ，Ａ２ＨとＡ２Ｌ，Ｂ２ＨとＢ２Ｌ，Ｃ２ＨとＣ２Ｌ，…によってスイッチン制御し、この制御信号によりインク室の選択とインク吐出量の制御を行うようになっている。なお、図中Ａ１  ，Ｂ１  ，Ｃ１  ，Ａ２  ，Ｂ２  ，Ｃ２  ，…はそれぞれインク室を示している。
【００４７】
この駆動回路は、各供給ライン４７１  ，４７２  ，４７３  にそれぞれ基準電圧波形ＢＶ１  ，ＢＶ２  ，ＢＶ３  を図１２の（ａ）  、（ｂ）  、（ｃ）  に示すタイミングで供給する。今、供給ライン４７１  に基準電圧波形ＢＶ１  が供給するタイミングで図１２の（ｄ）  に示すように制御信号Ａ１Ｈをオンし、図１２の（ｅ）  に示すように制御信号Ａ１Ｌをオフし、図１２の（ｆ）  に示すように制御信号Ｂ１Ｈをオフし、図１２の（ｇ）  に示すように制御信号Ｂ１Ｌをオンすると、双方向スイッチ４６１  ，４６２  を介して圧電部材４２１  ，４２２  に基準電圧波形ＢＶ１  が印加し、圧電部材４２１  ，４２２  はインク室Ａ１  を図１３の（ａ）  の定常状態から図１３の（ｂ）  に示すように徐々に開く方向に変位する。
【００４８】
そして、基準電圧波形ＢＶ１  が立ち下がる直前に制御信号Ａ１Ｈをオフすると、圧電部材４２１  ，４２２  は図１３の（ｃ）  に示すようにその変位状態を保持する。その後、制御信号Ａ１Ｌをオンに戻すが、この制御信号Ａ１Ｌをオンに戻すタイミングを変化させることでインク室Ａ１  の電極４５１  に供給する電圧波形が図１２の（ｊ）  に示すように変化する。すなわち、圧電部材４２１  ，４２２  の電圧保持時間が変化する。そして、一定の保持時間が経過すると、制御信号Ａ１Ｌがオン状態に復帰し、圧電部材４２１  ，４２２  の電荷を急俊に放電してこの圧電部材４２１  ，４２２  を図１３の（ｄ）  に示すように定常状態に戻し、インク室Ａ１  からインク吐出口を介してインクを吐出させる。
【００４９】
こうして、制御信号Ａ１Ｌをオンに戻すタイミングを変化させることで圧電部材４２１  ，４２２  の電圧保持時間が変化するので、前述した第１の実施の形態と同様にインク室Ａ１  からのインクの吐出量を変化させることができ、階調印刷が可能になる。
【００５０】
次に、供給ライン４７２  に基準電圧波形ＢＶ２  が供給するタイミングで図１２の（ｆ）  に示すように制御信号Ｂ１Ｈをオンし、図１２の（ｇ）  に示すように制御信号Ｂ１Ｌをオフし、図１２の（ｄ）  に示すように制御信号Ａ１Ｈをオフし、図１２の（ｅ）  に示すように制御信号Ａ１Ｌをオンし、図１２の（ｈ）  に示すように制御信号Ｃ１Ｈをオフし、図１２の（ｉ）  に示すように制御信号Ｃ１Ｌをオンすると、双方向スイッチ４６１  ，４６２  ，４６３  を介して圧電部材４２２  ，４２３  に基準電圧波形ＢＶ２  が印加し、圧電部材４２２  ，４２３  はインク室Ｂ１  を図１３の（ｅ）  の定常状態から図１３の（ｆ）  に示すように徐々に開く方向に変位する。
【００５１】
そして、基準電圧波形ＢＶ２  が立ち下がる直前に制御信号Ｂ１Ｈをオフすると、圧電部材４２２  ，４２３  はその変位状態を保持する。その後、制御信号Ｂ１Ｌをオンに戻すが、この制御信号Ｂ１Ｌをオンに戻すタイミングを変化させることでインク室Ｂ１  の電極４５２  に供給する電圧波形が図１２の（ｋ）  に示すように変化する。すなわち、圧電部材４２２  ，４２３  の電圧保持時間が変化する。そして、一定の保持時間が経過すると、制御信号Ｂ１Ｌがオン状態に復帰し、圧電部材４２２  ，４２３  の電荷を急俊に放電してこの圧電部材４２２  ，４２３  を定常状態に戻しインク室Ｂ１  からインク吐出口を介してインクを吐出させる。
【００５２】
こうして、制御信号Ｂ１Ｌをオンに戻すタイミングを変化させることで圧電部材４２２  ，４２３  の電圧保持時間が変化するので、前述した第１の実施の形態と同様にインク室Ｂ１  からのインクの吐出量を変化させることができ、階調印刷が可能になる。
【００５３】
同様にして、供給ライン４７３  に基準電圧波形ＢＶ３  が供給するタイミングで図１２の（ｈ）  に示すように制御信号Ｃ１Ｈをオンし、図１２の（ｉ）  に示すように制御信号Ｃ１Ｌをオフし、図１２の（ｄ）  に示すように制御信号Ａ１Ｈをオフし、図１２の（ｅ）  に示すように制御信号Ａ１Ｌをオンし、図１２の（ｆ）  に示すように制御信号Ｂ１Ｈをオフし、図１２の（ｇ）  に示すように制御信号Ｂ１Ｌをオンすると、双方向スイッチ４６２  ，４６３  ，４６４  を介して圧電部材４２３  ，４２４  に基準電圧波形ＢＶ３  が印加し、圧電部材４２３  ，４２４  はインク室Ｃ１  を定常状態から徐々に開く方向に変位する。
【００５４】
そして、基準電圧波形ＢＶ３  が立ち下がる直前に制御信号Ｃ１Ｈをオフすると、圧電部材４２３  ，４２４  はその変位状態を保持する。その後、制御信号Ｃ１Ｌをオンに戻すが、この制御信号Ｃ１Ｌをオンに戻すタイミングを変化させることでインク室Ｃ１  の電極４５３  に供給する電圧波形が図１２の（ｌ）  に示すように変化する。すなわち、圧電部材４２３  ，４２４  の電圧保持時間が変化する。そして、一定の保持時間が経過すると、制御信号Ｃ１Ｌがオン状態に復帰し、圧電部材４２３  ，４２４  の電荷を急俊に放電してこの圧電部材４２３  ，４２４  を定常状態に戻しインク室Ｃ１  からインク吐出口を介してインクを吐出させる。
【００５５】
こうして、制御信号Ｃ１Ｌをオンに戻すタイミングを変化させることで圧電部材４２３  ，４２４  の電圧保持時間が変化するので、前述した第１の実施の形態と同様にインク室Ｃ１  からのインクの吐出量を変化させることができ、階調印刷が可能になる。
【００５６】
このようにシェアモード形の記録ヘッドにおいて３分割駆動する場合は２つ置きのインク室が同時に動作可能となり、どのインク室を動作させるかは制御信号ＡｉＨ，ＢｉＨ，ＣｉＨのオンと制御信号ＡｉＬ，ＢｉＬ，ＣｉＬのオフによって決め、かつ、階調制御は制御信号ＡｉＬ，ＢｉＬ，ＣｉＬのオン復帰タイミングを変化させることで可能となる。なお、制御信号ＡｉＨ，ＢｉＨ，ＣｉＨ，ＡｉＬ，ＢｉＬ，ＣｉＬの  ｉは１，２，３，…を示す。
【００５７】
（第６の実施の形態）
この実施の形態はシェアモード形の記録ヘッドにおいてインク室を１つ置きに使用する場合について述べる。
この駆動回路は図１５に示すように、隣接した壁を構成する圧電部材５１１  と５２２  に接続した電極５２１  を基準電圧波形の供給ライン５４に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材５１２  と５１３  に接続した電極５２２  をＮＰＮ形トランジスタ５３１  を介して接地し、隣接した壁を構成する圧電部材５１３  と５１４  に接続した電極５２３  を前記供給ライン５４に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材５１４  と５１５  に接続した電極５２４  をＮＰＮ形トランジスタ５３２  を介して接地し、隣接した壁を構成する圧電部材５１５  と５１６  に接続した電極５２５  を前記供給ライン５４に接続し、隣接した壁を構成する圧電部材５１６  と５１７  に接続した電極５２６  をＮＰＮ形トランジスタ５３３  を介して接地し、…という構成になっている。そして、前記圧電部材５１２  と５１３  との間にインク室Ａ１  を形成し、前記圧電部材５１４  と５１５  との間にインク室Ａ２  を形成し、前記圧電部材５１６  と５１７  との間にインク室Ａ３  を形成し、…というように１つ置きにインク室を形成し、その他はインクを充填しない単なる空間部になっている。
【００５８】
この記録ヘッドの場合は１つ置きにインク室を形成しているので全てのインク室を同時に動作させることが可能である。また、各圧電部材５１１  〜５１７  …を駆動するための供給ライン５４に供給する基準電圧波形及び各トランジスタ５３１  ，５３２  ，５３３  をオン、オフ動作するプリントパルスＰＰのタイミングは前述した第１の実施の形態における図２の場合と同様である。
【００５９】
すなわち、三角波の基準電圧波形を供給ライン５４に供給し、同時に各トランジスタ５３１  ，５３２  ，５３３  にプリントパルスＰＰを供給してオン動作すると、各圧電部材５１２  ，５１３  ，５１４  ，５１５  ，５１６  ，５１７  に基準電圧波形がそれぞれ印加し、圧電部材５１２  と５１３  はインク室Ａ１  を徐々に開くように変位し、圧電部材５１４  と５１５  はインク室Ａ２  を徐々に開くように変位し、圧電部材５１６  と５１７  はインク室Ａ３  を徐々に開くように変位する。すなわち、インク室Ａ１  ，Ａ２  ，Ａ３  は図１６の（ａ）  の定常状態から図１６の（ｂ）  に示すように変化する。
【００６０】
その後、基準電圧波形が立ち下がる直前で各トランジスタ５３１  ，５３２  ，５３３  を一旦オフさせて各圧電部材５１２  ，５１３  ，５１４  ，５１５  ，５１６  ，５１７  の変位状態を図１６の（ｃ）  に示すように保持させる。そして、この保持時間を適当に制御して各トランジスタ５３１  ，５３２  ，５３３  を再度オン動作すると、各圧電部材５１２  ，５１３  ，５１４  ，５１５  ，５１６  ，５１７  は急激に定常状態に戻る。すなわち、インク室Ａ１  ，Ａ２  ，Ａ３  は図１６の（ｃ）  の状態から図１６の（ｄ）  の状態に変化し、各インク室Ａ１  ，Ａ２  ，Ａ３  からインクが吐出する。
【００６１】
このときの各インク室Ａ１  ，Ａ２  ，Ａ３  からのインクの吐出量は、各圧電部材５１２  ，５１３  ，５１４  ，５１５  ，５１６  ，５１７  の変位状態を保持する時間の長さを調整することで制御でき、これにより階調印刷が可能になる。
その後、各インク室Ａ１  ，Ａ２  ，Ａ３  は図１６の（ｅ）  に示す定常状態で待機し、次の印刷タイミングに備えるようになる。
【００６２】
このように、シェアモード形の記録ヘッドにおいてインク室を１つ置きに使用する場合は、隣合う空間部はインク室と使用しないので、例えば、この記録ヘッドで３００ｄｐｉの印刷を行う場合、記録ヘッドとしては６００ｄｐｉのものが必要となる。
【００６３】
なお、前述した第５、第６の実施の形態は、圧電部材が変位した状態での保持時間を可変することによって階調制御する場合について述べたが、このようなシェアモード形の記録ヘッドにおいても前述したカイザー方式の記録ヘッドと同様に、圧電部材が変位した状態での保持電圧レベルを可変することによって階調制御することも、保持時間と保持電圧レベルの両方を可変して階調制御することもできる。
【００６４】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、簡単な制御で、且つ、圧電部材に印加する電圧波形の電圧及び印加時間をそれぞれ自由に設定できる。
また、本発明によれば、圧電部材に印加する印加時間を調整することによりインクの吐出量を変化させて階調印字を行うことができる。  
さらに、本発明によれば、圧電部材に印加する印加時間と印加される電圧とを調整することによりインクの吐出量を変化させて階調印字を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す記録ヘッド駆動回路の回路構成図。
【図２】同実施の形態における動作タイミングを示すパルス波形及び電圧波形図。
【図３】同実施の形態における印刷原理を説明するための模式図。
【図４】同実施の形態で使用する記録ヘッドの一例を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における動作タイミングを示すパルス波形及び電圧波形図。
【図６】同実施の形態における印刷原理を説明するための模式図。
【図７】本発明の第３の実施の形態における動作タイミングを示すパルス波形及び電圧波形図。
【図８】同実施の形態における印刷原理を説明するための模式図。
【図９】本発明の第４の実施の形態を示す記録ヘッド駆動回路の回路構成図。
【図１０】同実施の形態における動作タイミングを示すパルス波形及び電圧波形図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態を示す記録ヘッド駆動回路の回路構成図。
【図１２】同実施の形態における動作タイミングを示す制御信号波形及び電圧波形図。
【図１３】同実施の形態における印刷原理を説明するための模式図。
【図１４】同実施の形態における記録ヘッドの構成を示す部分断面図。
【図１５】本発明の第６の実施の形態を示す記録ヘッド駆動回路の回路構成図。
【図１６】同実施の形態における印刷原理を説明するための模式図。
【図１７】従来例を示す記録ヘッド駆動回路の回路構成図。
【符号の説明】
１１１  〜１１６  ，１１ｉ  ，２３…圧電部材
１２…電源供給回路
１３１  〜１３６  ，１３ｉ  …ＮＰＮ形トランジスタ
１４…印字データ変換回路
１７，２１…インク室
【図１】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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