(57)【要約】【課題】圧電素子の変位量を大きくするとともに、変位量の変化を抑制する。【解決手段】本発明の圧電素子の駆動方法は、電圧を印加して圧電素子を変形させる駆動回路で行われる駆動方法であって、前記駆動回路は、駆動電圧波形を前記圧電素子に印加して該圧電素子を駆動させる工程と、前記駆動電圧波形を印加する前に駆動前電圧を前記圧電素子に印加する工程と、を有し、前記駆動前電圧が、前記駆動電圧波形の最大電圧よりも高電圧である。【選択図】図１０
2014133362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加して圧電素子を変形させる駆動回路で行われる駆動方法であって、
前記駆動回路が、駆動電圧波形を前記圧電素子に印加して該圧電素子を駆動させる工程と、
前記駆動電圧波形を印加する前に駆動前電圧を前記圧電素子に印加する工程と、を有し、
前記駆動前電圧が、前記駆動電圧波形の最大電圧よりも高電圧であることを特徴とする駆動方法。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記駆動前電圧を、前記駆動回路の起動直後、または、前記駆動回路が所定時間以上休止、もしくは、非駆動であった後の起動直後に、印加することを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項３】
前記駆動回路は、起動直後には、前記駆動前電圧を、少なくとも１分間印加し続けることを特徴とする請求項２記載の駆動方法。
【請求項４】
前記駆動回路は、起動直後には、前記駆動前電圧を、前記圧電素子の変位量が前記圧電素子の最大変位量の、少なくとも８０％となるまで印加し続けることを特徴とする請求項２記載の駆動方法。
【請求項５】
前記圧電素子の分極方向と、前記駆動前電圧の電界の方向とが同一であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動方法。
【請求項６】
前記駆動電圧波形を前記圧電素子に印加して該圧電素子を駆動させた後、所定電圧を前記圧電素子に印加する工程を、さらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の駆動方法。
【請求項７】
前記圧電素子は複数設けられ、
前記駆動回路は、
第１の電源部と、
前記第１の電源部から出力された駆動電圧波形を前記複数の圧電素子の第１の電極に選択的に出力するスイッチ回路と、
前記複数の圧電素子それぞれの第２の電極に電圧を印加する第２の電源部と、を備えてなり、
前記第１の電源部が、前記駆動電圧波形を出力し、
前記第２の電源部が、前記駆動前電圧を出力した後にバイアス電圧を出力することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の圧電素子の駆動方法。
【請求項８】
電圧を印加して圧電素子を変形させることで液体を吐出する液体吐出装置であって、
駆動電圧波形を前記圧電素子に印加して該圧電素子を駆動させるとともに、前記駆動電圧波形を印加する前に駆動前電圧を前記圧電素子に印加する駆動回路を備え、
前記駆動前電圧が、前記駆動電圧波形の最大電圧よりも高電圧であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
前記駆動回路は、前記駆動前電圧を、前記液体吐出装置の起動直後、または、前記液体吐出装置が所定時間以上休止、もしくは、非駆動であった後の起動直後に、印加することを特徴とする請求項８記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記駆動回路は、前記液体吐出装置の起動直後には、前記駆動前電圧を、少なくとも１分間印加し続けることを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記駆動回路は、前記液体吐出装置の起動直後には、前記駆動前電圧を、前記圧電素子の変位量が前記圧電素子の最大変位量の、少なくとも８０％となるまで印加し続けることを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
前記圧電素子の分極方向と、前記駆動前電圧の電界の方向とが同一であることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
前記駆動回路は、前記駆動電圧波形を前記圧電素子に印加して該圧電素子を駆動させた後、所定電圧を前記圧電素子に印加することを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
前記圧電素子は複数設けられ、
前記駆動回路は、
第１の電源部と、
前記第１の電源部から出力された駆動電圧波形を前記複数の圧電素子の第１の電極に選択的に出力するスイッチ回路と、
前記複数の圧電素子それぞれの第２の電極に電圧を印加する第２の電源部と、を備えてなり、
前記第１の電源部が、前記駆動電圧波形を出力し、
前記第２の電源部が、前記駆動前電圧を出力した後にバイアス電圧を出力することを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の駆動方法、および、インク等の液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクなどの液体を吐出して記録媒体に画像を記録する液体吐出装置には、一般に、液体を吐出する液体吐出ヘッドが搭載されている。
【０００３】
液体吐出ヘッドから液体を吐出させる機構として、圧電素子によって容積が収縮可能な圧力室を利用した機構が知られている。この機構では、圧電素子に電圧を印加することで圧電素子を変形させ、圧電素子の変形により圧力室が収縮することによって、圧力室内の液体が、圧力室の一端に形成された吐出口から吐出される。
【０００４】
圧電素子を用いて液体を吐出させる機構を有する液体吐出ヘッドの一つとして、圧力室の１つまたは２つの内壁面が圧電素子で形成された、いわゆるシェアモードタイプと呼ばれる液体吐出ヘッドが知られている。
【０００５】
シェアモードタイプの液体吐出ヘッドでは、圧電素子に電圧を印加することで、伸長変形および収縮変形させるのではなく、せん断変形させることによって、圧力室を収縮させている。
【０００６】
工業用途の液体吐出装置では、高粘度の液体の使用が求められる。高粘度の液体を吐出するためには、大きな液体の吐出力が液体吐出ヘッドに要求される。この要求に対して、断面形状が円形や矩形の筒形状の圧電部材で圧力室が形成された、いわゆるグールドタイプと呼ばれる液体吐出ヘッドが提案されている。
【０００７】
グールドタイプの液体吐出ヘッドでは、圧電部材を圧力室の中心に対して内外方向（径方向）に伸長変形および収縮変形させることで、圧力室を膨張または収縮させている。グールドタイプの液体吐出ヘッドによれば、圧力室の壁面の全てが変形し、その変形が吐出力に寄与するため、シェアモードタイプの液体吐出ヘッドと比較して、大きな吐出力を得ることができる。
【０００８】
圧電素子の変位量は、圧電素子に印加する駆動電圧波形が同じであっても、そのバイアス電圧に応じて変化する。例えば１０Ｖｐ−ｐの矩形波を印加する場合、０Ｖから１０Ｖの矩形波（バイアス電圧０Ｖ）を印加する場合と、１０Ｖから２０Ｖの矩形波（バイアス電圧１０Ｖ）を印加する場合とでは、変位量が異なる。また、同じ仕様で製造された液体吐出ヘッド間でも、バイアス電圧に対する圧電素子の変位特性が異なることがある。そのため、同じバイアス電圧を印加しても、液体吐出ヘッドごとに液体の吐出特性にばらつきが生じることがある。
【０００９】
そこで、特許文献１（特開２００６−３２１２００号公報）には、駆動電圧を一定にした状態でバイアス電圧を変化させて、バイアス電圧に対する圧電素子の変位特性を検出し、圧電素子の変位量が最大となるようにバイアス電圧を設定する技術が開示されている。
【００１０】
上記の技術によれば、圧電素子の変位量が最大となるようにバイアス電圧が設定されるので、大きな吐出力を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−３２１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
大きな吐出力を得るために、大きな変位量を得ることができるソフト材と呼ばれる圧電素子を使用することが検討されている。しかし、一般に、ソフト材は、ハード材と比べて、印加する電圧を変化させた時の変位量の履歴（ヒステリシスカーブ）が大きい。また、ソフト材は、ハード材と比べて、抗電界が低い。そのため、ソフト材と呼ばれる圧電素子を用いると、マイナスの電圧を印加することにより分極特性の劣化が起こり、圧電素子の変位特性が変化することがある。
【００１３】
特許文献１に開示の技術においては、圧電素子の変位量が最大となるようにバイアス電圧を設定しても、上述したヒステリシスカーブや分極特性の劣化のために、圧電素子の変位量が変化し、結果的に吐出力にばらつきが発生する可能性がある。このことは、上述したような特性を備えるソフト材を使用したときに顕著となる。
【００１４】
本発明の目的は、大きな圧電素子の変位量を得るとともに、変位量の変化を抑制することができる圧電素子の駆動方法、および、液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明の圧電素子の駆動方法は、
電圧を印加して圧電素子を変形させる駆動回路で行われる駆動方法であって、
前記駆動回路が、駆動電圧波形を前記圧電素子に印加して該圧電素子を駆動させる工程と、
前記駆動電圧波形を印加する前に駆動前電圧を前記圧電素子に印加する工程と、を有し、
前記駆動前電圧が、前記駆動電圧波形の最大電圧よりも高電圧である。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明の液体吐出装置は、
電圧を印加して圧電素子を変形させることでインクを吐出して画像を記録する液体吐出装置であって、
駆動電圧波形を前記圧電素子に印加して該圧電素子を駆動させるとともに、前記駆動電圧波形を印加する前に駆動前電圧を前記圧電素子に印加する駆動回路を備え、
前記駆動前電圧が、前記駆動電圧波形の最大電圧よりも高電圧である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧電素子の変位量を大きくするとともに、変位量の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る液体吐出装置の液体吐出ヘッド液体吐出ヘッドユニットの概略斜視図である。
【図２】図１に示す液体吐出ヘッド液体吐出ヘッドユニットの概略分解斜視図である。
【図３】図１に示す液体吐出ヘッドの概略斜視図である。
【図４】図３に示す領域Ａ付近を拡大した概略平面図である。
【図５】圧電素子の電圧−変位量特性を示す図である。
【図６】圧電素子のクリープ現象を示す図である。
【図７Ａ】圧電素子に印加する電圧の波形の一例を示す図である。
【図７Ｂ】本発明による圧電素子の電圧−変位量特性を説明するための図である。
【図８】液体吐出ヘッドからの液滴吐出のバイアス電圧による変化を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の駆動回路の構成を示す図である。
【図１０】図９に示す圧電素子に印加される電圧の波形の一例を示す図である。
【図１１】図９に示す圧電素子に印加される電圧の波形の他の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の駆動回路の構成を示す図である。
【図１３】図１２に示す圧電素子および各電極に印加される電圧の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係るインク等の液体を吐出する液体吐出装置に搭載される液体吐出ヘッドユニット１０１の概略斜視図である。また、図２は、図１に示す液体吐出ヘッドユニット１０１の概略分解斜視図である。
【００２１】
図１および図２を参照すると、液体吐出ヘッドユニット１０１は、オリフィスプレート３０４と、液体吐出ヘッド３０３と、後方絞りプレート３０２と、共通液室３０１と、を有し、これらがこの順に積層接合されて構成されている。
【００２２】
液体吐出ヘッド３０３には、図２に示すように、液体（インク）を貯留するための複数の個別液室（圧力室）３０７と、各個別液室３０７の周囲に、個別液室３０７から間隔を置いて配置された複数の空気室（空間部）３０８と、が設けられている。
【００２３】
液体吐出ヘッド３０３の端面からは、液体吐出ヘッド３０３から外部への配線として、第１および第２のフレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）３１０，３１１が引き出されている。
【００２４】
共通液室３０１は、後方絞りプレート３０２を介して、液体吐出ヘッド３０３の個別液室３０７と連通している。
【００２５】
オリフィスプレート３０４には、各個別液室３０７に対応して格子状に配置され、個別液室３０７で加圧された液体を液滴として吐出する複数の吐出口３０９が設けられている。
【００２６】
図３は、液体吐出ヘッド３０３の構成を示す概略斜視図である。なお、図３においては、後述する電極については記載を省略している。以下では、図３に示すように、液体吐出ヘッド３０３の基板に対して平行な面をｘｙ面とし、基板に対して垂直な方向をｚ方向とする。
【００２７】
液体吐出ヘッド３０３は、第１の圧電基板５０１と第２の圧電基板５０２とがｚ方向に交互に積層された積層体を有している。
【００２８】
第１の圧電基板５０１の一方の面には、複数の第１の溝５０３と、第１の溝５０３と交互に配置された第２の溝５０４と、が形成されている。
【００２９】
また、第２の圧電基板５０２の一方の面には、複数の第３の溝５０７が形成されている。第１の溝５０３、第２の溝５０４、および、第３の溝５０７はそれぞれ、ｘ方向に延びている。
【００３０】
図３に示すように、第１の圧電基板５０１と第２の圧電基板５０２とは、溝が形成された面（溝形成面）と溝が形成されていない面とが接するように積層されている。その結果、第１の溝５０３と第２の圧電基板５０２とによって、筒状に延びる個別液室３０７が形成される。
【００３１】
また、第２の溝５０４と第２の圧電基板５０２、および、第３の溝５０７と第１の圧電基板５０１とによって、個別液室３０７と平行に延びる空気室３０８が形成される。空気室３０８は、ｙｚ平面において、格子状に配置された個別液室３０７の間に挟まれるように形成される。
【００３２】
液体吐出ヘッド３０３はさらに、積層方向（ｚ方向）の両端に、第１の圧電基板５０１と第２の圧電基板５０２との積層体を挟むように設けられた、第３の基板５１０および第４の基板５１１を有している。第３の基板５１０および第４の基板５１１は、積層した基板全体の反りを矯正する役目を果たしている。
【００３３】
図３に示すように、本発明においては、個別液室３０７を構成する壁部と、空気室３０８を構成する壁部とが互いに連結するように構成されている。そのため、個別液室３０７の周囲の剛性を高めることができる。
【００３４】
次に、液体吐出ヘッド３０３の駆動動作について図４を参照して説明する。図４は、液体の吐出方向から見た、図３に示す領域Ａ付近を拡大した概略平面図である。なお、図４（ａ）は、非駆動時の状態を示し、図４（ｂ）は、駆動時の状態を示す。
【００３５】
第１の溝５０３と第２の圧電基板５０２とによって形成される個別液室３０７は、図３に示すように、ｙｚ平面において、格子状に配置されている。また、第２の溝５０４と第２の圧電基板５０２、および、第３の溝５０７と第１の圧電基板５０１とによって形成される空気室３０８は、個別液室３０７から間隔を置いて配置されている。
【００３６】
ここで、個別液室３０７と空気室３０８とを隔てる隔壁は、図４（ａ）に示すように、個別液室３０７の開口の径方向外側に向かう分極方向６０１に分極されている。
【００３７】
個別液室３０７の内壁には、図３においては記載を省略した電極（電極ＳＩＧ）５０５，５１２が形成されている。また、空気室３０８の内壁には、電極（電極ＧＮＤ）５０６，５０８，５０９が形成されている。
【００３８】
電極（電極ＳＩＧ）５０５，５１２を正電位とし、電極（電極ＧＮＤ）５０６，５０８，５０９をＧＮＤ電位として、電極ＳＩＧと電極ＧＮＤとの間に駆動電圧を印加すると、個別液室３０７を形成する隔壁は、図４（ｂ）に示すように、個別液室３０７を収縮させるように変形する。このような個別液室３０７の変形によって、個別液室３０７内に充填された液体の圧力が高められ、吐出口より液滴が吐出される。
【００３９】
一方、電極（ＳＩＧ）５０５，５１２をＧＮＤ電位とし、電極（ＧＮＤ）５０６，５０８，５０９を正電位として、電極ＳＩＧと電極ＧＮＤとの間に駆動電圧を印加すると、個別液室３０７を形成する隔壁は、個別液室３０７を膨張させるように変形する（図示は省略）。
【００４０】
図５は、圧電素子に電圧を印加した際の、電圧と圧電素子の変位量との関係を示す図である。
【００４１】
図５に示すように、圧電素子の変位量は、一般に、ヒステリシスループを示す。すなわち、電圧の上昇時の変位量の履歴と、電圧の下降時の変位量の履歴とが異なっている。
【００４２】
また、圧電素子には、クリープ現象と呼ばれる長時間にわたる変位量の変化が生じることがある。クリープ現象とは、圧電素子の分極状態が変化するために起こる現象であり、電圧をステップ状に印加しても、図６に示すように、圧電素子の変位量は、ある程度まで短時間で変化するが、その後は、点線で示した最大変位量まで長時間にわたって緩やかに変化し続ける現象である。
【００４３】
図７Ａは、圧電素子に印加する電圧の波形（駆動波形）の一例を示す図である。
【００４４】
図７Ａに示す駆動波形は、バイアス電圧（電圧Ｖ０）を基準として、上述した個別液室３０７を収縮させるように電極の電位を正電圧（電圧Ｖ１）まで上昇させることで液体を吐出させ、その後、電極の電位をバイアス電圧（電圧Ｖ０）をまで戻す、いわゆる押打ちの駆動波形である。
【００４５】
電圧Ｖ１と電圧Ｖ０との電位差により圧電素子の変位量を制御することで、所望の吐出液滴を得ることができる。しかし、実際には、図５に示すヒステリシス、および、図６に示すクリープ現象により、同一の駆動波形の電圧を印加しても、同じ圧電素子の変位量を得ることができない。
【００４６】
図７Ｂは、図７Ａに示す駆動波形の電圧を印加した場合の圧電素子の変位量を示す図である。
【００４７】
図７Ｂにおいて、圧電素子に印加する電圧の上昇時においては、圧電素子の変位２０１は、ヒステリシスカーブに追従せず、変位量は小さくなる。これは、電圧Ｖ１の印加時間が短く、クリープ現象により圧電素子の分極状態が変化する前に、圧電素子に印加される電圧がバイアス電圧（Ｖ０）に戻ってしまうため、最大変位量まで圧電素子が変位することができないからと考えられる。
【００４８】
一方、圧電素子に印加する電圧を最大電圧まで上昇させた後の下降時においては、圧電素子には高電界が一度印加されているため、圧電素子の分極状態は、圧電素子が変位しやすい状態となっている。そのため、圧電素子の変位２０２は、ヒステリシスカーブに沿ったマイナーループとなる。その結果、圧電素子に印加する電圧を最大電圧まで上昇させた後の下降時における圧電素子の変位量の方が、圧電素子に印加する電圧の上昇時における圧電素子の変位量よりも大きくなる。
【００４９】
圧電素子を長期間未使用で放置するなどして、経時変化により圧電素子の分極の劣化が起きた場合、ヒステリシスカーブ自体が変化してしまうため、変位量の変化が起こりやすくなってしまう。その結果、液体吐出ヘッドの液滴の吐出特性が変わり、所望の画像を記録することが困難になる可能性がある。
【００５０】
図８は、液体吐出ヘッドからの液滴吐出のバイアス電圧による変化を示す図である。
【００５１】
図８は、図７Ａに示す電圧Ｖ１と電圧Ｖ０との電位差（２０Ｖ）を圧電素子に印加し、図の左側から右側に向かって押打ちを行った場合の吐出液滴画像を示す。なお、図８において、左側の破線は液滴の吐出口３０９の位置を示す。また、図８においては、バイアス電圧（電圧Ｖ０）を、１０Ｖ刻みで、０Ｖから５０Ｖまで上昇させ、さらにそこから０Ｖまで下降させた場合それぞれの、吐出液滴画像を上から順に並べている。
【００５２】
図８に示すように、バイアス電圧の上昇に伴い、液滴の吐出位置が右方向に移動している。このことから、圧電素子の変位量が大きくなり（液滴の吐出力が上がり）、液滴の吐出速度が速くなっていることが分かる。
【００５３】
バイアス電圧を５０Ｖまで上昇させ、さらにそこから下降させると、バイアス電圧が４０Ｖの時に、液滴の吐出位置が最も右方向に移動し、その後、吐出位置が徐々に左方向に移動している。このことから、バイアス電圧を５０Ｖまで上昇させた後、バイアス電圧が４０Ｖとなった場合に、圧電素子の変位量が最も大きくなり（液滴の吐出力が上がり）、その後、圧電素子の変位量が小さくなっている（液滴の吐出力が下がっている）ことが分かる。
【００５４】
したがって、バイアス電圧の上昇時よりも下降時の方が、大きな圧電素子の変位量を得ることができ、吐出性能が向上していることが分かる。また、バイアス電圧の下降時において、バイアス電圧が４０Ｖや３０Ｖである場合に、吐出位置の変化が少ない、すなわち、吐出特性の変化が少ないため、圧電素子の変位量のロバスト性が向上している。
【００５５】
以上説明したように、高いバイアス電圧を印加することで、経時変化などによる圧電素子の分極状態の劣化を回復させることができ、その後、バイアス電圧を低下させることにより、大きくて安定した圧電素子の変位量を得ることができる。
【００５６】
図９は、本発明に係る液体吐出装置に搭載される駆動回路７００の構成を示す図である。
【００５７】
駆動回路７００は、複数の吐出口３０９のそれぞれに対応して設けられた複数の圧電素子１０２の駆動を制御する。具体的には、駆動回路７００は、複数設けられた圧電素子１０２に駆動電圧を選択的に印加する。
【００５８】
複数の圧電素子１０２はそれぞれ、個別液室３０７の内壁に形成された電極ＳＩＧ（第１の電極）と、共通電極である電極ＧＮＤ（第２の電極）とを有しており、電極ＳＩＧおよび電極ＧＮＤはそれぞれ、ＦＰＣ３１０，３１１を介して駆動回路７００に接続される。
【００５９】
駆動回路７００は、波形発生部１０３と、アンプ１０４と、スイッチ回路１０５と、プルアップル抵抗１０６と、を有する。
【００６０】
波形発生部１０３は、駆動電圧波形をアンプ１０４に出力する。
【００６１】
アンプ１０４は、波形発生部１０３から出力された駆動電圧波形を増幅した電圧を出力する。波形発生部１０３およびアンプ１０４は、第１の電源部７０１を構成する。
【００６２】
スイッチ回路１０５は、複数の圧電素子１０２のそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチ７０２と、シフトレジスタ（ＳＲ）７０３とを有し、駆動する圧電素子を示すデータに基づいて、アンプ１０４により増幅された電圧を圧電素子１０２に選択的に出力する。
【００６３】
複数のスイッチ７０２はそれぞれ、対応する圧電素子１０２の電極ＳＩＧと接続されている。
【００６４】
シフトレジスタ７０３は、駆動する圧電素子を示すデータに基づいて、各スイッチ７０２のＯＮとＯＦＦとを切り替え、アンプ１０４から出力された電圧を圧電素子１０２に選択的に印加する。
【００６５】
なお、電極ＧＮＤは接地されている。また、各圧電素子１０２の電極ＳＩＧの前段にはプルアップル抵抗１０６が設けられており、圧電素子１０２に対応するスイッチ７０２がＯＦＦである場合にも、圧電素子１０２にはオフセット電圧が印加される。
【００６６】
図１０は、第１の電源部７０１（波形発生部１０３およびアンプ１０４）から圧電素子１０２に印加される電圧の波形の一例を示す図である。
【００６７】
まず、スイッチ回路１０５は、全ての圧電素子１０２に電圧が印加されるように、各圧電素子１０２に対応するスイッチ７０２をＯＮにする。
【００６８】
次に、第１の電源部７０１は、圧電素子１０２の駆動電圧波形の最大電圧（例えば、５０Ｖ）よりも高電圧である駆動前電圧（例えば、７０Ｖ）まで、吐出口３０９から液体を吐出しない程度の時間で上昇させ、所定時間だけ圧電素子１０２に印加する（ステップＳ０１）。
【００６９】
駆動前電圧を印加する目的は、圧電素子１０２の分極状態を、圧電素子１０２が変位しやすい状態にするためである。そのため、駆動前電圧は、後述するステップＳ０３において圧電素子１０２に印加される最大電圧よりも高い電圧である。
【００７０】
なお、圧電素子１０２を構成する圧電材料によって異なるが、駆動前電圧は、分極時に必要な電界と同程度の、例えば１ｋＶ／ｍｍ程度となるような電圧であることが望ましい。
【００７１】
第１の電源部７０１は、クリープ現象が安定する程度の時間（例えば、５分間程度）だけ駆動前電圧の出力を保持した後、オフセット電圧まで低下させる（ステップＳ０２）。また、スイッチ回路１０５は、全ての圧電素子１０２に対応するスイッチ７０２をＯＦＦにする。
【００７２】
次に、第１の電源部７０１は、圧電素子１０２の駆動電圧波形を出力し、スイッチ回路１０５は、駆動する圧電素子を示すデータに基づいて、駆動を制御する圧電素子１０２に接続されたスイッチ７０２をＯＮにする。これにより、圧電素子１０２には、駆動電圧が印加され（ステップＳ０３）、その圧電素子１０２に対応する吐出口から液体が吐出される。
【００７３】
次に、画像の記録が終了すると、第１の電源部７０１は、所定電圧（例えば、０Ｖ）まで出力を下げる（ステップＳ０４）。
【００７４】
駆動前電圧の印加時間は、クリープ現象による圧電素子１０２の変位量が最大変位量に対して所定量以上（たとえば、８０％以上、望ましくは９０％以上）となる時間である必要がある。駆動前電圧を印加する時間は、圧電材料により異なるが、最低１分間印加し続ける必要があり、効果をより確実にするには、５分間以上印加し続けることが好ましい。
【００７５】
また、通常、圧電素子１０２の未使用期間が長いほど経時変化による分極状態の劣化が大きいため、未使用期間に応じて、駆動前電圧の印加時間を変更する（例えば、未使用期間が３日であれば駆動前電圧を１分印加し、未使用期間が一週間であれば駆動前電圧を３分印加し、未使用期間が一か月であれば駆動前電圧を５分印加する）ようにしてもよい。こうすることで、効果をより確実にするとともに、ステップＳ０１に要する時間の無駄を削減することができる。
【００７６】
また、未使用期間中に、例えば、数日に１回の割合で、自動的に駆動前電圧を印加するようにしてもよい。こうすることで、常に、圧電素子１０２の分極状態を、圧電素子１０２が変位しやすい状態に保つことができるため、液体吐出装置の使用時に短時間での起動が可能となる。
【００７７】
また、駆動前電圧までの上昇時間は、図１０においては、液体が吐出されない程度の時間であるものとして説明したが、装置や記録媒体に影響しない状態であれば、液体が吐出されてもよい。
【００７８】
また、駆動前電圧を印加するタイミングは、駆動回路７００（駆動回路７００を搭載する液体吐出装置）の起動直後のシステムや各種ステージの初期化を行っている間や、駆動回路７００（駆動回路７００を搭載する液体吐出装置）が所定時間以上休止、もしくは、非駆動であった場合であることが望ましい。
【００７９】
また、予備吐出により吐出口３０９付近の液体を吐出しての回復動作を行う場合、吐出波形を印加しながらバイアス電圧を上昇させてもよい。
【００８０】
図１１は、第１の電源部７０１から圧電素子１０２に印加される電圧の波形の他の一例を示す図である。なお、図１１において、図１０と同様の工程については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
ステップＳ０３の工程の終了後、圧電素子１０２の駆動が所定時間以上休止された後、駆動を開始する場合（画像の記録を開始する場合）、第１の電源部７０１は、圧電素子１０２の駆動開始の直前に、駆動前電圧を圧電素子１０２に印加する（ステップＳ０５）。
【００８２】
なお、所定時間とは、数時間程度である。そのため、駆動前電圧の印加時間は１分以内でよい。こうすることで、画像の記録を長時間休止した後に再開する場合にも、圧電素子１０２の分極状態を、圧電素子１０２が変位しやすい状態にすることができる。
【００８３】
これまでは圧電素子１０２に印加される電圧を用いて説明したが、駆動前電圧の電界方向と圧電素子１０２の分極方向とが一致していれば同様の効果が得られる。
【００８４】
そのため、図９に示す駆動回路７００において、圧電素子１０２の電極ＳＩＧを接地するとともに、電極ＧＮＤにスイッチ回路１０５のスイッチ７０２を介して第１の電源部７０１を接続し、図１０や図１１に示した波形とは正負を逆にした電圧を印加してもよい。
【００８５】
また、図４に示す分極方向を逆にして、圧電素子１０２の電極ＳＩＧに、図１０や図１１に示した波形とは正負を逆にした波形の電圧を印加してもよい。
【００８６】
このように本実施形態による圧電素子１０２の駆動方法は、駆動電圧波形を印加して圧電素子を駆動する工程と、駆動電圧波形を印加する前に駆動前電圧を圧電素子に印加する工程と、を有し、駆動前電圧が、駆動電圧波形の最大電圧よりも高電圧である。
【００８７】
そのため、圧電素子１０２の分極状態を、圧電素子１０２が変位しやすい状態にした後に、駆動電圧波形が印加されるので、大きな圧電素子１０２の変位量を得ることができるとともに、圧電素子１０２の変位量のロバスト性を向上させることができる。
【００８８】
（第２の実施形態）
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る駆動回路７００ａの構成を示す図である。なお、図１２において、図９と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００８９】
駆動回路７００ａは、駆動回路７００と比較して、プルアップル抵抗１０６を削除した点と、プルダウン抵抗１０７および波形発生部１０８を追加した点と、が異なる。
【００９０】
プルダウン抵抗１０７は、複数の圧電素子１０２それぞれの電極ＳＩＧの前段に設けられている。
【００９１】
第２の電源部としての波形発生部１０８は、複数の圧電素子１０２それぞれの電極ＧＮＤに接続されており、各圧電素子１０２の電極ＧＮＤに印加する電圧（バイアス電圧）を設定可能である。
【００９２】
上述した構成により、圧電素子１０２に対応するスイッチ７０２がＯＦＦになると、波形発生部１０８により設定されたバイアス電圧が圧電素子１０２に印加され、スイッチ７０２がＯＮになると、第１の電源部７０１の出力電圧と波形発生部１０８の出力電圧（バイアス電圧）との差圧が圧電素子１０２に印加される。
【００９３】
図１３は、圧電素子１０２および電極ＳＩＧ，ＧＮＤに印加される電圧の波形の一例を示す図である。図１３（ａ）は、電極ＳＩＧに印加される電圧の波形を示す図であり、図１３（ｂ）は、電極ＧＮＤに印加される電圧の波形を示す図であり、図１３（ｃ）は、圧電素子１０２に印加される電圧の波形を示す図である。
【００９４】
本実施形態においては、第１の電源部７０１は、０Ｖを基準電位とした、駆動電圧波形のみを出力する。
【００９５】
まず、波形発生部１０８は、駆動前電圧に対応するマイナス電圧（−７０Ｖ）を圧電素子１０２の電極ＧＮＤに印加する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１においては、第１の電源部７０１の出力電圧は、図１３（ａ）に示すように、０Ｖである。そのため、圧電素子１０２には、図１３（ｃ）に示すように、駆動前電圧（７０Ｖ）が印加される。
【００９６】
波形発生部１０８は、クリープ現象が安定する程度の時間（例えば、５分間程度）だけ、駆動前電圧に対応するマイナス電圧の出力を保持した後、オフセット電圧に対応するマイナス電圧（−４０Ｖ）まで上昇させる（ステップＳ１２）。ステップＳ１２においても、第１の電源部７０１の出力電圧は、図１３（ａ）に示すように、０Ｖである。そのため、圧電素子１０２には、図１３（ｃ）に示すように、オフセット電圧（４０Ｖ）が印加される。
【００９７】
次に、第１の電源部７０１は、図１３（ａ）に示すように、０Ｖを基準電位とした、駆動電圧波形を出力する（ステップＳ１３）。また、波形発生部１０８は、図１３（ｂ）に示すように、ステップＳ１２の出力電圧を保持する。そのため、圧電素子１０２には、図１３（ｃ）に示すように、オフセット電圧が第１の電源部７０１の出力電圧が加えられた電圧が印加される。
【００９８】
次に、ステップＳ１３の工程の終了後、圧電素子１０２の駆動が所定時間以上休止された後、駆動を開始する場合（画像の記録を開始する場合）、波形発生部１０８は、図１３（ｂ）に示すように、圧電素子１０２の駆動開始の直前に、駆動前電圧に対応するマイナス電圧（−７０Ｖ）を出力する。第１の電源部７０１の出力電圧は、図１３（ａ）に示すように、０Ｖであるため、圧電素子１０２には、図１３（ｃ）に示すように、駆動前電圧（７０Ｖ）が印加される。
【００９９】
このように本実施形態によれば、スイッチ回路１０５を介さずに、駆動前電圧が圧電素子１０２に印加される。
【０１００】
そのため、スイッチ回路１０５には、低い電圧（図１３においては、±４０Ｖを超えない電圧）しか印加されないので、高耐圧の部材を用いる必要が無くなり、低コスト化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０１    液体吐出ヘッドユニット
１０２    圧電素子
１０３，１０８    波形発生部
１０４    アンプ
１０５    スイッチ回路
１０６    プルアップ抵抗
１０７    プルダウン抵抗
２０１，２０２    圧電素子の変位
３０１    共通液室
３０２    後方絞りプレート
３０３    液体吐出ヘッド
３０４    オリフィスプレート
３０７    個別液室
３０８    空気室
３０９    吐出口
３１０，３１１    フレキシブル基板（ＦＰＣ）
５０１，５０２    圧電基板
５０３，５０４，５０７    溝
５０５，５１２    電極ＳＩＧ
５０６，５０８，５０９    電極ＧＮＤ
５１０，５１１    基板
６０１    分極方向
７００，７００ａ    駆動回路
７０１    第１の電源部
７０２    スイッチ
７０３    シフトレジスタ
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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８】
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