(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加されることで変形して液体に圧力変化を生じさせ、ノズルから液滴として吐出させる電気機械変換素子の駆動装置であって、
前記電気機械変換素子に供給する駆動電圧信号を生成して出力する駆動電圧出力部と、
前記電気機械変換素子の第一端側の接続先と当該第一端とは反対側の第二端側の接続先とを、それぞれ前記駆動電圧出力部と接地面とで切り替える極性選択スイッチング部と、
入力される制御信号により前記極性選択スイッチング部における接続状態を定めるモード設定部と、
前記第一端側の接続先と前記第二端側の接続先とを対応付けて定める制御信号を前記モード設定部に出力して、当該モード設定部の動作を制御するモード設定制御手段と、
を備え、
前記モード設定制御手段は、前記駆動電圧出力部と前記第一端側とを接続し、前記第二端側を接地させる第１極性モードと、前記駆動電圧出力部と前記第二端側とを接続し、前記第一端側を接地させる第２極性モードとに各々応じた制御信号を出力し、
一の波形パターンに応じた駆動電圧信号の出力ごとに前記第１極性モードと前記第２極性モードとのいずれかを選択する
ことを特徴とする電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項２】
前記電気機械変換素子の前記第一端に接続されて、当該電気機械変換素子への電圧印加の可否を切り替える吐出選択スイッチング素子を備え、
前記極性選択スイッチング部は、前記吐出選択スイッチング素子を介した前記第一端側の接続先と、前記第二端側の接続先とを、それぞれ前記駆動電圧出力部と接地面とで切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項３】
前記極性選択スイッチング部は、
前記駆動電圧出力部と前記第一端側との接続有無を切り替える第１駆動スイッチング素子と、
前記駆動電圧出力部と前記第二端側との接続有無を切り替える第２駆動スイッチング素子と、
接地面と前記第二端側との接続有無を切り替える第１接地スイッチング素子と、
接地面と前記第一端側との接続有無を切り替える第２接地スイッチング素子と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項４】
前記モード設定制御手段は、前記ノズルから液滴を吐出させる波形パターンに応じた吐出駆動電圧信号が前記電気機械変換素子に供給される期間には、前記モード設定部により前記極性選択スイッチング部を前記第１極性モード及び前記第２極性モードのうち予め定められた一方の極性モードとさせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項５】
前記モード設定制御手段は、前記ノズルから液滴を吐出させない波形パターンに応じた非吐出駆動電圧信号が前記電気機械変換素子に供給される期間の少なくとも一部では、前記モード設定部により前記極性選択スイッチング部を前記一方の極性モードとは異なる他方の極性モードとさせることを特徴とする請求項４記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項６】
前記モード設定制御手段は、前記非吐出駆動電圧信号が前記電気機械変換素子に供給される期間には、選択された各波形パターンに応じた前記非吐出駆動電圧信号の出力ごとに所定の条件で前記モード設定部により前記極性選択スイッチング部を前記他方の極性モードとさせることを特徴とする請求項５記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項７】
前記モード設定部は、前記第一端側を前記駆動電圧出力部及び接地面に対して同時に接続させず、且つ前記第二端側を前記駆動電圧出力部及び接地面に対して同時に接続させない接続制限部を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項８】
前記モード設定部は、前記駆動電圧出力部から出力される駆動電圧が所定の基準電圧以上の場合には、前記第一端側及び前記第二端側を何れも接地させない接地制限部を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項９】
前記モード設定部は、前記第１極性モードと前記第２極性モードとの間で切替動作を行う際に、前記第一端側及び前記第二端側を何れも前記駆動電圧出力部又は接地面に接続させない無接続状態を経由させることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置と、
液滴を吐出するノズルと、当該ノズルに対応して設けられ、前記駆動装置により駆動される電気機械変換素子と、を備える液滴吐出ヘッドと、
前記駆動装置の動作を制御する動作制御部と、
を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気機械変換素子の駆動装置及び液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルからインクや機能液を吐出させて画像や薄膜層などを形成させる液滴吐出装置がある。液滴吐出装置では、ノズルに連通して設けられた圧力室に供給された吐出対象の液体に対して適切な圧力を印加することで、所望の分量、タイミング及び速度で液滴を吐出させる。
【０００３】
液滴に対して圧力を印加させる構成の一つとして、圧電素子（ピエゾ素子）が広く用いられている。圧電素子のような電気機械変換素子を用いた液滴吐出装置では、圧力室の壁面に沿って又は振動板を介して設けられた電気機械変換素子に適切な波形パターンの駆動電圧を印加することで圧電素子を伸縮変形させて圧力室を変形させ、内部の液体にかかる圧力を増減させる。
【０００４】
しかしながら、電気機械変換素子に対して長時間同極性の電圧を印加し続けると、当該電気機械変換素子の内部構造が徐々に変化し、印加電圧に対する変形量といった特性が変化して、同一の電圧を印加したのにも関わらず吐出されるインク量が変化して画質に影響を及ぼすという問題がある。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、圧電素子の両端間を共通に短絡させるための回路及びスイッチ素子を設け、電圧を印加しない場合に当該スイッチング素子をオンさせて圧電素子の両端間を等電位とさせる技術について開示されている。また、特許文献２には、駆動電圧供給源に加え、圧電素子の他端に供給するバイアス用のＤＣ電圧供給源を備え、スイッチ素子により、圧電素子の両端に対して接続する電圧供給源を入れ替えてインク吐出動作を行わせることが可能な構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１９１１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の技術では、電圧供給源が複数必要になってサイズや消費電力の増加に繋がるという課題がある。また、上述のように、印加電圧に対する変形量に係る特性に変化が生じている場合に、電位差ゼロに対して同じ大きさの電圧が正負に印加されると、僅かな変化であっても液滴の吐出量に相対的な差が生じて問題が生じやすく、日常的に調整を行うといった手間が増大するという課題がある。
【０００８】
この発明の目的は、消費電力やサイズの増大を避けつつ適切に液滴吐出量を制御することの出来る電気機械変換素子の駆動装置及び液滴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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
電圧が印加されることで変形して液体に圧力変化を生じさせ、ノズルから液滴として吐出させる電気機械変換素子の駆動装置であって、
前記電気機械変換素子に供給する駆動電圧信号を生成して出力する駆動電圧出力部と、
前記電気機械変換素子の第一端側の接続先と当該第一端とは反対側の第二端側の接続先とを、それぞれ前記駆動電圧出力部と接地面とで切り替える極性選択スイッチング部と、
入力される制御信号により前記極性選択スイッチング部における接続状態を定めるモード設定部と、
前記第一端側の接続先と前記第二端側の接続先とを対応付けて定める制御信号を前記モード設定部に出力して、当該モード設定部の動作を制御するモード設定制御手段と、
を備え、
前記モード設定制御手段は、前記駆動電圧出力部と前記第一端側とを接続し、前記第二端側を接地させる第１極性モードと、前記駆動電圧出力部と前記第二端側とを接続し、前記第一端側を接地させる第２極性モードとに各々応じた制御信号を出力し、
一の波形パターンに応じた駆動電圧信号の出力ごとに前記第１極性モードと前記第２極性モードとのいずれかを選択する
ことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記電気機械変換素子の前記第一端に接続されて、当該電気機械変換素子への電圧印加の可否を切り替える吐出選択スイッチング素子を備え、
前記極性選択スイッチング部は、前記吐出選択スイッチング素子を介した前記第一端側の接続先と、前記第二端側の接続先とを、それぞれ前記駆動電圧出力部と接地面とで切り替える
ことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記極性選択スイッチング部は、
前記駆動電圧出力部と前記第一端側との接続有無を切り替える第１駆動スイッチング素子と、
前記駆動電圧出力部と前記第二端側との接続有無を切り替える第２駆動スイッチング素子と、
接地面と前記第二端側との接続有無を切り替える第１接地スイッチング素子と、
接地面と前記第一端側との接続有無を切り替える第２接地スイッチング素子と、
を備えることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記モード設定制御手段は、前記ノズルから液滴を吐出させる波形パターンに応じた吐出駆動電圧信号が前記電気機械変換素子に供給される期間には、前記モード設定部により前記極性選択スイッチング部を前記第１極性モード及び前記第２極性モードのうち予め定められた一方の極性モードとさせることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記モード設定制御手段は、前記ノズルから液滴を吐出させない波形パターンに応じた非吐出駆動電圧信号が前記電気機械変換素子に供給される期間の少なくとも一部では、前記モード設定部により前記極性選択スイッチング部を前記一方の極性モードとは異なる他方の極性モードとさせることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記モード設定制御手段は、前記非吐出駆動電圧信号が前記電気機械変換素子に供給される期間には、選択された各波形パターンに応じた前記非吐出駆動電圧信号の出力ごとに所定の条件で前記モード設定部により前記極性選択スイッチング部を前記他方の極性モードとさせることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記モード設定部は、前記第一端側を前記駆動電圧出力部及び接地面に対して同時に接続させず、且つ前記第二端側を前記駆動電圧出力部及び接地面に対して同時に接続させない接続制限部を有することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記モード設定部は、前記駆動電圧出力部から出力される駆動電圧が所定の基準電圧以上の場合には、前記第一端側及び前記第二端側を何れも接地させない接地制限部を有することを特徴としている。
【００１９】
また、請求項９記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置において、
前記モード設定部は、前記第１極性モードと前記第２極性モードとの間で切替動作を行う際に、前記吐出選択スイッチング素子の前記第一端及び前記電気機械変換素子の前記第二端を何れも前記駆動電圧出力部又は接地面に接続させない無接続状態を経由させることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明は、
請求項１〜９の何れか一項に記載の電気機械変換素子の駆動装置と、
液滴を吐出するノズルと、当該ノズルに対応して設けられ、前記駆動装置により駆動される電気機械変換素子と、を備える液滴吐出ヘッドと、
前記駆動装置の動作を制御する動作制御部と、
を備えることを特徴とする液滴吐出装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に従うと、消費電力やサイズの増大を避けつつ適切に液滴吐出量を制御することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態のインクジェット記録装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの各圧電素子への電圧印加に係る回路構成を説明する図である。
【図３】極性選択部における保護回路の回路構成を示す図である。
【図４】第１極性モードと第２極性モードとの切り替えの例を示す図である。
【図５】極性モード切替処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】極性選択部における保護回路の変形例１を示す図である。
【図７】極性選択部における保護回路の変形例２及び変形例３を示す図である。
【図８】保護回路の変形例３を用いた場合の制御信号の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の液滴吐出装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の液滴吐出装置１の機能構成を示すブロック図である。
【００２４】
この液滴吐出装置１は、ここでは、例えば、記録媒体上にインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置である。液滴吐出装置１は、制御部４１と、移動制御部４２と、移動動作部５１と、通信部５２と、操作表示部５３と、報知出力部５４と、ヘッド駆動制御部２０と、液滴吐出ヘッド３０などを備え、バス５５を介して信号を送受信可能に接続されている。
【００２５】
制御部４１は、液滴吐出装置１の全体動作を統括制御する。制御部４１は、ＣＰＵ４１１（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ４１２（Random Access Memory）と、記憶部４１３などを備える。
【００２６】
ＣＰＵ４１１は、各種演算処理を行う。ＣＰＵ４１１は、記憶部４１３に記憶されている制御プログラムを読み出して画像記録やその設定などに係る各種制御処理を行う。
【００２７】
ＲＡＭ４１２は、ＣＰＵ４１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。記憶部４１３は、制御プログラムや設定データなどを記憶する不揮発性メモリーを含む。また、記憶部４１３は、通信部５２を介して外部から取得された液滴吐出命令（プリントジョブ）に係る設定や記録対象の画像データなどを一時的に記憶するＤＲＡＭなどを備えても良い。
【００２８】
移動動作部５１は、画像を記録する対象である記録媒体を所定の方向に搬送することで液滴吐出ヘッド３０に対して移動させ、少なくとも記録媒体の供給及び排出に係る動作を行う。移動動作部５１としては、例えば、表面に記録媒体を担持する円筒形状のドラム外周や無端状ベルトの表面を周回動作させる回転モーターなどが挙げられる。なお、移動動作部５１は、記録媒体と液滴吐出ヘッド３０とが相対移動させられれば良く、即ち、液滴吐出ヘッド３０が静止又は移動する記録媒体に対して移動することが可能であっても良い。
移動制御部４２は、移動動作部５１を動作させて、担持されている記録媒体を適切なタイミング及び速度で移動させる制御動作を行う。この移動制御部４２は、制御部４１と共通の構成であっても良い。
【００２９】
液滴吐出ヘッド３０は、複数のノズルが所定のパターンで配列されて設けられ、当該複数のノズルの開口部から適切なタイミングで液滴、即ちインクを吐出させることで記録媒体上に画像を記録する。ノズルの配列パターンは、特には限られず、一次元配列でも二次元配列でも良い。液滴吐出ヘッド３０は、電気機械変換素子３１と、吐出選択スイッチング素子３２などを備える。
【００３０】
電気機械変換素子３１は、複数のノズルに対して各々設けられ、印加される電圧（駆動電圧信号）に応じて変形して吐出対象の液体にかかる圧力を変化させることでノズルから液滴を吐出させるアクチュエーターである。電気機械変換素子３１としては、ここでは、圧電素子が用いられる。圧電素子の変形モードは、印加電圧と圧電素子の変形量とが対応し、当該変形に応じてインクに加えられる圧力が変化するモードであれば特には限られない。
【００３１】
吐出選択スイッチング素子３２は、各電気機械変換素子３１にヘッド駆動制御部２０から駆動電圧信号をそれぞれ供給させるか否かを切り替える。吐出選択スイッチング素子３２は、出力対象の画像データなどに基づいて液滴を吐出させないノズルに対応する電気機械変換素子３１に駆動電圧信号を供給させないことで、各ノズルからの液滴吐出有無を切り替える。また、この切り替えは、液滴の吐出に限られず、液滴を吐出させない非吐出波形に係る駆動電圧信号にも同様に適用される。
【００３２】
ヘッド駆動制御部２０は、出力対象画像の各画素データに応じて適切なタイミングで液滴吐出ヘッド３０の電気機械変換素子３１を駆動する駆動電圧信号を出力する。ヘッド駆動制御部２０は、基板上などにまとめて形成されても良いし、液滴吐出装置１の各部に分散して配置されていても良い。また、ヘッド駆動制御部２０の構成の一部又は全部は、液滴吐出ヘッド３０に設けられていても良い。ヘッド駆動制御部２０は、ヘッド制御部４３と、駆動電圧出力部２１と、極性選択部２２などを備える。
【００３３】
駆動電圧出力部２１は、各電気機械変換素子３１に対してノズルからの液滴吐出タイミングや非吐出の状態種別などに応じて予め定められた波形パターンの駆動電圧信号をそれぞれ出力する。本実施形態の液滴吐出装置１では、複数種類のピーク電圧を有する台形波形状の駆動電圧信号が電気機械変換素子３１に対して印加される。駆動電圧出力部２１は、予め保持された波形パターンデータをアナログ電圧値に変換し、電力増幅して出力する。
【００３４】
極性選択部２２は、駆動電圧出力部２１が出力した駆動電圧信号を電気機械変換素子３１に対して何れの向き（極性）で印加するかを選択して回路の接続を切り替える。極性選択部２２は、極性選択スイッチング部２２０と、モード設定部２２７とを備える。極性選択部２２の回路構成については後述する。
【００３５】
ヘッド制御部４３は、記録対象の画像データの有無や画像データの内容に応じてヘッド駆動制御部２０の動作を制御する。ヘッド制御部４３は、ＣＰＵ４３１と、記憶部４３２などを備える。ＣＰＵ４３１は、記憶部４３２又は記憶部４１３に記憶された記録対象の画像データに基づいて、各ノズルから液滴を吐出させるか否かなどに従ってヘッド駆動制御部２０に適切な波形パターンの駆動電圧信号を出力させるための波形パターンデータを図示略のクロック信号（同期信号）に応じた適切なタイミングで出力する。
このヘッド制御部４３は、制御部４１と共通に設けられても良い。
移動制御部４２とヘッド制御部４３とにより画像記録に係る動作制御部４０が構成される。
また、ヘッド駆動制御部２０の各構成と、吐出選択スイッチング素子３２とにより、電気機械変換素子３１の駆動装置１０が構成される。
【００３６】
通信部５２は、外部機器との間で所定の通信規格に従って通信し、データの送受信を行う。用いられる通信規格としては、ＬＡＮ（Local Area Network）によるＴＣＰ／ＩＰなどの各種規格の他、無線ＬＡＮ、ブルートゥース通信（登録商標：Bluetooth）などの近距離無線通信や、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などによる外部機器との直接通信を用いることが可能である。通信部５２は、外部機器から画像記録に係る命令であるプリントジョブを受信し、必要に応じて外部機器に対して液滴吐出装置１のステータス情報などを出力する。
【００３７】
操作表示部５３は、ユーザー操作を受け付けたりユーザーに情報やメニューなどを示すための表示を行なったりする。操作表示部５３としては、例えば、表示部５３２としてのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を備えたものが用いられ、当該ＬＣＤの表示画面上に画像形成に係る各種メニューやステータスなどを表示させる。また、このＬＣＤに対応して操作検出部５３１としてのタッチパネルを備え、ＬＣＤの表示画面上に重ねて配置することで当該表示画面へ表示に応じたタッチ操作を検出可能としている。或いは、操作表示部５３は、押しボタンスイッチを備え、当該押しボタンスイッチの押下操作を検出しても良い。
【００３８】
報知出力部５４は、液滴吐出装置１に異常が生じた場合などに所定の報知動作を行う。報知出力部５４としては、例えば、圧電素子などを用いて所定のビープ音を発生させる音声発生部やＬＥＤランプを点滅又は点灯させる発光部などが挙げられる。
【００３９】
次に、本実施形態の液滴吐出装置１における液滴吐出ヘッド３０からの液滴吐出に係る構成及び動作について説明する。
【００４０】
図２は、本実施形態の液滴吐出装置１において、液滴吐出ヘッド３０の各電気機械変換素子３１への電圧印加に係る回路構成を説明する図である。
【００４１】
各電気機械変換素子３１は、個別電極（第一端）が各々吐出選択スイッチング素子３２に接続されている。吐出選択スイッチング素子３２における電気機械変換素子３１と接続された側と反対側は、極性選択部２２において極性選択スイッチング部２２０の第１駆動スイッチング素子２２１及び第２接地スイッチング素子２２３に接続されている。即ち、電気機械変換素子３１の第一端側は、吐出選択スイッチング素子３２を介して第１駆動スイッチング素子２２１及び第２接地スイッチング素子２２３に接続される。電気機械変換素子３１において吐出選択スイッチング素子３２と接続された側（第一端）とは反対側（第二端側）、即ち、共通電極は、極性選択部２２において極性選択スイッチング部２２０の第２駆動スイッチング素子２２２及び第１接地スイッチング素子２２４に接続されている。
【００４２】
駆動電圧出力部２１から出力された駆動電圧Ｖｄは、極性選択部２２に入力され、モード設定部２２７を介して第１駆動スイッチング素子２２１及び第２駆動スイッチング素子２２２における液滴吐出ヘッド３０と接続された側とは反対側に接続されている。一方、第２接地スイッチング素子２２３及び第１接地スイッチング素子２２４における液滴吐出ヘッド３０と接続された側とは反対側は、接地されている。
以降、これら極性選択スイッチング部２２０に含まれる第１駆動スイッチング素子２２１、第２駆動スイッチング素子２２２、第１接地スイッチング素子２２４及び第２接地スイッチング素子２２３の一部又は全部をまとめてスイッチング素子２２１〜２２４のように記す。
【００４３】
第１駆動スイッチング素子２２１及び第１接地スイッチング素子２２４は、ヘッド制御部４３（モード設定制御手段）からモード設定部２２７に入力される共通の制御信号Ｃｏｎｔ１に基づいてオンオフ（接続状態）が同期して切り替えられる。ここでは、制御信号Ｃｏｎｔ１によりこれら第１駆動スイッチング素子２２１及び第１接地スイッチング素子２２４がオンされた状態を第１極性モードとする。第２駆動スイッチング素子２２２及び第２接地スイッチング素子２２３は、ヘッド制御部４３からモード設定部２２７に入力される共通の制御信号Ｃｏｎｔ２に基づいてオンオフが同期して切り替えられる。ここでは、制御信号Ｃｏｎｔ２によりこれら第２駆動スイッチング素子２２２及び第２接地スイッチング素子２２３がオンされた状態を第２極性モードとする。
【００４４】
この液滴吐出装置１では、スイッチング素子２２１〜２２４を全て同時にオンさせないため、制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２が同時にアクティブとされないように対応付けて制御が行われる。第１駆動スイッチング素子２２１及び第２接地スイッチング素子２２３が同時にオンされたり、第２駆動スイッチング素子２２２及び第１接地スイッチング素子２２４が同時にオンされたりすると、駆動電圧Ｖｄが接地に短絡されるので、制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２の制御によりこのような短絡が防止される。これら制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２のうちアクティブとされたものに応じて電気機械変換素子３１のうち一方の側に駆動電圧Ｖｄが供給可能となり、他方の側が接地面と接続可能とされる。即ち、電気機械変換素子３１には、制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２に応じて等しい大きさの駆動電圧Ｖｄを両極性で印加させることが出来る。
【００４５】
このようなスイッチング素子２２１〜２２４の動作の制限は、ヘッド制御部４３のＣＰＵ４３１による制御だけでなく、回路としてハードウェア的にもなされ得る。
図３は、極性選択部２２のモード設定部２２７が、共通電極側（即ち、電気機械変換素子３１の第二端側）に接続される第２駆動スイッチング素子２２２と第１接地スイッチング素子２２４とを同時にオンさせないための保護回路２２５（接続制限部、接地制限部）を含む場合の回路構成を示す図である。なお、ここでは、個別電極側（電気機械変換素子３１の第一端側、即ち、吐出選択スイッチング素子３２）に接続される第１駆動スイッチング素子２２１及び第２接地スイッチング素子２２３に対する構成を省略しているが、同様の回路構成とすることが出来る。
【００４６】
ヘッド制御部４３は、アクティブ状態でハイレベル「Ｈ」の制御信号Ｃｏｎｔ２を出力することで（即ち、アクティブハイ）、抵抗素子Ｒ１１を介してｎｐｎ型バイポーラートランジスターＴｒ１を動作させる。この結果、抵抗素子Ｒ１３、Ｒ１２及びバイポーラートランジスターＴｒ１を流れる電流により抵抗素子Ｒ１３の両端、即ち、第２駆動スイッチング素子２２２をなすｐチャンネル型の電界効果トランジスター２２２Ｔ（ＰＭＯＳ）のゲート／ソース間に電圧差を生じて、この電界効果トランジスター２２２Ｔがオンする。これにより、駆動電圧Ｖｄが共通電極への供給電圧Ｖｃｏｍとして出力される。制御信号Ｃｏｎｔ２がローレベル「Ｌ」（非アクティブ）となると、バイポーラートランジスターＴｒ１及び電界効果トランジスター２２２Ｔの通電状態がオフとなり、駆動電圧Ｖｄの共通電極への出力が遮断される。
【００４７】
一方、ヘッド制御部４３は、論理積回路Ａｃ１に対して非アクティブ状態でローレベル「Ｌ」の制御信号Ｃｏｎｔ１を出力し、アクティブ状態でハイレベル「Ｈ」の制御信号Ｃｏｎｔ１を出力する（即ち、アクティブハイ）。ローレベル「Ｌ」の制御信号Ｃｏｎｔ１が出力されている場合、反転回路Ｎｃ１の出力は、必ずハイレベル「Ｈ」となる。この結果、ｎｐｎ型バイポーラートランジスターＴｒ２のコレクター／エミッター間をコレクター電流が流れ、第１接地スイッチング素子２２４をなすｎチャンネル型の電界効果トランジスター２２４Ｔ（ＮＭＯＳ）のゲート電極に供給される電圧が電源電圧Ｖｋより低くなる。この電圧が電界効果トランジスター２２４Ｔの動作電圧未満となるように抵抗素子Ｒ２２の抵抗値が設定されることで、電界効果トランジスター２２４Ｔのソース／ドレイン間の導通が切断されて電流が流れず、共通電極が接地されない。
【００４８】
ヘッド制御部４３からハイレベル「Ｈ」の制御信号Ｃｏｎｔ１が出力されている場合、制御信号Ｃｏｎｔ２がローレベル「Ｌ」であれば、論理和回路Ｏｃ１、論理積回路Ａｃ１及び反転回路Ｎｃ１の論理演算に基づいてｎｐｎ型のバイポーラートランジスターＴｒ２のベース端子にローレベル「Ｌ」が出力されて、バイポーラートランジスターＴｒ２ではコレクター電流が流れない。これにより、電界効果トランジスター２２４Ｔのゲート端子には電源電圧Ｖｋが供給されて、接地されたソースに対する電圧差によりこの電界効果トランジスター２２４Ｔのソース／ドレイン間を電流が流れ、共通電極には、接地電圧が供給される。
【００４９】
また、この保護回路２２５では、制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２が何れもハイレベル「Ｈ」であっても、駆動電圧Ｖｄが所定の基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い場合には、比較器Ｃｐ１から論理和回路Ｏｃ１に入力される比較結果に応じて反転回路Ｎｃ１の出力がローレベル「Ｌ」となり、電界効果トランジスター２２４Ｔのソース／ドレイン間に電流が流れる。即ち、この保護回路２２５では、駆動電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｒｅｆより低い場合に限り、第２駆動スイッチング素子２２２と第１接地スイッチング素子２２４とが同時にオンされ得る。この場合、基準電圧Ｖｒｅｆは、駆動電圧Ｖｄと接地面との間を流れる短絡電流で電流路中の各構成に破壊等を起こさせない上限値以下に定められる。ヘッド制御部４３の故障やリセット動作などにより意図せず制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２が何れもハイレベル「Ｈ」になったような場合や、メンテナンス、検査などにより意図的に制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２をハイレベル「Ｈ」にしたような場合に、この保護回路２２５により、破壊を引き起こす大電流が抑止されることになる。
【００５０】
図４は、第１極性モードと第２極性モードとの切り替えの例を示す図である。
ヘッド制御部４３は、一の波形パターンに応じた駆動電圧信号ごとにこの切り替えを行うことが出来る。ここでは、タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３といった各駆動電圧信号の継ぎ目で切り替えを行うための判断が当該タイミングに先駆けてそれぞれ行われる。ヘッド制御部４３は、次に出力される駆動電圧信号に対応する波形パターンデータを参照し、図４（ａ）に示すように、ノズルから液滴を吐出させる波形パターンに係る駆動電圧信号（吐出駆動電圧信号）である場合（タイミングｔ２、ピーク電圧がＶｗＨ）には、制御信号Ｃｏｎｔ１をハイレベル「Ｈ」とし、制御信号Ｃｏｎｔ２をローレベル「Ｌ」とすることで、図４（ｂ）に示すように第１極性モード（一方の極性モード）に設定する。これにより、インクを吐出させる際には、常に個別電極に駆動電圧信号が供給され、共通電極が接地される。
【００５１】
一方、駆動電圧信号がノズルから液滴を吐出させないもの（非吐出駆動電圧信号）である場合（タイミングｔ１、ｔ３）には、制御信号Ｃｏｎｔ１をローレベル「Ｌ」、制御信号Ｃｏｎｔ２をハイレベル「Ｈ」とすることにより設定される第２極性モード（一方の極性モードとは異なる極性モード）と、上述の第１極性モードとの間で適宜振り分けられる。第２極性モードでは、個別電極が接地され、共通電極に駆動電圧Ｖｄが供給される。
【００５２】
ノズルから液滴を吐出させない波形パターンに係る駆動電圧信号の出力時におけるこれらの極性モードの振り分けは、第１極性モードの選択頻度と第２極性モードの選択頻度とが大きく異ならないように予め条件（所定の条件）を定めて行われる。ノズルから液滴を吐出させない駆動電圧信号としては、液滴を非吐出とさせつつノズル内の液体（インク）を微小振動させるために出力される小振幅の非吐出信号（タイミングｔ１〜ｔ２、ピーク電圧がＶｗＨより小さいＶｗＬ）、振幅がゼロの非動作信号（タイミングｔ３以降、上述の液滴吐出又は非吐出に係る駆動電圧信号におけるボトム電圧ＶｗＢで一定）や、インクを吐出させるための駆動電圧信号に先駆けて予備的に適切な液体の振動を行わせたり、液滴を吐出させた駆動電圧信号後にノズル内の液面の振動を適切に戻したりするための予備的な駆動電圧信号などが含まれる。
【００５３】
図５は、本実施形態の液滴吐出装置１で実行される極性モード切替処理のヘッド制御部４３による制御手順を示すフローチャートである。
この極性モード切替処理は、液滴吐出ヘッド３０の起動と共に呼び出されて、駆動波形電圧の出力に係る処理などと並行して継続的に実行される。或いは、駆動電圧Ｖｄの出力に係る制御処理の一部としてまとめて制御されても良い。
【００５４】
ヘッド制御部４３（ＣＰＵ４３１）は、先ず、駆動電圧信号の継ぎ目の所定時間前であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。所定時間前ではないと判別された場合には（ステップＳ１０１で“ＮＯ”）、ヘッド制御部４３は、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００５５】
所定時間前であると判別された場合には（ステップＳ１０１で“ＹＥＳ”）、ヘッド制御部４３は、次に出力する駆動電圧信号に係る駆動波形パターンの種別を取得する（ステップＳ１０２）。ヘッド制御部４３は、この駆動波形パターンがインクの吐出に係る波形パターンであるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。インクの吐出に係る波形パターンであると判別された場合には（ステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）、ヘッド制御部４３は、第１極性モードに設定し（ステップＳ１０４）、駆動電圧信号の継ぎ目のタイミングで必要に応じて極性選択部２２に制御信号を出力して第１極性モードに係る接続に変更する。それから、ヘッド制御部４３の処理は、ステップＳ１０１に戻る。
【００５６】
インクの吐出に係る波形パターンではないと判別された場合には（ステップＳ１０３で“ＮＯ”）、ヘッド制御部４３は、これまでの第２極性モードの設定頻度が上限以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。この設定頻度は、例えば、第１極性モードと第２極性モードの各設定回数を記憶部４３２にそれぞれ記憶させておくことで得られる。上限以下ではないと判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＮＯ”）、ヘッド制御部４３の処理は、ステップＳ１０４に移行する。
【００５７】
第２極性モードの設定頻度が上限以下であると判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＹＥＳ”）、ヘッド制御部４３は、第２極性モードに設定し（ステップＳ１０６）、駆動電圧信号の継ぎ目のタイミングで必要に応じて極性選択部２２に制御信号を出力して第２極性モードに係る接続状態に変更する。それから、ヘッド制御部４３の処理は、ステップＳ１０１に戻る。
【００５８】
［変形例］
極性選択部２２の保護回路２２５は、上記実施の形態の回路構成から適宜変更されても良い。
図６は、保護回路２２５の変形例１を示す図である。
変形例１の保護回路２２５ａでは、図３に示した上記実施形態の保護回路２２５から比較器Ｃｐ１が削除され、論理和回路Ｏｃ１の代わりに制御信号Ｃｏｎｔ２を反転して論理積回路Ａｃ１に入力させる反転回路Ｎｃ２が設けられている。この他の構成は、上記実施形態の保護回路２２５と同一であり、詳しい説明を省略する。
【００５９】
この保護回路２２５ａでは、制御信号Ｃｏｎｔ２がハイレベル「Ｈ」であり、電界効果トランジスター２２２Ｔがオンされている場合には、制御信号Ｃｏｎｔ１によらず、電界効果トランジスター２２４Ｔは必ずオフされる。
また、上述の保護回路２２５と同様に、制御信号Ｃｏｎｔ２がローレベル「Ｌ」であって電界効果トランジスター２２２Ｔがオフされる期間に限り、制御信号Ｃｏｎｔ１がハイレベル「Ｈ」とされることで電界効果トランジスター２２４Ｔがオンされる。
【００６０】
即ち、この変形例１の保護回路２２５ａでは、制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２によらず、電界効果トランジスター２２２Ｔと電界効果トランジスター２２４Ｔが同時にオンされることが回路構成として禁止される。
【００６１】
図７は、保護回路２２５の変形例２及び変形例３を示す図である。
図７（ａ）に示す変形例２の保護回路２２５ｂでは、論理回路を用いない構成としている。
【００６２】
第２駆動スイッチング素子２２２をなす電界効果トランジスター２２２Ｔは、上記実施形態の保護回路２２５と同様に、制御信号Ｃｏｎｔ２に基づいてオンオフが制御される。一方、第１接地スイッチング素子２２４をなす電界効果トランジスター２２４Ｔのゲート端子に供給される電圧は、比較器Ｃｐ２における駆動電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒｅｆ２との比較結果と、制御信号Ｃｏｎｔ１に基づくバイポーラートランジスターＴｒ２のオンオフとによって制御される。この変形例２の保護回路２２５ｂでは、制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２何れもがローレベル「Ｌ」の場合に電界効果トランジスター２２４Ｔがオンされる（即ち、制御信号Ｃｏｎｔ１はアクティブロー）。
【００６３】
この場合、電界効果トランジスター２２２Ｔがオンされている場合に、制御信号Ｃｏｎｔ１によらず電界効果トランジスター２２４Ｔをオンさせないために、制御信号Ｃｏｎｔ１がローレベル「Ｌ」であってバイポーラートランジスターＴｒ２のコレクター電流が流れない場合であっても、電界効果トランジスター２２４Ｔのゲート端子に印加される電圧となる比較器Ｃｐ２の出力電圧をローレベル「Ｌ」にする必要がある。従って、駆動電圧Ｖｄとして想定される最大値の抵抗素子Ｒ１２、Ｒ１３間の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ２以上とならないように抵抗素子Ｒ１２、Ｒ１３の抵抗値が設定される。一方で、制御信号Ｃｏｎｔ２がローレベルの場合に、制御信号Ｃｏｎｔ１がローレベル「Ｌ」となった場合には確実に電界効果トランジスター２２４Ｔをオンさせるため、基準電圧Ｖｒｅｆ２は、駆動電圧Ｖｄの最小値よりも小さく設定される必要がある。比較器Ｃｐ２に供給される電源電圧は、駆動電圧Ｖｄであっても良い。
【００６４】
図７（ｂ）に示すように、変形例３の保護回路２２５ｃでは、ヘッド制御部４３から単一の制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅを出力することで、２つの制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２を生成して出力する。
【００６５】
この変形例３の保護回路２２５ｃでは、ヘッド制御部４３から出力された制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅを直接制御信号Ｃｏｎｔ２として抵抗素子Ｒ１１に入力させる代わりに、ＮＯＲ回路ＮＯｃ１を介して入力させる。制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅは、２分割されて、一方が直接ＮＯＲ回路ＮＯｃ１に入力され、他方は、遅延回路２２８を介してＮＯＲ回路ＮＯｃ１に入力される。遅延回路２２８は、所定時間遅延させた後に遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌとして出力する。そして、ＮＯＲ回路ＮＯｃ１の出力が制御信号Ｃｏｎｔ２となる。
【００６６】
また、制御信号Ｃｏｎｔ１は、上述の制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅ及び遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌが入力されたＮＡＮＤ回路ＮＡｃ１の出力によって生成されて、抵抗素子Ｒ２１に入力される。抵抗素子Ｒ２１に入力された以降の信号経路に係る回路構成は、上記実施の形態における保護回路２２５と同一である。従って、この変形例３では、制御信号Ｃｏｎｔ１は、アクティブローの構成となる。
【００６７】
制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅと遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌのＮＯＲ回路ＮＯｃ１の出力は、制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅがハイレベル「Ｈ」からローレベル「Ｌ」への切り替わり、又はローレベル「Ｌ」からハイレベル「Ｈ」への切り替わりの後、遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌが所定時間の遅延の後この切り替わりに追従するまでの間ローレベルとなって、電界効果トランジスター２２２Ｔがオフとなる。一方で、制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅと遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌのＮＡＮＤ回路ＮＡｃ１の出力は、制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅの切り替わりから遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌの所定時間遅延後における切り替わりまでの間ハイレベルとなって、電界効果トランジスター２２４Ｔがやはりオフとなる。即ち、本変形例３の保護回路２２５ｃでは、第１極性モードと第２極性モードとの切り替わりの間に、電気機械変換素子３１に駆動電圧Ｖｄ及び接地電圧の何れも接続（供給）されない無接続状態の期間が生じる。これにより、より確実に短絡の発生を防止している。
【００６８】
図８は、保護回路２２５ｃを用いた場合の制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅ、Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２の時間変化を示す図である。
【００６９】
制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅ及び遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌが何れもローレベル電圧ＶＬの場合、制御信号Ｃｏｎｔ１及び制御信号Ｃｏｎｔ２は何れもハイレベル電圧ＶＨであり、第２駆動スイッチング素子２２２（電界効果トランジスター２２２Ｔ）がオンされ、第１接地スイッチング素子２２４（電界効果トランジスター２２４Ｔ）がオフされる。
【００７０】
制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅがハイレベル電圧ＶＨに変更された後、遅延回路２２８の出力する遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌがローレベル電圧ＶＬからハイレベル電圧ＶＨに変わるまでの間、制御信号Ｃｏｎｔ２は、ローレベル電圧ＶＬに変化して電界効果トランジスター２２２Ｔがオフされる一方、制御信号Ｃｏｎｔ１は、ハイレベル電圧ＶＨに維持されて、電界効果トランジスター２２４Ｔのオフ状態が維持される。
遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌがハイレベル電圧ＶＨに変化すると、制御信号Ｃｏｎｔ２はローレベル電圧ＶＬに維持され、制御信号Ｃｏｎｔ１がローレベル電圧ＶＬに変化する。これにより、電界効果トランジスター２２４Ｔがオン状態に変化する。
【００７１】
制御信号Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅがローレベル電圧ＶＬに戻ると、遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌがハイレベル電圧ＶＨからローレベル電圧ＶＬに戻るまでは、制御信号Ｃｏｎｔ１のみがハイレベル電圧ＶＨに変化し、電界効果トランジスター２２４Ｔがオフとなる。その後、遅延信号Ｃｏｎｔ−ｄｅｌがローレベル電圧ＶＬになると、制御信号Ｃｏｎｔ２もハイレベル電圧ＶＨに変化し、電界効果トランジスター２２２Ｔがオンとなる。
【００７２】
以上のように、本実施形態の液滴吐出装置１における電気機械変換素子３１の駆動装置１０は、電気機械変換素子３１に供給する駆動電圧信号を生成して出力する駆動電圧出力部２１と、電気機械変換素子３１の個別電極側（第一端側）の接続先と当該個別電極側とは反対側の共通電極側（第二端側）の接続先とを、それぞれ駆動電圧出力部２１と接地面とで切り替える極性選択スイッチング部２２０と、を備える。
これにより、消費電力やサイズの増大を避けつつ、適宜電気機械変換素子３１に印加する電圧の極性を反転させることが出来るので、印加電圧に対する電気機械変換素子３１の特性の経年劣化を抑え、適切に液滴吐出量を制御することが出来る。
【００７３】
また、電気機械変換素子３１の個別電極（第一端）に接続されて、当該電気機械変換素子３１への電圧印加の可否を切り替える吐出選択スイッチング素子３２を備え、極性選択スイッチング部２２０は、吐出選択スイッチング素子３２を介した個別電極端側の接続先と、共通電極側（第二端側）の接続先とを、それぞれ駆動電圧出力部２１と接地面とで切り替える。
このように、印加電圧の供給元と個別電極との間に吐出選択スイッチング素子３２が挟まれている場合であっても同様に電気機械変換素子３１に印加する電圧の極性を反転させることが出来、従って、印加電圧に対する電気機械変換素子３１の特性の経年劣化を抑えることが出来る。また、吐出選択スイッチ素子３２を設けることで、複数（多数）のノズルからの吐出可否に係る制御を容易に行うことが出来る。
【００７４】
また、極性選択スイッチング部２２０は、駆動電圧出力部２１と吐出選択スイッチング素子３２の第一端との接続有無を切り替える第１駆動スイッチング素子２２１と、駆動電圧出力部２１と電気機械変換素子３１の第二端との接続有無を切り替える第２駆動スイッチング素子２２２と、接地面と電気機械変換素子３１の第二端との接続有無を切り替える第１接地スイッチング素子２２４と、接地面と吐出選択スイッチング素子３２の第一端との接続有無を切り替える第２接地スイッチング素子２２３と、を備える。このように、スイッチング素子を４個設けて各々のオンオフを切り替えることで、容易に切替が可能になる。特に、このようなスイッチング素子の構成により電界効果トランジスターなどのアナログスイッチを用いることが出来るので、小型で高速且つ確実なスイッチング動作により適切なタイミングで極性の入れ替えを行うことが出来る。
【００７５】
また、入力される制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２などにより極性選択スイッチング部２２０における接続状態を定めるモード設定部２２７と、吐出選択スイッチング素子３２の第一端の接続先と電気機械変換素子３１の第二端の接続先とを対応付けて定める制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２をモード設定部２２７に出力して、当該モード設定部２２７の動作を制御するモード設定制御手段として機能するヘッド制御部４３と、を備える。
従って、複数のスイッチング素子２２１〜２２４をトラブルなく確実に対応付けて切り替えることが可能になる。
【００７６】
また、モード設定制御手段としてのヘッド制御部４３は、駆動電圧出力部２１と吐出選択スイッチング素子３２の第一端とを接続し、電気機械変換素子３１の第二端を接地させる第１極性モードと、駆動電圧出力部２１と電気機械変換素子３１の第二端とを接続し、吐出選択スイッチング素子３２の第一端を接地させる第２極性モードとに各々応じた制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２を出力する。従って、極性選択スイッチング部２２０における望ましい接続状態に対応したモードを設定することで容易に当該接続状態に切り替えることが出来る。特に、少ない制御信号の数で容易に好ましい接続状態への切り替えを行いやすい。
【００７７】
また、モード設定制御手段としてのヘッド制御部４３は、ノズルから液滴を吐出させる波形パターンに応じた吐出駆動電圧信号が電気機械変換素子３１に供給される期間には、モード設定部２２７により極性選択スイッチング部２２０を第１極性モード及び第２極性モードのうち予め定められた一方の極性モード（ここでは、第１極性モード）とさせる。
このように、電気機械変換素子３１の特性変化を抑え、絶対値としては問題にならない程度に特性のずれを収めつつ、更に、電気機械変換素子３１に対する印加電圧の極性を揃えて液滴の吐出を行わせるので、極性の反転により相対的に特性のずれが吐出される液滴に影響するのを防ぐことが出来る。また、このような相対的な特性のずれを抑えるためのバイアス電圧を印加するというような調整を避けることが出来るので、より液滴吐出装置１の制御が容易になる。
【００７８】
また、モード設定制御手段としてのヘッド制御部４３は、ノズルから液滴を吐出させない波形パターンに応じた非吐出駆動電圧信号が電気機械変換素子３１に供給される期間の少なくとも一部では、モード設定部２２７により極性選択スイッチング部２２０を上述の一方の極性モード（第１極性モード）とは異なる他方の極性モード（第２極性モード）とさせる。これにより、液滴の吐出動作の合間において、液滴が吐出されていない間に随時印加電圧の極性を反転させることが出来るので、吐出される液滴には影響を与えずに、容易且つ効率良く電気機械変換素子３１の特性変化を抑えることが出来る。特に、極性反転させた電圧印加を別途メンテナンス、起動時や終了時などに時間を設けて行う必要が無く、速やかに動作を開始、終了させることが出来る。
【００７９】
また、モード設定制御手段としてのヘッド制御部４３は、非吐出駆動電圧信号が電気機械変換素子３１に供給される期間には、選択された各波形パターンに応じた非吐出駆動電圧信号の出力ごとに所定の条件でモード設定部２２７により極性選択スイッチング部２２０を第２極性モードとさせる。
従って、駆動電圧波形に影響を与えずに細かく頻繁に極性反転を行わせるので、特性変化が大きくなる前に速やかに解消させることが出来る。
【００８０】
また、モード設定部２２７は、保護回路２２５、２２５ａ〜２２５ｃなどを備えることで、吐出選択スイッチング素子３２の第一端を駆動電圧出力部２１及び接地面に対して同時に接続させず、且つ電気機械変換素子３１の第二端を駆動電圧出力部２１及び接地面に対して同時に接続させない。従って、ヘッド制御部４３のＣＰＵ４３１の動作異常や、ヘッド制御部４３の立ち上げ時などにおける意図しない制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２などの出力による駆動電圧出力部２１と接地面との短絡を防ぐことが出来、吐出選択スイッチング素子３２や各スイッチング素子２２１〜２２４が大電流により故障したりするのを防止することが出来る。
【００８１】
また、変形例１で示したモード設定部２２７の保護回路２２５は、駆動電圧出力部２１から出力される駆動電圧Ｖｄが所定の基準電圧Ｖｒｅｆ２以上の場合には、吐出選択スイッチング素子３２の第一端及び電気機械変換素子３１の第二端を何れも接地させない。従って、制御信号Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２が適切に出力されていても、大きな駆動電圧Ｖｄが極性選択スイッチング部２２０の第一端や第二端に接続され得る状況で、短絡電流が生じるスイッチング素子２２３、２２４をオンさせないことで、意図しない大電流によるスイッチング素子２２１〜２２４などの故障をより確実に防ぐことが出来る。
【００８２】
また、変形例３の保護回路２２５ｃを備えるモード設定部２２７は、第１極性モードと第２極性モードとの間で切替動作を行う際に、吐出選択スイッチング素子３２の第一端及び電気機械変換素子３１の第二端を何れも駆動電圧出力部２１又は接地面に接続させない無接続状態を経由させるので、スイッチング素子２２１〜２２４の閾値電圧などにより切り替え対象のスイッチング素子が意図せず同時に接続されるのをより確実に防ぐことが出来、これにより、短絡電流によるスイッチング素子２２１〜２２４などの破壊を防ぐことが出来る。
【００８３】
また、本実施形態の液滴吐出装置１は、上述の電気機械変換素子３１の駆動装置１０と、液滴を吐出するノズル及び当該ノズルに対応して設けられ、駆動装置１０により駆動される電気機械変換素子３１と、を備える液滴吐出ヘッド３０と、駆動装置１０の動作を制御する動作制御部４０と、を備える。即ち、電気機械変換素子３１に一方向の極性のみで電圧が印加されることによる特性の変化をより容易に抑えることが出来るので、消費電力や液滴吐出装置１のサイズを増大させずに、液滴の吐出量に影響を与えず精度の良い適切な液滴吐出を従来より長期間に亘り安定して行わせることが出来る。
【００８４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、第１駆動スイッチング素子２２１、第２駆動スイッチング素子２２２、第２接地スイッチング素子２２３及び第１接地スイッチング素子２２４により駆動電圧出力部２１との接続先及び接地面との接続先を定めることとしたが、このように４つのスイッチング素子を用いた構成に限られない。例えば、第１駆動スイッチング素子２２１及び第２駆動スイッチング素子２２２に代えて、択一的に駆動電圧出力部２１の接続先を定める単一のスイッチング素子が設けられても良い。或いは、第１駆動スイッチング素子２２１及び第２接地スイッチング素子２２３に代えて、択一的に吐出選択スイッチング素子３２の第一端の接続先を定める単一のスイッチング素子が設けられても良い。
【００８５】
また、上記実施の形態では、第１駆動スイッチング素子２２１、第２駆動スイッチング素子２２２、第１接地スイッチング素子２２４及び第２接地スイッチング素子２２３として電界効果トランジスターを用いたが、他のアナログスイッチが用いられても良いし、或いは、機械的に切り替えられるスイッチング素子が用いられても良い。
【００８６】
また、上記実施の形態では、ヘッド制御部４３のＣＰＵ４３１による制御動作により極性選択部２２の各スイッチング素子２２１〜２２４の切替動作が行われたが、次に出力される波形パターンに係る情報が入力される論理回路を用いてＣＰＵ処理を介さずにスイッチング素子２２１〜２２４の切替が行われるように構成されても良い。
【００８７】
また、ヘッド制御部４３の処理により適切に極性の反転が行われる場合に加えて又は代えて、ユーザーが手動で極性を反転させて駆動装置１０を動作させることも出来る。
【００８８】
また、液滴を吐出させない駆動電圧信号の出力時における第１極性モードと第２極性モードの切替の判断基準は、上記実施の形態における基準と異なっていても良い。例えば、非吐出の駆動電圧信号の場合には第２極性モードとし、定電圧信号の場合には第１極性モードとしても良い。
【００８９】
また、上記実施の形態では、液滴の吐出動作の合間における非吐出動作期間に極性を反転させる場合を例に挙げて説明したが、液滴吐出装置１の起動時、終了時やメンテナンス時など、液滴の吐出が全く行われない場合や、詰まり防止用の液滴吐出動作などで液滴吐出量の変化に大きな問題が生じない場合に印加電圧の極性を反転させても良い。
【００９０】
また、上記実施の形態では、非吐出動作期間の駆動電圧信号における波形パターンの繋ぎ目で第１極性モードと第２極性モードとを反転させることとしたが、一の波形パターンに応じた駆動電圧信号の途中で反転されることを一律に禁止するものではない。また、予め連続して第２極性モードで出力可能な波形パターンの数を定めておき、途中で液滴の吐出動作に切り替わった場合や、当該数の波形パターンに応じた駆動電圧信号の供給が終了した場合にのみ、次の極性を定めることとしても良い。
【００９１】
また、上記実施の形態では、複数のノズルからのインクの吐出可否を各々定める吐出選択スイッチング素子３２を設けた場合の例を挙げて説明したが、吐出選択スイッチング素子３２を用いずに電気機械変換素子３１に対して各々個別にインクの吐出状態に応じた駆動電圧信号を供給しても良い。この場合には、第１駆動スイッチング素子２２１及び第２接地スイッチング素子２２３は、直接個別電極に接続される。また、ノズル及びこれに対応する電気機械変換素子３１は、各々１つであっても良い。
【００９２】
また、上記実施の形態で示した保護回路２２５などは、設けられていなくても良く、或いは、同様に機能する他の周知の回路構成であっても良い。
【００９３】
また、上記実施の形態では、保護回路２２５ｃにより回路構成上第１極性モードと第２極性モードの何れでもない無接続の状態が生じる例について説明したが、ヘッド制御部４３の制御動作により無接続状態が設定されても良い。
【００９４】
また、電気機械変換素子としては、圧電素子のほか、電歪素子など同様に変形可能で且つ変形に係る特性が変化し得るものについて本発明を適用可能である。
【００９５】
また、上記実施の形態では、液滴吐出装置として記録媒体にインクを吐出するインクジェット記録装置を例に挙げたが、その他の機能液が吐出されても良いし、薄膜層又は電気回路の配線や端子などを形成するための材料を基板上に吐出し、又は実験や検査などに用いられる液体試料などを検査プレート上に吐出する液滴吐出装置や、３Ｄプリンターなどにも本発明を適用することが出来る。
その他、上記実施の形態で示した具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１     液滴吐出装置
１０   駆動装置
２０   ヘッド駆動制御部
２１   駆動電圧出力部
２２   極性選択部
２２０ 極性選択スイッチング部
２２１ 第１駆動スイッチング素子
２２２ 第２駆動スイッチング素子
２２２Ｔ      電界効果トランジスター
２２３ 第２接地スイッチング素子
２２４ 第１接地スイッチング素子
２２４Ｔ      電界効果トランジスター
２２５ 保護回路
２２５ａ      保護回路
２２５ｂ      保護回路
２２５ｃ      保護回路
２２７ モード設定部
２２８ 遅延回路
３０   液滴吐出ヘッド
３１   電気機械変換素子
３２   吐出選択スイッチング素子
４０   動作制御部
４１   制御部
４１１ ＣＰＵ
４１２ ＲＡＭ
４１３ 記憶部
４２   移動制御部
４３   ヘッド制御部
４３１ ＣＰＵ
４３２ 記憶部
５１   移動動作部
５２   通信部
５３   操作表示部
５３１ 操作検出部
５３２ 表示部
５４   報知出力部
５５   バス
Ａｃ１ 論理積回路
Ｃｏｎｔ−ｍｏｄｅ   制御信号
Ｃｏｎｔ−ｄｅｌ     遅延信号
Ｃｏｎｔ１    制御信号
Ｃｏｎｔ２    制御信号
Ｃｐ１ 比較器
Ｃｐ２ 比較器
ＮＡｃ１      ＮＡＮＤ回路
Ｎｃ１ 反転回路
Ｎｃ２ 反転回路
ＮＯｃ１      ＮＯＲ回路
Ｏｃ１ 論理和回路
Ｒ１１ 抵抗素子
Ｒ１２ 抵抗素子
Ｒ１３ 抵抗素子
Ｒ２１ 抵抗素子
Ｒ２２ 抵抗素子
Ｔｒ１ バイポーラートランジスター
Ｔｒ２ バイポーラートランジスター
Ｖｃｏｍ      供給電圧
Ｖｄ   駆動電圧
ＶＨ   ハイレベル電圧
Ｖｋ   電源電圧
ＶＬ   ローレベル電圧
Ｖｒｅｆ      基準電圧
Ｖｒｅｆ２    基準電圧
【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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