(57)【要約】【課題】液体噴射ヘッドの特性のバラツキに起因する液滴の吐出特性のバラツキをバイアス電圧を調整することにより除去して液滴の均一な吐出特性を得ることができる液体噴射装置を提供する。【解決手段】ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、流路形成基板上に形成された圧電素子３００とを備えたインクジェット式記録ヘッドＩと、特定の最大駆動電圧に対して所定量の液滴を吐出するための各圧電素子３００の各バイアス電圧ＶＢＳを記憶している記憶手段と、前記特定の最大駆動電圧を含む駆動信号が表す駆動電圧ＣＯＭを選択的に圧電素子３００の上電極８０に印加する駆動電圧生成部１２２と、前記記憶手段の記憶内容に基づき圧電素子３００毎のバイアス電圧ＶＢＳを生成して各バイアス電圧ＶＢＳを圧電素子３００の下電極６０に印加するバイアス電圧生成部１２３とを有する。【選択図】図４
2008229902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、この流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法であって、
前記圧電素子の駆動信号が表す最大電圧と最小電圧との差である最大駆動電圧とバイアス電圧とに対する前記液体噴射ヘッドの液体吐出量特性をそれぞれ検出するとともに、特定の前記最大駆動電圧に対して所定量の液滴を吐出するための各圧電素子の各バイアス電圧をそれぞれ選定し、前記最大駆動電圧を前記特定の一定電圧とした状態で前記選定した各バイアス電圧を、前記各圧電素子に印加することを特徴とする液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法において、
前記各バイアス電圧は、これを表すデジタルデータとして送出するとともに、このデジタルデータをＤ／Ａ変換することにより得ることを特徴とする液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法。
【請求項３】
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、この流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法であって、
前記圧電素子のバイアス電圧に対する特性を検出し、
その検出結果に基づき前記圧電素子に印加するバイアス電圧を、前記圧電素子毎に設定する一方、
前記各バイアス電圧は、これを表すデジタルデータとして送出するとともに、このデジタルデータをＤ／Ａ変換することにより生成することを特徴とする液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法。
【請求項４】
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、この流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドと、
特定の前記最大駆動電圧に対して所定量の液滴を吐出するための各圧電素子の各バイアス電圧を記憶している記憶手段と、
前記特定の最大駆動電圧を含む駆動信号が表す駆動電圧を選択的に前記圧電素子の一方の電極に印加する駆動電圧生成手段と、
前記記憶手段の記憶内容に基づき前記圧電素子毎のバイアス電圧を生成して各バイアス電圧を前記圧電素子の他方の電極に印加するバイアス電圧生成手段とを有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項５】
請求項４に記載する液体噴射装置において、
前記記憶手段、前記各バイアス電圧を各圧電素子の個体情報とともにこの個体情報に対応するデジタルデータとして記憶しており、
前記バイアス電圧生成手段は、前記個体情報とともに各圧電素子毎に送出される前記デジタルデータを各圧電素子毎にアナログのバイアス電圧に変換するＤ／Ａ変換器を具備したものであることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項６】
請求項５に記載する液体噴射装置において、
前記Ｄ／Ａ変換器は、前記デジタルデータの各ビットに対応する２値信号を入力して、所定のアナログ電圧に変換するラダー抵抗を有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項７】
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、この流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドと、
各圧電素子のバイアス電圧に対する特性を前記各圧電素子の個体情報とともにデジタルデータとして記憶している記憶手段と、
前記圧電素子の一定の駆動信号が表す駆動電圧を選択的に前記圧電素子の一方の電極に印加する駆動電圧生成手段と、
前記記憶手段の記憶内容に基づき前記各個体情報とともに前記各圧電素子毎に送出される前記バイアス電圧を表すデジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器を具備し、このＤ／Ａ変換器で変換した前記アナログ電圧であるバイアス電圧を前記圧電素子の他方の電極に印加するバイアス電圧生成手段とを有することを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴射ヘッドのバイアス電圧の設定方法及び液体噴射装置に関し、特に液体噴射ヘッドの最大駆動電圧を一定にした状態で各液体噴射ヘッドのバイアス電圧を変えて一定量の液滴を吐出させる場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、圧電素子等の圧力発生手段によって圧力発生室内の液体に圧力を付与することで、ノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドが知られており、その代表例としては、液滴としてインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。かかるインクジェット式記録ヘッドの一種として、圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面側に圧電素子等の圧力発生手段が設けられるとともに、流路形成基板の他方面側にノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合されたものが知られている。
【０００３】
この種のインクジェット式記録ヘッドを製造する際には、ミクロンレベルの極めて微細な加工や組み立てが行われているが、圧電素子の特性、振動板の硬さ、圧力発生室乃至ノズル開口のバラツキ等に起因して各液体噴射ヘッドにおけるインク滴の吐出特性にバラツキを生起している。
【０００４】
インクジェット式記録ヘッドの吐出特性を揃えるためには、図８に示すような駆動電圧ＣＯＭが表す最大電圧と最小電圧との差である最大駆動電圧ＶＨを調整すれば良い。すなわち、液体噴射ヘッドの、例えば二つのノズル列Ａ，Ｂの最大駆動電圧ＶＨに対するインク滴の吐出量が表１に示すようなものである場合において、６．５ｐｌのインク滴を吐出させたい場合には、ノズル列Ａに関しては最大駆動電圧ＶＨを１３Ｖとし、ノズル列Ｂに関しては最大駆動電圧ＶＨを１２．５Ｖとする。ここで、バイアス電圧ＶＢＳは一定である。
【０００５】
【表１】
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【０００６】
また、バイアス電圧に対する圧電素子を構成する圧電素子の駆動特性によってもインクの吐出特性のバラツキを発生する点に鑑み、圧電素子の駆動特性に応じてバイアス電圧を調整するものとして特許文献１が存在する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２１２００号公報（第３頁乃至第６頁、図３乃至図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の如く最大駆動電圧ＶＨをノズル列Ａ，Ｂ等、所定の単位毎に変える場合には、通常Ｄ／Ａ変換器を用いて各Ｄ／Ａ変換器の設定電圧を変化させることにより行っているが、この場合の電圧を変化させるための各Ｄ／Ａ変換器は、設定電圧が高電圧であることとも相俟って複雑且つ大型・高価なものとなってしまう。
【０００９】
また、特許文献１では圧電素子の特性のバラツキを調整し、最も良好な吐出特性が得られるようにすることはできるが、吐出量そのものを任意の適正な値に設定することはできない。また、バイアス電圧をどのようにして調整するのかについては言及されていない。
【００１０】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドに搭載されるアクチュエータだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドに搭載されるアクチュエータや、液体噴射ヘッド以外に搭載されるアクチュエータにおいても同様に存在する。
【００１１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、液体噴射ヘッドの特性のバラツキに起因する液滴の吐出特性のバラツキを圧電素子に印加するバイアス電圧を調整することにより除去して液滴の均一な吐出特性を得ることができる液体噴射ヘッドのバイアス電圧の設定方法及び液体噴射装置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】
【００１２】
上記目的を達成する本発明の第１の形態は、
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、この流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法であって、
前記圧電素子の駆動信号が表す最大電圧と最小電圧との差である最大駆動電圧とバイアス電圧とに対する前記液体噴射ヘッドの液体吐出量特性をそれぞれ検出するとともに、特定の前記最大駆動電圧に対して所定量の液滴を吐出するための各圧電素子の各バイアス電圧をそれぞれ選定し、前記最大駆動電圧を前記特定の一定電圧とした状態で前記選定した各バイアス電圧を、前記各圧電素子に印加することを特徴とする液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法にある。
本形態によれば、最大駆動電圧は特定の値に固定した状態で、液滴の吐出量を一定にするための前記最大駆動電圧に対する最適なバイアス電圧を印加することができる。ここで、バイアス電圧を供給するための電源は小型で簡単な構造のものとすることができる。
この結果、簡単な構成で容易に液体噴射ヘッドの液滴吐出特性を一定にすることができる。
【００１３】
前記各バイアス電圧は、これを表すデジタルデータとして送出するとともに、このデジタルデータをＤ／Ａ変換することにより得ることができる。この結果、各液体噴射ヘッドに印加するバイアス電圧の生成が容易になる。
【００１４】
本発明の第２の形態は、
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法であって、
前記圧電素子のバイアス電圧に対する特性を検出し、
その検出結果に基づき前記圧電素子に印加するバイアス電圧を、前記圧電素子毎に設定する一方、
前記各バイアス電圧は、これを表すデジタルデータとして送出するとともに、このデジタルデータをＤ／Ａ変換することにより生成することを特徴とする液体噴射ヘッドにおけるバイアス電圧の設定方法にある。
本形態によれば、圧電素子に印加するバイアス電圧をデジタルデータのＤ／Ａ変換処理で容易に生成することができる。
【００１５】
本発明の第３の形態は、
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドと、
特定の前記最大駆動電圧に対して所定量の液滴を吐出するための各圧電素子の各バイアス電圧を記憶している記憶手段と、
前記特定の最大駆動電圧を含む駆動信号が表す駆動電圧を選択的に前記圧電素子の一方の電極に印加する駆動電圧生成手段と、
前記記憶手段の記憶内容に基づき前記圧電素子毎のバイアス電圧を生成して各バイアス電圧を前記圧電素子の他方の電極に印加するバイアス電圧生成手段とを有することを特徴とする液体噴射装置にある。
本形態によれば、最大駆動電圧は特定の値に固定した状態で、液滴の吐出量を一定にするための前記最大駆動電圧に対する最適なバイアス電圧を印加することができる。ここで、バイアス電圧を供給するための電源は小型で簡単な構造のものとすることができる。
この結果、簡単な構成で容易に液体噴射ヘッドの液滴吐出特性を一定にすることができる。
【００１６】
前記記憶手段は、前記各バイアス電圧を各圧電素子の個体情報とともにこの個体情報に対応するデジタルデータとして記憶するものであり、また前記バイアス電圧生成手段は、前記個体情報とともに各圧電素子毎に送出される前記デジタルデータを各圧電素子毎にアナログのバイアス電圧に変換するＤ／Ａ変換器を具備したものとすることができる。この場合、デジタルデータの処理で所望の各バイアス電圧を得ることができる。
【００１７】
また、前記Ｄ／Ａ変換器は、前記デジタルデータの各ビットに対応する２値信号を入力して、所定のアナログ電圧に変換するラダー抵抗を有するものとすることができる。この場合、デジタルデータに基づきこれに対応するアナログ値のバイアス電圧を容易に生成することができる。
【００１８】
本発明の第４の形態は、
ノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、流路形成基板上に形成された圧電素子とを備えた液体噴射ヘッドと、
各圧電素子のバイアス電圧に対する特性を前記各圧電素子の個体情報とともにデジタルデータとして記憶している記憶手段と、
前記圧電素子の一定の駆動信号が表す駆動電圧を選択的に前記圧電素子の一方の電極に印加する駆動電圧生成手段と、
前記記憶手段の記憶内容に基づき前記各個体情報とともに前記各圧電素子毎に送出される前記バイアス電圧を表すデジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器を具備し、このＤ／Ａ変換器で変換した前記アナログ電圧であるバイアス電圧を前記圧電素子の他方の電極に印加するバイアス電圧生成手段とを有することを特徴とする液体噴射装置にある。
本形態によれば、圧電素子に印加するバイアス電圧をデジタルデータのＤ／Ａ変換処理で容易に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
＜インクジェット式記録ヘッドの構造＞
先ず、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの構造を説明する。当該インクジェット式記録ヘッドに、所定量のインク滴を吐出させるための駆動電圧とともにバイアス電圧が印加される。
【００２０】
図１は当該インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。これらに図示するように、流路形成基板１０は、本形態の場合、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。
【００２１】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。
【００２２】
インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本形態では、インク供給路１４は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。なお、このように、本形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１５は、インク供給路１４の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の幅方向（短手方向）より大きい断面積を有する。本形態では、連通路１５を圧力発生室１２と同じ断面積で形成した。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００２３】
一方、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。ここで、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼等で形成してある。
【００２４】
また、流路形成基板１０の開口面と反対側には、上述したように弾性膜５０が形成されており、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０が形成してあり、これら下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０で圧電素子３００を構成している。
【００２５】
ここで、一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を個別電極とし、他方の電極を共通電極として構成する。また、個別電極及び圧電体層７０は各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本形態では、下電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極８０を圧電素子３００の個別電極としている。そこで、本形態においては共通電極である下電極６０に所定のバイアス電圧ＶＢＳ（後に詳説する）を印加するとともに、個別電極である上電極８０に選択的に駆動電圧（後に詳説する）を印加する。勿論、駆動回路や配線の都合で上電極及び下電極を逆にしても支障はない。
【００２６】
また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００２７】
ここで、圧電素子３００の個別電極である各上電極８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。
【００２８】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極６０、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００２９】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００３０】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００３１】
保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が配設されている。この駆動回路１２０は、当該インクジェット式記録ヘッドＩを駆動する駆動電圧とともにバイアス電圧を生成するもので、例えば回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等で形成することができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。なお、駆動回路１２０の具体的な構成等は後に詳述する。さらに、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合され、前記封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料で形成される。固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００３２】
このようなインクジェット式記録ヘッドＩでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極６０と上電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、下電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３３】
かかるインクジェット式記録ヘッドＩは、インクカートリッジ等と連通するインクを具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、本発明の実施の形態に係るインクジェット式記録装置IIに搭載される。
【００３４】
＜インクジェット式記録装置＞
図３は、本形態に係るインクジェット式記録装置IIの一例を示す概略図である。同図に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を噴射するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００３５】
＜インクジェット式記録装置の制御系＞
前記インクジェット式記録装置IIにおける制御系に関する実施形態を図４に示す。同図に示すように、当該制御系IIIはプリンタ制御部１０１、駆動回路１２０を有しており、駆動回路１２０の出力で制御対象であるインクジェット式記録ヘッドＩを駆動して所定の印字等を行わせる。
【００３６】
ここで、本形態ではインクジェット式記録ヘッドＩの上電極８０、圧電体層７０及び下電極６０からなる多数の圧電素子３００を、例えばノズル開口２１（図１参照）毎の集合体の列で形成する複数組（本形態では４組）のノズル列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分け、各ノズル列Ａ乃至Ｄ毎に最適なバイアス電圧ＶＢＳを印加するように構成してある。このバイアス電圧ＶＢＳは下電極６０に印加される。一方、個別電極である上電極８０には所定の駆動電圧ＣＯＭが選択的に印加される。
【００３７】
図５は上記駆動電圧ＣＯＭ及びバイアス電圧ＶＢＳの一例を示す波形図である。同図に示すように、本形態における駆動電圧ＣＯＭの最大駆動電圧ＶＨは一定であり、バイアス電圧ＶＢＳが、例えばノズル列Ａ乃至Ｄ毎に調整した固有の電圧となっている。
【００３８】
かかる最大駆動電圧ＶＨ及びバイアス電圧ＶＢＳは次のような方法で決定する。すなわち、先ず、最大駆動電圧ＶＨとバイアス電圧ＶＢＳとに対する当該インクジェット式記録ヘッドＩのインク吐出量特性をそれぞれ検出する。この結果、各最大駆動電圧ＶＨに対して表２に示すような吐出量特性が得られたとする。この場合において、６．５ｐｌのインク吐出量を得たい場合には、例えばノズル列Ａの吐出量に着目して最大駆動電圧ＶＨを１３Ｖに設定する。
【００３９】
【表２】
2008229902.tif 000004
【００４０】
次に、最大駆動電圧ＶＨは１３Ｖに固定したままで各ノズル列Ａ，Ｂごとにバイアス電圧を変化させてインク吐出量特性を検出する。この結果、各バイアス電圧ＶＢＳに対して表３に示すような吐出量特性が得られたとする。
【００４１】
【表３】
2008229902.tif 000005
【００４２】
この場合において、６．５ｐｌのインク吐出量を得るには、表３を参照してノズル列Ａに関しては３Ｖのバイアス電圧ＶＢＳを、ノズル列Ｂに関しては４Ｖのバイアス電圧ＶＢＳをそれぞれ印加すれば良い。そこで、６．５ｐｌのインクを吐出させたい場合には、最大駆動電圧ＶＨが１３Ｖに固定的に設定され、ノズル列Ａのバイアス電圧ＶＢＳが３Ｖ、ノズル列Ｂのバイアス電圧ＶＢＳが４Ｖにそれぞれ設定されるよう、インクジェット式記録ヘッドＩの各圧電素子３００の個体情報と対応付けて最大駆動電圧ＶＨを含む駆動電圧ＣＯＭを表す駆動信号のデータ及び各ノズル列Ａ，Ｂ毎のバイアス電圧ＶＢＳを表すバイアスデータをプリンタ制御部１０１（図４参照）に記憶させておく。この点に関しては後に詳述する。
【００４３】
ここで、表２を参照すれば明らかな通り、ノズル列Ｂでは、最大駆動電圧ＶＨが１２．５Ｖで６．５ｐｌのインク吐出量が得られている。そこで、最大駆動電圧ＶＨを１２．５Ｖに固定して、前記所定の吐出量（６．５ｐｌ）が得られるバイアス電圧ＶＢＳをノズル列Ａ，Ｂ毎に設定するようにしても良い。ただ、初期のバイアス電圧ＶＢＳは最適なバイアス電圧ＶＢＳに近い設定としておく方が望ましい。そこで、本例の場合には、最も吐出インク量が少ないノズル列Ａの最大駆動電圧ＶＨに合わせるのが望ましい。
【００４４】
なお、以上の説明は簡単のため、２列のノズル列Ａ，Ｂを例に採ったが、これは何列であっても構わない。また、同一バイアス電圧ＶＢＳを印加する各圧電素子のグループもノズル列Ａ，Ｂを基準にしてグループ分けする場合に限定する必要はない。原理的には、各圧電素子３００（図１参照）毎に固有のバイアス電圧ＶＢＳを設定することもできる。
【００４５】
図４に基づき本形態に係る制御系をさらに詳細に説明すると、プリンタ制御部１０１は、演算処理装置１０２、駆動信号生成部１０３、バイアスデータ生成部１０４及びインターフェース回路１０５を有している。ここで、演算処理装置１０２は、外部のホストコンピュータ等に接続されて必要な情報の授受を仲介する外部インターフェース、各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、制御プログラム等を記憶するＲＯＭ及び各種の演算処理を行うＣＰＵ等を有しており、最大駆動電圧ＶＨを含む駆動電圧ＣＯＭを表す駆動信号のデータ及び各ノズル列Ａ乃至Ｄ毎のバイアス電圧ＶＢＳを表すバイアスデータをインクジェット式記録ヘッドＩの各圧電素子３００の個体情報と対応付けて記憶しており、印字のための各種の制御を行うとともに、印字データ等の所定のデータを、駆動回路１２０の駆動電圧生成部１２２及びバイアス電圧生成部１２３に送出する。
【００４６】
駆動電圧生成部１２２は、印字データが供給されるシフトレジスタ、その出力をラッチするラッチ回路、その出力を増幅するレベルシフタ及びスイッチを有しており、駆動信号生成部１０３から送出されたデータに基づいて生成する駆動電圧ＣＯＭを前記印字データに基づく前記スイッチのオン・オフにより選択的に各圧電素子３００に印加する。このとき駆動電圧ＣＯＭの最大駆動電圧ＶＨは予め定めた所定値に固定されている。したがって、駆動電圧ＣＯＭを生成するための電源は１個用意すれば良い。
【００４７】
バイアス電圧生成部１２３は、バイアスデータ生成部１０４から供給されるバイアスデータに基づき、各ノズル列Ａ乃至Ｄ毎に予め定めておいたバイアス電圧ＶＢＳをそれぞれ生成するとともに、各バイアス電圧ＶＢＳを各ノズル列Ａ乃至Ｄ毎に対応する圧電素子３００に印加する。かかるバイアス電圧生成部１２３はＤ／Ａ変換器を利用して好適に構成することができる。
【００４８】
図６はＤ／Ａ変換器を利用して構成したバイアス電圧生成部１２３の具体的な構成を示す回路図である。同図に示すように、本例は各圧電素子３００に対応するノズル列をノズル列Ａ乃至Ｄの４つのグループに分け、各グループ毎に固有のバイアス電圧ＶＢＳを印加する場合である。そこで、４組のＤ／Ａ変換器ＤＡＣ１乃至ＤＡＣ４を有する。また、各組に固有のバイアス電圧ＶＢＳＡ乃至ＶＢＳＤは４ビットのデジタルデータとして生成される。
【００４９】
各Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣ１乃至ＤＡＣ４は、シフトレジスタＳＲ１乃至ＳＲ４、ラッチ回路ＬＡ１乃至ＬＡ４、ラダー回路ＬＤ１乃至ＬＤ４及びｎ型トランジスタＴｒ１，ｐ型トランジスタＴｒ２をそれぞれ有しており、それぞれの出力側に抵抗Ｒ０を介してコンデンサＣ１乃至Ｃ４が接続されている。かくして、各ノズル列Ａ乃至Ｄ毎のバイアス電圧ＶＢＳＡ乃至ＶＢＳＤはコンデンサＣ１乃至Ｃ４の充電電圧として生成される。
【００５０】
バイアスデータ生成部１０４（図４参照、以下同じ。）から送出される各ノズル列Ａ乃至Ｄ毎のバイアス電圧ＶＢＳＡ乃至ＶＢＳＤを表すデータは、当該インクジェット式記録装置II（図３参照、以下同じ。）の電源のオン時に、シリアルデジタルデータＳＩとしてシフトレジスタＳＲ４の最下段のフリップフロップ回路に供給される。その後、クロック信号ＳＣＫの入力毎に次段のフリップフロップ回路に転送される。この結果、各ノズル列Ａ乃至Ｄに固有のバイアス電圧ＶＢＳＡ乃至ＶＢＳＤを表す２値の４ビットデータが所定の周期で各シフトレジスタＳＲ１乃至ＳＲ４にセットされる。かかるセット完了時点で各ラッチ回路ＬＡ１乃至ＬＡ４にラッチ信号ＬＡＴを供給して各シフトレジスタＳＲ１乃至ＳＲ４の内容を各ラッチ回路ＬＡ１乃至ＬＡ４にそれぞれラッチする。ラダー回路ＬＤ１乃至ＬＤ４は各ラッチ回路ＬＡ１乃至ＬＡ４がラッチした内容に基づきこれをアナログ値に変換し、ｎ型トランジスタＴｒ１及び抵抗Ｒ０を介して各コンデンサＣ１乃至Ｃ４を充電する。ここで、ラダー回路ＬＤ１乃至ＬＤ４のみで各コンデンサＣ１乃至Ｃ４を充電する場合には時間がかかるので、各コンデンサＣ１乃至Ｃ４が迅速に所定のバイアス電圧ＶＢＳＡ乃至ＶＢＳＤに達するようにｎ型トランジスタＴｒ１でバッファしている。
【００５１】
なお、当該インクジェット式記録装置IIの電源のオフ時には、ｐ型トランジスタＴｒ２をオンすることにより各コンデンサＣ１乃至Ｃ４の電荷を放電してＤ／Ａ変換器ＤＡＣ１乃至ＤＡＣ４とともに各コンデンサＣ１乃至Ｃ４を初期状態に戻しておく。
【００５２】
図７は同一構成の各ラダー回路ＬＤ（１乃至４）の一つを抽出して具体的な構成例を示す回路図である。同図に示すように、ラダー回路ＬＤはシフトレジスタＳＲ１乃至ＳＲ４のＭＳＢからＬＳＢの各ビットに対応する４個の入力端子２０１乃至２０４を有しており、バイアス電圧ＶＢＳＡ乃至ＶＢＳＤを表す２値のデータが各ビットに対応して各入力端子２０１乃至２０４に供給される。４個の入力端子２０１乃至２０４とＤ／Ａ変換した後のアナログ電圧であるバイアス電圧ＶＢＳを出力する出力端子２０５との間には、抵抗値が２ＲとＲの抵抗２Ｒ及び抵抗Ｒが、図に示すようにラダー状に組み合わせ接続してある。ここで、４ビットの２進数をｎとした場合、出力端子２０５の出力電圧であるバイアス電圧ＶＢＳは、（２／３）・（ｎ／１６）・Ｖとなる。ここで、「Ｖ」は２値信号が「１」である場合に各入力端子２０１乃至２０４に印加される電源電圧（例えば５Ｖ）である。したがって、本例のラダー回路ＬＤによれば、デジタルデータに応じて１６通りのバイアス電圧ＶＢＳを設定することができる。
かかるラダー回路ＬＤを利用すればバイアス電圧を表すデジタルデータを容易にアナログのバイアス電圧ＶＢＳに変換することができる。
【００５３】
なお、図６に示す回路において、ラッチ回路ＬＡ１乃至ＬＡ４は、原理的には設けなくても当該バイアス電圧生成部１２３を構成することはできる。すなわち、シフトレジスタＳＲ１乃至ＳＲ４の各ビット出力を直接ラダー回路ＬＤ１乃至ＬＤ４に供給しても良い。
【００５４】
＜他の実施の形態＞
上述の実施の形態では、最大駆動電圧ＶＨとバイアス電圧ＶＢＳとの関係に基づきバイアス電圧ＶＢＳを個別に設定する場合に、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣ１乃至ＤＡＣ４を用いて各インクジェット式記録ヘッドＩの各圧電素子に実際に印加するバイアス電圧ＶＢＳを生成するようにしたが、これに限るものではない。バイアス電圧を個別に設定する場合、例えば特開２００６−３２１２００号公報に開示するように、バイアス電圧に対する圧電素子の駆動特性によってインクの吐出特性が変化する点に鑑み、適正なバイアス電圧を個別に設定する場合にも適用できる。すなわち、駆動電圧を一定にした状態で複数のインクジェット式記録ヘッドに関して各圧電素子のバイアス電圧に対する変位量の特性を求め、各インクジェット式記録ヘッドの圧電素子が最大変位量を得られるようなバイアス電圧を個別に設定する場合である。この場合には、インクジェット式記録ヘッドの個体情報と関連付けて、最大変位量を得るバイアス電圧を記憶させておけば良い。ここで、バイアス電圧を個別に設定する場合に、所定の範囲に収まるインクジェット式記録ヘッド同士を纏めて複数グループを構成し、各グループ毎に所定の適正なバイアス電圧を設定する場合にも勿論前記Ｄ／Ａ変換方式を適用し得る。
【００５５】
また、上述の実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドＩを挙げて本発明を説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略図である。
【図４】本形態の制御系を示すブロック図である。
【図５】図４の駆動電圧及びバイアス電圧の概念を示す波形図である。
【図６】図４のバイアス電圧生成部の具体的な構成を示す回路図である。
【図７】図６のラダー回路の一例を示す回路図である。
【図８】従来技術に係る駆動電圧及びバイアス電圧の概念を示す波形図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ｉ  インクジェット式記録ヘッド、  II  インクジェット式記録装置、  III  制御系、  ＤＡＣ１乃至ＤＡＣ４  Ｄ／Ａ変換器、  ＬＤ１乃至ＬＤ４  ラダー回路、  ＣＯＭ  駆動電圧、  ＶＨ  最大駆動電圧、  ＶＢＳ  バイアス電圧、  Ａ乃至Ｄ  ノズル列、  ６０  下電極、  ８０  上電極、  １０１  プリンタ制御部、１０２  演算処理装置、  １０３  駆動信号生成部、  １０４  バイアスデータ生成部、  １２０  駆動回路、    １２２  駆動電圧生成部、  １２３  バイアス電圧生成部  ３００  圧電素子
【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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