(57)【要約】【課題】充放電時に圧電素子の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる圧電素子の駆動方法、圧電素子の駆動回路、及び液滴吐出ヘッドの駆動装置を提供する。【解決手段】充電時にスイッチ素子であるｐ-ＭＯＳ６８のオンオフを繰り返して圧電素子３０の電極３０Ａに間欠的に電圧を印加することで、圧電素子３０を段階的に充電する。また、放電時にスイッチ素子であるｎ-ＭＯＳ７０のオンオフを繰り返して圧電素子３０の電極３０Ａを間欠的に接地することで、圧電素子３０の静電容量を段階的に放電する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの前記圧電素子を駆動する圧電素子の駆動方法であって、
前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に複数回に分けて接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに複数回に分けて接続してグランドレベルまで放電することを特徴とする圧電素子の駆動方法。
【請求項２】
前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に間欠的に接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに間欠的に接続してグランドレベルまで放電することを特徴とする請求項１に記載の圧電素子の駆動方法。
【請求項３】
圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの前記圧電素子を駆動する圧電素子の駆動回路であって、
前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に複数回に分けて接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに複数回に分けて接続してグランドレベルまで放電することを特徴とする圧電素子の駆動回路。
【請求項４】
圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの前記圧電素子を駆動する圧電素子の駆動回路であって、
間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルまで充電するための充電波形信号、又は間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極をグランドレベルまで放電するための放電波形信号を選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段で選択された前記充電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記電源から切断する第１のスイッチ素子と、
前記信号選択手段で選択された前記放電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極をグランドに接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記グランドから切断する第２のスイッチ素子と、
を備えたことを特徴とする圧電素子の駆動回路。
【請求項５】
前記充電波形信号及び前記放電波形信号は、時間Ｔ１のオンと時間Ｔ２のオフとが交互に切り替わるオンオフ信号であることを特徴とする請求項４に記載の圧電素子の駆動回路。
【請求項６】
前記前記充電波形信号又は前記放電波形信号がオンになる前記時間Ｔ１は、前記圧電素子の一方の電極を前記電源又は前記グランドに接続したときの前記圧電素子の電極間電位の変化量が、前記圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させない範囲となるように設定されることを特徴とする請求項５に記載の圧電素子の駆動回路。
【請求項７】
前記前記充電波形信号又は前記放電波形信号がオフになる前記時間Ｔ２は、メニスカス振動の固有周期ＴＣの整数倍とならないように設定されることを特徴とする請求項５に記載の圧電素子の駆動回路。
【請求項８】
前記前記充電波形信号又は前記放電波形信号がオフになる前記時間Ｔ２は、０．５ＴＣ又はその奇数倍となるように設定されることを特徴とする請求項５に記載の圧電素子の駆動回路。
【請求項９】
圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動装置であって、
前記圧電素子に印加される駆動電圧の波形を表す複数の駆動波形信号を記憶した信号記憶手段と、
前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルまで充電するための充電波形信号及び前記圧電素子の一方の電極をグランドレベルまで放電するための放電波形信号を生成する信号生成手段と、
前記信号記憶手段に記憶された駆動波形信号及び前記信号生成手段で生成された充電波形信号及び充電波形信号を供給する信号供給手段と、
印刷データに基づいて前記信号供給手段により供給された前記駆動波形信号、前記充電波形信号及び前記充電波形信号の中から所定の波形信号を選択し、選択された波形信号に基づいて前記圧電素子に駆動電圧を印加して前記圧電素子を駆動する駆動回路と、
を備え、
前記充電波形信号が選択された場合に、前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に複数回に分けて接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記放電波形信号が選択された場合に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに複数回に分けて接続してグランドレベルまで放電することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項１０】
前記駆動回路は、間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルまで充電するための充電波形信号、又は間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極をグランドレベルまで放電するための放電波形信号を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段で選択された前記充電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記電源から切断する第１のスイッチ素子と、前記信号選択手段で選択された前記放電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極をグランドに接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記グランドから切断する第２のスイッチ素子と、を備えたことを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項１１】
前記信号供給手段は、前記信号記憶手段に記憶された駆動波形信号及び前記信号生成手段で生成された充電波形信号及び充電波形信号を前記駆動回路にパラレルに供給する請求項９又は１０に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項１２】
前記信号生成手段は、時間Ｔ１にカウントを行い且つ時間Ｔ２に機能を停止する第１カウンタと、時間Ｔ２にカウントを行い且つ時間Ｔ１に機能を停止する第２カウンタとからなり、前記第１カウンタのカウント中はオン信号を出力すると共に前記第１カウンタの機能停止中はオフ信号を出力することで、時間Ｔ１のオンと時間Ｔ２のオフとが交互に切り替わる前記充電波形信号又は前記放電波形信号を生成することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項１３】
圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを駆動する請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置と、
記録媒体を前記液滴吐出ヘッドに対向させて搬送する搬送手段と、 
を備えた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】
本発明は、圧電素子の駆動方法、圧電素子の駆動回路、液滴吐出ヘッドの駆動装置、及び液滴吐出装置に係り、特に、圧電素子に駆動電圧を印加して液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドを駆動するための、圧電素子の駆動方法、圧電素子の駆動回路、及び液滴吐出ヘッドの駆動装置と、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピエゾ素子など電圧印加により体積が変化する圧電素子を利用したインクジェットプリンタでは、記録ヘッドに設けられた圧電素子に駆動電圧を印加してインクが充填された圧力室の内部圧力を変化させ、圧力室に連通させたノズルの先端からインク滴を吐出させている。しかしながら、記録ヘッドに設けられた圧電素子はコンデンサと同様に静電容量を有しており、圧電素子の電極間電位が急激に変化すると誤吐出を引き起こすという問題がある。
【０００３】
例えば、バイアスレベルの電極間電位を基準電位とする場合には、駆動電圧が長時間印加されない圧電素子は自然放電して電極間電位が低下する。このような圧電素子に駆動電圧が急に印加されると誤吐出を引き起こす虞がある。
【０００４】
このため、インクジェットプリンタの動作時に、圧電素子の電極間電位をバイアスレベルに保持する種々の方法が提案されている。例えば、一定間隔で駆動電圧を印加するデータを含む波形データを用いる（特許文献１）、印字データが送信されていないときにバイアス一定電圧を印加する（特許文献２）、圧電素子のグランド側の電極にバイアス電圧を印加するバイアス電源回路を設ける（特許文献３）、駆動か否かに拘わらず圧電素子に電圧を印加する迂回経路を設け、迂回経路を介して電圧を印加することで放電を起こしている圧電素子の電位を補充する（特許文献４）等である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０１００３５号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４５５８号公報
【特許文献３】特開２００２−２６４３２５号公報
【特許文献４】特開２００３−０３９６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の方法では、自然放電による電極間電位の低下度合いが不明であるため、駆動電圧の印加時に電極間電位が急激に変化し、必ずしも誤吐出を防止することができないという問題がある。また、初期動作で圧電素子をバイアスレベルまで充電する場合や、終了動作で圧電素子をグランドレベルまで放電する場合にも、圧電素子の電極間電位が急激に変化する虞がある。従来の方法ではこのような場合に対処することができないという問題がある。加えて、上記特許文献２乃至４の方法では、充放電専用のドライバ回路等、付属回路が必要でありコストアップを招いてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、充放電時に圧電素子の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる圧電素子の駆動方法、圧電素子の駆動回路、液滴吐出ヘッドの駆動装置、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】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの前記圧電素子を駆動する圧電素子の駆動方法であって、前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に複数回に分けて接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに複数回に分けて接続してグランドレベルまで放電することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に間欠的に接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに間欠的に接続してグランドレベルまで放電することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの前記圧電素子を駆動する圧電素子の駆動回路であって、前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に複数回に分けて接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに複数回に分けて接続してグランドレベルまで放電することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの前記圧電素子を駆動する圧電素子の駆動回路であって、間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルまで充電するための充電波形信号、又は間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極をグランドレベルまで放電するための放電波形信号を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段で選択された前記充電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記電源から切断する第１のスイッチ素子と、前記信号選択手段で選択された前記放電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極をグランドに接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記グランドから切断する第２のスイッチ素子と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記充電波形信号及び前記放電波形信号は、時間Ｔ１のオンと時間Ｔ２のオフとが交互に切り替わるオンオフ信号であることを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記前記充電波形信号又は前記放電波形信号がオンになる前記時間Ｔ１は、前記圧電素子の一方の電極を前記電源又は前記グランドに接続したときの前記圧電素子の電極間電位の変化量が、前記圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させない範囲となるように設定されることを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記前記充電波形信号又は前記放電波形信号がオフになる前記時間Ｔ２は、メニスカス振動の固有周期ＴＣの整数倍とならないように設定されることを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記前記充電波形信号又は前記放電波形信号がオフになる前記時間Ｔ２は、０．５ＴＣ又はその奇数倍となるように設定されることを特徴としている。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動装置であって、前記圧電素子に印加される駆動電圧の波形を表す複数の駆動波形信号を記憶した信号記憶手段と、前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルまで充電するための充電波形信号及び前記圧電素子の一方の電極をグランドレベルまで放電するための放電波形信号を生成する信号生成手段と、前記信号記憶手段に記憶された駆動波形信号及び前記信号生成手段で生成された充電波形信号及び充電波形信号を供給する信号供給手段と、印刷データに基づいて前記信号供給手段により供給された前記駆動波形信号、前記充電波形信号及び前記充電波形信号の中から所定の波形信号を選択し、選択された波形信号に基づいて前記圧電素子に駆動電圧を印加して前記圧電素子を駆動する駆動回路と、を備え、前記充電波形信号が選択された場合に、前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に複数回に分けて接続して基準電圧レベルまで充電すると共に、前記放電波形信号が選択された場合に、前記圧電素子の一方の電極をグランドに複数回に分けて接続してグランドレベルまで放電することを特徴としている。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記駆動回路は、間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルまで充電するための充電波形信号、又は間欠的にオンオフが切り替わり前記圧電素子の一方の電極をグランドレベルまで放電するための放電波形信号を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段で選択された前記充電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記電源から切断する第１のスイッチ素子と、前記信号選択手段で選択された前記放電波形信号が入力され、入力信号がオンの場合に前記圧電素子の一方の電極をグランドに接続すると共に、入力信号がオフの場合に前記電極を前記グランドから切断する第２のスイッチ素子と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の発明において、前記信号供給手段は、前記信号記憶手段に記憶された駆動波形信号及び前記信号生成手段で生成された充電波形信号及び充電波形信号を前記駆動回路にパラレルに供給することを特徴としている。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の発明において、前記信号生成手段は、時間Ｔ１にカウントを行い且つ時間Ｔ２に機能を停止する第１カウンタと、時間Ｔ２にカウントを行い且つ時間Ｔ１に機能を停止する第２カウンタとからなり、前記第１カウンタのカウント中はオン信号を出力すると共に前記第１カウンタの機能停止中はオフ信号を出力することで、時間Ｔ１のオンと時間Ｔ２のオフとが交互に切り替わる前記充電波形信号又は前記放電波形信号を生成することを特徴としている。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、圧電素子に駆動電圧を印加して該圧電素子に対応するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを駆動する請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置と、記録媒体を前記液滴吐出ヘッドに対向させて搬送する搬送手段と、 を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、充放電時に圧電素子の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、圧電素子を段階的に充電又は放電することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、充放電時に圧電素子の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、充電波形信号又は放電波形信号に応じてスイッチ素子を切り替えるだけで一定の電圧を複数回にわたり印加することができるので、圧電素子を短時間で充電又は放電することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、時間Ｔ１に圧電素子の一方の電極を基準電圧レベルの電源に間欠的に接続して充電すると共に、時間Ｔ２に当該接続を切断することができる。或いは、時間Ｔ１に圧電素子の一方の電極をグランドに間欠的に接続して放電すると共に、時間Ｔ２に当該接続を切断することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、充放電時に圧電素子の電極間電位の急激な変化による誤吐出を確実に防止することができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、充放電時にメニスカスの異常振動による誤吐出を防止することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明によれば、充放電時にメニスカスの異常振動による誤吐出を確実に防止することができる。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、充電波形信号又は充電波形信号に基づいて圧電素子を駆動して充電又は放電を行うことができるので、充放電専用のドライバ回路等、専用の付属回路を設ける必要がなく、低コストで、充放電時に圧電素子の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、充電波形信号又は放電波形信号に応じてスイッチ素子を切り替えるだけで、圧電素子を段階的に充電又は放電することができる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明によれば、駆動波形信号と同様に、印刷データに基づいて充電波形信号又は充電波形信号を選択することができ、選択された信号に基づいて圧電素子を駆動して充電又は放電を行うことができる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明によれば、時間Ｔ１のオンと時間Ｔ２のオフとが交互に切り替わる充電波形信号又は放電波形信号を容易に生成することができる。
【００３３】
請求項１３に記載の発明によれば、充電波形信号又は充電波形信号に基づいて圧電素子を駆動して充電又は放電を行うことができるので、充放電専用のドライバ回路等、専用の付属回路を設ける必要がなく、低コストで、充放電時に圧電素子の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００３５】
（インクジェット記録装置の概略構成）
図１は本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置１０の要部構成を示す概略図である。ここでは、記録用紙の搬送系については図示を省略した。図１に示すように、インクジェット記録装置１０は、インクジェット記録装置１０全体の動作を司るコントローラ１２と、供給された印刷データに基づいてインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド１４と、を備えている。
【００３６】
インクジェット記録ヘッド１４は、複数のイジェクタ３２が２次元配置されて構成された複数のイジェクタ群３４と、複数のイジェクタ群３４の各々に対応して設けられた複数の駆動ＩＣ（Integrated Circuit）１６と、を備えている。複数のイジェクタ３２の各々は、個別に設けられた圧電素子（例えば、ピエゾ素子）３０の変形によってインク滴を吐出する。イジェクタ群３４に含まれる複数の圧電素子３０の各々は、対応する駆動ＩＣ１６から印加される駆動電圧により駆動される。
【００３７】
複数の駆動ＩＣ１６の各々はコントローラ１２に接続されている。コントローラ１２から入力されるクロック信号、印刷データ、ラッチ信号、駆動波形信号、及び充放電初期値データにより、駆動ＩＣ１６の作動制御が行われる。駆動波形信号は、圧電素子３０に印加される駆動電圧の波形を表す一対の信号である。イジェクタ３２から吐出されるインク滴の形状（例えば、大滴、中滴、小滴）、吐出タイミングは、駆動電圧の波形に応じて制御される。本実施の形態では、非噴射用の駆動波形信号も含めて１４種類の駆動波形信号が用意されている。なお、充放電初期値データについては後述する。
【００３８】
図２はインクジェット記録ヘッド１４の概略構成を示す平面図である。本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド１４は、以下に説明するように、記録用紙の幅にほぼ等しい幅を有する長尺状の記録ヘッドとすることができる。即ち、インクジェット記録装置１０は、インクジェット記録ヘッド１４を固定したままで、記録用紙を搬送しながら記録を行う、いわゆるＦＷＡ（Full Width Array）方式のインクジェット記録装置として構成することができる。
【００３９】
図２に示すように、インクジェット記録ヘッド１４は、略平行四辺形状のヘッドユニット１５を複数含んで構成されている。複数のヘッドユニット１５は、インクジェット記録ヘッド１４の長手方向に沿って配列されている。ヘッドユニット１５の各々には、台形状の一対のイジェクタ群３４が互いに対向するように配置されている。この結果、イジェクタ群３４Ａ１、３４Ｂ１、３４Ａ２、３４Ｂ２・・・が、インクジェット記録ヘッド１４の長手方向に対して、隣接するイジェクタ群の印字領域が一部重なり合うように配列されている。
【００４０】
各イジェクタ群３４Ａ１、３４Ｂ１、３４Ａ２、３４Ｂ２・・・には、駆動ＩＣ１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ａ２、１６Ｂ２・・・が１対１で対応するように設けられている。イジェクタ群３４と対応する駆動ＩＣ１６との間は、各々接続線１８によって電気的に接続されている。なお、以下では、特に区別をする必要がない場合には、イジェクタ群３４Ａ１、３４Ｂ１、３４Ａ２、３４Ｂ２・・・を「イジェクタ群３４」と総称し、駆動ＩＣ１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ａ２、１６Ｂ２・・・を「駆動ＩＣ１６」と総称する。
【００４１】
図３はイジェクタ３２の内部構造を示す断面図である。イジェクタ３２は、インクを収容するインク収容室２０、インク供給路２２を介してインク収容室２０と連通されたインク圧力室２４、インク圧力室２４の壁面の一部を構成する振動板２６、振動板２６に接着された圧電素子３０、及びインク圧力室２４と連通されたノズル２８を含んで構成されている。
【００４２】
インク圧力室２４には、インク収容室２０からインク供給路２２を介して供給されたインクが充填されている。圧電素子３０に駆動電圧が印加されると、圧電素子３０が変形することで振動板２６が振動し、振動板２６の振動が圧力波としてインク圧力室２４内を伝播する。これにより、インク圧力室２４内のインクが、インク圧力室２４と連通されたノズル２８からインク滴として吐出される。
【００４３】
（駆動ＩＣの概略構成）
図４は駆動ＩＣ１６の概略構成を示すブロック図である。イジェクタ群３４には、複数（ここではｎ個とする）の圧電素子３０１〜３０ｎが含まれており、圧電素子３０１〜３０ｎの各々は駆動ＩＣ１６によって駆動されている。イジェクタ群３４に含まれる圧電素子３０の個数は、例えば１２８個、２５６個、５１２個とすることができる。駆動ＩＣ１６には、ｎ個の圧電素子３０１〜３０ｎの各々に対応して、圧電素子に印加する駆動電圧を生成するｎ個の駆動電圧生成部４０１〜４０ｎが設けられている。なお、以下では、特に区別する必要がない場合には、圧電素子３０１〜３０ｎを「圧電素子３０」と総称し、駆動電圧生成部４０１〜４０ｎを「駆動電圧生成部４０」と総称する。
【００４４】
駆動電圧生成部４０は、印刷データに基づいて駆動波形信号を選択するセレクタ４２、選択された駆動波形信号をデコードするデコーダ４４、デコードされた信号を所定の電圧レベルに昇圧するレベルシフタ４６、及びデコードされた信号に基づいて駆動電圧を生成し圧電素子３０に印加するドライバ回路４８を備えている。
【００４５】
また、駆動ＩＣ１６には、コントローラ１２から入力された複数種類（ここでは１４種類とする）の駆動波形信号を各々記憶する複数の波形データ保存メモリ５２１〜５２１４を内蔵し、記憶された駆動波形信号を読み出して出力する波形データ入力回路５０と、コントローラ１２から入力された初期値データから充電波形信号又は放電波形信号を生成する充放電波形データ生成回路５４とが設けられている。
【００４６】
また、駆動ＩＣ１６には、波形データ保存メモリ５２１〜５２１４から読み出した駆動波形信号と充放電波形データ生成回路５４で生成された充電波形信号又は放電波形信号とを転送して、駆動電圧生成部４０１〜４０ｎの各々に供給する複数のシフトレジスタ列５６１〜５６１６が設けられている。ここでは１４種類の駆動波形信号と２種類の充放電波形信号とに対応して、１６本のシフトレジスタ列が設けられている。シフトレジスタ列５６１〜５６１６の各々は、駆動電圧生成部４０１〜４０ｎの各々に対応したｎ個のシフトレジスタ５８が直列に接続されて構成されている。
【００４７】
また、駆動ＩＣ１６には、印刷データを駆動電圧生成部４０１〜４０ｎの各々に供給するデータ転送入力部６０が設けられている。データ転送入力部６０には、コントローラ１２から入力された印刷データを転送して駆動電圧生成部４０１〜４０ｎの各々に供給する複数（ここではｎ個）のシフトレジスタ６２と、各々のシフトレジスタ６２の出力端子に接続され、シフトレジスタ６２から出力された印刷データをラッチ信号の入力に基づいて保持する複数（ここではｎ個）のラッチ６４とが設けられている。ｎ個のシフトレジスタ６２は直列に接続されている。ｎ個のラッチ６４も直列に接続されている。
【００４８】
（駆動ＩＣの概略動作）
次に、上記の駆動ＩＣ１６の動作を説明する。コントローラ１２から出力された印刷データ及びラッチ信号は、データ転送入力部６０に入力される。印刷データは、駆動波形信号及び充放電波形信号から一種類の波形信号（一対の信号）を選択するための選択信号であり、４ビットのシリアルデータである。印刷データは、イジェクタ群３４に含まれる圧電素子３０の個数分だけ連続して入力され、直列に接続された複数のシフトレジスタ６２により４ビットのパラレルデータに変換され、対応するラッチ６４に出力される。
【００４９】
ラッチ６４の出力端子は、対応する駆動電圧生成部４０のセレクタ４２のセレクト端子に接続されている。複数のシフトレジスタ６２からなるシフトレジスタ列によりクロック信号に同期して転送された印刷データは、ラッチ信号の入力に基づいてラッチ６４に保持され、対応するセレクタ４２に入力される。
【００５０】
また、波形データ入力回路５０の波形データ保存メモリ５２１〜５２１４の各々に記憶された駆動波形信号と、充放電波形データ生成回路５４で生成された充放電波形信号とは、クロック信号に同期して読み出され、対応するシフトレジスタ列５６１〜５６１６に出力される。シフトレジスタ列５６１〜５６１６の各々を構成するｎ個のシフトレジスタ５８の出力端子は、対応する駆動電圧生成部４０のセレクタ４２の入力端子に接続されている。駆動波形信号及び充放電波形信号は、シフトレジスタ列５６１〜５６１６の各々によりクロック信号に同期して転送され、対応するセレクタ４２に入力される。これによりセレクタ４２には、１６種類の波形信号が入力される。
【００５１】
セレクタ４２の出力端子はデコーダ４４の入力端子に接続され、デコーダ４４の出力端子はレベルシフタ４６の入力端子に接続されている。セレクタ４２は、セレクト端子から入力された印刷データに基づいて１６種類の波形信号から１種類の波形信号を選択し、選択された波形信号をデコーダ４４に出力する。
【００５２】
例えば、印刷データが「００００」の場合に非噴射用の波形信号を選択し、印刷データが「１１１０」の場合に充電波形信号を選択し、印刷データが「１１１１」の場合に放電波形信号を選択するように設定することができる。デコーダ４４は、入力された波形信号を後述する真理値表に基づいてデコードし、デコードされた信号をレベルシフタ４６に出力する。レベルシフタ４６は、デコードされた信号を所定の電圧レベルに昇圧する。
【００５３】
レベルシフタ４６の出力端子はドライバ回路４８の入力端子に接続されている。レベルシフタ４６で昇圧された信号はドライバ回路４８に出力される。ドライバ回路４８は、入力された信号に基づいて電圧レベルが変化する駆動電圧を生成し、生成された駆動電圧を圧電素子３０に印加する。これにより、圧電素子３０１〜３０ｎの各々が駆動ＩＣ１６によって独立に駆動される。
【００５４】
（駆動電圧生成部のドライバ回路）
図５は駆動電圧生成部４０におけるドライバ回路４８の構成を示す回路図である。点線で囲まれた部分がドライバ回路４８である。ドライバ回路４８は、ｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ（以下、「ｐ-ＭＯＳ」という。）６６、ｐ-ＭＯＳ６８、及びｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ（以下、「ｎ-ＭＯＳ」という。）７０を備えている。
【００５５】
ｐ-ＭＯＳ６６のソースには、定圧電源（図示せず）から所定レベル（ＨＶ２[Ｖ]）の電圧が供給される。ｐ-ＭＯＳ６８のソースには、定圧電源（図示せず）から所定レベル（ＨＶ１[Ｖ]）の電圧が供給される。ＨＶ２はＨＶ１より高レベルである。例えば、ＨＶ１を１５[Ｖ]、ＨＶ２を２０[Ｖ]とすることができる。ｎ-ＭＯＳ７０のソースは接地されて、グランドレベル（ＧＮＤ；０[Ｖ]）とされている。ｐ-ＭＯＳ６６、ｐ-ＭＯＳ６８、及びｎ-ＭＯＳ７０の各ドレインは、圧電素子３０の一方の電極３０Ａに接続されている。圧電素子３０の他方の電極３０Ｂは接地されている。
【００５６】
上述した通り、セレクタ４２では、印刷データに基づいて１種類の波形信号が選択され、一対の信号Ｖ１、Ｖ２が出力される。図６はデコーダの真理値表である。デコーダ４４では、図６に示すように、信号Ｖ１、Ｖ２が入力されると、信号の電圧レベル「Ｈ（ハイレベル）、Ｌ（ローレベル）」を「１，０」に置き換えて表した真理値表に基づいて信号Ｖ１、Ｖ２をデコードし、デコードされた信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を出力する。即ち、電圧レベルがＧＮＤ、ＨＶ１、ＨＶ２の３値に変化する波形信号が生成される。信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が、同時にＨレベル（＝１）となることはない。
【００５７】
ｐ-ＭＯＳ６６のゲートは、レベルシフタ４６１を介してデコーダ４４に接続されている。ｐ-ＭＯＳ６６のゲートには、信号Ｄ１がレベルシフタ４６１で昇圧され、論理反転されて入力される。ｐ-ＭＯＳ６８のゲートは、レベルシフタ４６２を介してデコーダ４４に接続されている。ｐ-ＭＯＳ６８のゲートには、信号Ｄ２がレベルシフタ４６２で昇圧され、論理反転されて入力される。ｎ-ＭＯＳ７０のゲートは、レベルシフタ４６３を介してデコーダ４４に接続されている。ｎ-ＭＯＳ７０のゲートには、信号Ｄ３がレベルシフタ４６３で昇圧されて入力される。
【００５８】
Ｈレベル（＝１）の信号Ｄ１は、レベルシフタ４６１で論理反転されてＬレベル（＝０）となる。ｐ-ＭＯＳ６６のゲートにＬレベル（＝０）の信号が入力されると、ｐ-ＭＯＳ６６がオン状態となり、ドライバ回路４８の出力電圧レベルはＨＶ２[Ｖ]となる。これにより圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ２[Ｖ]の駆動電圧が印加される。
【００５９】
同様に、Ｈレベル（＝１）の信号Ｄ２は、レベルシフタ４６２で論理反転されてＬレベル（＝０）となる。ｐ-ＭＯＳ６８のゲートにＬレベル（＝０）の信号が入力されると、ｐ-ＭＯＳ６８がオン状態となり、ドライバ回路４８の出力電圧レベルはＨＶ１[Ｖ]となる。これにより圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の駆動電圧が印加される。
【００６０】
また、ｎ-ＭＯＳ７０のゲートにＨレベル（＝１）の信号Ｄ３が入力されると、ｎ-ＭＯＳ７０がオン状態となり、ドライバ回路４８の出力電圧レベルはＧＮＤ（＝０[Ｖ]）となる。即ち、圧電素子３０の電極３０Ａは接地される。信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が、同時にＬレベル（＝０）の場合は、ドライバ回路４８の出力電圧レベルはオープンとなる。即ち、圧電素子３０の電極３０Ａに駆動電圧が印加されていない状態である。
【００６１】
上述した通り、ｐ-ＭＯＳ６６、ｐ-ＭＯＳ６８、及びｎ-ＭＯＳ７０の各々は、信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に応じて電源又はＧＮＤとの接続を切り替えるスイッチ素子として機能している。なお、ｐ-ＭＯＳ６６、ｐ-ＭＯＳ６８、ｎ-ＭＯＳ７０、及びレベルシフタ４６１〜４６３の各々は、定圧電源（図示せず）から所定レベル（ＶＤＤ[Ｖ]）の電圧が供給されて駆動されている。
【００６２】
（充放電波形データ生成回路）
図７は充放電波形データ生成回路５４の構成を示すブロック図である。充放電波形データ生成回路５４は、Ｈレベルの信号を出力する期間（オン時間Ｔ１）をカウントする第１カウンタ７２と、Ｌレベルの信号を出力する期間（オフ時間Ｔ２）をカウントする第２カウンタ７４とを備えている。第１カウンタ７２と第２カウンタ７４とは交互にアクティブな状態となる。一方のカウンタがアクティブな状態にある間、他方のカウンタは機能停止状態となる。
【００６３】
充放電波形データ生成回路５４からは、第１カウンタ７２がアクティブな状態でＨレベルの信号が出力されると共に、第１カウンタ７２が機能を停止した状態でＬレベルの信号が出力される。これにより、電圧レベルが２値（Ｈレベル、Ｌレベル）に変化する波形信号が生成されて、充放電波形データ生成回路５４から充電波形信号又は放電波形信号が出力される。
【００６４】
以下では、電源からＨＶ１[Ｖ]レベルの電圧を供給して、圧電素子３０をＨＶ１[Ｖ]レベルの基準電位まで充電する場合について説明する。
【００６５】
真理値表（図６）から分かるように、信号Ｖ１がＬレベル（＝０）で信号Ｖ２がＨレベル（＝１）の場合に、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加される。また、信号Ｖ１がＨレベル（＝１）で信号Ｖ２がＬレベル（＝０）の場合に、圧電素子３０の電極３０Ａが接地される。従って、充電波形信号としては、電圧レベルがＬレベルの信号Ｖ１と、電圧レベルが２値に変化する信号Ｖ２とを生成する。また、放電波形信号としては、電圧レベルが２値に変化する信号Ｖ１と、電圧レベルがＬレベルの信号Ｖ２とを生成する。
【００６６】
図８は充放電波形データ生成回路の動作を示すタイミングチャートである。
印刷データの出力サイクル（印字サイクル）を表すサイクルクロック信号がＨレベルになる等、所定のタイミングで、第１カウンタ７２にオン時間Ｔ１用の初期値データが入力され、第２カウンタ７４にオフ時間Ｔ２用の初期値データが入力されると、まず、第１カウンタ７２がアクティブな状態となる。
【００６７】
第１カウンタ７２は、入力された初期値からカウントを開始する。第１カウンタ７２は、クロック信号（ＣＬＫ）に同期してカウントを行い、第１カウンタ７２がアクティブな状態の間は、Ｈレベルの信号が出力される（ＣＯＵＴ）。予め設定した設定値までカウントし終わると、第１カウンタ７２のキャリーアウト信号（ＣＯ１）をＨレベルにして、第１カウンタ７２の機能を停止する。同時に、キャリーアウト信号（ＣＯ１）を第２カウンタ７４に入力して、第２カウンタ７４をアクティブな状態にする。
【００６８】
第２カウンタ７４は、入力された初期値からカウントを開始する。第２カウンタ７４は、クロック信号（ＣＬＫ）に同期してカウントを行い、第１カウンタ７２が停止状態の間は、Ｌレベルの信号が出力される（ＣＯＵＴ）。予め設定した設定値までカウントし終わると、第２カウンタ７４のキャリーアウト信号（ＣＯ２）をＨレベルにして、第２カウンタ７４の機能を停止する。同時に、キャリーアウト信号（ＣＯ２）を第１カウンタ７２に入力して、第１カウンタ７２を再度アクティブな状態とする。第１カウンタ７２がアクティブな状態になると、第１カウンタ７２はカウント値を初期値にリセットし、初期値からカウントを開始する。
【００６９】
サイクルクロック信号がＬレベルになるまで等、所定の期間にわたって第１カウンタ７２と第２カウンタ７４とを交互にアクティブな状態とすることで、オン時間Ｔ１のＨレベル信号の出力とオフ時間Ｔ２のＬレベル信号の出力とが繰り返され、電圧レベルが２値（Ｈレベル、Ｌレベル）に変化する波形信号が生成される。
【００７０】
充放電波形データ生成回路５４に入力される初期値データは、例えば１６ビットデータとすることができる。この初期値データでは、前半の８ビットでオン時間Ｔ１を定義すると共に、後半の８ビットでオフ時間Ｔ２を定義している。初期値データが「１０００００００００００００１０」の場合には、オン時間Ｔ１は１２８クロック分に相当し、オフ時間Ｔ２は２クロック分に相当する。クロックサイクルが１０ＭＨｚの場合には、０〜２５．５μｓの範囲でオン時間Ｔ１及びオフ時間Ｔ２を設定することができる。
【００７１】
上述した通り、充電波形信号の信号Ｖ２がＨレベルの場合（オン時間Ｔ１の期間）に、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加されると共に、充電波形信号の信号Ｖ２がＬレベルの場合（オフ時間Ｔ２の期間）はオープンとされる。このようにスイッチ素子であるｐ-ＭＯＳ６８のオンオフを繰り返して圧電素子３０の電極３０Ａに間欠的に電圧を印加することで、圧電素子３０を段階的に充電することができ、圧電素子３０の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。
【００７２】
また、放電波形信号の信号Ｖ１がＨレベルの場合（オン時間Ｔ１の期間）に、圧電素子３０の電極３０Ａが接地されると共に、放電波形信号の信号Ｖ１がＬレベルの場合（オフ時間Ｔ２の期間）はオープンとされる。このようにスイッチ素子であるｎ-ＭＯＳ７０のオンオフを繰り返して圧電素子３０の電極３０Ａを間欠的に接地することで、圧電素子３０の静電容量を段階的に放電することができ、圧電素子３０の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。
【００７３】
オン時間Ｔ１は、対応するイジェクタ３２の誤吐出を引き起こさないように、圧電素子３０の電極３０Ａに電圧を印加した時に発生する電極間電位の変化量が少なくともＨＶ１[Ｖ]より小さくなるように設定する。圧電素子３０の静電容量をＣ、ｐ-ＭＯＳ６８の抵抗をＲとすると、圧電素子３０の電極間電位がＨＶ１[Ｖ]と等しくなるのに要する時間は、時定数τ（＝ＲＣ秒）に応じて変化する。時定数τが小さい場合には、電極間電位の立ち上がりが早くなるので、オン時間Ｔ１を短くすることが好ましい。例えば、時定数τ＝１μｓに対して、オン時間Ｔ１を０．２〜０．５μｓの範囲とすることが好ましい。
【００７４】
オフ時間Ｔ２は、メニスカス振動の固有周期ＴＣの整数倍とならないように設定する。オフ時間Ｔ２は、理論上は０．５ＴＣ又はその奇数倍、即ち、０．５ＴＣ、１．５ＴＣ、２．５ＴＣ、３．５ＴＣ、、、とすることが好ましいが、現実的には全体の波形長を考慮すると、０．５ＴＣ又は１．５ＴＣ程度でよい。ノズルでのメニスカスは、駆動電圧の印加による音響振動に応じて所定周期で振動する。オフ時間Ｔ２がこのメニスカス振動の固有周期ＴＣの整数倍である場合には、メニスカスに異常な振動が発生して、誤吐出を引き起こす。メニスカス振動の固有周期ＴＣは１２μｓ程度なので、オフ時間Ｔ２は６μｓ又は１８μｓとすることが好ましい。
【００７５】
イジェクタ３２の誤吐出を生じる電極間電位の変化量は、充放電時の環境温度やインク色などの種々の要因によって変化するので、オン時間Ｔ１及びオフ時間Ｔ２を定義するための初期値データを吐出条件に応じて設定してもよい。例えば、コントローラ１２のメモリ（図示せず）に、初期値データを環境温度やインク色などの吐出条件に関連付けてテーブルで記憶しておいて、充放電時の吐出条件に応じて初期値データを選択することができる。
【００７６】
（充放電動作）
図９は初期動作で充電を行う場合の圧電素子３０の電極間電位の変化の様子を示すタイミングチャートである。充電波形信号は、電圧レベルがＬレベル（＝０）の信号Ｖ１と、電圧レベルが２値に変化する信号Ｖ２とで構成されている。信号Ｖ２がＨレベル（＝１）となるオン時間Ｔ１は０．２μｓであり、信号Ｖ２がＬレベル（＝０）となるオフ時間Ｔ２は６μｓである。このような充電波形信号は、クロックサイクルを１０ＭＨｚとして、上述した充放電波形データ生成回路５４に入力される１６ビットの初期値データを「００００００１０００１１１１００」とすることで生成される。
【００７７】
時刻ｔ０のサイクルクロック信号の立ち上がりと同時に、充電波形信号の信号Ｖ２がＨレベル（＝１）となり、ｐ-ＭＯＳ６８がオン状態となって、グランドレベルにある圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加される。時刻ｔ０から０．２μｓ経過後の時刻ｔ１に、充電波形信号の信号Ｖ２がＬレベル（＝０）となり、ｐ-ＭＯＳ６８がオフ状態となって圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に電圧が印加されたことで、圧電素子３０の電極間電位はＧＮＤからＨＶ１[Ｖ]の約１／４まで上昇する。
【００７８】
時刻ｔ１から６μｓ経過後の時刻ｔ２に、充電波形信号の信号Ｖ２がＨレベル（＝１）となり、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加される。時刻ｔ２から０．２μｓ経過後の時刻ｔ３に、充電波形信号の信号Ｖ２がＬレベル（＝０）となり、圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に電圧が印加されたことで、圧電素子３０の電極間電位はＨＶ１[Ｖ]の約１／２まで上昇する。
【００７９】
時刻ｔ３から６μｓ経過後の時刻ｔ４に、充電波形信号の信号Ｖ２がＨレベル（＝１）となり、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加される。時刻ｔ４から０．２μｓ経過後の時刻ｔ５に、充電波形信号の信号Ｖ２がＬレベル（＝０）となり、圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間に電圧が印加されたことで、圧電素子３０の電極間電位はＨＶ１[Ｖ]の約３／４まで上昇する。
【００８０】
時刻ｔ５から６μｓ経過後の時刻ｔ６に、充電波形信号の信号Ｖ２がＨレベル（＝１）となり、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加される。時刻ｔ６から０．２μｓ経過後の時刻ｔ７に、充電波形信号の信号Ｖ２がＬレベル（＝０）となり、圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間に電圧が印加されたことで、圧電素子３０の電極間電位はＨＶ１[Ｖ]まで上昇する。
【００８１】
同様に、時刻ｔ０から５５．６μｓ後の時刻ｔ８のサイクルクロック信号の立ち下がりまで、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が間欠的に印加される。この例では、ＨＶ１[Ｖ]の電圧を０．２μｓ間ずつ印加することで、４回の電圧印加で圧電素子３０の電極間電位をＧＮＤから基準電位であるＨＶ１[Ｖ]まで上昇させている。
【００８２】
図１０は終了動作で放電を行う場合の圧電素子３０の電極間電位の変化の様子を示すタイミングチャートである。放電波形信号は、電圧レベルが２値に変化する信号Ｖ１と、電圧レベルがＬレベル（＝０）の信号Ｖ２とで構成されている。信号Ｖ１がＨレベル（＝１）となるオン時間Ｔ１は０．２μｓであり、信号Ｖ１がＬレベル（＝０）となるオフ時間Ｔ２は６μｓである。このような放電波形信号は、クロックサイクルを１０ＭＨｚとして、上述した充放電波形データ生成回路５４に入力される１６ビットの初期値データを「００００００１０００１１１１００」とすることで生成される。
【００８３】
時刻ｔ０のサイクルクロック信号の立ち上がりと同時に、放電波形信号の信号Ｖ１がＨレベル（＝１）となり、ｎ-ＭＯＳ７０がオン状態となって、ＨＶ１[Ｖ]の電圧レベルにある圧電素子３０の電極３０Ａが接地される。時刻ｔ０から０．２μｓ経過後の時刻ｔ１に、放電波形信号の信号Ｖ１がＬレベル（＝０）となり、ｎ-ＭＯＳ７０がオフ状態となって圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に電極３０Ａが接地されたことで圧電素子３０は放電し、圧電素子３０の電極間電位はＨＶ１[Ｖ]からＨＶ１[Ｖ]の約３／４まで低下する。
【００８４】
時刻ｔ１から６μｓ経過後の時刻ｔ２に、放電波形信号の信号Ｖ１がＨレベル（＝１）となり、圧電素子３０の電極３０Ａが接地される。時刻ｔ２から０．２μｓ経過後の時刻ｔ３に、放電波形信号の信号Ｖ１がＬレベル（＝０）となり、圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に電極３０Ａが接地されたことで圧電素子３０は放電し、圧電素子３０の電極間電位はＨＶ１[Ｖ]の約１／２まで低下する。
【００８５】
時刻ｔ３から６μｓ経過後の時刻ｔ４に、放電波形信号の信号Ｖ１がＨレベル（＝１）となり、圧電素子３０の電極３０Ａが接地される。時刻ｔ４から０．２μｓ経過後の時刻ｔ５に、放電波形信号の信号Ｖ１がＬレベル（＝０）となり、圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間に電極３０Ａが接地されたことで圧電素子３０は放電し、圧電素子３０の電極間電位はＨＶ１[Ｖ]の約１／４まで低下する。
【００８６】
時刻ｔ５から６μｓ経過後の時刻ｔ６に、放電波形信号の信号Ｖ１がＨレベル（＝１）となり、圧電素子３０の電極３０Ａが接地される。時刻ｔ６から０．２μｓ経過後の時刻ｔ７に、放電波形信号の信号Ｖ１がＬレベル（＝０）となり、圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間に電極３０Ａが接地されたことで圧電素子３０は放電し、圧電素子３０の電極間電位はグランドレベルまで低下する。
【００８７】
同様に、時刻ｔ０から５５．６μｓ後の時刻ｔ８のサイクルクロック信号の立ち下がりまで、圧電素子３０の電極３０Ａを間欠的に接地する。この例では、０．２μｓ間ずつ接地することで、４回の接地で圧電素子３０の電極間電位を、基準電位であるＨＶ１[Ｖ]からＧＮＤまで低下させている。
【００８８】
図１１は自然放電により低下した圧電素子３０の電極間電位を充電する様子を示すタイミングチャートである。非噴射用の波形信号が連続して選択された場合や、駆動電圧が長時間にわたり印加されない場合には、圧電素子３０は自然放電して電極間電位が低下する。イジェクタ群３４にこのような圧電素子３０が存在する場合には、次の印字サイクルで充電動作を実施する。充電動作は初期動作で充電を行う場合と同様である。充電波形信号としては、図９に示した波形信号（信号Ｖ２のオン時間Ｔ１は０．２μｓ、オフ時間Ｔ２は６μｓ）を使用する。
【００８９】
時刻ｔ０のサイクルクロック信号の立ち上がりと同時に印字サイクルが開始され、イジェクタ群３４の各圧電素子３０に印刷データに基づいて駆動電圧が印加される。印字サイクルが複数回繰り返される間に、非噴射用の波形信号が連続して選択された圧電素子３０が存在するか否かが検出される。例えば、非噴射用の波形信号が４回以上連続して選択された圧電素子３０が存在する場合には、時刻ｔ１のサイクルクロック信号の立ち下がりにより通常の印字サイクルを終了し、充電印字サイクルに移行する。
【００９０】
時刻ｔ２のサイクルクロック信号の立ち上がりと同時に、充電波形信号の信号Ｖ２がＨレベル（＝１）となり、ｐ-ＭＯＳ６８がオン状態となって、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加される。時刻ｔ２から０．２μｓ経過後の時刻ｔ３に、充電波形信号の信号Ｖ２がＬレベル（＝０）となり、ｐ-ＭＯＳ６８がオフ状態となって圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に電圧が印加されたことで、ＨＶ１[Ｖ]の約１／２まで低下していた圧電素子３０の電極間電位は、ＨＶ１[Ｖ]の近傍まで上昇する。
【００９１】
時刻ｔ３から６μｓ経過後の時刻ｔ４に、充電波形信号の信号Ｖ２がＨレベル（＝１）となり、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が印加される。時刻ｔ４から０．２μｓ経過後の時刻ｔ５に、充電波形信号の信号Ｖ２がＬレベル（＝０）となり、圧電素子３０の電極３０Ａはオープンとなる。時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間に電圧が印加されたことで、圧電素子３０の電極間電位はＨＶ１[Ｖ]まで上昇する。
【００９２】
同様に、時刻ｔ６のサイクルクロック信号の立ち下がりまで、圧電素子３０の電極３０ＡにＨＶ１[Ｖ]の電圧が間欠的に印加される。この例では、ＨＶ１[Ｖ]の電圧を０．２μｓ間ずつ印加することで、２回の電圧印加で圧電素子３０の電極間電位を基準電位であるＨＶ１[Ｖ]まで回復させている。
【００９３】
以上説明した通り、本実施の形態では、充電時にスイッチ素子であるｐ-ＭＯＳ６８のオンオフを繰り返して圧電素子３０の電極３０Ａに間欠的に電圧を印加することで、圧電素子３０を段階的に充電することができ、圧電素子３０の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。また、放電時にスイッチ素子であるｎ-ＭＯＳ７０のオンオフを繰り返して圧電素子３０の電極３０Ａを間欠的に接地することで、圧電素子３０の静電容量を段階的に放電することができ、圧電素子３０の電極間電位の急激な変化による誤吐出を防止することができる。
【００９４】
なお、上記の実施の形態では、インク滴を吐出する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吐出する液滴はインク滴の固化促進等のために用いられる処理液の液滴であってもよい。また、その他、インクジェット方法により、液晶表示素子の配向膜形成材料の塗布、フラックスの塗布、接着剤の塗布などにも本発明を上記と同様に適用することができる。
【００９５】
また、上記の実施の形態では、駆動ＩＣに設けた充放電波形データ生成回路で充放電波形信号を生成する例について説明したが、充電波形信号及び放電波形信号を含む波形信号を、予め波形データ入力回路５０の内蔵メモリに記憶しておくこともできる。
【００９６】
上記の実施の形態では、記録用紙の搬送系を省略した図でインクジェット記録装置を説明したが、例えば、本発明は、図１２に示すように、フルカラーのインクジェット記録装置に適用することができる。同図に示されるように、インクジェット記録装置１１０は、給紙トレイ１２０、排紙トレイ１２２、及び複数のローラ１２４を含んで構成されている。
【００９７】
給紙トレイ１２０内には、記録紙が収容されており、画像形成時には給紙トレイ１２０内の記録紙がローラ１２４により１枚ずつ持ち出されて、インクジェット記録装置１１０内を所定の搬送経路Ｆに沿って搬送されながら後述するインクジェット記録ヘッド１１８により画像が記録され、排紙トレイ１２２に排紙される。
【００９８】
この記録紙の搬送経路Ｆには、矢印Ｅ方向に回転する搬送ロール１１２に張架された無端ベルト１１４及び吸着器１１６が配設されている。吸着器１１６は、搬送経路Ｆ上を搬送されてきた記録紙を無端ベルト１１４に押圧すると共に記録紙に電荷を与え、無端ベルト１１４に吸着させる。
【００９９】
また、記録紙の搬送経路Ｆには、無端ベルト１１４に吸着された記録紙に対向する位置に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出させる４つの記録ヘッド１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋが設けられている。各色の記録ヘッド１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋは、それぞれ複数の吐出ノズルを備えたヘッドユニットが上記無端ベルト１１４の幅方向全域にわたって配列され、多数の吐出ノズルにより構成されているＦＷＡ（Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ａｒｒａｙ）型のものとされている。
【０１００】
なお、以下では、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ）を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。
【０１０１】
また、同図に示されるように、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１１０は、表裏反転用の搬送経路Ｒを含んで構成されている。両面印刷時には、片面に画像を形成した後に、記録紙を搬送経路Ｒに沿って搬送することにより、画像が形成された面の裏面側が各記録ヘッド１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋに対向するように表裏反転を行なうことができる。ここで、記録ヘッド１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋは、不図示の駆動機構により無端ベルト１１４から離間移動可能に構成されている。
【０１０２】
さらに、当該記録ヘッド１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋの搬送経路Ｆの上流側及び下流側には、それぞれメンテナンス装置１２８Ａ及び１２８Ｂが設けられている。メンテナンス装置１２８Ａは、ブラック用、シアン用のメンテナンスユニット１３０Ｋ、１３０Ｃを、メンテナンス装置１２８Ｂは、マゼンタ用、イエロー用のメンテナンスユニット１３０Ｍ、１３０Ｙを、それぞれ含んで構成されている。各メンテナンス装置１２８Ａ、１２８Ｂは、不図示の駆動機構により互いに接近する方向に移動可能に構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の要部構成を示す概略図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドの概略構成を示す平面図である。
【図３】イジェクタの内部構造を示す断面図である。
【図４】駆動ＩＣの概略構成を示すブロック図である。
【図５】駆動電圧生成部におけるドライバ回路の構成を示す回路図である。
【図６】デコーダの真理値表である。
【図７】充放電波形データ生成回路の構成を示すブロック図である。
【図８】充放電波形データ生成回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】初期動作で充電を行う場合の圧電素子の電極間電位の変化の様子を示すタイミングチャートである。
【図１０】終了動作で放電を行う場合の圧電素子の電極間電位の変化の様子を示すタイミングチャートである。
【図１１】自然放電により低下した圧電素子の電極間電位を充電する様子を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０       インクジェット記録装置
１２       コントローラ
１４       インクジェット記録ヘッド
１５       ヘッドユニット
１６       駆動ＩＣ  
１８       接続線
２０       インク収容室
２２       インク供給路
２４       インク圧力室
２６       振動板
２８       ノズル
３０       圧電素子
３０Ａ     電極
３０Ｂ     電極
３２       イジェクタ
３４       イジェクタ群
４０       駆動電圧生成部
４２       セレクタ
４４       デコーダ
４６       レベルシフタ
４８       ドライバ回路
５０       波形データ入力回路
５２       波形データ保存メモリ
５４       充放電波形データ生成回路
５６       シフトレジスタ列
５８       シフトレジスタ
６０       データ転送入力部
６２       シフトレジスタ
６４       ラッチ
７２       カウンタ
７４       カウンタ
１１０     インクジェット記録装置
１１２     搬送ロール
１１４     無端ベルト
１１６     吸着器
１１８     インクジェット記録ヘッド
１２０     給紙トレイ
１２２     排紙トレイ
１２４     ローラ
１２８Ａ   メンテナンス装置
１２８Ｂ   メンテナンス装置
１２８Ａ   各メンテナンス装置
１３０Ｋ   メンテナンスユニット
１３０Ｍ   メンテナンスユニット
【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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