(57)【要約】【課題】長時間にわたってインクの吐出が行われないノズルヘッドの圧電素子の自己放電を防ぎ、インクの吐出精度の安定化を図るノズルヘッドの駆動装置及び駆動方法等を提供することを目的とする。【解決手段】複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作動させて各ノズルから液状体を吐出させるノズルヘッドの駆動装置において、液状体を吐出させるための第１駆動波形Ｗ１及び液状体を吐出させずに圧力発生素子を微振動させるための第２駆動波形Ｗ２を発生させる駆動波形生成部と、第１駆動波形Ｗ１及び／又は第２駆動波形Ｗ２を選択して圧力発生素子に印加する駆動波形印加部とを備えるようにした。【選択図】  図４
2004345274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作動させて該各ノズルから液状体を吐出させるノズルヘッドの駆動装置において、
液状体を吐出させるための第１駆動波形及び液状体を吐出させずに前記圧力発生素子を微振動させるための第２駆動波形を発生させる駆動波形生成部と、
前記第１駆動波形及び／又は前記第２駆動波形を選択して前記圧力発生素子に印加する駆動波形印加部と、を備えることを特徴とするノズルヘッドの駆動装置。
【請求項２】
前記第２駆動波形を前記圧力発生素子の自己放電時間より短い周期で印加させることを特徴とする請求項１に記載のノズルヘッドの駆動装置。
【請求項３】
前記第２駆動波形の印加の周期を前記圧力発生素子の特性に合わせて変化させるように構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノズルヘッドの駆動装置。
【請求項４】
前記圧力発生素子がピエゾ素子であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のノズルヘッドの駆動装置。
【請求項５】
複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作動させて該各ノズルから液状体を吐出させるノズルヘッドの駆動方法において、
液状体を吐出させるための第１駆動波形及び液状体を吐出させずに前記圧力発生素子を微振動させるための第２駆動波形を発生させる工程と、
前記第１駆動波形及び／又は前記第２駆動波形を選択して前記圧力発生素子に印加する工程と、を有することを特徴とするノズルヘッドの駆動方法。
【請求項６】
複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作動させて該各ノズルから液状体を吐出させるノズルヘッドの駆動プログラムであって、
液状体を吐出させるための第１駆動波形及び液状体を吐出させずに前記圧力発生素子を微振動させるための第２駆動波形を発生させる処理と、
前記第１駆動波形及び／又は前記第２駆動波形を選択して前記圧力発生素子に印加する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするノズルヘッドの駆動プログラム。
【請求項７】
基板上の所定位置にノズルヘッドから液状体を吐出させてパターンを描く描画装置であって、
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のノズルヘッドの駆動装置を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項８】
請求項７に記載の描画装置により描画されたパターンを有することを特徴とするデバイス。
【請求項９】
請求項８に記載のデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルから液状体を吐出することができるヘッドの駆動装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式の描画装置は、副走査方向（垂直方向）に多数のノズルを備えたインクジェット式のノズルヘッドを有しており、このノズルヘッドをキャリッジ機構によって主走査方向（水平方向）に移動させ、所定の画面送りを行うことで所望の画像のパターンを得るものである。描画装置は、文字や絵画・写真の印刷ばかりでなく、カラー液晶装置やカラーエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレー装置用のカラーフィルターの製造等、産業用としても広く応用されている。
インクを吐出させるためのノズルヘッド駆動方法には、ノズル孔に付設されたピエゾ素子（圧電素子）に対して急峻に変化する駆動電圧を印加することにより、ピエゾ素子に形状変化を発生させ、それによるインク室の体積変化でノズル孔からインク滴を用紙上に吐出させ、各種の記録を行うピエゾ駆動方式がある。
ピエゾ素子は、電気的特性がキャパシタンスであることから、一度ある電位まで充電すると、理論的にはその電位を保持し、その電圧による変位量を保つことになる。しかしながら、実際には、時間の経過に伴い、ピエゾ素子へ蓄えられていた電荷は、ピエゾ素子自体の自己放電で放電されてしまう。例えば、単色の画像描画の場合、各ノズルがインク（液状体）を吐出する間隔は一定ではなく、あるノズルは連続してインクを吐出するものの、他のノズルは長い空白部分を経てインクが吐出される場合がある。また、３原色の混合割合によってカラー画像を表現する場合、各色ノズルのインク吐出間隔は一様ではなく、ある色のノズルは次の吐出までに長時間の吐出休止時間が生じることもある。
このように、ノズルからのインクの吐出が長時間の休止すると、ピエゾ素子に蓄えられていた電荷が放電され、ピエゾ素子は初期変位を保持することができなくなる。そして、次に吐出駆動電圧が印加されると、ピエゾ素子が所定以上に形状を変化させてしまうため、最適なインクの吐出ができずにインク吐出精度が乱れるばかりか、突入電流によりピエゾ素子或いはピエゾ素子駆動回路等が壊れる場合があるという問題があった。
そして、このような問題を解決するために、特開２００２−１４４５５８号公報に開示されるように、インクの吐出動作を休止している圧電素子のバイアス電位を一定に保持する電圧を圧電素子に印加する非吐出用電圧印加装置を設ける技術がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１４４５５８号公報（第４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の技術では、非吐出ノズルの圧電素子のバイアス電圧を一定に保持するために、スイッチ切り替えにより非吐出電圧波形を印加する特別な装置が必要となり、コストが上昇し、また、既存の装置に適用できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、ノズルヘッドの圧電素子のバイアス電位を一定に保ち、長時間にわたってインクの吐出が行われない圧電素子の自己放電を防ぎ、インクの吐出精度の安定化を図ることができるノズルヘッドの駆動装置及び駆動方法等を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るノズルヘッドの駆動装置及び駆動方法、描画装置、デバイス並びに電子機器では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作動させて各ノズルから液状体を吐出させるノズルヘッドの駆動装置において、液状体を吐出させるための第１駆動波形及び液状体を吐出させずに圧力発生素子を微振動させるための第２駆動波形を発生させる駆動波形生成部と、第１駆動波形及び／又は第２駆動波形を選択して圧力発生素子に印加する駆動波形印加部とを備えるようにした。この発明によれば、ノズルからのインクの吐出が長時間の休止した場合であっても、第２駆動信号を圧力発生素子に印加することにより、圧力発生素子を微振動させて、自己放電を防止することができる。
【０００７】
また、第２駆動波形を圧力発生素子の自己放電時間より短い周期で印加させるものでは、圧力発生素子が自己放電する前に第２駆動波形を印加することにより、自己放電を未然に防止することができる。
また、第２駆動波形の印加の周期を圧力発生素子の特性に合わせて変化させるように構成されるものでは、個々の圧力発生素子の特性が不均一であっても、それぞれの圧力発生素子の特性に合わせることにより、安定した吐出動作を確保することができる。
また、圧力発生素子がピエゾ素子であるものでは、微弱な信号で効果的な振動を発生させることができるので、液状体の吐出不良を防止することができる。
【０００８】
第２の発明は、複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作動させて各ノズルから液状体を吐出させるノズルヘッドの駆動方法において、液状体を吐出させるための第１駆動波形及び液状体を吐出させずに圧力発生素子を微振動させるための第２駆動波形を発生させる工程と、第１駆動波形及び／又は第２駆動波形を選択して圧力発生素子に印加する工程とを有するようにした。この発明によれば、ノズルからのインクの吐出が長時間の休止した場合であっても、第２駆動信号を圧力発生素子に印加することにより、圧力発生素子を微振動させて、自己放電を防止することができる。
【０００９】
第３の発明は、複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作動させて各ノズルから液状体を吐出させるノズルヘッドの駆動プログラムにおいて、液状体を吐出させるための第１駆動波形及び液状体を吐出させずに圧力発生素子を微振動させるための第２駆動波形を発生させる処理と、第１駆動波形及び／又は第２駆動波形を選択して圧力発生素子に印加する処理と、をコンピュータに実行させるようにした。この発明によれば、ノズルからのインクの吐出が長時間の休止した場合であっても、第２駆動信号を圧力発生素子に印加することにより、圧力発生素子を微振動させて、自己放電を防止することができる。
【００１０】
第４の発明は、基板上の所定位置にノズルヘッドから液状体を吐出させてパターンを描く描画装置において、第１の発明に係るノズルヘッドの駆動装置を備えるようにした。この発明によれば、液状体の吐出間隔が長くなったノズルにおいても、圧力発生素子の自己放電が起こらないので、正確で鮮明なパターン描画が可能となる。
【００１１】
第５の発明は、デバイスが、第４の発明に係る描画装置により描画されたパターンを有するようにした。この発明によれば、安定した吐出動作が可能な描画装置により製造されるので、高性能なデバイスを提供することができる。
【００１２】
第６の発明は、電子機器が、第５の発明に係るデバイスを備えるようにした。この発明によれば、安定した吐出動作のもとで製造されたデバイスが搭載されたので、高性能な電子機器を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェット式描画装置Ｓの実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、インクジェット式描画装置Ｓを示すの概念図である。
インクジェット式描画装置（描画装置）Ｓは、描画コントローラ（コンピュータ）１と描画エンジン２とから構成され、不図示の基板等に液状体を吐出する。描画コントローラ１は、不図示のホストコンピュータ等からの画像データ等を受信するインターフェース３（以下、Ｉ／Ｆ３と称する）と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ４と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵ等からなる制御部６と、発振回路７と、後述するノズルヘッド１０への駆動信号等を発生させる駆動信号生成部８と、これら各装置からの各種信号を描画エンジン２に送信するＩ／Ｆ９とを備えている。
なお、以下、インクジェット式描画装置Ｓから吐出される液状体をインクと称する。
【００１４】
Ｉ／Ｆ３は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つのデータまたは複数のデータからなる画像データをホストコンピュータ等から受信する。また、Ｉ／Ｆ３は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）等を出力することができる。
【００１５】
ＲＡＭ４は、受信バッファ４Ａ、中間バッファ４Ｂ、出力バッファ４Ｃ及びワークメモリ（図示せず）等として利用されるものである。受信バッファ４Ａには、Ｉ／Ｆ３が受信したホストコンピュータからの画像データが一時的に記憶される。中間バッファ４Ｂには、制御部６によって中間コードに変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファ４Ｃには、後述する色データをデコードした後のドットパターンデータが展開される。
【００１６】
ＲＯＭ５は、制御部６によって実行される各種制御ルーチンとフォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００１７】
制御部６は、受信バッファ４Ａ内の画像データを読み出して中間コードに変換し、この中間コードデータを中間バッファ４Ｂに送って記憶させる。次に、制御部６は、中間バッファ４Ｂから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ５内のフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドットパターンデータに展開する。この展開されたドットパターンデータは、必要な装飾処理が行われた後、出力バッファ４Ｃに記憶される。
また、制御部６は、後述するチェンジ信号ＣＨを生成する。チェンジ信号ＣＨの生成は、ソフトウエアに従って行われる。そして、チェンジ信号ＣＨに基づいて、後述する駆動波形Ｗの選択が制御される。
【００１８】
駆動信号生成部（駆動波形生成部）８は、後述する圧電振動子１７を駆動する複数の駆動波形Ｗ（Ｗ１，Ｗ２等）を生成する。更に、これら複数の駆動波形Ｗを合成して、後述するノズルヘッド１０の圧力発生室を変形させてインクが吐出するのに十分な電位差を有する駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動波形Ｗは、描画データに従って、ノズルヘッド１０毎の駆動プログラムに従って選択される。
【００１９】
そして、描画コントローラ１において、ノズルヘッド１０の１行分に相当するドットパターンデータが得られると、この１行分のドットパターンデータは、Ｉ／Ｆ９を介してノズルヘッド１０にシリアル伝送される。出力バッファ４Ｃから１行分のドットパターンデータが出力されると、中間バッファ４Ｂの内容が消去されて、次の中間コード変換が行われる。ここで、ドットパターンデータに展開された描画データは、翻訳後のノズル毎の色データとして例えば６ビット（あるいは他の実施の形態では５ビットまたは４ビット）で構成されている。
【００２０】
描画エンジン２は、ノズルヘッド１０と、基板送り部１１と、キャリッジ部１２とを備えている。基板送り部１１は、基板送りモータ及び基板送りローラ等からなり、基板等の画像描画媒体を順次送りだして副走査を行うものである。キャリッジ部１２は、ノズルヘッド１０を搭載するキャリッジと、そのキャリッジをタイミングベルト等を介して走行させるキャリッジモータ等からなり、ノズルヘッド１０を主走査させるものである。
【００２１】
ノズルヘッド（駆動波形印加部）１０は、副走査方向に、例えば６４個等の多数のノズル２０（２０−１〜２０−Ｎ）を有し、所定のタイミングで各ノズルからインク滴を吐出させるものである。ドットパターンデータに展開された描画データＳＩは、発振回路７からのクロック信号ＣＫに同期して、Ｉ／Ｆ９からシフトレジスタ１３にシリアル伝送される。このシリアル転送された描画データＳＩは、一旦、ラッチ回路１４によってラッチされる。ラッチされた描画データＳＩは、電圧増幅器であるロジックレベルシフタ１５によって、スイッチ回路１６を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の所定の電圧値まで昇圧される。所定の電圧値まで昇圧された描画データＳＩは、スイッチ回路１６に与えられる。スイッチ回路１６の入力側には、駆動信号生成部８からの駆動信号ＣＯＭが印加されており、スイッチ回路１６の出力側には、圧電振動子（圧力発生素子）１７が接続されている。
【００２２】
描画データＳＩは、スイッチ回路１６の作動を制御する。例えば、スイッチ回路１６に加わる描画データＳＩが「１」である期間中は、駆動信号ＣＯＭが圧電振動子１７に印加され、この駆動信号ＣＯＭに応じて圧電振動子１７は伸縮を行う。一方、スイッチ回路１６に加わる描画データＳＩが「０」の期間中は、圧電振動子１７への駆動信号ＣＯＭの供給が遮断される。
【００２３】
図２は、ノズルヘッド１０の機能を示すブロック図である。図１中のシフトレジスタ回路１３、ラッチ回路１４、ロジックレベルシフタ１５、スイッチ回路１６及び圧電振動子１７は、それぞれノズルヘッド１０の各ノズル２０−１〜２０−Ｎに対応した素子１３−１〜１３−Ｎ、１４−１〜１４−Ｎ、１５−１〜１５−Ｎ、１６−１〜１６−Ｎ、１７−１〜１７−Ｎから構成されている。描画データは、例えば（１００１００）、（００１００１）等の如く、各ノズル２０毎に最上位のビット５から最下位のビット０までの合計６ビットデータで構成されている。そして全てのノズル２０−１〜２０−Ｎについての各桁のビットデータが一画像周期内にシフトレジスタ１３−１〜１３−Ｎに入力される。
【００２４】
そして、描画データＳＩは、例えば（１００１００）、（００１００１）等の如く、ノズル２０毎に最上位のビット５から最下位のビット０までの合計６ビットデータで構成されており、全てのノズル２０−１〜２０−Ｎについての各桁のビットデータが一画像周期内にシフトレジスタ１３−１〜１３−Ｎに入力される。すなわち、全ノズル２０−１〜２０−Ｎ分の最上位のビット５のデータがシフトレジスタ１３−１〜１３−Ｎにシリアル転送された後、この全ノズル２０−１〜２０−Ｎ分のビット５のデータはラッチ素子１４−１〜１４−Ｎによってラッチされる。このラッチにより、次に、全ノズル２０−１〜２０−Ｎ分のビット４のデータがシフトレジスタ１３−１〜１３−Ｎに転送される。同様に、次いで全ノズル２０−１〜２０−Ｎ分のビット３のデータ、ビット２のデータ、ビット１のデータ、ビット０のデータが順次シリアル転送される。
【００２５】
そして、例えば、各スイッチ素子１６−１〜１６−Ｎに加わるビットデータが「１」の場合は、駆動信号ＣＯＭが圧電振動子１７−１〜１７−Ｎに直接印加され、各圧電振動子１７−１〜１７―Ｎは駆動信号ＣＯＭの信号波形に応じて変位する。一方、各スイッチ素子１６−１〜１６―Ｎに加わるビットデータが「０」の場合は、各圧電振動子１７−１〜１７−Ｎへの駆動信号が遮断され、各圧電振動子１７−１〜１７−Ｎは直前の電荷を保持する。
【００２６】
一方、ロジックレベルシフタ素子１５−１〜１５―Ｎにチェンジ信号ＣＨが入力されると、各スイッチ素子１６−１〜１６−Ｎには、ビットデータ「１」が加えられて、圧電振動子１７−１〜１７―Ｎに第２駆動波形Ｗ２が直接印加されるように設定される。
【００２７】
図３は、ノズル２０の機械的構造の一例を示す図である。基板ユニット２１は、ノズル穴２２Ａが形成されたノズルプレート２２とアイランド部２３Ａが形成された振動板２３とによって流路形成板２４を挟持することにより、構成されている。流路形成板２４には、インク室２５、インク供給口２６及び圧力発生室２７が形成されている。
また、基台２８には収容室２９が形成されており、収容室２９内には圧電振動子１７（正確には圧電振動子１７−１〜１７−Ｎのいずれか）が取り付けられている。圧電振動子１７は、その先端が振動板２３のアイランド部２３Ａに当接するように、固定基板３０を介して固定されている。ここで、圧電振動子１７には、例えば縦振動横効果のピエゾ素子が用いられ、充電されると収縮し、放電すると伸長するようになっている。圧電振動子１７への充放電はリード線３１を介して行われる。
【００２８】
なお、圧電振動子１７は、縦振動横効果のピエゾ素子に限らず、たわみ振動型のピエゾ素子でもよい。また、圧電振動子１７としては、ピエゾ素子に限らず、例えば磁歪素子等の他の素子を用いてもよい。また、ヒータ等の熱源によってインクを加熱させ、加熱により生じた気泡によって圧力を変化させる構成でもよい。要するに、外部から与えられる信号に応じて、圧力発生室２７内に圧力変動を生じさせる素子であればよい。
【００２９】
圧電振動子１７を充電すると、圧電振動子１７が収縮して圧力発生室２７が膨張し、圧力発生室２７内の圧力が低下してインク室２５から圧力発生室２７内にインクが流入する。一方、圧電振動子１７を放電させると、圧電振動子１７が伸長して圧力発生室２７が縮小し、圧力発生室２７内の圧力が上昇して圧力発生室２７内のインクがノズル穴２２Ａを介して外部に吐出される。
【００３０】
次に、本発明のインクジェット式描画装置Ｓで使用する駆動信号ＣＯＭについて説明する。駆動信号生成部８が発生させる駆動信号ＣＯＭは、例えば１４．４ｋＨｚの画像周期で生成される。図４は、駆動信号生成部８によって生成される駆動信号ＣＯＭの波形を模式的に示した図である。
図４（ａ）は、駆動信号生成部８により生成される第１駆動波形Ｗ１を示した図である。第１駆動波形Ｗ１の電圧値は中間電位Ｖｍからスタートして、所定の電圧勾配θＡで中間電位Ｖｍからｈ１だけ高い最大電位まで上昇し（Ｐ１）、この最大電位を所定時間ｔ１だけ維持する（Ｐ２）。次に、第１駆動波形Ｗ１の電圧値は、最大電位から所定の電圧勾配θＢをもって中間電位Ｖｍからｈ２だけ低い最低電位まで下降する（Ｐ３）。
最大電圧から最低電圧までの電位変化（すなわち、ｈ１＋ｈ２）に対応する電位変動を圧電振動子１７に与えると、ノズル穴２２Ａからインクが吐出する。このように第１駆動波形Ｗ１の最大電位ｈ１はノズル穴２２Ａからインクが吐出しない程度の電位に定め、第１駆動波形Ｗ１の最低電位ｈ２は（ｈ１＋ｈ２）の電位変化を生じたときにノズル穴２２Ａからインクが吐出するような電位に定める。
【００３１】
ここで、第１駆動波形Ｗ１の電圧値が最大電位から最低電位まで低下するのに要する時間は、圧電振動子１７の固有振動周期ＴＡと略同一に設定されている。なお、最低電位は、圧電振動子１７の分極反転を防止するために、グランドレベル（０Ｖ）と同じか、あるいはプラス電位であることが好ましい。
【００３２】
そして、第１駆動波形Ｗ１の電圧値は、最低電位を所定時間ｔ２だけ保持（Ｐ４）した後、再び中間電位Ｖｍまで上昇する（Ｐ５）。中間電位Ｖｍまで上昇した第１駆動波形Ｗ１は、所定の時間ｔ３だけ保持（Ｐ６）される。ここで、最大電位からの電圧下降開始から最低電位の維持終了までの時間は、インクの固有周期（ヘルムホルツ周期）と略同一に設定されている。
【００３３】
なお、新たな駆動波形Ｗを形成するために、各波形要素の連結点の電位は、互いに等しいことが好ましい。そのため、各波形要素の連結点の電位をそれぞれ等しくすることにより、各波形要素を滑らかに連結することができ、スイッチ手段を構成するトランジスタ等に突入電流が流れて破損等が生じる事態を防止することができる。そこで、第１駆動波形Ｗ１に最大電位でｔ１時間だけ保持した平坦部Ｐ２を設け、この平坦部Ｐ２で分割すれば、他の波形と接合する場合には都合が良い。同様に、第１駆動波形Ｗ１には最低電位でｔ２時間だけ保持した平坦部Ｐ４を設け、この平坦部Ｐ４で分割すれば、他の波形と接合する場合には都合が良い。また、中間電位Ｖｍ部に設けた保持時間ｔ３の平坦部（Ｐ６）で分割して、後述する第２駆動波形Ｗ２と接合すればよい。
【００３４】
図４（ｂ）は、駆動信号生成部８により生成される第２駆動波形Ｗ２の波形を示した図である。第２駆動波形Ｗ２の電圧値は、中間電位Ｖｍからスタートして所定の電圧勾配θＣで中間電位Ｖｍからｈ３だけ高い電位まで上昇し（Ｐ７）、この電位を所定時間（ｔ４）だけ維持する（Ｐ８）。次に、第２駆動波形Ｗ２の電圧値は、中間電位Ｖｍからｈ３だけ高い電位から所定の電圧勾配θＤをもって中間電位Ｖｍまで下降（Ｐ９）して、中間電位Ｖｍで維持する（Ｐ１０）。中間電位Ｖｍからｈ３だけ高い電位は、圧電振動子１７に印加してもノズル穴からインクが吐出することはない程度の電圧に定められる。すなわち、第２駆動波形Ｗ２が圧電振動子１７に印加しても、ノズル穴からインクが吐出することはないが、圧電振動子１７が自己放電することを防止することができる。
【００３５】
駆動信号ＣＯＭ中の各駆動波形Ｗのうち新たな駆動波形Ｗの形成に関与する各駆動波形Ｗは、共通の電位を維持する平坦なパルス部をそれぞれ有し、各駆動波形Ｗの平坦なパルス部をパルス幅方向で分割してなる波形要素を選択的に連結することにより、新たな駆動波形Ｗを形成するようにする。共通の電位を維持するパルス部を各パルスがそれぞれ有するように形成すれば、各パルスの平坦なパルス部をパルス幅方向で分割して得られる各波形要素の連結点（切断点）の電位は、同電位となる。また、平坦なパルス部をパルス幅方向に分割するため、タイミングの変動によるパルスの分割位置のずれを吸収して対応することができる。
【００３６】
上記のごとく形成された第１駆動波形Ｗ１と第２駆動波形Ｗ２とを複合的に結合することにより、ノズルヘッド１０を駆動する駆動信号ＣＯＭが形成される。
図４（ｃ）は、駆動信号ＣＯＭ１の波形を模式的に示した図である。図４（ｃ）に示すように、図面左から、連続した第１駆動波形Ｗ１を印加する。そして、各第１駆動波形Ｗ１の間には第２駆動波形Ｗ２が印加されている。このように、第１駆動波形Ｗ１を印加した直後に第２駆動波形Ｗ２を印加している。なお、新たな駆動信号ＣＯＭ１の中の第２駆動波形Ｗ２は、インクを吐出しない「無吐出信号」としての駆動波形Ｗであり、圧電振動子１７に微振動を与えて、自己放電を防止するものである。
【００３７】
新たな駆動信号ＣＯＭ１に第１駆動波形Ｗ１が印加されるのは、描画コントローラ１から第１駆動波形Ｗ１を導入するラッチ信号ＬＡＴが発せられるからである。同様に、新たな駆動信号ＣＯＭ１に第２駆動波形Ｗ２が印加されるのは、描画コントローラ１から第２駆動波形Ｗ２を導入するチェンジ信号ＣＨが発せられるからである。
このように、第１駆動波形Ｗ１の印加終了後に、第２駆動波形Ｗ２を印加して圧電振動子１７の自己放電を防止する。したがって、第２駆動波形Ｗ２が印加される時間ｔ４は、短時間であってよい。圧電振動子１７に中間電位Ｖｍが印加されて、初期変位が維持されればよいからである。
このように描画コントローラ１では、第１駆動波形Ｗ１と第２駆動波形Ｗ２のいずれかの駆動波形Ｗを選択して新たな駆動信号ＣＯＭ１を合成していく。第１駆動波形Ｗ１は画像イメージに対応して適宜選択変更される。
【００３８】
図５は、他の駆動信号ＣＯＭ２の波形を模式的に示した図である。駆動信号ＣＯＭ２は、図面左から先ず２回分連続して第１駆動波形Ｗ１を印加した後、３回分の無信号状態があり、再び第１駆動波形Ｗ１が印加されている。そして、第２駆動波形Ｗ２は、１回おきに印加されている。このように、第１駆動波形Ｗ１を印加した直後に第２駆動波形Ｗ２を印加している場合もあれば、第１駆動波形Ｗ１が印加されない間に第２駆動波形Ｗ２を印加する場合もある。
以上のように、第１駆動波形Ｗ１が印加されていなくても第２駆動波形Ｗ２を圧力発生素子１７の自己放電時間より短い周期で印加することにより、図５に示す破線部のような圧電振動子１７の自己放電を防止することができる。
【００３９】
図６は、本発明に係るインクジェット式描画装置Ｓの動作を示す図である。上述したように、まず、駆動信号生成部８において、駆動波形Ｗ１，Ｗ２が生成される（Ｓ１）。そして、ステップ２において、画像データＳＩが入力されると、駆動信号ＣＯＭが生成される（Ｓ３）。一方、制御部６において、ラッチ信号ＬＡＴが生成さる（Ｓ４）。
次に、ステップ５において、第１駆動波形Ｗ１を印加するか否かが判断され、印加すると判断された場合には、圧電振動子１７に第１駆動波形Ｗ１が印加される（Ｓ６）。これにより、ノズル２０から液状体が吐出される。
そして、第１駆動波形Ｗ１が印加された後、或いは印加の必要がないと判断された場合には、チェンジ信号ＣＨが出力される（Ｓ７）。
そして、ステップ８において、第２駆動波形Ｗ２を印加するか否かが判断され、印加すると判断された場合には、圧電振動子１７に第２駆動波形Ｗ２が印加される（Ｓ９）。これにより、圧電振動子１７を微振動させて、自己放電を防止する。
最後に、液状体の吐出を完了するか否かが判断され（Ｓ１０）、吐出（描画）作業を継続する場合には、ステップ２に戻る。他方の場合には、吐出作業を完了する。このようにして、一連の吐出作業が完了する。
このようにあるノズル２０からのインクの吐出が停止していても、その間に圧電振動子１７を微振動させる駆動波形が印加されるので、圧電振動子１７の自己放電が防止され、描画パターンによってインクの吐出が長時間途絶えるノズル２０においても、常に円滑なインク吐出を達成することが可能となる。
また、特別な装置を必要としないので、コストを抑えられ、既存の装置にも適用することが可能である。
なお、あるノズル２０からのインクの吐出が停止していても、その間に微振動が付与されることにより、インクの粘度が上昇してインクが吐出し難くなることが防止され、常に円滑なインク吐出を達成することも可能となる効果も得られる。
【００４０】
本発明のノズルヘッド１０の駆動装置及び駆動方法を採用した描画装置によれば、インクの吐出精度を高精度のまま維持することができ、また、乾燥性の早いインクも使用できるようになり、液晶パネルのカラーフィルターやエレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造等の各種産業用描画装置に利用することができる。
なお、上述した実施の形態において、インクは液状の材料であればよく、着色されたものに限らず、例えば透明な材料であってもよい。またその他の液状の材料として、導電性微粒子を含む液状体などがある。導電性微粒子の例としては、金、銀、銅、パラジウム、及びニッケル等のうちのいずれかを含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。
【００４１】
そして、本発明のノズルヘッド１０の駆動装置及び駆動方法によれば、インクの吐出動作時以外の所定のタイミングにおいて、圧電振動子に中間電位Ｖｍが印加されるので、圧電振動子の自己放電が防止され、安定した吐出動作を行うことができる。そして、インクに例えば沸点２５０℃以下の低沸点溶媒が用いられていても、インクの吐出動作時以外の所定のタイミングにおいて、ノズル内のインクのメニスカスが微振動させられるので、インクの粘度上昇を抑えることができ、安定した吐出動作を行うことができる。そして、低沸点溶媒を用いることにより、描画工程後の、例えば焼成工程あるいは乾燥工程における低温度化の実現、あるいは時間の短縮化の実現が可能となるため、熱に起因するデバイスの性能変化を抑えることができる。なお、ここでいう低沸点溶媒とは、例えば沸点２５０℃以下の溶媒であって、ブチルカルビトールアセテート（沸点２４６℃）、ｎ−メチル−２−ピロリドン（沸点２０４℃）、３−メトキシプロピオンサン（沸点１５０℃）等が挙げられる。
【００４２】
上述したように、本発明のノズルヘッド１０の駆動装置及び駆動方法を採用したインクジェット式描画装置Ｓにより、金属配線パターンやそれを含む回路基板、または液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のデバイスＤＳを製造できる。
また、これら各種デバイスＤＳを搭載した電子機器ＥＱを製造することができる。図７は、上記有機ＥＬ表示装置（デバイスＤＳ）を備えた電子機器ＥＱの例を示す図である。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７（ａ）において、携帯電話１０００（電子機器ＥＱ）は、有機ＥＬ表示装置（デバイスＤＳ）を用いた表示部１００１を備える。
図７（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７（ｂ）において、腕時計１１００（電子機器ＥＱ）は、上記の有機ＥＬ表示装置（デバイスＤＳ）を用いた表示部１１０１を備える。
図７（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図７（ｃ）において、情報処理装置１２００（電子機器ＥＱ）は、キーボードなどの入力部１２０２、情報処理装置本体１２０４、上記の有機ＥＬ表示装置（デバイスＤＳ）を用いた表示部１２０６を備える。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット式描画装置を示すの概念図である。
【図２】ノズルヘッドの機能を示すブロック図である。
【図３】ノズルの機械的構造の一例を示す図である。
【図４】駆動信号の波形を模式的に示した図である。
【図５】他の駆動信号の波形を模式的に示した図である。
【図６】インクジェット式描画装置の動作を示す図である。
【図７】デバイスを備えた電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ  インクジェット式描画装置（描画装置）    １  描画コントローラ（コンピュータ）    ８  駆動信号生成部（駆動波形生成部）    １０  ノズルヘッド（駆動波形印加部）    １７圧電振動子（圧力発生素子）    ２０  ノズル
Ｗ１  第１駆動波形    Ｗ２  第１駆動波形    ＤＳ  デバイス    ＥＱ  電子機器
【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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