(57)【要約】【課題】  液体噴射ヘッドから液体を噴射していない状態で圧電振動子の電極間の電位差が生じない液体噴射ヘッド駆動回路、及び液体噴射ヘッドの圧電振動子の電極間に印加される電圧よりも低い電圧で動作可能な液体噴射ヘッド駆動回路を提供する。【解決手段】  第１のＮＰＮ形トランジスタＱ１１、及び第１のＰＮＰ形トランジスタＱ１２のベース・エミッタ間にノズル制御信号ＣＳが入力される。第１のプッシュプル増幅回路２８３の出力には、記録ヘッド６２に配設されている全ての圧電振動子７７の電極の一方側が並列に接続されている。第２のＮＰＮ形トランジスタＱ２１、及び第２のＰＮＰ形トランジスタＱ２２のベース・エミッタ間に反転ノズル制御信号／ＣＳが入力される。第２のプッシュプル増幅回路２８４の出力には、記録ヘッド６２に配設されている全ての圧電振動子７７の電極の他方側が並列に接続されている。【選択図】図５
2005169708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する開口部と、液体供給路を介して共通の液体室に連通する圧力発生室と、電極間に電位差を与えることによって前記圧力発生室を膨張及び収縮させる圧電振動子とを有するノズルを多数備えた液体噴射ヘッドを駆動するための液体噴射ヘッド駆動回路であって、
前記圧力発生室を膨張させて前記液体室の液体を前記圧力発生室に吸入させ、前記圧力発生室を収縮させて前記圧力発生室内の液体を前記開口部から噴射するためのノズル制御信号、及び該ノズル制御信号の位相を反転させた反転ノズル制御信号を出力するノズル制御信号生成手段と、
前記ノズル制御信号の振幅電圧を前記圧電振動子の駆動電圧の１／２の電圧まで増幅して前記圧電振動子の電極の一方側へ印加し、前記反転ノズル制御信号の振幅電圧を前記圧電振動子の前記駆動電圧の１／２の電圧まで増幅して前記圧電振動子の電極の他方側へ印加する圧電振動子駆動回路とを備えている、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路。
【請求項２】
請求項１において、前記ノズル制御信号生成手段は、前記ノズル制御信号及び前記反転ノズル制御信号を前記圧電振動子の駆動電圧の１／４の直流電圧でバイアスして出力する構成を有し、
前記圧電振動子駆動回路は、前記圧電振動子の駆動電圧の１／２の電圧の直流電源電圧で動作する第１のプッシュプル増幅回路、及び第２のプッシュプル増幅回路を備え、
前記第１のプッシュプル増幅回路は、第１のＮＰＮ形トランジスタと第１のＰＮＰ形トランジスタとを組み合わせたコンプリメンタリＳＥＰＰ回路であり、前記第１のＮＰＮ形トランジスタ、及び前記第１のＰＮＰ形トランジスタのベース・エミッタ間に前記ノズル制御信号が入力され、出力が前記圧電振動子の電極の一方側に接続されており、
前記第２のプッシュプル増幅回路は、第２のＮＰＮ形トランジスタと第２のＰＮＰ形トランジスタとを組み合わせたコンプリメンタリＳＥＰＰ回路であり、前記第２のＮＰＮ形トランジスタ、及び前記第２のＰＮＰ形トランジスタのベース・エミッタ間に前記反転ノズル制御信号が入力され、出力が前記圧電振動子の電極の他方側に接続されている、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路。
【請求項３】
請求項２において、前記ノズルのデジタル制御信号は、前記圧力発生室を膨張させる第１の制御信号と、前記圧力発生室を収縮させる第２の制御信号と、前記圧力発生室が膨張も収縮もしていない状態を維持する第３の制御信号とを有し、
前記ノズル制御信号生成手段は、前記第３の制御信号を基準として前記第１の制御信号を正、前記第２の制御信号を負とした交流信号を前記圧電振動子の駆動電圧の１／４の直流電圧でバイアスして前記ノズル制御信号、及び前記反転ノズル制御信号を生成する、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記液体噴射ヘッドは、前記圧電振動子駆動回路による前記圧電振動子の膨張及び収縮動作を前記圧電振動子毎にＯＮ／ＯＦＦ可能な圧電振動子制御回路を備えている、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路。
【請求項５】
前記液体噴射ヘッドと、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド駆動回路とを備えた液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する開口部と、液体供給路を介して共通の液体室に連通する圧力発生室と、電極間に電位差を与えることによって圧力発生室を膨張及び収縮させる圧電振動子とを有するノズルを多数備えた液体噴射ヘッドを駆動するための液体噴射ヘッド駆動回路、該液体噴射ヘッド駆動回路を備えた液体噴射装置に関する。  
ここで、液体噴射装置とは、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッドから記録紙等の被記録材へインクを噴射して被記録材への記録を実行するインクジェット式記録装置、複写機及びファクシミリ等の記録装置に限らず、インクに代えて特定の用途に対応する液体を前述した記録ヘッドに相当する液体噴射ヘッドから、被記録材に相当する被噴射材に噴射して、液体を被噴射材に付着させる装置を含む意味で用いる。また、液体噴射ヘッドとしては、前述した記録ヘッド以外に、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイや面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料を噴射する試料噴射ヘッド等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドから記録紙の記録面にインクを噴射してドットを形成し、記録紙の記録面にデジタル画像等を印刷するインクジェット式記録装置に代表される液体噴射装置の液体噴射ヘッドの一例としては、液体を噴射する開口部と、液体供給路を介して共通の液体室に連通する圧力発生室と、電極間に電位差を与えることによって圧力発生室を膨張及び収縮させる圧電振動子とを有するノズルが被噴射材と対面するヘッド面に多数配置されているものが公知である（例えば、特許文献１を参照）。一般的な液体噴射ヘッドに使用される圧電振動子は、電極間の電位差や電流が流れる方向を変えることによって伸縮するようになっており、液体噴射ヘッドは、その圧電振動子の伸縮によって液圧発生室が膨張及び収縮するように構成されている。このような液体噴射ヘッドを駆動するための液体噴射ヘッド駆動回路は、例えば、インクジェット式記録装置等の記録ヘッドにおいては、まず、圧力発生室を膨張及び収縮させるためのノズルのデジタル制御信号をＤＡコンバータ等でアナログの交流信号に変換する。そして、そのままの交流信号では、電圧が低いため圧電振動子を直接駆動することができないので、その交流信号の振幅電圧を４２Ｖ程度に増幅し、電極の一方側がＧＮＤに接続されている圧電振動子の他方側の電極に増幅した交流信号を入力して駆動されているのが一般的である。
【０００３】
具体的には、電源電圧ＤＣ４２Ｖでバイアス電圧をその半分のＤＣ２１Ｖとして動作する公知のプッシュプル増幅回路で、ノズルのデジタル制御信号からＤＡ変換されたアナログの交流信号を０〜４２Ｖの振幅の交流信号に増幅して圧電振動子の電極に印加する。プッシュプル増幅回路は、例えば、２つのＢ級増幅回路を組み合わせた増幅回路であり、交流入力信号の電圧がバイアス電圧を基準として正電圧となる領域では、一方側のＢ級増幅回路のみが動作し、交流入力信号の電圧がバイアス電圧を基準として負電圧となる領域では、他方側のＢ級増幅回路のみが動作し、両方のＢ級増幅回路の出力が合成されて出力される。交流信号の電圧がバイアス電圧ＤＣ２１Ｖより高い領域では、液圧発生室が膨張するように、交流信号の電圧がＤＣ２１Ｖより低い領域では、液圧発生室が収縮するように圧電振動子を液圧発生室近傍に配設する。液圧発生室が膨張することによって、インクカートリッジから液圧発生室へインクが吸入され、その状態から液圧発生室を収縮させることによって、ノズルのノズル開口から液圧発生室内のインクが噴射される。つまり、圧電振動子に交流電流を印加して液圧発生室の膨張と収縮とを繰り返すことによって、ノズルからインクを交流信号の周期で連続して噴射することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０９２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、圧電振動子の電極の一方側がＧＮＤに接続され、他方側にプッシュプル増幅回路の出力が接続されていることによって、ノズルを駆動していない状態、つまり、液体噴射ヘッドから液体を噴射していない状態の圧電振動子の電極には、常にプッシュプル増幅回路のバイアス電圧が印加された状態となってしまい、それによって、圧電振動子の耐久性が低下してしまうという課題があった。特にインクジェット式記録装置等の記録装置のように、電源ＯＮで使用しない状態が長時間に及ぶことの多い液体噴射装置においては、液体噴射ヘッドから液体を噴射していない状態で圧電振動子に電圧が印加された状態が長時間に及ぶことによって、圧電振動子にストレスが掛かり液体噴射ヘッドの寿命が短くなってしまう虞があった。また、上述した構造を有する液体噴射ヘッドの圧電振動子には、高い電圧の交流信号を印加しなければならないことから液体噴射ヘッド駆動回路に使用するデバイスを耐圧の高い特殊なデバイスで構成しなければならず、それによって、液体噴射ヘッド駆動回路のコストが大幅に上昇してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、液体噴射ヘッドから液体を噴射していない状態で圧電振動子の電極間の電位差が生じない液体噴射ヘッド駆動回路を提供することにある。  
また、本発明の課題は、液体噴射ヘッドの圧電振動子の電極間に印加される電圧よりも低い電圧で動作可能な液体噴射ヘッド駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、本発明の第１の態様は、液体を噴射する開口部と、液体供給路を介して共通の液体室に連通する圧力発生室と、電極間に電位差を与えることによって前記圧力発生室を膨張及び収縮させる圧電振動子とを有するノズルを多数備えた液体噴射ヘッドを駆動するための液体噴射ヘッド駆動回路であって、前記圧力発生室を膨張させて前記液体室の液体を前記圧力発生室に吸入させ、前記圧力発生室を収縮させて前記圧力発生室内の液体を前記開口部から噴射するためのノズル制御信号、及び該ノズル制御信号の位相を反転させた反転ノズル制御信号を出力するノズル制御信号生成手段と、前記ノズル制御信号の振幅電圧を前記圧電振動子の駆動電圧の１／２の電圧まで増幅して前記圧電振動子の電極の一方側へ印加し、前記反転ノズル制御信号の振幅電圧を前記圧電振動子の前記駆動電圧の１／２の電圧まで増幅して前記圧電振動子の電極の他方側へ印加する圧電振動子駆動回路とを備えている、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路である。
【０００８】
まず、圧力発生室を膨張させて液体室の液体を前記圧力発生室に吸入させ、圧力発生室を収縮させて圧力発生室内の液体を開口部から噴射するためのノズル制御信号に加えて、そのノズル制御信号の位相を反転させた反転ノズル制御信号がノズル制御信号生成手段によって生成される。ノズル制御信号は、圧電振動子の駆動電圧の１／２の電圧まで増幅されて圧電振動子の電極の一方側に印加され、反転ノズル制御信号は、圧電振動子の駆動電圧の１／２の電圧まで増幅されて圧電振動子の電極の他方側に印加される。圧電振動子の電極の一方側の電圧と他方側の電圧とは、常に相反する方向に圧電振動子の駆動電圧の１／２の振幅で変動することになるので、圧電振動子の電極間の電位差は、圧電振動子の駆動電圧の振幅で変動することになる。したがって、圧電振動子の電極間に圧電振動子の駆動電圧となる交流電圧を発生させることができる。また、液体噴射ヘッドを駆動していない状態においては、ノズル制御信号と反転ノズル制御信号とが同じ電位になるので、圧電振動子の電極の一方側と他方側との電位が同電位となる。
【０００９】
これにより、本発明の第１の態様に示した液体噴射ヘッド駆動回路によれば、圧電振動子の駆動電圧の１／２の電圧で動作する圧電振動子駆動回路によって、圧電振動子の電極間に圧電振動子の駆動電圧が振幅電圧となる交流電圧を発生させることができるので、液体噴射ヘッドの圧電振動子の電極間に印加される電圧の１／２の電圧で動作する液体噴射ヘッド駆動回路が可能になるという作用効果が得られる。それによって、液体噴射ヘッド駆動回路を耐圧の高い特殊なデバイスで構成する必要がなくなり、低コストに液体噴射ヘッド駆動回路を構成することができる。  
また、液体噴射ヘッドを駆動していない状態においては、圧電振動子の電極の一方側と他方側との電位を同電位にすることができるので、液体噴射ヘッドから液体を噴射していない状態で圧電振動子の電極間の電位差が生じないようにすることができるという作用効果が得られる。それによって、液体噴射ヘッドを駆動していない状態における圧電振動子へのストレスが大幅に低減され、液体噴射ヘッドの寿命を大幅に長くすることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、前述した第１の態様において、前記ノズル制御信号生成手段は、前記ノズル制御信号及び前記反転ノズル制御信号を前記圧電振動子の駆動電圧の１／４の直流電圧でバイアスして出力する構成を有し、前記圧電振動子駆動回路は、前記圧電振動子の駆動電圧の１／２の電圧の直流電源電圧で動作する第１のプッシュプル増幅回路、及び第２のプッシュプル増幅回路を備え、前記第１のプッシュプル増幅回路は、第１のＮＰＮ形トランジスタと第１のＰＮＰ形トランジスタとを組み合わせたコンプリメンタリＳＥＰＰ回路であり、前記第１のＮＰＮ形トランジスタ、及び前記第１のＰＮＰ形トランジスタのベース・エミッタ間に前記ノズル制御信号が入力され、出力が前記圧電振動子の電極の一方側に接続されており、前記第２のプッシュプル増幅回路は、第２のＮＰＮ形トランジスタと第２のＰＮＰ形トランジスタとを組み合わせたコンプリメンタリＳＥＰＰ回路であり、前記第２のＮＰＮ形トランジスタ、及び前記第２のＰＮＰ形トランジスタのベース・エミッタ間に前記反転ノズル制御信号が入力され、出力が前記圧電振動子の電極の他方側に接続されている、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路である。
【００１１】
第１のプッシュプル増幅回路及び第２のプッシュプル増幅回路は、ＮＰＮ形トランジスタとＰＮＰ形トランジスタとを組み合わせた公知のコンプリメンタリ（相補）ＳＥＰＰ回路で構成されている。ＳＥＰＰは、シングル・エンディッド・プッシュ・プルの略であり、基準点（ＧＮＤ）に対して出力が１個の回路構成となっていることを意味している。
【００１２】
ここで、圧電振動子の駆動電圧をＶｃｃとすると、第１のプッシュプル増幅回路及び第２のプッシュプル増幅回路の電源電圧は、Ｖｃｃ／２、第１のプッシュプル増幅回路及び第２のプッシュプル増幅回路のバイアス電圧は、Ｖｃｃ／４となり、圧電振動子の電極の一方側の電圧Ｖ１、及び圧電振動子の電極の他方側の電圧Ｖ２は、次式の通りとなる。  
Ｖ１＝（Ｖｃｃ／２）×ｓｉｎθ＋（Ｖｃｃ／４）…（１）
Ｖ２＝（Ｖｃｃ／２）×ｓｉｎ（−θ）＋（Ｖｃｃ／４）…（２）
圧電振動子の電極間の電位差Ｖ１−Ｖ２は、次式の通りとなる。  
Ｖ１−Ｖ２＝（Ｖｃｃ／２）×（ｓｉｎθ−ｓｉｎ（−θ））
＝（Ｖｃｃ／２）×２ｓｉｎθ
＝Ｖｃｃ×ｓｉｎθ…（３）
このように、バイアス電圧をＶｃｃ／４として２つのプッシュプル増幅回路を動作させ、一方のプッシュプル増幅回路にノズル制御信号を入力してＶｃｃ／２の電圧まで増幅されたノズル制御信号を圧電振動子の電極の一方側に印加し、他方のプッシュプル増幅回路に反転ノズル制御信号を入力してＶｃｃ／２の電圧まで増幅された反転ノズル制御信号を圧電振動子の電極の他方側に印加する。それによって、圧電振動子の電極間に電位差が圧電振動子の駆動電圧Ｖｃｃとなる交流電圧を印加することができる。
【００１３】
また、液体噴射ヘッドを駆動していない状態においては、圧電振動子の電極間の電位差Ｖ１−Ｖ２は、次式の通りとなる。  
Ｖ１＝（Ｖｃｃ／２）×ｓｉｎ０＋（Ｖｃｃ／４）
＝（Ｖｃｃ／４）…（４）
Ｖ２＝（Ｖｃｃ／２）×ｓｉｎ（−０）＋（Ｖｃｃ／４）
＝（Ｖｃｃ／４）…（５）
圧電振動子の電極間の電位差Ｖ１−Ｖ２は、次式の通りとなる。  
Ｖ１−Ｖ２＝（Ｖｃｃ／４）−（Ｖｃｃ／４）＝０…（６）
このように、液体噴射ヘッドを駆動していない状態においては、圧電振動子の電極間の電位差を０とすることができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、前述した第２の態様において、前記ノズルのデジタル制御信号は、前記圧力発生室を膨張させる第１の制御信号と、前記圧力発生室を収縮させる第２の制御信号と、前記圧力発生室が膨張も収縮もしていない状態を維持する第３の制御信号とを有し、前記ノズル制御信号生成手段は、前記第３の制御信号を基準として前記第１の制御信号を正、前記第２の制御信号を負とした交流信号を前記圧電振動子の駆動電圧の１／４の直流電圧でバイアスして前記ノズル制御信号、及び前記反転ノズル制御信号を生成する、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路である。
【００１５】
圧力発生室が膨張も収縮もしていない状態を維持する第３の制御信号をバイアス電圧とし、そのバイアス電圧を基準として、第１の制御信号と第２の制御信号とで相反する電圧変化方向へ電圧変動する交流信号を生成する。その交流信号をノズル制御信号とし、ノズル制御信号の位相を反転させた交流信号を反転ノズル制御信号とする。そして、ノズル制御信号を第１のプッシュプル増幅回路へ入力し、反転ノズル制御信号を第２のプッシュプル増幅回路へ入力する。ノズル制御信号がバイアス電圧を基準として圧電振動子の駆動電圧の１／２の振幅電圧の交流信号に増幅されて圧電振動子の電極の一方側に印加され、反転ノズル制御信号がバイアス電圧を基準として圧電振動子の駆動電圧の１／２の振幅電圧の交流信号に増幅されて圧電振動子の電極の他方側に印加される。それによって、電圧振幅が圧電振動子の駆動電圧となる交流電圧が圧電振動子の電極間に発生し、その交流電圧に応じて圧電振動子が伸縮し、圧電振動子の伸縮に応じて液圧発生室が膨張及び収縮してノズル開口から液体が噴射される。
【００１６】
本発明の第４の態様は、前述した第１の態様〜第３の態様のいずれかにおいて、前記液体噴射ヘッドは、前記圧電振動子駆動回路による前記圧電振動子の膨張及び収縮動作を前記圧電振動子毎にＯＮ／ＯＦＦ可能な圧電振動子制御回路を備えている、ことを特徴とした液体噴射ヘッド駆動回路である。このように、圧電振動子駆動回路による圧電振動子の膨張及び収縮動作を圧電振動子毎にＯＮ／ＯＦＦ可能な圧電振動子制御回路を設けることによって、任意のノズルからのみ液体を噴射することが可能になる。
【００１７】
本発明の第５の態様は、前記液体噴射ヘッドと、前述した第１の態様〜第４の態様のいずれかに記載の液体噴射ヘッド駆動回路とを備えた液体噴射装置である。
【００１８】
本発明の第５の態様に示した液体噴射装置によれば、液体を噴射する開口部と、液体供給路を介して共通の液体室に連通する圧力発生室と、電極間に電位差を与えることによって圧力発生室を膨張及び収縮させる圧電振動子とを有するノズルを多数備えた液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置において、前述した第１の態様〜第４の態様のいずれかに記載の発明による作用効果を得ることができる。
【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いて説明する。  
まず、本発明に係る「液体噴射装置」の一例としてのインクジェット式記録装置の概略構成について説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係るインクジェット式記録装置の概略の平面図であり、図２はその側面図である。  
インクジェット式記録装置５０には、「被噴射材」としての記録紙Ｐにインクを噴射して記録を行う「液体噴射ヘッド」としての記録ヘッド６２を記録紙Ｐに対して主走査方向Ｘに走査させる「主走査駆動手段」として、キャリッジガイド軸５１に軸支され、主走査方向Ｘに移動するキャリッジ６１が設けられている。キャリッジ６１には、記録ヘッド６２が搭載されており、キャリッジ６１に着脱可能の配設されたインクカートリッジ６１１内のインクが記録ヘッド６２へ供給されるようになっている。記録ヘッド６２と対向して、記録ヘッド６２のヘッド面と記録紙Ｐとのギャップを規定するプラテン５２が設けられている。また、インクジェット式記録装置５０には、記録ヘッド６２を記録紙Ｐに対して副走査方向Ｙに走査させる「副走査駆動手段」として、記録紙Ｐを副走査方向Ｙに搬送する搬送駆動ローラ５３と搬送従動ローラ５４が設けられている。搬送駆動ローラ５３は、ステッピング・モータ等の図示していない搬送駆動用モータの駆動力によって回転し、搬送駆動ローラ５３の回転により、記録紙Ｐは副走査方向Ｙに搬送される。搬送従動ローラ５４は、複数設けられており、それぞれ個々に搬送駆動ローラ５３に付勢され、記録紙Ｐが搬送駆動ローラ５３の回転により搬送される際に、記録紙Ｐに接しながら記録紙Ｐの搬送に従動して回転する。搬送駆動ローラ５３の表面には、高摩擦抵抗を有する皮膜が施されている。搬送従動ローラ５４によって、搬送駆動ローラ５３の表面に押しつけられた記録紙Ｐは、その表面の摩擦抵抗によって搬送駆動ローラ５３の表面に密着し、搬送駆動ローラ５３の回転によって副走査方向に搬送される。キャリッジ６１とプラテン５２の間に記録紙Ｐを副走査方向Ｙに所定の搬送量で搬送する動作と、記録ヘッド６２を主走査方向Ｘに一往復させる間に記録ヘッド６２から記録紙Ｐにインクを噴射する動作とを交互に繰り返すことによって記録紙Ｐに記録が行われる。
【００２１】
搬送駆動ローラ５３の副走査方向Ｙの上流側には、給紙トレイ５７が配設されている。給紙トレイ５７は、例えば普通紙やフォト紙等の記録紙Ｐを給紙可能な構成となっており、記録紙Ｐを自動給紙する給紙手段としてのＡＳＦ（オート・シート・フィーダ）が設けられている。ＡＳＦは、給紙トレイ５７に設けられた２つの給紙ローラ５７ｂ及び図示してない分離パッドを有する自動給紙機構である。この２つの給紙ローラ５７ｂの１つは、給紙トレイ５７の一方側に配置され、もう１つの給紙ローラ５７ｂは、記録紙ガイド５７ａに取り付けられており、記録紙ガイド５７ａは、記録紙Ｐの幅に合わせて幅方向に摺動可能に給紙トレイ５７に設けられている。そして、図示していない搬送駆動用モータの駆動力で回転する給紙ローラ５７ｂと、分離パッドの摩擦抵抗により、給紙トレイ５７に置かれた複数の記録紙Ｐは、複数の記録紙Ｐが一度に給紙されることなく１枚ずつ正確に自動給紙される。また、給紙ローラ５７ｂと搬送駆動ローラ５３との間には、公知の技術による紙検出器６３が配設されている。紙検出器６３は、立位姿勢への自己復帰習性が付与され、かつ記録紙搬送方向にのみ回動し得るよう記録紙Ｐの搬送経路内に突出する状態で枢支されたレバーを有し、このレバーの先端が記録紙Ｐに押されることでレバーが回動し、それによって記録紙Ｐが検出される構成を成す検出器である。紙検出器６３は、給紙ローラ５７ｂより給紙された記録紙Ｐの始端位置、及び終端位置を検出し、その検出位置に合わせて記録領域が決定され、記録が実行される。
【００２２】
一方、記録実行後の記録紙Ｐを排紙する手段として、排紙駆動ローラ５５と排紙従動ローラ５６とが設けられている。排紙駆動ローラ５５は、図示していない搬送駆動用モータの回転駆動力によって回転し、排紙駆動ローラ５５の回転によって記録紙Ｐは副走査方向Ｙに排紙される。排紙従動ローラ５６は、周囲に複数の歯を有し、各歯の先端が記録紙Ｐの記録面に点接触するように鋭角的に尖っている歯付きローラになっている。複数の排紙従動ローラ５６は、それぞれ個々に排紙駆動ローラ５５に付勢され、記録紙Ｐが排紙駆動ローラ５５の回転により排紙される際に記録紙Ｐに接して記録紙Ｐの排紙に従動して回転する。そして、給紙ローラ５７ｂ、搬送駆動ローラ５３、及び排紙駆動ローラ５５を回転駆動する図示していない搬送駆動用モータ、並びにキャリッジ６１を主走査方向に駆動する図示していないキャリッジ駆動用モータは、記録制御部１００により駆動制御される。また、記録ヘッド６２も同様に、記録制御部１００により制御されて記録紙Ｐの表面にインクを噴射する。
【００２３】
図３は、記録制御部１００の概略ブロック図である。  
記録制御部１００は、システムバスＳＢを備えており、システムバスＳＢには、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ・Ｓｐｅｃｉｆｉｃ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け集積回路）２３、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ：超小型演算処理装置）２６、Ｉ／Ｏ２７、ヘッドドライバ２８、及びＤＭＡコントローラ２９がデータ転送可能に接続されている。ＡＳＩＣ２３には、ＦＩＦＯ２４と「データ受信手段」としてのＩ／Ｆ２５とが内蔵されており、ＡＳＩＣ２３の内部においてデータ転送可能に接続されている。ＭＰＵ２６では各種処理の演算処理が行われる。ＲＯＭ２１には、ＭＰＵ２６の演算処理に必要なソフトウェア・プログラム及びデータがあらかじめ記憶されている。「記憶媒体」としてのＲＡＭ２２は、ソフトウェア・プログラムの一時的な記憶領域、ＭＰＵ２６の作業領域等として使用される。モータドライバ３１は、前述した図示していない搬送駆動用モータやキャリッジ駆動用モータ等の各種モータを駆動制御する駆動制御回路である。センサ３２は、インクジェット記録装置５０の各種状態情報を検出してＩ／Ｏ２７に出力する。Ｉ／Ｏ２７は、ＭＰＵ２６における演算処理結果に基づいて、モータドライバ３１に対して出力制御を行い、かつセンサ３２からの入力情報等を入力する。Ｉ／Ｆ２５は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置２００とインクジェット式記録装置５０との間のデータの送受信を実行する。記録実行時には、情報処理装置２００がホスト側となり、情報処理装置２００から送信される「液体噴射データ」としての記録制御データは、Ｉ／Ｆ２５が受信した後、ＲＡＭ２２へ格納される。ＲＡＭ２２へ格納された記録制御データは、ＭＰＵ２６が実行するプログラムによって、コマンド解析、及び圧縮された記録データを展開する処理等が実行され、展開された記録データがＲＡＭ２２へ格納される。ＲＡＭ２２へ展開された記録データは、ＤＭＡコントローラ２９によってＲＡＭ２２からヘッドドライバ２８へＤＭＡ転送される。ヘッドドライバ２８は、その記録データに基づいて記録ヘッド６２に対して駆動制御を行い、記録ヘッド６２のヘッド面から各色のインクが記録紙Ｐの記録面に噴射されて記録紙Ｐへの記録が実行される。
【００２４】
つづいて、記録ヘッド６２の構成について図４を参照しながら説明する。  
図４は、記録ヘッド６２の内部構造を説明するものである。ここでは、一つのインクカートリッジ６１１に対応するインク供給針８８からノズル９６に至るまでの内部構造のみを示しているが、各色のインクあるいは定着液をノズル９６から吐出させる構造はそれぞれ図４と同様である。
【００２５】
記録ヘッド６２は、ケース７２と、このケース７２内に収容される振動子ユニット７３と、ケース７２の一端側に接合される流路ユニット７４と、ケース７２の他端側に配備される供給針ユニット７６とから概略構成されている。供給針ユニット７６は、インクカートリッジ６１１が接続される部分であり、針支持部８７と、インク供給針８８と、フィルタ８９とから概略構成される。インク供給針８８は、インクカートリッジ６１１内に挿入される部分であり、インクカートリッジ６１１内に貯留されたインク等を導入する機能を有する。このインク供給針８８の先端部は、インク供給針８８の内外を連通するインク導入孔が複数穿設されている。針支持部８７は、インク供給針８８を装着するための部材であり、その表面にはインク供給針８８の根元部分を止着するための台座９１が、インクカートリッジ６１１の数だけ横並びに形成されている。この台座９１は、インク供給針８８の底面形状に合わせた円形状に作成されている。また、台座底面の略中心には、針支持部８７の板厚方向を貫通するインク排出口９２を形成している。フィルタ８９は、埃や成形時のばりなどのインク内の異物の通過を阻止する部材であり、例えば目の細かな金属網によって構成される。このフィルタ８９は、台座９１内に形成されたフィルタ保持溝に接着されている。そして、この供給針ユニット７６は、図６に示すようにケース７２の取付面上に配設される。この配設状態において、供給針ユニット７６のインク排出口９２とケース７２の突出部８６とは、シール部材９３を介して液密状態で連通する。
【００２６】
圧電振動子７７は、固定端側を固定板７８に接合することにより自由端側を固定板７８の先端面よりも外側に突出させている。各圧電振動子７７の自由端部は、圧電素子と内部電極とを交互に積層して構成されており、対向する電極間に電位差を与えることで圧電素子を長手方向に伸縮させ得る構造になっている。フレキシブルケーブル７９は、圧電振動子７７と電気的に接続されている。そして、このフレキシブルケーブル７９の表面には、圧電振動子７７の駆動等を制御するための制御用集積回路８１が配備されている。また、各圧電振動子７７を支持する固定板７８は、圧電振動子７７からの反力を受け止め得る剛性を備えた、例えばステンレス等の材質の板状部材で形成されている。ケース７２は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で成形されたブロック状部材である。ケース７２の内部には、振動子ユニット７３を収納可能な空所８２と、インク流路の一部を構成する「液体供給路」としてのインク供給路８３とが形成されている。ケース７２の先端には、共通インク室８４となる凹部８５が形成されている。空所８２は、振動子ユニット７３を収納可能な大きさのスペースであり、その先端側には、ケース７２の内壁が側方に向けて部分的に突出しており、この突出部分の上面が固定板当接面として機能する。そして、振動子ユニット７３は、先端が開口から臨む状態で空所８２内に収納される。この収納状態において、固定板７８の先端面は固定板当接面に当接した状態で接着されている。
【００２７】
凹部８５は、空所８２よりも左右外側に形成された略台形状の凹部であり、空所８２側に台形の下底が位置するように形成されている。インク供給路８３は、ケース７２の高さ方向を貫通するように形成され、先端が凹部８５に連通している。またインク供給路８３における取付面側の端部は、取付面から突設した突出部８６内に形成されている。接続基板７５は、記録ヘッド６２に供給する各種信号用の電気配線が形成されるとともに、信号ケーブルを接続可能なコネクタが配備された配線基板である。そして、この接続基板７５は、ケース７２における取付面上に配置され、そこにフレキシブルケーブル７９が接続される。流路ユニット７４は、圧力発生室形成板１０１の一方の面にノズルプレート１０２を、圧力発生室形成板１０１の他方の面に、支持板１０７と弾性体膜１０８とからなる弾性板１０３を接合した構造である。ノズルプレート１０２は、液体を噴射する「開口部」を有するノズル９６を列設した、例えばステンレス等の金属製の板状部材である。ノズル９６は、ドット形成密度に対応したピッチで配列されている。
【００２８】
弾性板１０３を、圧力発生室形成板１０１の一方の表面、すなわち、溝状窪部１０４の形成面に接合することにより、ダイヤフラム部９７が溝状窪み部１０４の開口面を封止して圧力発生室９９が区画形成される。また上記のノズルプレート１０２を圧力発生室形成板１０１の他方の面に接合することにより、ノズル９６が対応する連通口１０５と連絡する。この状態で島部９８に接合した圧電振動子７７を伸縮すると島部９８周辺の弾性体膜１０８が変形し、島部９８が溝状窪部１０４側に押されたり、溝状窪み部１０４側から離隔する方向に引かれたりする。この弾性体膜１０８の変形により、圧力発生室９９が膨張したり収縮したりして圧力発生室９９内のインクに圧力変動が付与される。さらに、弾性板１０３（すなわち、流路ユニット７４）をケース７２に接合することにより、コンプライアンス部９５が凹部８５を封止する。このコンプライアンス部９５は、共通インク室８４に貯留されたインク等の圧力変動を吸収する。すなわち、貯留されたインク等の圧力に応じて弾性体膜１０８が膨張したり収縮したりして変形する。そして、逃げ凹部１０６は、弾性体膜１０８の膨張時において、弾性体膜１０８が膨らむための空間を形成する。
【００２９】
以上のような構成の記録ヘッド６２は、インク供給針８８から共通インク室８４までの共通インク流路と、共通インク室８４から圧力発生室９９を通って各ノズル９６に至る個別インク流路とを有する。そして、インクカートリッジ６１１に貯留されたインクは、インク供給針８８から導入されて共通インク流路を通って共通インク室８４に貯留される。この共通インク室８４に貯留されたインクは個別インク流路を介してノズル９６から吐出される。例えば圧電振動子７７を収縮させると、ダイヤフラム部９７が振動子ユニット７３側に引っ張られて圧力発生室９９が膨張する。この膨張により圧力発生室９９内が負圧になるので、共通インク室８４内のインクがインク供給口９４を通って各圧力発生室９９に流入する。次に圧電振動子７７を伸長させると、ダイヤフラム部９７が圧力発生室形成板１０１側に押されて圧力発生室９９が収縮する。この収縮により、圧力発生室９９内のインク圧力が上昇し、対応するノズル９６からインク滴が吐出される。
【００３０】
つづいて、本発明に係る「液体噴射ヘッド駆動回路」について、図５を参照しながら説明する。  
図５は、本発明に係る「液体噴射ヘッド駆動回路」としてのヘッドドライバ２８の概略構成図である。
【００３１】
ヘッドドライバ２８は、ノズル制御信号生成手段２８１、及び圧電振動子駆動回路２８２を有している。ノズル制御信号生成手段２８１は、圧力発生室９９を膨張させて共通インク室８４のインクを圧力発生室９９に吸入させ、圧力発生室９９を収縮させて圧力発生室９９内のインクをノズル９６から噴射するための「ノズル制御信号」、及びノズル制御信号の位相を反転させた「反転ノズル制御信号」を出力する。ノズル制御信号生成手段２８１は、システムバスＳＢを介して受信した記録ヘッド６２を駆動するためのデジタル制御信号をアナログ交流信号に変換し、デジタル制御信号から変換したアナログ交流信号を記録ヘッド６２の駆動電圧の１／４の電圧の直流電圧でバイアスしてノズル制御信号ＣＳとして圧電振動子駆動回路２８２へ出力し、デジタル制御信号から変換したアナログ交流信号の位相を反転させた交流信号を記録ヘッド６２の駆動電圧の１／４の電圧の直流電圧でバイアスして反転ノズル制御信号／ＣＳとして圧電振動子駆動回路２８２へ出力する。当該実施の形態においては、記録ヘッド６２の駆動電圧は４２Ｖなので、ノズル制御信号ＣＳ及び反転ノズル制御信号／ＣＳのバイアス電圧は、１０．５Ｖとなる。
【００３２】
圧電振動子駆動回路２８２は、ノズル制御信号ＣＳの振幅電圧を圧電振動子７７の駆動電圧の１／２の電圧（２１Ｖ）まで増幅して圧電振動子７７の電極の一方側へ印加し、反転ノズル制御信号／ＣＳの振幅電圧を圧電振動子７７の駆動電圧の１／２の電圧（２１Ｖ）まで増幅して圧電振動子７７の電極の他方側へ印加する回路構成を有している。圧電振動子駆動回路２８２は、２１Ｖの直流電源電圧で動作する第１のプッシュプル増幅回路２８３、及び第２のプッシュプル増幅回路２８４を備えている。第１のプッシュプル増幅回路２８３は、第１のＮＰＮ形トランジスタＱ１１と第１のＰＮＰ形トランジスタＱ１２とを組み合わせたコンプリメンタリＳＥＰＰ回路であり、第１のＮＰＮ形トランジスタＱ１１、及び第１のＰＮＰ形トランジスタＱ１２のベース・エミッタ間にノズル制御信号ＣＳが入力される。第１のＮＰＮ形トランジスタＱ１１のエミッタと第１のＰＮＰ形トランジスタＱ１２のエミッタとが接続されている第１のプッシュプル増幅回路２８３の出力には、第１のＮＰＮ形トランジスタＱ１１に流れている間充電され、第１のＰＮＰ形トランジスタＱ１２に電流が流れている間放電されるコンデンサＣ１、及びコンデンサＣ１の充放電電流を制限する抵抗Ｒ１、並びに記録ヘッド６２に配設されている全ての圧電振動子７７の電極の一方側が並列に接続されている。第２のプッシュプル増幅回路２８４は、第２のＮＰＮ形トランジスタＱ２１と第２のＰＮＰ形トランジスタＱ２２とを組み合わせたコンプリメンタリＳＥＰＰ回路であり、第２のＮＰＮ形トランジスタＱ２１、及び第２のＰＮＰ形トランジスタＱ２２のベース・エミッタ間に反転ノズル制御信号／ＣＳが入力される。第２のＮＰＮ形トランジスタＱ２１のエミッタと第２のＰＮＰ形トランジスタＱ２２のエミッタとが接続されている第２のプッシュプル増幅回路２８４の出力には、第２のＮＰＮ形トランジスタＱ２１に流れている間充電され、第２のＰＮＰ形トランジスタＱ２２に電流が流れている間放電されるコンデンサＣ２、及びコンデンサＣ２の充放電電流を制限する抵抗Ｒ２、並びに記録ヘッド６２に配設されている全ての圧電振動子７７の電極の他方側が並列に接続されている。また、前述したように、記録ヘッド６２は、圧電振動子７７の駆動等を制御するための制御用集積回路８１を有しており、制御用集積回路８１は、圧電振動子駆動回路２８２による圧電振動子７７の膨張及び収縮動作を圧電振動子７７毎にＯＮ／ＯＦＦ可能な回路構成を有している。
【００３３】
図６は、第１のプッシュプル増幅回路２８３、及び第２のプッシュプル増幅回路２８４の出力電圧波形である。図７は、圧電振動子７７の電極に印加される電圧波形である。
【００３４】
ノズル制御信号ＣＳは、圧電振動子７７を収縮させて圧力発生室９９を膨張させる第１の制御信号Ｓ１と、圧電振動子７７を伸張させて圧力発生室９９を収縮させる第２の制御信号Ｓ２と、圧電振動子７７を伸縮させずに圧力発生室が膨張も収縮もしていない状態を維持する第３の制御信号Ｓ３とを有する交流信号である。そして、圧電振動子７７の駆動電圧の１／４の直流電圧（１０．５Ｖ）でバイアスされたノズル制御信号ＣＳが第１のプッシュプル増幅回路２８３で増幅されて圧電振動子７７の電極の一方側（符号Ａ）に印加され、ノズル制御信号ＣＳの位相を反転した信号が圧電振動子７７の駆動電圧の１／４の直流電圧（１０．５Ｖ）でバイアスされた反転ノズル制御信号／ＣＳが第２のプッシュプル増幅回路２８４で増幅されて圧電振動子７７の電極の他方側（符号Ｂ）に印加される。圧電振動子７７の電極の一方側（符号Ａ）の電圧をＶ１、及び圧電振動子７７の電極の他方側（符号Ｂ）の電圧をＶ２は、次式の通りとなる。  
Ｖ１＝２１Ｖ×ｓｉｎθ＋１０．５Ｖ…（７）
Ｖ２＝２１Ｖ×ｓｉｎ（−θ）＋１０．５Ｖ…（８）
圧電振動子の電極間の電位差Ｖ１−Ｖ２（Ａ−Ｂ）は、次式の通りとなる。  
Ｖ１−Ｖ２＝２１Ｖ×（ｓｉｎθ−ｓｉｎ（−θ））
＝２１Ｖ×２ｓｉｎθ
＝４２Ｖ×ｓｉｎθ…（９）
また、液体噴射ヘッドを駆動していない状態においては、圧電振動子の電極間の電位差Ｖ１−Ｖ２は、次式の通りとなる。  
Ｖ１＝２１Ｖ×ｓｉｎ０＋１０．５Ｖ
＝１０．５Ｖ…（１０）
Ｖ２＝２１Ｖ×ｓｉｎ（−０）＋１０．５Ｖ
＝１０．５Ｖ…（１１）
圧電振動子の電極間の電位差Ｖ１−Ｖ２は、次式の通りとなる。  
Ｖ１−Ｖ２＝１０．５Ｖ−１０．５Ｖ＝０…（１２）
【００３５】
このようにして、直流電圧２１Ｖで動作する圧電振動子駆動回路２８２によって、圧電振動子７７の電極間に電位差４２Ｖの交流電圧を印加することができる。つまり、圧電振動子７７の駆動電圧の半分の直流電圧で動作する圧電振動子駆動回路２８２によって、圧電振動子７７の電極間に圧電振動子７７の駆動電圧を印加することができる。それによって、圧電振動子駆動回路２８２を耐圧の高い特殊なデバイスで構成する必要がなくなり、低コストに圧電振動子駆動回路２８２を構成することができる。また、記録ヘッド６２を駆動していない状態（第３の制御信号Ｓ３で制御中）においては、圧電振動子７７の電極の一方側（符号Ａ）と他方側（符号Ｂ）との電位を同電位（１０．５Ｖ）にすることができるので、記録ヘッド６２からインクを噴射していない状態で圧電振動子７７の電極間の電位差が生じないようにすることができる。それによって、記録ヘッド６２を駆動していない状態における圧電振動子７７へのストレスが大幅に低減され、記録ヘッド６２の寿命を大幅に長くすることができる。
【００３６】
尚、圧電振動子駆動回路２８２の電源電圧は、特に２１Ｖに限定されるものではなく、記録ヘッド６２の仕様に応じて圧電振動子駆動回路２８２の電源電圧を設定すれば良いのは言うまでもない。また、当該実施例に示した第１のプッシュプル増幅回路２８３、及び第２のプッシュプル増幅回路２８４は、Ｂ級プッシュプル増幅回路となっているが、これをＡＢ級プッシュプル増幅回路としても良く、さらには、他の増幅回路であっても本発明の実施は可能であり、本発明による作用効果を得ることができる。さらに、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、液体を噴射する開口部と、液体供給路を介して共通の液体室に連通する圧力発生室と、電極間に電位差を与えることによって圧力発生室を膨張及び収縮させる圧電振動子とを有するノズルを多数備えた液体噴射ヘッドを駆動するための液体噴射ヘッド駆動回路において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るインクジェット式記録装置の概略の平面図である。
【図２】本発明に係るインクジェット式記録装置の概略の側面図である。
【図３】記録制御部の概略ブロック図である。
【図４】記録ヘッドの内部構造を説明するものである
【図５】本発明に係るヘッドドライバの概略構成図である。
【図６】２つのプッシュプル増幅回路の出力電圧波形である。
【図７】圧電振動子の電極に印加される電圧波形である。
【符号の説明】
【００３９】
２８  ヘッドドライバ、６２  記録ヘッド、７７  圧電振動子、８３  インク供給路、９６  ノズル、９９  圧力発生室、２８１  ノズル制御信号生成手段、２８２  圧電振動子駆動回路、２８３  第１のプッシュプル増幅回路、２８４  第２のプッシュプル増幅回路
【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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