(57)【要約】【課題】液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる、液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置を提供する。【解決手段】本発明の駆動装置１１０によれば、負荷電流検知部１１６により圧力発生素子ＰＺＴが有している負荷容量の大きさを予め検出し、この検出された負荷容量の大きさに応じて、可変充電電流制限部１１７により圧力発生素子ＰＺＴに供給される電流を制限する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルと、前記各ノズル開口に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子とを有し、前記圧力変動により前記ノズル開口からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置であって、
前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する複数の駆動部と、
前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する検出部と、
前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する設定部と、
前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する電流制限部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記複数の駆動部によって駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを前記駆動部に供給される電流値に基づいて検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記複数の駆動部に供給される電流の値を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記検出部は、
前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記設定部は、
前記複数の駆動部に供給される電流の値を制限する制限値を設定し、
前記電流制限部は、
前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流の合計値を制限する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記設定部は、
前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を制限する制限値を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記設定部は、
前記負荷容量の大きさに比例して、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記設定部は、
前記検出部が前記負荷容量の大きさを検出する際に、前記複数の駆動部に供給される電流を、前記電流制限部が制限するような所定の値に設定し、
前記検出部は、
前記電流により前記圧力発生素子が充電され、前記圧力発生素子に充電された電圧において、所定の期間に変化した電圧の値に基づいて、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項９】
請求項１に記載の駆動装置によって駆動される
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体噴射ヘッド
を備えることを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項１１】
複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルと、前記各ノズル開口に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子とを有し、前記圧力変動によりノズル開口からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドを駆動する駆動方法であって、
複数の駆動部が、前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する過程と、
前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する過程と、
前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する過程と、
前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する過程と、
を含むことを特徴とする駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノズル孔より液体を吐出して被記録媒体に画像や文字を記録する液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、及び駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクタンクからインク（液体）が供給される液体噴射ヘッドはヘッドチップを有している。そして、このヘッドチップのノズル孔からインクを被記録媒体に吐出することで記録が行われるようになっている。
図８は、液体噴射ヘッドに内蔵される液体噴射ヘッドチップの駆動部の構成例を示すブロック図である。
この図に示す例では、液体噴射ヘッドチップ７３は、５１２本のノズルＮＺ１〜ＮＺ５１２（「ノズルＮＺ」で総称される）を有して構成される。この液体噴射ヘッドチップ７３内の各ノズルＮＺに対応する圧力発生素子ＰＺＴは、制御回路基板８０に搭載された駆動部１００により駆動される。この駆動部１００は、液体噴射ヘッドチップ７３の駆動装置となる４個のドライバＩＣ１０１〜１０４を有しており、各ドライバＩＣ（ＩＣ１〜ＩＣ４）１０１〜１０４のそれぞれが、１２８本のノズルＮＺのそれぞれに対応する圧力発生素子ＰＺＴを駆動するように構成されている。また、各ドライバＩＣ（ＩＣ１〜ＩＣ４）１０１〜１０４は、コネクタ１００Ａを介して、印字用の画像データや印字動作を行う際に用いられる各種のクロック信号（シフトＣＬＫ，ピクセルＣＬＫなど）を入力する。
【０００３】
また、図９は、圧力発生素子ＰＺＴの駆動装置の構成例を示す図であり、例えば、図８に示すドライバＩＣの構成例を示すブロック図である。この図９に示すように、駆動装置（ドライバＩＣ）１０１は、セレクタ１１１、設定値記憶素子１１２、波形生成回路１１３、シフトレジスタ１２１、ラッチ回路（ラッチ）１２２、波形選択回路（波形選択）１２３、及びレベル変換回路（レベル変換）１２４を有して構成される。なお、各構成部分の詳細については、後述する実施形態の項において説明する。
【０００４】
この図９に示す駆動装置１０１では、レベル変換回路１２４から出力される駆動信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎにより、液体噴射ヘッドチップ７３（図８参照）内のｎ個の各ノズルＮＺに対応するそれぞれの圧力発生素子ＰＺＴを駆動する。
【０００５】
ところで、この圧力発生素子ＰＺＴは、駆動信号ＯＵＴ１〜ｎに対する応答速度が非常に速い。このため、図１０（Ａ）に示すように波高値Ｖｐの矩形波で圧力発生素子ＰＺＴを駆動するとノズル内部において急激な圧力変化が発生する。このため、メニスカス動作を高精度に制御することができず、サテライトやミストが発生する可能性があり、また、圧力発生素子ＰＺＴの側壁が急激な変形を起こすため、キャビテーションが発生する可能性がある。
そこで、前述の図９に示すように、レベル変換回路１２４と駆動電源Ｖｄ（例えば、ＤＣ３０Ｖ電源）との間に固定抵抗器Ｒを挿入する。この場合、圧力発生素子ＰＺＴは容量性の負荷（コンデンサ負荷）であり、固定抵抗器Ｒと圧力発生素子ＰＺＴの静電容量との間で一次遅れ回路が構成される。
【０００６】
したがって、この固定抵抗器Ｒと圧力発生素子ＰＺＴの静電容量とで構成される一次遅れ回路により、図１０（Ｂ）に示すように、圧力発生素子ＰＺＴの駆動電圧は曲線を描きながら緩やかに電圧Ｖｐまで立ち上る。したがって、圧力発生素子ＰＺＴの駆動電圧波形は急激に上昇することなく、時刻ｔ１からｔ２にかけて緩やかに立ち上る。このため、圧力発生素子ＰＺＴの変位も緩やかになり、ノズルＮＺの内部で急激な圧力変化が生じることがなく、キャビテーションやミストの発生を抑制できる。
【０００７】
なお、特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、キャビテーションが発生しないインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
この特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、圧電プレートにインク室となるチャンバが併設され、そのチャンバの側壁へ電圧を印加し圧電プレートの逆圧電現象を利用してインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、ヘッドチップを駆動する駆動回路と電源から駆動回路へ至るまでの配線上に所定の電気抵抗を入れ、チャンバ側壁が急激な変形を抑制しキャビテーションの発生を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２０７３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、個々のノズルＮＺに対応する圧力発生素子ＰＺＴは、駆動回路から見れば容量性の負荷（コンデンサ負荷）となる。そこで、圧力発生素子ＰＺＴを駆動する駆動電流を固定抵抗器Ｒにより制限している。
しかしながら、固定抵抗器Ｒは複数のノズルを駆動する際に共通インピーダンスとなる。このため、複数のノズルＮＺから同時にインク滴を吐出する際に、各ノズルＮＺを駆動する駆動電流が共通インピーダンスとなる固定抵抗器Ｒによって制限される。このため、例えば、駆動するノズルが１個の場合と、駆動するノズルが複数の場合とでは、固定抵抗器Ｒの抵抗値と圧電アクチュエータの静電容量とで決まる時定数が大幅に変化し、図１０（Ｂ）に示す立ち上がり波形（波形の立ち上がり時間）が大きく変化する。このように、この固定抵抗器Ｒが共通インピーダンスとなることにより、複数のノズルを駆動する際に、駆動するノズルの数に応じて、それぞれのノズルＮＺに供給される駆動電流が変化し、駆動信号の立ち上がり波形に大きな差が生じてしまう。このため、駆動するノズル数に応じて、画像の印字状態が変化することになる。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる、液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、及び駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の駆動装置は、複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルと、前記各ノズル開口に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子とを有し、前記圧力変動により前記ノズル開口からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置であって、前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する複数の駆動部と、前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する検出部と、前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する設定部と、前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する電流制限部と、を備えることを特徴とする。
このように、駆動対象となる圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを予め検出し、この検出された負荷容量の大きさに応じて、圧力発生素子に供給される駆動電流を制限するようにしたので、これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
【００１２】
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記検出部は、前記複数の駆動部によって駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを前記駆動部に供給される電流値に基づいて検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを、駆動部に供給される電流値を測定することにより検出することができる。このため、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを簡単な方法で容易に検出することができる。
【００１３】
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記検出部は、前記複数の駆動部に供給される電流の値を検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを、駆動部に供給される電流値を測定することにより検出することができる。このため、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを簡単な方法で容易に検出することができる。
【００１４】
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記検出部は、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、駆動対象となる圧力発生素子に流れる負荷電流の合計値を検出することで、駆動対象となる圧力発生素子の負荷容量の大きさを検出することができる。このため、駆動対象となる圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを簡単な方法で容易に検出することができる。
【００１５】
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記複数の駆動部に供給される電流の値を制限する制限値を設定し、前記電流制限部は、前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流の合計値を制限することを特徴とする。
このように構成にすることで、設定部は、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに応じて、駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定し、電流制限部は、設定部により設定された制限値に従って、駆動部に供給される電流の合計値を制限する。
これにより、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに応じて、圧力発生素子に供給する電流値を容易に制限することができる。
【００１６】
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を制限する制限値を設定することを特徴とする。
これにより、圧力発生素子の負荷容量の大きさに応じて、この圧力発生素子に供給する電流値の合計値を設定することができる。
【００１７】
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記負荷容量の大きさに比例して、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定することを特徴とする。
このように構成にすることで、設定部は、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに比例して、駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する。
これにより、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに比例して、圧力発生素子に供給する電流制限値を設定することができる。
【００１８】
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記検出部が前記負荷容量の大きさを検出する際に、前記複数の駆動部に供給される電流を、前記電流制限部が制限するような所定の値に設定し、前記検出部は、前記電流により前記圧力発生素子が充電され、前記圧力発生素子に充電された電圧において、所定の期間に変化した電圧の値に基づいて、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、負荷容量の大きさを検出する際に、圧力発生素子を所定の期間、一定の制限電流で充電し、この所定の期間に変化した圧力発生素子の充電電圧の値に基づいて、圧力発生素子の負荷容量の大きさを検出する。
これにより、圧力発生素子の負荷容量の大きさを、容易に検出することができる。
【００１９】
本発明に係わる液体噴射ヘッドは、上記に記載の駆動装置によって駆動されることを特徴とする。
これにより、液体噴射ヘッドは、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
【００２０】
本発明に係わる液体噴射記録装置は、上記に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、液体噴射記録装置は、液体噴射ヘッドにより画像の印字を行う際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
【００２１】
本発明に係わる駆動方法は、複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルと、前記各ノズル開口に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子とを有し、前記圧力変動によりノズル開口からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドを駆動する駆動方法であって、複数の駆動部が、前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する過程と、前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する過程と、前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する過程と、前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する過程と、を含むことを特徴とする。
これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出し、この検出された負荷容量の大きさに応じて、圧力発生素子に供給される電流を制限するようにしたので、これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の駆動装置を備える液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射記録装置の斜視図である。
【図２】液体噴射ヘッドの一部破断斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図４】可変充電電流制限部１１７と可変放電電流制限部１１８の構成例を示す図である。
【図５】第１実施形態におけるインク滴の吐出サイクルを示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態における駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態におけるインク滴の吐出サイクルを示すタイムチャートである。
【図８】液体噴射ヘッドチップの駆動部の構成例を示すブロック図である。
【図９】圧力発生素子ＰＺＴの駆動装置の構成例を示す図である。
【図１０】圧力発生素子ＰＺＴの駆動信号の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
（液体噴射記録装置の構成）
図１は、本発明の駆動装置を備える液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射記録装置の例を示す図であり、液体噴射記録装置１の斜視図である。
液体噴射記録装置１は、紙等の被記録媒体Ｓを搬送する一対の搬送機構２，３と、被記録媒体Ｓにインク滴を噴射する液体噴射ヘッド４と、液体噴射ヘッド４にインクを供給する液体供給手段５と、液体噴射ヘッド４を被記録媒体Ｓの搬送方向（主走査方向）と略直交する方向（副走査方向）に走査させる走査手段６とを備えている。
以下、副走査方向をＸ方向、主走査方向をＹ方向、そしてＸ方向及びＹ方向にともに直交する方向をＺ方向として説明する。
【００２５】
一対の搬送機構２、３は、それぞれ副走査方向に延びて設けられたグリッドローラ２０，３０と、グリッドローラ２０，３０のそれぞれに平行に延びるピンチローラ２１，３１と、詳細は図示しないがグリッドローラ２０，３０を軸回りに回転動作させるモータ等の駆動機構とを備えている。
【００２６】
液体供給手段５は、インクが収容された液体収容体５０と、液体収容体５０と液体噴射ヘッド４とを接続する液体供給管５１とを備えている。液体収容体５０は、複数設けられており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類のインクが収容されたインクタンク５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｂが並べて設けられている。インクタンク５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢのそれぞれにはポンプモータＭが設けられており、インクを液体供給管５１を通じて液体噴射ヘッド４へ押圧移動できる。液体供給管５１は、液体噴射ヘッド４（キャリッジユニット６２）の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。
【００２７】
走査手段６は、副走査方向に延びて設けられた一対のガイドレール６０，６１と、一対のガイドレール６０，６１に沿って摺動可能なキャリッジユニット６２と、キャリッジユニット６２を副走査方向に移動させる駆動機構６３とを備えている。駆動機構６３は、一対のガイドレール６０，６１の間に配設された一対のプーリ６４，６５と、一対のプーリ６４，６５間に巻回された無端ベルト６６と、一方のプーリ６４を回転駆動させる駆動モータ６７とを備えている。
【００２８】
一対のプーリ６４，６５は、一対のガイドレール６０，６１の両端部間にそれぞれ配設されており、副走査方向に間隔をあけて配置されている。無端ベルト６６は、一対のガイドレール６０，６１間に配設されており、この無端ベルト６６に、キャリッジユニット６２が連結されている。キャリッジユニット６２の基端部６２ａには、複数の液体噴射ヘッド４が搭載されている。具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類のインクに個別に対応する液体噴射ヘッド４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂが副走査方向に並んで搭載されている。
【００２９】
（液体噴射ヘッド）
図２は、液体噴射ヘッド４の一部破断斜視図である。
同図に示すように、液体噴射ヘッド４は、被記録媒体Ｓ（図１参照）に対してインク滴を噴射する噴射部７０と、噴射部７０と電気的に接続された制御回路基板８０と、噴射部７０と液体供給管５１との間に、それぞれ接続部９３，９４を介して介在された圧力緩衝器９０とをベース４１，４２上に備えている。圧力緩衝器９０は、液体供給管５１から噴射部７０へインクの圧力変動を緩衝しながら通流させるためのものである。
【００３０】
噴射部７０は、圧力緩衝器９０に接続部７２を介して接続された流路基板７１と、電圧が印加されることにより、インクを液滴として被記録媒体Ｓへと噴射させる液体噴射ヘッドチップ７３と、液体噴射ヘッドチップ７３と制御回路基板８０とに電気的に接続され液体噴射ヘッドチップ７３に駆動信号を伝送するためのフレキシブル配線７４とを備えている。制御回路基板８０は、液体噴射記録装置１の本体制御部（不図示）からのピクセルデータ等の信号に基づいて液体噴射ヘッドチップ７３の駆動パルスを生成する駆動部１００を備えている。
【００３１】
液体噴射ヘッドチップ７３は、図２のＺ方向に長手方向を有する略長方形状の圧電アクチュエータと、同Ｙ方向に複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルとを備えている。圧電アクチュエータは、圧力発生素子として、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなるものである。また、圧電アクチュエータは、各ノズル開口に連通する圧力発生室と、板状に延びる駆動電極部を有している。
この駆動電極部が、フレキシブル配線７４を介して制御回路基板８０に電気的に接続されることにより、制御回路基板８０から液体噴射ヘッドチップ７３に駆動信号が入力される。駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させ、この圧力変動によりノズル開口からインク滴を吐出させる。
【００３２】
また、圧電アクチュエータの前端面（図２におけるＺ方向下側の端面）には、ポリイミドなどからなるノズルプレートが設けられている。ノズルプレートの一方の主面は、圧電アクチュエータへの接合面とされ、他方の主面には、インクの付着等を防止するための撥水性や親水性を有する撥水膜が塗布されている。
また、ノズルプレートには、前述したように、その長手方向に所定の間隔（圧力発生室のピッチと同等の間隔）をあけて複数のノズル孔（ノズル開口）が形成されている。ノズル孔は、ポリイミドフィルムなどのノズルプレートに、例えば、エキシマレーザ装置を用いて形成される。これらノズル孔は、それぞれ圧力発生室に一致して配置されている。
【００３３】
このような構成のもと、圧力緩衝器９０（図２参照）内の貯留室から、接続部７２，９４を介して所定量のインクが流路基板７１に供給される。また、流路基板７１は、液体噴射ヘッドチップ７３の圧力発生室と連通しており、接続部７２，９４から圧力発生室へとインクを行き渡らせることができる構造になっている。すなわち、圧力発生室はインクが充填されるインク室として機能する一方、流路基板７１は、各圧力発生室をそれぞれ連通させる共通インク室として機能する。
【００３４】
（第１実施形態の駆動装置の構成）
図３は、本発明の第１実施形態における駆動装置の構成を示すブロック図である。この図３に示す駆動装置は、図１に示す液体噴射記録装置１が備える液体噴射ヘッド４に内蔵される装置である。より具体的には、図２に示す液体噴射ヘッド４の制御回路基板８０上にドライバＩＣとして搭載される駆動装置である。この駆動装置１１０により、上述した液体噴射ヘッドチップ７３内の圧電アクチュエータが駆動される。
【００３５】
なお、圧電アクチュエータは、本実施形態では、各ノズルに対応してインク滴の吐出を行うように駆動される圧電アクチュエータの各構成要素（各ノズルＮＺに対応する駆動電極部と駆動電極部に対応する駆動部）の部分を、一体構成の圧電アクチュエータと区別するために、圧力発生素子ＰＺＴと呼ぶ。そして、「ノズルを駆動する」と言う場合は、より正確には、当該ノズルに対応する圧力発生素子ＰＺＴを駆動することを意味する。
【００３６】
この図３に示す駆動装置１１０は、後述するバイナリーモードで画像印字を行う駆動装置であり、この駆動装置１１０は、セレクタ１１１、設定値記憶素子１１２、波形生成回路１１３、電流制限値設定部（電源側）１１４、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５、負荷電流検知部１１６、可変充電電流制限部１１７、可変放電電流制限部１１８、シフトレジスタ１２１、ラッチ回路（ラッチ）１２２、波形選択回路（波形選択）１２３、及びレベル変換回路（レベル変換）１２４を有して構成される。
【００３７】
セレクタ１１１には、画像データ（或いは設定データ）と、画像データの取込信号であるデータＩＮと、シフトレジスタ１２１におけるデータシフト（データ転送）を行うためのクロック信号であるシフトＣＬＫが入力される。このセレクタ１１１は、画像データをデータＩＮ信号に同期して取り込み、この取り込んだ画像データ基に、２ビットの信号Ｄ２ｂを生成して出力する。
【００３８】
例えば、この２ビットの信号Ｄ２ｂは、ビット値が“００”の場合にノズルＮＺからインク滴の吐出を行わないことを示し、“０１”の場合にノズルＮＺから１滴のインク滴の吐出を行うことを示し、“１０”の場合にノズルから２滴のインク滴の吐出を行うことを示し、“１１”の場合にノズルから３滴のインク滴の吐出を行うことを示している。また、２ビットデータＤ２ｂが“１０”の場合は、ノズルから２滴のインク滴が連続して吐出され、“１１”の場合は、ノズルから３滴のインク滴が連続して吐出されるが、これらの複数のインク滴は表面張力により１滴のインクに纏まって紙面上に吐出されるものである。
【００３９】
この２ビットの信号Ｄ２ｂとして、“００”と“０１”とのみを使用する場合は、ノズルＮＺからのインク滴の吐出を行うか、またはノズルＮＺからインク滴の吐出を行わないか、のいずれかを選択して画像印字を行うバイナリーモードと呼ばれる。一方、この２ビット信号Ｄ２ｂとして、“００”、“０１”、“１０”、及び“１１”を使用し、吐出するインク滴の量を選択して画像印字を行う場合は、グレースケールモードと呼ばれる。
【００４０】
本第１実施形態の駆動装置１１０は、バイナリーモードで印字を行う駆動装置１１０の例である。
【００４１】
このセレクタ１１１から出力される２ビット信号Ｄ２ｂは、シフトレジスタ１２１と、設定値記憶素子１１２とに向けて出力される。また、セレクタ１１１は、シフトＣＬＫを、シフトレジスタ１２１と設定値記憶素子１１２に向けて出力する。
【００４２】
シフトレジスタ１２１は、セレクタ１１１から入力される２ビット信号Ｄ２ｂが示す２ビットデータを、シフトＣＬＫに同期した周期で順次にシフト（転送）しながら保持する。そして、シフトレジスタ１２１に印字するデータ（液体噴射ヘッドチップ７３で印字するｎ個のデータ）の全てが入力されると、ピクセルＣＬＫによりこのシフトレジスタ１２１に保持されたｎ個の画像データ（より正確には２ビット信号Ｄ２ｂの２ビットデータ）がラッチ回路１２２によりラッチされる。また、シフトレジスタ１２１は、保持する２ビットデータをシフトＣＬＫに同期した周期で順次にシフト（転送）しながら出力信号としてデータＯＵＴに出力する。
【００４３】
設定値記憶素子１１２は、セレクタ１１１から上述した２ビット信号Ｄ２ｂとシフトＣＬＫとが入力する。この設定値記憶素子１１２は、「１ノズル当たりの充電電流値（基準値）」の情報と、「１ノズル当たりの放電電流値（基準値）」の情報と、を保持している。設定値記憶素子１１２は、この「１ノズル当たりの充電電流値」の情報を、電流制限値設定部（電源側）１１４に信号Ｉｕｐとして出力するとともに、「１ノズル当たりの放電電流値（基準値）」の情報を、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５に信号Ｉｄｐとして出力する。
また、設定値記憶素子１１２は、上記２ビット信号Ｄ２ｂが示す２ビットデータの内容に応じた波形設定値（例えば、波形の高さ、及び波形の出力期間等）の信号を生成し、この波形設定値の信号を波形生成回路１１３に向けて出力する。
【００４４】
波形生成回路１１３は、設定値記憶素子１１２から入力した波形設定値の信号から、波形信号Ｗａｖｅを生成して波形選択回路１２３に出力する。
この波形生成回路１１３は、ノズルＮＺからインク滴を吐出させない非噴射時に圧力発生素子ＰＺＴに印加すべき波形信号Ｗａｖｅ０と、ノズルＮＺからインク滴を吐出させるために圧力発生素子ＰＺＴに印加すべき波形信号Ｗａｖｅ１と、を生成する。
この波形生成回路１１３が生成する波形信号Ｗａｖｅ０は、例えば、インクの固着を阻止するために圧力発生素子ＰＺＴに印加される波形信号である。
【００４５】
また、波形生成回路１１３は、ノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）の負荷電流を検出するために使用される負荷検知用波形ＷａｖｅＤも生成する。
波形生成回路１１３は、生成した波形信号Ｗａｖｅ０、Ｗａｖｅ１、及びＷａｖｅＤを波形選択回路１２３に向けて出力する。
なお、負荷検知用波形ＷａｖｅＤは、波形信号Ｗａｖｅ０、Ｗａｖｅ１に含まれるパルス（波形）と異なるタイミングに出力するように生成される。負荷検知用波形ＷａｖｅＤを波形信号Ｗａｖｅ０、Ｗａｖｅ１にそれぞれ時分割多重することにより、負荷検知用波形ＷａｖｅＤが重畳された波形信号Ｗａｖｅ０、Ｗａｖｅ１として扱うことができる。
【００４６】
波形選択回路１２３は、ラッチ回路１２２から入力した信号（２ビットデータ）を基に、各ノズルＮＺに対応して、波形生成回路１１３から出力される波形信号Ｗａｖｅ０またはＷａｖｅ１のいずれかを選択し、レベル変換回路１２４に向けて出力する。
【００４７】
レベル変換回路１２４は、画像を印字するタイミングにおいて、波形選択回路１２３から入力した各圧力発生素子ＰＺＴごとに設定された波形信号Ｗａｖｅ０またはＷａｖｅ１を、電源Ｖｄにより電圧レベルを変換し、駆動信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎとして出力する。各圧力発生素子ＰＺＴは、このレベル変換回路１２４から出力される駆動信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎにより駆動される。
【００４８】
また、電流制限値設定部（電源側）１１４は、負荷電流検知部１１６で検出されたノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）の負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔと、設定値記憶素子１１２から入力した「１ノズル当たりの充電電流値」の情報と、を基に、圧力発生素子ＰＺＴを充電する際の制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕを生成して可変充電電流制限部１１７に出力する。
また、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５は、負荷電流検知部１１６で検出されたノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）の負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔと、設定値記憶素子１１２から入力した「１ノズル当たりの放電電流値」の情報と、を基に、圧力発生素子ＰＺＴを放電する際の制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号ＩＬｄを生成して可変放電電流制限部１１８に出力する。
【００４９】
負荷電流検知部１１６は、ノズルＮＺからインク液の吐出を行う前に、ノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）の負荷電流を検出する動作を行う。この負荷電流検知部１１６における負荷電流の検出動作は、波形生成回路１１３から波形選択回路１２３に負荷検知用波形ＷａｖｅＤが出力されるタイミングに同期して行われる。この負荷電流検知部１１６により検出された負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔは、電流制限値設定部（電源側）１１４及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５に対して出力される。
【００５０】
なお、負荷電流検知部１１６により圧力発生素子ＰＺＴの負荷電流（負荷容量）を検出する際に、負荷検知用波形ＷａｖｅＤで駆動されるノズルは、後に波形信号Ｗａｖｅ１により駆動され、実際にインク滴の吐出を行う複数のノズルである。負荷電流検知部１１６は、検出した複数のノズルの負荷電流（負荷容量）を、負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔとして、電流制限値設定部（電源側）１１４及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５に向けて出力する。このように負荷電流検知部１１６は、複数のノズルをそれぞれ駆動するレベル変換回路１２４（複数の駆動部）に供給される電流の合計値を負荷電流の値として検出する。
【００５１】
電流制限値設定部（電源側）１１４は、負荷電流検知部１１６から入力した負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔと、「１ノズル当たりの充電電流値（基準値）」の情報と、を基に、波形信号Ｗａｖｅ１によりノズルＮＺを駆動してインク滴を吐出させる際に、駆動するノズル数に応じた充電電流を制限するために、制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕのレベルを設定する。
また、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５は、負荷電流検知部１１６から入力した負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔと、「１ノズル当たりの放電電流値（基準値）」の情報と、を基に、駆動するノズル数に応じた放電電流を制限するために、制限電流値設定（ＧＮＤ側）のレベルＩＬｄを設定する。
【００５２】
可変充電電流制限部１１７は、電流制限値設定部（電源側）１１４から入力した制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕに応じて、圧力発生素子ＰＺＴを充電する際の充電電流値を制限する。
この可変充電電流制限部１１７は、図４（Ａ）に示すような電源Ｖｄとレベル変換回路１２４とに繋がる可変抵抗（電子ボリューム）により構成される。この可変抵抗（電子ボリューム）は、例えば、図４（Ｂ）に示すように、オペアンプＡＭ１１とＮＰＮトランジスタＱ１１と抵抗Ｒ１１とで構成される定電流回路と、ＰＮＰトランジスタＱ１２及びＱ１３で構成されるカレントミラー回路と、で構成される。
このオペアンプＡＭ１１の正転入力端子に制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕを入力することにより、この信号ＩＬｕの電圧に比例した電流Ｉ１’がトランジスタＱ１１に流れる。カレントミラー回路のトランジスタＱ１２に電流Ｉ１’（基準電流）が流れることにより、トランジスタＱ１３からレベル変換回路１２４に向けて電流Ｉ１（ミラー電流）が流れる。電流Ｉ１の大きさは、電流Ｉ１’の大きさに比例した値を上限に制限される。このように、可変充電電流制限部１１７は、レベル変換回路１２４に流す充電電流の値を、信号ＩＬｕの電圧に比例した値以下に電流Ｉ１を制限することができる。以下の説明では、電流Ｉ１と電流Ｉ１’の値は等しくなるように構成されているものとして説明する。
【００５３】
可変放電電流制限部１１８は、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５から入力した制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号ＩＬｄに応じて、圧力発生素子ＰＺＴの充電電荷を放電する際の放電電流値を制限する。
この可変放電電流制限部１１８は、図４（Ｃ）に示すようなレベル変換回路１２４と回路グラウンドＧとの間に挿入される可変抵抗（電子ボリューム）により構成される。この可変抵抗（電子ボリューム）は、例えば、図４（Ｄ）に示すように、オペアンプＡＭ２１とＰＮＰトランジスタＱ２１と抵抗Ｒ２１とで構成される定電流回路と、ＮＰＮトランジスタＱ２２及びＱ２３で構成されるカレントミラー回路と、で構成される。このオペアンプＡＭ２１の正転入力端子に信号ＩＬｄを入力することにより、この信号ＩＬｄの電圧に比例した電流Ｉ２’がトランジスタＱ２１に流れる。カレントミラー回路のトランジスタＱ２２に電流Ｉ２’（基準電流）が流れることにより、レベル変換回路１２４からトランジスタＱ２３に向けて電流Ｉ２（ミラー電流）が流れる。電流Ｉ２の大きさは、電流Ｉ２’の大きさに比例した値を上限に制限される。このように、可変放電電流制限部１１８は、レベル変換回路１２４に流す放電電流の値を、信号ＩＬｄの電圧に比例した値以下に電流Ｉ２’を制限することができる。以下の説明では、電流Ｉ２と電流Ｉ２’の値は等しくなるように構成されているものとして説明する。
【００５４】
（負荷容量の検知とインク滴の吐出動作についての説明）
上記構成の駆動装置１１０は、インク滴の吐出を行う前に、圧力発生素子ＰＺＴ（後にインク滴を吐出する全てのノズルＮＺ）を負荷検知用波形ＷａｖｅＤにより駆動して負荷電流（負荷容量）を検出し、この負荷電流の検出値を基に、インク滴を吐出させるノズル数に応じた制限電流値を設定する。
この負荷電流検を検出する際に、駆動装置１１０は、可変充電電流制限部１１７及び可変放電電流制限部１１８から出力される電流制限値（信号ＩＬｕ及びＩＬｄ）を、通常の画像印字を行う場合よりも高めに設定し、圧力発生素子ＰＺＴを負荷検知用波形ＷａｖｅＤにより定電流充電した場合の充電電圧値から、負荷電流を検出する。この負荷検知用波形ＷａｖｅＤは、ノズルＮＺのインク滴の吐出に影響のない程度の短いパルス幅に設定される。
【００５５】
図５は、第１実施形態におけるインク滴の吐出サイクルを示すタイムチャートであり、バイナリーモードの場合の例である。なお、バイナリーモードとは、上述のようにノズルＮＺから吐出されるインク滴の量を制御することなく、インク滴の吐出を行うか否かを制御するモードである。
図５に示すタイムチャートは、横方向に時間の経過を示し、縦方向に、ピクセルＣＬＫと、制限電流値設定（電源側）の信号と、制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号と、波形生成回路１１３から出力される波形Ｗａｖｅと、レベル変換回路１２４から圧力発生素子ＰＺＴに向けて出力される駆動信号ＯＵＴと、を並べて示したものである。
【００５６】
また、この図５では、前半の部分（時刻ｔ０〜ｔ７までの間）は、同時駆動するノズル数が少ない場合（全体の容量負荷が小さい場合）のインク滴の吐出サイクルの例を示し、後半の部分（時刻ｔ１０以降）は、同時駆動するノズル数が多い場合（全体の容量負荷が大きい場合）のインク滴の吐出サイクルの例を示している。
【００５７】
また、前半の部分（時刻ｔ０〜ｔ７）において、インク滴の吐出サイクルは、時刻ｔ０〜ｔ３までの間において行われる負荷容量を検出するステップ（負荷検知ゾーン）と、時刻ｔ４以降において行われるインク滴の吐出ステップ（インク滴吐出ゾーン）とを含む。
【００５８】
また、本実施形態の駆動装置１１０は、時刻ｔ１から負荷検知ゾーンを開始する前に、制限電流値設定（電源側）を一定値ＩＬｕ１に設定し、制限電流値設定（ＧＮＤ側）を一定値ＩＬｄ１に設定し、圧力発生素子ＰＺＴに流す充電電流及び放電電流の制限値を、通常の画像印字を行う場合よりも高めの一定の電流制限値に設定する。駆動装置１１０は、この一定値ＩＬｕ１及びＩＬｄ１による電流制限状態を、負荷検知ゾーンが終了する時刻ｔ３まで継続する。
【００５９】
そして、時刻ｔ０においてピクセルＣＬＫが入力されると、このピクセルＣＬＫが入力されから所定時間が経過した時刻ｔ１において、波形生成回路１１３は、負荷検知用波形ＷａｖｅＤを波形選択回路１２３に対して出力する。この負荷検知用波形ＷａｖｅＤは、ノズルＮＺからインク滴が吐出しないように、パルス幅ΔＴが短く設定される。
【００６０】
波形選択回路１２３は、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤを、後に波形信号Ｗａｖｅ１で駆動されるノズルに対応させて、レベル変換回路１２４に出力する。レベル変換回路１２４は、負荷検知用波形ＷａｖｅＤで駆動されるノズルＮＺに対して、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤに応じた駆動信号を生成して出力する。
【００６１】
そして、ノズルＮＺの圧力発生素子ＰＺＴは、時刻ｔ１から、定電流充電が行われることにより、期間ΔＴの間に、電圧Ｖ１まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ＩＬｕ１に制限して負荷検知用波形ＷａｖｅＤによって圧力発生素子ＰＺＴを駆動し、そのパルス幅の期間ΔＴに、圧力発生素子ＰＺＴの静電容量にチャージされた電圧Ｖ１を検出する。この圧力発生素子ＰＺＴにチャージされた電圧Ｖ１は、負荷電流検知部１１６によりピークホールドされて検出される。
【００６２】
負荷電流検知部１１６は、制限電流値ＩＬｕ１と期間ΔＴと充電電圧（チャージ電圧）Ｖ１とを基に、ノズル（圧力発生素子ＰＺＴ）の合計静電容量Ｃを以下の式により求めることができる。
ノズル合計静電容量Ｃ＝ＩＬｕ１×ΔＴ／Ｖ１、
そして、ノズル合計静電容量Ｃを基に、ノズルの負荷電流Ｉ１を以下の式により決定することができる。
ノズルの負荷電流Ｉ１＝ａ×Ｃ、ここで、ａは所定の定数、
負荷電流検知部１１６は、このノズルの負荷電流Ｉ１の大きさに応じた負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔを生成する。
すなわち、ノズル合計静電容量Ｃの大きさにより、波形信号Ｗａｖｅ１で駆動すべきノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）の負荷電流の大きさが決定され、負荷電流検知部１１６は、このノズルＮＺの負荷電流の大きさに応じた検出信号（負荷電流の検出信号）Ｉｄｅｔを生成し、この負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔを電流制限値設定部（電源側）１１４及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５に対して出力する。
【００６３】
電流制限値設定部（電源側）１１４は、負荷電流検知部１１６から入力した負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔと、設定値記憶素子１１２から入力した「１ノズル当たりの充電電流値」とを基に、波形信号Ｗａｖｅ１で複数のノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）を適切に駆動するための制限電流値設定（電源側）Ｖ＿Ｒｎを決定する。電流制限値設定部（電源側）１１４は、時刻ｔ３において、この制限電流値設定（電源側）Ｖ＿Ｒｎの信号を可変充電電流制限部１１７に出力する。
同様にして、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５は、負荷電流検知部１１６から入力した負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔと、設定値記憶素子１１２から入力した「１ノズル当たりの放電電流値」とを基に、波形信号Ｗａｖｅ１で複数のノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）を適切に駆動するための制限電流値設定（ＧＮＤ側）Ｖ＿Ｆｎを決定する。電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５は、時刻ｔ３において、この制限電流値設定（ＧＮＤ側）Ｖ＿Ｆｎの信号を可変放電電流制限部１１８に出力する。
【００６４】
そして、時刻ｔ３において、制限電流値設定（電源側）Ｖ＿Ｒｎが可変充電電流制限部１１７に設定され、制限電流値設定（ＧＮＤ側）Ｖ＿Ｆｎが可変放電電流制限部１１８に設定された後に、時刻ｔ４からインク滴の吐出が開始される。
【００６５】
この時刻ｔ４から時刻ｔ６の期間に、波形生成回路１１３からインク滴の吐出用の波形Ｗａｖｅ１が波形選択回路１２３に出力される。波形選択回路１２３は、このインク滴吐出用波形Ｗａｖｅ１を、印字を行うノズルＮＺに対応させて、レベル変換回路１２４に出力する。レベル変換回路１２４は、印字を行うノズルＮＺに対して、このインク滴吐出用波形Ｗａｖｅ１に応じた駆動信号ＯＵＴを生成して出力する。
【００６６】
そして、時刻ｔ４から、インク滴の吐出を行うノズルＮＺの圧力発生素子ＰＺＴに対して、レベル変換回路１２４から出力される駆動信号ＯＵＴにより充電が開始される。この場合、圧力発生素子ＰＺＴへ流れる充電電流は、可変充電電流制限部１１７により負荷容量に応じたレベルＶ＿Ｒｎにより適切に制限されているため、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間の充電波形に示すように、圧力発生素子ＰＺＴへの充電波形は滑らかな充電波形となる。このため、ノズルＮＺ内において急激な圧力変化は発生せず、キャビテーションなどの発生を回避することができる。
そして、時刻ｔ５において圧力発生素子ＰＺＴの充電電圧が電圧Ｖｕに到達すると圧力発生素子ＰＺＴへの充電が停止され、時刻ｔ６までノズルＮＺにインク滴が保持される。
【００６７】
そして、時刻ｔ６に至ると、圧力発生素子ＰＺＴに充電された電荷の放電が開始される。この場合、圧力発生素子ＰＺＴから流れ出る放電電流は、可変放電電流制限部１１８により圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量に応じたレベルＶ＿Ｆｎにより適切に制限されているため、キャビテーションなどを発生しないように放電を行うことができる。このように時刻ｔ６以降に、ノズルＮＺからインク滴の吐出が行われる。そして、時刻ｔ７において圧力発生素子ＰＺＴから放電が完了すると、ノズルＮＺからのインク滴の吐出が停止する。
【００６８】
また、時刻ｔ１０から開始されるインク滴の吐出サイクルは、同時駆動するノズル数が多い場合の例である。この時刻ｔ１０から時刻ｔ１７に示すインク滴の吐出サイクルの動作は、時刻ｔ１から時刻ｔ７に示すインク滴の吐出サイクルの動作と基本的に同じである。
すなわち、時刻ｔ１０からインク滴の吐出サイクルが開始され、時刻ｔ１１からｔ１２において、圧力発生素子ＰＺＴの負荷検知が行われ、時刻ｔ１３において、制限電流値設定（電源側）Ｖ＿Ｒｎが可変充電電流制限部１１７に設定され、制限電流値設定（ＧＮＤ側）Ｖ＿Ｆｎが可変放電電流制限部１１８に設定される。その後に、時刻ｔ１４からインク滴の吐出を行うノズルＮＺの圧力発生素子ＰＺＴに対して充電が開始され、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６にかけてノズルＮＺにインク滴が保持され、時刻ｔ１６以降に、ノズルＮＺからインク滴の吐出が行われる。
【００６９】
この時刻ｔ１０から開始されるインク滴の吐出サイクルは、同時駆動するノズル数が多いため、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間において、ノズルＮＺの圧力発生素子ＰＺＴに充電される電圧Ｖ２が、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間において、ノズルＮＺの圧力発生素子ＰＺＴに充電される電圧Ｖ１よりも低くなる。
【００７０】
このように、駆動装置１１０は、負荷検知ゾーンにおいて、ノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）に充電される電圧値を基に、圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量の大きさを検出することができる。このノズルＮＺの負荷容量の大きさを検出することにより、駆動ノズル数が少ない場合における時刻ｔ４〜ｔ５の間の充電電圧波形（立上り波形）と、駆動ノズル数が多い場合における時刻ｔ１４〜ｔ１５の間の充電電圧波形（立上り波形）と、を同じ緩やかな波形とすることができる。また、駆動ノズル数が少ない場合における時刻ｔ６〜ｔ７の間の放電電圧波形（立下り波形）と、駆動ノズル数が多い場合における時刻ｔ１６〜ｔ１７の間の放電電圧波形（立下り波形）と、を同じ緩やかな波形とすることができる。これにより、ノズルＮＺの内部で急激な圧力変化が生じることがなく、キャビテーションやミストの発生を抑制できる。
【００７１】
以上説明したように、駆動装置１１０は、駆動するノズル数が変化し負荷容量が変化する場合においても、適正な駆動電流波形を設定することができる。
これにより、駆動装置１１０は、ノズルＮＺにおけるキャビテーションの発生を抑制することができ、ノズル抜けの発生をなくし、インク滴の吐出を安定させることができる。また、駆動装置１１０は、サテライトやミストの発生を抑制することができ、印字画質の向上を図ることができる。また、駆動装置１１０は、インクの特性に合わせて駆動電流波形を設定することができ、さらには、周囲温度によるインク特性に合わせて、駆動電流波形を設定することができる。
【００７２】
なお、上述した第１実施形態の駆動装置１１０は、ノズルＮＺの負荷容量を検出する場合に、圧力発生素子ＰＺＴを、一定値に制限された電流により定電流充電し、所定の期間ΔＴが経過した時点での充電電圧Ｖ１を検出し、この充電電圧Ｖ１の値を基に圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量を検出する方法を用いている。この圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量を検出する方法は、これに限定されず、例えば、定電流充電を行う際の電圧上昇の傾きを基に、圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量を検出することもできる。
【００７３】
また、上述した第１実施形態の駆動装置１１０では、負荷検知ゾーンにおいて、負荷電流検知部１１６により検出した電流の合計値に基づいて、複数のノズルＮＺの合計の負荷容量を算出し、この負荷容量を基に、電流制限の合計値を制御するようにしているが、以下のようにして、個々のノズルの電流を制御することもできる。
例えば、駆動装置は、各ノズルごとに充放電制限回路を備え、負荷電流検知部１１６により検出した負荷電流の合計値に基づいて個々のノズルごとの負荷容量を算出し、この「個々のノズルごとの負荷容量」と「１ノズル当たりの充電及び放電電流値」とを基に、個々のノズルごとに電流を制御して、個々のノズルに流れる電流が電流制限の設定値以下になるように制御することもできる。
また、例えば、駆動装置は、各ノズルごとに充放電制限回路を備え、負荷電流検知部１１６により検出した負荷電流の合計値に基づいて個々のノズルごとの負荷容量を算出し、この「個々のノズルごとの負荷容量」と「１ノズル当たりの充電及び放電電流値」とを基に、個々のノズルに流れる電流を制御（制限）する際に、電流制限の合計値が設定値以下になるように制御することもできる。
【００７４】
［第２実施形態］
上述の第１実施形態では、バイナリーモードの印字を行う場合の駆動装置１１０の例について説明したが、本発明の第２実施形態では、グレースケールモードで印字を行う場合の駆動装置１１０Ａの例について説明する。
【００７５】
なお、グレースケールモードでは、後述する図７の波形信号Ｗａｖｅ１（１ｄｒｏｐ）、Ｗａｖｅ２（２ｄｒｏｐ）、及びＷａｖｅ３（３ｄｒｏｐ）に示すように、波形信号Ｗａｖｅ１は最終駆動用のパルスＰ１のみを有し、波形信号Ｗａｖｅ２はパルスＰ１と初期駆動用のパルスＰ２とを有し、波形信号Ｗａｖｅ３はパルスＰ１とパルスＰ２とＰ３とを有する。
そして、波形信号Ｗａｖｅ１はパルスＰ１による１回の駆動により１滴分、波形信号Ｗａｖｅ２はパルスＰ１とＰ２による２回の駆動により２滴分、波形信号Ｗａｖｅ３はパルスＰ１とＰ２とＰ３による３回の駆動により３滴分のインクがそれぞれ噴射され、大きさの異なるインクによって被記録媒体が印字される。
例えば、波形信号Ｗａｖｅ３の場合、一滴目、二滴目及び三滴目のインクが数珠繋がりのように空気中へ放出され、放出された一滴目、二滴目及び三滴目のインクは、互いの表面張力により引き寄せられ、三滴分の分量で一つのインク滴として吐出される。波形信号Ｗａｖｅ２の場合も同様である。
【００７６】
（第２実施形態の駆動装置１１０Ａの構成）
図６は、本発明の第２実施形態における駆動装置１１０Ａの構成を示すブロック図である。図６に示す駆動装置１１０Ａは、図３に示す第１実施形態の駆動装置１１０と比較して、新たに、セレクタ（電源側）１３１と、タイミング制御部（電源側）１３２と、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３と、タイミング制御部（ＧＮＤ側）１３４と、を新たに追加した点が、構成上で異なる。また、図３に示す設定値記憶素子１１２を設定値記憶素子１１２Ａに変更し、波形生成回路１１３を波形生成回路１１３Ａに変更し、電流制限値設定部（電源側）１１４を電流制限値設定部（電源側）１１４Ａに変更し、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５を電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａに変更し、波形選択回路１２３を波形選択回路１２３Ａに変更した点が異なる。他の構成は、図３に示す駆動装置１１０と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７７】
図６に示す駆動装置１１０Ａにおいて、設定値記憶素子１１２Ａは、セレクタ１１１から上述した２ビット信号Ｄ２ｂとシフトＣＬＫとが入力される。この設定値記憶素子１１２Ａは、上記駆動パルスＰ１に対応する「１ノズル当たりのＰ１充電（立上り）電流値（基準値）」の情報と、駆動パルスＰ１に対応する「１ノズル当たりのＰ１放電（立下り）電流値（基準値）」の情報と、を保持している。
また、設定値記憶素子１１２Ａは、駆動パルスＰ２に対応する「１ノズル当たりのＰ２充電（立上り）電流値（基準値）」の情報と、駆動パルスＰ２に対応する「１ノズル当たりのＰ２放電（立下り）電流値（基準値）」の情報と、を保持している。
さらに、設定値記憶素子１１２Ａは、駆動パルスＰ３に対応する「１ノズル当たりのＰ３充電（立上り）電流値（基準値）」の情報と、駆動パルスＰ３に対応する「１ノズル当たりのＰ３放電（立下り）電流値（基準値）」の情報と、を保持している。
【００７８】
設定値記憶素子１１２Ａは、「１ノズル当たりのＰ１充電電流値」の情報を電流制限値設定部（電源側）１１４Ａに出力するとともに、「１ノズル当たりのＰ１放電電流値」の情報を電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａに出力する。また、設定値記憶素子１１２Ａは、「１ノズル当たりのＰ２充電電流値」の情報を電流制限値設定部（電源側）１１４Ａに出力するとともに、「１ノズル当たりのＰ２放電電流値」の情報を電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａに出力する。さらに、設定値記憶素子１１２Ａは、「１ノズル当たりのＰ３充電電流値」の情報を電流制限値設定部（電源側）１１４Ａに出力するとともに、「１ノズル当たりのＰ３放電電流値」の情報を電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａに出力する。
【００７９】
また、設定値記憶素子１１２Ａは、上記２ビット信号Ｄ２ｂのデータ内容に応じた波形設定値（例えば、波形の個数、波形の高さ、及び波形の出力期間等）の信号を生成し、この波形設定値の信号を波形生成回路１１３Ａに向けて出力する。
【００８０】
波形生成回路１１３Ａは、設定値記憶素子１１２Ａから入力した波形設定値の信号から、波形信号Ｗａｖｅ０、Ｗａｖｅ１、Ｗａｖｅ２、及びＷａｖｅ３のそれぞれの波形信号Ｗａｖｅを生成して波形選択回路１２３Ａに出力する。また、波形生成回路１１３Ａは、後述する負荷検知ゾーンにおいて使用される負荷検知用波形ＷａｖｅＤを生成して波形選択回路１２３Ａに出力する。
【００８１】
この波形生成回路１１３Ａが生成する波形信号Ｗａｖｅ０は、ノズルからインク滴を吐出させない非噴射時に圧力発生素子ＰＺＴに印加すべき波形信号である。例えば、波形信号Ｗａｖｅ０は、インクの固着を阻止するために圧力発生素子ＰＺＴに印加される波形信号である。
また、波形信号Ｗａｖｅ１は、図７に示すように、１滴のインク滴をノズルから吐出させるためのパルスＰ１の波形信号であり、波形信号Ｗａｖｅ２は、２滴のインク滴をノズルから吐出させる際に使用されるパルスＰ１とパルスＰ２とに対応する波形信号であり、波形信号Ｗａｖｅ３は、３滴のインク滴をノズルから吐出させる際に使用されるパルスＰ１とパルスＰ２とパルスＰ３とに対応する波形信号である。
【００８２】
波形選択回路１２３Ａは、ラッチ回路１２２から入力した各ノズルごとの印字データ（上述の２ビット信号Ｄ２ｂで示される印字データ）の信号に応じて、波形生成回路１１３Ａから出力される波形信号Ｗａｖｅ０〜Ｗａｖｅ３のいずれかの信号を選択し、レベル変換回路１２４に向けて出力する。
レベル変換回路１２４は、波形選択回路１２３Ａから入力した波形信号に応じて、各パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３のそれぞれの出力タイミングに応じて、各ノズルを駆動するための信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎを生成して出力する。このレベル変換回路１２４から出力される駆動信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎによりノズルＮＺの圧力発生素子ＰＺＴが駆動される。
【００８３】
また、電流制限値設定部（電源側）１１４Ａは、負荷電流検知部１１６で検出されたノズルの負荷電流（負荷容量）の検出信号Ｉｄｅｔと、設定値記憶素子１１２Ａから入力した「パスルＰ１、Ｐ２及びＰ３の充電電流値／１ノズル」の情報と、を基に、パスルＰ１に対する制限電流値設定（電源側）の信号Ａ１と、パルスＰ２に対する制限電流値設定（電源側）の信号Ａ２と、パルスＰ３に対する制限電流値設定（電源側）の信号Ａ３と、を生成し、これらの信号をセレクタ（電源側）１３１に出力する。
【００８４】
また、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａは、負荷電流検知部１１６で検出された負荷電流（負荷容量）の検出信号Ｉｄｅｔと、設定値記憶素子１１２Ａから入力した「パルスＰ１、Ｐ２及びＰ３の放電電流値／１ノズル」の情報と、を基に、パルスＰ１に対する制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号Ｂ１と、パルスＰ２に対する制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号Ｂ２と、パルスＰ３に対する制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号Ｂ３と、を生成し、これらの信号をセレクタ（ＧＮＤ側）１３３に出力する。
【００８５】
セレクタ（電源側）１３１は、電流制限値設定部（電源側）１１４Ａで生成された制限電流値設定（電源側）の信号Ａ１，Ａ２，Ａ３を入力し、これらの制限電流値設定（電源側）信号Ａ１，Ａ２，Ａ３から、各パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３に応じた信号を選択し、この選択した信号を基に制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕを生成して、可変充電電流制限部１１７に出力する。この制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕを生成し出力するタイミングは、タイミング制御部（電源側）１３２により制御される。
【００８６】
タイミング制御部（電源側）１３２は、レベル変換回路１２４からパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３の波形が出力されるタイミングを検出し、このパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３の出力タイミングに応じて（より正確にはパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３が出力される前のタイミングで）、セレクタ（電源側）１３１を制御し、セレクタ（電源側）１３１からパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３に応じた制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕを出力させる。
【００８７】
セレクタ（ＧＮＤ側）１３３は、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａで生成された制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を入力し、これらの制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３から、各パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３に応じた信号を選択し、この選択した信号を基に制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号ＩＬｄを生成して、可変放電電流制限部１１８に出力する。この制限電流値設定（ＧＮＤ）の信号ＩＬｕを生成して出力するタイミングは、タイミング制御部（ＧＮＤ側）１３４により制御される。
【００８８】
タイミング制御部（ＧＮＤ側）１３４は、レベル変換回路１２４からパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３の波形が出力されるタイミングを検出し、このパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３の出力タイミングに応じて（より正確にはパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３が出力される前のタイミングで）、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３を制御し、このセレクタ（ＧＮＤ側）１３３からパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３に応じた制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号ＩＬｄを出力させる。
【００８９】
負荷電流検知部１１６は、ノズルＮＺからインク滴の吐出を行う前に、駆動するノズルＮＺの負荷電流を検出する動作を行う。このノズルＮＺの負荷電流の検出は、波形信号Ｗａｖｅ１，Ｗａｖｅ２，Ｗａｖｅ３に含まれるパルスＰ１で駆動されるノズルＮＺと、パルスＰ２で駆動されるノズルＮＺと、パルスＰ３で駆動されるノズルＮＺの、それぞれに対して行われる。
この負荷電流検知部１１６における負荷電流の検出は、波形生成回路１１３Ａから波形選択回路１２３Ａに負荷検知用波形ＷａｖｅＤが出力されるタイミングに同期して行われる。この負荷電流検知部１１６により検出された負荷電流（負荷容量）の検出値は、負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔとして、電流制限値設定部（電源側）１１４Ａ及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａのそれぞれに対して出力される。
【００９０】
可変充電電流制限部１１７は、電流制限値設定部（電源側）１１４Ａから入力した制限電流値設定（電源側）の信号ＩＬｕに応じて、ノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）を駆動する際の充電電流値を制限する。また、可変放電電流制限部１１８は、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａから入力した制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号ＩＬｄに応じて、ノズル（圧力発生素子ＰＺＴ）を駆動する際の放電電流値を制限する。
【００９１】
（負荷容量の検知とインク滴の吐出動作についての説明）
図７は、第２実施形態の駆動装置１１０Ａにおけるインク滴の吐出サイクルを示すタイムチャートであり、グレースケールモードの場合の例である。
【００９２】
この図７に示すタイムチャートは、横方向に時間の経過を示し、縦方向に、ピクセルＣＬＫと、波形信号Ｗａｖｅ１（１ｄｒｏｐ；パルスＰ１による１滴吐出時の波形）と、波形信号Ｗａｖｅ２（２ｄｒｏｐ；パルスＰ１とＰ２とによる２滴吐出時の波形）と、波形信号Ｗａｖｅ３（３ｄｒｏｐ；パルスＰ１とＰ２とＰ３とによる３滴吐出時の波形）と、制限電流値設定（Ｐ３電源側）（Ｐ３パルス出力時の電源側制限電流値）と、制限電流値設定（Ｐ２電源側）（Ｐ２パルス出力時の電源側制限電流値）と、制限電流値設定（Ｐ１電源側）（Ｐ１パルス出力時の電源側制限電流値）と、制限電流値設定（Ｐ３，ＧＮＤ側）（Ｐ３パルス出力時のＧＮＤ側制限電流値）と、制限電流値設定（Ｐ２，ＧＮＤ側）（Ｐ２パルス出力時のＧＮＤ側制限電流値）と、制限電流値設定（Ｐ１，ＧＮＤ側）（Ｐ１パルス出力時のＧＮＤ側制限電流値）と、制限電流値設定電源側（切り替え後）と、制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）と、駆動信号ＯＵＴ（１ｄｒｏｐ時）と、駆動信号ＯＵＴ（２ｄｒｏｐ時）と、駆動信号ＯＵＴ（３ｄｒｏｐ時）と、を並べて示している。
【００９３】
また、この図７に示すタイムチャートでは、時刻ｔ０〜ｔ４までの間に、負荷容量を検出するステップ（負荷検知ゾーン）が行われ、時刻ｔ５以降においてインク滴の吐出ステップ（インク滴吐出ゾーン）が行われる。
【００９４】
また、本実施形態の駆動装置１１０Ａは、時刻ｔ１から負荷検知ゾーンを開始する前に、制限電流値設定（Ｐ３電源側）を一定値ＩＬｕ３とし、制限電流値設定（Ｐ２電源側）を一定値ＩＬｕ２とし、制限電流値設定（Ｐ１電源側）を一定値ＩＬｕ１とし、制限電流値設定（Ｐ３、ＧＮＤ側）を一定値ＩＬｄ３とし、制限電流値設定（Ｐ２、ＧＮＤ側）を一定値ＩＬｄ２とし、制限電流値設定（Ｐ１、ＧＮＤ側）を一定値ＩＬｄ１とする。これにより、負荷検知ゾーンにおいて、ノズルＮＺを駆動する電流制限値を、通常の画像印字を行う場合よりも高めの一定電流制限値に設定する。駆動装置１１０Ａは、この一定値ＩＬｕ３〜ＩＬｕ１及びＩＬｄ１〜ＩＬｄ３による電流制限状態を、負荷検知ゾーンが終了する時刻ｔ５まで継続する。
【００９５】
そして、時刻ｔ０においてピクセルＣＬＫが入力されると、このピクセルＣＬＫが入力されから所定時間が経過した時刻ｔ１において、波形生成回路１１３Ａから、ノズルＮＺ（後にパルスＰ３で駆動される複数のノズル；以下「Ｐ３ノズル」とも呼ぶ）に対する負荷検知用波形ＷａｖｅＤ３が波形選択回路１２３Ａに出力される。この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ３は、Ｐ３ノズルからインク滴が吐出しないように、パルス幅が期間ΔＴと短く設定される。なお、後述する負荷検知用波形ＷａｖｅＤ２及びＤ１についても同様である。
なお、負荷検知用波形Ｗａｖｅ３で駆動されるノズルＮＺは、後にパルスＰ３によりインク滴の吐出が行われる全てのノズルＮＺ（Ｐ３ノズル）である。
【００９６】
波形選択回路１２３Ａは、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ３を、Ｐ１ノズルのそれぞれに対応させて、レベル変換回路１２４に出力する。レベル変換回路１２４は、駆動対象となるＰ３ノズルに対して、時刻ｔ１からΔＴの期間、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ３に応じた駆動信号ＯＵＴ（３ｄｒｏｐ）を生成して出力する。
【００９７】
この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ３が出力される際に、セレクタ（電源側）１３１から可変充電電流制限部１１７に対して、制限電流値設定（Ｐ３電源側）の信号ＩＬｕ３が出力され、Ｐ３ノズルに流れる充電電流が一定の電流値ＩＬｕ３に制限される。また、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３から可変充電電流制限部１１７に対して、制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号ＩＬｄ３が出力され、Ｐ３ノズルから流れる出る放電電流が一定の電流値ＩＬｄ３に制限される。すなわち、コンデンサ負荷であるＰ３ノズルに対して、制限された一定電流ＩＬｕ３による定電流充電が行われる。
【００９８】
そして、Ｐ３ノズルは、時刻ｔ１から定電流充電が行われることにより、期間ΔＴの間に、電圧Ｖ３まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ＩＬｕ３に制限して負荷検知用波形ＷａｖｅＤ３によってＰ３ノズルを駆動（定電流充電）し、そのパルス幅の期間ΔＴに、Ｐ３ノズルの圧力発生素子ＰＺＴにチャージされた電圧Ｖ３を検出する。このＰ３ノズルにチャージされた電圧Ｖ３は、負荷電流検知部１１６によりピークホールドされて検出される。
【００９９】
負荷電流検知部１１６は、電流値ＩＬｕ３と期間ΔＴと充電電圧Ｖ３とを基に、Ｐ３ノズルの合計静電容量Ｃ３を以下の式により求めることができる。
Ｐ３ノズル合計静電容量Ｃ３＝ＩＬｕ３×ΔＴ／Ｖ３、
そして、Ｐ３ノズル合計静電容量Ｃ３を基に、Ｐ３ノズルの駆動に必要な負荷電流Ｉ３を以下の式により決定することができる。
Ｐ３ノズルの負荷電流Ｉ３＝ａ３×Ｃ３、ここで、ａ３は所定の定数、
負荷電流検知部１１６は、このＰ３ノズルの負荷電流Ｉ３の大きさに応じた負荷電流（負荷容量）の検出信号Ｉｄｅｔを生成して、この負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔを電流制限値設定部（電源側）１１４Ａ及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａに向けて出力する。
【０１００】
その後、時刻ｔ１から所定時間経過後の時刻ｔ２において、波形生成回路１１３Ａから、ノズルＮＺ（後にパルスＰ２で駆動される複数のノズル；以下「Ｐ２ノズル」とも呼ぶ）に対する負荷検知用波形ＷａｖｅＤ２が波形選択回路１２３Ａに出力される。この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ２は、Ｐ２ノズルからインク滴が吐出しないように、パルス幅が期間ΔＴと短く設定される。
【０１０１】
波形選択回路１２３Ａは、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ２を、Ｐ２ノズルのそれぞれに対応させて、レベル変換回路１２４に出力する。レベル変換回路１２４は、時刻ｔ２からΔＴの期間、負荷検出対象となるＰ２ノズルに対して、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ２に応じた駆動信号ＯＵＴ（２ｄｒｏｐ）を生成して出力する。
【０１０２】
この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ２が出力される際に、セレクタ（電源側）１３１から可変充電電流制限部１１７に対して、制限電流値設定（Ｐ２電源側）信号ＩＬｕ２が出力され、Ｐ２ノズルに流れる充電電流が一定の電流値ＩＬｕ２に制限される。また、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３から可変充電電流制限部１１７に対して、制限電流値設定（ＧＮＤ側）信号ＩＬｄ２が出力され、Ｐ２ノズルから流れる出る放電電流が一定の電流値ＩＬｄ２に制限される。すなわち、コンデンサ負荷であるＰ２ノズルに対して、制限された一定電流ＩＬｕ２による定電流充電が行われる。
【０１０３】
そして、Ｐ２ノズルは、時刻ｔ２から定電流充電が行われることにより、期間ΔＴの間に、電圧Ｖ２まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ＩＬｕ２に制限して負荷検知用波形ＷａｖｅＤ２によってＰ２ノズルを駆動（定電流充電）し、そのパルス幅の期間ΔＴに、Ｐ２ノズルの圧力発生素子ＰＺＴにチャージされた電圧Ｖ２を検出する。このＰ２ノズルにチャージされた電圧Ｖ２は、負荷電流検知部１１６によりピークホールドされて検出される。
【０１０４】
負荷電流検知部１１６は、電流値ＩＬｕ２と期間ΔＴと充電電圧Ｖ２とを基に、Ｐ２ノズルの合計静電容量Ｃ２を以下の式により求めることができる。
Ｐ２ノズル合計静電容量Ｃ２＝ＩＬｕ２×ΔＴ／Ｖ２、
そして、Ｐ２ノズルの合計静電容量Ｃ２を基に、Ｐ２ノズルの駆動に必要な負荷電流Ｉ２を以下の式により決定することができる。
Ｐ２ノズルの負荷電流Ｉ２＝ａ２×Ｃ２、ここで、ａ２は所定の定数、
負荷電流検知部１１６は、このＰ２ノズルの負荷電流Ｉ２の大きさに応じた負荷電流（負荷容量）の検出信号Ｉｄｅｔを生成して、この負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔを電流制限値設定部（電源側）１１４Ａ及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａに対して出力する。
【０１０５】
その後、時刻ｔ２から所定時間経過後の時刻ｔ３において、波形生成回路１１３Ａから、ノズルＮＺ（後にパルスＰ１で駆動される複数のノズル；以下「Ｐ１ノズル」とも呼ぶ）に対する負荷検知用波形ＷａｖｅＤ１が波形選択回路１２３Ａに出力される。この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ１は、Ｐ１ノズルからインク滴が吐出しないように、パルス幅が期間ΔＴと短く設定される。
【０１０６】
波形選択回路１２３Ａは、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ１を、Ｐ１ノズルのそれぞれに対応させて、レベル変換回路１２４に出力する。レベル変換回路１２４は、負荷検出対象となるＰ１ノズルに対して、時刻ｔ３からΔＴの期間、この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ１に応じた駆動信号ＯＵＴ（１ｄｒｏｐ）を生成して出力する。
【０１０７】
この負荷検知用波形ＷａｖｅＤ１が出力される際に、セレクタ（電源側）１３１から可変充電電流制限部１１７に対して、制限電流値設定（Ｐ１電源側）の信号ＩＬｕ１が出力され、Ｐ１ノズルに流れる充電電流が一定の電流値ＩＬｕ１に制限される。また、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３から可変充電電流制限部１１７に対して、制限電流値設定（ＧＮＤ側）の信号ＩＬｄ１が出力され、Ｐ１ノズルから流れる出る放電電流が一定の電流値ＩＬｄ１に制限される。すなわち、コンデンサ負荷であるＰ１ノズルに対して、制限された一定電流ＩＬｕ１による定電流充電が行われる。
【０１０８】
そして、Ｐ１ノズルは、時刻ｔ３から定電流充電が行われることにより、期間ΔＴの間に、電圧Ｖ１まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ＩＬｕ１に制限して負荷検知用波形ＷａｖｅＤ１によってＰ１ノズルを駆動（定電流充電）し、そのパルス幅の期間ΔＴに、Ｐ１ノズルの圧力発生素子ＰＺＴにチャージされた電圧Ｖ１を検出する。このＰ１ノズルにチャージされた電圧Ｖ１は、負荷電流検知部１１６によりピークホールドされて検出される。
【０１０９】
負荷電流検知部１１６は、電流値ＩＬｕ１と期間ΔＴと充電電圧Ｖ１とを基に、Ｐ１ノズルの合計静電容量Ｃ１を以下の式により求めることができる。
Ｐ１ノズル合計静電容量Ｃ１＝ＩＬｕ１×ΔＴ／Ｖ１、
そして、Ｐ１ノズル合計静電容量Ｃ１を基に、Ｐ１ノズルの駆動に必要な負荷電流Ｉ１を以下の式により決定することができる。
Ｐ１ノズルの負荷電流Ｉ１＝ａ１×Ｃ１、ここで、ａ１は所定の定数、
負荷電流検知部１１６は、このＰ１ノズルの負荷電流Ｉ１の大きさに応じた負荷電流（負荷容量）の検出信号Ｉｄｅｔを生成して、この負荷電流の検出信号Ｉｄｅｔを電流制限値設定部（電源側）１１４Ａ及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａに対して出力する。
【０１１０】
電流制限値設定部（電源側）１１４Ａは、Ｐ１ノズル、Ｐ２ノズル、及びＰ３ノズルの負荷電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の検出値と、「１ノズル当たりのＰ１，Ｐ２、Ｐ３充電電流値（基準値）」の情報と、を基にして、パルスＰ１、パルスＰ２、及びパルスＰ３のそれぞれの出力タイミングに応じた制限電流値設定電源側（切り替え後）の信号を生成する。
【０１１１】
具体的には、電流制限値設定部（電源側）１１４Ａは、制限電流値設定（Ｐ３電源側）を、レベルＶ＿Ｒ３に設定し、制限電流値設定（Ｐ２電源側）を、レベルＶ＿Ｒ２に設定し、制限電流値設定（Ｐ１電源側）を、レベルＶ＿Ｒ１に設定する。
この場合、制限電流値設定（Ｐ３電源側）のレベルＶ＿Ｒ３は、検出電流Ｉ３に比例して設定され、制限電流値設定（Ｐ２電源側）のレベルＶ＿Ｒ２は、「検出電流Ｉ３＋検出電流Ｉ２」に比例して設定され、制限電流値設定（Ｐ１電源側）のレベルＶ＿Ｒ１は、「検出電流Ｉ３＋検出電流Ｉ２＋検出電流Ｉ１」に比例して設定される。
【０１１２】
また、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａは、Ｐ１ノズル、Ｐ２ノズル、及びＰ３ノズルの負荷電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の検出値と、「１ノズル当たりのＰ１，Ｐ２、Ｐ３放電電流値（基準値）」の情報と、を基にして、パルスＰ１、パルスＰ２、及びパルスＰ３のそれぞれの出力タイミングに応じた制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）の信号を生成する。
【０１１３】
具体的には、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａは、制限電流値設定（Ｐ３、ＧＮＤ側）を、レベルＶ＿Ｆ３に設定し、制限電流値設定（Ｐ２、ＧＮＤ側）を、レベルＶ＿Ｆ２に設定し、制限電流値設定（Ｐ１、ＧＮＤ側）を、レベルＶ＿Ｆ１に設定する。
この場合、制限電流値設定（Ｐ３、ＧＮＤ側）のレベルＶ＿Ｆ３は、検出電流Ｉ３に比例して設定され、制限電流値設定（Ｐ２、ＧＮＤ側）のレベルＶ＿Ｆ２は、「検出電流Ｉ３＋検出電流Ｉ２」に比例して設定され、制限電流値設定（Ｐ１、ＧＮＤ側）のレベルＶ＿Ｆ１は、「検出電流Ｉ３＋検出電流Ｉ２＋検出電流Ｉ１」に比例して設定される。
【０１１４】
そして、セレクタ（電源側）１３１は、電流制限値設定部（電源側）１１４Ａから、レベルＶ＿Ｒ３、レベルＶ＿Ｒ２、及びレベルＶ＿Ｒ１を示す制限電流値設定（電源側）の信号をそれぞれ入力し、パルスＰ１、パルスＰ２、及びパルスＰ３の出力タイミングに応じて、レベルＶ＿Ｒ３、レベルＶ＿Ｒ２、またはレベルＶ＿Ｒ１のいずれかを選択して、電流制限値設定電源側（切り替え後）の信号として、可変充電電流制限部１１７に出力する。
【０１１５】
また、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３は、電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａから、レベルＶ＿Ｆ３、レベルＶ＿Ｆ２、及びレベルＶ＿Ｆ１を示す制限電流値設定（ＧＮＤ）の信号をそれぞれ入力し、パルスＰ１、パルスＰ２、及びパルスＰ３の出力タイミングに応じて、レベルＶ＿Ｆ３、レベルＶ＿Ｆ２、またはレベルＶ＿Ｆ１のいずれかを選択して、制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）の信号として、可変放電電流制限部１１８に出力する。
【０１１６】
そして、時刻ｔ５において、電流制限値設定部（電源側）１１４Ａ及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａにおける制限電流値設定が完了した後、時刻ｔ６から、駆動装置１１０Ａは、パルスＰ３によるノズルＮＺ（パルスＰ３で駆動される複数のノズルＮＺ）の駆動を開始する。
【０１１７】
このパルスＰ３によるノズル駆動の際に、セレクタ（電源側）１３１は、レベルＶ＿Ｒ３を示す制限電流値設定電源側（切り替え後）の信号を可変充電電流制限部１１７に出力し、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３は、レベルＶ＿Ｆ３を示す制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）の信号を可変放電電流制限部１１８に出力する。
これにより、時刻ｔ６から開始されるパルスＰ３によるインク滴の吐出は、充電電流がレベルＶ＿Ｒ３に制限され、放電電流がレベルＶ＿Ｆ３に制限される。このため、パルスＰ３により駆動されるＰ３ノズルに対して、適正な充電電流を流すことができ、Ｐ３ノズルの充電電圧を緩やかに立ち上げることができる。
【０１１８】
その後、時刻ｔ６〜時刻ｔ７の間に、時刻ｔ７以降に吐出するインクがパルスＰ３によりＰ３ノズルに充填される。この時刻ｔ７におけるインク滴の吐出の開始は、パルスＰ３で駆動されたノズルＮＺの充電電荷を放電させることにより行われる。このノズルＮＺの充電電荷を放電させる際に、放電電流は、レベルＶ＿Ｆ３により制限される。このため、パルスＰ３により駆動されたＰ３ノズルから、適正な放電電流を流すことができ、Ｐ３ノズルの充電電圧を所望の波形に応じて緩やかに立ち下げることができる。
【０１１９】
上記パルスＰ３によるインク滴の吐出が完了した後、時刻ｔ８に至ると、パルスＰ２によるＰ２ノズル（パルスＰ２で駆動される複数のノズルＮＺ）からのインク滴の吐出が開始される。このパルスＰ２によるインク滴の吐出の際には、前回のパルスＰ３により駆動されたノズルＮＺと、新たにパルスＰ２により駆動されるノズルＮＺとの両方が駆動されるため、制限電流値設定電源側（切り替え後）は、レベルＶ＿Ｒ２に設定され、制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）は、レベルＶ＿Ｆ２に設定される。
【０１２０】
このパルスＰ２によるノズル駆動の際に、セレクタ（電源側）１３１は、レベルＶ＿Ｒ２を示す制限電流値設定電源側（切り替え後）の信号を可変充電電流制限部１１７に出力し、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３は、レベルＶ＿Ｆ２を示す制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）の信号を可変放電電流制限部１１８に出力する。
これにより、時刻ｔ８から開始されるパルスＰ２によるインク滴の吐出は、充電電流がレベルＶ＿Ｒ２に制限され、放電電流がレベルＶ＿Ｆ２に制限される。このため、パルスＰ２により駆動されるＰ２ノズルに対して、適正な充電電流を流し、Ｐ２ノズルの充電電圧を緩やかに立ち上げることができる。
【０１２１】
その後、時刻ｔ８〜時刻ｔ９の間に、時刻ｔ９以降に吐出するインクがパルスＰ２によりＰ２ノズルに充填される。この時刻ｔ９におけるインク滴の吐出の開始は、Ｐ２ノズルの充電電荷を放電させることにより行われる。このＰ２ノズルの充電電荷を放電させる際に、放電電流はレベルＶ＿Ｆ２により制限される。このため、パルスＰ２により駆動されたＰ２ノズルから、適正な放電電流を流すことができ、Ｐ２ノズルの充電電圧を所望の波形に応じて緩やかに立ち下げることができる。
【０１２２】
上記パルスＰ２によるＰ２ノズルのインク滴の吐出が完了した後、時刻ｔ１０に至ると、パルスＰ１によるＰ１ノズル（パルスＰ１で駆動される複数のノズルＮＺ）からのインク滴の吐出が開始される。このパルスＰ１によるインク滴の吐出の際には、パルスＰ３により駆動されたノズルＮＺと、パルスＰ２により駆動されたノズルＮＺと、新たにパルスＰ１で駆動されるノズルＮＺとが駆動されるため、制限電流値設定電源側（切り替え後）は、レベルＶ＿Ｒ１に設定され、制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）は、レベルＶ＿Ｆ１に設定される。
【０１２３】
このパルスＰ１によるノズル駆動の際に、セレクタ（電源側）１３１は、レベルＶ＿Ｒ１を示す制限電流値設定電源側（切り替え後）の信号を可変充電電流制限部１１７に出力し、セレクタ（ＧＮＤ側）１３３は、レベルＶ＿Ｆ１を示す制限電流値設定ＧＮＤ側（切り替え後）の信号を可変放電電流制限部１１８に出力する。
これにより、時刻ｔ１０から開始されるパルスＰ１によるインク滴の吐出は、充電電流がレベルＶ＿Ｒ１に制限され、放電電流がレベルＶ＿Ｆ１に制限される。このため、パルスＰ１により駆動されるＰ１ノズルに対して、適正な充電電流を流し、Ｐ１ノズルの充電電圧を緩やかに立ち上げることができる。
【０１２４】
その後、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１の間に、時刻ｔ１１以降に吐出するインクがパルスＰ１によりＰ１ノズルに充填される。この時刻ｔ１１におけるインク滴の吐出の開始は、Ｐ１ノズルの充電電荷を放電させることにより行われる。このＰ１ノズルの充電電荷を放電させる際に、放電電流はレベルＶ＿Ｆ１により制限される。このため、Ｐ１ノズルから、適正な放電電流を流すことができ、Ｐ１ノズルの充電電圧を所望の波形に応じて緩やかに立ち下げることができる。
【０１２５】
上述したように、駆動装置１１０Ａは、パルスＰ１、パルスＰ２、及びパルスＰ３のそれぞれをノズルＮＺに印加する際に、圧力発生素子ＰＺＴに印加する充電電圧を滑らかに立ち上げることができるとともに、各パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれを、圧力発生素子ＰＺＴを印加する際の充電波形（立上り波形）を揃えることができる。また、駆動装置１１０Ａは、ノズルＮＺの充電電荷を放電させる際に、ノズルＮＺの充電電圧を滑らかに立ち上げることができるとともに、各ノズル間における放電波形（立下り波形）を揃えることができる。
これにより、駆動装置１１０Ａは、グレースケールモードにおいて、パルスＰ１、パルスＰ２、及びパルスＰ３のそれぞれに適した充電及び放電波形を設定することができ、ノズルＮＺの内部で急激な圧力変化が生じることがなく、キャビテーションやミスト等の発生を抑制できる。したがって、溶存気体量の高いインクを連続的に吐出してもドット抜け等の吐出不良が発生することがなく吐出安定度が向上する。
【０１２６】
なお、上述した第２実施形態の駆動装置１１０Ａは、ノズルＮＺの負荷容量を検出する場合に、圧力発生素子ＰＺＴを、一定値に制限された電流により定電流充電し、所定の期間ΔＴが経過した時点での充電電圧を検出し、この充電電圧の値を基に圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量を検出する方法を用いている。この圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量を検出する方法は、これに限定されず、例えば、定電流充電を行う際の電圧上昇の傾きを基に、圧力発生素子ＰＺＴの負荷容量を検出することもできる。
【０１２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで本発明と上述した実施形態との対応関係について補足して説明する。上記実施形態において、本発明における駆動装置は、図３に示す駆動装置１１０、または図６に示す駆動装置１１０Ａが対応する。また、本発明における圧力発生素子は、圧力発生素子ＰＺＴが対応し、本発明における駆動部は、レベル変換回路１２４が対応し、本発明における検出部は、負荷電流検知部１１６が対応し、本発明における設定部は、図３に示す電流制限値設定部（電源側）１１４及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５、または、図６に示す電流制限値設定部（電源側）１１４Ａ及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５Ａが対応する。また、本発明における制限部は、可変充電電流制限部１１７及び可変放電電流制限部１１８が対応する。
【０１２８】
そして、上記実施形態において、駆動装置１１０は、複数のノズル開口（ノズル孔）が列設されてなる複数のノズルＮＺと、各ノズル開口（ノズル孔）に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子ＰＺＴとを有し、圧力変動によりノズル開口（ノズル孔）からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッド４を駆動する駆動装置１１０であって、圧力発生素子ＰＺＴをそれぞれ駆動する複数の駆動部（レベル変換回路１２４）と、複数の駆動部（レベル変換回路１２４）によってそれぞれ駆動される圧力発生素子ＰＺＴが有している負荷容量の大きさを検出する検出部（負荷電流検知部１１６）と、負荷容量の大きさに応じて、複数の駆動部（レベル変換回路１２４）に供給される電流を制限する制限値を設定する設定部（電流制限値設定部（電源側）１１４及び電流制限値設定部（ＧＮＤ側）１１５）と、制限値に従って、複数の駆動部（レベル変換回路１２４）にそれぞれ供給される電流を制限する電流制限部（可変充電電流制限部１１７及び可変充電電流制限部１１７）と、を備える。
【０１２９】
このような構成の駆動装置１１０は、駆動対象となるノズルＮＺ（圧力発生素子ＰＺＴ）が有している負荷容量の大きさを予め検出し、この検出された負荷容量の大きさに応じて、ノズルＮＺに供給される駆動電流を制限するようにしたので、これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
【０１３０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の駆動装置１１０及び１１０Ａは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１３１】
１…液体噴射記録装置、４…液体噴射ヘッド、７３…液体噴射ヘッドチップ、１００…駆動部、１１０，１１０Ａ…駆動装置、１１１…セレクタ、１１２，１１２Ａ…設定値記憶素子、１１３，１１３Ａ…波形生成回路、１１４，１１４Ａ…電流制限値設定部（電源側）、１１５，１１５Ａ…電流制限値設定部（ＧＮＤ側）、１１６…負電流検知部、１１７…可変充電電流制限部、１１８…可変放電電流制限部、１２１…シフトレジスタ、１２２…ラッチ回路、１２３，１２３Ａ…波形選択回路、１２４…レベル変換回路、１３１…セレクタ（電源側）、１３２…タイミング制御部（電源側）、１３３…セレクタ（ＧＮＤ側）、１３４…タイミング制御部（ＧＮＤ側）
【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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