液体吐出装置、及び、液体吐出制御方法
【課題】良好な吐出特性を維持しつつ、コストの低減を図る。
【解決手段】ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、入力電極が駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、を有し、駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成する。
【解決手段】ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、入力電極が駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、を有し、駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、及び、液体吐出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体（例えばインク）を吐出させるための駆動素子を有する液体吐出装置として、例えばインクジェットプリンターが知られている。このような、インクジェットプリンターでは、駆動素子を駆動させるための駆動信号を生成し、アナログスイッチ（例えばトランスミッションゲート）による制御により駆動信号の所望の波形を駆動素子に印加している（例えば、特許文献１参照）。そして、駆動信号により駆動素子を駆動させることによってノズルからインクを吐出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなプリンターでは、複数の駆動素子を選択的に駆動させるために、駆動素子毎に対してそれぞれトランスミッションゲートが設けられている。このように、ノズル数分のトランスミッションゲートを設ける必要があり、コストが高くなるという問題がある。なお、トランスミッションゲートではなく１方の極性（例えば、Ｎチャンネル型）のトランジスタのみでもアナログスイッチを構成することが可能である。しかしながら、この場合、後述するように、液体の吐出特性が悪化するおそれがある。
そこで本発明は、良好な吐出特性を維持しつつ、コストの低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、を有し、前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】プリンターの全体構成のブロック図である。
【図２】図２Ａは、プリンターの斜視図である。図２Ｂは、プリンターの横断面図である。
【図３】プリンタードライバーによる処理の説明図である。
【図４】駆動信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図５】ヘッドの下面におけるノズルの配列を示す説明図である。
【図６】ヘッドのノズルの周辺の断面図である。
【図７】ヘッド制御部ＨＣの説明図である。
【図８】比較例１のスイッチ部の構成を示す図である。
【図９】比較例１の駆動信号ＣＯＭ’を示す図である。
【図１０】比較例２のスイッチ部の構成を示す図である。
【図１１】比較例２の駆動信号ＣＯＭ″を示す図である。
【図１２】第１実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
【図１３】繰り返し周期Ｔにおける駆動信号ＣＯＭの波形を示す図である。
【図１４】第２実施形態のスイッチ部の構成を示す図である。
【図１５】第２実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００８】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、を有し、前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置が明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、良好な吐出特性を維持しつつ、スイッチがＮチャンネル型トランジスタのみで構成されるのでコストの低減を図ることができる。
【０００９】
かかる液体吐出装置であって、前記駆動信号は、各吐出区間において、前記グランド電位で開始することが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動素子の誤動作を防止することができる。
【００１０】
かかる液体吐出装置であって、前記Ｎチャンネル型トランジスタの出力電極の電圧は、前記駆動素子の前記一端の電圧に応じて変更されることが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動素子の一端の電圧を昇圧する場合に対応することができる。
【００１１】
かかる液体吐出装置であって、前記Ｎチャンネル型トランジスタの制御電極には、画素データに基づいた信号が印加されることが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、画素データに応じて液体を吐出することができる。
【００１２】
また、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＰチャンネル型トランジスタと、を有し、前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置が明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、良好な吐出特性を維持しつつ、スイッチがＰチャンネル型トランジスタのみで構成されるのでコストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することとを有することを特徴とする液体吐出方法が明らかとなる。
【００１４】
また、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することとを有することを特徴とする液体吐出方法が明らかとなる。
【００１５】
以下の実施形態では、インクジェットプリンター（以下、プリンター１ともいう）を例に挙げて説明する。
【００１６】
＝＝＝プリンターの構成＝＝＝
図１は、本実施形態のプリンター１の全体構成のブロック図である。また、図２Ａは、プリンター１の斜視図であり、図２Ｂは、プリンター１の横断面図である。以下、本実施形態のプリンター１の基本的な構成について説明する。
【００１７】
本実施形態のプリンター１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、及びコントローラー６０を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、紙に画像を印刷する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。
【００１８】
搬送ユニット２０は、媒体（例えば、紙Ｓなど）を所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２（ＰＦモーターとも言う）と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する。給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された紙をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の紙Ｓを支持する。排紙ローラー２５は、紙Ｓをプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。
【００１９】
キャリッジユニット３０は、ヘッドを所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモーターとも言う）とを有する。キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。
【００２０】
ヘッドユニット４０は、紙にインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１とヘッド制御部ＨＣを備えている。ヘッド４１はキャリッジ３１に設けられているため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に吐出することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が紙に形成される。
【００２１】
ヘッド制御部ＨＣは、ピエゾ素子ＰＺＴの駆動等を制御するための制御用ＩＣでありヘッド４１に設けられている。ヘッド制御部ＨＣは、コントローラー６０からのヘッド制御信号に応じて、ヘッド４１の各ノズルと対応するピエゾ素子ＰＺＴを選択的に駆動させる。これによりヘッド４１のノズルからインクが吐出される。
なお、ヘッドユニット４０の詳細については後述する。
【００２２】
検出器群５０には、リニア式エンコーダー５１、ロータリー式エンコーダー５２、紙検出センサー５３、光学センサー５４等が含まれる。リニア式エンコーダー５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダー５２は、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサー５３は、給紙中の紙の先端の位置を検出する。光学センサー５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により、紙の有無を検出する。そして、光学センサー５４は、キャリッジ３１によって移動しながら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサー５４は、状況に応じて、紙の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。
【００２３】
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントローラー６０は、インターフェイス部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４と、駆動信号生成回路６５を有する。インターフェイス部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して各ユニットを制御する。
【００２４】
駆動信号生成回路６５は、ヘッド４１のピエゾ素子ＰＺＴを駆動させる駆動信号ＣＯＭを生成する。なお、駆動信号生成回路６５の詳細については後述する。
【００２５】
＜印刷手順について＞
コントローラー６０は、コンピューター１１０から印刷命令及び印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の処理を行う。
【００２６】
まず、コントローラー６０は、給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき用紙Ｓを搬送ローラー２３の所まで送る。次に、コントローラー６０は、搬送モーター２２を駆動させることによって搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。
【００２７】
用紙Ｓがヘッドユニット４０の下部まで搬送されると、コントローラー６０は、印刷命令に基づいてキャリッジモーター３２を回転させる。このキャリッジモーター３２の回転に応じて、キャリッジ３１が移動方向に移動する。また、キャリッジ３１が移動することによって、キャリッジ３１に設けられたヘッドユニット４０も同時に移動方向に移動する。また、ヘッドユニット４０が移動方向に移動している間に、コントローラー６０は、駆動信号生成回路６５に駆動信号ＣＯＭを生成させて、ヘッド４１のピエゾ素子に駆動信号ＣＯＭを印加する。これにより、ヘッドユニット４０が移動方向に移動している間に、ヘッド４１から断続的にインク滴が吐出される。このインク滴が、用紙Ｓにインク滴が着弾することによって、移動方向に複数のドットが並ぶドット列が形成される。なお、移動するヘッド４１からインクを吐出することによるドット形成動作のことをパスという。
【００２８】
また、コントローラー６０は、ヘッドユニット４０が往復移動する合間に搬送モーター２２を駆動させる。搬送モーター２２は、コントローラー６０からの指令された駆動量に応じて回転方向の駆動力を発生する。そして、搬送モーター２２は、この駆動力を用いて搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。つまり、用紙Ｓの搬送量は、搬送ローラー２３の回転量に応じて定まることになる。このように、パスと搬送動作を交互に繰り返して行い、用紙Ｓの各画素にドットを形成していく。こうして用紙Ｓに画像が印刷される。
【００２９】
そして、最後に、コントローラー６０は、搬送ローラー２３と同期して回転する排紙ローラー２５によって印刷が終了した用紙Ｓを排紙する。
【００３０】
＜プリンタードライバーによる処理の概要＞
上記の印刷処理は、前述したように、プリンター１に接続されたコンピューター１１０から印刷データが送信されることにより開始する。当該印刷データは、プリンタードライバーによる処理により生成される。以下、プリンタードライバーによる処理について、図３を参照しながら説明する。図３は、プリンタードライバーによる処理の説明図である。
【００３１】
プリンタードライバーは、アプリケーションプログラムから画像データを受け取り、プリンター１が解釈できる形式の印刷データに変換し、印刷データをプリンターに出力する。アプリケーションプログラムからの画像データを印刷データに変換する際に、プリンタードライバーは、解像度変換処理・色変換処理・ハーフトーン処理・ラスタライズ処理・コマンド付加処理などを行う。
解像度変換処理は、アプリケーションプログラムから出力された画像データ（テキストデータ、イメージデータなど）を、紙に印刷する際の解像度（印刷解像度）に変換する処理である。例えば、印刷解像度が７２０×７２０ｄｐｉに指定されている場合、アプリケーションプログラムから受け取ったベクター形式の画像データを７２０×７２０ｄｐｉの解像度のビットマップ形式の画像データに変換する。なお、解像度変換処理後の画像データの各画素データは、ＲＧＢ色空間により表される多階調（例えば２５６階調）のＲＧＢデータである。この階調値は、ＲＧＢ画像データに基づいて定められるものであり、以下指令階調値ともいう。
【００３２】
色変換処理は、ＲＧＢデータをＣＭＹＫ色空間のデータに変換する処理である。なお、ＣＭＹＫ色空間の画像データは、プリンターが有するインクの色に対応したデータである。言い換えると、プリンタードライバーは、ＲＧＢデータに基づいて、ＣＭＹＫ平面の画像データを生成する。
【００３３】
この色変換処理は、ＲＧＢデータの階調値とＣＭＹＫデータの階調値とを対応づけたテーブル（色変換ルックアップテーブルＬＵＴ）に基づいて行われる。なお、色変換処理後の画素データは、ＣＭＹＫ色空間により表される２５６階調のＣＭＹＫデータである。
【００３４】
ハーフトーン処理は、高階調数のデータを、プリンターが形成可能な階調数のデータに変換する処理である。このハーフトーン処理により、２５６階調を示すデータが、２階調を示す１ビットデータや４階調を示す２ビットデータに変換される。ハーフトーン処理後の画像データでは、画素ごとに１ビット又は２ビットの画素データが対応しており、この画素データは各画素でのドットの形成状況（ドットの有無、ドットの大きさ）を示すデータになる。例えば２ビット（４階調）の場合、ドット階調値［００］に対応するドットなし、ドット階調値［０１］に対応する小ドットの形成、ドット階調値［１０］に対応する中ドットの形成、及び、ドット階調値［１１］に対応する大ドットの形成のように４段階に変換される。その後、各ドットのサイズについてドット生成率が決められた上で、ディザ法・γ補正・誤差拡散法等を利用して、プリンター１がドットを分散して形成するように画素データが作成される。
【００３５】
ラスタライズ処理は、マトリクス状に並ぶ画素データを、印刷時のドット形成順序に従って並べ替える処理である。例えば、印刷時に数回に分けてドット形成処理が行われる場合、各ドット形成処理に対応する画素データをそれぞれ抽出し、ドット形成処理の順序に従って並べ替える。なお、印刷方式が異なれば印刷時のドット形成順序が異なるので、印刷方式に応じてラスタライズ処理が行われることになる。
【００３６】
コマンド付加処理は、ラスタライズ処理されたデータに、印刷方式に応じたコマンドデータを付加する処理である。コマンドデータとしては、例えば媒体の搬送速度を示す搬送データなどがある。
【００３７】
これらの処理を経て生成された印刷データは、プリンタードライバーによりプリンター１に送信される。
【００３８】
＝＝＝駆動信号生成回路＝＝＝
図４は、駆動信号生成回路６５の構成の一例を示すブロック図である。
駆動信号生成回路６５（駆動信号生成部に相当する）は、ＣＰＵ６２からのＤＡＣデータに基づき、駆動信号ＣＯＭを生成する。図４に示すように、駆動信号生成回路６５は、ＤＡＣ回路６５１と、電圧増幅回路６５２と、電流増幅回路６５３とを有する。ＤＡＣ回路６５１は、デジタルのＤＡＣデータをアナログ信号に変換する。電圧増幅回路６５２は、ＤＡＣ回路６５１で変換されたアナログ信号の電圧を、ピエゾ素子ＰＺＴを駆動できるレベルまで増幅する。このプリンター１では、ＤＡＣ回路６５１から出力されるアナログ信号は最大３．３Ｖであるのに対し、電圧増幅回路６５２から出力される増幅後のアナログ信号は最大４２Ｖである。電流増幅回路６５３は、電圧増幅回路６５２からのアナログ信号について電流の増幅をし、駆動信号ＣＯＭとして出力する。なお、この電流増幅回路６５３は、例えば、プッシュプル接続されたトランジスタ対（不図示）によって構成される。
【００３９】
＝＝＝ヘッドユニット＝＝＝
＜ヘッドについて＞
図５は、ヘッド４１の下面におけるノズルの配列を示す説明図である。図５に示すように、ヘッド４１の下面には、ブラックインクノズル列Ｋと、シアンインクノズル列Ｃと、マゼンタインクノズル列Ｍと、イエローインクノズル列Ｙが移動方向に並んで形成されている。各ノズル列は、各色のインクを吐出するための吐出口であるノズルを複数個（本実施形態では１８０個）備えている。
【００４０】
各ノズル列の複数のノズルは、搬送方向に沿って、一定の間隔（ノズルピッチ：ｋ・Ｄ）でそれぞれ整列して並んでいる。ここで、Ｄは、搬送方向における最小のドットピッチ（つまり、用紙Ｓに形成されるドットの最高解像度での間隔）である。また、ｋは、１以上の整数である。例えば、ノズルピッチが１８０ｄｐｉ（１／１８０インチ）であって、搬送方向のドットピッチが７２０ｄｐｉ（１／７２０）である場合、ｋ＝４である。
【００４１】
各ノズル列のノズルは、下流側のノズルほど若い番号が付されている（♯１〜♯１８０）。つまり、ノズル♯１は、ノズル♯１８０よりも搬送方向の下流側に位置している。各ノズルには、各ノズルを駆動してインク滴を吐出させるための駆動素子としてピエゾ素子（不図示）が設けられている。また、光学センサー５４は、搬送方向の位置に関して、一番上流側にあるノズル♯１８０とほぼ同じ位置にある。
【００４２】
図６は、ヘッド４１のノズルの周辺の断面図である。ヘッド４１は、駆動ユニット４２と、駆動ユニット４２を収納するためのケース４３と、ケース４３に装着される流路ユニット４４とを備えている。
【００４３】
駆動ユニット４２は、複数のピエゾ素子ＰＺＴによって構成されるピエゾ素子群と、このピエゾ素子群が固定される固定板４２３と、各ピエゾ素子ＰＺＴに給電するためのフレキシブルケーブル４２４とを有している。各ピエゾ素子ＰＺＴは、所謂片持ち梁の状態で固定板４２３に取り付けられている。固定板４２３は、ピエゾ素子ＰＺＴからの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材である。フレキシブルケーブル４２４は、可撓性を有するシート状の配線基板であり、固定板４２３とは反対側となる固定端部の側面でピエゾ素子ＰＺＴ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４２４の表面には、ピエゾ素子ＰＺＴの駆動等を制御するための制御用ＩＣであるヘッド制御部ＨＣが実装されている。
【００４４】
ケース４３は、駆動ユニット４２を収納可能な収納空部４３１を有する直方体ブロック状の外形である。このケース４３の先端面には上記の流路ユニット４４が接合される。この収納空部４３１は、駆動ユニット４２が丁度嵌合可能な大きさである。また、このケース４３には、インク供給路４３２も形成されている。インク供給路４３２は、インクカートリッジに貯留されたインクをリザーバ４５３に供給するための供給路である。
【００４５】
流路ユニット４４は、流路形成基板４５と、ノズルプレート４６と、弾性板４７とを有し、流路形成基板４５がノズルプレート４６と弾性板４７に挟まれるようにそれぞれを積層して一体的に構成される。ノズルプレート４６は、ノズルが形成されたステンレス鋼製の薄いプレートである。
【００４６】
流路形成基板４５には、圧力室４５１及びインク供給口４５２となる空部が各ノズルに対応して複数形成される。リザーバ４５３は、インクカートリッジに貯留されたインクを各圧力室４５１に供給するための液体貯留室であり、インク供給口４５２を通じて対応する圧力室４５１の他端と連通している。そして、インクカートリッジからのインクは、インク供給路４３２を通って、リザーバ４５３内に導入されるようになっている。
【００４７】
駆動ユニット４２は、ピエゾ素子ＰＺＴの自由端部を流路ユニット４４側に向けた状態で収納空部４３１内に挿入され、この自由端部の先端面が対応する島部４７３に接着される。また、固定板４２３の背面が収納空部４３１を区画するケース４３の内壁面に接着される。この収納状態でフレキシブルケーブル４２４を介してピエゾ素子ＰＺＴに駆動信号を供給すると、ピエゾ素子ＰＺＴは伸縮して圧力室４５１の容積を膨張・収縮させる。このような圧力室４５１の容積変化により、圧力室４５１内のインクには圧力変動が生じる。そして、このインク圧力の変動を利用することでノズルからインク滴を吐出させることができる。
【００４８】
＜ヘッド制御部ＨＣについて＞
図７は、ヘッド制御部ＨＣの説明図である。
図７に示すヘッドヘッド制御部ＨＣは、第１シフトレジスタ８１Ａと、第２シフトレジスタ８１Ｂと、第１ラッチ回路８２Ａと、第２ラッチ回路８２Ｂと、デコーダ８３と、制御ロジック８５と、スイッチ部８６を備えている。なお、第１シフトレジスタ８１Ａ、第２シフトレジスタ８１Ｂ、第１ラッチ回路８２Ａ、第２ラッチ回路８２Ｂ、デコーダ８３、は、それぞれノズル毎（ピエゾ素子ＰＺＴ毎）に設けられている。
【００４９】
ヘッド制御部ＨＣには、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、画素データＳＩ、クロック信号ＣＬＫが入力される。以下、これらの各信号について説明する。なお、ヘッド制御部ＨＣには駆動信号ＣＯＭも入力されるが、駆動信号ＣＯＭについては後述する。
【００５０】
ラッチ信号ＬＡＴは、繰り返し周期Ｔ（１画素の区間をヘッド４１が移動する期間）を示す信号である。ラッチ信号ＬＡＴは、リニア式エンコーダー５１の信号に基づいて、コントローラー６０によって生成され、制御ロジック８５とラッチ回路（第１ラッチ回路８２Ａ、第２ラッチ回路８２Ｂ）に入力される。
【００５１】
チェンジ信号ＣＨは、本実施形態では繰り返し周期Ｔを３等分した期間（以下、吐出区間ともいう）を示す信号である。チェンジ信号ＣＨは、リニア式エンコーダー５１の信号に基づいてコントローラー６０によって生成され、制御ロジック８５に入力される。
【００５２】
画素データＳＩは、画素毎の階調（ドット無し、小ドット、中ドット、大ドット）を示す信号である。この画素データは、１個のノズルに対して２ビットずつで構成されている。例えば、ノズル数が１８０個の場合、２ビット×１８０の画素データＳＩが繰り返し周期Ｔ毎に装置本体側から無線で送られてくることになる。なお、画素データＳＩは、第１シフトレジスタ８１Ａ及び第２シフトレジスタ８１Ｂに入力される。
【００５３】
クロック信号ＣＬＫは、コントローラー６０から送られる画素データＳＩを、各シフトレジスタ（第１シフトレジスタ８１Ａ、第２シフトレジスタ８１Ｂ）にセットする際に用いられる信号である。
【００５４】
次に、ヘッド制御部ＨＣで生成される信号について説明する。ヘッド制御部ＨＣでは、選択信号ｑ０〜ｑ３、スイッチ制御信号ＳＷが生成される。
【００５５】
選択信号ｑ０〜ｑ３は、ラッチ信号ＬＡＴとチェンジ信号ＣＨに基づいて、制御ロジック８５で生成される。そして生成された選択信号ｑ０〜ｑ３は、ピエゾ素子ＰＺＴ毎に設けられたデコーダ８３にそれぞれ入力される。
【００５６】
スイッチ制御信号ＳＷは、各ラッチ回路（第１ラッチ回路８２Ａ、第２ラッチ回路８２Ｂ）にラッチされた画素データ（２ビット）に基づいて、選択信号ｑ０〜ｑ３の何れかがデコーダ８３によって選択されたものである。各デコーダ８３で生成されたスイッチ制御信号ＳＷは、スイッチ部８６に入力される。
【００５７】
スイッチ部８６は、各ピエゾ素子ＰＺＴに対応したスイッチを有しており、各デコーダ８３から出力されるスイッチ制御信号ＳＷに基づいて、それぞれ対応するスイッチを動作させることによって、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子ＰＺＴに印加する。
【００５８】
＜ヘッド制御部ＨＣの動作について＞
ヘッド制御部ＨＣは、画素データＳＩに基づき、各ピエゾ素子ＰＺＴの駆動（インクを吐出させるための動作）を制御している。本実施形態では、画素データＳＩが２ビットで構成されている。そして、転送用クロックＣＬＫに同期して、この画素データＳＩがヘッド４１へ送られてくる。さらに、画素データＳＩの上位ビット群が各第１シフトレジスタ８１Ａにセットされ、下位ビット群が各第２シフトレジスタ８１Ｂにセットされる。第１シフトレジスタ８１Ａには第１ラッチ回路８２Ａが電気的に接続され、第２シフトレジスタ８１Ｂには第２ラッチ回路８２Ｂが電気的に接続されている。そして、コントローラー６０からのラッチ信号ＬＡＴがＨレベルになると、各第１ラッチ回路８２Ａは対応する画素データＳＩの上位ビットをラッチし、各第２ラッチ回路８２Ｂは画素データＳＩの下位ビットをラッチする。第１ラッチ回路８２Ａ及び第２ラッチ回路８２Ｂでラッチされた画素データＳＩ（上位ビットと下位ビットの組）はそれぞれ、デコーダ８３に入力される。デコーダ８３は、第１ラッチ回路８２Ａ及び第２ラッチ回路８２Ｂにラッチされた画素データＳＩに応じて、制御ロジック８５から出力される選択信号ｑ０〜ｑ３のうちの一つの選択信号（例えば選択信号ｑ１）を選択し、選択され選択信号をスイッチ制御信号ＳＷとしてスイッチ部８６に出力する。
【００５９】
＝＝＝比較例１＝＝＝
＜比較例１のスイッチ部＞
図８は比較例１のスイッチ部８６の構成を示す図である。比較例１のスイッチ部８６は、Ｐチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下ＰＭＯＳともいう）Ｔ１と、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下ＮＭＯＳともいう）Ｔ２によるトランスミッションゲート４９を有している。なお、ピエゾ素子ＰＺＴ以外の部分は集積化（ＩＣ化）されている。
【００６０】
トランスミッションゲート４９は、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子ＰＺＴへ印加するのを制御するアナログスイッチとして機能する。なお、このトランスミッションゲート４９は、ノズル毎（ピエゾ素子ＰＺＴ毎）に設けられている。図では、１つのピエゾ素子ＰＺＴに対応する部分のみを示している。
【００６１】
トランスミッションゲート４９の入力側には駆動信号ＣＯＭが印加され、出力側はピエゾ素子ＰＺＴの一端と接続されている。そして、ＰＭＯＳＴ１及びＮＭＯＳＴ２のゲートへの電圧の印加によって入出力間の導通が制御されている。なお、ＰＭＯＳＴ１のオン／オフは、ＰＭＯＳＴ１１とＮＯＳＴ１２で構成されるインバーターＰＡの出力によって制御されており、ＮＭＯＳＴ２のオン／オフは、ＰＭＯＳＴ２１とＮＯＳＴ２２で構成されるインバーターＰＢの出力によって制御されている。また、各インバーターの出力は、対応するデコーダ８３から出力されるスイッチ制御信号ＳＷに応じて変化する。つまり、トランスミッションゲート４９のオン／オフは、スイッチ制御信号ＳＷ（言い換えると画素データＳＩ）に基づいて制御されている。
【００６２】
以上の構成により、ピエゾ素子ＰＺＴに対して充電・放電の双方向に対応できる。具体的には、充電時にはＰＭＯＳＴ１によってピエゾ素子ＰＺＴを充電することができる。また、放電時にはＮＭＯＳＴ１によってピエゾ素子ＰＺＴの電荷を放電させることができる。
【００６３】
＜比較例１の駆動信号＞
次に、比較例１で使用される駆動信号ＣＯＭ’とインク吐出の関係について図５及び図９を用いて説明する。図９は、比較例１の駆動信号ＣＯＭ’を示す図である。なお、図では一つの吐出区間の波形を示している。
【００６４】
この例の場合、駆動信号生成回路６５は時刻Ｔ０まで中間電位Ｖｃ（ＧＮＤ＜Ｖｃ＜ＶＤＤ）を出力し、ピエゾ素子ＰＺＴの一端には中間電位Ｖｃが印加される。このときの圧力室４５１の容積を基準容積とする。その後、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間に、駆動信号生成回路６５は中間電位Ｖｃから最高電位Ｖｈまで電位を上昇させる。この電位上昇により、ピエゾ素子ＰＺＴは長手方向に収縮し、圧力室４５１の容積を膨張させる。その結果、圧力室４５１内の圧力は減圧する。
そして、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔ２まで最高電位Ｖｈを維持した後、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間に、最高電位Ｖｈから最低電位Ｖｌまで電位を下降させ、ピエゾ素子ＰＺＴを伸長する。そうすると、圧力室４５１の容積は収縮し、圧力室４５１内の圧力は一気に加圧され、ノズルからインクが吐出される。
その後、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔ４まで最低電位Ｖｌを維持し、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間に、最低電位Ｖｌから中間電位Ｖｃまで電位を上昇させる。その結果、収縮した圧力室４５１の容積が膨張し、圧力室４５１内の容積は基準容積に戻される。
【００６５】
＝＝＝比較例２＝＝＝
＜比較例２のスイッチ部＞
図１０は比較例２のスイッチ部８６の構成を示す図である。
この比較例２のスイッチ部８６の各スイッチはトランスミッションゲートではなくＮＭＯＳのみで構成されている。図１０においても、１つのピエゾ素子ＰＺＴに対応する部分のみを示している。また、図において、ピエゾ素子ＰＺＴ以外の部分は集積化（ＩＣ化）されている。
比較例２のスイッチ部８６は、インバーターＰＴと、ＮＭＯＳＴ３と、ダイオオードＤ１〜Ｄ４と、抵抗Ｒ１とを有している。なお、駆動信号ＣＯＭは、図のようにピエゾ素子ＰＺＴの一端に印加される。
【００６６】
インバーターＰＴは、ＰＭＯＳＴ３１とＮＭＭＯＳＴ３２によって構成されている。インバーターＰＴの出力はＮＭＯＳＴ３のゲート（制御電極）に印加される。なお、インバーターＰＴの出力は、対応するデコーダ８３から出力されるスイッチ制御信号ＳＷに応じて変化する。すなわち、ＮＭＯＳＴ３のゲートには画素データＳＩに基づいた信号が印加される。
【００６７】
ＮＭＯＳＴ３のドレイン（入力電極）は、ＩＣの出力端子ＤＯｎを介してピエゾ素子ＰＺＴの他端に接続されている。また、ＮＭＯＳＴ３のソースは、グランド端子ＧＮＤ２と接続されている。そして、ＮＭＯＳＴ３は、インバーターＰＴの出力がＨレベルのときオンとなり、インバーターＰＴの出力がＬレベルのときオフとなる。
【００６８】
ダイオードＤ１はＰＭＯＳＴ３１の寄生ダイオードであり、ダイオードＤ２はＮＭＯＳＴ３２の寄生ダイオードである。
また、ダイオードＤ３及びダイオードＤ４は、逆流防止用のダイオードである。
【００６９】
抵抗Ｒ２は、電圧降下用の抵抗である。抵抗Ｒ２の一端はダイオードＤ４のアノード側と接続され。他端はグランド端子ＧＮＤ２と接続されている。
【００７０】
＜比較例２の駆動信号＞
図１１は比較例２の駆動信号ＣＯＭ″を示す図である。この比較例２では、比較例１のように吐出区間の開始時に中間電位にできない。なぜなら、もし仮に、吐出区間の開始時にピエゾ素子ＰＺＴの一端側が中間電位であるとすると、ＮＭＯＳＴ３がオフからオンに切り替わる際に、ピエゾ素子ＰＺＴに電流が流れ、ピエゾ素子ＰＺＴが誤動作するおそれがあるからである。
【００７１】
このように吐出区間の開始時に中間電位にできないため、比較例２では駆動信号ＣＯＭ″はグランド電位から始まっている。そして、駆動信号ＣＯＭ″の電位はグランド電位から上昇して最高電位に達した後、下降してグランド電位に戻っている。このように比較例２の駆動信号ＣＯＭ″の波形はパルス波形である。そして、この電位変化に応じたピエゾ素子ＰＺＴの振動によりノズルからインクを吐出する。
【００７２】
比較例２では、ピエゾ素子ＰＺＴに駆動信号ＣＯＭを印加するスイッチとしてトランスミッションゲートを用いた比較例１と比べると、トランジスタの数を減少させることができるので、コストの削減及びＩＣの小型化を実現することができる。しかし、比較例２の波形（パルス波形）では、引き打ち（圧力室４５１の容積を基準容量から膨張させて基準容量に戻す）又は押しうち（圧力室４５１の容積を基準容量から縮小させて基準容量に戻す）しかできない。
【００７３】
このように、比較例２では、圧力室４５１の変位量やノズルから吐出されるインク量が比較例１の場合よりも小さくなる。よって、インク吐出の特性が比較例１の場合よりも悪化してしまう。
【００７４】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
以下、図面を参照しつつ第１実施形態について説明する。なお、第１実施形態のスイッチ部８６の構成は前述した比較例２（図９）と同じである。つまり、本実施形態のスイッチ部８６の各スイッチは、トランスミッションゲートではなくＮＭＯＳＴ３のみで構成されている。ただし、本実施形態の駆動信号ＣＯＭの波形は比較例２と異なっている。以下、第１実施形態の駆動信号ＣＯＭについて説明する。
【００７５】
＜第１実施形態の駆動信号＞
図１２は、第１実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
本実施形態では、ＮＭＯＳＴ３がオンする吐出区間の開始時にグランド電位から開始している。このため、吐出区間の開始時にＮＭＯＳＴ３がオンになっても、いきなりピエゾ素子ＰＺＴに電流が流れることは無い。このときの圧力室４５１の容積を基準容積とする。その後、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでの間に、駆動信号生成回路６５はグランド電位ＧＮＤから中間電位Ｖ０まで電位を上昇させる。電位上昇により、ピエゾ素子ＰＺＴは長手方向に収縮し、圧力室４５１の容積を膨張させる。そして、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔｃまで中間電位Ｖ０を維持した後、時刻Ｔｃから時刻Ｔｄまでの間に、中間電位Ｖ０から最高電位Ｖ１まで電位を上昇させる。この電位上昇により、ピエゾ素子ＰＺＴはさらに長手方向に収縮し、圧力室４５１の容積をさらに膨張させる。
【００７６】
そして、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔｅまで最高電位Ｖ１を維持した後、時刻Ｔｅから時刻Ｔｆまでの間に、最高電位Ｖ１から最低電位Ｖ２（ここではグランド電位ＧＮＤ）まで電位を下降させ、ピエゾ素子ＰＺＴを伸長する。このとき、圧力室４５１の容積は収縮し、圧力室４５１内の圧力は一気に加圧され、ノズルからインクが吐出される。
【００７７】
その後、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔｇまで最低電位Ｖ２を維持し、時刻Ｔｇから時刻Ｔｈまでの間に、最低電位Ｖ２から電位Ｖ３まで電位を上昇させる。その結果、収縮した圧力室４５１の容積が膨張する。そして、時刻Ｔｉまで電位Ｖ３を維持した後、時刻Ｔｉから時刻Ｔｊまでの間に、電位Ｖ３からグランド電位ＧＮＤまで電位を降下させる。この電位降下により、圧力室４５１の容積は基準容積に戻る。
【００７８】
なお、時刻Ｔａ〜Ｔｂと時刻Ｔｉ〜Ｔｊにおける電位変化は、ノズルからインクが吐出されない程度となるように設定されている。
こうすることにより、図の時刻Ｔｂ〜時刻Ｔｈにおける波形は図９（比較例１）の吐出波形と同じ波形（吐出波形）になる。つまり、比較例１と同じ吐出特性を比較例２の構成により実現することが可能になる。
【００７９】
図１３は、繰り返し周期Ｔにおける駆動信号ＣＯＭの波形の一例を示す図である。
【００８０】
駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期Ｔ（１画素の区間をヘッド４１が移動する周期）における期間Ｔ１１で生成される駆動パルスＰＳ１と、期間Ｔ１２で生成される駆動パルスＰＳ２と、期間Ｔ１３で生成される駆動パルスＰＳ３とを有している。駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２及び駆動パルスＰＳ３は、後で詳述する大ドットの形成時にピエゾ素子ＰＺＴへ印加されるものであり、互いに同じ波形をしている。また、駆動パルスＰＳ１と駆動パルスＰＳ２は、後で詳述する中ドットの形成時にも、ピエゾ素子ＰＺＴへ印加されるものである。また、駆動パルスＰＳ１は、後で詳述する小ドットの形成時にも、ピエゾ素子ＰＺＴへ印加されるものである。なお、駆動パルスがピエゾ素子ＰＺＴに印加されない場合は、インクが吐出されない（ドットが形成されない）。
【００８１】
（画素データとドットの関係）
まず、ドットの非形成の場合（画素データＳＩがデータ［００］の場合）について説明する。画素データ［００］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ０が出力される。この場合、期間ＴにおいてＮＭＯＳＴ３がオフ状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭによって駆動されず、ノズルからはインク滴は吐出されない。
【００８２】
次に、小ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［０１］の場合）について説明する。画素データ［０１］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ１が出力される。この場合、期間Ｔ１１においてＮＭＯＳＴ３がオン状態になり、期間Ｔ１２及び期間Ｔ１３においてＮＭＯＳＴ３がオフ状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＳ１で駆動され、ノズルからは小ドットに対応する量のインク滴が吐出される。
【００８３】
次に、中ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［１０］の場合）について説明する。画素データ［１０］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ２が出力される。この場合、期間Ｔ１１及び期間Ｔ１２においてＮＭＯＳＴ３がオン状態になり、期間Ｔ１３ではＮＭＯＳＴ３がオフ状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＳ１と駆動パルスＰＳ２で駆動され、ノズルからは中ドットに対応する量のインク滴（中インク滴）が吐出される。
【００８４】
次に、大ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［１１］の場合）について説明する。画素データ［１１］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ３が出力される。この場合、期間Ｔ１１、期間Ｔ１２及び期間Ｔ１３においてＮＭＯＳＴ３はオン状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＳ１と駆動パルスＰＳ２と駆動パルスＰＳ３で駆動され、ノズルからは大ドットに対応する量のインク滴（大インク滴）が吐出される。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の駆動信号生成回路６５は、各吐出区間においてグランド電位で開始し、且つ、グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、中間電位Ｖ０よりもさらに高い最高電位Ｖ１、中間電位Ｖ０よりも低い最低電位Ｖ２、最低電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号ＣＯＭを生成している。これにより、比較例２の構成（図１０）を用いて、比較例１の中間電位のある吐出波形（図９）によるピエゾ素子ＰＺＴの駆動を実現することができる。よって、吐出特性を維持しつつ、コストの低減を図ることができる。
【００８６】
さらに、本実施形態では、時刻Ｔａから時刻Ｔｂ（中間電位Ｖ０に達するまで）の間での電位の上昇により、インクが吐出されない程度の振動（微振動）を圧力室４５１内のインクに与えることができる。これにより、微振動の効果が得られるので、インクをより安定して吐出することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、繰り返し周期Ｔの各吐出区間に図１２の吐出波形が含まれていたがこれには限定されない。例えば、１つの吐出区間にピエゾ素子ＰＺＴを微振動させる波形を含んでいてもよい。また、本実施形態では繰り返し周期Ｔに吐出区間が３つであるがこれには限定されない。例えば４つでもよい。また、繰り返し周期Ｔが１つの吐出区間であってもよい。
【００８８】
また、本実施形態の駆動信号ＣＯＭでは、グランド電位から上昇して中間電位Ｖ０になった後、さらに電位が上昇して最高電位Ｖ１になっているが、中間電位Ｖ０と最高電位Ｖ１との間に別の波形が含まれていてもよい。例えば、中間電位Ｖ０から一度電位が下降し、再度、上昇して中間電位に戻り、その後最高電位Ｖ１になってもよい。
【００８９】
要するに、各吐出区間の開始時（ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨのパルスのタイミング）にはグランド電位であり、さらに、図１２のような吐出波形が少なくとも１つの吐出区間内に含まれていればよい。
【００９０】
また、ピエゾ素子ＰＺＴの駆動信号ＣＯＭを印加する側（一端側）の電圧を昇圧していてもよい。この場合、グランド端子ＧＮＤ２の電圧（ＮＭＯＳＴ３のソース電圧）を、その昇圧した電圧に合わせるようにすればよい。このようにピエゾ素子ＰＺＴの一端側の電圧を昇圧する場合にも対応することができる。
【００９１】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
前述した実施形態では、スイッチ部８６のスイッチがＮＭＯＳのみで形成されていた。これに対し、第２実施形態ではスイッチがＰＭＯＳのみで構成されている。
【００９２】
＜第２実施形態のスイッチ部８６＞
図１４は、第２実施形態のスイッチ部８６の構成を示す図である。なお、図１４において図１０と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。
この比較例２のスイッチ部８６は、ＰＭＯＳＴ４を有している。なお、第２実施形態においても、駆動信号ＣＯＭは、図のようにピエゾ素子ＰＺＴの一端に印加される。
ＰＭＯＳＴ４のドレイン（出力電極）は、出力端子ＤＯｎを介してピエゾ素子ＰＺＴの他端に接続されている。また、ＰＭＯＳＴ４のソースには電源電圧ＶＨＶが印加されている。ＰＭＯＳＴ４のゲートにはインバーターＰＴの出力が印加される。そして、ＰＭＯＳＴ４は、インバーターＰＴの出力がＬレベルのときオンとなり、インバーターＰＴの出力がＨレベルのときオフとなる。
【００９３】
＜第２実施形態の駆動信号＞
図１５は、第２実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
第２実施形態の駆動信号生成回路６５が生成する駆動信号ＣＯＭは、吐出区間の開始時に電源電位ＶＨＶから開始している。これは、ＰＭＯＳＴ４がオフからオンに切り替わるときにピエゾ素子ＰＺＴの両端に電位差があると誤動作するおそれがあるからである。
そして、駆動信号生成回路６５は、電源電位ＶＨＶよりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、中間電位Ｖ０よりもさらに低い最低電位Ｖ１、中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２（本実施形態では電源電位ＶＨＶ）、電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号ＣＯＭを生成している。
【００９４】
この第２実施形態においても、ＰＭＯＳＴ４のみでスイッチを構成することができるとともに、中間電位のある吐出波形によってピエゾ素子ＰＺＴを駆動することができる。よって、良好な吐出特性を維持しつつ、コストの低減を図ることができる。
【００９５】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００９６】
＜液体吐出装置について＞
前述の実施形態では、液体吐出装置の一例としてインクジェットプリンターが説明されている。但し、液体吐出装置はインクジェットプリンターに限られるものではなく、インク以外の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような液状体も含む）や液体以外の流体（流体として吐出できる固体、例えば粉体）を吐出する流体吐出装置にも適用可能である。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる液状の色剤や電極材などを吐出する吐出装置や、バイオチップ製造に用いられる液状の生体有機物を吐出する吐出装置に、前述の実施形態を適用しても良い。
【００９７】
＜プリンターについて＞
前述の実施形態のプリンターは、ヘッドが移動方向に移動するドット形成動作（パス）と、用紙を搬送方向に搬送する搬送動作とを交互に繰り返すプリンター（いわゆるシリアルプリンター）であった。しかし、プリンターの種類は、これに限られるものではない。例えば、ヘッドを固定して、ヘッドと対向させて用紙を搬送させながらヘッドからインクを吐出させて印刷を行うプリンター（いわゆるラインプリンター）であっても良い。
【００９８】
＜インクについて＞
前述の実施形態は、プリンターの実施形態だったので、インクをノズルから吐出しているが、このインクは水性でも良いし、油性でも良い。また、ノズルから吐出する流体は、インクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（水も含む）をノズルから吐出しても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１ プリンター、２０ 搬送ユニット、２１ 給紙ローラー、
２２ 搬送モーター（ＰＦモーター）、２３ 搬送ローラー、
２４ プラテン、２５ 排紙ローラー、３０ キャリッジユニット、
３１ キャリッジ、３２ キャリッジモーター（ＣＲモーター）、
４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、４２ 駆動ユニット、
４２３ 固定板、４２４ フレキシブルケーブル、４３ ケース、
４３１ 収納空部、４３２ インク供給路、４４ 流路ユニット、
４５ 流路形成基板、４５１ 圧力室、４５２ インク供給口、４５３ リザーバ、
４６ ノズルプレート、４７ 弾性板、４９ トランスミッションゲート、
５０ 検出器群、５１ リニア式エンコーダー、５２ ロータリー式エンコーダー、
５３ 紙検出センサー、５４ 光学センサー、６０ コントローラー、
６１ インターフェイス部、６２ ＣＰＵ、６３ メモリー、
６４ ユニット制御回路、６５ 駆動信号生成回路、
１１０ コンピューター、ＨＣ ヘッド制御部、ＰＺＴ ピエゾ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、及び、液体吐出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体（例えばインク）を吐出させるための駆動素子を有する液体吐出装置として、例えばインクジェットプリンターが知られている。このような、インクジェットプリンターでは、駆動素子を駆動させるための駆動信号を生成し、アナログスイッチ（例えばトランスミッションゲート）による制御により駆動信号の所望の波形を駆動素子に印加している（例えば、特許文献１参照）。そして、駆動信号により駆動素子を駆動させることによってノズルからインクを吐出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなプリンターでは、複数の駆動素子を選択的に駆動させるために、駆動素子毎に対してそれぞれトランスミッションゲートが設けられている。このように、ノズル数分のトランスミッションゲートを設ける必要があり、コストが高くなるという問題がある。なお、トランスミッションゲートではなく１方の極性（例えば、Ｎチャンネル型）のトランジスタのみでもアナログスイッチを構成することが可能である。しかしながら、この場合、後述するように、液体の吐出特性が悪化するおそれがある。
そこで本発明は、良好な吐出特性を維持しつつ、コストの低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、を有し、前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】プリンターの全体構成のブロック図である。
【図２】図２Ａは、プリンターの斜視図である。図２Ｂは、プリンターの横断面図である。
【図３】プリンタードライバーによる処理の説明図である。
【図４】駆動信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図５】ヘッドの下面におけるノズルの配列を示す説明図である。
【図６】ヘッドのノズルの周辺の断面図である。
【図７】ヘッド制御部ＨＣの説明図である。
【図８】比較例１のスイッチ部の構成を示す図である。
【図９】比較例１の駆動信号ＣＯＭ’を示す図である。
【図１０】比較例２のスイッチ部の構成を示す図である。
【図１１】比較例２の駆動信号ＣＯＭ″を示す図である。
【図１２】第１実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
【図１３】繰り返し周期Ｔにおける駆動信号ＣＯＭの波形を示す図である。
【図１４】第２実施形態のスイッチ部の構成を示す図である。
【図１５】第２実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００８】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、を有し、前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置が明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、良好な吐出特性を維持しつつ、スイッチがＮチャンネル型トランジスタのみで構成されるのでコストの低減を図ることができる。
【０００９】
かかる液体吐出装置であって、前記駆動信号は、各吐出区間において、前記グランド電位で開始することが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動素子の誤動作を防止することができる。
【００１０】
かかる液体吐出装置であって、前記Ｎチャンネル型トランジスタの出力電極の電圧は、前記駆動素子の前記一端の電圧に応じて変更されることが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動素子の一端の電圧を昇圧する場合に対応することができる。
【００１１】
かかる液体吐出装置であって、前記Ｎチャンネル型トランジスタの制御電極には、画素データに基づいた信号が印加されることが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、画素データに応じて液体を吐出することができる。
【００１２】
また、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＰチャンネル型トランジスタと、を有し、前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置が明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、良好な吐出特性を維持しつつ、スイッチがＰチャンネル型トランジスタのみで構成されるのでコストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することとを有することを特徴とする液体吐出方法が明らかとなる。
【００１４】
また、ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することとを有することを特徴とする液体吐出方法が明らかとなる。
【００１５】
以下の実施形態では、インクジェットプリンター（以下、プリンター１ともいう）を例に挙げて説明する。
【００１６】
＝＝＝プリンターの構成＝＝＝
図１は、本実施形態のプリンター１の全体構成のブロック図である。また、図２Ａは、プリンター１の斜視図であり、図２Ｂは、プリンター１の横断面図である。以下、本実施形態のプリンター１の基本的な構成について説明する。
【００１７】
本実施形態のプリンター１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、及びコントローラー６０を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、紙に画像を印刷する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。
【００１８】
搬送ユニット２０は、媒体（例えば、紙Ｓなど）を所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２（ＰＦモーターとも言う）と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する。給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された紙をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の紙Ｓを支持する。排紙ローラー２５は、紙Ｓをプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。
【００１９】
キャリッジユニット３０は、ヘッドを所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモーターとも言う）とを有する。キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。
【００２０】
ヘッドユニット４０は、紙にインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１とヘッド制御部ＨＣを備えている。ヘッド４１はキャリッジ３１に設けられているため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に吐出することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が紙に形成される。
【００２１】
ヘッド制御部ＨＣは、ピエゾ素子ＰＺＴの駆動等を制御するための制御用ＩＣでありヘッド４１に設けられている。ヘッド制御部ＨＣは、コントローラー６０からのヘッド制御信号に応じて、ヘッド４１の各ノズルと対応するピエゾ素子ＰＺＴを選択的に駆動させる。これによりヘッド４１のノズルからインクが吐出される。
なお、ヘッドユニット４０の詳細については後述する。
【００２２】
検出器群５０には、リニア式エンコーダー５１、ロータリー式エンコーダー５２、紙検出センサー５３、光学センサー５４等が含まれる。リニア式エンコーダー５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダー５２は、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサー５３は、給紙中の紙の先端の位置を検出する。光学センサー５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により、紙の有無を検出する。そして、光学センサー５４は、キャリッジ３１によって移動しながら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサー５４は、状況に応じて、紙の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。
【００２３】
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントローラー６０は、インターフェイス部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４と、駆動信号生成回路６５を有する。インターフェイス部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して各ユニットを制御する。
【００２４】
駆動信号生成回路６５は、ヘッド４１のピエゾ素子ＰＺＴを駆動させる駆動信号ＣＯＭを生成する。なお、駆動信号生成回路６５の詳細については後述する。
【００２５】
＜印刷手順について＞
コントローラー６０は、コンピューター１１０から印刷命令及び印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の処理を行う。
【００２６】
まず、コントローラー６０は、給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき用紙Ｓを搬送ローラー２３の所まで送る。次に、コントローラー６０は、搬送モーター２２を駆動させることによって搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。
【００２７】
用紙Ｓがヘッドユニット４０の下部まで搬送されると、コントローラー６０は、印刷命令に基づいてキャリッジモーター３２を回転させる。このキャリッジモーター３２の回転に応じて、キャリッジ３１が移動方向に移動する。また、キャリッジ３１が移動することによって、キャリッジ３１に設けられたヘッドユニット４０も同時に移動方向に移動する。また、ヘッドユニット４０が移動方向に移動している間に、コントローラー６０は、駆動信号生成回路６５に駆動信号ＣＯＭを生成させて、ヘッド４１のピエゾ素子に駆動信号ＣＯＭを印加する。これにより、ヘッドユニット４０が移動方向に移動している間に、ヘッド４１から断続的にインク滴が吐出される。このインク滴が、用紙Ｓにインク滴が着弾することによって、移動方向に複数のドットが並ぶドット列が形成される。なお、移動するヘッド４１からインクを吐出することによるドット形成動作のことをパスという。
【００２８】
また、コントローラー６０は、ヘッドユニット４０が往復移動する合間に搬送モーター２２を駆動させる。搬送モーター２２は、コントローラー６０からの指令された駆動量に応じて回転方向の駆動力を発生する。そして、搬送モーター２２は、この駆動力を用いて搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。つまり、用紙Ｓの搬送量は、搬送ローラー２３の回転量に応じて定まることになる。このように、パスと搬送動作を交互に繰り返して行い、用紙Ｓの各画素にドットを形成していく。こうして用紙Ｓに画像が印刷される。
【００２９】
そして、最後に、コントローラー６０は、搬送ローラー２３と同期して回転する排紙ローラー２５によって印刷が終了した用紙Ｓを排紙する。
【００３０】
＜プリンタードライバーによる処理の概要＞
上記の印刷処理は、前述したように、プリンター１に接続されたコンピューター１１０から印刷データが送信されることにより開始する。当該印刷データは、プリンタードライバーによる処理により生成される。以下、プリンタードライバーによる処理について、図３を参照しながら説明する。図３は、プリンタードライバーによる処理の説明図である。
【００３１】
プリンタードライバーは、アプリケーションプログラムから画像データを受け取り、プリンター１が解釈できる形式の印刷データに変換し、印刷データをプリンターに出力する。アプリケーションプログラムからの画像データを印刷データに変換する際に、プリンタードライバーは、解像度変換処理・色変換処理・ハーフトーン処理・ラスタライズ処理・コマンド付加処理などを行う。
解像度変換処理は、アプリケーションプログラムから出力された画像データ（テキストデータ、イメージデータなど）を、紙に印刷する際の解像度（印刷解像度）に変換する処理である。例えば、印刷解像度が７２０×７２０ｄｐｉに指定されている場合、アプリケーションプログラムから受け取ったベクター形式の画像データを７２０×７２０ｄｐｉの解像度のビットマップ形式の画像データに変換する。なお、解像度変換処理後の画像データの各画素データは、ＲＧＢ色空間により表される多階調（例えば２５６階調）のＲＧＢデータである。この階調値は、ＲＧＢ画像データに基づいて定められるものであり、以下指令階調値ともいう。
【００３２】
色変換処理は、ＲＧＢデータをＣＭＹＫ色空間のデータに変換する処理である。なお、ＣＭＹＫ色空間の画像データは、プリンターが有するインクの色に対応したデータである。言い換えると、プリンタードライバーは、ＲＧＢデータに基づいて、ＣＭＹＫ平面の画像データを生成する。
【００３３】
この色変換処理は、ＲＧＢデータの階調値とＣＭＹＫデータの階調値とを対応づけたテーブル（色変換ルックアップテーブルＬＵＴ）に基づいて行われる。なお、色変換処理後の画素データは、ＣＭＹＫ色空間により表される２５６階調のＣＭＹＫデータである。
【００３４】
ハーフトーン処理は、高階調数のデータを、プリンターが形成可能な階調数のデータに変換する処理である。このハーフトーン処理により、２５６階調を示すデータが、２階調を示す１ビットデータや４階調を示す２ビットデータに変換される。ハーフトーン処理後の画像データでは、画素ごとに１ビット又は２ビットの画素データが対応しており、この画素データは各画素でのドットの形成状況（ドットの有無、ドットの大きさ）を示すデータになる。例えば２ビット（４階調）の場合、ドット階調値［００］に対応するドットなし、ドット階調値［０１］に対応する小ドットの形成、ドット階調値［１０］に対応する中ドットの形成、及び、ドット階調値［１１］に対応する大ドットの形成のように４段階に変換される。その後、各ドットのサイズについてドット生成率が決められた上で、ディザ法・γ補正・誤差拡散法等を利用して、プリンター１がドットを分散して形成するように画素データが作成される。
【００３５】
ラスタライズ処理は、マトリクス状に並ぶ画素データを、印刷時のドット形成順序に従って並べ替える処理である。例えば、印刷時に数回に分けてドット形成処理が行われる場合、各ドット形成処理に対応する画素データをそれぞれ抽出し、ドット形成処理の順序に従って並べ替える。なお、印刷方式が異なれば印刷時のドット形成順序が異なるので、印刷方式に応じてラスタライズ処理が行われることになる。
【００３６】
コマンド付加処理は、ラスタライズ処理されたデータに、印刷方式に応じたコマンドデータを付加する処理である。コマンドデータとしては、例えば媒体の搬送速度を示す搬送データなどがある。
【００３７】
これらの処理を経て生成された印刷データは、プリンタードライバーによりプリンター１に送信される。
【００３８】
＝＝＝駆動信号生成回路＝＝＝
図４は、駆動信号生成回路６５の構成の一例を示すブロック図である。
駆動信号生成回路６５（駆動信号生成部に相当する）は、ＣＰＵ６２からのＤＡＣデータに基づき、駆動信号ＣＯＭを生成する。図４に示すように、駆動信号生成回路６５は、ＤＡＣ回路６５１と、電圧増幅回路６５２と、電流増幅回路６５３とを有する。ＤＡＣ回路６５１は、デジタルのＤＡＣデータをアナログ信号に変換する。電圧増幅回路６５２は、ＤＡＣ回路６５１で変換されたアナログ信号の電圧を、ピエゾ素子ＰＺＴを駆動できるレベルまで増幅する。このプリンター１では、ＤＡＣ回路６５１から出力されるアナログ信号は最大３．３Ｖであるのに対し、電圧増幅回路６５２から出力される増幅後のアナログ信号は最大４２Ｖである。電流増幅回路６５３は、電圧増幅回路６５２からのアナログ信号について電流の増幅をし、駆動信号ＣＯＭとして出力する。なお、この電流増幅回路６５３は、例えば、プッシュプル接続されたトランジスタ対（不図示）によって構成される。
【００３９】
＝＝＝ヘッドユニット＝＝＝
＜ヘッドについて＞
図５は、ヘッド４１の下面におけるノズルの配列を示す説明図である。図５に示すように、ヘッド４１の下面には、ブラックインクノズル列Ｋと、シアンインクノズル列Ｃと、マゼンタインクノズル列Ｍと、イエローインクノズル列Ｙが移動方向に並んで形成されている。各ノズル列は、各色のインクを吐出するための吐出口であるノズルを複数個（本実施形態では１８０個）備えている。
【００４０】
各ノズル列の複数のノズルは、搬送方向に沿って、一定の間隔（ノズルピッチ：ｋ・Ｄ）でそれぞれ整列して並んでいる。ここで、Ｄは、搬送方向における最小のドットピッチ（つまり、用紙Ｓに形成されるドットの最高解像度での間隔）である。また、ｋは、１以上の整数である。例えば、ノズルピッチが１８０ｄｐｉ（１／１８０インチ）であって、搬送方向のドットピッチが７２０ｄｐｉ（１／７２０）である場合、ｋ＝４である。
【００４１】
各ノズル列のノズルは、下流側のノズルほど若い番号が付されている（♯１〜♯１８０）。つまり、ノズル♯１は、ノズル♯１８０よりも搬送方向の下流側に位置している。各ノズルには、各ノズルを駆動してインク滴を吐出させるための駆動素子としてピエゾ素子（不図示）が設けられている。また、光学センサー５４は、搬送方向の位置に関して、一番上流側にあるノズル♯１８０とほぼ同じ位置にある。
【００４２】
図６は、ヘッド４１のノズルの周辺の断面図である。ヘッド４１は、駆動ユニット４２と、駆動ユニット４２を収納するためのケース４３と、ケース４３に装着される流路ユニット４４とを備えている。
【００４３】
駆動ユニット４２は、複数のピエゾ素子ＰＺＴによって構成されるピエゾ素子群と、このピエゾ素子群が固定される固定板４２３と、各ピエゾ素子ＰＺＴに給電するためのフレキシブルケーブル４２４とを有している。各ピエゾ素子ＰＺＴは、所謂片持ち梁の状態で固定板４２３に取り付けられている。固定板４２３は、ピエゾ素子ＰＺＴからの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材である。フレキシブルケーブル４２４は、可撓性を有するシート状の配線基板であり、固定板４２３とは反対側となる固定端部の側面でピエゾ素子ＰＺＴ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４２４の表面には、ピエゾ素子ＰＺＴの駆動等を制御するための制御用ＩＣであるヘッド制御部ＨＣが実装されている。
【００４４】
ケース４３は、駆動ユニット４２を収納可能な収納空部４３１を有する直方体ブロック状の外形である。このケース４３の先端面には上記の流路ユニット４４が接合される。この収納空部４３１は、駆動ユニット４２が丁度嵌合可能な大きさである。また、このケース４３には、インク供給路４３２も形成されている。インク供給路４３２は、インクカートリッジに貯留されたインクをリザーバ４５３に供給するための供給路である。
【００４５】
流路ユニット４４は、流路形成基板４５と、ノズルプレート４６と、弾性板４７とを有し、流路形成基板４５がノズルプレート４６と弾性板４７に挟まれるようにそれぞれを積層して一体的に構成される。ノズルプレート４６は、ノズルが形成されたステンレス鋼製の薄いプレートである。
【００４６】
流路形成基板４５には、圧力室４５１及びインク供給口４５２となる空部が各ノズルに対応して複数形成される。リザーバ４５３は、インクカートリッジに貯留されたインクを各圧力室４５１に供給するための液体貯留室であり、インク供給口４５２を通じて対応する圧力室４５１の他端と連通している。そして、インクカートリッジからのインクは、インク供給路４３２を通って、リザーバ４５３内に導入されるようになっている。
【００４７】
駆動ユニット４２は、ピエゾ素子ＰＺＴの自由端部を流路ユニット４４側に向けた状態で収納空部４３１内に挿入され、この自由端部の先端面が対応する島部４７３に接着される。また、固定板４２３の背面が収納空部４３１を区画するケース４３の内壁面に接着される。この収納状態でフレキシブルケーブル４２４を介してピエゾ素子ＰＺＴに駆動信号を供給すると、ピエゾ素子ＰＺＴは伸縮して圧力室４５１の容積を膨張・収縮させる。このような圧力室４５１の容積変化により、圧力室４５１内のインクには圧力変動が生じる。そして、このインク圧力の変動を利用することでノズルからインク滴を吐出させることができる。
【００４８】
＜ヘッド制御部ＨＣについて＞
図７は、ヘッド制御部ＨＣの説明図である。
図７に示すヘッドヘッド制御部ＨＣは、第１シフトレジスタ８１Ａと、第２シフトレジスタ８１Ｂと、第１ラッチ回路８２Ａと、第２ラッチ回路８２Ｂと、デコーダ８３と、制御ロジック８５と、スイッチ部８６を備えている。なお、第１シフトレジスタ８１Ａ、第２シフトレジスタ８１Ｂ、第１ラッチ回路８２Ａ、第２ラッチ回路８２Ｂ、デコーダ８３、は、それぞれノズル毎（ピエゾ素子ＰＺＴ毎）に設けられている。
【００４９】
ヘッド制御部ＨＣには、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、画素データＳＩ、クロック信号ＣＬＫが入力される。以下、これらの各信号について説明する。なお、ヘッド制御部ＨＣには駆動信号ＣＯＭも入力されるが、駆動信号ＣＯＭについては後述する。
【００５０】
ラッチ信号ＬＡＴは、繰り返し周期Ｔ（１画素の区間をヘッド４１が移動する期間）を示す信号である。ラッチ信号ＬＡＴは、リニア式エンコーダー５１の信号に基づいて、コントローラー６０によって生成され、制御ロジック８５とラッチ回路（第１ラッチ回路８２Ａ、第２ラッチ回路８２Ｂ）に入力される。
【００５１】
チェンジ信号ＣＨは、本実施形態では繰り返し周期Ｔを３等分した期間（以下、吐出区間ともいう）を示す信号である。チェンジ信号ＣＨは、リニア式エンコーダー５１の信号に基づいてコントローラー６０によって生成され、制御ロジック８５に入力される。
【００５２】
画素データＳＩは、画素毎の階調（ドット無し、小ドット、中ドット、大ドット）を示す信号である。この画素データは、１個のノズルに対して２ビットずつで構成されている。例えば、ノズル数が１８０個の場合、２ビット×１８０の画素データＳＩが繰り返し周期Ｔ毎に装置本体側から無線で送られてくることになる。なお、画素データＳＩは、第１シフトレジスタ８１Ａ及び第２シフトレジスタ８１Ｂに入力される。
【００５３】
クロック信号ＣＬＫは、コントローラー６０から送られる画素データＳＩを、各シフトレジスタ（第１シフトレジスタ８１Ａ、第２シフトレジスタ８１Ｂ）にセットする際に用いられる信号である。
【００５４】
次に、ヘッド制御部ＨＣで生成される信号について説明する。ヘッド制御部ＨＣでは、選択信号ｑ０〜ｑ３、スイッチ制御信号ＳＷが生成される。
【００５５】
選択信号ｑ０〜ｑ３は、ラッチ信号ＬＡＴとチェンジ信号ＣＨに基づいて、制御ロジック８５で生成される。そして生成された選択信号ｑ０〜ｑ３は、ピエゾ素子ＰＺＴ毎に設けられたデコーダ８３にそれぞれ入力される。
【００５６】
スイッチ制御信号ＳＷは、各ラッチ回路（第１ラッチ回路８２Ａ、第２ラッチ回路８２Ｂ）にラッチされた画素データ（２ビット）に基づいて、選択信号ｑ０〜ｑ３の何れかがデコーダ８３によって選択されたものである。各デコーダ８３で生成されたスイッチ制御信号ＳＷは、スイッチ部８６に入力される。
【００５７】
スイッチ部８６は、各ピエゾ素子ＰＺＴに対応したスイッチを有しており、各デコーダ８３から出力されるスイッチ制御信号ＳＷに基づいて、それぞれ対応するスイッチを動作させることによって、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子ＰＺＴに印加する。
【００５８】
＜ヘッド制御部ＨＣの動作について＞
ヘッド制御部ＨＣは、画素データＳＩに基づき、各ピエゾ素子ＰＺＴの駆動（インクを吐出させるための動作）を制御している。本実施形態では、画素データＳＩが２ビットで構成されている。そして、転送用クロックＣＬＫに同期して、この画素データＳＩがヘッド４１へ送られてくる。さらに、画素データＳＩの上位ビット群が各第１シフトレジスタ８１Ａにセットされ、下位ビット群が各第２シフトレジスタ８１Ｂにセットされる。第１シフトレジスタ８１Ａには第１ラッチ回路８２Ａが電気的に接続され、第２シフトレジスタ８１Ｂには第２ラッチ回路８２Ｂが電気的に接続されている。そして、コントローラー６０からのラッチ信号ＬＡＴがＨレベルになると、各第１ラッチ回路８２Ａは対応する画素データＳＩの上位ビットをラッチし、各第２ラッチ回路８２Ｂは画素データＳＩの下位ビットをラッチする。第１ラッチ回路８２Ａ及び第２ラッチ回路８２Ｂでラッチされた画素データＳＩ（上位ビットと下位ビットの組）はそれぞれ、デコーダ８３に入力される。デコーダ８３は、第１ラッチ回路８２Ａ及び第２ラッチ回路８２Ｂにラッチされた画素データＳＩに応じて、制御ロジック８５から出力される選択信号ｑ０〜ｑ３のうちの一つの選択信号（例えば選択信号ｑ１）を選択し、選択され選択信号をスイッチ制御信号ＳＷとしてスイッチ部８６に出力する。
【００５９】
＝＝＝比較例１＝＝＝
＜比較例１のスイッチ部＞
図８は比較例１のスイッチ部８６の構成を示す図である。比較例１のスイッチ部８６は、Ｐチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下ＰＭＯＳともいう）Ｔ１と、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下ＮＭＯＳともいう）Ｔ２によるトランスミッションゲート４９を有している。なお、ピエゾ素子ＰＺＴ以外の部分は集積化（ＩＣ化）されている。
【００６０】
トランスミッションゲート４９は、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子ＰＺＴへ印加するのを制御するアナログスイッチとして機能する。なお、このトランスミッションゲート４９は、ノズル毎（ピエゾ素子ＰＺＴ毎）に設けられている。図では、１つのピエゾ素子ＰＺＴに対応する部分のみを示している。
【００６１】
トランスミッションゲート４９の入力側には駆動信号ＣＯＭが印加され、出力側はピエゾ素子ＰＺＴの一端と接続されている。そして、ＰＭＯＳＴ１及びＮＭＯＳＴ２のゲートへの電圧の印加によって入出力間の導通が制御されている。なお、ＰＭＯＳＴ１のオン／オフは、ＰＭＯＳＴ１１とＮＯＳＴ１２で構成されるインバーターＰＡの出力によって制御されており、ＮＭＯＳＴ２のオン／オフは、ＰＭＯＳＴ２１とＮＯＳＴ２２で構成されるインバーターＰＢの出力によって制御されている。また、各インバーターの出力は、対応するデコーダ８３から出力されるスイッチ制御信号ＳＷに応じて変化する。つまり、トランスミッションゲート４９のオン／オフは、スイッチ制御信号ＳＷ（言い換えると画素データＳＩ）に基づいて制御されている。
【００６２】
以上の構成により、ピエゾ素子ＰＺＴに対して充電・放電の双方向に対応できる。具体的には、充電時にはＰＭＯＳＴ１によってピエゾ素子ＰＺＴを充電することができる。また、放電時にはＮＭＯＳＴ１によってピエゾ素子ＰＺＴの電荷を放電させることができる。
【００６３】
＜比較例１の駆動信号＞
次に、比較例１で使用される駆動信号ＣＯＭ’とインク吐出の関係について図５及び図９を用いて説明する。図９は、比較例１の駆動信号ＣＯＭ’を示す図である。なお、図では一つの吐出区間の波形を示している。
【００６４】
この例の場合、駆動信号生成回路６５は時刻Ｔ０まで中間電位Ｖｃ（ＧＮＤ＜Ｖｃ＜ＶＤＤ）を出力し、ピエゾ素子ＰＺＴの一端には中間電位Ｖｃが印加される。このときの圧力室４５１の容積を基準容積とする。その後、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間に、駆動信号生成回路６５は中間電位Ｖｃから最高電位Ｖｈまで電位を上昇させる。この電位上昇により、ピエゾ素子ＰＺＴは長手方向に収縮し、圧力室４５１の容積を膨張させる。その結果、圧力室４５１内の圧力は減圧する。
そして、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔ２まで最高電位Ｖｈを維持した後、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間に、最高電位Ｖｈから最低電位Ｖｌまで電位を下降させ、ピエゾ素子ＰＺＴを伸長する。そうすると、圧力室４５１の容積は収縮し、圧力室４５１内の圧力は一気に加圧され、ノズルからインクが吐出される。
その後、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔ４まで最低電位Ｖｌを維持し、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間に、最低電位Ｖｌから中間電位Ｖｃまで電位を上昇させる。その結果、収縮した圧力室４５１の容積が膨張し、圧力室４５１内の容積は基準容積に戻される。
【００６５】
＝＝＝比較例２＝＝＝
＜比較例２のスイッチ部＞
図１０は比較例２のスイッチ部８６の構成を示す図である。
この比較例２のスイッチ部８６の各スイッチはトランスミッションゲートではなくＮＭＯＳのみで構成されている。図１０においても、１つのピエゾ素子ＰＺＴに対応する部分のみを示している。また、図において、ピエゾ素子ＰＺＴ以外の部分は集積化（ＩＣ化）されている。
比較例２のスイッチ部８６は、インバーターＰＴと、ＮＭＯＳＴ３と、ダイオオードＤ１〜Ｄ４と、抵抗Ｒ１とを有している。なお、駆動信号ＣＯＭは、図のようにピエゾ素子ＰＺＴの一端に印加される。
【００６６】
インバーターＰＴは、ＰＭＯＳＴ３１とＮＭＭＯＳＴ３２によって構成されている。インバーターＰＴの出力はＮＭＯＳＴ３のゲート（制御電極）に印加される。なお、インバーターＰＴの出力は、対応するデコーダ８３から出力されるスイッチ制御信号ＳＷに応じて変化する。すなわち、ＮＭＯＳＴ３のゲートには画素データＳＩに基づいた信号が印加される。
【００６７】
ＮＭＯＳＴ３のドレイン（入力電極）は、ＩＣの出力端子ＤＯｎを介してピエゾ素子ＰＺＴの他端に接続されている。また、ＮＭＯＳＴ３のソースは、グランド端子ＧＮＤ２と接続されている。そして、ＮＭＯＳＴ３は、インバーターＰＴの出力がＨレベルのときオンとなり、インバーターＰＴの出力がＬレベルのときオフとなる。
【００６８】
ダイオードＤ１はＰＭＯＳＴ３１の寄生ダイオードであり、ダイオードＤ２はＮＭＯＳＴ３２の寄生ダイオードである。
また、ダイオードＤ３及びダイオードＤ４は、逆流防止用のダイオードである。
【００６９】
抵抗Ｒ２は、電圧降下用の抵抗である。抵抗Ｒ２の一端はダイオードＤ４のアノード側と接続され。他端はグランド端子ＧＮＤ２と接続されている。
【００７０】
＜比較例２の駆動信号＞
図１１は比較例２の駆動信号ＣＯＭ″を示す図である。この比較例２では、比較例１のように吐出区間の開始時に中間電位にできない。なぜなら、もし仮に、吐出区間の開始時にピエゾ素子ＰＺＴの一端側が中間電位であるとすると、ＮＭＯＳＴ３がオフからオンに切り替わる際に、ピエゾ素子ＰＺＴに電流が流れ、ピエゾ素子ＰＺＴが誤動作するおそれがあるからである。
【００７１】
このように吐出区間の開始時に中間電位にできないため、比較例２では駆動信号ＣＯＭ″はグランド電位から始まっている。そして、駆動信号ＣＯＭ″の電位はグランド電位から上昇して最高電位に達した後、下降してグランド電位に戻っている。このように比較例２の駆動信号ＣＯＭ″の波形はパルス波形である。そして、この電位変化に応じたピエゾ素子ＰＺＴの振動によりノズルからインクを吐出する。
【００７２】
比較例２では、ピエゾ素子ＰＺＴに駆動信号ＣＯＭを印加するスイッチとしてトランスミッションゲートを用いた比較例１と比べると、トランジスタの数を減少させることができるので、コストの削減及びＩＣの小型化を実現することができる。しかし、比較例２の波形（パルス波形）では、引き打ち（圧力室４５１の容積を基準容量から膨張させて基準容量に戻す）又は押しうち（圧力室４５１の容積を基準容量から縮小させて基準容量に戻す）しかできない。
【００７３】
このように、比較例２では、圧力室４５１の変位量やノズルから吐出されるインク量が比較例１の場合よりも小さくなる。よって、インク吐出の特性が比較例１の場合よりも悪化してしまう。
【００７４】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
以下、図面を参照しつつ第１実施形態について説明する。なお、第１実施形態のスイッチ部８６の構成は前述した比較例２（図９）と同じである。つまり、本実施形態のスイッチ部８６の各スイッチは、トランスミッションゲートではなくＮＭＯＳＴ３のみで構成されている。ただし、本実施形態の駆動信号ＣＯＭの波形は比較例２と異なっている。以下、第１実施形態の駆動信号ＣＯＭについて説明する。
【００７５】
＜第１実施形態の駆動信号＞
図１２は、第１実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
本実施形態では、ＮＭＯＳＴ３がオンする吐出区間の開始時にグランド電位から開始している。このため、吐出区間の開始時にＮＭＯＳＴ３がオンになっても、いきなりピエゾ素子ＰＺＴに電流が流れることは無い。このときの圧力室４５１の容積を基準容積とする。その後、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでの間に、駆動信号生成回路６５はグランド電位ＧＮＤから中間電位Ｖ０まで電位を上昇させる。電位上昇により、ピエゾ素子ＰＺＴは長手方向に収縮し、圧力室４５１の容積を膨張させる。そして、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔｃまで中間電位Ｖ０を維持した後、時刻Ｔｃから時刻Ｔｄまでの間に、中間電位Ｖ０から最高電位Ｖ１まで電位を上昇させる。この電位上昇により、ピエゾ素子ＰＺＴはさらに長手方向に収縮し、圧力室４５１の容積をさらに膨張させる。
【００７６】
そして、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔｅまで最高電位Ｖ１を維持した後、時刻Ｔｅから時刻Ｔｆまでの間に、最高電位Ｖ１から最低電位Ｖ２（ここではグランド電位ＧＮＤ）まで電位を下降させ、ピエゾ素子ＰＺＴを伸長する。このとき、圧力室４５１の容積は収縮し、圧力室４５１内の圧力は一気に加圧され、ノズルからインクが吐出される。
【００７７】
その後、駆動信号生成回路６５は、時刻Ｔｇまで最低電位Ｖ２を維持し、時刻Ｔｇから時刻Ｔｈまでの間に、最低電位Ｖ２から電位Ｖ３まで電位を上昇させる。その結果、収縮した圧力室４５１の容積が膨張する。そして、時刻Ｔｉまで電位Ｖ３を維持した後、時刻Ｔｉから時刻Ｔｊまでの間に、電位Ｖ３からグランド電位ＧＮＤまで電位を降下させる。この電位降下により、圧力室４５１の容積は基準容積に戻る。
【００７８】
なお、時刻Ｔａ〜Ｔｂと時刻Ｔｉ〜Ｔｊにおける電位変化は、ノズルからインクが吐出されない程度となるように設定されている。
こうすることにより、図の時刻Ｔｂ〜時刻Ｔｈにおける波形は図９（比較例１）の吐出波形と同じ波形（吐出波形）になる。つまり、比較例１と同じ吐出特性を比較例２の構成により実現することが可能になる。
【００７９】
図１３は、繰り返し周期Ｔにおける駆動信号ＣＯＭの波形の一例を示す図である。
【００８０】
駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期Ｔ（１画素の区間をヘッド４１が移動する周期）における期間Ｔ１１で生成される駆動パルスＰＳ１と、期間Ｔ１２で生成される駆動パルスＰＳ２と、期間Ｔ１３で生成される駆動パルスＰＳ３とを有している。駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２及び駆動パルスＰＳ３は、後で詳述する大ドットの形成時にピエゾ素子ＰＺＴへ印加されるものであり、互いに同じ波形をしている。また、駆動パルスＰＳ１と駆動パルスＰＳ２は、後で詳述する中ドットの形成時にも、ピエゾ素子ＰＺＴへ印加されるものである。また、駆動パルスＰＳ１は、後で詳述する小ドットの形成時にも、ピエゾ素子ＰＺＴへ印加されるものである。なお、駆動パルスがピエゾ素子ＰＺＴに印加されない場合は、インクが吐出されない（ドットが形成されない）。
【００８１】
（画素データとドットの関係）
まず、ドットの非形成の場合（画素データＳＩがデータ［００］の場合）について説明する。画素データ［００］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ０が出力される。この場合、期間ＴにおいてＮＭＯＳＴ３がオフ状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭによって駆動されず、ノズルからはインク滴は吐出されない。
【００８２】
次に、小ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［０１］の場合）について説明する。画素データ［０１］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ１が出力される。この場合、期間Ｔ１１においてＮＭＯＳＴ３がオン状態になり、期間Ｔ１２及び期間Ｔ１３においてＮＭＯＳＴ３がオフ状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＳ１で駆動され、ノズルからは小ドットに対応する量のインク滴が吐出される。
【００８３】
次に、中ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［１０］の場合）について説明する。画素データ［１０］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ２が出力される。この場合、期間Ｔ１１及び期間Ｔ１２においてＮＭＯＳＴ３がオン状態になり、期間Ｔ１３ではＮＭＯＳＴ３がオフ状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＳ１と駆動パルスＰＳ２で駆動され、ノズルからは中ドットに対応する量のインク滴（中インク滴）が吐出される。
【００８４】
次に、大ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［１１］の場合）について説明する。画素データ［１１］がラッチされている場合、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号ｑ３が出力される。この場合、期間Ｔ１１、期間Ｔ１２及び期間Ｔ１３においてＮＭＯＳＴ３はオン状態になる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＳ１と駆動パルスＰＳ２と駆動パルスＰＳ３で駆動され、ノズルからは大ドットに対応する量のインク滴（大インク滴）が吐出される。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の駆動信号生成回路６５は、各吐出区間においてグランド電位で開始し、且つ、グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、中間電位Ｖ０よりもさらに高い最高電位Ｖ１、中間電位Ｖ０よりも低い最低電位Ｖ２、最低電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号ＣＯＭを生成している。これにより、比較例２の構成（図１０）を用いて、比較例１の中間電位のある吐出波形（図９）によるピエゾ素子ＰＺＴの駆動を実現することができる。よって、吐出特性を維持しつつ、コストの低減を図ることができる。
【００８６】
さらに、本実施形態では、時刻Ｔａから時刻Ｔｂ（中間電位Ｖ０に達するまで）の間での電位の上昇により、インクが吐出されない程度の振動（微振動）を圧力室４５１内のインクに与えることができる。これにより、微振動の効果が得られるので、インクをより安定して吐出することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、繰り返し周期Ｔの各吐出区間に図１２の吐出波形が含まれていたがこれには限定されない。例えば、１つの吐出区間にピエゾ素子ＰＺＴを微振動させる波形を含んでいてもよい。また、本実施形態では繰り返し周期Ｔに吐出区間が３つであるがこれには限定されない。例えば４つでもよい。また、繰り返し周期Ｔが１つの吐出区間であってもよい。
【００８８】
また、本実施形態の駆動信号ＣＯＭでは、グランド電位から上昇して中間電位Ｖ０になった後、さらに電位が上昇して最高電位Ｖ１になっているが、中間電位Ｖ０と最高電位Ｖ１との間に別の波形が含まれていてもよい。例えば、中間電位Ｖ０から一度電位が下降し、再度、上昇して中間電位に戻り、その後最高電位Ｖ１になってもよい。
【００８９】
要するに、各吐出区間の開始時（ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨのパルスのタイミング）にはグランド電位であり、さらに、図１２のような吐出波形が少なくとも１つの吐出区間内に含まれていればよい。
【００９０】
また、ピエゾ素子ＰＺＴの駆動信号ＣＯＭを印加する側（一端側）の電圧を昇圧していてもよい。この場合、グランド端子ＧＮＤ２の電圧（ＮＭＯＳＴ３のソース電圧）を、その昇圧した電圧に合わせるようにすればよい。このようにピエゾ素子ＰＺＴの一端側の電圧を昇圧する場合にも対応することができる。
【００９１】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
前述した実施形態では、スイッチ部８６のスイッチがＮＭＯＳのみで形成されていた。これに対し、第２実施形態ではスイッチがＰＭＯＳのみで構成されている。
【００９２】
＜第２実施形態のスイッチ部８６＞
図１４は、第２実施形態のスイッチ部８６の構成を示す図である。なお、図１４において図１０と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。
この比較例２のスイッチ部８６は、ＰＭＯＳＴ４を有している。なお、第２実施形態においても、駆動信号ＣＯＭは、図のようにピエゾ素子ＰＺＴの一端に印加される。
ＰＭＯＳＴ４のドレイン（出力電極）は、出力端子ＤＯｎを介してピエゾ素子ＰＺＴの他端に接続されている。また、ＰＭＯＳＴ４のソースには電源電圧ＶＨＶが印加されている。ＰＭＯＳＴ４のゲートにはインバーターＰＴの出力が印加される。そして、ＰＭＯＳＴ４は、インバーターＰＴの出力がＬレベルのときオンとなり、インバーターＰＴの出力がＨレベルのときオフとなる。
【００９３】
＜第２実施形態の駆動信号＞
図１５は、第２実施形態の駆動信号ＣＯＭの説明図である。
第２実施形態の駆動信号生成回路６５が生成する駆動信号ＣＯＭは、吐出区間の開始時に電源電位ＶＨＶから開始している。これは、ＰＭＯＳＴ４がオフからオンに切り替わるときにピエゾ素子ＰＺＴの両端に電位差があると誤動作するおそれがあるからである。
そして、駆動信号生成回路６５は、電源電位ＶＨＶよりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、中間電位Ｖ０よりもさらに低い最低電位Ｖ１、中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２（本実施形態では電源電位ＶＨＶ）、電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号ＣＯＭを生成している。
【００９４】
この第２実施形態においても、ＰＭＯＳＴ４のみでスイッチを構成することができるとともに、中間電位のある吐出波形によってピエゾ素子ＰＺＴを駆動することができる。よって、良好な吐出特性を維持しつつ、コストの低減を図ることができる。
【００９５】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００９６】
＜液体吐出装置について＞
前述の実施形態では、液体吐出装置の一例としてインクジェットプリンターが説明されている。但し、液体吐出装置はインクジェットプリンターに限られるものではなく、インク以外の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような液状体も含む）や液体以外の流体（流体として吐出できる固体、例えば粉体）を吐出する流体吐出装置にも適用可能である。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる液状の色剤や電極材などを吐出する吐出装置や、バイオチップ製造に用いられる液状の生体有機物を吐出する吐出装置に、前述の実施形態を適用しても良い。
【００９７】
＜プリンターについて＞
前述の実施形態のプリンターは、ヘッドが移動方向に移動するドット形成動作（パス）と、用紙を搬送方向に搬送する搬送動作とを交互に繰り返すプリンター（いわゆるシリアルプリンター）であった。しかし、プリンターの種類は、これに限られるものではない。例えば、ヘッドを固定して、ヘッドと対向させて用紙を搬送させながらヘッドからインクを吐出させて印刷を行うプリンター（いわゆるラインプリンター）であっても良い。
【００９８】
＜インクについて＞
前述の実施形態は、プリンターの実施形態だったので、インクをノズルから吐出しているが、このインクは水性でも良いし、油性でも良い。また、ノズルから吐出する流体は、インクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（水も含む）をノズルから吐出しても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１ プリンター、２０ 搬送ユニット、２１ 給紙ローラー、
２２ 搬送モーター（ＰＦモーター）、２３ 搬送ローラー、
２４ プラテン、２５ 排紙ローラー、３０ キャリッジユニット、
３１ キャリッジ、３２ キャリッジモーター（ＣＲモーター）、
４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、４２ 駆動ユニット、
４２３ 固定板、４２４ フレキシブルケーブル、４３ ケース、
４３１ 収納空部、４３２ インク供給路、４４ 流路ユニット、
４５ 流路形成基板、４５１ 圧力室、４５２ インク供給口、４５３ リザーバ、
４６ ノズルプレート、４７ 弾性板、４９ トランスミッションゲート、
５０ 検出器群、５１ リニア式エンコーダー、５２ ロータリー式エンコーダー、
５３ 紙検出センサー、５４ 光学センサー、６０ コントローラー、
６１ インターフェイス部、６２ ＣＰＵ、６３ メモリー、
６４ ユニット制御回路、６５ 駆動信号生成回路、
１１０ コンピューター、ＨＣ ヘッド制御部、ＰＺＴ ピエゾ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、
前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、
を有し、
前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記駆動信号は、各吐出区間において、前記グランド電位で開始する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体吐出装置であって、
前記Ｎチャンネル型トランジスタの出力電極の電圧は、前記駆動素子の前記一端の電圧に応じて変更される、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の液体吐出装置であって、
前記Ｎチャンネル型トランジスタの制御電極には、画素データに基づいた信号が印加される、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、
前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＰチャンネル型トランジスタと、
を有し、
前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、
或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、
前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、
入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することと、
を有することを特徴とする液体吐出方法。
【請求項７】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、
或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、
前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、
出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することと、
を有することを特徴とする液体吐出方法。
【請求項１】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、
前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＮチャンネル型トランジスタと、
を有し、
前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記駆動信号は、各吐出区間において、前記グランド電位で開始する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体吐出装置であって、
前記Ｎチャンネル型トランジスタの出力電極の電圧は、前記駆動素子の前記一端の電圧に応じて変更される、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の液体吐出装置であって、
前記Ｎチャンネル型トランジスタの制御電極には、画素データに基づいた信号が印加される、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子と、
前記駆動素子の一端に印加される駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタであって、液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御されるＰチャンネル型トランジスタと、
を有し、
前記駆動信号生成部は、或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する前記駆動信号を生成することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、
或る吐出区間において、グランド電位で開始し、且つ、前記グランド電位よりも高い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに高い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも低い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも高い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、
前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、
入力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＮチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することと、
を有することを特徴とする液体吐出方法。
【請求項７】
ノズルから液体を吐出させるための動作を行う駆動素子を備えた液体吐出装置による液体吐出方法であって、
或る吐出区間において、電源電位で開始し、且つ、前記電源電位よりも低い非吐出の中間電位Ｖ０、前記中間電位Ｖ０よりもさらに低い電位Ｖ１、前記中間電位Ｖ０よりも高い電位Ｖ２、前記電位Ｖ２よりも低い電位Ｖ３に順次変化する駆動信号を生成することと、
前記駆動素子の一端に前記駆動信号を印加することと、
出力電極が前記駆動素子の他端と接続されたＰチャンネル型トランジスタを液体の吐出区間毎にオン又はオフに制御することと、
を有することを特徴とする液体吐出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２０７１１４（Ｐ２０１１−２０７１１４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８１６７（Ｐ２０１０−７８１６７）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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