CN109572214A - 液体喷出装置以及打印头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够对与极化处理时相反极性的电场对压电元件的施加进行抑制的液体喷出装置以及打印头。该液体喷出装置的特征在于，具备：压电元件，其具有第一电极、压电体以及第二电极；第一开关，其能够对是否将用于驱动压电元件的驱动信号向第一电极供给进行切换；以及第二开关，其以与压电元件电并联的方式配置，并能够对是否使第一电极以及第二电极电连接进行切换。

Description

液体喷出装置以及打印头

技术领域

本发明涉及一种液体喷出装置以及打印头。

背景技术

喷墨打印机等液体喷出装置实施如下的印刷处理，即，对设置于记录头上的多个喷出部的各个喷出部进行驱动，通过使各喷出部的压电元件进行位移，从而喷出被填充于设置在打印头上的各喷出部的空腔(压力室)内的油墨等液体，而在记录介质上形成图像的印刷处理。

各喷出部的压电元件具有上部电极、下部电极、设置于上部电极以及下部电极之间的压电体。而且，例如，通过将驱动信号向上部电极供给并将与该驱动信号相对应的电压施加于上部电极以及下部电极之间，从而使压电元件进行位移。

压电元件的压电体一般作为多晶体而被形成，在形成时的状态下，各个微晶体的自发极化的方向分散。因此，通过由于直流电场的施加而使极化方向一致的极化处理(poling)，从而被赋予了压电特性(例如参照专利文献1)。

近年来，作为压电元件，使用薄膜的压电体的压电元件增多。具备使用了薄膜的压电体的压电元件的喷出部能够通过微电机系统(MEMS)技术来制造(例如参照专利文献2)。

将压电元件的下部电极的电位设定为与接地电位不同的预定电位的技术已被提出(例如参照专利文献3)。为了对上部电极和下部电极之间漏电流进行抑制，这样的技术是有效的，在使用了易于产生漏电流的薄膜的压电体的压电元件中，尤其有效。

可是，在压电元件的驱动时，如果与极化处理时相反极性的电场被施加于上部电极与下部电极之间，则有时压电体的极化方向会紊乱，压电特性会降低，另外，压电体会被破坏。尤其，薄膜的压电体容易因被施加了与极化处理时相反极性的电场而被破坏。另外，有时容易由于将压电元件的下部电极的电位设定为与接地电位不同的预定电位，而使与极化处理时相反极性的电场被施加于上部电极与下部电极之间。

专利文献1：日本特开平2-141245号公报

专利文献2：日本专利第4530615号公报

专利文献3：日本专利第3711447号公报

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而完成的发明，其所要解决的课题之一在于，提供一种能够在设置于液体喷出装置中的打印头中抑制与极化处理时相反极性的电场对压电元件的施加的技术。

为了解决以上的课题，本发明所涉及的液体喷出装置的一个方式的特征在于，具备：压电元件，其具有第一电极、压电体以及第二电极；第一开关，其能够对是否将用于驱动所述压电元件的驱动信号向所述第一电极供给进行切换；以及第二开关，其以与所述压电元件电并联的方式配置，并能够对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

根据该方式，由于第二开关能够对是否使第一电极和第二电极电连接进行切换，因此，与无法使第一电极和第二电极电连接的情况相比，能够抑制相反极性电场(与压电体的极化处理时相反极性的电场)被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，所述压电元件作为多晶体而被形成，并实施了极化处理。

根据该方式，能够抑制相反极性电场被施加于如下的压电元件上的情况，所述压电元件为，作为多晶体而被形成，且实施了极化处理，从而易于产生因相反极性电场引起的压电特性的降低或破坏的压电元件。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，所述第二开关以使所述第一电极的电位和所述第二电极的电位的大小关系不发生变化的方式来对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

根据该方式，抑制了被施加于压电元件上的电场的极性的反转，因此，能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，所述第二电极的电位被设定为高于接地电位的第一电位。

根据该方式，即使在因第二电极的电位被设定为第一电位的原因而易于施加相反极性电场的情况下，也能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，所述第二开关在所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的情况下使所述第一电极和所述第二电极电连接。

根据该方式，能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，具备比较部，所述比较部对所述第一电极的电位和所述第二电极的电位进行比较，所述第二开关根据所述比较部中的比较结果而对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

根据该方式，能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，在第一期间内，在所述驱动信号中设定用于对所述压电元件进行驱动的波形，所述第一开关被设定为将所述驱动信号向所述第一电极供给的状态，所述第二开关被设定为不使所述第一电极以及所述第二电极电连接的状态，在所述第一期间以外的第二期间内，所述第一开关被设定为不将所述驱动信号向所述第一电极供给的状态，所述第二开关被设定为使所述第一电极以及所述第二电极电连接的状态。

根据该方式，在第一期间内，能够将具有用于驱动压电元件的波形的驱动信号向压电元件供给，从而驱动压电元件，在第二期间内，能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，所述第二开关在所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的状态持续第一时间长度的情况下，使所述第一电极和所述第二电极电连接。

根据该方式，能够抑制相反极性电场跨及过长的时间长度而被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，具备延迟部，所述延迟部使在第一时刻处表示所述第一电极的电位是否低于所述第二电极的电位的第一信号从所述第一时刻起延迟至所述第一时间长度之后的第二时刻，在延迟至所述第二时刻的所述第一信号以及在所述第二时刻处表示所述第一电极的电位是否低于所述第二电极的电位的第二信号这两方表示所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的情况下，所述第二开关使所述第一电极和所述第二电极电连接。

根据该方式，能够抑制相反极性电场跨及过长的时间长度而被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，在所述第一电极的电位低于，相对于所述第二电极的电位而被设定得较低的第二电位的情况下，所述第二开关使所述第一电极和所述第二电极电连接。

根据该方式，能够抑制过高的相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

另外，本发明所涉及的液体喷出装置的一个方式的特征在于，具备：压电元件，其具有第一电极、压电体以及第二电极；以及第一开关，其能够对是否使供给有用于驱动所述压电元件的驱动信号的配线和所述第一电极电连接进行切换，在第一期间内，在所述驱动信号中设定用于对所述压电元件进行驱动的波形，所述第一开关被设定为使所述配线以及所述第一电极电连接的状态，在所述第一期间以外的第二期间内，在所述驱动信号中设定与所述第二电极的电位相等的电位，所述第一开关被设定为使所述配线以及所述第一电极电连接的状态。

根据该方式，通过在第二期间内，被设定为与第二电极的电位相同的电位的驱动信号被向第一电极供给，而使第一电极的电位和第二电极的电位被设定为相同的电位，从而能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的液体喷出装置的一个方式中，其特征在于，所述液体喷出装置为，具备使用了薄膜的压电体的压电元件并能够喷出液体的喷出部以300dpi以上的密度而被排列的液体喷出装置。

根据该方式，抑制了相反极性电场被施加于使用了薄膜的压电体的压电元件上的情况，并实现了以高密度排列了喷出部的液体喷出装置。

并且，高密度表示每一英寸排列300个以上的喷出部的状态，在高密度排列喷出部的基础上，为了确保用于喷出的位移量，需要使压电元件较薄。

另外，本发明所涉及的打印头的一个方式的特征在于，具备：压电元件，其具有第一电极、压电体以及第二电极；第一开关，其能够对是否将用于驱动所述压电元件的驱动信号向所述第一电极供给进行切换；以及第二开关，其以与所述压电元件电并联的方式配置，并能够对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

根据该方式，由于第二开关能够对是否使第一电极和第二电极电连接进行切换，因此，与无法使第一电极和第二电极电连接的情况相比，能够抑制相反极性电场(与压电体的极化处理时相反极性的电场)被施加于压电元件上的情况。

在上述的打印头的一个方式中，其特征在于，所述压电元件作为多晶体而被形成，并实施了极化处理。

根据该方式，能够抑制相反极性电场被施加于如下的压电元件上的情况，所述压电元件为，作为多晶体而被形成，且实施了极化处理，从而易于产生因相反极性电场引起的压电特性的降低或破坏的压电元件。

在上述的打印头的一个方式中，其特征在于，所述第二开关以使所述第一电极的电位和所述第二电极的电位的大小关系不发生变化来对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

根据该方式，抑制了被施加于压电元件上的电场的极性的反转，因此能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的打印头的一个方式中，其特征在于，所述第二电极的电位被设定为高于接地电位的第一电位。

根据该方式，即使在因第二电极的电位被设定为第一电位的原因而易于施加相反极性电场的情况下，也能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的打印头的一个方式中，其特征在于，所述第二开关在所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的情况下，使所述第一电极和所述第二电极电连接。

根据该方式，能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

在上述的打印头的一个方式中，其特征在于，具备比较部，所述比较部对所述第一电极的电位和所述第二电极的电位进行比较，所述第二开关根据所述比较部中的比较结果，而对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

根据该方式，能够抑制相反极性电场被施加于压电元件上的情况。

附图说明

图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的喷墨打印机1的结构的一个示例的框图。

图2为表示喷墨打印机1的概要性的内部结构的一个示例的立体图。

图3A为用于对喷出部D的结构的一个示例进行说明的说明图。

图3B为用于对喷出部D中的油墨的喷出动作的一个示例进行说明的说明图。

图4A为用于对压电体Zm进行说明的的说明图。

图4B为用于对压电体Zm进行说明的的说明图。

图4C为用于对压电体Zm进行说明的的说明图。

图4D为用于对压电体Zm进行说明的的说明图。

图4E为用于对压电体Zm进行说明的的说明图。

图5为表示头模块HM中的喷嘴N配置的一个示例的俯视图。

图6为表示头单元HU的结构的一个示例的框图。

图7为表示保护部P的开关SWp以及保护控制电路Pc的结构的一个示例的图。

图8为用于对印刷处理的一个示例进行说明的时序图。

图9为表示印刷处理中的个别指定信号与连接状态指定信号的关系的一个示例的说明图。

图10为用于对头单元的动作的一个示例进行说明的说明图。

图11为用于对头单元的动作的一个示例进行说明的说明图。

图12为表示第一实施方式的改变例1所涉及的保护部P的开关SWp以及保护控制电路Pc的结构的一个示例的图。

图13为表示第一实施方式的改变例2所涉及的保护部P的开关SWp以及保护控制电路Pc的结构的一个示例的图。

图14为表示第二实施方式所涉及的喷墨打印机1的结构的一个示例的框图。

图15为用于对第二实施方式所涉及的头单元的动作的一个示例进行说明的说明图。

图16为用于对第二实施方式所涉及的头单元的动作的一个示例进行说明的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。但是，在各图中，各部的尺寸以及比例尺适当地与实际情况不同。另外，由于以下所述的实施方式为本发明的理想的具体示例，因此，被附加了技术上优选的种种限定，但只要在以下的说明中没有特别限定本发明的意思的记载，则本发明的范围并未被限定于这些方式。

A.第一实施方式

在本实施方式中，例示了喷出油墨(“液体”的一个示例)并在记录纸张PP(“介质”的一个示例)上形成图像的喷墨打印机，并对液体喷出装置进行说明。

1.喷墨打印机的概要

参照图1以及图2，对本实施方式所涉及的喷墨打印机1的结构进行说明。在此，图1为表示本实施方式所涉及的喷墨打印机1的结构的一个示例的功能框图。另外，图2为表示喷墨打印机1的概要性的内部结构的一个示例的立体图。

对喷墨打印机1，从个人计算机或数字照相机等主计算机，供给表示喷墨打印机1所应形成的图像的印刷数据Img、和表示喷墨打印机1所应形成的图像的印刷份数的份数信息CP。喷墨打印机1实施用于在记录纸张PP形成从主计算机供给的印刷数据Img所示的图像的印刷处理。

如图1所例示的那样，喷墨打印机1具备头模块HM、控制部6、驱动信号生成电路2(“驱动信号生成部”的一个示例)、输送机构7、存储部5，头模块HM具备设置有喷出油墨的喷出部D的单元HU(“打印头”的一个示例)，控制部6控制喷墨打印机1的各部，驱动信号生成电路2生成用于驱动喷出部D的驱动信号Com，输送机构7用于改变记录纸张PP相对于头模块HM的相对位置，存储部5存储喷墨打印机1的控制程序以及其他的信息。

在本实施方式中，如图1所例示的那样，设想头模块HM具备4个头单元HU的情况。

在本实施方式中，各头单元HU具备记录头HD、切换电路10(“切换部”的一个示例)、保护部P，记录头HD具备M个喷出部D，保护部P对应记录头HD的各喷出部D而设置(在本实施方式中，M为满足2≤M的自然数)。

以下，为了区分设置于各记录头HD上的M个喷出部D的各个喷出部，有时将其依次称为1级、2级、…、M级。另外，也有将m级的喷出部D称为喷出部D[m]的情况(变量m为满足1≤m≤M的自然数)。另外，在喷墨打印机1的构成要素或信号等与喷出部D[m]的级数m相对应的情况下，对于用于表示该构成要素或信号等的符号，标记表示与级数m相对应的后缀[m]。例如，有时将与级数m的喷出部D[m]对应地设置的保护部P表现为P[m]。

切换电路10对是否将从驱动信号生成电路2输出的驱动信号Com供给至各喷出部D进行切换。保护部P对是否使设置于各喷出部D上的压电元件PZ(关于压电元件PZ，参照图3A)的上部电极Zu和下部电极Zd电连接进行切换。

在本实施方式中，作为一个示例，设想喷墨打印机1为串行式打印机的情况。具体而言，喷墨打印机1在副扫描方向上对记录纸张PP进行输送并在主扫描方向上使头模块HM进行移动的同时，从喷出部D喷出油墨，从而实施印刷处理。在本实施方式中，如图2所示，+Y方向及其相反的-Y方向(以下，将+Y方向以及-Y方向统称为“Y轴方向”)为主扫描方向，+X方向(以下，将+X方向及其相反的-X方向统称为“X轴方向”)为副扫描方向。

如图2所例示的那样，本实施方式所涉及的喷墨打印机1具备壳体200和滑架100，滑架100能够在壳体200内沿Y轴方向进行往复移动且搭载有头模块HM。

输送机构7在进行印刷处理的情况下使滑架100在Y轴方向上进行往复移动，并且通过将记录纸张PP向+X方向输送，从而使记录纸张PP相对于头模块HM的相对位置发生变化，使油墨能够喷落于记录纸张PP的整体。

如图1所示，输送机构7具有输送电机71、电机驱动器72、供纸电机73、电机驱动器74，输送电机71成为用于使滑架100在Y轴方向上进行往复运动的驱动源，电机驱动器72用于对输送电机71进行驱动，供纸电机73成为用于对记录纸张PP进行输送的驱动源，电机驱动器74用于对供纸电机73进行驱动。另外，如图2所示，输送机构7具备滑架引导轴76和同步带710，滑架引导轴76在Y轴方向上延伸，同步带710被架设于通过输送电机71而被旋转驱动的滑轮711与旋转自如的滑轮712之间，并在Y轴方向上延伸。滑架100以在Y轴方向上往复自如的方式通过滑架引导轴而被支承，并且经由固定工具101而被固定在同步带710的预定位置。由此，输送机构7通过输送电机71而使滑轮711旋转驱动，从而能够使在滑架100上搭载的头模块HM沿滑架引导轴76在Y轴方向上进行移动。

另外，如图2所示，输送机构7具备压印板75、供纸辊(省略图示)、排纸辊730，压印板75被设置于滑架100的下侧、即-Z方向(以下，将-Z方向及其相反的+Z方向统称为“Z轴方向”)，供纸辊根据供纸电机73的驱动而进行旋转，并用于将记录纸张PP一张一张地供给在压印板75上，排纸辊730根据供纸电机73的驱动而进行旋转，并将压印板75上的记录纸张PP向排纸口进行输送。由此，输送机构7可以将放置于压印板75上的记录纸张PP从-X方向(上游侧)向+X方向(下游侧)传送。

在本实施方式中，如图2所例示的那样，设想将与蓝绿色(CY)、品红色(MG)、黄色(YL)、以及黑色(BK)这四色(CMYK)的油墨一对一地对应的四个墨盒31容纳于滑架100中的情况。并且，图2只不过为一个示例，墨盒31也可以被设置于滑架100的外部。

另外，在本实施方式中，四个头单元HU与四个墨盒31一对一地对应设置。而且，各喷出部D从与设置有该喷出部D的头单元HU相对应的墨盒31接受油墨的供给。由此，各喷出部D能够在内部填充所供给的油墨，并将已充填的油墨从喷嘴N喷出。也就是说，头模块HM所具备的共计4M个喷出部D整体上能够喷出CMYK这四种颜色的油墨。

存储部5被构成为，包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等易失性的存储器、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、PROM(Programmable ROM，可编程只读存储器)等非易失性存储器，并对由主计算机提供的印刷数据Img、以及喷墨打印机1的控制程序等各种信息进行存储。

控制部6被构成为，包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。但是，控制部6也可以具备FPGA(field-programmable gate array，现场可编程门阵列)等可编程逻辑器件来代替CPU。

通过设置于控制部6中的CPU执行存储部5中所存储的控制程序并根据该控制程序进行动作，控制部6对喷墨打印机1的各部进行控制。

具体而言，控制部6生成如下信号，即，用于对头模块HM进行控制的印刷信号SI、用于对驱动信号生成电路2进行控制的波形指定信号dCom、用于对输送机构7进行控制的信号、表示是否为印刷过程中的期间的印刷判断信号PT。

在此，波形指定信号dCom为对驱动信号Com的波形进行规定的数字信号。另外，驱动信号Com为用于对喷出部D进行驱动的模拟信号。驱动信号生成电路2包含DA转换电路，且生成具有波形指定信号dCom所规定的波形的驱动信号Com。并且，在本实施方式中，设想驱动信号Com包含驱动信号Com-A和驱动信号Com-B的情况。

另外，印刷信号SI为用于对喷出部D的动作的种类进行指定的数字信号。具体而言，印刷信号SI通过指定是否向喷出部D提供驱动信号Com来指定喷出部D的动作的种类。在此，喷出部D的动作的种类的指定是指，例如，指定是否对喷出部D进行驱动；在对喷出部D进行驱动时指定是否从该喷出部喷出油墨；另外，在对喷出部D进行驱动时指定从该喷出部D喷出的油墨的量。

执行印刷处理时，控制部6首先将主计算机所提供的印刷数据Img存储在存储部5。接着，控制部6根据存储在存储部5的印刷数据Img等各种数据，生成印刷信号SI、波形指定信号dCom、以及用于控制输送机构7的信号等各种控制信号。而且，控制部6根据各种控制信号和存储于存储部5的各种数据，控制输送机构7以使记录纸张PP相对于头模块HM的相对位置发生变化，同时控制头模块HM以使喷出部D被驱动。由此，控制部6对有无油墨从喷出部D喷出、油墨的喷出量、以及油墨的喷出时刻等进行调节，对在记录纸张PP上形成与印刷数据Img对应的图像的印刷处理的执行进行控制。

并且，将为了形成印刷数据Img所表示的一张图像而执行的一次或多次的印刷处理称作印刷任务。另外，将为了按照对应于份数信息CP的份数而形成印刷数据Img所表示的图像而执行的、一次或多次的印刷任务称为印刷工作。

在本实施方式中，控制部6例如将从印刷工作的开始至结束的期间判断为印刷过程中的期间，在印刷过程中的期间内将印刷判断信号PT设定为低电平，在印刷过程中的期间以外的期间内将印刷判断信号PT设定为高电平。印刷过程中的期间以外的期间例如为等待来自用户的印刷执行指示的待机中的期间等。

印刷判断信号PT例如根据印刷数据Img以及份数信息CP而生成。印刷判断信号PT的生成方法并未被特别限定，只要适当地利用印刷数据Img、份数信息CP、印刷信号SI、波形指定信号dCom、锁存信号LAT(关于锁存信号LAT，参照图6)等信号来生成即可。

2.记录头以及喷出部的概要

参照图3A至图5，对记录头HD和设置于记录头HD上的喷出部D进行说明。

图3A为以包含喷出部D的方式对记录头HD进行剖切的、记录头HD的概要的局部剖视图。

如图3A所示，喷出部D具备压电元件PZ、内部填充有油墨的空腔320(“压力室”的一个示例)、与空腔320连通的喷嘴N、和振动板310。

空腔320为，通过空腔板340、形成有喷嘴N的喷嘴板330和振动板310而被划分的空间。空腔320经由油墨供给口360而与贮液器350连通。贮液器350经由油墨取入口370而与对应于该喷出部D的墨盒31连通。

压电元件PZ具有上部电极Zu、下部电极Zd、和设置于上部电极Zu以及下部电极Zd之间的压电体Zm。而且，下部电极Zd与设定为电位VBS的供电线LHd(参照图6)电连接，当通过将驱动信号Com向上部电极Zu供给从而将电压施加于上部电极Zu以及下部电极Zd之间时，根据该施加的电压，压电元件PZ向+Z方向或-Z方向位移，其结果为，压电元件PZ进行振动。并且，在本实施方式中，作为压电元件PZ，而采用了如图3A所示的、具有压电体Zm被设置于成为一对的上部电极Zu与下部电极Zd之间的结构的单压电(单晶/monomorph)型。

在空腔板340的上面开口部，设置有振动板310。在振动板310上接合有下部电极Zd。因此，当压电元件PZ通过驱动信号Com而被驱动从而进行振动时，振动板310也进行振动。而且，通过振动板310的振动而使空腔320的容积发生变化，填充于空腔320内的油墨从喷嘴N中喷出。在通过油墨的喷出而使空腔320内的油墨减少的情况下，油墨被从贮液器350供给。

图3B为用于对喷出部D中的油墨的喷出动作的一个示例进行说明的说明图。如图3B所例示的那样，控制部6通过在第一相(Phase-1)的状态下使向喷出部D所具备的压电元件PZ供给的驱动信号Com的电位发生变化，从而产生如该压电元件PZ向+Z方向位移那样的应变，而使该喷出部D的振动板310向+Z方向挠曲。由此，如图3B所示的第二相(Phase-2)的状态那样，与第一相的状态相比，扩大了该喷出部D的空腔320的容积。接下来，控制部6通过使驱动信号Com所示的电位发生变化，从而产生如该压电元件PZ向-Z方向位移那样的应变，而使该喷出部D的振动板310向-Z方向挠曲。由此，如图3B所示的第三相(Phase-3)的状态那样，空腔320的容积急剧收缩，充满空腔320的油墨的一部分作为油墨滴而从与该空腔320连通的喷嘴N喷出。

喷出部D所具备的压电元件PZ所使用的压电体Zm优选为，厚度例如在5μm以下(更具体而言，例如1.0μm以上且1.5μm以下)的薄膜。这是因为，通过使压电体Zm较薄，从而能够增大压电元件PZ相对于预定的施加电压的位移量。使用了薄膜的压电体Zm的压电元件PZ从提高批量生产性并且小型化的观点来看，通过微电机系统(MEMS)技术来制造的情况较多。能够通过MEMS技术来制造以较高的喷嘴密度(300dpi以上)具备大量(600Unit以上)的喷出部D的记录头HD。

图4A至图4E为压电体Zm的局部剖视图。以下，参照图4A至图4E而对压电体Zm进行说明。并且，在图4A至图4E中，在安装有压电体Zm的喷出部D被设置在记录头HD的情况下，设想为+W方向和+Z方向一致的情况。另外，在以下的说明中，有时将+W方向和与+W方向相反的方向即-W方向统称为W轴方向。

压电体Zm由于难以形成为单晶体，因此，被形成为铁电体的微晶体的集合即多晶体。例如，如图4A所示，在压电体Zm的制造时即时刻t1，压电体Zm被形成为铁电体的微晶体K的集合。

并且，在制造时，由于各个微晶体的自发极化的方向为自然地朝向分散的方向，因此未出现压电体Zm的压电特性。例如，如图4A所示，在时刻t1，在压电体Zm所具有的多个微晶体K中，微晶体K[1]的极化方向B[1]和微晶体K[2]的极化方向B[2]成为不同的方向。

因而，在压电体Zm被装入喷墨打印机1之前，实施对压电体Zm施加预定的直流电场从而使极化方向一致的极化处理(poling)。通过极化处理，出现压电体Zm的压电特性。

以下，作为施加于压电体Zm的电场，有时将与极化处理时同极性的电场称为同极性电场，将与极化处理时相反极性的电场称为相反极性电场。在本实施方式中，例示了在压电元件PZ的上部电极Zu的电位高于下部电极Zd的电位的情况下将同极性电场施加于压电体Zm上的方式、即在压电元件PZ的上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下将相反极性电场施加于压电体Zm上的方式。

例如，如图4B所示，在压电体Zm的制造时，在与时刻t1相比靠后的时刻即时刻t2，向压电体Zm施加同极性电场EF1从而实施极化处理的情况下，压电体Zm所具有的各微晶体K的极化方向B朝向与同极性电场EF1相同的方向、即-W方向。具体而言，在时刻t2，微晶体K[1]的极化方向B[1]和微晶体K[2]的极化方向B[2]均对齐为-W方向。

并且，在对压电体Zm实施极化处理的情况下，有时压电体Zm的W轴方向的厚度dW发生变化。例如，如图4A以及图4B所示，有时对压电体Zm实施极化处理之后的时刻t2处的压电体Zm的厚度dW大于，对压电体Zm实施极化处理之前的时刻t1处的压电体Zm的厚度dW。换言之，压电体Zm有时通过实施极化处理而在W轴方向上被拉长。因此，在压电体Zm中，在实施了对该压电体Zm的极化处理之后，存在于压电体Zm所具有的多个微晶体K之间的应力变得不均匀。因此，在压电体Zm中，在实施了对该压电体Zm的极化处理之后，在压电体Zm所具有的多个微晶体K之间，存在应力集中的应力集中区域Ar。

在压电元件PZ的驱动时，当相反极性电场被施加于压电体Zm上时，通过极化处理而被对齐的极化方向会发生紊乱。例如，如图4C所示，当在与时刻t2相比靠后的时刻即时刻t3处，朝向+W方向的相反极性电场EF2被施加于压电体Zm上时，压电体Zm所具有的多个微晶体K中的、至少一部分微晶体K的极化方向B将向与时刻t2处的极化方向B即-W方向不同的方向发生变化。例如，在图4C中，例示了微晶体K[1]的极化方向B[1]向与-W方向不同的方向发生变化的情况。并且，可以认为，即使在相反极性电场EF2被施加于压电体Zm上的情况下，在压电体Zm所具有的多个微晶体K中，也存在极化方向B不从时刻t2处的极化方向B即-W方向起发生变化的微晶体K。例如，在图4C中，例示了微晶体K[2]的极化方向B[2]维持与-W方向相同的方向的情况。即，在图4C所例示的情况下，微晶体K[1]的极化方向B[1]和微晶体K[2]的极化方向B[2]朝向不同的方向。而且，这种极化方向B的紊乱例如有时提高了应力集中区域Ar中的应力的集中程度。另外，这种极化方向B的紊乱由于使压电特性降低，因此，有可能引起压电元件PZ的动作不良。

并且，由于压电体Zm为多晶体，因此，在制造过程或极化处理的过程中，当在压电体Zm的内部产生局部的应力集中等时，将在压电体Zm的内部产生潜在的微小裂纹。例如，如图4D所示，在与时刻t3相比靠后的时刻即时刻t4，在应力集中区域Ar等中产生微小裂纹Cr。并且，在图4D中，例示了在应力集中区域Ar1中产生微小裂纹Cr1且在应力集中区域Ar2中产生微小裂纹Cr2的情况。

而且，相反极性电场的施加并非止于使压电体Zm的极化方向紊乱，有时极化方向的变化方式会因每个微晶体而不同，从而使微少裂纹生长。例如，在图4E中，例示了如下的情况，即，在与时刻t4相比靠后的时刻即时刻t5，在应力集中区域Ar1内产生的微小裂纹Cr1和在应力集中区域Ar2内产生的微小裂纹Cr2生长，其结果为，微小裂纹Cr1和微小裂纹Cr2结合。

另外，有时因由驱动信号Com引起的压电体Zm的振动从而使在压电体Zm中产生的微小裂纹Cr生长。而且，微小裂纹Cr的生长有可能引起压电体Zm的破坏。尤其是，在薄膜的压电体Zm中，生长的裂纹易于贯穿厚度方向。例如，如图4E所例示的那样，例示了如下的情况，即，在时刻t5，微小裂纹Cr1以及微小裂纹Cr2结合并生长的微小裂纹Cr在W轴方向上贯穿压电体Zm。而且，当微小裂纹Cr在厚度方向上贯穿压电体Zm时，会在上部电极Zu与下部电极Zd之间产生电短路，而损害压电元件PZ的功能。

这样，相反极性电场的施加有时会使压电体Zm的极化方向紊乱，从而使压电特性降低，另外，有时会破坏压电体Zm。因此，优选为，抑制相反极性电场对压电元件PZ的施加，尤其是抑制长时间的施加或高电场的施加。

因此，向上部电极Zu供给的驱动信号Com-A以及Com-B的波形以将同极性电场施加于压电元件PZ上的方式被设定。并且，只要是短时间以及低电场，则容许相反极性电场对压电元件PZ的施加。

例如，驱动信号Com-A以及Com-B的波形也可以为在单位印刷期间Tu的一部分期间内施加相反极性电场的波形。具体而言，也可以在与驱动信号Com-A所具有的波形PX的最低电位VLX的附近相对应的期间内，施加相反极性电场(关于单位印刷期间Tu、波形PX以及最低电位VLX，参照图8)。

所容许的相反极性电场的施加的程度(时间长度或强度)能够例如通过实验进行确认，根据这样的实验，能够设定驱动信号Com-A以及Com-B的适当的波形。

如上所述，压电元件PZ的下部电极Zd的电位被设定为电位VBS(“第一电位”的一个示例)(电位VBS被施加于下部电极Zd上)。在本实施方式中，电位VBS被设定为高于接地电位的预定电位。电位VBS对下部电极Zd的施加，作为用于对上部电极Zu与下部电极Zd之间的漏电流进行抑制的技术，是有效的，在使用了易于产生漏电流的薄膜的压电体Zm的压电元件PZ中，尤其有效。另外，电位VBS对下部电极Zd的施加，作为通过压电元件PZ的动电转换特性而用于在动电转换关系接近于线性的区域即最佳位移区域中进行动作的技术，是有效的。

另一方面，电位VBS对下部电极Zd的施加，易于产生上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的状态、即相反极性电场被施加于压电元件PZ上的状态。

并且，理想情况下，电位VBS固定，但实际上，有时因来自向喷墨打印机1所具备的配线供给的各种信号的影响、或由电磁波产生的干扰等原因，而产生变动(振荡)。还有可能存在因电位VBS的振荡的原因而使上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况。

图5为，用于对在从+Z方向或-Z方向对喷墨打印机1进行平面观察的情况下的、头模块HM所具备的4个记录头HD和设置于该4个记录头HD上的总计4M个喷嘴N的配置的一个示例进行说明的说明图。

如图5所示，在设置于头模块HM上的各记录头HD上，设置有喷嘴列Ln。在此，喷嘴列Ln为，以在预定方向上呈列状延伸的方式设置的多个喷嘴N。在本实施方式中，设想各喷嘴列Ln以在X轴方向上呈列状延伸的方式配置M个喷嘴N从而被构成的情况。

以下，如图5所示，将设置在头模块HM上的4列的喷嘴列Ln称为喷嘴列Ln-BK、Ln-CY、Ln-MG、Ln-YL。在此，喷嘴列Ln-BK为，排列了喷出黑色的油墨的喷出部D的喷嘴N的喷嘴列Ln，喷嘴列Ln-CY为，排列了喷出蓝绿色的油墨的喷出部D的喷嘴N的喷嘴列Ln，喷嘴列Ln-MG为，排列了喷出品红色的油墨的喷出部D的喷嘴N的喷嘴列Ln，喷嘴列Ln-YL为，排列了喷出黄色的油墨的喷出部D的喷嘴N的喷嘴列Ln。

并且，图5为一个示例，属于各喷嘴列Ln的M个喷嘴N也可以以在与喷嘴列Ln的延伸方向交叉的方向上具有预定的宽度的方式配置。即，在各喷嘴列Ln中，也可以以从+X侧数第偶数个的喷嘴N和第奇数个的喷嘴N的Y轴方向的位置不同的方式，使各喷嘴列Ln所属的M个喷嘴N例如被配置为交错状。另外，各喷嘴列Ln也可以沿着与X轴方向不同的方向延伸。另外，在本实施方式中，例示了设置于各记录头HD上的喷嘴列Ln的列数为“1”的情况，但也可以在各记录头HD上设置有2列以上的喷嘴列Ln。

3.头单元的结构

以下，参照图6以及图7，对各头单元HU的结构进行说明。

图6为表示头单元HU的结构的一个示例的框图。如上文所述，头单元HU具备记录头HD、切换电路10、相对于记录头HD的各喷出部D而被设置的保护部P。另外，头单元HU具备从驱动信号生成电路2供给驱动信号Com-A的内部配线LHa、和从驱动信号生成电路2供给驱动信号Com-B的内部配线LHb。

如图6所示，切换电路10具备M个开关SWa(SWa[1]～SWa[M])、M个开关SWb(SWb[1]～SWb[M])、对各开关的连接状态进行指定的连接状态指定电路11。并且，作为各开关，例如，可以采用传输门。

连接状态指定电路11根据从控制部6供给的印刷信号SI、锁存信号LAT以及转换信号CH的至少一部分信号，而生成对开关SWa[1]～SWa[M]的导通或断开进行指定的连接状态指定信号SLa[1]～SLa[M]、和对开关SWb[1]～SWb[M]的导通或断开进行指定的连接状态指定信号SLb[1]～SLb[M]。

开关SWa[m]根据连接状态指定信号SLa[m]，而对内部配线LHa与设置于喷出部D[m]上的压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]之间的导通以及非导通进行切换。在本实施方式中，开关SWa[m]在连接状态指定信号SLa[m]为高电平的情况下导通，在为低电平的情况下断开。

开关SWb[m]根据连接状态指定信号SLb[m]，对内部配线LHb、和设置于喷出部D[m]上的压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]之间的导通以及非导通进行切换。在本实施方式中，开关SWb[m]在连接状态指定信号SLb[m]为高电平的情况下导通，在为低电平的情况下断开。

并且，有时将驱动信号Com-A以及Com-B中的经由开关SWa[m]或SWb[m]而向喷出部D[m]的压电元件PZ[m]供给的信号称为供给驱动信号Vin[m]。

针对喷出部D[m]而设置的保护部P[m]具备开关SWp[m]、和对开关SWp[m]的导通或断开进行控制的保护控制电路Pc[m]。向保护控制电路Pc[m]供给印刷判断信号PT。

开关SWp[m]被保护控制电路Pc[m]控制，并对设置于喷出部D[m]上的压电元件PZ[m]所具备的上部电极Zu[m]和下部电极Zd[m]之间的导通以及非导通进行切换。保护控制电路Pc[m]根据压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]的电位与下部电极Zd[m]的电位的比较结果，而对开关SWp[m]的导通或断开进行控制。

在本实施方式中，保护控制电路Pc[m]在印刷判断信号PT为低电平的情况下(即，在印刷过程中的期间内)使开关SWp[m]维持于断开状态。另外，在本实施方式中，保护控制电路Pc[m]在印刷判断信号PT为高电平的情况下(即，在印刷过程中的期间以外的期间内)对开关SWp[m]的导通或断开进行切换。

图7为表示保护部P的开关SWp以及保护控制电路Pc的结构的一个示例的图。作为开关SWp，例如，可以采用传输门。保护控制电路Pc具备比较器CM(「比较部」的一个示例)和“与”电路AD。

在对应于保护部P的喷出部D所具备的压电元件PZ的上部电极Zu和下部电极Zd上，分别电连接有比较器CM的一方的输入端子和另一方的输入端子。比较器CM的输出信号在上部电极Zu的电位高于下部电极Zd的电位的情况下为低电平，在上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下为高电平。

向“与”电路AD的一方的输入端子和另一方的输入端子，分别输入比较器CM的输出信号和印刷判断信号PT。在印刷判断信号PT为低电平的情况下，无论比较器CM的输出信号是低电平还是高电平，“与”电路AD的输出信号均为低电平。另外，在印刷判断信号PT为高电平的情况下，在比较器CM的输出信号为低电平时，“与”电路AD的输出信号为低电平，在比较器CM的输出信号为高电平时，“与”电路AD的输出信号为高电平。

“与”电路AD的输出信号作为对开关SWp的导通或断开进行控制的控制信号而向开关SWp供给。开关SWp在“与”电路AD的输出信号为低电平的情况下断开，在“与”电路AD的输出信号为高电平的情况下导通。

由此，在印刷判断信号PT为低电平的情况下，以及在印刷判断信号PT为高电平且比较器CM的输出信号为低电平的情况下，保护控制电路Pc使开关SWp断开。另外，在印刷判断信号PT为高电平且比较器CM的输出信号为高电平的情况下，保护控制电路Pc使开关SWp导通。

4.头单元的动作

以下，参照图8～图11，对各头单元HU的动作进行说明。

在本实施方式中，喷墨打印机1正在实施印刷工作的印刷过程中的期间包含一个或多个单位印刷期间Tu。在各单位印刷期间Tu内，实施印刷处理中的各喷出部D的驱动。

本实施方式所涉及的喷墨打印机1实施如下的印刷任务，即，通过跨及连续或间歇的多个单位印刷期间Tu而反复实施印刷处理，并每次或每多次地从各喷出部D喷出油墨，从而形成印刷数据Img所示的图像的印刷任务。

图8为表示单位印刷期间Tu内的喷墨打印机1的动作的一个示例的时序图。

如图8所示，控制部6输出具有脉冲PlsL的锁存信号LAT。由此，控制部6对单位印刷期间Tu进行规定，以作为从脉冲PlsL的上升沿至下一个脉冲PlsL的上升沿为止的期间。

另外，控制部6在单位印刷期间Tu内输出具有脉冲PlsC的转换信号CH。而且，控制部6将单位印刷期间Tu划分为，从脉冲PlsL的上升沿至脉冲PlsC的上升沿为止的控制期间TP1、和从脉冲PlsC的上升沿至脉冲PlsL的上升沿为止的控制期间TP2。

控制部6所输出的印刷信号SI包含对各单位印刷期间Tu中的喷出部D[1]～D[M]的驱动的方式进行指定的个别指定信号Sd[1]～Sd[M]。而且，控制部6在单位印刷期间Tu内实施印刷处理的情况下，先于该单位印刷期间Tu，而将个别指定信号Sd[1]～Sd[M]与时钟信号CL同步地供给至连接状态指定电路11。在该情况下，连接状态指定电路11在该单位印刷期间Tu内根据个别指定信号Sd[m]而生成连接状态指定信号SLa[m]、SLb[m]。

并且，本实施方式所涉及的个别指定信号Sd[m]在各单位印刷期间Tu内针对喷出部D[m]，而对如下的四个驱动方式中的任一个驱动方式进行指定，所述四个驱动方式为，相当于大点的量(大程度的量)的油墨的喷出(有时称为“大点的形成”)、相当于中点的量(中程度的量)的油墨的喷出(有时称为“中点的形成”)、相当于小点的量(小程度的量)的油墨的喷出(有时称为“小点的形成”)、以及油墨的未喷出这四个驱动方式。

并且，在本实施方式中，设想个别指定信号Sd[m]为2位的数字信号的情况(参照图9)。

如图8所示，驱动信号Com-A具有设置于控制期间TP1内的波形PX和设置于控制期间TP2内的波形PY。在本实施方式中，波形PX以及波形PY以如下方式而被确定，即，波形PX的最高电位VHX与最低电位VLX的电位差大于波形PY的最高电位VHY与最低电位VLY的电位差。具体而言，以在通过具有波形PX的驱动信号Com-A来对喷出部D[m]进行驱动的情况下，从喷出部D[m]喷出中程度的量的油墨的方式，来确定波形PX。另外，以在通过具有波形PY的驱动信号Com-A而对喷出部D[m]进行驱动的情况下，从喷出部D[m]喷出小程度的量的油墨的方式，来确定波形PY。并且，波形PX以及波形PY中的开始时以及结束时的电位被设定为基准电位V0。

如图8所示，驱动信号Com-B在控制期间TP1内其电位被维持为基准电位V0。另外，驱动信号Com-B具有设置于控制期间TP2内的波形PB。在本实施方式中，以使波形PB的最高电位(在本实施方式中，作为一个示例，为基准电位V0)与最低电位VLb的电位差小于波形PY的最高电位VHY与最低电位VLY的电位差的方式，来确定波形PB。具体而言，以在通过具有波形PB的驱动信号Com-B而对喷出部D[m]进行驱动的情况下，以从喷出部D[m]中不喷出油墨的程度而使喷出部D[m]进行微振动的方式，来确定波形PB。并且，波形PB的开始时以及结束时的电位被设定为基准电位V0。

图9为，用于对单位印刷期间Tu内的个别指定信号Sd[m]、连接状态指定信号SLa[m]以及SLb[m]之间的关系进行说明的说明图。如图9所示，在本实施方式中，个别指定信号Sd[m]在单位印刷期间Tu内被设定为，对大点的形成进行指定的值(1，1)、对中点的形成进行指定的值(1，0)、对小点的形成进行指定的值(0，1)、以及对油墨的未喷出进行指定的值(0，0)这四个值中的任一值。

如图9所示，在个别指定信号Sd[m]表示对大点的形成进行指定的值(1，1)的情况下，连接状态指定电路11在单位印刷期间Tu(控制期间TP1以及TP2)内将连接状态指定信号SLa[m]设定为高电平，在单位印刷期间Tu内将连接状态指定信号SLb[m]设定为低电平。在该情况下，喷出部D[m]在控制期间TP1内通过波形PX的驱动信号Com-A而被驱动，从而喷出中程度的量的油墨，另外，在控制期间TP2内，通过波形PY的驱动信号Com-A而被驱动，从而喷出小程度的量的油墨。由此，喷出部D[m]在单位印刷期间Tu内喷出总计大程度的量的油墨，而在记录纸张PP上形成大点。

另外，在个别指定信号Sd[m]表示对中点的形成进行指定的值(1，0)的情况下，连接状态指定电路11在控制期间TP1内将连接状态指定信号SLa[m]设定为高电平，在控制期间TP2内将连接状态指定信号SLa[m]设定为低电平，在单位印刷期间Tu内将连接状态指定信号SLb[m]设定为低电平。在该情况下，喷出部D[m]在单位印刷期间Tu内喷出中程度的量的油墨，而在记录纸张PP上形成中点。

另外，在个别指定信号Sd[m]表示对小点的形成进行指定的值(0，1)的情况下，连接状态指定电路11在控制期间TP1内将连接状态指定信号SLa[m]设定为低电平，在控制期间TP2内将连接状态指定信号SLa[m]设定为高电平，在单位印刷期间Tu内将连接状态指定信号SLb[m]设定为低电平。在该情况下，喷出部D[m]在单位印刷期间Tu内喷出小程度的量的油墨，而在记录纸张PP上形成小点。

另外，在个别指定信号Sd[m]表示对油墨的未喷出进行指定的值(0，0)的情况下，连接状态指定电路11在控制期间TP1以及TP2内将连接状态指定信号SLb[m]设定为高电平，在单位印刷期间Tu内将连接状态指定信号SLa[m]设定为低电平。在该情况下，喷出部D[m]在单位印刷期间Tu内未喷出油墨，在记录纸张PP上未形成点。

图10以及图11为用于对头单元HU的动作的一个示例进行说明的说明图。在图10以及图11中，代表性地例示了各头单元HU的M个喷出部D中的一个喷出部D[m]。

图10表示在印刷过程中的期间内，更加具体而言，表示单位印刷期间Tu的某个期间TP(“第一期间”的一个示例)内的头单元HU的动作的一个示例。期间TP为控制期间TP1或TP2。在期间TP内，连接状态指定电路11将连接状态指定信号SLa[m]设定为高电平。由此，开关SWa[m](“第一开关”的一个示例)导通，从而驱动信号Com-A作为供给驱动信号Vin[m]而被供给。

在期间TP内，印刷判断信号PT为低电平。因此，保护部P[m]的保护控制电路Pc[m]使开关SWp[m](“第二开关”的一个示例)断开。通过开关SWp[m]断开，从而使压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m](“第一电极”的一个示例)与下部电极Zd[m](“第二电极”的一个示例)未电连接。由此，能够在上部电极Zu[m]与下部电极Zd[m]之间施加预定电压。

这样，通过在期间TP内使开关SWa[m]导通并使开关SWp[m]断开，从而使喷出部D[m]通过具有波形PX或PY(“喷出驱动波形”的一个示例)的驱动信号Com-A而被驱动。由此，在期间TP内，实施了油墨的喷出。

图11表示印刷过程中的期间以外的某个期间TQ(“第二期间”的一个示例)内的头单元HU的动作的一个示例。在期间TQ内，连接状态指定电路11将连接状态指定信号SLa[m]设定为低电平。由此，开关SWa[m]断开。

并且，在期间TQ内，连接状态指定电路11还将连接状态指定信号SLb[m]设定为低电平。由此，开关SWb[m]也断开。通过开关SWa[m]以及SWb[m]断开，从而使压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]与供给驱动信号Com-A的内部配线LHa以及供给驱动信号Com-B的内部配线LHb电分离。

在期间TQ内，印刷判断信号PT为高电平。因此，根据压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]的电位与下部电极Zd[m]的电位的比较结果，保护部P[m]的保护控制电路Pc[m]对开关SWp[m]的导通或断开进行切换。在本实施方式中，具体而言，在上部电极Zu[m]的电位低于下部电极Zd[m]的电位的情况下，即，在相反极性电场被施加于压电元件PZ[m]上的情况下，保护控制电路Pc[m]使开关SWp[m]导通。

图11例示了在期间TQ内由于某种理由而使上部电极Zu[m]的电位低于下部电极Zd[m]的电位从而保护控制电路Pc[m]使开关SWp[m]导通的状态。通过开关SWp[m]导通，从而使压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]与下部电极Zd[m]被电连接。

这样，通过在期间TQ内开关SWa[m]以及SWb[m]断开且开关SWp[m]导通，从而上部电极Zu[m]的电位被设定为与下部电极Zd[m]的电位相同的电位，具体而言，被设定为电位VBS。由此，抑制了相反极性电场对压电元件PZ[m]的施加。

5.第一实施方式的结论

如以上所说明的那样，在本实施方式中，通过保护部P根据上部电极Zu的电位与下部电极Zd的电位的比较结果而能够对是否使上部电极Zu和下部电极Zd电连接进行切换，从而能够抑制相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况。因此，根据本实施方式，例如，与在头单元HU中未设置有保护部P的方式相比，在压电元件PZ所具备的压电体Zm内，能够抑制在压电体Zm的内部所产生的微小裂纹Cr的生长。由此，能够抑制压电元件PZ所具备的压电体Zm的压电特性的降低或破坏。特别优选为，在使用易于产生破坏的具备薄膜的压电体Zm的压电元件PZ的情况下，获得这样的效果。即，根据本实施方式，由于在薄膜的压电体Zm中能够抑制在压电体Zm的内部所产生的微小裂纹Cr的生长，因此，与在头单元HU中未设置有保护部P的方式相比，能够减少微小裂纹Cr在厚度方向上贯穿压电体Zm的可能性。因此，根据本实施方式，能够实现薄膜的压电体Zm的长寿命化。

保护部P对开关SWp进行切换，以使上部电极Zu的电位与下部电极Zd的电位之间的大小关系(高低的关系)不发生变化(即不反转)。由此，抑制了被施加于压电元件PZ上的电场的极性的反转，因此，能够抑制相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况。

另外，在本实施方式中，即使在因下部电极Zd的电位被设定为电位VBS的原因而易于施加相反极性电场的情况下，也能够通过保护部P来抑制相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况。

另外，在本实施方式中，在印刷过程中的期间内，向压电元件PZ供给驱动信号Com-A，从而实施油墨的喷出，在印刷过程中的期间以外的期间内能够抑制相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况。

在印刷过程中的期间内，即使存在根据驱动信号Com-A的波形而使短时间以及低电场的相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况，也能够不中断由驱动信号Com-A所导致的压电元件PZ的驱动，而实施油墨的喷出。

并且，如参照图9所说明的那样，印刷过程中的期间可能包含从喷出部D中实施油墨的喷出的情况和不实施油墨的喷出的情况这两种情况。在实施油墨的喷出的情况下，驱动信号Com-A作为供给驱动信号Vin[m]而被向压电元件P供给，而在未实施油墨的喷出的情况下，驱动信号Com-B作为供给驱动信号Vin[m]而被向压电元件PZ供给。

在印刷过程中的期间以外的期间内，在切换电路10的开关SWa以及SWb被断开从而使驱动信号Com-A以及Com-B未被向上部电极Zu供给的情况下，上部电极Zu的电位即使由于事前的驱动而使压电元件PZ被充电，也会通过自然放电而慢慢地降低。由于这个原因，在印刷过程中的期间以外的期间内，易于产生上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位VBS的状态、即相反极性电场被施加于压电元件PZ上的状态。因此，在印刷过程中的期间以外的期间内，尤其优选能够抑制相反极性电场对压电元件PZ的施加。

并且，在印刷过程中的期间以外的期间内，根据需要，也可以将具有以未喷出油墨的程度而使压电元件PZ进行微振动的波形的驱动信号Com-A或Com-B向上部电极Zu供给。

B.第一实施方式的改变例

以上的各方式可以进行多种多样的改变。以下例示具体的改变方式。从以下的例示中任意选择出的两个以上的方式在不相互矛盾的范围内可以适当地合并。并且，对于在以下例示的改变例中作用或功能与实施方式同等的要素，沿用在以上的说明中所参照的符号，并适当地省略各自的详细说明。

改变例1

在上述的实施方式中，对在满足了压电元件PZ的上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下保护部P的开关SWp被导通的方式进行说明。在第一实施方式的第一改变例中，例示了在除了满足该条件之外还满足了上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的状态持续预定时间长度的条件的情况下开关SWp被导通的方式。

图12为表示改变例1的保护部P的开关SWp以及保护控制电路Pc的结构的一个示例的图。本改变例的保护控制电路Pc具备比较器CM、“与”电路AD、延迟电路DL(“延迟部”的一个示例)。

比较器CM的输入端子以与上述的实施方式同样的方式与压电元件PZ的上部电极Zu以及下部电极Zd电连接。在上部电极Zu的电位高于下部电极Zd的电位的情况下，比较器CM的输出信号为低电平，在上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下，比较器CM的输出信号为高电平。在本改变例中，有时将比较器CM的输出信号称为电位比较信号。

对于“与”电路AD的一方的输入端子，经由延迟电路DL而输入电位比较信号，对于“与”电路AD的另一方的输入端子，在未经由迟电路DL的情况下输入电位比较信号。

延迟电路DL将某个时刻(将其称为“第一时刻”)处的电位比较信号从第一时刻延迟至预定时间长度(“第一时间长度”的一个示例)以后的时刻(将其称为“第二时刻”)。

在经由了延迟电路DL的电位比较信号(“第一信号”的一个示例)、即延迟至第二时刻的电位比较信号、以及未经由延迟电路DL的电位比较信号、即第二时刻处的电位比较信号(“第二信号”的一个示例)这两方表示上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下，“与”电路AD的输出信号为高电平。“与”电路AD的输出信号在除此以外的情况下为低电平。“与”电路AD的输出信号作为对开关SWp的导通或断开进行控制的控制信号而被向开关SWp供给。

因此，在延迟至第二时刻的电位比较信号以及第二时刻处的电位比较信号这两方表示上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下，保护控制部Pc使开关SWp导通。在除此以外的情况下，保护控制部Pc使开关SWp断开。

在延迟至第二时刻的电位比较信号以及第二时刻处的电位比较信号这两方表示上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下，可以判断为，从第一时刻至第二时刻，跨及上述的预定时间长度，上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的状态持续。也就是说，在这样的情况下，可以判断为，跨及该预定时间长度，相反极性电场被施加于压电元件PZ上。

在本改变例中，通过保护控制部Pc在这样的情况下使开关SWp导通，从而在开关SWp被导通的时刻以后，使上部电极Zu和下部电极Zd电连接。因此，能够抑制相反极性电场跨及超过该预定时间长度的过长的时间长度而被施加于压电元件PZ上的情况。

换言之，在未施加有相反极性电场的情况、或者即使施加有相反极性电场但为短于该预定时间长度的时间内的情况下，通过保护控制部Pc使开关SWp断开，而能够维持可将预定电压施加于上部电极Zu以及下部电极Zd之间的状态。

并且，作为该预定时间长度而适当的时间长度、即对如果是哪种程度的时间长度的相反极性电场则会被容许进行规定的时间长度例如可以根据实验而进行设定。

在本改变例中，在实施了正常的印刷的印刷过程中的期间内，被施加于压电元件PZ上的电场至多限于所容许的程度的短时间的相反极性电场。因此，开关SWp被断开，而在未中断压电元件PZ的驱动的情况下，能够实施油墨的喷出。无论是在印刷过程中的期间内还是在印刷过程中的期间以外的期间内，在产生某种异常(例如电位VBS的振荡等)从而相反极性电场跨及该预定时间长度而被施加于压电元件PZ的情况下，开关SWp被导通。由此，能够抑制相反极性电场跨及过长的时间长度而被施加于压电元件PZ上的情况。

并且，作为改变例1，例示了保护部P所具备的保护控制电路Pc在不使用表示是否处于印刷过程中的期间的印刷判断信号PT的情况下对开关SWp的导通或断开进行控制的结构，但在改变例1中，保护控制电路Pc也可以根据印刷判断信号PT来对开关SWp的导通或断开进行控制。也就是说，也可以限定于印刷过程中的期间以外的期间来实施开关SWp被导通的动作。

改变例2

在上述的实施方式中，对在压电元件PZ的上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下保护部P的开关SWp被导通的方式进行了说明。在第一实施方式的第二改变例中，例示了在上部电极Zu的电位低于相对于下部电极Zd的电位而设定得较低的预定电位的情况下开关SWp被导通的方式。

图13为表示改变例2的保护部P的开关SWp以及保护控制电路Pc的结构的一个示例的图。本改变例的保护控制电路Pc具备比较器CM和降压电路VD。

比较器CM的一方的输入端子与压电元件PZ的上部电极Zu电连接。比较器CM的另一方的输入端子经由降压电路VD而与压电元件PZ的下部电极Zd电连接。从降压电路VD输出的降压电位(“第二电位”的一个示例)低于被输入至降压电路VD中的下部电极Zd的电位、即电位VBS。

在上部电极Zu的电位高于上述的降压电位的情况下，比较器CM的输出信号为低电平，在上部电极Zu的电位低于该降压电位的情况下，比较器CM的输出信号为高电平。比较器CM的输出信号作为对开关SWp的导通或断开进行控制的控制信号而被向开关SWp供给。

因此，在上部电极Zu的电位低于该降压电位的情况下，保护控制部Pc使开关SWp导通，在上部电极Zu的电位高于该降压电位的情况下，保护控制部Pc使开关SWp断开。

该降压电位被设定为低于电位VBS的电位。因此，上部电极Zu的电位降低至与该降压电位一致的状态为，与该降压电位和下部电极Zd的电位VBS的差分的电压相对应的相反极性电场被施加于压电元件PZ上的状态。

在本改变例中，在上部电极Zu的电位低于该降压电位的情况下，通过保护控制部Pc使开关SWp导通，能够抑制如下的相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况，即，所述相反极性电场为，超过与该差分的电压相对应的相反极性电场的过高的相反极性电场。

换言之，在未施加有相反极性电场的情况、或者即使施加有相反极性电场但为低于与该差分的电压相对应的相反极性电场的低电场的情况下，保护控制部Pc使开关SWp断开，从而能够维持可将预定电压施加于上部电极Zu以及下部电极Zd之间的状态。

并且，作为该降压电位而适当的电位、即对如果是哪种程度的较强的相反极性电场则会被容许进行规定的电位例如可以根据实验来设定。

在本改变例中，在实施了正常的印刷的印刷过程中的期间内，被施加于压电元件PZ上的电场，至多限于所容许的程度的较低的相反极性电场。因此，开关SWp被断开，而在未中断压电元件PZ的驱动的情况下，能够实施油墨的喷出。无论是在印刷过程中的期间内还是在印刷过程中的期间以外的期间内，在产生某种异常(例如电位VBS的振荡等)从而上部电极Zu的电位低于该降压电位的情况下，开关SWp被导通。由此，能够抑制过高的相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况。

并且，也可以通过在使上部电极Zu的电位升压的升压电位低于下部电极Zd的电位的情况下使开关SWp被导通的方式，来抑制过高的相反极性电场被施加于压电元件PZ上的情况。但是，使上部电极Zu的电位升压的情况从电力消耗增大以及导致安全性的降低的观点来看并不优选。因此，如上文所述，优选为，采用使下部电极Zd的电位降压的结构。

并且，作为改变例2，例示了保护部P所具备的保护控制电路Pc在未使用表示是否处于印刷过程中的期间的印刷判断信号PT的情况下对开关SWp的导通或断开进行控制的结构，但在改变例2内，保护控制电路Pc也可以根据印刷判断信号PT而对开关SWp的导通或断开进行控制。也就是说，也可以限定于印刷过程中的期间以外的期间来实施开关SWp被导通的动作。

并且，在保护控制电路Pc根据印刷判断信号PT而对开关SWp的导通或断开进行控制的方式中，也可以在保护控制电路Pc上设置对是否处于印刷过程中的期间进行判断并输出印刷判断信号PT的判断部。该判断部例如根据印刷信号SI、波形指定信号dCom、锁存信号LAT等，而生成印刷判断信号PT。

C.第二实施方式

以下，对本发明的第二实施方式进行说明。并且，对于在以下例示的各方式以及各改变例中作用或功能与第一实施方式同样的要素，沿用在第一实施方式中所使用的符号，并适当省略各自的详细说明。

在上述的第一实施方式中，例示了为了抑制相反极性电场对压电元件PZ的施加而设置保护部P的方式。在第二实施方式中，对能够在不设置保护部P的情况下抑制相反极性电场对压电元件PZ的施加的方式进行说明。

图14为表示第二实施方式所涉及的喷墨打印机1的结构的一个示例的功能框图。第二实施方式在头单元HU不具备保护部P这一点上与第一实施方式不同。记录头HD和切换电路10具有与第一实施方式同样的结构。

参照图15以及图16而对各头单元HU的动作进行说明。图15以及图16为用于对头单元HU的动作的一个示例进行说明的说明图，代表性地例示了各头单元HU的M个喷出部D中的一个的喷出部D[m]。

在本实施方式中，未设置与喷出部D[m]相对应的保护部P[m]。因此，在头单元HU的动作中，喷出部D[m]所具备的压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]和下部电极Zd[m]被维持于电分离的状态。

图15表示在印刷过程中的期间内、更加具体而言在单位印刷期间Tu的某个期间TP(“第一期间”的一个示例)内的头单元HU的动作的一个示例。期间TP为控制期间TP1或TP2。期间TP内的头单元HU的动作与第一实施方式相同。

也就是说，在期间TP内，通过连接状态指定电路11将连接状态指定信号SLa[m]设定为高电平，从而使开关SWa[m](“第一开关”的一个示例)导通，驱动信号Com-A作为供给驱动信号Vin[m]而被供给。由此，喷出部D[m]通过具有波形PX或PY(“喷出驱动波形”的一个示例)的驱动信号Com-A而被驱动，从而实施油墨的喷出。

图16表示印刷过程中的期间以外的某个期间TQ(“第二期间”的一个示例)内的头单元HU的动作的一个示例。在期间TQ内，驱动信号生成电路2将驱动信号Com-A的电位设定为电位VBS、即与压电元件PZ[m]的下部电极Zd[m]的电位相同的电位。另外，在期间TQ内，连接状态指定电路11将连接状态指定信号SLa[m]设定为高电平。由此，开关SWa[m]导通，驱动信号Com-A作为供给驱动信号Vin[m]而被供给，压电元件PZ[m]的上部电极Zu[m]的电位被设定为电位VBS。

这样，在期间TQ内，驱动信号Com-A的电位被设定为与下部电极Zd[m]的电位VBS相同的电位，开关SWa[m]导通，从而上部电极Zu[m]的电位与下部电极Zd[m]的电位被设定为相同的电位即电位VBS。在本实施方式中，能够采用这种方式来抑制相反极性电场对压电元件PZ[m]的施加。

并且，也可以采用如下方式，即，在期间TQ内，驱动信号Com-B的电位被设定为与下部电极Zd[m]的电位VBS相同的电位，开关SWb[m]被导通，驱动信号Com-B作为供给驱动信号Vin[m]而被供给。通过这样的方式，也能够将上部电极Zu[m]的电位和下部电极Zd[m]的电位设定为相同的电位即电位VBS，因此，能够抑制相反极性电场对压电元件PZ[m]的施加。

D.其他改变例

上述的实施方式以及改变例还可以进行多种多样的改变。例如，在上述的实施方式以及改变例中，例示了驱动信号Com具有驱动信号Com-A以及驱动信号Com-B这两个系统的信号的方式，但本发明并未被限定于这样的方式，驱动信号Com只要至少具有一个系统的信号即可。

并且，在驱动信号Com具有两个系统的信号的方式张，作为驱动信号Com-A的波形、以及驱动信号Com-B的波形，并未被限定于图8所例示的波形，也可以根据需要来设定各种各样的波形。

另外，例如，在上述的实施方式以及改变例中，例示了在压电元件PZ的上部电极Zu的电位高于下部电极Zd的电位的情况下同极性电场被施加于压电体Zm上的方式，但也可以根据需要而采用在压电元件PZ的上部电极Zu的电位低于下部电极Zd的电位的情况下同极性电场被施加于压电体Zm上的方式。

另外，例如，在上述的实施方式以及改变例中，例示了在喷墨打印机1中四个头单元HU和四个墨盒31一对一地对应设置的方式，但本发明并未被限定于这样的方式，喷墨打印机1只要具备一个以上的头单元HU和一个以上的墨盒31即可。

另外，例如，在上述的实施方式以及改变例中，例示了喷墨打印机1为串行式打印机的方式，但本发明并未被限定于这样的方式，喷墨打印机1也可以为，在头模块HM中多个喷嘴N被设置为以大于记录纸张PP的宽度的方式延伸的、所谓的行式打印机。

另外，例如，在上述的实施方式以及改变例中设为，向压电元件PZ的上部电极Zu供给驱动信号Com，向下部电极Zd供给电位VBS，但本发明并未被限定于这样的方式，也可以设为，向压电元件PZ的上部电极Zu供给电位VBS，向下部电极Zd供给驱动信号Com。

符号说明

1…喷墨打印机；2…驱动信号生成电路；5…存储部；6…控制部；7…输送机构；10…切换电路；D…喷出部；P…保护部；HD…记录头；HM…头模块；HU…头单元。

Claims (18)

1.一种液体喷出装置，其特征在于，具备：

压电元件，其具有第一电极、压电体以及第二电极；

第一开关，其能够对是否将用于驱动所述压电元件的驱动信号向所述第一电极供给进行切换；以及

第二开关，其以与所述压电元件电并联的方式配置，并能够对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

2.如权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述压电元件作为多晶体而被形成，并实施了极化处理。

3.如权利要求1或2所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述第二开关以使所述第一电极的电位和所述第二电极的电位的大小关系不发生变化的方式来对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述第二电极的电位被设定为高于接地电位的第一电位。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述第二开关在所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的情况下使所述第一电极和所述第二电极电连接。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

具备比较部，所述比较部对所述第一电极的电位和所述第二电极的电位进行比较，

所述第二开关根据所述比较部中的比较结果而对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

在第一期间内，

在所述驱动信号中设定用于对所述压电元件进行驱动的波形，

所述第一开关被设定为将所述驱动信号向所述第一电极供给的状态，

所述第二开关被设定为不使所述第一电极以及所述第二电极电连接的状态，

在所述第一期间以外的第二期间内，

所述第一开关被设定为不将所述驱动信号向所述第一电极供给的状态，

所述第二开关被设定为使所述第一电极以及所述第二电极电连接的状态。

8.如权利要求5所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述第二开关在所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的状态持续第一时间长度的情况下，使所述第一电极和所述第二电极电连接。

9.如权利要求8所述的液体喷出装置，其特征在于，

具备延迟部，所述延迟部使在第一时刻处表示所述第一电极的电位是否低于所述第二电极的电位的第一信号从所述第一时刻起延迟至所述第一时间长度之后的第二时刻，

在延迟至所述第二时刻的所述第一信号以及在所述第二时刻处表示所述第一电极的电位是否低于所述第二电极的电位的第二信号这两方表示所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的情况下，所述第二开关使所述第一电极和所述第二电极电连接。

10.如权利要求5所述的液体喷出装置，其特征在于，

在所述第一电极的电位低于，相对于所述第二电极的电位而被设定得较低的第二电位的情况下，所述第二开关使所述第一电极和所述第二电极电连接。

11.一种液体喷出装置，其特征在于，具备：

压电元件，其具有第一电极、压电体以及第二电极；以及

第一开关，其能够对是否使供给用于驱动所述压电元件的驱动信号的配线和所述第一电极电连接进行切换，

在第一期间内，

在所述驱动信号中设定用于对所述压电元件进行驱动的波形，

所述第一开关被设定为使所述配线以及所述第一电极电连接的状态，

在所述第一期间以外的第二期间内，

在所述驱动信号中设定与所述第二电极的电位相等的电位，

所述第一开关被设定为使所述配线以及所述第一电极电连接的状态。

12.如权利要求1至11中的任一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述液体喷出装置为，具备使用了薄膜的压电体的压电元件并能够喷出液体的喷出部以300dpi以上的密度而被排列的液体喷出装置。

13.一种打印头，其特征在于，具备：

压电元件，其具有第一电极、压电体以及第二电极；

第一开关，其能够对是否将用于驱动所述压电元件的驱动信号向所述第一电极供给进行切换；以及

第二开关，其以与所述压电元件电并联的方式配置，并能够对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

14.如权利要求13所述的打印头，其特征在于，

所述压电元件作为多晶体而被形成，并实施了极化处理。

15.如权利要求13或14所述的打印头，其特征在于，

所述第二开关以使所述第一电极的电位和所述第二电极的电位的大小关系不发生变化的方式来对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。

16.如权利要求13至15中的任一项所述的打印头，其特征在于，

所述第二电极的电位被设定为高于接地电位的第一电位。

17.如权利要求13至16中的任一项所述的打印头，其特征在于，

所述第二开关在所述第一电极的电位低于所述第二电极的电位的情况下，使所述第一电极和所述第二电极电连接。

18.如权利要求13至17中的任一项所述的打印头，其特征在于，

具备比较部，所述比较部对所述第一电极的电位和所述第二电极的电位进行比较，

所述第二开关根据所述比较部中的比较结果，而对是否使所述第一电极以及所述第二电极电连接进行切换。