JP2010105300A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子の変位低下に伴う吐出特性の低下を抑制することが可能な液体吐出装置を提供する。
【解決手段】圧電素子６を駆動することにより圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせ、この圧力変動によってノズルから液体を吐出する記録ヘッドを備えたプリンタであって、圧電素子に対して圧電体層１５の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、インクジェット式記録ヘッド等の液体吐出ヘッドの駆動源として用いられる圧電素子を備えた液体吐出装置に関し、特に、圧電素子の変位低下による吐出特性の変動を抑制することが可能な液体吐出装置に関する。

例えば、液体吐出装置は、液体を吐出可能な液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体吐出装置の代表的なものとして、例えば、液体吐出ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクを記録紙等の記録媒体（着弾対象物）に対して吐出・着弾させてドットを形成することで画像等の記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体吐出装置が応用されている。

液体吐出ヘッドにおいて液体を吐出するための駆動源、即ち、ヘッド流路内の液体に圧力変動を生じさせるための圧力発生手段として用いられる圧電素子は、圧電材料からなる圧電体膜を上下の電極で挟んで成る素子である。圧電体膜は、例えば、結晶化した圧電性セラミックス、具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）により構成されている（例えば、特許文献１参照）。そして、電極間に電圧を印加して圧電素子を変位させることで、ノズルに連通する圧力発生室の一部を区画する振動板を変形させることができる。そして、この振動板の変形によって圧力発生室の容積が変化して圧力発生室内のインクに圧力変動が生じ、この圧力変動を制御することによってノズルから液体を噴射（吐出）することができる。

特開２００６−３０６７０９号公報

ところで、上記構成の圧電素子は、長期に亘って使用すると、即ち、駆動を何度も繰り返していくと、変位量の低下が生じることが分かっている。このため、製造時と比べて吐出されるインクの液量が設計液量に一致しなくなる虞がある。これにより、記録紙などの着弾対象物における画像等の濃度や色相が設計通りに得られなくなる問題があった。この種の圧電素子では、通常、製造時からの初期段階において特性の急激な低下が見られる。そこで、このような初期変化を考慮して、製造後の圧電素子に対して所定数の駆動電圧を印加することで初期変化を経過させるためのエージング処理が行われている。

しかしながら、上記のエージング処理を行うことで、その分、処理時間や手間を要する上、エージング処理を施したとしても、その後の変位低下を完全に抑制することができなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電素子の変位低下に伴う吐出特性の低下を抑制することが可能な液体吐出装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、圧電素子を駆動することにより圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせ、この圧力変動によってノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
圧電素子に対して圧電体の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能なモード切り替え制御部を備えたことを特徴とする。
なお、分極方向に対する電界の方向に関し、第１のモードでは圧電素子の駆動期間中において電界が常に分極方向と同一方向である必要は無く、電界が分極方向に対して逆向きになる期間があっても良い。要は、圧電素子の１回の駆動における期間の大部分で電界が分極方向と同一方向となっていれば良い。同様に、第２のモードでは圧電素子の駆動期間中において電界が常に分極方向と逆方向である必要は無く、電界が分極方向に対して順方向となる期間があっても良い。要は、圧電素子の１回の駆動における期間の大部分で電界が分極方向と逆方向となっていれば良い。

また、上記構成において、前記モード切り替え制御部が、予め定められた切り替え条件が満たされない場合、前記第１のモードに設定し、前記切り替え条件が満たされた場合、前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える構成を採用することが望ましい。

さらに、前記切り替え条件は、圧電素子の駆動回数、吐出される液体の量、又は、経過時間の何れかが予め定められた閾値を超えることである構成を採用することが望ましい。

上記構成によれば、所定の切り替え条件を満たした場合に第１のモードから第２のモードに切り替えて、圧電体の分極方向に対して順方向の電界を印加して圧電素子を駆動する第１のモードと比較して、圧電体の分極方向に対して逆方向の電界を印加して圧電素子を駆動する第２のモードでは圧電素子の変位量がより大きくなるので、変位量の低下分を補償することが可能となる。これにより、ノズルから吐出される液体の量の低下等の吐出特性の低下を抑制することができ、記録紙などの着弾対象物における画像等の画質への影響を低減することができる。

また、上記構成において、前記圧電素子は第１の電極、圧電体層、及び、第２の電極を積層して構成され、前記圧電体層の分極方向は前記第１の電極側から前記第２の電極側に向かう方向であり、
駆動電圧を発生する駆動電圧供給源と、一定のバイアス電圧を発生するバイアス電圧供給源と、前記駆動電圧供給源及び前記バイアス電圧供給源から前記第１の電極及び前記第２の電極までの経路に配置された経路切替手段と、を備え、
前記経路切替手段は、前記第１のモードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第１の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第２の電極に供給される経路に切り替え、前記第２のモードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第２の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第１の電極に供給される経路に切り替える構成を採用することができる。

また、上記構成において、前記圧電素子は第１の電極、圧電体層、及び、第２の電極を積層して構成され、前記圧電体層の分極方向は前記第１の電極側から前記第２の電極側に向かう方向であり、
駆動電圧を発生する駆動電圧供給源と、一定のバイアス電圧を発生するバイアス電圧供給源と、を設け、
前記第１の電極に対して記駆動電圧供給源からの駆動電圧を供給すると共に、前記第２の電極に対して前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧を供給し、
前記第１のモードにおいて、前記バイアス電圧供給源はバイアス電圧を少なくとも前記駆動電圧の中間電位よりも小さく設定し、
前記第２のモードにおいて、前記バイアス電圧供給源はバイアス電圧を少なくとも前記駆動電圧の中間電位よりも大きく設定し、尚かつ、前記駆動電圧供給源は駆動電圧の波形を前記第１のモードにおける駆動電圧の波形に対し上下反転させる構成を採用することができる。

そして、上記各構成において、前記液体吐出ヘッドは、複数のノズルを列設して構成されるノズル群を複数有し、
前記モード切り替え制御部は、ノズル群毎にモードを切り替える構成を採用することも可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体吐出ヘッドとして、インクジェット式プリンタ（本発明の液体吐出装置の一種）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を例に挙げて行う。

図１は、本実施形態の記録ヘッド１の構成を示す分解斜視図である。また、図２（ａ）は記録ヘッド１の平面図、図２（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ′線断面図、図２（ｃ）は圧力発生室９の幅方向（圧電素子短尺方向）の要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド１は、流路形成基板２、ノズルプレート３、弾性体膜４、絶縁体膜５、圧電素子６、及び、保護基板７等を積層して構成されている。

流路形成基板２は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、この流路形成基板２には、複数の圧力発生室９がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板２の圧力発生室９の長手方向外側の領域には連通部１０が形成され、連通部１０と各圧力発生室９とが、各圧力発生室９毎に設けられたインク供給路１１を介して連通されている。なお、連通部１０は、後述する保護基板７のリザーバ部２０と連通して各圧力発生室９の共通のインク室となるリザーバ２１の一部を構成する。インク供給路１１は、圧力発生室９よりも狭い幅で形成されており、連通部１０から圧力発生室９に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

流路形成基板２の開口面側には、各圧力発生室９のインク供給路１１とは反対側の端部に連通するノズル１２が開設されたノズルプレート３が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。一方、流路形成基板２の開口面とは反対側には、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる弾性膜４が形成され、この弾性膜４上には、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５が形成されている。また、この絶縁体膜５上には、下電極膜１４（本発明における第２の電極の一種）と、圧電体層１５と、上電極膜１６（本発明における第１の電極の一種）とが形成され、これらが積層状態で圧電素子６（薄膜圧電素子）を構成している。ここで、圧電素子６は、下電極膜１４、圧電体層１５、及び上電極膜１６を含む部分をいう。一般的には、圧電素子６の何れか一方の電極を共通電極（グラウンド電極）とし、他方の電極（正極又は個別電極）及び圧電体層１５を圧力発生室９毎にパターニングして構成する。そして、パターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層１５から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。なお、本実施形態では、分極方向が上電極膜１６から下電極膜１４に向かう方向となるように圧電体層１５が分極されている（図５における分極方向Ｐｄ）。また、下電極膜１４は圧電素子６の共通電極とし、上電極膜１６を圧電素子６の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合によってこれらを全体的に逆にする構成とすることもできる。何れの場合においても、圧力発生室９毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、このような各圧電素子６の上電極膜１６には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極１７がそれぞれ接続されている。

流路形成基板２上の圧電素子６側の面には、圧電素子６に対向する領域にその変位を阻害しない程度の大きさの空間となる圧電素子保持部１９を有する保護基板７が接合されている。圧電素子６は、この圧電素子保持部１９内に収容されるため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、保護基板７には、流路形成基板２の連通部１０に対応する領域にリザーバ部２０が設けられている。このリザーバ部２０は、保護基板７を厚さ方向に貫通して圧力発生室９の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板２の連通部１０と連通されて各圧力発生室９の共通のインク室となるリザーバ２１を構成している。

また、保護基板７の圧電素子保持部１９とリザーバ部２０との間の領域には、保護基板７を厚さ方向に貫通する貫通孔２２が設けられ、この貫通孔２２内に下電極膜１４の一部及びリード電極１７の先端部が露出されている。そして、リード電極１７には、プリンタ本体側のバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧が印加され、また、下電極膜１４には、プリンタ本体側の駆動電圧供給源３０からの駆動電圧が印加される（何れも、図４を参照しながら後述する）。保護基板７上には、封止膜２３及び固定板２４とからなるコンプライアンス基板２５が接合されている。封止膜２３は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイドフィルム）からなり、この封止膜２３によってリザーバ部２０の一方面が封止されている。また、固定板２４は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼等）で形成される。この固定板２４のリザーバ２１に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部２６となっているため、リザーバ２１の一方面は可撓性を有する封止膜２３のみで封止されている。

上記構成の記録ヘッド１では、インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ２１からノズル１２に至るまで内部をインクで満たした後、プリンタ本体側からの駆動電圧及びバイアス電圧の供給により、圧力発生室９に対応するそれぞれの下電極膜１４と上電極膜１６との間に吐出パルスＰ（図４参照）を印加し、弾性膜４、絶縁体膜５、下電極膜１４及び圧電体層１５を撓み変形させることにより圧力発生室９内の圧力が高まり、この圧力変動を制御することで、ノズル１２からインクが吐出（噴射）される。

図３は、プリンタの電気的な構成を説明するブロック図である。プリンタコントローラ３６は、ＲＯＭ３７に記憶された制御プログラム等に従って各部を制御するＣＰＵ３９と、各種データ処理のための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３７と、各種データ等を記憶するＲＡＭ３８と、記録ヘッド１の圧電素子６を駆動するための駆動信号を発生する駆動信号発生回路４０と、後述するモード切替条件等の情報を記憶する不揮発性記憶素子４１と、記録ヘッド１にデータを出力するインタフェース（Ｉ／Ｆ）部４２とを相互に接続した状態で備えている。

駆動信号発生回路４０は、バイアス電圧供給源２９と駆動電圧供給源３０とを備えている（図５参照）。駆動電圧供給源３０は、例えば、図４に示すように、駆動電圧ＶＰを発生する。この駆動電圧ＶＰは、時系列で変化するパルス電圧となっている。一方、バイアス電圧供給源（ＤＣ電圧供給源）２９は、一定のバイアス電圧（直流電圧）ＶＣを発生する。このバイアス電圧は、少なくとも駆動電圧供給源３０が発生する駆動電圧の中間電位（基準電位）Ｖｂよりも低く設定される。駆動電圧供給源３０が発生する駆動電圧ＶＰが上電極膜１６に印加されると共に、バイアス電圧供給源２９が発生するバイアス電圧ＶＣが下電極膜１４に印加されることにより、圧電素子６には図４に示す吐出パルスＰが印加される。この吐出パルスＰは、圧力発生室９の容積の基準容積に対応する基準電位Ｖｍから最低電位ＶＬまで比較的緩やかな勾配で電位を降下させる電位下降要素ｐ１と、最低電位ＶＬを所定時間保持する第１電位ホールド要素ｐ２と、最低電位ＶＬから最高電位ＶＨまで急勾配で電位を上昇させる電位上昇要素ｐ３と、最高電位ＶＨを所定時間保持する第２電位ホールド要素ｐ４と、最高電位ＶＨから基準電位Ｖｍまで電位を下降させる復帰要素ｐ５とを含んで構成されている。

電位下降要素ｐ１が圧電素子６に供給されると、圧電素子６が圧力発生室９とは反対側に撓んで弾性膜４を変形させることにより圧力発生室９が比較的緩やかに膨張し圧力発生室９が減圧される。続いて、第１ホールド要素ｐ２が供給されることで圧力発生室９の膨張状態が維持される。その後、電位上昇要素ｐ３が供給されて圧電素子６が圧力発生室９側に撓み、圧力発生室９が極く短時間で収縮し、この収縮状態が第２ホールド要素ｐ４の供給期間に亘って維持される。そして、電位上昇要素ｐ３の供給により、圧力発生室９内のインクが急激に加圧されてノズル１２からインクが吐出される。その後、第２ホールド要素ｐ４の後に続いて復帰要素ｐ５が供給されて圧力発生室９が緩やかに膨張され、インクが吐出された後のノズル１２のメニスカスの振動を収束させる。

ところで、本発明に係るプリンタは、圧電素子６の使用状況（以下で説明する切り替え条件）に応じて、圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向Ｐｄと同方向に電界を印加することにより圧電素子６を駆動する第１のモードと、圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向Ｐｄと逆向きに電界を印加することにより圧電素子６を駆動する第２のモードとを切り替えるように構成されている。以下、この点について説明する。

図５は、駆動信号発生回路４０から圧電素子６までの信号供給経路を示す簡易回路図であり、（ａ）は第１のモードにおける切り替え状態、（ｂ）は第２のモードにおける切り替え状態をそれぞれ示している。同図に示すように、本実施形態におけるプリンタには、駆動電圧供給源３０及びバイアス電圧供給源２９から圧電素子６の上電極膜１６及び下電極膜１４までの経路を切り替える経路切替手段としてスイッチ回路３１を設けている。このスイッチ回路３１は、モード切り替え制御部として機能するＣＰＵ３９によって切り替えが制御されるようになっている。そして、プリンタには、モードの切り替え制御のタイミングを規定するために、圧電素子６の製造時からの駆動回数（インクを吐出した回数）についての閾値が予め設定されている。この閾値は、圧電素子６の仕様などに応じて任意に定めることができるが、例えば、２００億回から３００億回程度の値が設定される。

そして、ＣＰＵ３９は、本発明におけるモード切り替え制御部として機能し、製造時からの圧電素子６の駆動回数と上記の閾値とを比較し、駆動回数が閾値に満たない場合、モードを第１のモードに設定し、図５（ａ）に示すように、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰが個別電極（正極）としての上電極膜１６に供給されると共にバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣが共通電極（グラウンド電極）としての下電極膜１４に供給される経路となるように、スイッチ回路３１を切り替える。この第１のモードでは、図４で先述したように、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰが上電極膜１６に印加されると共に、バイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣが下電極膜１４に印加されることにより、圧電素子６には図４に示す吐出パルスＰが印加される。この吐出パルスＰは、全体的にプラス側の電圧となる。したがって、この第１のモードでは、圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向Ｐｄに電界が印加されることになる。

一方、駆動回数が閾値以上となった場合、モード切り替え制御部としてのＣＰＵ３９は、モードを第１のモードから第２のモードに切り替え、図５（ｂ）に示すように、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰが下電極膜１４に供給されると共にバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣが上電極膜１６に供給される経路となるように、スイッチ回路３１を切り替える。この第２のモードでは、圧電素子６に印加される吐出パルスＰは、極性が反転して全体的にマイナス側の電圧となる。換言すると、この第１のモードでは、圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向とは逆の方向に電界が印加されることになる。

ここで、図６は、圧電素子６の印加電圧に対する変位量（撓み量）の特性を示すグラフである。同図に示すように、印加電圧を変化させると、これに応じて圧電素子６の変位量は図において矢印で示す軌跡を描くように変化する。そして、同じ絶対値の電圧を印加した場合に、印加電圧をプラス側で変化させる構成、即ち、圧電体層１５の分極方向に対して順方向の電界を印加する第１のモードと比較して、印加電圧をマイナス側で変化させる構成、即ち、圧電体層１５の分極方向に対して逆方向の電界を印加する第２のモードでは圧電素子６の変位量がより大きくなることが分かった。具体的には、第２のモードでは、第１のモードの場合と比べて、十数％〜数十％くらい圧電素子６の変位量が大きくなる。

このため、駆動を何度も繰り返すことで圧電素子６の変位量が低下した場合においても、駆動回数が閾値を超えるという切り替え条件を満たした場合に第１のモードから第２のモードに切り替えて、圧電体層１５の分極方向に対して逆方向の電界を印加して圧電素子６を駆動することにより、変位量の低下分を補償することが可能となる。これにより、ノズルから吐出されるインクの液量の変動等を抑制することができ、記録紙などの着弾対象物における画像等の画質への影響を低減することができる。また、従来行っていたエージング処理を省略することができる。さらに、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰ等を補正することなく、駆動電圧供給源３０及びバイアス電圧供給源２９から圧電素子６の上電極膜１６及び下電極膜１４までの経路を切り替えるスイッチ回路３１を切り替えるだけで良いため、容易に変位量の低下を補償することができる。そして、上記構成を採用することにより、プリンタの保証期間を従来よりも長くすることが可能となる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。
上記第１の実施形態では、第２のモードにおいて駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰを下電極膜１４に印加すると共にバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣを上電極膜１６に印加することで、圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向とは逆の方向に電界が印加されるように構成した例を示したが、これには限られない。例えば、第２のモードにおいて、第１のモードと同様に、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰを上電極膜１６に印加すると共にバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣを下電極膜１４に印加する構成とし、尚かつ、図７に示すように、バイアス電圧ＶＣを少なくとも駆動電圧ＶＰの中間電位Ｖｂよりも大きく設定し、尚かつ、駆動電圧ＶＰの波形を第１のモードにおける駆動電圧ＶＰの波形に対し上下反転させる構成を採用することも可能である。この構成では、圧電素子６には図７に示す吐出パルスＰ′が印加される。この吐出パルスＰ′は、バイアス電圧ＶＣを駆動電圧ＶＰの中間電位Ｖｂよりも大きくする程、マイナス側にシフトする。そして、この吐出パルスＰ′は、図４に示す第１のモードの吐出パルスＰに対して極性が反転しているため、この吐出パルスＰ′を圧電素子６を印加することで圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向とは逆の方向に電界が印加されることになる。即ち、この構成においても、図６におけるマイナス側での駆動を実現することができる。

ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、駆動電圧ＶＰの形状は、上記各実施形態で例示したものには限られず、任意の形状の駆動波形を採用することができる。
また、上記実施形態では、薄膜圧電素子である圧電素子６を例示したが、これには限られず、他の構成の圧電素子にも適用することができる。

また、第１のモードから第２のモードに切り替えるタイミングを規定する切り替え条件に関し、上記実施形態では、製造時からの圧電素子６の駆動回数が閾値を超えたことを切り替え条件とした例を示したが、これには限られず、例えば、ノズル１２から吐出されるインクの量（重量又は体積）、或いは、製造時からの経過時間が予め定められた閾値を超えることを切り替え条件としても良い。
さらに、記録ヘッド１が、複数のノズル１２を列設して構成されるノズル列（ノズル群）を複数有する構成では、モード切り替え制御部としてのＣＰＵ３９は、ノズル列毎に切り替え条件を設け、それぞれの切り替え条件に応じてノズル列毎にモードを切り替えるようにしても良い。この構成によれば、ノズル列毎に圧電素子６の駆動回数が異なる場合に、より適切なタイミングで第２のモードに切り替えることができる。

そして、本発明は、例示したプリンタに限らず、プロッタ、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体吐出装置、例えば、ディスプレー製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。

記録ヘッドの分解斜視図である。 記録ヘッドの平面図及び断面図である。 プリンタの電気的な構成を説明するブロック図である。 圧電素子に印加される駆動電圧等の波形図である。 駆動信号発生回路から圧電素子までの信号供給経路を示す簡易回路図である。 圧電素子の印加電圧に対する変位量（撓み量）の特性を示すグラフである。 他の実施形態の構成を説明する波形図である。

符号の説明

１…記録ヘッド，６…圧電素子，１４…下電極膜，１５…圧電体層，２９…バイアス電圧供給源，３０…駆動電圧供給源，３１…スイッチ回路，３９…ＣＰＵ，４０…駆動信号発生回路

Claims (6)

1. 圧電素子を駆動することにより圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせ、この圧力変動によってノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
   圧電素子に対して圧電体の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能なモード切り替え制御部を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記モード切り替え制御部は、予め定められた切り替え条件が満たされない場合、前記第１のモードに設定し、前記切り替え条件が満たされた場合、前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記切り替え条件は、圧電素子の駆動回数、吐出される液体の量、又は、経過時間の何れかが予め定められた閾値を超えることであることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記圧電素子は第１の電極、圧電体層、及び、第２の電極を積層して構成され、前記圧電体層の分極方向は前記第１の電極側から前記第２の電極側に向かう方向であり、
   駆動電圧を発生する駆動電圧供給源と、一定のバイアス電圧を発生するバイアス電圧供給源と、前記駆動電圧供給源及び前記バイアス電圧供給源から前記第１の電極及び前記第２の電極までの経路に配置された経路切替手段と、を備え、
   前記経路切替手段は、前記第１のモードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第１の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第２の電極に供給される経路に切り替え、前記第２のモードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第２の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第１の電極に供給される経路に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記圧電素子は第１の電極、圧電体層、及び、第２の電極を積層して構成され、前記圧電体層の分極方向は前記第１の電極側から前記第２の電極側に向かう方向であり、
   駆動電圧を発生する駆動電圧供給源と、一定のバイアス電圧を発生するバイアス電圧供給源と、を設け、
   前記第１の電極に対して記駆動電圧供給源からの駆動電圧を供給すると共に、前記第２の電極に対して前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧を供給し、
   前記第１のモードにおいて、前記バイアス電圧供給源はバイアス電圧を少なくとも前記駆動電圧の中間電位よりも小さく設定し、
   前記第２のモードにおいて、前記バイアス電圧供給源はバイアス電圧を少なくとも前記駆動電圧の中間電位よりも大きく設定し、尚かつ、前記駆動電圧供給源は駆動電圧の波形を前記第１のモードにおける駆動電圧の波形に対し上下反転させることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体吐出ヘッドは、複数のノズルを列設して構成されるノズル群を複数有し、
   前記モード切り替え制御部は、ノズル群毎にモードを切り替えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の液体吐出装置。
   
   

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