JP2018202640A - 液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子への駆動信号の印加に伴う発熱によるキャビティ内の液体の温度上昇を抑制しつつ、キャビティ内に充填された液体の増粘を抑制できる液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法を提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッドと、駆動信号を圧電素子ＰＺへ印加する駆動信号印加部と、を備え、駆動信号印加部は、圧電素子に対して、液体が吐出しない程度に圧電素子を変位させる信号波形を含む第１の駆動信号を、圧電素子を変位させる第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように印加する液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置、およびこの液体吐出装置の制御方法に関する。

液体吐出装置（例えばインクジェット式のプリンター）には、圧電素子を用いて液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えるものがある。この液体吐出ヘッドは、ノズルと連通する液体流路に設けられたキャビティ（圧力室）の一部を構成する板状の部材に積層状態で圧電素子が形成された圧電素子形成基板を備えている。そして、この圧電素子形成基板に形成された圧電素子に対して駆動信号を印加することで圧電素子が変位し、この圧電素子の変位に伴う圧電素子形成基板の湾曲によってキャビティの容積が変化することによって、ノズルから液体が吐出する。

このような液体吐出装置において、液体吐出ヘッドの小型化のために、液体吐出ヘッドに入力される駆動信号を同じく液体吐出ヘッドに入力される制御信号に基づいて出力する駆動ＩＣ（集積回路素子）が、圧力室形成基板（圧電素子形成基板）に対峙して積層された封止板（配線基板）に実装された構成のものがある（例えば特許文献１）。

また、液体吐出ヘッドの過熱を防止するために、液体を吐出させる駆動信号が圧電素子に印加されない期間（駆動信号の液滴不吐出区間）を、液体を吐出させる駆動信号が圧電素子に印加される期間（液滴吐出区間）よりも長くすることで、駆動信号の印加に伴う熱（ジュール熱）の発生を抑制する構成のものがある（例えば特許文献２）。

また、液体吐出ヘッドにおいてノズルと連通するキャビティ内に充填された液体の状態を判定するために、圧電素子への駆動信号の印加後に発生する圧電素子形成基板（振動板）の残留振動（残留振動信号）を用いて、その一例となる液体（インク）の吐出状態を判定（検査）する構成のものがある（例えば特許文献３）。

特開２０１６−１７２３４５号公報 特開２０１４−２８４５０号公報 特開２０１７−２４２７３号公報

しかしながら、例えば特許文献１の構成を有する液体吐出装置では、圧電素子への駆動信号の印加に伴って駆動ＩＣなどの回路素子や配線に流れる電流に起因して、液体吐出ヘッドにおける液体流路の近くにおいて熱（ジュール熱）が発生する。このため、液体吐出ヘッドにおいて液体の温度が上昇しやすく、この温度上昇に起因する液体の増粘により、液体がノズルから安定して吐出しなくなる虞がある。

そこで、このような液体の温度上昇を抑制するために、例えば特許文献２に記載のように液体を吐出させない期間を長くすることが対策として挙げられる。しかしながら、液体を吐出させない期間を長くすると、圧電素子形成基板が湾曲しない（振動しない）ことに起因するキャビティ内の液体の増粘が発生し、液体の吐出精度（例えば液体の吐出量）が低下する虞がある。

また、キャビティ内の液体の増粘が発生した場合、例えば特許文献３に記載のように、圧電素子形成基板の残留振動を用いた液体の状態の判定において、判定の精度が低下する虞がある。

なお、このような課題は、液体が充填されるとともに圧電素子の変位によって容積が変化するキャビティを有する液体吐出ヘッドと、駆動信号を圧電素子へ印加する駆動信号印加部と、を備える液体吐出装置において、概ね共通したものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電素子への駆動信号の印加に伴う発熱によるキャビティ内の液体の温度上昇を抑制しつつ、キャビティ内に充填された液体の増粘を抑制できる液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液体吐出装置は、印加される駆動信号により変位する圧電素子と、液体が充填されるとともに前記圧電素子の変位によって容積が変化するキャビティと、前記キャビティに連通し前記キャビティの容積が変化することによって前記液体を吐出可能なノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、前記駆動信号を前記圧電素子へ印加する駆動信号印加部と、を備え、前記駆動信号印加部は、前記圧電素子に対して、前記液体が吐出しない程度に前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第１の駆動信号を、前記圧電素子を変位させる第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように印加する。

この構成によれば、圧電素子への駆動信号の印加に伴う発熱によるキャビティ内の液体の温度上昇を抑制しつつ、キャビティ内に充填された液体の増粘を抑制できる。
上記液体吐出装置においては、前記圧電素子の変位に伴って発生する当該圧電素子の残留振動を用いて、前記キャビティに充填された前記液体の状態を判定する判定部を備え、前記駆動信号印加部は、前記液体の状態を判定する前記残留振動を発生させるように前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第３の駆動信号を、前記圧電素子に対して前記第１の駆動信号を印加した後に印加することが好ましい。

この構成によれば、液体の増粘が、残留振動を用いた液体の状態（例えば吐出不良）の判定精度に与える影響を低減できる。
上記液体吐出装置において、前記駆動信号印加部は、前記第１の駆動信号を、前記第３の駆動信号よりも前に前記圧電素子に対して複数回印加することが好ましい。

この構成によれば、液体の増粘が、残留振動を用いた液体の状態の判定精度に与える影響を安定して低減できる。
上記液体吐出装置において、前記駆動信号印加部は、前記圧電素子に、前記第１の駆動信号を印加した後に、前記第２の駆動信号が印加されない期間を挟んで前記第３の駆動信号を印加することが好ましい。

この構成によれば、判定対象キャビティについて液体の状態の判定を精度よく行うことができる。
上記液体吐出装置において、前記液体吐出ヘッドは、第１の圧電素子と、第２の圧電素子と、を含む複数の前記圧電素子と、前記第１の圧電素子に対応する第１のキャビティと、前記第２の圧電素子に対応する第２のキャビティと、を含む複数の前記キャビティと、前記第１のキャビティに対応する第１のノズルと、前記第２のキャビティに対応する第２のノズルと、を含む複数の前記ノズルと、を有し、前記第１のノズルと前記第２のノズルとは隣接して設けられ、前記駆動信号印加部は、前記第２の圧電素子に第２の駆動信号が印加されない期間において前記第１の圧電素子に前記第３の駆動信号を印加し、前記第１の圧電素子に第２の駆動信号が印加されない期間において前記第２の圧電素子に前記第３の駆動信号を印加することが好ましい。

この構成によれば、複数の判定対象キャビティについての液体の状態の判定をノズルの並び順に連続して行うことができる。
上記液体吐出装置において、前記液体吐出ヘッドは、前記圧電素子が形成された圧電素子形成基板を有し、前記駆動信号印加部は、基板両面のうちの一方の面が前記圧電素子形成基板と対峙する配線基板と、前記配線基板の基板両面のうちの他方の面に対峙する集積回路素子と、を有することが好ましい。

この構成によれば、駆動信号印加部が圧電素子（キャビティ）の近傍に存在する構成の液体吐出装置において、液体吐出ヘッド内の発熱によるキャビティ内の液体の温度上昇を抑制しつつ、液体の増粘を抑制できる。

上記課題を解決する液体吐出装置の制御方法は、印加される駆動信号により変位する圧電素子と、液体が充填されるとともに前記圧電素子の変位によって容積が変化するキャビティと、前記キャビティに連通し前記キャビティの容積が変化することによって前記液体を吐出可能なノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、前記駆動信号を前記圧電素子へ印加する駆動信号印加部と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、前記圧電素子に対して、前記液体が吐出しない程度に前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第１の駆動信号を、前記圧電素子を変位させる第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように、前記駆動信号印加部の前記圧電素子への前記駆動信号の印加を制御する。

この方法によれば、液体吐出ヘッド内の発熱によるインクの温度上昇を抑制しつつ、ノズル内の液体の増粘を抑制できる。
上記制御方法において、前記キャビティに充填された前記液体の状態を判定するための残留振動を発生させるように前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第３の駆動信号を、前記圧電素子に対して前記第１の駆動信号の印加後に印加するように前記駆動信号印加部の前記圧電素子への前記駆動信号の印加を制御することが好ましい。

この方法によれば、液体の増粘が、残留振動を用いた液体の状態（例えば吐出不良）の判定精度に与える影響を低減できる。

液体吐出装置の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図。 液体吐出装置に取り付けられたヘッドユニットを示す平面図。 ヘッドユニットが備えるヘッドモジュールの構成を示す図であって、図２における３−３線矢視断面図。 圧電素子を駆動する各電圧信号を生成する回路構成を示す回路ブロック図。 第１実施例における駆動信号を含む各電圧信号の信号波形を示す波形図。 駆動信号の信号波形を選択する制御信号のデータ構成を示すテーブル。 ヘッドモジュールのノズルからの液体の吐出状態を示す模式図。 第２実施例における駆動信号を含む各電圧信号の信号波形を示す波形図。 駆動信号の信号波形を選択する制御信号のデータ構成を示すテーブル。 ヘッドモジュールのノズルからの液体の吐出状態を示す模式図。 変形例におけるヘッドモジュールのノズルからの液体の吐出状態を示す模式図。

以下、液体吐出装置の一実施形態について、図を参照して説明する。
図１に示すように、液体吐出装置１１は、媒体の一例である用紙Ｐに、ヘッドユニット２０から液体の一例であるインクを吐出して印刷（記録）を行うインクジェット式のプリンターである。本実施形態では、用紙Ｐに印刷を行う際にヘッドユニット２０と対向する位置において用紙Ｐが一方向に搬送される。この用紙Ｐが搬送される方向を搬送方向Ｙとし、この搬送方向Ｙと交差（好ましくは、直交）する用紙Ｐの幅方向に沿う一方向を走査方向Ｘとする。すなわち、本実施形態の走査方向Ｘ及び搬送方向Ｙは、互いに交差（好ましくは、直交）する方向であって、下方となる重力方向Ｚといずれも交差（好ましくは、直交）する方向である。

液体吐出装置１１は、略矩形箱状をなすフレーム１２内の下部に、走査方向Ｘを長手方向として媒体支持台１３が延設されると共に、フレーム１２の下部には紙送りモーター１４が備えられている。そして、この紙送りモーター１４の駆動を通じて搬送機構（図示略）によって、用紙Ｐが媒体支持台１３上を通過するように搬送方向Ｙに搬送される。

また、フレーム１２内における媒体支持台１３の上方には、該媒体支持台１３の長手方向である走査方向Ｘに沿って軸線を有するガイド軸１５及び走査方向Ｘに沿って平坦面が所定幅で細長く延在するガイド板１６が架設されている。このガイド軸１５およびガイド板１６に沿って、媒体支持台１３上を搬送される用紙Ｐの幅方向、すなわち搬送方向Ｙと交差する走査方向Ｘに移動可能なキャリッジ２１が備えられている。

詳しくは、ガイド軸１５は、円柱又は円筒状の軸であり、キャリッジ２１の搬送方向Ｙ側とは逆側においてキャリッジ２１を走査方向Ｘに貫通するように形成された支持孔に挿通されている。ガイド板１６は、キャリッジ２１の搬送方向Ｙ側において突出するように形成された突出部２１ａを下方から支持するように配設されている。従って、キャリッジ２１は、このガイド軸１５とガイド板１６とに支持されながら案内され、用紙Ｐの印刷面上を走査方向Ｘに沿って往復移動可能である。

フレーム１２においてガイド軸１５の両端の近傍にあたる位置には、駆動プーリー１７ａと従動プーリー１７ｂとがそれぞれ回転自在に支持されている。駆動プーリー１７ａにはキャリッジモーター１８の出力軸が連結されると共に、駆動プーリー１７ａと従動プーリー１７ｂとの間には一部がキャリッジ２１に連結された無端状のタイミングベルト１７が巻き掛けられている。従って、キャリッジモーター１８を駆動することによって、タイミングベルト１７を介してキャリッジ２１がガイド軸１５及びガイド板１６に案内されながら走査方向Ｘに沿って往復移動する。

この往復移動するキャリッジ２１において、用紙Ｐに対してインクを吐出して印刷を行うヘッドユニット２０がその重力方向Ｚ側に取り付けられている。また、キャリッジ２１には、ヘッドユニット２０へ供給するインクを収容したインクカートリッジ２２が装着される。本実施形態では、４種類のインク（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色のインク）がそれぞれ収容された４つのインクカートリッジ２２がキャリッジ２１に装着される。

液体吐出装置１１には、ヘッドユニット２０からインクを吐出させるための電気信号をヘッドユニット２０へ供給する信号供給部としてのメイン基板５０を収納した収納部１９がフレーム１２に備えられる。収納部１９に収容されたメイン基板５０とヘッドユニット２０との間は、電気信号が伝送されるフレキシブル基板であるＦＰＣ５１によって電気的に接続されている。

図２に示すように、ヘッドユニット２０には、インクを吐出する複数のノズルＮが搬送方向Ｙに列状に並んで設けられたヘッドモジュール２３が、４つのインクカートリッジ２２のそれぞれに対応して、走査方向Ｘに沿って４つ配列されている。ちなみに、本実施形態では、一列１４個のノズルＮ１〜Ｎ１４が２列設けられた状態とされ、それぞれの列をノズル列Ｎａ，Ｎｂと称する場合がある。また、本実施形態では、インクを吐出する４つのヘッドモジュール２３はそれぞれ同じ構成を有し、４つのヘッドモジュール２３のそれぞれに対応した電気信号がＦＰＣ５１を介してそれぞれのヘッドモジュール２３に伝送される。

次に、図３を参照して、ヘッドモジュール２３の構造を説明する。
図３に示すように、ヘッドモジュール２３には、インクの流路を形成する流路ユニット３０と、ノズルＮからインクを吐出させる液体吐出ヘッド４０とが、互いに積層された状態でモジュールケース２５に取り付けられている。なお、ここでは、流路ユニット３０と液体吐出ヘッド４０の積層方向は鉛直方向（重力方向Ｚ）に沿う上下方向とされている。

流路ユニット３０は、下側（重力方向Ｚ側）から順に、複数のノズルＮが形成されたノズル板３１と、流路基板３２と、圧力室基板３３と、振動基板４１とを備え、これらが積層状態で互いに固定された構造体である。このような構造体である流路ユニット３０には、ノズルＮに連通するノズル連通室３５と、ノズル連通室３５に連通する圧力室３６と、圧力室３６に連通する液体供給路３７と、液体供給路３７に連通する共通液室３８とが形成されている。このうち、ノズル連通室３５、圧力室３６及び液体供給路３７は各ノズルＮに対応して形成され、共通液室３８は１つのヘッドモジュール２３において複数のノズルＮに対して同じ種類のインクが供給されるように全てのノズルＮに渡って連続(連通)するように形成されている。

モジュールケース２５は略箱体状部材であり、その内部には流路ユニット３０における共通液室３８にインクカートリッジ２２からインクを導入する液体流路の一例である液体導入路３９が形成されている。この液体導入路３９は、共通液室３８と共に、流路ユニット３０に複数並設された圧力室３６に共通なインクが貯留される空間である。本実施形態では、２列に並設された圧力室３６の列に対応して、液体導入路３９が２つ形成されている。

液体吐出ヘッド４０は、この流路ユニット３０の上側に積層されている。すなわち、液体吐出ヘッド４０は、下側（重力方向Ｚ側）から順に、圧電素子ＰＺが形成された振動基板４１と、配線基板６０と、所定の出力電圧を出力する集積回路素子の一例である駆動ＩＣ６５とを備えている。換言すれば、液体吐出ヘッド４０には、両方の基板面のうちの、一方の基板面となる第１の面６０ａが駆動ＩＣ６５と対峙し、他方の基板面となる第２の面６０ｂが振動基板４１と対峙する配線基板６０が備えられている。

振動基板４１は、弾性的に振動可能な板状の部材であり、流路ユニット３０の圧力室３６を構成すると共に、圧力室３６とは反対側の基板面に各ノズルＮに対応する複数の圧電素子ＰＺが形成されている。詳しくは、圧電素子ＰＺは、電圧が印加されることによって駆動（伸縮）する圧電体４２と、この圧電体４２を挟むように、上下方向におけるその両側に、それぞれ第１の電極４３と第２の電極４４とを有している。第１の電極４３は、各圧力室３６（各ノズルＮ）に対応して圧電体４２に形成された個別の電極であり、第２の電極４４は、振動基板４１の板面上に形成された電極であって、複数の圧力室３６（複数のノズルＮ）に対応して形成された複数の圧電素子ＰＺに共通する電極である。そして、第１の電極４３と第２の電極４４との間に電圧が印加されることによって圧電体４２が伸縮変位し、振動基板４１を振動（湾曲変位）させることによって圧力室３６内のインクを加圧してノズルＮからインクを吐出させる。

したがって、圧力室３６は、インクが充填されるとともに圧電素子ＰＺの変位によって容積が変化するキャビティに相当し、この圧力室３６に連通するノズルは、この圧力室３６の容積が変化することによって液体を吐出可能である。なお、ここでは、圧電素子ＰＺが形成された振動基板４１を圧電素子形成基板４５と呼称する。

配線基板６０には、第１の面６０ａにおいて、駆動ＩＣ６５と電気的に接続され、駆動ＩＣ６５から出力される出力電圧が伝送される複数の第１の出力端子９１と第２の出力端子９２とが形成されている。すなわち、駆動ＩＣ６５は、複数の圧電素子ＰＺに対して選択的に出力電圧を供給するための電気回路などが集積して搭載された集積回路素子であり、その回路形成面である能動面にバンプ６９ａとバンプ６９ｂとが形成されている。そして、集積回路素子の一例である駆動ＩＣ６５は、バンプ６９ａによって第１の出力端子９１と電気的に接続されるとともにバンプ６９ｂによって第２の出力端子９２と電気的に接続されることによって、配線基板６０の第１の面６０ａに取り付けられている。

また、配線基板６０には、第１の出力端子９１および第２の出力端子９２とそれぞれ電気的に接続された複数の貫通配線６３が形成され、さらにその第２の面６０ｂにおいて、複数の貫通配線６３とそれぞれ電気的に接続された接続配線６３ａおよび接続配線６３ｂが形成されている。すなわち、配線基板６０の第１の面６０ａ側に形成された第１の出力端子９１および第２の出力端子９２は、配線基板６０に設けられた貫通配線６３を介して、配線基板６０の第２の面６０ｂ側に設けられた接続配線６３ａおよび接続配線６３ｂと電気的に接続される。

さらに、配線基板６０には、第２の面６０ｂにおいて、圧電素子形成基板４５とそれぞれ電気的に接続された第１の導通端子６１および第２の導通端子６２が形成されている。本実施形態では、第１の導通端子６１は、内部樹脂６４ａとこの内部樹脂６４ａを覆うように形成された接続配線６３ａとによって構成された樹脂バンプであり、第２の導通端子６２は、内部樹脂６４ｂとこの内部樹脂６４ｂを覆うように形成された接続配線６３ｂとによって構成された樹脂バンプである。したがって、駆動ＩＣ６５から出力された出力電圧は、配線基板６０の第２の面６０ｂ側に設けられた第１の導通端子６１に伝送されるとともに、配線基板６０の第２の面６０ｂ側に設けられた第２の導通端子６２に伝送される。そして、第１の導通端子６１に伝送された出力電圧が圧電素子形成基板４５の第１の電極４３に供給され、第２の導通端子６２に伝送された出力電圧が圧電素子形成基板４５の第２の電極４４に供給されることにより、各ノズルＮからインクが吐出される。

本実施形態の液体吐出ヘッド４０においては、ＦＰＣ５１を介してメイン基板５０から伝送された電気信号は配線基板６０に入力され、入力された電気信号に基づいて駆動ＩＣ６５から所定の出力電圧（駆動電圧）が出力される。

図４を参照して、ＦＰＣ５１を介してメイン基板５０から伝送される電気信号と、駆動ＩＣ６５から出力される出力電圧について説明する。なお、本実施形態では、ヘッドユニット２０に配列された４つのヘッドモジュール２３において、ＦＰＣ５１を介して伝送される電気信号の生成や圧電素子ＰＺに出力される出力電圧の生成は、同様の回路構成で行われる。したがって、ここでは、代表して１つのヘッドモジュール２３について説明する。

図４に示すように、メイン基板５０には、メイン制御部５２と、２つの電圧信号生成回路５３，５４と、定電圧生成回路５５とが設けられている。また、液体吐出ヘッド４０が有する駆動ＩＣ６５は、圧電素子ＰＺの第１の電極４３に駆動電圧ＶＴおよび第２の電極４４に定電圧ＶＢＳを出力電圧としてそれぞれ出力するための電気回路が構成されている。

メイン制御部５２は、印刷対象となる印刷データがホストコンピューター等から供給されたときに、電圧信号生成回路５３，５４や駆動ＩＣ６５の電気回路を制御するための各種の制御信号等を出力する。具体的には、メイン制御部５２は、一方の電圧信号生成回路５３にデジタルのデータｄＡを繰り返して供給し、他方の電圧信号生成回路５４にデジタルのデータｄＢを繰り返して供給する。ここで、データｄＡは、液体吐出ヘッド４０に伝送される電気信号である第１の電圧信号の信号波形を規定し、データｄＢは、液体吐出ヘッド４０に伝送される電気信号である第２の電圧信号の信号波形を規定する。

一方の電圧信号生成回路５３は、繰り返し供給されるデータｄＡをアナログ電圧に変換した後に、例えばＤ級増幅により増幅したアナログの第１の電圧信号を駆動信号ＣＯＭ−Ａとして液体吐出ヘッド４０に出力する。同様に、他方の電圧信号生成回路５４は、繰り返し供給されるデータｄＢをアナログ電圧に変換した後に、例えばＤ級増幅により増幅したアナログの第２の電圧信号を駆動信号ＣＯＭ−Ｂとして液体吐出ヘッド４０に供給する。なお、２つの電圧信号生成回路５３，５４については、入力するデータおよび出力する電圧信号の信号波形が異なるのみであり、その回路構成は同一であって、一定の電圧ＶＨが電源として用いられる。

また、メイン制御部５２は、キャリッジモーター１８や紙送りモーター１４の駆動を制御して、キャリッジ２１の移動および用紙Ｐの搬送を制御する制御信号Ｓｃを出力するとともに、この制御信号Ｓｃに同期して、液体吐出ヘッド４０に各種の制御信号Ｃｔｒを電気信号として液体吐出ヘッド４０に供給する。この制御信号Ｃｔｒは２値のデジタル電圧信号であり、本実施形態では、印刷周期ＴＰを規定するラッチ信号ＬＡＴ、印刷周期ＴＰを前半と後半の２つの期間に区切るチェンジ信号ＣＨ、ノズルＮから吐出させるインクの量を規定する画像データＳＩ、画像データＳＩと駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂとの関係を規定する波形選択データＳＰ等を含む。すなわち、波形選択データＳＰは、印刷周期ＴＰにおける前後半の各期間において駆動信号ＣＯＭ−Ａあるいは駆動信号ＣＯＭ−Ｂを圧電素子ＰＺに印加するか、しないかを規定するデータである。

また、メイン基板５０からは、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂおよび制御信号Ｃｔｒの他に、定電圧生成回路５５が生成した定電圧ＶＢＳ（図５参照）がＦＰＣ５１を介して供給される。さらに、駆動ＩＣ６５における電気回路（ロジック回路）などの駆動用の電圧ＶＤＤと、接地（グランド）の電位（０Ｖ）となる電圧ＧＮＤとが、ＦＰＣ５１を介して供給される。

図５に示すように、本実施形態における駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期ＴＰのうち、前半（前半期間）に配置された台形波形Ａｄｐ１と、後半（後半期間）に配置された台形波形Ａｄｐ２とを連続させた信号波形である。台形波形Ａｄｐ１と台形波形Ａｄｐ２とは、電圧Ｖｃを中心に電圧値が上側（増加側）と下側（減少側）の上下両側に変化するほぼ同一の波形である。これらの波形は、いずれも、それが圧電素子ＰＺの第１の電極４３に供給された場合、その圧電素子ＰＺに対応するノズルＮから中程度の量のインクが吐出するように圧電素子ＰＺを変位させる波形（信号波形）である。

また、本実施形態における駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、印刷周期ＴＰのうち、前半に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、後半に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを連続させた信号波形である。台形波形Ｂｄｐ１は電圧Ｖｃに対して電圧値が下側に変化する波形であり、台形波形Ｂｄｐ２は台形波形Ｂｄｐ１とは異なり電圧Ｖｃを中心に電圧値が上下両側に変化する波形である。このうち、台形波形Ｂｄｐ１は、ノズルＮの付近におけるインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波形（信号波形）である。すなわち、台形波形Ｂｄｐ１は、それが圧電素子ＰＺの第１の電極４３に印加された場合、その圧電素子ＰＺに対応するノズルＮからインク（インク滴）が吐出しない程度に圧電素子ＰＺを変位させて圧力室３６内のインクを微振動させる信号波形である。

また、台形波形Ｂｄｐ２は、それが圧電素子ＰＺの第１の電極４３に印加された場合、その圧電素子ＰＺに対応するノズルＮから、台形波形Ａｄｐ１または台形波形Ａｄｐ２が第１の電極４３に印加された場合に吐出する中程度の量よりも少ない小程度の量のインクが吐出するように圧電素子を変位させる波形（信号波形）である。

なお、印刷周期ＴＰとは、印刷動作において１ドットの形成に要する期間であり、ラッチ信号ＬＡＴのパルス入力によって印刷周期ＴＰの開始（前半の開始）が規定され、続くチェンジ信号ＣＨのパルス入力によって、後半の開始が規定される。また、印刷周期ＴＰは、ラッチ信号ＬＡＴの間にチェンジ信号ＣＨが複数入力されることによって、３つ以上の複数の期間に区分されてもよい。もとより、この場合、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂは、区分された数に応じた信号波形とされることが好ましい。

図４に戻り、液体吐出ヘッド４０に備えられた駆動ＩＣ６５は、選択制御部６６と、圧電素子ＰＺに一対一に対応した選択部６７とを、複数の圧電素子ＰＺに対して選択的に電圧を供給するための電気回路として有している。選択部６７は、選択制御部６６から出力される選択信号Ｓａ，Ｓｂに応じて、メイン基板５０からＦＰＣ５１を介して伝送される駆動信号ＣＯＭ−Ａと駆動信号ＣＯＭ−Ｂとを選択的に１つの圧電素子ＰＺの第１の電極４３へ出力することによって、当該圧電素子ＰＺに対して駆動信号を印加する。

また、駆動ＩＣ６５は、一定の電圧を１つの圧電素子ＰＺの第２の電極４４に出力する。すなわち、本実施形態では、メイン基板５０からＦＰＣ５１を介して伝送される定電圧ＶＢＳが、配線基板６０を介して駆動ＩＣ６５に入力される。その後、入力された定電圧ＶＢＳは、駆動ＩＣ６５から再び配線基板６０に設けられた第２の導通端子６２を介して、液体吐出ヘッド４０の複数の圧電素子ＰＺの第２の電極４４に対して出力される。したがって、本実施形態では、駆動ＩＣ６５が有する選択制御部６６および選択部６７と、配線基板６０とが、駆動信号を圧電素子ＰＺに印加する駆動信号印加部として機能する。

このように駆動ＩＣ６５から各圧電素子ＰＺに駆動電圧ＶＴが選択的に出力されることによって、各圧電素子ＰＺは、出力された駆動電圧ＶＴがその第１の電極４３に印加され、出力された定電圧ＶＢＳがその第２の電極４４に印加される。その結果、圧電素子ＰＺには、駆動電圧ＶＴと定電圧ＶＢＳとの差分電圧（電位差）に応じた伸縮が生じ、この伸縮に伴って各ノズルＮからインクが吐出される。そして、吐出されるインク量に応じて、用紙Ｐに異なるサイズのドットが形成される。

また、本実施形態では、圧電素子ＰＺの変位に伴って発生する当該圧電素子ＰＺの残留振動を用いて、圧力室３６に充填されたインクの状態を判定する。このため、駆動ＩＣ６５は、各圧電素子ＰＺに対応して設けられインクの状態判定の対象となる圧力室３６に対応する圧電素子ＰＺを選択する素子選択部６８と、増幅部６９とを有している。また、メイン基板５０は、圧力室３６に充填されたインクの状態を判定する判定部５９を有している。

各素子選択部６８は、オンオフが選択制御部６６により制御されるスイッチであり、その入力端が圧電素子ＰＺの一端（第１の電極４３）に接続され、その出力端が増幅部６９の入力端に接続されている。そして、各素子選択部６８のうち、インクの状態の判定対象の素子選択部６８のみが、特定の期間においてオンに制御される。また、増幅部６９は、入力信号つまり残留振動を示す電圧信号を所定の増幅率で電圧増幅したのちデジタル変換したデータを判定部５９に出力する。

判定部５９は、増幅部６９から出力されたデジタル変換後のデータを例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）などによって解析し、解析したデータを用いて、インクの状態、とりわけインクの吐出状態を判定する。例えば、判定部５９は、正常、ノズル詰まり、気泡発生などの典型的な状態を示すデータを予め記憶しておくとともに、記憶したデータと解析したデータとを比較して、一致または近い状態のものを圧力室３６のインクの状態と判定して、メイン制御部５２に通知する。

さて、本実施形態の液体吐出装置１１では、駆動信号印加部は、インクが吐出しない程度に圧電素子ＰＺを変位させる第１の駆動信号を、圧電素子ＰＺを変位させる第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように、圧電素子ＰＺに対して印加する。この実施例について、以下図を参照して説明する。

（第１実施例）
本実施例では、選択制御部６６および選択部６７は、複数の印刷周期ＴＰ分の期間においてドットが印刷されない場合、第２の駆動信号が印加されない期間が連続しないように、つまり第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように、台形波形Ｂｄｐ１の信号波形を有する第１の駆動信号を圧電素子ＰＺに印加する。

図６に示すように、本実施例では、メイン制御部５２から選択制御部６６に供給される制御信号Ｃｔｒにおいて、印刷周期ＴＰの開始を規定するラッチ信号ＬＡＴと、当該印刷周期ＴＰにわたって印刷すべきドット、つまりノズルＮから吐出させるインクの量を規定する画像データＳＩと波形選択データＳＰとが供給される。

詳しくは、図６の上側に示すように、画像データＳＩと波形選択データＳＰとが、これらのデータとは別に供給されるラッチ信号ＬＡＴの前に供給されるとともに、画像データＳＩが先に、波形選択データＳＰが後に供給される。この画像データＳＩは２ビットのデータで構成され、その上位ビットＳＩＨが先に、下位ビットＳＩＬが後に供給される。そして、このような順序で供給された画像データＳＩは、選択制御部６６において一旦シフトレジスタ等で保持されるとともに、２ビットの画像データＳＩが、ノズルＮに一対一に対応するラッチ回路にラッチ信号ＬＡＴによって転送されてラッチされる。

また、本実施例では、波形選択データＳＰとして、データ構成の異なる第１波形選択データＳＰ１と第２波形選択データＳＰ２とが供給され、選択制御部６６において一旦シフトレジスタ等で保持される。そして、これらの第１波形選択データＳＰ１と第２波形選択データＳＰ２についても、シフトレジスタからラッチ回路にラッチ信号ＬＡＴによって転送されて保持される。

選択制御部６６は、ノズルＮの２ビットの画像データＳＩに応じて、第１波形選択データＳＰ１あるいは第２波形選択データＳＰ２によって規定され、印刷周期ＴＰにおける前半と後半のそれぞれで規定された選択信号Ｓａ，Ｓｂを、当該ノズルＮに対応する選択部６７に出力する。

例えば、図６の中央に示す第１波形選択データＳＰ１を含むテーブルにおいて、大ドットを印刷する場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「１」でＳＩＬが「１」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する第１波形選択データＳＰ１は、選択信号Ｓａについて前半が「Ｈ」で後半が「Ｈ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなる。本実施形態では、選択部６７は、選択信号Ｓａが「Ｈ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ａを選択し、選択信号Ｓａが「Ｌ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ａを選択しないように構成されている。同様に、選択部６７は、選択信号Ｓｂが「Ｈ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ｂを選択し、選択信号Ｓｂが「Ｌ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ｂを選択しないように構成されている。

したがって、大ドットを印刷する場合は、印刷周期ＴＰの前半および後半の双方とも駆動信号ＣＯＭ−Ａが選択され、圧電素子ＰＺに対して台形波形Ａｄｐ１と台形波形Ａｄｐ２とを有する第２の駆動信号が印加される（図５参照）。この結果、ノズルＮから中程度の量のインクが２回吐出し、中程度の量の２倍のインク量によって大ドットが形成される。

また、中ドットを印刷する場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「１」でＳＩＬが「０」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する第１波形選択データＳＰ１は、選択信号Ｓａについて前半が「Ｈ」で後半が「Ｌ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｈ」のデータとなる。したがって、中ドットを印刷する場合、印刷周期ＴＰの前半は駆動信号ＣＯＭ−Ａが選択され、印刷周期ＴＰの後半は駆動信号ＣＯＭ−Ｂが選択され、圧電素子ＰＺに対して台形波形Ａｄｐ１と台形波形Ｂｄｐ２とを有する第２の駆動信号が印加される（図５参照）。この結果、ノズルＮから中程度の量のインクと小程度の量のインクが吐出して中ドットが形成される。

また、小ドットを印刷する場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「０」でＳＩＬが「１」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する第１波形選択データＳＰ１は、選択信号Ｓａについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｈ」のデータとなる。したがって、小ドットを印刷する場合、印刷周期ＴＰの前半は駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれも選択されず、印刷周期ＴＰの後半は駆動信号ＣＯＭ−Ｂが選択され、圧電素子ＰＺに対して台形波形Ｂｄｐ２のみを有する第２の駆動信号が印加される（図５参照）。この結果、ノズルＮから小程度の量のインクが吐出して小ドットが形成される。

本実施形態では、図６の中央のテーブルに示すように、供給される波形選択データＳＰが第１波形選択データＳＰ１であれば、ドットを印刷しない場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「０」でＳＩＬが「０」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する第１波形選択データＳＰ１は、選択信号Ｓａについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｈ」で後半が「Ｌ」のデータとなる。したがって、第１波形選択データＳＰ１において、ドットを印刷しない場合、印刷周期ＴＰの前半は駆動信号ＣＯＭ−Ｂが選択され、印刷周期ＴＰの後半は駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれも選択されない状態となる。この結果、圧電素子ＰＺに対して台形波形Ｂｄｐ１（図５参照）が印加され、台形波形Ｂｄｐ１が印加される圧電素子ＰＺに対応する圧力室３６に連通するノズルＮからインクが吐出しない程度に、圧力室３６に充填されたインクを微振動させる。したがって、選択部６７は、台形波形Ｂｄｐ１のみの駆動信号を、ノズルＮからインクが吐出しない程度に圧電素子ＰＺを変位させる信号波形を含む第１の駆動信号として、ノズルＮに対応する圧電素子ＰＺに印加する。

一方、図６の下側のテーブルに示すように、供給される波形選択データＳＰが第２波形選択データＳＰ２であれば、ドットを印刷しない場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「０」でＳＩＬが「０」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する第２波形選択データＳＰ２は、選択信号Ｓａについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなる。したがって、波形選択データＳＰが第２波形選択データＳＰ２であれば、ドットを印刷しない場合、印刷周期ＴＰの前半および後半は駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれも選択されない。この結果、圧電素子ＰＺは、いずれの台形波形も印加されず、例えば電圧Ｖｃの一定の電圧状態となる。換言すれば、選択部６７は、圧電素子ＰＺに対して、圧電素子ＰＺを変位させる信号波形を含まない駆動信号（例えば定電圧信号）を、ノズルＮに対応する圧電素子ＰＺに印加する状態となる。

本実施例では、選択制御部６６および選択部６７は、第２の駆動信号が印加されない期間、つまり各ノズルＮからインクが吐出しない非吐出期間Ｔａにおいて、第１の駆動信号を、第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように、各ノズルＮに対応する圧電素子ＰＺに印加する。すなわち、各ノズルＮにおいて、第２の駆動信号が印加されないインクの非吐出期間Ｔａが印刷周期ＴＰの複数倍と長い場合、メイン制御部５２は選択制御部６６に対して、第１波形選択データＳＰ１と第２波形選択データＳＰ２とを切り替えて供給し、圧電素子ＰＺへの駆動信号の印加を制御する。なお、この制御はノズル列Ｎａとノズル列Ｎｂの双方において同様に行われ、以下の説明では、一方のノズル列Ｎａ（ノズルＮ１〜ノズルＮ１４）を例に説明する。

図７に示すように、本実施例では、ノズル列ＮａのノズルＮ１からノズルＮ１４までの各ノズルＮにおいて、連続して複数回（ここでは２０回）の印刷周期ＴＰ分、各ノズルＮからインクが吐出しない非吐出期間Ｔａが存在するものとする。この非吐出期間Ｔａは、例えば、メイン制御部５２によって、ホストコンピューターから供給される印刷データから抽出される。

メイン制御部５２は、図７において一重丸で示すように、この非吐出期間Ｔａ内の最初の印刷周期ＴＰから７回目の印刷周期ＴＰまでの期間Ｔ２において、波形選択データＳＰとして第２波形選択データＳＰ２を選択制御部６６に供給する。この結果、選択部６７において、印刷周期ＴＰの前半および後半とも駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれも選択されず、各ノズルＮの圧電素子ＰＺには、いずれの台形波形も含まない駆動信号、すなわち、圧電素子ＰＺを変位させる信号波形を含まない駆動信号（例えば定電圧信号）が印加される。

次に、メイン制御部５２は、図７において二重丸で示すように、非吐出期間Ｔａの開始から８回目の印刷周期ＴＰの期間Ｔ１において、波形選択データＳＰとして第１波形選択データＳＰ１を選択制御部６６に供給する。この結果、選択部６７において、印刷周期ＴＰの前半は駆動信号ＣＯＭ−Ｂが選択され、印刷周期ＴＰの後半は駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれも選択されない状態となる。したがって、各ノズルＮの圧電素子ＰＺに対して、当該圧電素子ＰＺを微振動（詳しくは、ノズルＮからインクが吐出しない程度に圧力室３６内のインクを微振動）させる台形波形Ｂｄｐ１を含む第１の駆動信号が印加される。

以降、メイン制御部５２は、図７において一重丸で示すように、非吐出期間Ｔａ内において開始から９回目の印刷周期ＴＰから１５回目の印刷周期ＴＰまでの期間Ｔ２において、波形選択データＳＰとして第２波形選択データＳＰ２を選択制御部６６に供給する。この結果、ドットを印刷しない場合、各ノズルＮの圧電素子ＰＺには、いずれの台形波形も含まない駆動信号が再び印加される。そして、図７において二重丸で示すように、非吐出期間Ｔａ内において開始から１６回目の印刷周期ＴＰの期間Ｔ１において、波形選択データＳＰとして第１波形選択データＳＰ１を選択制御部６６に供給する。この結果、非吐出期間Ｔａにおいて、各ノズルＮの圧電素子ＰＺに対して、台形波形Ｂｄｐ１を含む第１の駆動信号が印加される。

本実施例では、メイン制御部５２は、非吐出期間Ｔａにおいて、このように８回の印刷周期ＴＰごとに１回の印刷周期ＴＰに対して、第２波形選択データＳＰ２に替えて第１波形選択データＳＰ１を供給する。この結果、選択制御部６６および選択部６７は、非吐出期間Ｔａ内において、インクが吐出しない程度に圧電素子ＰＺを変位させる信号波形を含む第１の駆動信号を印加する期間Ｔ１によって、圧電素子ＰＺを変位させる信号波形を含む第２の駆動信号が印加されない期間Ｔ２を分断するように、圧電素子ＰＺへ第１の駆動信号の印加を制御する。これにより、非吐出期間Ｔａにおいて圧電素子ＰＺの微振動の回数が抑制される。

第１実施例の作用について説明する。
第１実施例では、ノズルＮからインクが吐出されない非吐出期間Ｔａにおいて、圧電素子ＰＺの微振動の回数が抑制される。したがって、圧電素子ＰＺを振動（微振動）させる際の駆動信号の印加に伴って駆動ＩＣなどの回路素子や配線に流れる電流に起因して発生する発熱量が、非吐出期間Ｔａにおいて、従来圧電素子ＰＺを印刷周期ＴＰごとに連続して微振動させていた場合に比べて、少なくなるように抑制される。

なお、本実施例においては、非吐出期間Ｔａにおいて、８回の印刷周期ＴＰごとに限らず、例えば４回の印刷周期ＴＰごとなど、複数回の印刷周期ＴＰごとに１回の印刷周期ＴＰにおいて圧電素子ＰＺを微振動させるようにしてもよい。さらには、非吐出期間Ｔａにおいて、複数回の印刷周期ＴＰごとに、連続する２回以上の複数回の印刷周期ＴＰにおいて圧電素子ＰＺを微振動させるようにしてもよい。

上記第１実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）圧電素子ＰＺへの駆動信号（第１の駆動信号）の印加に伴う発熱による圧力室３６内のインクの温度上昇を抑制しつつ、圧力室３６内に充填されたインクの増粘を抑制できる。

（２）駆動ＩＣ６５が有する選択制御部６６および選択部６７が圧電素子ＰＺ（圧力室３６）の近傍に存在する構成の液体吐出装置１１において、液体吐出ヘッド４０内の発熱による圧力室３６内のインクの温度上昇を抑制しつつ、インクの増粘を抑制できる。

（第２実施例）
本実施例では、圧電素子ＰＺに対して、圧力室３６内のインクの状態を判定する残留振動を発生させるように圧電素子ＰＺを変位させる信号波形を含む第３の駆動信号が印加される。そして、選択制御部６６および選択部６７は、この第３の駆動信号が印加される前の非吐出期間Ｔａにおいて、第１の駆動信号を、第２の駆動信号が印加されない期間が連続しないように、すなわち第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように圧電素子ＰＺに印加する。

図８に示すように、本実施例では、インクの状態を判定する際に選択部６７に供給される駆動信号ＣＯＭ−Ａは、上記の実施形態における駆動信号ＣＯＭ−Ａ（図５参照）とは異なる台形波形の信号波形とされている。すなわち、印刷周期ＴＰのうち、前半に配置された台形波形Ａｄｐ１は、インクの状態を判定する残留振動を発生させるように圧電素子ＰＺを変位させる信号波形であり、後半に配置された台形波形Ａｄｐ２は、ノズルＮからインクが吐出しない程度に圧電素子ＰＺを変位させる信号波形である。

図９に示すように、本実施例では、メイン制御部５２から選択制御部６６に供給される制御信号Ｃｔｒにおいて、印刷周期ＴＰの開始を規定するラッチ信号ＬＡＴと、当該印刷周期ＴＰにわたって印刷すべきドット、つまりノズルＮから吐出させるインクの量を規定する画像データＳＩと波形選択データＳＰとが供給される。

詳しくは、図９の上側に示すように、画像データＳＩと波形選択データＳＰとが、これらのデータとは別に供給されるラッチ信号ＬＡＴの前に供給されるとともに、画像データＳＩが先に、波形選択データＳＰが後に供給される。この画像データＳＩは２ビットのデータで構成され、その上位ビットＳＩＨが先に、下位ビットＳＩＬが後に供給される。そして、このような順序で供給された画像データＳＩは、選択制御部６６において一旦シフトレジスタ等で保持されるとともに、波形選択データＳＰとともに、ノズルＮに一対一に対応するラッチ回路にラッチ信号ＬＡＴによって転送されてラッチされる。

選択制御部６６は、ノズルＮの２ビットの画像データＳＩに応じて、波形選択データＳＰによって規定され、印刷周期ＴＰにおける前半と後半のそれぞれで規定された選択信号Ｓａ，Ｓｂを、当該ノズルＮに対応する選択部６７に出力する。

例えば、図９の下側に示す波形選択データＳＰを含むテーブルにおいて、圧電素子ＰＺを微振動させる場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「０」でＳＩＬが「０」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する波形選択データＳＰは、選択信号Ｓａについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｈ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなる。なお、第１実施例と同様、選択部６７は、選択信号Ｓａが「Ｈ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ａを選択し、選択信号Ｓａが「Ｌ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ａを選択しないように構成されている。また、選択部６７は、選択信号Ｓｂが「Ｈ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ｂを選択し、選択信号Ｓｂが「Ｌ」の時は駆動信号ＣＯＭ−Ｂを選択しないように構成されている。

したがって、ノズルＮについて圧電素子ＰＺ（圧力室３６）を微振動させる場合は、印刷周期ＴＰの前半は駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂの双方とも選択されず、後半に駆動信号ＣＯＭ−Ａが選択され、圧電素子ＰＺに対して台形波形Ａｄｐ２を有する第１の駆動信号が印加される。この結果、ノズルＮからインクが吐出しない程度に圧電素子ＰＺが振動(微振動)する。

また、ノズルＮについて圧力室３６内のインクの状態を判定する場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「０」でＳＩＬが「１」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する波形選択データＳＰは、選択信号Ｓａについて前半が「Ｈ」で後半が「Ｌ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなる。したがって、印刷周期ＴＰの前半は駆動信号ＣＯＭ−Ａが選択され、印刷周期ＴＰの後半は駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂの双方とも選択されず、圧電素子ＰＺに対して台形波形Ａｄｐ１を有する駆動信号、つまり第３の駆動信号が印加される。この結果、圧電素子ＰＺは、インクの状態を判定する残留振動が生じるように変位する。

また、ノズルＮについて圧電素子ＰＺを変位させない非振動とする場合、画像データＳＩは、ＳＩＨが「１」でＳＩＬが「１」のデータとなる。この画像データＳＩに対応する波形選択データＳＰは、選択信号Ｓａについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなり、選択信号Ｓｂについて前半が「Ｌ」で後半が「Ｌ」のデータとなる。したがって、印刷周期ＴＰの前後半において駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれも選択されず、圧電素子ＰＺを変位させる駆動信号が印加されない例えば電圧Ｖｃの一定の電圧状態となる。

なお、本実施例では、図８に示すように、印刷周期ＴＰの前半であって、圧電素子ＰＺに対して第３の駆動信号、すなわち台形波形Ａｄｐ１の信号波形が印加された後の期間が、圧電素子ＰＺに生ずる残留振動を検出する検出期間とされている。この検出期間において、インクの状態の判定対象のノズルＮに対応する素子選択部６８がオンするように制御され、増幅部６９は、図８において破線の波形で示すように、入力信号つまり残留振動に伴って圧電素子ＰＺに発生する電圧信号を所定の増幅率で電圧増幅したのちデジタル変換したデータを判定部５９に出力する（図４参照）。

図１０に示すように、本実施例では、選択制御部６６および選択部６７は、第３の駆動信号を印加する前であって、第２の駆動信号が印加されない期間、つまりノズルＮからインクが吐出しない非吐出期間Ｔａにおいて、第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように第１の駆動信号の印加を制御する。なお、この制御はノズル列Ｎａとノズル列Ｎｂの双方において同様に行われ、以下の説明では、一方のノズル列Ｎａ（ノズルＮ１〜ノズルＮ１４）を例に説明する。

本実施例では、判定部５９は、１つの印刷周期ＴＰごとに１つのノズルＮについてインクの状態を判定する。詳しくは、ノズルＮ１からノズルＮ１４までの１４個のノズルに対応する１４回の印刷周期ＴＰ分を状態判定期間ＴＫとし、この状態判定期間ＴＫの前に５回の印刷周期ＴＰ分を加えた計１９回の印刷周期ＴＰ分を全判定期間として、インクの状態を判定する。そして、図１０において一重丸で示すように、判定対象となるノズルＮに対して、全判定期間の最初の印刷周期ＴＰから、図１０において黒丸で示すように第３の駆動信号が印加される印刷周期ＴＰの１つ前の印刷周期ＴＰまでが非吐出期間Ｔａとされている。

すなわち、この非吐出期間Ｔａにおいて、選択制御部６６および選択部６７は、供給される画像データＳＩと波形選択データＳＰに基づいて、図１０において二重丸で示すように、台形波形Ａｄｐ２を有する第１の駆動信号を、台形波形Ａｄｐ１を有する第３の駆動信号よりも前に、圧電素子ＰＺに対して印加する。換言すれば、選択制御部６６および選択部６７は、圧電素子ＰＺに、第１の駆動信号を印加した後に第３の駆動信号を印加するように制御する。

このとき、本実施例では、選択制御部６６および選択部６７は、非吐出期間Ｔａにおいて、圧電素子ＰＺに、第１の駆動信号を連続する３回の印刷周期ＴＰ分となる期間Ｔ１印加する。さらに、選択制御部６６および選択部６７は、圧電素子ＰＺに、第１の駆動信号を印加した後に、第２の駆動信号が印加されない期間Ｔ２を挟んで第３の駆動信号を印加する。ここでは、挟まれる第２の駆動信号が印加されない期間Ｔ２は１回の印刷周期ＴＰ分とされている。この結果、例えば図１０においてノズルＮ１４について例示すように、非吐出期間Ｔａにおいて、第２の駆動信号が印加されない期間Ｔ２は、第１の駆動信号が印加される期間Ｔ１によって分断され、連続しない状態とされている。

さらに、本実施例では、図１０に示すように、インクの状態の判定が、ノズルＮ１からノズルＮ１４まで、そのノズルの並び順に連続して行われる。このとき、今回判定対象となるノズルＮ２（第１のノズル）の圧電素子ＰＺ（第１の圧電素子）に第３の駆動信号が印加される印刷周期ＴＰ２において、このノズルＮ２に隣接して設けられた次回判定対象となるノズルＮ３（第２のノズル）の圧電素子ＰＺ（第２の圧電素子）には第２の駆動信号が印加されない。また、各ノズルＮに対して第３の駆動信号が印加された後は、第２の駆動信号が印加されない印刷周期ＴＰが連続する非吐出期間Ｔａとされている。したがって、例えば、今回判定対象のノズルＮ３（第２のノズル）の圧電素子ＰＺ（第２の圧電素子）に第３の駆動信号が印加される印刷周期ＴＰ３において、このノズルＮ３に隣接して設けられた前回判定対象とされたノズルＮ２（第１のノズル）の圧電素子ＰＺ（第１の圧電素子）には第２の駆動信号が印加されない。

換言すれば、液体吐出ヘッド４０は、第１の圧電素子と、第２の圧電素子と、を含む複数の圧電素子ＰＺと、第１の圧電素子に対応する第１の圧力室と、第２の圧電素子に対応する第２の圧力室と、を含む複数の圧力室３６と、第１の圧力室に対応する第１のノズルと、第２の圧力室に対応する第２のノズルと、を含む複数のノズルＮと、を有する。そして、第１のノズルと第２のノズルとは隣接して設けられ、駆動信号印加部は、第２の圧電素子に第２の駆動信号が印加されない期間において第１の圧電素子に第３の駆動信号を印加し、第１の圧電素子に第２の駆動信号が印加されない期間において第２の圧電素子に第３の駆動信号を印加する。

第２実施例の作用について説明する。
第２実施例では、各ノズルＮについて、圧力室３６内のインクの状態を判定する前のインクが吐出されない非吐出期間Ｔａにおいて、圧電素子ＰＺを微振動させる駆動信号が印加される印刷周期ＴＰの期間が制御される。したがって、非吐出期間Ｔａにおいて、従来、圧電素子ＰＺを印刷周期ＴＰごとに連続して微振動させていた場合に比べて、インクの状態の判定対象となる圧力室３６におけるインクの増粘が抑制されるとともに、圧電素子ＰＺの振動（微振動）に伴う発熱量が少なくなるように抑制される。

上記第２実施例によれば、上記第１実施例での効果（１），（２）に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（３）インクの状態を判定する残留振動を発生させる第３の駆動信号を、圧電素子ＰＺに対して第１の駆動信号を印加した後に印加するので、インクの増粘が、残留振動を用いたインクの状態（例えば吐出不良）の判定精度に与える影響を低減できる。

（４）第１の駆動信号を、第３の駆動信号よりも前に圧電素子ＰＺに対して複数回印加するので、インクの増粘が、残留振動を用いたインクの状態の判定精度に与える影響を安定して低減できる。

（５）第１の駆動信号が印加された後に、第２の駆動信号が印加されない期間を挟んで第３の駆動信号が印加されるので、インクの状態の判定前の圧力室３６において、圧電素子ＰＺの振動がインクの状態に与える影響が抑制される。したがって、判定対象の圧力室３６についてインクの状態の判定を精度よく行うことができる。

（６）隣接する第１のノズルと第２のノズルとの間において、第１のノズルの第１の圧電素子の振動が、第２のノズルと連通する判定対象の圧力室３６のインクの状態に影響を与えることを抑制するので、複数の判定対象の圧力室３６について、インクの状態の判定をノズルＮの並び順に連続して行うことができる。

なお、上記第１実施例、上記第２実施例および上記実施形態の液体吐出装置１１は、以下に示す変形例のように変更してもよい。また、各変形例は、任意に組み合わせることができる。

・上記第２実施例において、各ノズルＮについて、インクの状態を判定する状態判定期間ＴＫの直前の印刷周期ＴＰまで、印刷データによるドットの形成（印刷）が行われてもよい。また、状態判定期間ＴＫの直後から所定数の印刷周期ＴＰ分、各ノズルから所定量のインクを吐出させ、インクの状態が判定された後の各ノズルＮについてインクの吐出精度を回復させた後に、印刷データ（画像データＳＩ）に応じた大きさのドットが安定して形成（印刷）されるようにしてもよい。

すなわち、図１１に示すように、各ノズルＮから印刷データ（画像データＳＩ）に応じてインクが吐出され用紙Ｐに画像等が印刷される印刷期間に続いて、インクの状態（吐出状態）の判定が行われる状態判定期間ＴＫとしてもよい。この変形例では、印刷期間においては、例えば図５に示す駆動信号と、図６の中央に示すテーブルに規定された画像データＳＩと第１波形選択データＳＰ１とが供給されるか、もしくは図６の下側に示すテーブルに規定された画像データＳＩと第２波形選択データＳＰ２とが供給される。一方、状態判定期間ＴＫにおいては、図８に示す駆動信号ＣＯＭ−Ａと、図９に示す画像データＳＩと波形選択データＳＰとが、それぞれメイン制御部５２から選択制御部６６に供給され、ノズルＮ１からノズルＮ１４まで順にインクの状態（吐出状態）の判定が行われる。

その後、図１１において網掛けした一重丸で示すように、状態判定期間ＴＫ後の複数回（ここでは１０回）の印刷周期ＴＰ分の期間が、各ノズルＮから所定量のインクを吐出させ、ノズルＮからのインクの吐出を安定させる回復期間ＴＲとされている。なお、この回復期間ＴＲにおいて電圧信号生成回路５３，５４から出力される駆動信号は、図８に示す駆動信号ではなく図５に示す駆動信号であってもよい。また、ここでは図示を省略するが、回復に適した信号波形を有する別の駆動信号であってもよい。

さらに、本変形例において、状態判定期間ＴＫにおける印刷周期ＴＰが、印刷期間における印刷周期ＴＰよりも短くなっていてもよい。あるいは、回復期間ＴＲにおける印刷周期ＴＰが、印刷期間における印刷周期ＴＰよりも短くなっていてもよい。もとより、その双方であってもよい。

この場合は、状態判定期間ＴＫ（あるいは回復期間ＴＲ）において、制御信号Ｃｔｒの１つとしてメイン制御部５２から選択制御部６６へ供給されるラッチ信号ＬＡＴの出力間隔が、印刷期間における間隔よりも短い時間とされている。例えば、ラッチ信号ＬＡＴは、印刷期間において１６ＫＨＺの周波数で規定される時間間隔で出力され、状態判定期間ＴＫにおいて２４ＫＨＺの周波数で規定される時間間隔で出力される。この結果、状態判定期間ＴＫ（あるいは回復期間ＴＲ）のラッチ信号ＬＡＴの出力間隔が、印刷期間におけるラッチ信号ＬＡＴの出力間隔よりも短くなることによって印刷周期ＴＰが短くなり、インクの状態の判定やインクの吐出回復の処理を速く行うことが可能となる。

なお、出力されるラッチ信号ＬＡＴ間の時間が短くされた場合は、駆動信号の信号波形も、この短くされたラッチ信号ＬＡＴ間の時間に応じた信号波形とされることが好ましい。また、回復期間ＴＲにおいてノズルＮから吐出されるインクは、媒体支持台１３の一部または媒体支持台１３外に設けられた図示しない吐出領域（不図示）に吐出されることが好ましい。

・上記第２実施例において、選択制御部６６および選択部６７は、必ずしも第２の圧電素子に第２の駆動信号が印加されない期間において第１の圧電素子に第３の駆動信号を印加し、第１の圧電素子に第２の駆動信号が印加されない期間において第２の圧電素子に第３の駆動信号を印加しなくてもよい。例えば、隣接する第１のノズルと第２のノズルとの間において、それぞれの圧力室３６内のインクの振動が相互干渉しないか干渉度合が低い場合、第１の圧電素子と第２の圧電素子の双方に対して同じ印刷周期ＴＰにおいて第３の駆動信号を印加してもよい。もとより、第１のノズルと第２のノズルが互いに隣接しない場合は、当該ノズルに対応する第１の圧電素子と第２の圧電素子の双方に対して同じ印刷周期ＴＰにおいて第３の駆動信号を印加してもよい。

・上記第２実施例において、選択制御部６６および選択部６７は、必ずしも、圧電素子ＰＺに微振動を発生させる第１の駆動信号を印加した後に、圧電素子ＰＺを変位させる第２の駆動信号が印加されない期間を挟んで第３の駆動信号を印加する必要はない。例えば、圧力室３６内のインクが微振動しても、インクの状態に大きな変化がない場合は、微振動直後の印刷周期ＴＰにおいて残留振動を発生させる第３の駆動信号を、圧電素子ＰＺに印加するようにしてもよい。

なお、この変形例の場合は、第３の駆動信号の信号波形は、圧電素子ＰＺに対してノズルＮからインクが吐出しない程度の残留振動を発生させるように圧電素子ＰＺを変位させる波形（電圧波形）であることが好ましい。第３の駆動信号をこのような信号波形を有する駆動信号とすることによって、第３の駆動信号は第１の駆動信号と同様に機能し、非吐出期間Ｔａにおいて、第２の駆動信号が印加されない期間Ｔ２を、第１の駆動信号とともに分断する。

・上記第２実施例において、選択制御部６６および選択部６７は、必ずしも、第１の駆動信号を、第３の駆動信号よりも前に圧電素子ＰＺに対して複数回印加しなくてもよい。例えば１回印加するようにしてもよい。

・上記第２実施例において、選択制御部６６および選択部６７は、インクの状態を判定する残留振動を発生させるように圧電素子ＰＺを変位させる信号波形を含む第３の駆動信号として、上記実施形態における第２の駆動信号としてもよい。例えば、第３の駆動信号として、図５に示すように、ドットを形成（印刷）する台形波形Ａｄｐ１、台形波形Ａｄｐ２および台形波形Ｂｄｐ２のうちの１つの信号波形を含む駆動信号であってもよい。

・上記第２実施例においては、各ノズルＮに対して第３の駆動信号が印加された後の、第２の駆動信号が印加されない印刷周期ＴＰが連続する非吐出期間Ｔａにおいても、第１の駆動信号が、第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように印加されてもよい。

・上記実施形態の液体吐出装置１１において、上記第１実施例と上記第２実施例との双方が行われる構成であってもよい。なお、この構成の場合は、状態判定期間ＴＫにおける印刷周期ＴＰが、印刷期間における印刷周期ＴＰよりも短くなっていることが好ましい。

・上記実施形態の液体吐出装置１１において、駆動信号印加部として機能する選択制御部６６と選択部６７は、必ずしも、配線基板６０の他方の第１の面６０ａに対峙するように取り付けられた駆動ＩＣに備えられなくてもよい。例えば、選択制御部６６と選択部６７は、配線基板６０に形成された複数の電子部品で構成された電気回路であってもよい。また、駆動信号印加部として機能する選択制御部６６と選択部６７を有する駆動ＩＣ６５は、液体吐出ヘッド４０側ではなくメイン基板５０側に備えられてもよい。

・上記実施形態の液体吐出装置１１において、液体吐出ヘッド４０に備えられる配線基板６０と圧電素子形成基板４５とは、必ずしも第１の導通端子６１および第２の導通端子６２の樹脂バンプを介して電気的に接続される構成でなくてもよい。例えば、配線基板６０の第１の出力端子９１と圧電素子ＰＺの第１の電極４３とが、ワイヤーボンディングによって電気的に接続される構成であってもよい。

・上記実施形態の液体吐出装置１１において、インクはインクカートリッジ２２からではなく、例えばフレーム１２の外側に備えられたインクタンク（図示略）から供給されてもよい。

・上記実施形態の液体吐出装置１１は、例えば、長尺の媒体の一例である用紙Ｐに印刷（記録）を行うラージフォーマットのプリンターであってもよい。この場合、液体吐出装置１１は、用紙Ｐがロール状に巻かれた状態から巻き解かれて媒体支持台１３上に搬送されるようにしてもよい。

・上記実施形態の液体吐出装置１１は、ヘッドユニット２０がキャリッジ２１に備えられず、用紙Ｐの幅全体と対応した長尺状の固定されたヘッドユニット２０を備える、所謂ラインプリンターであってもよい。この場合、ヘッドユニット２０には複数のヘッドモジュール２３が設けられ、各ヘッドモジュール２３に設けられた複数のノズルＮは、走査方向Ｘにおいて用紙Ｐの幅全体に亘るように配列される。

・上記実施形態の液体吐出装置１１において、印刷に用いられる液体は、インク以外の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体、流体として流して吐出できる固体を含むもの）であってもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）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電極材や色材（画素材料）などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液状体を吐出して印刷（記録）を行う構成にしてもよい。

・上記実施形態の液体吐出装置１１において、媒体は用紙Ｐに限らず、プラスチックフィルムや薄い板材などでもよいし、捺染装置などに用いられる布帛であってもよい。

１１…液体吐出装置、４０…液体吐出ヘッド、４１…振動基板、４２…圧電体、４３…第１の電極、４４…第２の電極、４５…圧電素子形成基板、５０…メイン基板、５１…ＦＰＣ、５２…メイン制御部、５３…電圧信号生成回路、５４…電圧信号生成回路、５５…定電圧生成回路、５９…判定部、６０…配線基板（駆動信号印加部の一例）、６１…第１の導通端子、６２…第２の導通端子、６５…駆動ＩＣ、６６…選択制御部（駆動信号印加部の一例）、６７…選択部（駆動信号印加部の一例）、６８…素子選択部、６９…増幅部、ＰＺ…圧電素子、Ｓｃ，Ｃｔｒ…制御信号、ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂ…駆動信号、ＶＴ…駆動電圧、ＶＢＳ…定電圧、ＶＨ…電圧、ＶＤＤ…電圧、ＧＮＤ…電圧、ＬＡＴ…ラッチ信号、ＣＨ…チェンジ信号、ＳＩ…画像データ、ＳＰ…波形選択データ、Ｓａ，Ｓｂ…選択信号、Ｎ…ノズル、Ｎ１〜Ｎ１４…ノズル、Ｔ１，Ｔ２…期間。

Claims (8)

1. 印加される駆動信号により変位する圧電素子と、液体が充填されるとともに前記圧電素子の変位によって容積が変化するキャビティと、前記キャビティに連通し前記キャビティの容積が変化することによって前記液体を吐出可能なノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
   前記駆動信号を前記圧電素子へ印加する駆動信号印加部と、
   を備え、
   前記駆動信号印加部は、
   前記圧電素子に対して、前記液体が吐出しない程度に前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第１の駆動信号を、前記圧電素子を変位させる第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように印加することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記圧電素子の変位に伴って発生する当該圧電素子の残留振動を用いて、前記キャビティに充填された前記液体の状態を判定する判定部を備え、
   前記駆動信号印加部は、前記液体の状態を判定する前記残留振動を発生させるように前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第３の駆動信号を、前記圧電素子に対して前記第１の駆動信号を印加した後に印加することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記駆動信号印加部は、前記第１の駆動信号を、前記第３の駆動信号よりも前に前記圧電素子に対して複数回印加することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記駆動信号印加部は、
   前記圧電素子に、前記第１の駆動信号を印加した後に、前記第２の駆動信号が印加されない期間を挟んで前記第３の駆動信号を印加することを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出装置。
5. 前記液体吐出ヘッドは、
   第１の圧電素子と、第２の圧電素子と、を含む複数の前記圧電素子と、
   前記第１の圧電素子に対応する第１のキャビティと、前記第２の圧電素子に対応する第２のキャビティと、を含む複数の前記キャビティと、
   前記第１のキャビティに対応する第１のノズルと、前記第２のキャビティに対応する第２のノズルと、を含む複数の前記ノズルと、を有し、
   前記第１のノズルと前記第２のノズルとは隣接して設けられ、
   前記駆動信号印加部は、
   前記第２の圧電素子に前記第２の駆動信号が印加されない期間において前記第１の圧電素子に前記第３の駆動信号を印加し、
   前記第１の圧電素子に前記第２の駆動信号が印加されない期間において前記第２の圧電素子に前記第３の駆動信号を印加する
   ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体吐出ヘッドは、前記圧電素子が形成された圧電素子形成基板を有し、
   前記駆動信号印加部は、基板両面のうちの一方の面が前記圧電素子形成基板と対峙する配線基板と、前記配線基板の基板両面のうちの他方の面に対峙する集積回路素子と、を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 印加される駆動信号により変位する圧電素子と、液体が充填されるとともに前記圧電素子の変位によって容積が変化するキャビティと、前記キャビティに連通し前記キャビティの容積が変化することによって前記液体を吐出可能なノズルと、を有する液体吐出ヘッドと、
   前記駆動信号を前記圧電素子へ印加する駆動信号印加部と、
   を備える液体吐出装置の制御方法であって、
   前記圧電素子に対して、前記液体が吐出しない程度に前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第１の駆動信号を、前記圧電素子を変位させる第２の駆動信号が印加されない期間を分断するように、前記駆動信号印加部の前記圧電素子への前記駆動信号の印加を制御する制御方法。
8. 前記キャビティに充填された前記液体の状態を判定するための残留振動を発生させるように前記圧電素子を変位させる信号波形を含む第３の駆動信号を、前記圧電素子に対して前記第１の駆動信号の印加後に印加するように前記駆動信号印加部の前記圧電素子への前記駆動信号の印加を制御する請求項７に記載の制御方法。