JP4797550B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクなどの液滴を吐出する液滴吐出装置に関する。

液滴吐出装置には、液滴吐出ヘッドとしてインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置がある。また、インクジェット記録装置では、をサーマル方式に加え、ピエゾ素子などの圧電素子をアクチュエータとする圧電方式を用いたものがある。

圧電素子を用いたインクジェット記録装置では、圧電素子によってインクが充填された圧力発生室の膨張、収縮等を行うことにより体積（容積）変化させ、これによる内部圧力の変化によって、圧力発生室に連通させたノズルの先端からインクの液滴を吐出させる所謂ドロップオンデマンド方式を用いたものがある。

一般に、インクジェット記録ヘッドには、圧電素子ごとにスイッチング素子を設け、スイッチング素子のオン／オフによって駆動電圧の印加／停止を行って、ノズルからのインク液滴の吐出を制御している。

このために、インクジェット記録ヘッドには、圧電素子ごとに、スイッチング素子を駆動する信号線を接続する必要があり、また、一つの圧電素子の駆動を制御するスイッチング素子の数が増えると、そのスイッチング素子の数だけ信号線が必要となる。また、ノズルの高密度化に伴って圧電素子が密集することにより配線が複雑化し、配線作業も難しくなってしまう。

近年の高画質化を狙った滴径変調（液滴体積の変調）を実現するためには、複数の駆動波形を同時に生成する必要があり、そのためにスイッチング素子の数が倍増してしまうと共に、スイッチング素子の集合体であるＩＣと制御基板間の配線数も多くなり、処理も複雑となる（例えば、特許文献１参照。）。

制御基板からスイッチング素子ＩＣまでの配線に対しては、印字の１周期内に複数の駆動波形を順次生成させ、ＩＣを制御することで任意の駆動波形を選択して滴径変調を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかし、この提案でも、個々の圧電素子への独立した配線が必要であり、多ノズル、高密度化に対してスイッチング素子と圧電素子間の配線の複雑さを解決することができない。また、後述するように、駆動波形の長さが長いために高速印字に適していない。

一方、圧電素子とスイッチング素子間の部品や配線の削減を図る方法として、複数の駆動素子を複数のブロックに分割し、ブロックごとに圧電素子を駆動するインクジェットプリンタの提案がなされている（例えば、特許文献３参照。）。

ところで、インクジェット記録装置においても、他の画像記録装置と同様に高画質化及び高速化が要求されている。

前記したようにインクジェット記録装置では、圧電素子へ印加する駆動電圧の波形（駆動波形）を制御するなどして、吐出滴量を調整するドット径変調（液滴変調）を行うことにより印字階調の向上を図ることができ、また、インクジェット記録ヘッドにインク液滴の吐出用として設けるノズルの高密度化により、印字速度の向上と共に、高画質化を図ることができる。

しかしながら、圧電素子型のインクジェット記録装置においては、イジェクタ内の圧力変動を制御するための数十μsecの長さを持つ駆動波形が必要となる。特許文献３の提案では、印字周期内に発生できる駆動波形の長さによりブロックの分割数に制約が発生する。また、ブロックごとに液滴の記録紙上への着弾位置が、解像度の分割数に応じてずれるという問題がある。

また、サーマル方式では、駆動時間（電圧印加時間）が短いために、マトリックス駆動方式を用いて複数の圧力発生素子を時分割で駆動することも可能であるが、ピエゾ素子などの圧電素子では、イジェクタ内の圧力波制御が必要となり、サーマル方式の圧力発生素子に比較して駆動時間を短くすることは難しい。このため、１印字周期の中で複数の圧電素子へ所定の駆動波形を印加するには、圧電素子の数が限られることになり、また、圧電素子のそれぞれに、所定の駆動波形を印加するためには印字速度が犠牲となり、高速化が困難となるという問題がある。
特開２００２−２６１０２号公報 特開平１０−１９３５８７号公報 特開平４−７７２６０号公報

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、配線などの簡略化を図りながら、高画質化、高速化を図る液滴吐出装置を提案することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、それぞれが一対の端子間に電圧が印加される圧電素子を有し、行方向に複数個配列した列を、列方向に所定列配列して設けられ、前記圧電素子の前記一対の端子間に印加される電圧が変化されることで該電圧の変化に応じた量の液滴を吐出する複数の液滴イジェクタと、前記液滴イジェクタごとに設けられて前記圧電素子の前記一対の端子の一方の端子に接続され、前記一方の端子の接地と開放とを切り替える接地側スイッチング素子と、行方向に並ぶ前記液滴イジェクタごとに設けられ、行方向に並ぶ液滴イジェクタの前記圧電素子の前記一対の端子の他方の端子に接続され、それぞれがオフされることにより前記他方の端子を開放する共に、オンされることにより前記圧電素子の前記他方の端子を接地する第１のスイッチング素子、オンされることにより前記他方の端子に第１の電圧を印加する第２のスイッチング素子、及びオンされることにより前記他方の端子に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を印加する第３のスイッチング素子を含む行制御回路と、列方向に並ぶ前記液滴イジェクタごとの前記接地側スイッチング素子に、前記圧電素子の前記一方の端子の接地と開放とを切り替える列制御信号を出力し、かつ前記列制御信号に同期し、入力された印刷データに応じて設定される電圧変化が得られるように、前記行制御回路のそれぞれの前記第１から第３のスイッチング素子をオフ又は選択的にオンさせて前記液滴イジェクタのそれぞれを駆動する駆動手段と、を含む。

この発明によれば、複数の液滴イジェクタのそれぞれに設けられている圧電素子を、例えばｍ行×ｎ列の行列形式で接続し、列方向に並ぶ圧電素子に接続された接地側スイッチング素子毎に列制御信号を出力する。また、行方向に並ぶ圧電素子のそれぞれに所定電圧を印加する。

圧電素子は、回路上でコンデンサと等価であり、接地側スイッチング素子がオンされることにより一方の端子が接地されているときに、他方の端子に所定電圧が印加されることにより、この電圧に充電され、この状態で、一対の端子の少なくとも一方が開放されることにより充電状態が保持される。

また、圧電素子が所定電圧に充電された状態で、接地側スイッチング素子がオンされると共に、他方の端子が接地されることにより、圧電素子に蓄積されえている電荷が放電される。

このような充電、放電を行うことにより圧電素子の一対の端子間の電圧（端子電圧）は、略台形状の駆動波形を印加されたときと同等となり、この電圧変化によって液滴が吐出可能となる。

ここから、本発明では、列方向に並ぶ圧電素子の接地側スイッチング素子のオン・オフ（列制御信号）と行方向に並ぶ圧電素子に印加する電圧によって、圧電素子の充電タイミング及び放電タイミングを制御することにより、圧電素子に所定の駆動波形を印加したときと同等の電圧変化を与え、この電圧変化によって圧電素子を駆動する。

これにより、複数の圧電素子を、部品数の削減が可能な行列形式で接続して駆動するときに、個々の圧電素子に所望の電圧変化を与えることができる。

したがって、例えば、インク液滴を吐出して画像記録を行うときにも、印字階調を低下させることなく、駆動のための回路の簡素化を図ることができる。

このような本発明においては、列制御信号のオン・オフを、所定の周期内で列単位のそれぞれで２回以上行うことが好ましく、所定周期内で接地側スイッチング素子を２回以上オン・オフすることにより、その周期内で、圧電素子に１波形分の電圧変化を与えることができる。

また、列制御信号のオン・オフを列単位で順に移行して繰り返すことにより、行列形式で接続している任意の圧電素子に所望の電圧変化を与えることができる。

さらに、本発明が適用される液滴吐出装置では、行方向に並ぶ圧電素子を列制御信号に同期して、開放状態から接地状態、所定電圧の印加状態、開放状態の何れかに切り替え、その状態を所定時間保持した後に、開放状態に切り替えることが好ましい。

ここで、本発明では、行方向に並ぶ液滴イジェクタごとに、オフされることにより圧電素子の他方の端子を開放する共に、オンされることにより圧電素子の他方の端子を接地する第１のスイッチング素子、オンされることにより他方の端子に第１の電圧を印加する第２のスイッチング素子、及びオンされることにより他方の端子に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を印加する第３のスイッチング素子を含む行制御回路を設け、前記列制御信号に同期し、第１から第３のスイッチング素子をオフ又は選択的にオンさせることにより、液滴イジェクタのそれぞれを駆動する。

これにより、本発明では、行方向に並ぶ圧電素子に対して、所定電圧の印加状態が、複数の電圧の間で切り替えられ、圧電素子に複数段階の電圧変化を与えることができ、例えば、インクジェット記録装置として適用したときに、印字速度の低下を生じさせることなく、高画質の画像記録が可能となる。

このような本発明の液滴吐出装置では、前記複数の前記液滴イジェクタ、及び前記液滴イジェクタごとの前記接地側スイッチング素子が一体で設けられた液滴吐出ヘッドを備えることができる。

以上説明したように本発明によれば、例えば、インク液滴を吐出して画像記録を行うときにも、印字階調や印字速度を損ねることなく、駆動のための回路の簡素化を図ることができるという効果がある。

これにより、本発明では、部品数の削減、製造効率の向上、製造コストの抑制を図ることが可能となる。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１には、第１の本実施の形態に、液滴吐出装置として適用したインクジェット記録装置１０の概略構成を示している。

インクジェット記録装置１０には、筐体１２内の下部に給紙トレイ１４が設けられている。この給紙トレイ１４には、記録媒体である用紙１６が積層されて収容されるようになっており、給紙トレイ１４に収容された用紙１６は、ピックアップロール１８によって最上層から１枚ずつ取り出される。

給紙トレイ１４から取り出された用紙１６は、複数の搬送ローラ対２０によって筐体１２内に形成された給紙用の搬送路２２に沿って搬送される。

筐体１２内には、給紙トレイ１４の上方に、駆動ロール２４と従動ロール２６に張架された無端の搬送ベルト２８が配置されている。この搬送ベルト２８は、駆動ロール２４の回転駆動によって周回移動されるようになっている。

また、この搬送ベルト２８の上方には、液滴吐出ヘッドとする記録ヘッドアレイ３０が配設されている。記録ヘッドアレイ３０は、駆動ロール２４と従動ロール２６の間の搬送ベルト２８の平坦部分に対向されており、記録ヘッドアレイ３０の対向領域が、記録ヘッドアレイ３０からインク液滴が吐出される吐出領域となっている。

搬送路２２を搬送された用紙１６は、搬送ベルト２８に保持されて、吐出領域へ向けて搬送される。記録ヘッドアレイ３０は、この用紙１６が吐出領域を通過するタイミングで、画像情報に応じてインク液滴を吐出し、吐出したインク液滴を用紙１６に付着させることにより、用紙１６に画像情報に応じた画像記録を行なう。

また、インクジェット記録装置１０では、用紙１６を、搬送ベルト２８で保持した状態で周回させることで、吐出領域内を複数回通過させ、所謂マルチパスによる画像記録が可能となっている。

なお、搬送ベルト２８を設けず、例えば円筒状あるいは円柱状に形成された搬送ロールの外周に、用紙１６を吸着するなどして保持して回転させることにより、用紙１６を吐出領域に対向させる構成としたものであっても良く、このときには、吐出領域を、搬送ローラの周面に沿って湾曲させるなどして、記録ヘッドアレイと用紙１６の間隔が、吐出領域内で略均一になるようにすれば良い。

本実施の形態に適用したインクジェット記録装置１０の記録ヘッドアレイ３０は、有効な画像記録領域（インク液滴の吐出領域）が用紙１６の搬送方向と直交する方向の長さである用紙幅以上となる長尺とされており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び、ブラック（Ｋ）の４色に対応した４つのインクジェット記録ヘッドユニット（以下、単にヘッドユニット３２とする）が、搬送方向に沿って配列されている。これにより、インクジェット記録装置１０では、フルカラーの画像記録が可能となっている。

記録ヘッドアレイ３０は、搬送方向と直交する方向に沿って不動とされているが、必要に応じて移動可能な構成であっても良く、これにより、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像記録を行ったり、液滴吐出の不具合を記録結果に現れることがないようにすることができる。なお、記録ヘッドアレイ３０としては、これに限らず、用紙１６の幅方向を主走査方向として、主走査方向へ移動されるものであっても良い。

筐体１２内には、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのインク液が貯留されるインクタンク３４が設けられ、ヘッドユニット３２のそれぞれには、インクタンク３４に対応するリザーバタンク３４Ａが設けられている。インクタンク３４内のインク液は、リザーバタンク３４Ａ内のインク液が、ヘッドユニット３２のそれぞれから用紙１６へ向けて吐出されるのに応じて、図示しないインク供給パイプを介してリザーバタンク３４Ａ内に補充される。

また、記録ヘッドアレイ３０の近傍には、４つのヘッドユニット３２のそれぞれに対応する４つのメンテナンスユニット３６が配置されている。このメンテナンスユニット３６を用いてヘッドユニット３２のメンテナンスを行うときには、メンテナンスユニット３６を搬送ベルト２８と記録ヘッドアレイ３０の間に形成される隙間へ移動し、メンテナンスユニット３６のそれぞれを、ヘッドユニット３２のノズル面（搬送ベルト２８側の面）に対向させる。

この状態で、メンテナンスユニット３６がバキューム、ダミージェット、ワイピング、キャッピング等の所定のメンテナンス動作を行う。なお、メンテナンスユニット３６は、２つずつの２組に分けられて、記録ヘッドアレイ３０を挟んで用紙１６の搬送方向上流側と下流側に配置されている。

インクジェット記録装置１０には、記録ヘッドアレイ３０の搬送路２２側に、搬送ベルト２８に対向して帯電ロール３８が設けられている。帯電ロール３８は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８と共に用紙１６を挟みつつ従動して、用紙１６を搬送ベルト２８へ押圧する押圧位置と、搬送ベルト２８から離間した離間位置との間を移動される。

この帯電ロール３８は、図示しない電源から所定電圧の電力が供給されることにより、接地された従動ロール２６との間で電位差が生じ、この電位差によって用紙１６に電荷を与えることにより、用紙１６を搬送ベルト２８へ静電吸着させるようにしている。なお、インクジェット記録装置１０には、帯電ロール３８よりも用紙１６の搬送方向上流側に図示しないレジロールが設けられており、このレジロールによって搬送ベルト２８と帯電ロール３８の間に送り込む用紙１６の位置合わせが行われるようになっている。

記録ヘッドアレイ３０より、用紙１６の搬送方向下流側には、剥離プレート４０が設けられており、画像記録された用紙１６は、この剥離プレート４０によって搬送ベルト２８から剥離される。なお、剥離プレート４０の下方側には、駆動ロール２４との間で搬送ベルト２８を挟持するクリーニングロール（図示省略）が配置されており、用紙１６が剥離された搬送ベルト２８の表面が、クリーニングロールによってクリーニングされるようにしている。

筐体１２の上部には、排紙トレイ４２が設けられ、剥離プレート４０の用紙搬送方向下流側には、用紙１６を排紙トレイ４２へ向けて搬送する排紙搬送路４４が形成されている。

排紙搬送路４４は、複数の搬送ローラ対４６を備えており、剥離プレート４０によって搬送ベルト２８から剥離された用紙１６は、搬送ローラ対４６によって搬送されて、排紙トレイ４２上に排出されて集積される。

また、給紙トレイ１４と搬送ベルト２８の間には、複数の搬送ローラ対４８によって反転搬送路５０が形成されている。

一方の面に画像記録がなされて排紙搬送路４４へ送り込まれた用紙１６が、この反転搬送路５０へ送り込まれることにより、反転されて給紙用の搬送路２２へ送り込まれる。これにより、インクジェット記録装置１０では、用紙１６の両面への画像記録が可能となっている。

一方、図２に示されるように、インクジェット記録装置１０には、記録ヘッドアレイ３０を用いたインク液滴の吐出を制御するコントローラ６０が設けられている。インクジェット記録装置１０には、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの画像処理装置から画像データが入力されるようになっており、コントローラ６０は、入力された画像データに応じて記録ヘッドアレイ３０の各ヘッドユニット３２によるインク液滴の吐出を制御することにより、用紙１６に画像データに応じた画像記録を行う。

前記したごとく、記録ヘッドアレイ３０は、用紙１６の幅よりも長尺となっており、各色のヘッドユニット３２は、用紙１６の幅方向に沿ってインク滴を吐出するノズルが緊密に配列されている。

なお、ヘッドユニット３２は、例えばノズルを４列などの複数列で配列し、各列のノズルが用紙１６の搬送方向に沿って重ならないように二次元的に配列することにより、用紙１６の幅方向に対してノズルが緊密に配列されるようにしている。また、本発明が適用される液滴吐出ヘッドの構成は、これに限るものではなく、任意の構成を適用することができる。

このように構成されているインクジェット記録装置１０では、画像データが入力されることにより、給紙トレイ１４に収容されて装填されている用紙１６が、搬送路２２を、従動ロール２６と帯電ロール３８の間へ向けて搬送される。この用紙１６が従動ロール２６と帯電ロール３８の間へ送り込まれることにより、搬送ベルト２８と共に従動ロール２６と帯電ロール３８によって挟持され、搬送ベルト２８へ押し付けられることにより搬送ベルト２８に保持される。

搬送ベルト２８に保持された用紙１６は、搬送ベルト２８の周回移動によって記録ヘッドアレイ３０のヘッドユニット３２に対向する吐出領域を通過するときに、ヘッドユニット３２から画像データに応じてインク液滴が吐出されることにより、画像データに基づいた画像記録がなされる。

ここで、１パスのみで画像記録がなされるときには、剥離プレート４０によって搬送ベルト２８から用紙１６が剥離され、剥離された用紙１６を排紙搬送路４４に沿って搬送して、排紙トレイ４２へ排出する。また、マルチパスで画像記録を行うときには、搬送ベルト２８を周回移動することにより、用紙１６を、複数回吐出領域を通過させて画像記録が行われ、画像記録が終了すると用紙１６を搬送ベルト２８から剥離し、排紙トレイ４２へ排出する。

ところで、ヘッドユニット３２には、インク液滴を吐出する液滴イジェクタ６４が配置されている。この液滴イジェクタ６４は、圧力発生素子、圧力室及びノズル部が形成されている。また、液滴イジェクタ６４は、アクチュエータとして設ける圧力発生素子として、ピエゾ素子などを用いた圧電素子６２を適用しており、圧電素子６２は、印加された電圧によって変形して、液滴イジェクタ６４の図示しない圧力室（圧力発生室）の壁面の一部を形成している振動板を振動させる。液滴イジェクタ６４は、この振動板の振動によって圧力発生室の膨張、収縮がなされることにより、圧力発生室内のインクの液滴をノズルから吐出する。

このような液滴イジェクタ６４としては、圧電素子６２を用いた公知の一般的構成を適用でき、ここでは詳細な説明を省略する。また、記録ヘッドアレイ３０に設けるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のヘッドユニット３２の基本的構成は、同じであり、以下では、１色分のヘッドユニット３２について説明する。

コントローラ６０には、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）などを用いた駆動制御回路６６が設けられている。駆動制御回路６６には、図示しない電源回路から、圧電素子６２の駆動用として所定電圧の電力が供給されるようになっている。

なお、駆動制御回路６６は、例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のヘッドユニット３２ごとに設けられ、それぞれがコントローラ６０に接続されていてもよく、また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のヘッドユニット３２が一つの駆動制御回路６６に接続されていても良い。

コントローラ６０は、駆動制御回路６６に、クロック信号、画像データに応じた印刷データ及びラッチ信号等を出力し、駆動制御回路６６からヘッドユニット３２の各圧電素子６２へ出力する電力制御を行うことにより、ヘッドユニット３２の各液滴イジェクタ６４のノズルからの吐出滴量を制御して、用紙１６に画像データに応じた画像記録を行う。

一方、ヘッドユニット３２には、トランスファーゲートを形成するスイッチＩＣを用いた駆動回路６８が設けられている。この駆動回路６８には、マトリックス駆動回路７０及び行制御回路７２が形成されている。

本実施の形態では、ｍ個の圧電素子６２を一組とすると共にｎ組を一つのブロックとして、ヘッドユニット３２に設けている多数の圧電素子６２を複数のブロックに分割して、分割したブロックごとにマトリックス駆動回路７０と行制御回路７２を設けている。

駆動制御回路６６は、マトリックス駆動回路７０及び行制御回路７２へ所定の制御信号を出力する。マトリックス駆動回路７０は、駆動制御回路６０から入力される制御信号及び行制御回路７２から入力される制御信号に基づいて、１ブロック分（ｍ×ｎ個）の各圧電素子６２へ印加する電圧を制御する。

なお、このときの１ブロックとしては、例えば、ヘッドユニット３２にノズルを二次元的に配列していることから、列数ｎに対して、用紙１６の幅方向に沿ってｍ行分のノズルに対応する圧電素子６２を１組として、用紙１６の幅方向にブロックを設けるようにすることができる。

ここで、本実施の形態では、一例として４行×３列（ｍ＝４、ｎ＝３）となる１２個の圧電素子６２を１ブロックとして、この１ブロック分の圧電素子６２を例に説明する。

駆動制御回路６６では、圧電素子６２ごとに所定の駆動波形を与えることで、ノズルからインク液滴を吐出させるドロップオンデマンド方式を適用している。

圧電素子６２は、コンデンサと等価であり、所定の電圧が印加されると、端子電圧がその電圧となるように充電され、また、ＧＮＤ（０ｖ）に接続されることにより、蓄積されている電荷を放電して、端子電圧が０ｖとなる。さらに、圧電素子６２は、所定電圧に充電された状態で少なくとも一方の端子が開放されることにより、充電状態が保持される。

液滴イジェクタ６４は、圧電素子６２が充電されるとき、又は、充電状態から放電されるときに、図示しない振動板が圧力発生室の拡大又は縮小方向へ振動し、これにより、圧力発生室の拡縮によって圧力発生室内のインク液がノズルから吐出される。すなわち、圧電素子６２への電圧印加がオンからオフ又はオフからオンに切り替ることにより、ノズルからインク液滴が吐出される。

また、１ドット分の印字周期（以下、単に印字周期とする）内でオン／オフまたはオフ／オンが繰り替えされるか、オン時の印加電圧やオン／オフのタイミングが変わることにより吐出滴量が変化する。

ここで、第１の実施の形態では、図３に示されるように、圧電素子６２の駆動電圧（印加電圧）Ｖを電圧Ｖ₁とし、放電状態（０ｖ）から１印字周期Ｔ内で、少なくとも２回のオン／オフによってインク液滴が吐出され、オン／オフ回数が増えることにより、印字周期Ｔ内で形成されるドット（１ドット）の径が大きくなるように、あるいは安定した吐出を可能となるようにしている。

図４Ａ及び図４Ｂには、本実施の形態に適用したマトリックス駆動回路７０の概略構成を示している。なお、ここでは、１２個の圧電素子６２を圧電素子Ｐｚ_ij（ただし、ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ、ここでは、ｉ＝１〜４、ｊ＝１〜３）として示しており、以下、特定の圧電素子６２を示すときには、圧電素子Ｐｚ_ij等と記す。また、図４Ａ及び図４Ｂは同一の回路を示しており、図４Ａでは圧電素子６２を直線状に配列して示し、図４Ｂでは圧電素子６２を行列形式（マトリックス状）に配列して示している。

マトリックス駆動回路７０では、圧電素子６２（圧電素子Ｐｚ_ij）のそれぞれにゲートスイッチ７４が設けられており、ゲートスイッチ７４がオンすることにより、圧電素子Ｐｚ_ijの一方の電極が接地（ＧＮＤ）される。

また、マトリックス駆動回路７０には、行信号Ｒ_i（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄）と、列制御信号Ｌ_j（Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃）が入力されるようになっている。

マトリックス駆動回路７０では、同一行の圧電素子Ｐｚ_ijに同一の行信号Ｒ_iが入力されるようになっており、また、同一列の圧電素子Ｐｚ_ijに対するゲートスイッチ７４には、同一の列制御信号Ｌ_iが入力されるようになっている。

すなわち、圧電素子Ｐｚ₁₁、Ｐｚ₁₂、Ｐｚ₁₃に行信号Ｒ₁が入力され、圧電素子Ｐｚ₂₁、Ｐｚ₂₂、Ｐｚ₂₃に行信号Ｒ₂が入力され、圧電素子Ｐｚ₃₁、Ｐｚ₃₂、Ｐｚ₃₃に行信号Ｒ₃が、圧電素子Ｐｚ₄₁、Ｐｚ₄₂、Ｐｚ₄₃に行信号Ｒ₄が入力される。また、圧電素子Ｐｚ₁₁、Ｐｚ₂₁、Ｐｚ₃₁、Ｐｚ₄₁のゲートスイッチ７４に操作信号として列制御信号Ｌ₁が入力され、圧電素子Ｐｚ₁₂、Ｐｚ₂₂、Ｐｚ₃₂、Ｐｚ₄₂のゲートスイッチ７４に操作信号として列制御信号Ｌ₂が入力され、圧電素子Ｐｚ₁₃、Ｐｚ₂₃、Ｐｚ₃₃、Ｐｚ₄₃のゲートスイッチ７４に操作信号として列制御信号Ｌ₃が入力される。

これにより、マトリックス駆動回路７０では、圧電素子Ｐｚ_ijがマトリックス状（行列形式）に接続され、行信号Ｒ_iと列制御信号Ｌ_jによる圧電素子Ｐｚ_ijのマトリックス駆動が可能となっている。

一方、図５には、行制御回路７２の一例を示している。この行制御回路７２は、マトリックス駆動回路７０に入力される行信号Ｒ_iごとにスイッチ回路７６が形成されている。スイッチ回路７６のそれぞれは、２つのゲートスイッチ７８Ａ、７８Ｂによって形成されている。

ゲートスイッチ７８Ａ、７８Ｂは、一方の端子が入力端子とされ、他方の端子が出力端子とされており、ゲートスイッチ７８Ａは、入力端子に圧電素子Ｐｚ_ijの駆動用の電圧Ｖ₁が入力され、ゲートスイッチ７８Ｂは、入力端子が接地されている（ＧＮＤ）。

これにより、スイッチ回路７６では、ゲートスイッチ７８Ａがオンされることにより、行信号Ｒ_iとして電圧Ｖ₁を出力し、ゲートスイッチ７８Ｂがオンされることにより、行信号Ｒ_iとして０ｖ（ＧＮＤ）を出力する。また、スイッチ回路７８は、ゲートスイッチ７８Ａ、７８Ｂがオフされることにより、行信号Ｒ_iとして出力側を開放する無信号状態とすることができる。

スイッチ回路７６には、ゲートスイッチ７８Ａ、７８Ｂの入力端子に行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2が入力されるようになっており、スイッチ回路７６は、この行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2によってゲートスイッチ７８Ａ、７８Ｂがオン／オフされ、行信号Ｒ_iとして、電圧Ｖ₁、ＧＮＤ及び開放（無信号）を出力する。なお、行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2は、同時にオンすることのないパルス信号となっている。

図４Ａ及び図４Ｂに示されるマトリックス駆動回路７０では、行信号Ｒ_iとして電圧Ｖ₁が入力されているときに、列制御信号Ｌ_jによってゲートスイッチ７４がオンされることにより、圧電素子Ｐｚ_ij（圧電素子６２）に、駆動電圧Ｖ₁を印加して充電し、行信号Ｒ_iとして０ｖ（ＧＮＤ）が入力されているときに、ゲートスイッチ７４がオンされることにより、印加電圧が０ｖとなる（ＧＮＤされる）。

また、マトリックス駆動回路７０では、圧電素子Ｐｚ_ijが電圧Ｖ₁に充電されている状態又は、ＧＮＤされた状態（放電状態）で、ゲートスイッチ７４がオフするか、行制御回路７２（図５参照）のゲートスイッチ７８Ａ、７８Ｂがオフして開放状態となることにより、電圧Ｖ₁の充電状態又は、ＧＮＤされた電位状態で保持される。

すなわち、マトリックス駆動回路７０では、行信号Ｒ_i及び列制御信号Ｌ_jによって、圧電素子Ｐｚ_ijの印加電圧を、「０ｖ（ＧＮＤ）から電圧Ｖ₁」、「電圧Ｖ₁の保持」、「電圧Ｖ₁から０ｖ（ＧＮＤ、放電）」及び、「０ｖ（ＧＮＤ）の保持」の間で変化させることができるようになっており、これにより、図３に示される駆動波形に基づいた電圧変化と同等の状態を、圧電素子Ｐｚ_ijの端子間に生じさせることができるようになっている。

また、マトリックス駆動回路７０では、行信号Ｒ_ｉ及び列制御信号Ｌ_ｊの組み合わせによって、ｍ×ｎ（ここでは、４×３）個の圧電素子６２のそれぞれについて、駆動電圧（印加電圧）のＧＮＤ（０ｖ）から電圧Ｖ_１の変化（充電）及び、電圧Ｖ_１からＧＮＤ（０ｖ）への変化（放電）が可能となっている。

図６には、マトリックス駆動回路７０での、行信号Ｒ_iと列制御信号Ｌ_jに応じた各圧電素子Ｐｚ_ijの状態変化を示している。なお、図６では、行信号Ｒ_iの無しである開放状態を「−」で表している。

すなわち、列制御信号Ｌ_jとして、順にオンするパルス信号をマトリックス駆動回路７０に入力しながら、行信号Ｒ₁〜Ｒ₄を切り替えることにより、圧電素子Ｐｚ_ijへの電圧印加状態を個別に切り替えることができる。

これにより、画像データに応じて各圧電素子Ｐｚ_ijが駆動される行信号Ｒ_i、すなわち、行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2を行制御回路７２に入力することにより、画像データに応じた画像記録が可能となる。

ここで、図７を参照しながら、第１の実施の形態に適用したマトリックス駆動回路７０の入力信号に対する圧電素子６２（Ｐｚ_ij）の駆動信号の一例を説明する。

図７（Ａ）には、マトリックス駆動回路７０に入力される列制御信号Ｌ_j（Ｌ₁〜Ｌ₃）の一例と示している。列制御信号Ｌ_jとしては、例えば、パルス幅（オン時間）ｔが、１μsecのパルス信号を用い、このパルス信号が順にオン／オフされる。

このとき、パルス幅ｔが３μsecであっても、４×３個の圧電素子６２を用いて印字を行うときに、６００dpi以上の解像度での画像記録を行うことができる。なお、このパルス幅ｔは、圧電素子Ｐｚ_ijの充電及び放電に十分な時間となるように、圧電素子Ｐｚ_ijの充電特性及び放電特性を含めて設定されている。また。列制御信号Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃は、オン状態が重ならないようにオン／オフのタイミングが制御されている。

コントローラ６０は、各印字周期Ｔの開始タイミングで、マトリックス駆動回路７０に入力する列制御信号Ｌ_j及び行信号Ｒ_iによって、圧電素子Ｐｚ_ijをＧＮＤし、端子電圧（印加電圧）が０ｖとなるようにしており、この状態を初期状態として駆動波形が出力されるように駆動制御回路６６から出力される行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2及び列制御信号Ｌ_jを制御するようにしている。

一方、行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2は、列制御信号Ｌ_jに同期し、かつ、印字する画像データに基づいて出力される。

ここで、図７（Ｃ）に示されるように、圧電素子Ｐｚ_i1（Ｐｚ₁₁、Ｐｚ₂₁、Ｐｚ₃₁、Ｐｚ₄₁）を駆動するときには、図７（Ｂ）に示すように、列制御信号Ｌ₁がオンするタイミングで、行信号Ｒ_iが電圧Ｖ₁となるように、行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2を出力することにより、圧電素子Ｐｚ_ijが電圧Ｖ₁に充電されるようにし、この後、列制御信号Ｌ₁がオフするタイミングで、行信号Ｒ_iをオフ（開放）するように行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2を出力することにより、圧電素子Ｐｚ_ijの端子電圧（印加電圧）が電圧Ｖ₁に保持されるようにしている。

また、圧電素子Ｐｚ_ijの印加電圧を電圧Ｖ₁から０ｖに下げるときには、列制御信号Ｌ₁がオンするタイミングで、行信号Ｒ_iが０ｖ（ＧＮＤ）となるように、行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2を出力して、圧電素子Ｐｚ_ijが放電されるようにし、この後、列制御信号Ｌ₁がオフするタイミングで、行信号Ｒ_iをオフ（開放）するように行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2を出力することにより、圧電素子Ｐｚ_ijの端子電圧（印加電圧）が０ｖ（ＧＮＤ）に保持されるようにしている。

これにより、圧電素子Ｐｚ_ijの中のＰｚ_i1に対して、ＧＮＤ〜電圧Ｖ₁〜ＧＮＤと変化する一つの駆動波形を得ることができる。すなわち、圧電素子Ｐｚ_i1は、列制御信号Ｌ₁がオンするときに、行信号Ｒ_iが電圧Ｖ₁となることにより充電され、列制御信号Ｌ₁のオフないし行信号Ｒ_iがオフにより、電圧Ｖ₁に充電された状態が保持される。

この状態で、列制御信号Ｌ₁がオンするときに、行信号Ｒ_iがＧＮＤとなることにより、圧電素子Ｐｚ_i1が放電されて、端子電圧が０ｖとなるようにしている（ＧＮＤされる）。

このとき、行信号Ｒ_iをＧＮＤするタイミングによって、電圧Ｖ₁に保持される時間を選択することができる。

また、圧電素子Ｐｚ_i2（Ｐｚ₁₂、Ｐｚ₂₂、Ｐｚ₃₂、Ｐｚ₄₂）、圧電素子Ｐｚ_i3（Ｐｚ₁₃、Ｐｚ₂₃、Ｐｚ₃₃、Ｐｚ₄₃）に対しても、同様とすることにより、端子電圧をＧＮＤ〜電圧Ｖ₁〜ＧＮＤと変化させることができる。

圧電素子Ｐｚ_ijでは、所定のタイミングで、この端子電圧の変化が繰り替えされることにより、端子電圧の変化に応じた駆動波形が印加されたときと同等の状態が得られ、液滴イジェクタ６４のノズルから駆動波形に応じたインク液滴が吐出されることになる。

一方、図８には、具体例として、圧電素子Ｐｚ_ijの中の圧電素子Ｐｚ₁₁、圧電素子Ｐｚ₂₂と圧電素子Ｐｚ₃₂、圧電素子Ｐｚ₄₃に個別に駆動波形を印加し、それ以外の圧電素子Ｐｚ_ijの駆動を停止（駆動波形の印加を停止）するときの、列制御信号Ｌ_jと行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2（行信号Ｒ_i）を示している。

また、図９には、図８（Ｃ）の駆動波形を得るときの、列制御信号Ｌ_jに対する行信号Ｒ_i及び、このときの列制御信号Ｌ_jと行信号Ｒ_iに基づいて圧電素子Ｐｚ_ijに印加される電圧の状態変化を示している。

このときにも、例えば、圧電素子Ｐｚ₁₁に印加する電圧をＧＮＤ〜電圧Ｖ₁〜ＧＮＤに変化させるときに、列制御信号Ｌ₁のオンタイミングに合わせて、行信号Ｒ₁が電圧Ｖ₁となるように行制御信号Ｒ₁₁をオフし、行制御信号Ｒ₁₂をオンする。これにより、圧電素子Ｐｚ₁₁に印加される電圧が０ｖ（ＧＮＤ）から電圧Ｖ₁に上昇される。

また、圧電素子Ｐｚ₁₁が電圧Ｖ₁に充電されている状態で、列制御信号Ｌ₁のオンタイミングに合わせて、行信号Ｒ₁がＧＮＤとなるように行制御信号Ｒ₁₁をオンし、行制御信号Ｒ₁₂をオフすることにより、圧電素子Ｐｚ₁₁を放電して、印加される電圧を電圧Ｖ₁から０ｖ（ＧＮＤ）に下げることができる。

液滴イジェクタ６４は、圧電素子Ｐｚ_ijの印加電圧がＧＮＤ〜電圧Ｖ₁〜ＧＮＤと変化するのを繰り替えされることにより、インク液滴を吐出する。また、印字周期Ｔ内で印加される駆動波形の数によって、一つのドットを形成するときの吐出滴量が調整される。

このように、マトリックス駆動回路７０を用いて、（ｍ×ｎ）個の圧電素子６２を個別に駆動することができると共に、対応する液滴イジェクタ６４から吐出する滴量の制御を合わせて行うことができる。

すなわち、圧電素子Ｐｚ_ijの駆動を、本来の駆動波形の立ち上がり部分と立下り部分のパーツのみを用いて形成されるようにすることによりｍ×ｎ個の１ブロックの圧電素子Ｐｚ_ijを、マトリックス駆動回路７０によって個別に駆動することができる。

また、第１の実施の形態では、（ｍ×ｎ）の圧電素子６２を駆動するときに、ヘッドユニット３２に、ｍ本の列制御用の配線と（ｎ×２）本の行制御用の配線が必要となるが、圧電素子６２ごとに駆動波形とゲートスイッチ７４のオン／オフ信号を入力するときに比べて、必要とする配線数を少なくすることができる。また、ヘッドユニット３２に設ける駆動回路６８の簡素化及び組み付け工数の削減を図ることができる。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）には、このような第１の実施の形態に係るヘッドユニット３２の製造工程の概略を示している。なお、ここでは、ヘッドユニット３２を複数のヘッドユニットモジュールに分割して形成するときの一つのモジュールを示して説明するが、本発明が適用されるヘッドユニット３２の形状やノズル配置などを限定するものではない。また、各部材の材質等は、公知の材質を適用することができ、ここでは詳細な説明を省略する。

このヘッドユニット３２を製造するときには、まず、図１０（Ａ）に示されるように、減圧ＣＶＤ法等により、絶縁基板８０上に薄膜半導体回路８２を形成する。

次に、絶縁基板８０上に、複数の圧電素子６２を形成可能な圧電素子モジュール８４を実装する。このとき、圧電素子モジュール８４は、絶縁基板８０との間に球状の半田を並べ、リフローにより、既に絶縁基板８０上に形成されている薄膜半導体回路８２と電気的に接続されるようにする。

この後、圧電素子モジュール８４に対して、実装する圧電素子６２ごとに端面を研磨することによりアライメントを取る。また、研磨した圧電素子６２の端面をダイシングすることにより、最小構成単位とする液滴モジュール６４（図示省略）ごとの各圧力発生室に対応するように、圧電素子６２を個別化する。

次に、図１０（Ｃ）に示されるように、ヘッド本体８６を実装する。このヘッド本体８６は、振動板８８、液滴イジェクタ６４ごとの圧力発生室が形成されている圧力室形成部材９０及び、圧力発生室（液滴イジェクタ６４）に対応するノズル９２が形成されたノズルプレート９４が積層されている。

このようにヘッドユニット３２を製造するときに、図１０（Ａ）に示すように、絶縁基板８０に列制御用の配線９６が接続される。また、行制御用の配線９８を、振動板８８に接続して、ヘッド本体８６を製造しておく。なお、配線９６、９８としては、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）などを用いる。

このように製造するヘッドアレイ３２は、薄膜半導体回路８２によってマトリックス駆動回路７０を形成することにより、絶縁基板８０に接続される配線９６を列ごとに共通化できる。また、振動体８８に接続される配線６８を、行ごとに共通化することができる。

これにより、ヘッドユニット３２に接続する配線を簡素化することが可能となり、部品数の削減、製造歩留まりの向上、製造コストの低下を図ることができる。

なお、第１の実施の形態では、行制御回路７２をヘッドユニット３２に設けるようにしているが、この行制御回路７２を駆動制御回路に設けることにより、ヘッドユニット３２と駆動制御回路６６の間の配線の簡略化を図ることができる。
〔第２の実施の形態〕
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、第２の実施の形態の基本的構成は、前記した第１の実施の形態と同じであり、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の部品には、同一の符号を付与してその説明を省略する。

前記した第１の実施の形態では、圧電素子６２（圧電素子Ｐｚ_ij）を電圧Ｖ₁の駆動波形で駆動するようにしたが、第２の実施の形態では、０ｖ（ＧＮＤ）、電圧Ｖ₁、電圧Ｖ₂（Ｖ₂＞Ｖ₁）の３レベルで変化する駆動波形で駆動する。

すなわち、図１１（Ａ）に示す電圧Ｖ₂の駆動波形と電圧Ｖ₁の駆動波形を用いた圧電素子６２の駆動、図１１（Ｂ）に示すように、電圧Ｖ₁、Ｖ₂で駆動可能であるときの電圧Ｖ₁で駆動、などにより吐出滴量の制御を行う。

図１２には、行制御回路７２に換えて第２の実施の形態で適用する行制御回路１００の概略構成を示している。

この行制御回路１００には、各スイッチ回路７６Ａに、電圧Ｖ₁、ＧＮＤ及び電圧Ｖ₂が入力されるようになっており、スイッチ回路７６Ａには、電圧Ｖ₁用のゲートスイッチ７８Ａと、ＧＮＤ用のゲートスイッチ７８Ｂに加え、電圧Ｖ₂用のゲートスイッチ７８Ｃを設けている。

また、各スイッチ回路７６Ａには、ゲートスイッチ７８Ａ、７８Ｂの操作信号に加えて、ゲートスイッチ７８Ｃの操作信号が入力される。なお、ここでは、ゲートスイッチ７８Ｂの操作信号を行制御信号Ｒ_i1、ゲートスイッチ７８Ａの操作信号を行制御信号Ｒ_i2、ゲートスイッチ７８Ｃの操作信号を行制御信号Ｒ_i3とする。

これにより、スイッチ回路７６Ａでは、行制御信号Ｒ_i1〜Ｒ_i3に基づいて電圧Ｖ₂、電圧Ｖ₁、ＧＮＤ又は開放の行信号Ｒ_iを出力する。このとき、駆動制御回路６６では、同期信号とする列制御信号Ｌ_jと画像データに応じて行制御信号Ｒ_i1〜Ｒ_i3を出力する。

図１３から図１５には、このような行制御回路１００とマトリックス駆動回路７０を用いるときの圧電素子Ｐｚ_ijの駆動の一例を示している。なお、図１３から図１５では、図１５に示す駆動波形を出力するものとし、図１３には、このときの列制御信号Ｌ_j、行制御信号Ｒ_i1〜Ｒ_i3に基づいた行信号Ｒ_iを示し、図１４には、図１３の列制御信号Ｌ_jと行信号Ｒ_iに基づく各圧電素子６２（Ｐｚ_ij）への電圧印加状態を示している。

図１３に示されるように、列制御信号Ｌ_jは、所定のパルス幅ｔで、列制御信号Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃を順にオンする。なお、駆動制御回路６６は、印字開始時に、圧電素子Ｐｚ_ijをＧＮＤして、端子電圧を０ｖとした後、行制御信号Ｒ_i1〜Ｒ_i3（行信号Ｒ_i）及び列制御信号Ｌ_jの出力を開始する。

ここで、圧電素子Ｐｚ₁₁の印加電圧を、０ｖ（ＧＮＤ）から電圧Ｖ₂に上昇するときには、列制御信号Ｌ₁のオンタイミングに合わせて、行信号Ｒ₁として電圧Ｖ₂を発生する。すなわち、行制御信号Ｒ₁₁、Ｒ₁₂をオフすると共に、行制御信号Ｒ₁₃をオンする。

これにより、行信号Ｒ₁として電圧Ｖ₂が出力され、列制御信号Ｌ₁がオンしていることにより、圧電素子Ｐｚ₁₁が電圧Ｖ₂に充電される。この状態で、列制御信号Ｌ₁、行制御信号Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃をオフすることにより、圧電素子Ｐｚ₁₁は、端子電圧が電圧Ｖ₂に保持される。

また、端子電圧が電圧Ｖ₂に保持されている状態で、列制御信号Ｌ₁のオンタイミングに合わせて、行制御信号Ｒ₁₂、Ｒ₁₃をオフ、行制御信号Ｒ₁₁をオンして、行信号Ｒ₁をＧＮＤすることにより、圧電素子Ｐｚ₁₁の端子電圧が電圧Ｖ₂から下降されてＧＮＤされる。

これにより、圧電素子Ｐｚ₁₁に対してＧＮＤ〜電圧Ｖ₂〜ＧＮＤに変化する駆動波形を得ることができる。

また、圧電素子Ｐｚ₁₁の印加電圧を、０ｖ（ＧＮＤ）から電圧Ｖ₁に上昇するときには、列制御信号Ｌ₁のオンタイミングに合わせて、行信号Ｒ₁が、電圧Ｖ₁となるように、行制御信号Ｒ₁₁、Ｒ₁₃をオフすると共に、行制御信号Ｒ₁₂をオンする。

これにより、行信号Ｒ₁として電圧Ｖ₁が出力され、列制御信号Ｌ₁がオンしていることにより、圧電素子Ｐｚ₁₁に電圧Ｖ₁が印加されて充電され、端子電圧が電圧Ｖ₁に上昇される。この状態で、列制御信号Ｌ₁、行制御信号Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃をオフすることにより、圧電素子Ｐｚ₁₁では、端子電圧が電圧Ｖ₁に保持され、さらに、列制御信号Ｌ₁のオンタイミングに合わせて、行制御信号Ｒ₁₂、Ｒ₁₃をオフ、行制御信号Ｒ₁₁をオンして、行信号Ｒ₁をＧＮＤすることにより、端子電圧が電圧Ｖ₁から下降されてＧＮＤされる。

これにより、圧電素子Ｐｚ₁₁に対してＧＮＤ〜電圧Ｖ₁〜ＧＮＤに変化する駆動波形を得ることができさらに、ＧＮＤ状態で、行制御信号Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃をオフ状態とすることにより、圧電素子Ｐｚ₁₁の印加電圧が０Ｖ（ＧＮＤ）に保持される。

このような圧電素子Ｐｚ₁₁に対する電圧印加は、圧電素子Ｐｚ_ijのそれぞれに対しても同様に行うことができ、これにより、図１３（Ｂ）及び図１４に示す行信号Ｒ_j（図１３（Ｂ）に示す行制御信号Ｒ_i1〜Ｒ_i3）及び列制御信号Ｌ_jによって、図１５に示される各圧電素子Ｐｚ_ijの印加電圧を得ることができる。

これにより、圧電素子６２（Ｐｚ_ij）をマトリックス駆動したときにも、高い階調性が得られ、高品質の画像記録が可能となる。このときに、（ｍ×ｎ）個の圧電素子６２に対して、行単位及び列単位で制御するので、制御に必要な配線数の削減と共に、配線の簡素化を図ることができる。

一方、第１及び第２の実施の形態では、予め設定されている定電圧（電圧Ｖ₁又は電圧Ｖ₁、Ｖ₂）を圧電素子に印加するようにしたが、定電圧に換えて任意に変化させた電圧ないし電圧波形を印加することも可能である。

図１６には、マトリックス駆動回路７０を介して所定の駆動波形（電圧波形）を印加するときに用いる行制御回路（ここでは、行制御回路１００Ａとする）の一例を示している。

この行制御回路１００Ａの基本的構成は、前記した行制御回路１００と同じであるが、電圧Ｖ₁、電圧Ｖ₂及びＧＮＤに換えて、各スイッチ回路７６Ａに駆動波形Ａ、Ｂ、Ｃが入力される。なお、この駆動波形Ａ〜Ｃは、圧電素子６２（Ｐｚ_ij）を用いて液滴イジェクタ６４から液滴が吐出可能であれば任意の電圧又は電圧波形を適用することができる。

ここで、例えば、行制御信号Ｒ_i1のみをオンすることにより、圧電素子Ｐｚ_ijに駆動波形Ａの電圧を印加することが可能となり、また、行制御信号Ｒ_i2のみをオンすることにより、駆動波形Ｂの電圧を印加することが可能となり、さらに、行制御信号Ｒ_i3のみをオンすることにより、駆動波形Ｃの電圧を印加することが可能となる。

これにより、ｍ×ｎ個の圧電素子Ｐｚ_ijを１ブロックとしてマトリックス駆動回路７０によって駆動するときにも、任意に設定した電圧や電圧波形（電圧変化）を用いた圧電素子６２（Ｐｚ_ij）駆動が可能となるので、階調性の向上も図ることが可能となる。

なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、インクジェット記録装置１０を例に説明したが本発明は、これに限らず、圧電素子を用いてインク液滴を吐出する任意の構成のインクジェット記録装置に適用することが可能である。

また、本実施の形態では、列制御信号Ｌ_jを同期信号として、画像データに応じた圧電素子Ｐｚ_ijの駆動を、行信号Ｒ_i（行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2又は行制御信号Ｒ_i1、Ｒ_i2、Ｒ_i3）によって行うようにしたが、行信号Ｒ_iを同期信号として、画像データに応じた圧電素子Ｐｚ_ijの駆動を列制御信号Ｌ_iによって行うようにしても良い。

さらに、本実施の形態では、液滴吐出装置としてインク液滴を吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置を例に説明したが、本発明はこれに限らず、アクチュエータとしてピエゾ素子などの圧電素子を用いて液滴を吐出する任意の構成の液滴吐出装置に適用することが可能である。

本実施の形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である、 インク液滴の吐出制御の概略構成図である。 第１の実施の形態に係る圧電素子の駆動波形の概略を示す線図である。 本実施の形態に係るマトリックス駆動回路を示す概略回路図である。 図４Ａと同等のマトリックス駆動回路の概略回路図である。 第１の実施の形態に係る行制御回路の一例を示す概略回路図である。 第１の実施の形態に係るマトリックス駆動回路を用いた列制御信号と行信号に応じた圧電素子の印加電圧の状態を示す図表である。 （Ａ）は列制御信号の一例を示すタイミングチャート、（Ｂ）は行制御信号と行制御信号に応じた行信号の一例を示すタイミングチャート、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）に基づいた圧電素子の端子電圧の変化（駆動波形）を示すタイミングチャートである。 （Ａ）は列制御信号の一例を示すタイミングチャート、（Ｂ）は行制御信号と行制御信号に応じた行信号の他の一例を示すタイミングチャート、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）に基づいた圧電素子の端子電圧の変化（駆動波形）を示すタイミングチャートである。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）と同等の列制御信号と行信号に応じた圧電素子の印加電圧の状態を示す図表である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、その順でヘッドユニットの製造工程の流れを示す概略図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は第２の実施の形態に係る圧電素子の駆動波形の概略を示す線図である。 第２の実施の形態に係る行制御回路の一例を示す概略回路図である。 （Ａ）は列制御信号の一例を示すタイミングチャート、（Ｂ）は行制御信号及び行制御信号に基づいた行信号の一例を示すタイミングチャートである。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に基づいた圧電素子の端子電圧の変化（駆動波形）を示すタイミングチャートである。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）及び図１４と同等の列制御信号と行信号に応じた圧電素子の印加電圧の状態を示す図表である。 本発明に係る行制御回路の他の一例を示す概略回路図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
３０ 記録ヘッドアレイ（液滴吐出ヘッド）
３２ ヘッドユニット（液滴吐出ヘッド）
６０ コントローラ（駆動制御手段）
６２、Ｐｚ_ij 圧電素子
６４ 液滴イジェクタ
６６ 駆動制御回路（駆動制御手段、列制御手段、行制御手段）
６８ 駆動ＩＣ
７０ マトリックス駆動回路
７２、１００、１００Ａ 行制御回路（行制御手段）
７４ ゲートスイッチ（スイッチング素子）
７６ スイッチ回路（行制御手段）
７８Ａ ゲートスイッチ（第２のスイッチング素子）
７８Ｂ ゲートスイッチ（第１のスイッチング素子）
７８Ｃ ゲートスイッチ（第３のスイッチング素子）
Ｌ_j（Ｌ₁〜Ｌ₃） 列制御信号
Ｒ_i（Ｒ₁〜Ｒ₄） 行信号
Ｒ_i1〜Ｒ_i3（Ｒ₁₁〜Ｒ₄₃） 行制御信号

Claims (2)

1. それぞれが一対の端子間に電圧が印加される圧電素子を有し、行方向に複数個配列した列を、列方向に所定列配列して設けられ、前記圧電素子の前記一対の端子間に印加される電圧が変化されることで該電圧の変化に応じた量の液滴を吐出する複数の液滴イジェクタと、
   前記液滴イジェクタごとに設けられて前記圧電素子の前記一対の端子の一方の端子に接続され、前記一方の端子の接地と開放とを切り替える接地側スイッチング素子と、
   行方向に並ぶ前記液滴イジェクタごとに設けられ、行方向に並ぶ液滴イジェクタの前記圧電素子の前記一対の端子の他方の端子に接続され、それぞれがオフされることにより前記他方の端子を開放する共に、オンされることにより前記圧電素子の前記他方の端子を接地する第１のスイッチング素子、オンされることにより前記他方の端子に第１の電圧を印加する第２のスイッチング素子、及びオンされることにより前記他方の端子に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を印加する第３のスイッチング素子を含む行制御回路と、
   列方向に並ぶ前記液滴イジェクタごとの前記接地側スイッチング素子に、前記圧電素子の前記一方の端子の接地と開放とを切り替える列制御信号を出力し、かつ前記列制御信号に同期し、入力された印刷データに応じて設定される電圧変化が得られるように、前記行制御回路のそれぞれの前記第１から第３のスイッチング素子をオフ又は選択的にオンさせて前記液滴イジェクタのそれぞれを駆動する駆動手段と、
   を含む液滴吐出装置。
2. 前記複数の前記液滴イジェクタ、及び前記液滴イジェクタごとの前記接地側スイッチング素子が一体で設けられた液滴吐出ヘッドを備えた請求項１に記載の液滴吐出装置。

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