JP7069714B2

JP7069714B2 - 圧電方式プリントヘッドおよび圧電方式インクジェットプリンター

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Publication number: JP7069714B2
Application number: JP2017253574A
Authority: JP
Inventors: 元則近本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: CN109968817B; EP3505349A1; US10661558B2; CN109968817A; JP2019119066A; EP3505349B1; US20190202201A1

Description

本発明は、例えば圧電方式プリントヘッドおよび圧電方式インクジェットプリンターに関する。

インクを吐出して画像や文書を印刷する印刷装置としては、圧電素子を用いた圧電方式インクジェットプリンターが知られている。圧電素子は、典型的にはエゾ素子であり、圧電方式プリントヘッドにおいて複数の吐出部のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号にしたがって駆動されることにより、吐出部のノズルからインクが吐出されて、ドットが形成される。
ノズルを高密度化する技術としては、吐出部の流路および圧電素子を含むアクチュエーター基板に、圧電素子を駆動する駆動ＩＣを直接実装して、一体化する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６－１７９５７５号公報

ノズルの高密度化により駆動されるノズル数が増加すると、圧電素子の個数も増加するので、ＦＰＣ等の配線基板の配線に流れる電流も増大する結果、駆動時に圧電方式プリントヘッドが非常に高温になりやすい。圧電方式プリントヘッドが高温になると、インクが温度の影響で変質してしまう、インク流路を構成する部品材料を高い耐熱温度のものを用いなければならない、高温でも安定動作するように駆動ＩＣを設計しなければならない、などの種々の問題が生じる。

上記課題の一つを解決するために、本発明の一態様に係る圧電方式プリントヘッドは、液体を吐出する第１ノズルと、前記第１ノズルに連通する第１圧力室と、前記第１圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第１圧電素子と、を有する第１吐出部を複数個含む第１吐出部群と、液体を吐出する第２ノズルと、前記第２ノズルに連通する第２圧力室と、前記第２圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第２圧電素子と、を有する第２吐出部を複数個含む第２吐出部群と、液体を吐出する第３ノズルと、前記第３ノズルに連通する第３圧力室と、前記第３圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第３圧電素子と、を有する第３吐出部を複数個含む第３吐出部群と、前記第１圧電素子を駆動するための駆動信号を、第１クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第１圧電素子に供給するか否かを切り換える第１スイッチを、複数個含む第１スイッチ群と、前記第２圧電素子を駆動するための駆動信号を、第２クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第２圧電素子に供給するか否かを切り換える第２スイッチを、複数個含む第２スイッチ群と、前記第３圧電素子を駆動するための駆動信号を、前記第１クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第３圧電素子に供給するか否かを切り換える第３スイッチを、複数個含む第３スイッチ群と、を備え、前記第２吐出部群は、前記第１吐出部群と前記第３吐出部群との間に設けられ、前記第２クロックによって印刷信号が転送されている期間では、前記第１クロックによる印刷信号の転送が停止することを特徴とする。

この態様に係る圧電方式プリントヘッドによれば、ある期間でみたときに、印刷信号の転送停止により発熱しない（非発熱の）吐出部群は、印刷信号の転送により発熱する吐出部群との間に設けられる。換言すれば、発熱する吐出部群は、非発熱の吐出部群により分け隔てられるので、熱分散性が向上する。このため、圧電方式プリントヘッドの温度上昇を抑えることが可能となる。
なお、ある期間でみたときに印刷信号の転送停止された吐出部群は、別の期間では印刷信号の転送が可能であるので、２つのクロック信号を用いることによる印刷品位の低下は発生しない。

上記一態様において、元クロック信号を、前記第１クロックまたは前記第２クロックに振り分けるクロック分配回路を有する構成としてもよい。この構成によれば、圧電方式プリントヘッドを制御する側の回路については、従来構成を利用することができる場合がある。

上記一態様において、前記液体は、１００℃未満で物性が変質する構成としてもよい。ノズルから吐出される液体が、１００℃未満で物性が変質する場合、転送動作の発熱が大きな問題となる。この構成によれば、液体の沸点が７０℃～９０℃の間にある溶媒としてアルコール系の液体を用いる液体や、９０℃～１００℃の間にある溶媒として水を用いる液体や、さらに低い沸点を有する液体等においても、転送動作に伴う発熱を抑えることで液体の変質リスクを低減でき、吐出される液体の物性を安定させることが可能となる。

上記一態様において、前記ノズルを含む４００個以上のノズルが、１インチ当たり３００個以上の密度で列状に並べられ、前記４００個以上のノズルの各々に対応して、圧電素子およびスイッチを備える構成としてもよい。４００個以上のノズルが、１インチ当たり３００ノズル以上の密度で列状に並べられる場合、個々のノズルに対応する印刷信号の転送動作に伴う発熱で単位体積当たりの温度が大きく上昇する。この構成によれば、転送動作の一部停止によって消費電力が低減され、発熱が抑えられるので、圧電方式プリントヘッドの温度上昇による液体の変質リスクを低減することが可能になる。

上記一態様において、前記駆動信号は、前記圧電素子に供給されることによって前記液体を非吐出とする微振動波形を含んだ構成としてもよい。圧電方式プリントヘッドの発熱の影響を受けて、温度上昇した圧力室内の液体がノズルから吐出されると、代わりに圧力室内に圧電方式プリントヘッドの発熱の影響を受けていない相対的に低い温度の液体が充填される。今まで充填されていた液体と比して低温の液体が充填されることより圧電方式プリントヘッドの内部が冷やされる。一方、微振動では、液体が非吐出となるので、液体の吐出および新たな液体の充填による冷却効果が得られない。このため、相対的に温度が上昇してしまうが、液体を非吐出とする場合に、微振動させないと、インクが増粘してしまう。上記構成では、圧電方式プリントヘッド全体の発熱が抑えられるので、液体を非吐出とさせた場合の発熱が問題となりにくい。

上記一態様において、液体を吐出する第４ノズルと、前記第４ノズルに連通する第４圧力室と、前記第４圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第４圧電素子と、を有する第４吐出部を複数個含む第４吐出部群と、前記第４圧電素子を駆動するための駆動信号を、第３クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第４圧電素子に供給するか否かを切り換える第４スイッチを、複数個含む第４スイッチ群と、前記第４吐出部群は、前記第１吐出部群と前記第３吐出部群との間に設けられ、前記第３クロックによって印刷信号が転送されている期間では、前記第１クロックおよび前記第２クロック信号による印刷信号の転送が停止する構成としてもよい。
この構成によれば、熱分散性が向上するので、圧電方式プリントヘッドの温度上昇をさらに抑えることが可能となる。

上記一態様において、前記液体はインクであり、上記圧電方式プリントヘッドを備える圧電方式インクジェットプリンターとして構成しても良い。この構成によれば、圧電方式プリントヘッドの温度上昇を低減することができるので、インクの温度上昇を抑制して、高品質の印刷が可能となる。

実施形態に係る圧電方式インクジェットプリンターの構成を示す図である。ヘッド部の電気的な構成を示すブロック図である。圧電方式プリントヘッドの分解斜視図である。圧電方式プリントヘッドの断面図である。ヘッドドライバーの電気的な構成を示すブロック図である。吐出回路の電気的な構成を示すブロック図である。転送回路の電気的な構成を示すブロック図である。ヘッドドライバー等の動作を説明するためのタイミングチャートである。デコーダーによるデコード内容を示す図である。圧電素子に供給される駆動信号を示す図である。応用例に係るヘッドドライバーの電気的な構成を示すブロック図である。参照例に係るヘッドドライバーの電気的な構成を示すブロック図である。参照例に係る転送回路の電気的な構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、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、これらの形態に限られるものではない。

図１は、実施形態に係る圧電方式インクジェットプリンター１の構成を示す図である。
圧電方式インクジェットプリンター１は、液体の一例であるインクを媒体１２に吐出する。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムおよび布帛などの任意の印刷対象が媒体１２として利用され得る。

図１に示されるように、圧電方式インクジェットプリンター１は、インクを貯留する液体容器１４を備える。液体容器１４としては、例えば、圧電方式インクジェットプリンター１に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、またはインクを補充可能なインクタンク等を採用することができる。液体容器１４には、色彩が相違する複数種のインクが貯留される。

圧電方式インクジェットプリンター１は、また、制御機構２０と搬送機構２２と移動機構２４と複数個の圧電方式プリントヘッドＨＵとを含む。
制御機構２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と、半導体メモリ等の記憶回路とを含み、圧電方式インクジェットプリンター１の各要素を制御する。本実施形態において、搬送機構２２は、制御機構２０による制御のもとで媒体１２を＋Ｙ方向に搬送する。なお、以下では、＋Ｙ方向と、＋Ｙ方向とは反対の方向である－Ｙ方向とを、Ｙ軸方向と総称する場合がある。

移動機構２４は、制御機構２０による制御のもとで、複数の圧電方式プリントヘッドＨＵを、＋Ｘ方向、および、＋Ｘ方向とは反対の方向である－Ｘ方向に往復動させる。ここで、＋Ｘ方向とは、媒体１２が搬送される＋Ｙ方向に交差、典型的には直交する方向である。以下では、＋Ｘ方向およびＸ方向をＸ軸方向と総称する場合がある。移動機構２４は、ヘッド部５を収容する搬送体２４２と、搬送体２４２が固定された無端ベルト２４４とを具備する。なお、液体容器１４を圧電方式プリントヘッドＨＵとともに搬送体２４２に搭載することも可能である。

ヘッド部５は、複数の圧電方式プリントヘッドＨＵを備える。複数の圧電方式プリントヘッドＨＵの各々には、液体容器１４からインクが供給される。また、複数の圧電方式プリントヘッドＨＵの各々には、制御機構２０から、次のような信号が供給される。
詳細には、圧電方式プリントヘッドＨＵの各々には、制御機構２０から、各ノズルから吐出させるインク量（非吐出のゼロを含む）を規定する印刷信号ＳＩ、印刷信号ＳＩの転送に用いるクロック信号Ｃlk、印刷期間等を規定する信号ＬＡＴおよび信号ＣＨが供給される。
そして、圧電方式プリントヘッドＨＵの各々は、印刷信号ＳI、信号ＬＡＴおよび信号ＣＨによる制御のもとで、駆動信号Ｃomにより駆動され、複数個のノズルの一部または全部から、＋Ｚ方向にインクを吐出させる。

なお、印刷信号ＳＩは、本実施形態では後述するように印刷信号ＳＩ-1～ＳＩ-4に分類されるが、分類することなく一般的に説明する場合には、ＳＩと表記することがある。
また、＋Ｚ方向は、Ｘ方向および＋Ｙ方向で規定される面に対して交差、例えば直交する方向である。以下では、＋Ｚ方向と、＋Ｚ方向とは反対の方向である－Ｚ方向とを、Ｚ軸方向と総称する場合がある。

各圧電方式プリントヘッドＨＵは、搬送機構２２による媒体１２の搬送と、搬送体２４２の往復動とに連動してノズルからインクを吐出させ、吐出されたインクを媒体１２の表面に着弾させることで、媒体１２の表面に所望の画像を形成する。
詳細には後述するが、本実施形態では、高密度の圧電方式プリントヘッドＨＵを採用する。ここで、高密度とは、１インチあたり３００個以上の密度でインクを吐出するノズルが設けられていることを意味する。

圧電方式プリントヘッドＨＵでは、トランスミッションゲートなどのスイッチを介して駆動信号Ｃomが圧電素子に選択的に供給される。
ノズルの高密度化によりノズル数が増加すると、各ノズルからのインク吐出量を規定する印刷信号ＳＩの、単位時間当たりの転送量も増加する。転送量の増加に対処するためには、単純にはクロック信号Ｃlkを高周波数化すれば良いが、クロック信号Ｃlkを高周波数化しただけの構成では、各ノズルに対応したすべてのシフトレジスタが高速動作してしまうので、圧電方式プリントヘッドＨＤにおいて消費電力の増大、すなわち発熱要因の一つとなる。

圧電方式プリントヘッドＨＵにおいて、発熱により温度が上昇すると、熱伝導により、インクの温度も上昇してしまう。インクの温度変化は、インクの組成や粘度等の物性に変化を生じさせ、インクの変質リスクを高めてしまう。元来、圧電方式プリントヘッドＨＵはサーマル式プリントヘッドと異なり、インクに熱を加えずに、吐出できることが大きな利点となっていたので、用いられるインクには、熱に弱いものが多数存在する。
このため、インクの物性が発熱によって変質してしやすい状況になり、実際に変質してしまうと、印刷品位の低下や故障の原因となる可能性が高まってしまう。

特に、ノズルが高密度の圧電方式プリントヘッドＨＵにおいては、発熱量が大きくなるとともに、インクへの熱伝導効率が高くなる一方、外部への廃熱性が低下してしまう故、大きな問題となりやすい。

一方で、インクの非吐出の状態が継続すると、インクが増粘してノズルが塞がれるといった不都合が生じることがある。このため、インクを非吐出としつつ、インクを撹拌して沈降を抑制するために圧電素子を駆動することがある。この動作は微振動と呼ばれることがある。印刷信号ＳＩが微振動を指定する場合、インクは吐出されないが、スイッチやシフトレジスタで発生する熱がインクに伝導する。
インクが吐出されると、吐出に伴い温度が上昇した液体は、外部へ出され、代わりに相対的に温度が低いインクが流れ込んでくるためノズル内部の温度は下がるが、微振動ではインクの吐出に伴う温度の低下は望めない。

本実施形態では、詳細については後述するように、印刷信号ＳＩを複数個縦続接続されたフリップフロックでクロック信号Ｃlkにしたがって順次転送するが、クロック信号Ｃlkを一部のフリップフロップのみに供給される構成としている。クロック信号が供給されないフリップフロップについては動作を停止させるので、全体でみたときの発熱量が低減される。
このように圧電方式プリントヘッドＨＵの発熱が低減されるので、本実施形態に係る圧電方式インクジェットプリンター１はインク選択の自由度が大きい。例えば、１００℃未満で物性が変質する液体を用いたインクを選択することができる。また例えば、沸点が７０℃～９０℃の間にある溶媒としてアルコール系の液体を用いたインクや、９０℃～１００℃の間にある溶媒として水を用いたインクや、更にそれよりも低い沸点を有する溶媒を用いたインクなどを選択することができる。

図２は、ヘッド部５の電気的な構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、ヘッド部５は、圧電方式プリントヘッドＨＵ(1)～ＨＵ(4)を備える。
圧電方式プリントヘッドＨＵ(1)～ＨＵ(4)の電気的な構成は互いに同一なので、圧電方式プリントヘッドＨＵ(1)で代表させて説明する。圧電方式プリントヘッドＨＵ(1)は、ヘッドドライバーＤＲと記録ヘッドＨＤとを備える。
本実施形態において記録ヘッドＨＤは、２０００個の吐出部Ｄを備える。
なお、以下の説明では、２０００個の吐出部Ｄを区別するために、順番に、１段、２段、…、２０００段と称することがある。また、以下では、記録ヘッドＨＤに設けられる吐出部Ｄのうちｍ段の吐出部Ｄは、吐出部Ｄ(m)と表記される場合がある。ここで、変数ｍは、１≦ｍ≦２０００を満たす自然数である。例えば、３段の吐出部は、Ｄ(3)と表記される。

圧電方式プリントヘッドＨＵ(1)～ＨＵ(4)の各ヘッドドライバーＤＲには、駆動信号Ｃom、クロック信号Ｃlk、信号ＣＨおよび信号ＬＡＴが、制御機構２０から共通に供給される。また、プリントヘッドＨＵ(1)～ＨＵ(4)のそれぞれに対して、印刷信号ＳＩが個別に供給される。印刷信号ＳＩは、圧電プリントヘッドＨＵ(1)における吐出部Ｄ(1)～Ｄ(2000)に一対一に対応しており、吐出部Ｄ(1)～Ｄ(2000)から吐出すべきインク量を規定する。

駆動信号Ｃomは、吐出部Ｄを駆動するための複数の波形を有するアナログ信号である。駆動信号Ｃomは、駆動信号Ｃom-Aと駆動信号Ｃom-Bとを含む（図８参照）。なお、制御機構２０は、図示省略したＤＡ変換回路を含み、制御機構２０が備えるＣＰＵ等が生成するデジタルの駆動波形信号を、アナログの駆動信号Ｃomに変換したうえで、出力する。

ヘッドドライバーＤＲは、制御機構２０から供給される駆動信号Ｃom、印刷信号ＳＩ、信号ＣＨおよび信号ＬＡＴに基づいて、記録ヘッドＨＤが備える吐出部Ｄ(1)～Ｄ(2000)のそれぞれを駆動するための個別駆動信号Ｖinを生成する。
なおここでは、ヘッド部５として、圧電方式プリントヘッドＨＵ(1)～ＨＵ(4)の４個を備えた構成を例示したが、圧電方式プリントヘッドの個数は「４」に限られない。また、
記録ヘッドＨＤにおける吐出部Ｄの個数についても「２０００」に限られない。

図３は、圧電方式プリントヘッドＨＵの分解斜視図であり、図４は、図３におけるＸＺ平面に沿って圧電方式プリントヘッドＨＵを破断した場合の断面図である。
図３に示されるように、圧電方式プリントヘッドＨＵは、Ｙ軸方向に沿って２列で配列された計２０００個のノズルＮを具備する。なお以下の説明では、２列をＬ1およびＬ2に区分し、列Ｌ1に属する１０００個のノズルＮの各々をノズルＮ1と称し、列Ｌ2に属する１０００個のノズルＮの各々をノズルＮ2と称する場合がある。
本実施形態では、列Ｌ1に属する１０００個のノズルＮ1のうち、－Ｙ側からｊ番目のノズルＮ1と、列Ｌ2に属する１００個のノズルＮ2のうち、－Ｙ側からｊ番目のノズルＮ2との、Ｙ軸方向の位置が略一致する場合を想定する。
なお、ｊは、１≦ｊ≦１０００を満たす自然数である。ここで、「略一致」とは、完全に一致する場合の他に、誤差を考慮すれば同一と看做せる場合を含む概念である。
また、列Ｌ1に属する１０００個のノズルＮ1のうち、－Ｙ側からｊ番目のノズルＮ1と、列Ｌ2に属する１０００個のノズルＮ2のうち、－Ｙ側からｊ番目のノズルＮ2との、Ｙ軸方向の位置が相違するように、いわゆる、千鳥状またはスタガ状に配列された構成でもよい。

図３および図４に示されるように、圧電方式プリントヘッドＨＵは流路基板３２を備える。流路基板３２は、面Ｆ1と面ＦAとを含む板状部材である。面Ｆ1は＋Ｚ側の表面、すなわち圧電方式プリントヘッドＨＵから見て媒体１２側の表面であり、面ＦAは面Ｆ1とは反対側（－Ｚ側）の表面である。面ＦAの面上には、圧力室基板３４と振動部３６と複数の圧電素子３７と保護部材３８と筐体部４０とが設置され、面Ｆ1の面上には、ノズル板５２と吸振体５４とが設置される。圧電方式プリントヘッドＨＵの各要素は、概略的には流路基板３２と同様にＹ方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。なお、流路基板３２と圧力室基板３４と保護部材３８とノズル板５２とが積層される方向をＺ軸方向として把握することも可能である。

ノズル板５２は、２０００個のノズルＮが形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の面Ｆ1に設置される。各ノズルＮは、ノズル板５２に設けられた貫通孔である。ノズル板５２は、例えば、エッチング等の半導体製造技術を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。なお、ノズル板５２の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。
本実施形態では、ノズル板５２において、列Ｌ1に対応する１０００個のノズルＮと、列Ｌ2に対応する１０００個のノズルＮとは、各列において１インチあたり３００個以上の密度で設けられる。

流路基板３２は、インクの流路を形成するための板状部材である。図３および図４にされるように、流路基板３２には、流路ＲAが形成されている。流路ＲAは、列Ｌ1に対応して設けられた流路ＲA1と、列Ｌ2に対応して設けられた流路ＲA2と、流路ＲA1および流路ＲA2を連結する流路ＲA3と、流路ＲA1および流路ＲA2を連結する流路ＲA4と、を含む。流路ＲA1は、Ｙ軸方向に沿う長尺状に形成された開口である。流路ＲA2は、流路ＲA1から見て＋Ｘ方向に位置し、Ｙ軸方向に沿う長尺状に形成された開口である。

流路基板３２には、各ノズルＮと一対一に対応するように、流路３２２と流路３２４と、が形成される。図４に示されるように、流路３２２および流路３２４は、流路基板３２を貫通するように形成された開口である。流路３２４は、当該流路３２４に対応するノズルＮに連通する。
また、図４に示されるように、流路基板３２の面Ｆ1には、２つの流路３２６が形成される。２つの流路３２６のうち一方は、流路ＲA1と、列Ｌ1に属するノズルＮ1に一対一に対応する流路３２２と、を連結する流路であり、２つの流路３２６のうち他方は、流路ＲA2と、列Ｌ2に属するノズルＮ2に一対一に対応する流路３２２と、を連結する流路である。

圧力室基板３４は、ノズルＮと一対一に対応するように開口３４２が形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の面ＦAに設置される。
流路基板３２および圧力室基板３４は、例えば、半導体製造技術を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。なお、流路基板３２および圧力室基板３４の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

圧力室基板３４のうち、流路基板３２とは反対側の表面には振動部３６が設置される。振動部３６は、弾性的に振動可能な板状部材である。なお、振動部３６を構成する板状部材のうち、開口３４２に対応する領域について、板厚方向の一部を選択的に除去することで、圧力室基板３４と振動部３６とを一体に形成することも可能である。

図４に示されるように、流路基板３２の面ＦAと振動部３６とは、各開口３４２の内側で相互に間隔をあけて対向する。開口３４２の内側で流路基板３２の面ＦAと振動部３６との間に位置する空間は、当該空間に充填されたインクに圧力を付与するための圧力室Ｃとして機能する。
圧力室Ｃは、例えば、Ｘ軸方向を長手方向としてＹ軸方向を短手方向とする空間である。圧電方式プリントヘッドＨＵには、２０００個のノズルＮに一対一に対応するように、２０００個の圧力室Ｃが設けられる。図４に示されるように、ノズルＮ1に対応して設けられた圧力室Ｃは、流路３２２および流路３２６を介して流路ＲA1に連通するとともに、流路３２４を介してノズルＮ1に連通する。また、ノズルＮ2に対応して設けられた圧力室Ｃは、流路３２２および流路３２６を介して流路ＲA2に連通するとともに、流路３２４を介してノズルＮ2に連通する。

一方、振動部３６のうち、圧力室Ｃとは反対側の面上には、２０００個の圧力室Ｃに一対一に対応するように、２０００個の圧電素子３７が設けられる。圧電素子３７は、駆動信号Ｃomの供給に応じて変形する素子である。
振動部３６は、圧電素子３７の変形に連動して振動する。振動部３６が振動すると、圧力室Ｃ内の圧力が変動する。そして、圧力室Ｃ内の圧力が増減することで、圧力室Ｃに充填されたインクが、流路３２４およびノズルＮを経由して吐出される。本実施形態では、例えば駆動信号Ｃomにより、１秒間に３００００回以上、ノズルＮからインクが吐出されるように、圧電素子３７が駆動される。
なお、インクを吐出させるための物理的な機構である吐出部Ｄは、圧力室Ｃ、流路３２２、ノズルＮ、振動部３６および圧電素子３７によって構成される。

保護部材３８は、振動部３６に形成された２０００個の圧電素子３７を保護するための板状部材であり、振動部３６の表面、または、圧力室基板３４の表面に設けられる。保護部材３８は、例えば、半導体製造技術を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。なお、保護部材３８の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

保護部材３８のうち、＋Ｚ側の表面である面Ｇ1には、２つの収容空間３８２が形成される。２つの収容空間３８２のうち一方は、ノズルＮ1に対応する圧電素子３７を収容するための空間であり、２つの収容空間３８２のうち他方は、ノズルＮ2に対応する圧電素子３７を収容するための空間である。当該収容空間３８２は、保護部材３８を吐出部上に配置した場合に、圧電素子３７が酸素または水分等の影響により変質することを防ぐための封止空間として機能する。なお、収容空間３８２の、Ｚ軸方向の高さは、圧電素子３７が変位しても、圧電素子３７と保護部材３８とが接触しないように、十分な大きさを有している。このため、圧電素子３７が変位する場合であっても、圧電素子３７の変位に伴い生じるノイズが、収容空間３８２の外部に伝播することが防止される。

一方、保護部材３８のうち－Ｚ側の表面である面Ｇ2には、ヘッドドライバーＤＲが設けられる。すなわち、保護部材３８は、ヘッドドライバーＤＲを実装する回路基板として機能する。
ヘッドドライバーＤＲは、印刷信号ＳＩに基づいて各圧電素子３７に、駆動信号Ｃomを供給するか否かを切り替える。なお、本実施形態では、駆動信号Ｃomは、制御機構２０において生成されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、駆動信号Ｃomは、ヘッドドライバーＤＲにおいて生成されてもよい。

保護部材３８の面Ｇ2には、例えば、各圧電素子３７と一対一に対応するように、配線３８４が形成されている。配線３８４の一端は、ヘッドドライバーＤＲに電気的に接続される。配線３８４の他端は、保護部材３８を貫通するコンタクトホールを介して、面Ｇ1に設けられた接続端子に電気的に接続される。接続端子は、圧電素子３７における一方の電極に電気的に接続される。このため、ヘッドドライバーＤＲから出力された駆動信号Ｃomは、配線３８４と導通孔と接続端子とを介して、圧電素子３７の一端、詳細には二電極のうちの一方の電極に供給される。

また、保護部材３８の面Ｇ2には、複数の配線３８８が形成されている。配線の３８８の一端は、それぞれヘッドドライバーＤＲに電気的に接続される。複数の配線３８８の他端は、それぞれ保護部材３８の面Ｇ2のうち＋Ｙ方向の端部である領域Ｅまで延在する。面Ｇ2の領域Ｅには配線部材６４が接合される。配線部材６４は、制御機構２０とヘッドドライバーＤＲとを電気的に接続する複数の配線が形成された部品である。配線部材６４としては、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）、または、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）などのような可撓性の配線基板を採用してもよい。

筐体部４０は、各圧力室Ｃ、さらには各ノズルＮに供給されるインクを貯留するためのケースである。筐体部４０のうち＋Ｚ側の表面であるＦBは、例えば、接着剤により、流路基板３２の面ＦAに固定される。
筐体部４０の面ＦBには、Ｙ軸方向に延在する溝状の凹部４２が形成される。保護部材３８およびヘッドドライバーＤＲは、凹部４２の内側に収容される。保護部材３８の領域Ｅに接合された配線部材６４は、凹部４２の内側を通過するようにＹ軸方向に延在する。

本実施形態において、筐体部４０は、流路基板３２や圧力室基板３４とは別個の材料で形成される。筐体部４０は、例えば、樹脂材料の射出成形により形成される。なお、筐体部４０の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。筐体部４０の材料としては、例えば、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ザイロン（登録商標））等の合成繊維や液晶ポリマー等の樹脂材料が好適である。

筐体部４０のうち、－Ｚ側の表面である面Ｆ2には、液体容器１４から供給されるインクを導入するための導入口４３１および４３２が設けられている。また、筐体部４０には、流路ＲB1およびＲB2が形成される。流路ＲB1は、流路ＲA1に連通する流路ＲB11と、導入口４３１に連通する流路ＲB12とを含む。流路ＲB2は、流路ＲA2に連通する流路ＲB21と、導入口４３２に連通する流路ＲB22とを含む。
流路ＲB1および流路ＲB2は、圧力室Ｃに供給されるインクを貯留するリザーバーＱとして機能する。
なお、図４に示されるように、保護部材３８およびヘッドドライバーＤＲは、流路ＲB11と流路ＲB21との間の空間に設けられる。

図４において破線の矢印で示されるように、液体容器１４から導入口４３１に供給されたインクは、流路ＲB12および流路ＲB11を経由して流路ＲA1に流入する。そして、流路ＲA1に流入したインクの一部は、流路３２６および流路３２２を経由して、ノズルＮ1に対応する圧力室Ｃに供給される。ノズルＮ1に対応する圧力室Ｃに充填されたインクは、例えば、流路３２４を＋Ｚ方向に流動し、圧電素子３７の変位によってノズルＮ1から吐出される。
同様に、液体容器１４から導入口４３２に供給されたインクは、流路ＲB22および流路ＲB21を経由して流路ＲA2に流入する。そして、流路ＲA2に流入したインクの一部は、流路３２６および流路３２２を経由して、ノズルＮ2に対応する圧力室Ｃに供給される。ノズルＮ2に対応する圧力室Ｃに充填されたインクは、例えば、流路３２４を＋Ｚ方向に流動し、圧電素子３７の変位によってノズルＮ2から吐出される。

筐体部４０の面Ｆ2には、上述した導入口４３１および４３２が形成されるほか、リザーバーＱに対応する開口４４が形成される。また、筐体部４０の面Ｆ2には、開口４４を閉塞するように、２つの吸振体４６が設けられる。各吸振体４６は、リザーバーＱ内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルムであり、リザーバーＱの壁面を構成する。
また、流路基板３２の面Ｆ1には、２つの吸振体５４が設けられ、流路ＲA1またはＲA2と、流路３２６と流路３２２とを閉塞する。吸振体５４は、リザーバーＱ内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルムであり、リザーバーＱの壁面を構成する。

図５は、ヘッドドライバーＤＲの電気的な概略構成を示すブロック図である。なお、このブロック図は、図４においてヘッドドライバーＤＲを＋Ｚ方向に平面視した場合、ヘッドドライバーＤＲにおける各部の配置を示した図である。

この図に示されるように、ヘッドドライバーＤＲのうち、＋Ｙ方向の端部、すなわち図５において右端には、配線部材６４および複数の配線３８８（図３参照）を介して次のような信号が制御機構２０から供給される。詳細には、ヘッドドライバーＤＲには、印刷信号ＳＩ-1～ＳＩ-4、クロック信号Ｃlk、信号ＬＡＴ、ＣＨ、駆動信号Ｃom-AおよびＣom-Bが供給される。

また、ヘッドドライバーＤＲは、本実施形態では、クロック分配回路５０２と、４つの大ブロックＡ1、Ａ2、Ｂ1およびＢ2と、に大別される。
クロック分配回路５０２は、クロック信号Ｃlkを、クロック信号Ｃlk1およびＣlk2に分配する。なお、クロック分配回路５０２の動作については詳述する。

ここで、説明の便宜のため、ヘッドドライバーＤＲにおいて、吐出部Ｄ(m)の圧電素子３７を電気的に駆動するための吐出回路をｄ(m)と表記する。
４つの大ブロックＡ1、Ａ2、Ｂ1およびＢ2のうち、大ブロックＡ1およびＡ2は、列Ｌ1に対応し、大ブロックＢ1およびＢ2は、列Ｌ2に対応している。

大ブロックＡ1は、さらに小ブロックＡ11およびＡ12に大別される。
小ブロックＡ11は、吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)の集合体であり、小ブロックＡ12は、吐出回路ｄ(251)～ｄ(500)の集合体である。吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)の各々には、クロック信号Ｃlk1が供給され、吐出回路ｄ(251)～ｄ(500)の各々には、クロック信号Ｃlk2が供給される。また、吐出回路ｄ(250)およびｄ(500)の各々には、印刷信号ＳＩ-1が供給される。ここで、印刷信号ＳＩ-1は、吐出部Ｄ(1)～Ｄ(500)のノズルから吐出させるインクの量を規定する。
大ブロックＡ2は、さらに小ブロックＡ21およびＡ22に大別される。
小ブロックＡ21は、吐出回路ｄ(501)～ｄ(750)の集合体であり、小ブロックＡ22は、吐出回路ｄ(751)～ｄ(1000)の集合体である。吐出回路ｄ(501)～ｄ(750)の各々には、クロック信号Ｃlk1が供給され、吐出回路ｄ(751)～ｄ(1000)の各々には、クロック信号Ｃlk2が供給される。また、吐出回路ｄ(750)およびｄ(1000)の各々には、印刷信号ＳＩ-2が供給される。ここで、印刷信号ＳＩ-2は、吐出部Ｄ(501)～Ｄ(1000)のノズルから吐出されるインクの量を規定する。
大ブロックＢ1は、さらに小ブロックＢ11およびＢ12に大別される。
小ブロックＢ11は、吐出回路ｄ(1001)～ｄ(1250)の集合体であり、小ブロックＢ12は、吐出回路ｄ(1251)～ｄ(1500)の集合体である。吐出回路ｄ(1000)～ｄ(1250)の各々には、クロック信号Ｃlk1が供給され、吐出回路ｄ(1251)～ｄ(1500)の各々には、クロック信号Ｃlk2が供給される。また、吐出回路ｄ(1250)およびｄ(1500)の各々には、印刷信号ＳＩ-3が供給される。ここで、印刷信号ＳＩ-3は、吐出部Ｄ(1001)～Ｄ(1500)のノズルから吐出されるインクの量を規定する。
大ブロックＢ2は、さらに小ブロックＢ21およびＢ22に大別される。
小ブロックＢ21は、吐出回路ｄ(1501)～ｄ(1750)の集合体であり、小ブロックＢ22は、吐出回路ｄ(1751)～ｄ(2000)の集合体である。吐出回路ｄ(1501)～ｄ(1750)の各々には、クロック信号Ｃlk1が供給され、吐出回路ｄ(1751)～ｄ(2000)の各々には、クロック信号Ｃlk2が供給される。また、吐出回路ｄ(1750)およびｄ(2000)の各々には、印刷信号ＳＩ-4が供給される。ここで、印刷信号ＳＩ-4は、吐出部Ｄ(1501)～Ｄ(2000)のノズルから吐出されるインクの量を規定する。
なお、図５では複雑化を避けるために省略しているが、吐出回路ｄ(0)～ｄ(2000)の各々には、信号ＬＡＴ、ＣＨ、駆動信号Ｃom-AおよびＣom-Bが共通に供給される。

本実施形態において、１つのドットについては、１つのノズルＮからインクを最多で２回吐出させることで、大ドット、中ドット、小ドットおよび非記録の４階調を表現させる。この４階調を表現するために、本実施形態では、２種類の駆動信号Ｃom-AおよびＣom-Bが用いられる。
駆動信号Ｃom-AおよびＣom-Bの各１周期は、それぞれ前半パターンと後半パターンとを持たせている。そして、１周期のうち、前半および後半において駆動信号Ｃom-ＡまたはＣom-Bを、表現すべき階調に応じて選択して（または選択しないで）、圧電素子３７に供給する構成となっている。
そこで先に、駆動信号Ｃom-AおよびＣom-Bについて説明し、この後、駆動信号Ｃom-AまたはＣom-Bを選択するための吐出回路ｄについて説明する。

図８は、駆動信号Ｃom-AおよびＣom-Bの波形を印刷期間との関係で示す図である。
印刷期間Ｔａは、信号ＬＡＴが出力されてから次の信号ＬＡＴが出力されるまでの期間であり、１つのノズルＮから吐出されるインクによって、４階調のいずれかを表現するために必要な単位期間をいう。
また、印刷期間Ｔａの前半は、信号ＬＡＴが出力されてから信号ＣＨが出力されるまでの期間Ｔ１であり、印刷期間Ｔａの後半は、信号ＣＨが出力されてから次の信号ＬＡＴが出力されるまでの期間Ｔ２である。

駆動信号Ｃom-Aは、期間Ｔ１に配置された台形波形Ａｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ａｄｐ２とを繰り返す波形となっている。本実施形態において台形波形Ａｄｐ１およびＡｄｐ２とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子３７の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子３７に対応するノズルＮから中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。

駆動信号Ｃom-Bは、期間Ｔ１に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを繰り返す波形となっている。本実施形態において台形波形Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Ｂｄｐ１は、ノズルＮ付近の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である。このため、仮に台形波形Ｂｄｐ１が圧電素子３７の一端に供給されたとしても、圧電素子３７に対応するノズルＮからインクが吐出されない。また、台形波形Ｂｄｐ２は、台形波形Ａｄｐ１またはＡｄｐ２とも異なる波形となっている。仮に台形波形Ｂｄｐ２が圧電素子３７の一端に供給されたとしたならば、圧電素子３７に対応するノズルＮから上記中程度よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。

なお、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、およびＢｄｐ２における各開始タイミングでの電圧と、各終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Ｖcenで共通である。すなわち、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、およびＢｄｐ２の各々は、それぞれ電圧Ｖcenで開始し、電圧Ｖcenで終了する波形となっている。

本実施形態では、印刷期間Ｔａにおいて、１つのノズルＮから吐出されるインクの量によって４階調を表現するので、１つのノズルについて２ビットの印刷データが対応する。この２ビットの印刷データうち、上位ビットをＵＢと表記し、下位ビットをＬＢと表記する。

図８に示されるように、印刷期間ＴａにおいてクロックＣlkが１０００ショット供給される。クロックＣlkが１０００ショット供給される期間は、２５０ショットずつのクオーターＱ1～Ｑ4に４分割される。
クロック分配回路５０２は、クロック信号Ｃlkを、クオーターＱ1およびＱ2ではクロック信号Ｃlk1として分配し、クオーターＱ3およびＱ4ではクロック信号Ｃlk2として分配する。
なお、クロック信号Ｃlkの分配については、例えばクロック分配回路５０２にクロック信号Ｃlkを計数するカウンタを設けるとともに、計数結果が「５００」以下の期間では、クロック信号Ｃlkをクロック信号Ｃlk1として分配し、計数結果が「５０１」以上の期間では、クロック信号Ｃlkをクロック信号Ｃlk2として分配する一方で、計数結果を信号ＬＡＴでリセットする構成とすればよい。

印刷信号ＳＩ-1は、クロック信号Ｃlkに同期して、例えば次のような順序で、吐出回路ｄ(1)～ｄ(500)の各ノズルに対応する印刷データのビットＵＢおよび下位ビットを規定する。
詳細には、印刷信号ＳＩ-1は、吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ1にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ2にわたって順番に規定する。続いて、印刷信号ＳＩ-1は、吐出回路ｄ(251)～ｄ(500)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ3にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ4にわたって順番に規定する。

なお、図示が省略されているが、印刷信号ＳＩ-2は、吐出回路ｄ(501)～ｄ(750)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ1にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ2にわたって順番に規定する。続いて、印刷信号ＳＩ-2は、吐出回路ｄ(751)～ｄ(1000)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ3にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ4にわたって順番に規定する。
同様に、印刷信号ＳＩ-3は、吐出回路ｄ(1001)～ｄ(1250)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ1にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ2にわたって順番に規定する。続いて、印刷信号ＳＩ-3は、吐出回路ｄ(1251)～ｄ(1500)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ3にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ4にわたって順番に規定する。
また、印刷信号ＳＩ-4は、吐出回路ｄ(1501)～ｄ(1750)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ1にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ2にわたって順番に規定する。続いて、印刷信号ＳＩ-4は、吐出回路ｄ(1751)～ｄ(2000)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ3にわたって順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ4にわたって順番に規定する。

次に、駆動信号Ｃom-AまたはＣom-Bのいずれかを選択し、圧電素子３７に供給する吐出回路ｄについて説明する。
なお、吐出回路ｄ(0)～ｄ(2000)の構成については互いに同一であり、供給されるクロック信号および印刷信号のみが異なる。そこで、吐出回路ｄ(0)～ｄ(2000)については、小ブロックＡ11の吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)で代表させて説明する。

図６は、小ブロックＡ11における吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)の電気的な構成を示すブロック図である。
上述したように、小ブロックＡ11における吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)の各々には、クロック信号Ｃlk1、信号ＬＡＴ、ＣＨ、駆動信号Ｃom-AおよびＣom-Bが供給される一方、吐出回路ｄ(250)には、印刷信号ＳＩ-1が供給される。

吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)の各々には、転送回路５１２とラッチ回路５１４とデコーダー５１６とトランスミッションゲートＴｇａ、Ｔｇｂとの組が一対一に対応して設けられる。

図７は、吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)における転送回路５１２の詳細を示すブロック図である。
この図に示されるように、吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)における転送回路５１２の各々は、それぞれ２つのフリップフロップＦＦを有する。このため、小ブロックＡ11でみたときには、計５００個のフリップフロップＦＦが設けられる。

５００個のフリップフロップＦＦは、次のように縦続接続されている。
詳細には、図７に示されるように、５００個のフリップフロップＦＦは、印刷信号ＳＩ-1が供給される２５０段を先頭に、２４９段（図示省略）→…→２段→１段→２５０段→２４９段→…→２段→１段という経路で縦続接続されている。フリップフロップＦＦの各々は、例えばクロック信号Ｃlk1の立ち下がりタイミングで入力信号を取り込んで保持するとともに、保持した信号を次段のフリップフロップＦＦに転送する。

印刷信号ＳＩ-1が、図８に示されるようにシリアルでクロック信号Ｃlkに同期して供給されると、小ブロックＡ11における各フリップフロップＦＦでは、クロック信号Ｃlkが１周期分供給される毎に、印刷信号ＳＩ-1が次段に順次シフトされることになる。

このため、クオーターＱ1およびＱ2において５００ショットのクロック信号Ｃlk1に同期して信号ＳＩ-1が供給されると、各フリップフロップＦＦは、次のような信号を保持することになる。
詳細には、小ブロックＡ11の各段における２個のフリップフロップＦＦのうち、上流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの下位ビットＬＢを保持し、下流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの上位ビットＵＢを保持することになる。

なお、特に図示していないが、クオーターＱ1およびＱ2では、クロック信号Ｃlk1に同期して、信号ＳＩ-2が小ブロックＡ21に、信号ＳＩ-3が小ブロックＢ11に、信号ＳＩ-4が小ブロックＢ21に、それぞれ供給される。
５００ショットのクロック信号Ｃlk1が供給されると、小ブロックＡ21、Ｂ11、Ｂ21の各段における２個のフリップフロップＦＦのうち、上流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの下位ビットＬＢを保持し、下流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの上位ビットＵＢを保持することになる。

また、クオーターＱ3およびＱ4にわたって５００ショットのクロック信号Ｃlk2に同期して信号ＳＩ-1が供給されると、小ブロックＡ12の各段における２個のフリップフロップＦＦのうち、上流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの下位ビットＬＢを保持し、下流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの上位ビットＵＢを保持することになる。
なお、特に図示していないが、クオーターＱ3およびＱ4では、クロック信号Ｃlk2に同期して、信号ＳＩ-2が小ブロックＡ22に、信号ＳＩ-3が小ブロックＢ12に、信号ＳＩ-4が小ブロックＢ22に、それぞれ供給される。
５００ショットのクロック信号Ｃlk2が供給されると、小ブロックＡ22、Ｂ12、Ｂ22の各段における２個のフリップフロップＦＦのうち、上流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの下位ビットＬＢを保持し、下流側のフリップフロップＦＦは、対応する段の印刷データの上位ビットＵＢを保持することになる。

したがって、クオーターＱ4の終了後では、小ブロックＡ11、Ａ12、Ａ21、Ａ22、Ｂ11、Ｂ12、Ｂ21およびＢ22の各段では、上流側のフリップフロップＦＦが印刷データの下位ビットＬＢを保持し、下流側のフリップフロップＦＦが印刷データの上位ビットＵＢを保持することになる。

説明を図６に戻すと、各段のラッチ回路５１４は、転送回路５１２における２個のフリップフロップＦＦで保持された印刷データＳＩを信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチする。
なお、図６では、１～２５０段のラッチ回路に５１４にラッチされた２ビットがそれぞれＬ１～Ｌ２５０と表記されている。また、図８では、小ブロックＡ11のみならず、小ブロックＡ12を含めた１～５００段のラッチ回路に５１４に保持された２ビットがそれぞれＬ１～Ｌ５００と表記されている。

各段のデコーダー５１６は、ラッチ回路５１４によってラッチされた２ビットの印刷データをデコードして、信号ＬＡＴと信号ＣＨとで規定される期間Ｔ１、Ｔ２ごとに、選択信号Ｓａ、Ｓｂを出力し、スイッチとして機能するトランスミッションゲートＴｇａ、Ｔｇｂによる駆動信号の選択を指定する。
具体的には、選択信号Ｓａは、ＨレベルとなることによりトランスミッションゲートＴｇａのオンを指定し、ＬレベルとなることによりトランスミッションゲートＴｇａのオフを指定する。同様に、選択信号Ｓｂは、ＨレベルとなることによりトランスミッションゲートＴｇｂのオンを指定し、ＬレベルとなることによりトランスミッションゲートＴｇｂのオフを指定する。

トランスミッションゲートＴｇａの入力端には、駆動信号Ｃom-Aが供給され、トランスミッションゲートＴｇｂの入力端には、駆動信号Ｃom-Bが供給される。トランスミッションゲートＴｇａおよびＴｇｂの出力端同士は、共通接続されるとともに、対応する段の圧電素子３７の一端に接続される。
各圧電素子３７の他端は共通接続されて、電圧ＶBSが印加されている。

図９は、デコーダー５１６におけるデコード内容を示す図である。
この図において、ラッチされた２ビットの印刷データについては（ＵＢ、ＬＢ）と表記されている。
デコーダー５１６は、ラッチされた印刷データで規定されるインクの吐出量、すなわち形成すべきドットの大きさに応じて、期間Ｔ１、Ｔ２のそれぞれにおいて、選択信号Ｓａ、Ｓｂの論理レベルを図８に示されるような内容で出力する。
詳細には、第１に、デコーダー５１６は、当該印刷データが（１、１）であって、大ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてもＨ、Ｌレベルとする。
第２に、デコーダー５１６は、当該印刷データが（０、１）であって、中ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとする。第３に、デコーダー５１６は、当該印刷データが（１、０）であって、小ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとする。第４に、デコーダー５１６は、当該印刷データが（０、０）であって、非記録を規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ、Ｈレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｌレベルとする。

図１０は、印刷データに応じて選択されて、圧電素子３７の一端に供給される駆動信号の電圧波形を示す図である。
印刷データが（１、１）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとなるので、トランスミッションゲートＴｇａがオンし、トランスミッションゲートＴｇｂがオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号Ｃom-Aの台形波形Ａｄｐ１が選択される。選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてもＨ、Ｌレベルとなるので、駆動信号Ｃom-Aの台形波形Ａｄｐ２が選択される。
このように期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１が選択され、期間Ｔ２において台形波形Ａｄｐ２が選択されて、個別駆動信号Ｖinとして圧電素子３７の一端に供給されると、当該圧電素子３７に対応したノズルＮから、中程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、媒体１２にはそれぞれのインクが着弾し合体して、結果的に、印刷データで規定される通りの大ドットが形成されることになる。

印刷データが（０、１）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとなるので、トランスミッションゲートＴｇａがオンし、トランスミッションゲートＴｇｂはオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号Ｃom-Aの台形波形Ａｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとなるので、駆動信号Ｃom-Bの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。
したがって、ノズルから、中程度および小程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、媒体１２には、それぞれのインクが着弾して合体して、結果的に、印刷データで規定された通りの中ドットが形成されることになる。

印刷データが（１、０）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてともにＬレベルとなるので、トランスミッションゲートＴｇａ、Ｔｇｂがオフする。このため、期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１、Ｂｄｐ１のいずれも選択されない。トランスミッションゲートＴｇａ、Ｔｇｂがともにオフする場合、当該トランスミッションゲートＴｇａ、Ｔｇｂの出力端同士の接続点から圧電素子３７の一端までの経路は、電気的にどの部分にも接続されないハイ・インピーダンス状態になる。ただし、圧電素子３７の一端は、自己が有する容量性によって、トランスミッションゲートＴｇａ、Ｔｇｂがオフする直前の電圧Ｖcenに維持される。
次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとなるので、駆動信号Ｃom-Bの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。このため、ノズルＮから、期間Ｔ２においてのみ小程度の量のインクが吐出されるので、媒体１２には、印刷データで規定された通りの小ドットが形成されることになる。

印刷データが（０、０）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＬ、Ｈレベルとなるので、トランスミッションゲートＴｇａがオフし、トランスミッションゲートＴｇｂがオンする。このため、期間Ｔ１において駆動信号Ｃom-Bの台形波形Ｂｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてともにＬレベルとなるので、台形波形Ａｄｐ２、Ｂｄｐ２のいずれも選択されない。
このため、期間Ｔ１においてノズルＮ付近のインクが微振動するのみであり、インクは吐出されないので、結果的に、ドットが形成されない、すなわち、印刷データで規定された通りの非記録になる。

このように、ある１つ段の吐出回路ｄでは、その段の印刷データにしたがって駆動信号Ｃom-A、Ｃom-Bが選択され（または選択されないで）、圧電素子３７の一端に印加する（または圧電素子３７の一端がハイ・インピーダンス状態となる）。
このような選択動作は、小ブロックＡ11、Ａ12、Ａ21、Ａ22、Ｂ11、Ｂ12、Ｂ21およびＢ22の各段において一斉に実行される。このため、各段の圧電素子３７は、それぞれ印刷データで規定されるインク量に応じて駆動されることになる。
なお、図６に示した駆動信号Ｃom-A、Ｃom-Bはあくまでも一例である。実際には、媒体１２の性質や搬送速度などに応じて、予め用意された様々な波形の組み合わせが用いられる。
また、ここでは、図４において、圧電素子３７の中央部分が、個別駆動信号Ｖinの電圧低下に伴って上方向に撓む例で説明したが、圧電素子３７は、電圧の低下に伴って下方向に撓む構成としてもよい。

ここで、本実施形態に係る圧電方式インクジェットプリンター１の効果を比較して説明するための参照例について説明する。

図１２は、参照例に係るヘッドドライバーの電気的な概略構成を示すブロック図である。この図に示されるヘッドドライバーが、図５に示される構成と相違する点は、クロック分配回路５０２を有さずに、吐出回路ｄ(1)～d(2000)の各々にクロック信号Ｃlkが共通に供給されて、小ブロックに分割されていない点にある。
なお、この参照例では、例えば大ブロックＡ１は、吐出回路ｄ(1)～ｄ(500)を有することになる。特に図示しないが、大ブロックＡ１における吐出回路ｄ(1)～ｄ(500)の各段は、それぞれ２個のフリップフロップＦＦを有する点で実施形態と同様であるが、フリップフロップＦＦの接続経路は、図１３に示されるようなものとなる。
詳細には、図１３に示されるように、吐出回路ｄ(1)～ｄ(500)における計１０００個のフリップフロップＦＦは、印刷信号ＳＩ-1が供給される５００段を先頭に、４９９段（図示省略）→…→２段→１段→５００段→４９９段→…→２段→１段という経路で縦続接続される。
また、特に図示しないが、参照例において、印刷信号ＳＩ-1は、次のように上記実施形態とは異なる順序で供給される。詳細には、参照例における印刷信号ＳＩ-1は、吐出回路ｄ(1)～ｄ(500)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクオーターＱ1およびＱ2にわたるクロック信号Ｃlkの５００ショットで順番に規定し、ビットＬＢをクオーターＱ3およびＱ4にわたるクロック信号Ｃlkの５００ショットで順番に規定する。

このため、参照例においてクロック信号Ｃlkが１０００ショット供給された後では、すなわち、クオーターＱ4の終了後では、上記実施形態と同様に、各段において２個のフロップフロップのうち、上流側のフリップフロップＦＦが印刷データの下位ビットＬＢを保持し、下流側のフリップフロップＦＦが印刷データの上位ビットＵＢを保持することになる。

参照例では、クオーターＱ1～Ｑ4にかけてクロック信号Ｃlkが、吐出回路ｄ(1)～d(2000)の各段において２個ずつの計４０００個のフリップフロップＦＦに供給される。このため、参照例では、クオーターＱ1～Ｑ4では、すべてのフリップフロップＦＦが転送動作を実行することになる。

これに対して、本実施形態に係る圧電方式インクジェットプリンター１では、クオーターＱ1およびＱ2において、クロック信号Ｃlk1が小ブロックＡ11、Ａ21、Ｂ11およびＢ21の各段における吐出回路ｄに供給されるが、クロック信号Ｃlk2は小ブロックＡ12、Ａ22、Ｂ12およびＢ22の各段における吐出回路ｄに供給されない。
反対に、クオーターＱ3およびＱ4において、クロック信号Ｃlk2が小ブロックＡ12、Ａ22、Ｂ12およびＢ22の各段における吐出回路ｄに供給されるが、クロック信号Ｃlk1は小ブロックＡ11、Ａ21、Ｂ11およびＢ21の各段における吐出回路ｄに供給されない。
すなわち、本実施形態では、ヘッドドライバーＤＲにクロック信号Ｃlkが供給されるクオーターＱ1～Ｑ4では、吐出回路ｄ(1)～ｄ(2000)における計４０００個のフロップフロップＦＦのうち、半数が転送動作をし、残りの半数が転送動作を停止している。このため、本実施形態では、参照例と比較して、ヘッドドライバーＤＲにおける消費電流が小さくなる。消費電力が小さくなると、圧電方式プリントヘッドＨＵの発熱が抑えられるので、温度上昇によってインクの物性が変質してしまう可能性が低くなるほか、インク流路を構成する部品材料に耐熱温度の高いものを用いなくてもよい、高温下において安定動作するようにヘッドドライバーＤＲを設計しなくてもよい、などの効果を奏することになる。

また、本実施形態は、参照例と比較すると、制御機構２０が供給するクロック信号Ｃlkについては変更する必要がない。また、印刷信号ＳＩ-1～ＳＩ-4についても、順番が違うだけで信号線数については変更がない。このため、本実施形態では、参照例の構成から大幅な変更が強いられることがない。

なお、実施形態において、例えば小ブロックＡ11に対応するノズルＮ(1)～Ｎ(250)を第１吐出部群とし、小ブロックＡ12に対応するノズルＮ(251)～Ｎ(500)を第２吐出部群とし、小ブロックＡ21に対応するノズルＮ(501)～Ｎ(750)を第３吐出部群とした場合、第２吐出部群は、第１吐出部群と第３吐出部群との間に設けられることになる。第２吐出部群に対応する吐出回路ｄ(251)～ｄ(500)においてクロック信号Ｃlk2により転送が実行されている期間では、第１吐出部群に対応する吐出回路ｄ(1)～ｄ(250)、および、第３吐出部群に対応する吐出回路ｄ(501)～ｄ(750)では、いずれもクロック信号Ｃlk1による転送が停止している。このため、転送を実行することによって発熱する小ブロックは、転送を停止している非発熱の小ブロックの間に挟まれるので、熱分散性を向上させることが可能となる。

上記実施形態では、クロック分配回路５０２は、クロック信号Ｃlkを、クロック信号Ｃlk1およびＣlk2に分配したが、クロック信号の分配数は「２」以上であれば、「３」であっても、「４」であっても、それ以上であってもよい。

図１１は、クロック信号の分配数を「４」とした場合の応用例に係るヘッドドライバーＤＲの電気的な概略構成を示すブロック図である。
図１１に示したヘッドドライバーは、図５の構成と比較して、４つの大ブロックＡ1、Ａ2、Ｂ1およびＢ2とに大別される点が共通であるが、例えば大ブロックＡ1は、小ブロックＡ11～Ａ14に４分割されるとともに、クロック分配回路５０２は、クロック信号Ｃlkを、クロック信号Ｃlk1～Ｃlk4に分配する点において相違する。

大ブロックＡ1が４分割されたうちの小ブロックＡ11は吐出回路ｄ(1)～ｄ(125)の集合体であり、小ブロックＡ12は吐出回路ｄ(126)～ｄ(250)の集合体であり、小ブロックＡ13は吐出回路ｄ(251)～ｄ(375)の集合体であり、小ブロックＡ14は吐出回路ｄ(376)～ｄ(500)の集合体である。吐出回路ｄ(1)～ｄ(125)の各々には、クロック信号Ｃlk1が供給され、吐出回路ｄ(125)～ｄ(250)の各々には、クロック信号Ｃlk2が供給され、吐出回路ｄ(251)～ｄ(375)の各々には、クロック信号Ｃlk3が供給され、吐出回路ｄ(376)～ｄ(500)の各々には、クロック信号Ｃlk4が供給される。吐出回路ｄ(125)、ｄ(250)、ｄ(375)およびｄ(500)の各々には、印刷信号ＳＩ-1が供給される。

また、応用例に係るクロック分配回路５０２は、１０００ショットのクロックＣlkを次のようにクロック信号Ｃlk1～Ｃlk4に分配する。すなわち、特に図示しないが、応用例に係るクロック分配回路５０２は、クロック信号Ｃlkのうち、１～２５０ショットをクロック信号Ｃlk1として分配し、２５１～５００ショットをクロック信号Ｃlk2として分配し、５０１～７５０ショットをクロック信号Ｃlk3として分配し、７５１～１０００ショットをクロック信号Ｃlk4として分配する。

応用例において印刷信号ＳＩ-1は、大ブロックＡ11における吐出部Ｄ(1)～Ｄ(500)のノズルから吐出させるインクの量をシリアルで次のような順序で規定する。
詳細には、特に図示しないが、応用例における印刷信号ＳＩ-1は、吐出回路ｄ(1)～ｄ(125)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクロック信号Ｃlkの１～１２５ショットに同期して順番に規定し、ビットＬＢをクロック信号Ｃlkの１２６～２５０ショットに同期して順番に規定する。続いて印刷信号ＳＩ-1は、吐出回路ｄ(126)～ｄ(250)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクロック信号Ｃlkの２５１～３７５ショットに同期して順番に規定し、ビットＬＢをクロック信号Ｃlkの３７６～５００ショットに同期して順番に規定する。さらに印刷信号ＳＩ-1は、吐出回路ｄ(251)～ｄ(375)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクロック信号Ｃlkの５０１～６２５ショットに同期して順番に規定し、ビットＬＢをクロック信号Ｃlkの６２６～７５０ショットに同期して順番に規定する。そして、印刷信号ＳＩ-1は、吐出回路ｄ(376)～ｄ(500)の各ノズルに対応する印刷データのうち、ビットＵＢをクロック信号Ｃlkの７５１～８７５ショットに同期して順番に規定し、ビットＬＢをクロック信号Ｃlkの８７６～１０００ショットに同期して順番に規定する。

すなわち、大ブロックＡ1における各段のフリップフロップＦＦでは、印刷信号ＳＩ-1が、小ブロックＡ11の吐出回路ｄ(1)～ｄ(125)にあってはクロック信号Ｃlk1により順次転送され、吐出回路ｄ(126)～ｄ(250)にあってはクロック信号Ｃlk2により順次転送され、吐出回路ｄ(251)～ｄ(375)にあってはクロック信号Ｃlk3により順次転送され、吐出回路ｄ(376)～ｄ(500)にあってはクロック信号Ｃlk4により順次転送される。
したがって、応用例では、小ブロックＡ11において転送が実行されている期間では、小ブロックＡ12、Ａ13およびＡ14において転送が停止する。同様に、小ブロックＡ12において転送が実行されている期間では、小ブロックＡ11、Ａ13およびＡ14において転送が停止し、小ブロックＡ13において転送が実行されている期間では、小ブロックＡ11、Ａ12およびＡ14において転送が停止し、小ブロックＡ14において転送が実行されている期間では、小ブロックＡ11、Ａ12およびＡ13において転送が停止する。

ここでは、大ブロックＡ1について説明したが、大ブロックＡ2、Ｂ1およびＢ2においても、同様に、１つの小ブロックについて転送が実行されている場合に、残りの３つの小ブロックについて転送が停止する。
このため、応用例では、転送動作するフリップフロップＦＦは、全段のうち１／４となり、消費電流が、実施形態と比較してさらに半分になるので、圧電方式プリントヘッドＨＵの発熱をさらに抑えることが可能となる。

なお、応用例において、例えば小ブロックＡ11に対応するノズルＮ(1)～Ｎ(125)を第１吐出部群とし、小ブロックＡ12に対応するノズルＮ(126)～Ｎ(250)を第２吐出部群とし、小ブロックＡ21に対応するノズルＮ(500)～Ｎ(625)を第３吐出部群とした場合、小ブロックＡ13に対応するノズルＮ(251)～Ｎ(375)が第３吐出部群となる。この第３吐出部群は、第１吐出部群と第３吐出部群との間に設けられることになる。
第３吐出部群に対応する吐出回路ｄ(251)～ｄ(375)において転送がクロック信号Ｃlk3により実行されている期間では、第１吐出部群に対応する吐出回路ｄ(1)～ｄ(125)、第２吐出部群に対応する吐出回路ｄ(126)～ｄ(250)、および、第３吐出部群に対応する吐出回路ｄ(501)～ｄ(625)では、いずれも転送が停止しているので、熱分散性を上記実施形態と比較して向上させることが可能となる。

以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

上記説明では、印刷期間Ｔａを、期間Ｔ１およびＴ２に２分割して、駆動信号Ｃom-AまたはＣom-Bを選択して圧電素子３７の一端に印加する構成（マルチコム）としたが、上記説明では、印刷期間Ｔａの分割数は「２」に限られないし、駆動信号の数も「２」に限られない。また、互いに異なる複数の台形波形が所定順に繰り返される１種類の駆動信号のなかから、印刷データＳＩに応じて１種以上の台形波形を抜き出して圧電素子３７の一端に印加する構成（シングルコム）としてもよい。

上述した実施形態では、圧電方式インクジェットプリンター１について、シリアルプリンターを例にとって説明したが、このような態様に限定されるものではない。例えば圧電方式インクジェットプリンター１は、複数のノズルＮが媒体１２の幅よりも広く延在するように圧電方式プリントヘッドＨＵが設けられた、いわゆるラインプリンターであってもよい。

１…圧電方式インクジェットプリンター、３７…圧電素子、５０２…クロック分配回路、ＨＵ…圧電方式プリントヘッド、ＨＤ…記録ヘッド、ＤＲ…ヘッドドライバー、ｄ…吐出回路、Ｄ…吐出部、Ｎ…ノズル、Ｃ…圧力室。

Claims

液体を吐出する第１ノズルと、前記第１ノズルに連通する第１圧力室と、前記第１圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第１圧電素子と、を有する第１吐出部を複数個含む第１吐出部群と、
液体を吐出する第２ノズルと、前記第２ノズルに連通する第２圧力室と、前記第２圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第２圧電素子と、を有する第２吐出部を複数個含む第２吐出部群と、
液体を吐出する第３ノズルと、前記第３ノズルに連通する第３圧力室と、前記第３圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第３圧電素子と、を有する第３吐出部を複数個含む第３吐出部群と、
前記第１圧電素子を駆動するための駆動信号を、第１クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第１圧電素子に供給するか否かを切り換える第１スイッチを、複数個含む第１スイッチ群と、
前記第２圧電素子を駆動するための駆動信号を、第２クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第２圧電素子に供給するか否かを切り換える第２スイッチを、複数個含む第２スイッチ群と、
前記第３圧電素子を駆動するための駆動信号を、前記第１クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第３圧電素子に供給するか否かを切り換える第３スイッチを、複数個含む第３スイッチ群と、
を備え、
前記第２吐出部群は、前記第１吐出部群と前記第３吐出部群との間に設けられ、
前記第２クロックによって印刷信号が転送されている期間では、前記第１クロックによる印刷信号の転送が停止する
ことを特徴とする圧電方式プリントヘッド。
元クロック信号を、前記第１クロックまたは前記第２クロックに振り分けるクロック分配回路を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電方式プリントヘッド。
前記液体は、１００℃未満で物性が変質する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電方式プリントヘッド。
前記ノズルを含む４００個以上のノズルが、１インチ当たり３００個以上の密度で列状に並べられ、
前記４００個以上のノズルの各々に対応して、圧電素子およびスイッチを備える
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧電方式プリントヘッド。
前記駆動信号は、前記圧電素子に供給されることによって前記液体を非吐出とする微振動波形を含む
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧電方式プリントヘッド。
液体を吐出する第４ノズルと、前記第４ノズルに連通する第４圧力室と、前記第４圧力室に対応して前記液体を吐出するために設けられた第４圧電素子と、を有する第４吐出部を複数個含む第４吐出部群と、
前記第４圧電素子を駆動するための駆動信号を、第３クロックによって転送された印刷信号に基づいて前記第４圧電素子に供給するか否かを切り換える第４スイッチを、複数個含む第４スイッチ群と、
前記第４吐出部群は、前記第１吐出部群と前記第３吐出部群との間に設けられ、
前記第３クロックによって印刷信号が転送されている期間では、前記第１クロックおよび前記第２クロックによる印刷信号の転送が停止する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電方式プリントヘッド。
前記液体はインクであり、
請求項１乃至６のいずれかに記載の圧電方式プリントヘッドを備えた
圧電方式インクジェットプリンター。