特許 6242361 インクジェットヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242361

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】インクジェットヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/015 20060101AFI20171127BHJP

   B41J 2/045 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/015 101

   B41J2/045

【請求項の数】7

【全頁数】36

(21)【出願番号】特願2015-63335(P2015-63335)

(22)【出願日】2015年3月25日

(65)【公開番号】特開2016-519(P2016-519A)

(43)【公開日】2016年1月7日

【審査請求日】2016年8月22日

(31)【優先権主張番号】特願2014-103533(P2014-103533)

(32)【優先日】2014年5月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】仁田 昇

(72)【発明者】

【氏名】日吉 光幸

(72)【発明者】

【氏名】小野 俊一

【審査官】 加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０１８０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５８１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８３９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１４７０７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／０１ − ２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクが充填される圧力室と、
一連の充放電シーケンスによる充電または放電により前記圧力室の容積を変化させる静電容量性のアクチュエータと、
前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、
入力される駆動波形により前記アクチュエータを選択的に充電又は放電させる充放電回路と、
前記アクチュエータを充電する際には、先ず前記アクチュエータに充電目標とする駆動電圧より低い中間電圧を与えて充電し、続いて前記駆動電圧を与えて充電し、前記アクチュエータから放電する際には、前記駆動電圧を与えて充電された前記アクチュエータに前記中間電圧を与えて放電し、続いて電圧ゼロを与えて放電し、第１の充電、第１の放電、第２の充電、第２の放電の順に充放電を行うように前記駆動波形を前記充放電回路に出力する波形発生回路と、を具備し、
前記インクの吐出は、前記第１の放電のタイミングで行われ、
前記第１の充電に際して前記アクチュエータに前記中間電圧を与える時間をＴ１ａ、前記第１の放電に際して前記アクチュエータに前記中間電圧を与える時間をＴ２ａ、前記第２の充電に際して前記アクチュエータに前記中間電圧を与える時間をＴ３ａ、前記第２の放電に際して前記アクチュエータに前記中間電圧を与える時間をＴ４ａとしたとき、前記Ｔ２ａ時間が前記Ｔ１ａ時間，前記Ｔ３ａ時間及び前記Ｔ４ａ時間のいずれよりも短いことを特徴とするインクジェットヘッド。

【請求項2】

前記Ｔ２ａ時間は、前記Ｔ１ａ時間，前記Ｔ３ａ時間及び前記Ｔ４ａ時間の半分以下であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。

【請求項3】

前記Ｔ１ａ時間，前記Ｔ２ａ時間，前記Ｔ３ａ時間，前記Ｔ４ａ時間をそれぞれ設定する時間設定レジスタ、を具備し、
前記Ｔ２ａ時間の時間設定レジスタに設定される時間は、前記Ｔ１ａ時間，前記Ｔ３ａ時間，前記Ｔ４ａ時間の各時間設定レジスタに設定される時間に対して、半分以下であることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。

【請求項4】

前記波形発生回路は、
少なくとも前記各時間設定レジスタから設定時間を選択するセレクタと、
このセレクタで選択された設定時間を計時するタイマと、
このタイマで前記設定時間が計時される毎にステートデータを更新するステートカウンタと、を備え、
前記ステートデータに応じた駆動波形を前記充放電回路に出力することを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。

【請求項5】

前記駆動電圧の半分の電圧をそれぞれ出力する第１の電圧源と第２の電圧源とを直列に接続し、前記第１の電圧源と前記第２の電圧源との接続点を接地してなる電源回路を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載のインクジェットヘッド。

【請求項6】

前記Ｔ２ａ時間を前記ノズル毎に調整する調整部、
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。

【請求項7】

前記Ｔ２ａ時間を複数のノズルが属するグループ毎に調整する調整部、
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、静電容量性アクチュエータを有するインクジェットヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の吐出チャネルを有するインクジェットヘッドは、各チャネルからインクを吐出させるためのアクチュエータとして、静電容量性アクチュエータである圧電素子を多数有する。

【0003】

従来、これらの圧電素子を駆動する駆動波形の生成方法として、チャネル毎に複数のスイッチを設けてチャネルに与える電圧をそのスイッチで切り替え、チャネル単位で所望の波形を生成する方法が知られている。しかしこの方法は、十分な吐出速度を得ようとすると消費電力が大きくなってしまう場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７‐０９８７９５号公報

【特許文献2】特開２０１０‐０１８０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一実施形態が解決しようとする課題は、インクの十分な吐出速度を確保しつつ消費電力の少ないインクジェットヘッドを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態において、インクジェットヘッドは、インクが充填される圧力室と、静電容量性のアクチュエータと、ノズルと、充放電回路と、波形発生回路とを備える。アクチュエータは、一連の充放電シーケンスによる充電または放電により圧力室の容積を変化させる。ノズルは、圧力室の容積の変化に伴い、圧力室内のインクを吐出する。充放電回路は、入力される駆動波形によりアクチュエータを選択的に充電又は放電させる。波形発生回路は、アクチュエータを充電する際には、先ずアクチュエータに中間電圧を与えて充電し、続いて駆動電圧を与えて充電し、アクチュエータから放電する際には、駆動電圧を与えて充電されたアクチュエータに中間電圧を与えて放電し、続いて電圧ゼロを与えて放電するように、駆動波形を充放電回路に出力する。そして、インクの吐出は、第１の放電のタイミングで行われる。また、第１の充電に際してアクチュエータに中間電圧を与える時間をＴ１ａ、第１の放電に際してアクチュエータに中間電圧を与える時間をＴ２ａ、第２の充電に際してアクチュエータに中間電圧を与える時間をＴ３ａ、第２の放電に際してアクチュエータに中間電圧を与える時間をＴ４ａとしたとき、Ｔ２ａ時間がＴ１ａ時間，Ｔ３ａ時間及びＴ４ａ時間のいずれよりも短い。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】インクジェットヘッドの一部を分解して示す斜視図。

【図2】インクジェットヘッドの前方部における横断面図。

【図3】インクジェットヘッドの前方部における縦断面図。

【図4】インクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。

【図5】インクジェットプリンタのハードウェア構成を示すブロック図。

【図6a】インクジェットプリンタに含まれるヘッド駆動回路の構成を示す回路図。

【図6b】インクジェットプリンタに含まれるヘッド駆動回路の他の構成を示す回路図。

【図7】第１の実施形態における波形発生回路の構成を示すブロック図。

【図8】ステートデータと駆動パターンデータとの対応関係を示す図。

【図9】当該チャネルと隣接チャネルとの各電極に印加される電圧波形図。

【図10】アクチュエータに印加される電圧波形図。

【図11】ヘッド駆動回路の充電経路を示す流れ図。

【図12】ヘッド駆動回路の充電後の放電経路を示す流れ図。

【図13】ヘッド駆動回路の逆充電経路を示す流れ図。

【図14】ヘッド駆動回路の逆充電後の放電経路を示す流れ図。

【図15】中間電圧を与える時間と消費電力との対応関係を示す図。

【図16】検証のための等価回路図。

【図17】従来の駆動波形により圧力室に生じる圧力とインクの流速とのシミュレーション結果を示す図。

【図18】インクを吐出するタイミングで駆動電圧まで充電されたアクチュエータに中間電圧を与える時間を０．３μｓとした駆動波形により圧力室に生じる圧力とインクの流速とのシミュレーション結果を示す図。

【図19】インクを吐出するタイミングで駆動電圧まで充電されたアクチュエータに中間電圧を与える時間を０．２μｓとした駆動波形により圧力室に生じる圧力とインクの流速とのシミュレーション結果を示す図。

【図20】インクを吐出するタイミングで駆動電圧まで充電されたアクチュエータに中間電圧を与える時間を０．１μｓとした駆動波形により圧力室に生じる圧力とインクの流速とのシミュレーション結果を示す図。

【図21】インクを吐出するタイミングで駆動電圧まで充電されたアクチュエータに中間電圧を与える時間と圧力室の最大圧力との対応関係を示す図。

【図22】第２の実施形態における波形発生回路の構成を示すブロック図。

【図23】第２の実施形態において、駆動パターンメモリに記憶される駆動パターンデータの具体例を示す図。

【図24】第３の実施形態における波形発生回路の構成を示すブロック図。

【図25】第３の実施形態において、駆動パターンメモリに記憶される駆動パターンデータの具体例を示す図。

【図26】第４の実施形態における波形発生回路の構成を示すブロック図。

【図27】第５の実施形態における波形発生回路の構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、最適な吐出特性が得られるインクジェットヘッドの実施形態について、図面を用いて説明する。
なお、この実施形態では、シェアモードタイプのインクジェットヘッド１００（図１を参照）を用いたインクジェットプリンタ２００（図５を参照）を例示する。

【0009】

はじめに、インクジェットヘッド１００（以下、ヘッド１００と略称する）の構成について、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、ヘッド１００の一部を分解して示す斜視図、図２は、ヘッド１００の前方部における横断面図、図３は、ヘッド１００の前方部における縦断面図である。

【0010】

ヘッド１００は、ベース基板９を有する。ヘッド１００は、ベース基板９の前方側の上面に第１の圧電部材１を接合し、この第１の圧電部材１の上に第２の圧電部材２を接合する。接合された第１の圧電部材１と第２の圧電部材２とは、図２の矢印で示すように、板厚方向に沿って互いに相反する方向に分極する。

【0011】

ベース基板９は、誘電率が小さく、かつ圧電部材１，２との熱膨張率の差が小さい材料を用いて形成する。ベース基板９の材料としては、例えばアルミナ（Al203）、窒化珪素（Si3N4）、炭化珪素（SiC）、窒化アルミニウム（AlN）、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）等がよい。一方、圧電部材１，２の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）、タンタル酸リチウム（LiTaO3）等が用いられる。

【0012】

ヘッド１００は、接合された圧電部材１，２の先端側から後端側に向けて、多数の長尺な溝３を設ける。各溝３は、間隔が一定でありかつ平行である。各溝３は、先端が開口し、後端が上方に傾斜する。

【0013】

ヘッド１００は、各溝３の側壁及び底面に電極４を設ける。電極４は、ニッケル（Ni）と金（Au）との二層構造となっている。電極４は、例えばメッキ法によって各溝３内に均一に成膜される。電極４の形成方法は、メッキ法に限定されない。他に、スパッタ法や蒸着法等を用いることもできる。

【0014】

ヘッド１００は、各溝３の後端から第２の圧電部材２の後部上面に向けて引出し電極１０を設ける。引出し電極１０は、前記電極４から延出する。

【0015】

ヘッド１００は、天板６とオリフィスプレート７とを備える。天板６は、各溝３の上部を塞ぐ。オリフィスプレート７は、各溝３の先端を塞ぐ。ヘッド１００は、天板６とオリフィスプレート７とで囲まれた各溝３によって、複数の圧力室１５を形成する。圧力室１５は、例えば深さが３００μｍで幅が８０μｍの形状を有し、１６９μｍのピッチで平行に配列される。このような圧力室１５は、インク室とも称される。

【0016】

天板６は、その内側後方に共通インク室５を備える。オリフィスプレート７は、各溝３と対向する位置にノズル８を穿設する。ノズル８は、対向する溝３つまりは圧力室１５と連通する。ノズル８は、圧力室１５側から反対側のインク吐出側に向けて先細りの形状をなす。ノズル８は、隣り合う３つの圧力室１５に対応したものを１セットとし、溝３の高さ方向（図２の紙面の上下方向）に一定の間隔でずれて形成される。

【0017】

ヘッド１００は、ベース基板９の後方側の上面に、導電パターン１３が形成されたプリント基板１１を接合する。そしてヘッド１００は、このプリント基板１１に、後述するヘッド駆動回路１０１を実装したドライブＩＣ１２を搭載する。ドライブＩＣ１２は、導電パターン１３に接続する。導電パターン１３は、各引出し電極１０とワイヤボンディングにより導線１４で結合する。

【0018】

一般に、ヘッド１００が有する圧力室１５、電極４及びノズル８の組をチャネルと称する。すなわちヘッド１００は、溝３の数ｎだけチャネルCh.1，Ch.2，…，Ch.nを有する。

【0019】

次に、上記の如く構成されたヘッド１００の動作原理について、図４を用いて説明する。
図４の（ａ）は、中央の圧力室１５ｂと、この圧力室１５ｂに隣接する両隣の圧力室１５ａ，１５ｃとの各壁面にそれぞれ配設された電極４の電位がいずれもグラウンド電位ＧＮＤである状態を示す。この状態では、圧力室１５ａと圧力室１５ｂとで挟まれた隔壁１６ａ及び圧力室１５ｂと圧力室１５ｃとで挟まれた隔壁１６ｂは、いずれも何ら歪み作用を受けない。

【0020】

図４の（ｂ）は、中央の圧力室１５ｂの電極４に負極性の電圧−Ｖが印加され、両隣の圧力室１５ａ，１５ｃの電極４に正極性の電圧＋Ｖが印加された状態を示す。この状態では、各隔壁１６ａ，１６ｂに対して、圧電部材１，２の分極方向と直交する方向に電圧Ｖの２倍の電界が作用する。この作用により、各隔壁１６ａ，１６ｂは、圧力室１５ｂの容積を拡張するようにそれぞれ外側に変形する。

【0021】

図４の（ｃ）は、中央の圧力室１５ｂの電極４に正極性の電圧＋Ｖが印加され、両隣の圧力室１５ａ，１５ｃの電極４に負極性の電圧−Ｖが印加された状態を示す。この状態では、各隔壁１６ａ，１６ｂに対して、図４（ｂ）のときとは逆の方向に電圧Ｖの２倍の電界が作用する。この作用により、各隔壁１６ａ，１６ｂは、圧力室１５ｂの容積を収縮するようにそれぞれ内側に変形する。

【0022】

圧力室１５ｂの容積が拡張または収縮された場合、圧力室１５ｂ内に圧力振動が発生する。この圧力振動により、圧力室１５ｂ内の圧力が高まり、圧力室１５ｂに連通するノズル８からインク液滴が吐出される。

【0023】

このように、各圧力室１５ａ，１５ｂ，１５ｃを隔てる隔壁１６ａ，１６ｂは、当該隔壁１６ａ，１６ｂを壁面とする圧力室１５ｂの内部に圧力振動を与えるためのアクチュエータとなる。つまり各圧力室１５は、それぞれ隣接する圧力室１５とアクチュエータを共有する。このため、ヘッド駆動回路１０１は、各圧力室１５を個別に駆動することができない。ヘッド駆動回路１０１は、各圧力室１５をｎ（ｎは２以上の整数）個おきに（ｎ＋１）個のグループに分割して駆動する。本実施形態では、ヘッド駆動回路１０１が、各圧力室１５を２つおきに３つの組に分けて分割駆動する、いわゆる３分割駆動の場合を例示する。なお、３分割駆動はあくまでも一例であり、４分割駆動または５分割駆動などであってもよい。

【0024】

次に、インクジェットプリンタ２００（以下、プリンタ２００と略称する）の構成について、図５，図６ａ，図６ｂを用いて説明する。図５は、プリンタ２００のハードウェア構成を示すブロック図、図６ａ，図６ｂは、プリンタ２００に含まれるヘッド駆動回路１０１の構成を示す回路図である。

【0025】

プリンタ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、操作パネル２０４、通信インターフェース２０５、搬送モータ２０６、モータ駆動回路２０７、ポンプ２０８、ポンプ駆動回路２０９及びヘッド１００を備える。またプリンタ２００は、アドレスバス，データバスなどのバスライン２１１を含む。そしてプリンタ２００は、このバスライン２１１に、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、操作パネル２０４、通信インターフェース２０５、モータ駆動回路２０７、ポンプ駆動回路２０９及びヘッド１００の駆動回路１０１をそれぞれ直接あるいは入出力回路を介して接続する。

【0026】

ＣＰＵ２０１は、コンピュータの中枢部分に相当する。ＣＰＵ２０１は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに従って、プリンタ２００としての各種の機能を実現するべく各部を制御する。

【0027】

ＲＯＭ２０２は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。ＲＯＭ２０２は、上記のオペレーティングシステムやアプリケーションプログラムを記憶する。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が各部を制御するための処理を実行する上で必要なデータを記憶する場合もある。

【0028】

ＲＡＭ２０３は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１が処理を実行する上で必要なデータを記憶する。またＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１によって情報が適宜書き換えられるワークエリアとしても利用される。ワークエリアは、印刷データが展開される画像メモリを含む。

【0029】

操作パネル２０４は、操作部と表示部とを有する。操作部は、電源キー、用紙フィードキー、エラー解除キー等のファンクションキーを配置したものである。表示部は、プリンタ２００の種々の状態を表示可能なものである。

【0030】

通信インターフェース２０５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して接続されるクライアント端末から印刷データを受信する。通信インターフェース２０５は、例えばプリンタ２００にエラーが発生したとき、エラーを通知する信号をクライアント端末に送信する。

【0031】

モータ駆動回路２０７は、搬送モータ２０６の駆動を制御する。搬送モータ２０６は、印刷用紙などの記録媒体を搬送する搬送機構の駆動源として機能する。搬送モータ２０６が起動すると、搬送機構が記録媒体の搬送を開始する。搬送機構は、記録媒体をヘッド１００による印刷位置まで搬送する。搬送機構は、印刷を終えた記録媒体を図示しない排出口からプリンタ２００の外部に排出する。

【0032】

ポンプ駆動回路２０９は、ポンプ２０８の駆動を制御する。ポンプ２０８が駆動すると、図示しないインクタンク内のインクがヘッド１００に供給される。

【0033】

ヘッド駆動回路１０１は、印刷データに基づきヘッド１００のチャネル群１０２を駆動する。ヘッド駆動回路１０１は、図６に示すように、充放電回路３００と波形発生回路４００と、電源回路とを含む。
なお、本実施の形態では、ヘッド駆動回路１０１が電源回路及び波形発生回路４００を含むものとして説明を続けるが、これに限定されるものではない。電源回路及び波形発生回路４００が物理的にインクジェットヘッド１００と離れた位置にあっても、電源回路及び波形発生回路４００はインクジェットヘッド１００を構成する回路群であると定義する。

【0034】

充放電回路３００は、充電目標とする駆動電圧Ｅ［Ｖ］の半分の直流電圧Ｅ／２［Ｖ］を出力する第１の電圧源３０１と、同じく直流電圧Ｅ／２［Ｖ］を出力する第２の電圧源３０２とを、直列に接続してなる電源回路に接続される。この電源回路は、第１の電圧源３０１の負極と第２の電圧源３０２の正極とを接続し、この接続点を零［Ｖ］のグラウンドに接地している。したがって、第１の電圧源３０１の正極に接続される電源ラインＬ１は、＋Ｅ／２［Ｖ］の正電源ラインとなる。第２の電圧源３０２の負極に接続される電源ラインＬ２は、−Ｅ／２［Ｖ］の負電源ラインとなる。第１の電圧源３０１の負極と第２の電圧源３０２の正極との接続点に設損される電源ラインＬ３は、零［Ｖ］のグラウンドラインとなる。また充放電回路３００は、電源ラインＬ４を介して＋２４［Ｖ］の基準電源ＶＢＧにも接続される。

【0035】

充放電回路３００は、正電源ラインＬ１と負電源ラインＬ２との間に多数のスイッチ直列回路を接続する。詳しくは、充放電回路３００は、スイッチ素子Ｓ１２とスイッチ素子Ｓ１１とのスイッチ直列回路、スイッチ素子Ｓ２２とスイッチ素子Ｓ２１とのスイッチ直列回路、…、スイッチ素子Ｓｎ２とスイッチ素子Ｓｎ１とのスイッチ直列回路を、正電源ラインＬ１と負電源ラインＬ２との間に接続する。

【0036】

また充放電回路３００は、各スイッチ直列回路のスイッチ素子相互接続点とグラウンドラインＬ３との間に、それぞれスイッチ素子Ｓ１３、スイッチ素子Ｓ２３、…、スイッチ素子Ｓｎ３を接続する。さらに充放電回路３００は、隣接するスイッチ直列回路のスイッチ素子相互接続点間に、圧電素子からなる静電容量性のアクチュエータＺ１，Ｚ２（不図示），…，Ｚｍ（ｍ＝ｎ−１）を接続する。

【0037】

各スイッチ直列回路のスイッチ素子のうち、正電源ラインＬ１に接続されるスイッチ素子Ｓ１２，Ｓ２２，…，Ｓｎ２は、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタである。各スイッチ直列回路のスイッチ素子のうち、負電源ラインＬ２に接続されるスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ２１，…，Ｓｎ１は、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタである。したがって充放電回路３００は、正電源ラインＬ１と負電源ラインＬ２との間に、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン間とＮ型チャネルのＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン間との直列回路が多数接続される。

【0038】

スイッチ素子Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３は、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタである。したがって充放電回路３００は、各スイッチ直列回路のスイッチ素子相互接続点とグラウンドラインＬ３との間に、それぞれＮ型チャネルのＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン間が接続される。

【0039】

Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタ（スイッチ素子Ｓ１２，Ｓ２２，…，Ｓｎ２）のバックゲートは、＋２４［Ｖ］の基準電源ラインＬ４に接続される。Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタ（スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ２１，…，Ｓｎ１及びスイッチ素子Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３）のバックゲートは、−Ｅ／２［Ｖ］の負電源ラインＬ２に接続される。Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタ（スイッチ素子Ｓ１２，Ｓ２２，…，Ｓｎ２）のゲート、及び、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタ（スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ２１，…，Ｓｎ１及びスイッチ素子Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３）のゲートは、いずれも波形発生回路４００に接続される。

【0040】

波形発生回路４００は、各スイッチ素子Ｓ１２，Ｓ２２，…，Ｓｎ２、Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３及びＳ１１，Ｓ２１，…，Ｓｎ１のオン，オフの切り替えを制御するための駆動波形を発生する。各スイッチ素子Ｓ１２，Ｓ２２，…，Ｓｎ２、Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３及びＳ１１，Ｓ２１，…，Ｓｎ１は、波形発生回路４００から出力される駆動波形によりオン，オフを切り替える。このオン，オフの切り替えにより、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，…，Ｚｎが充電され、また放電される。

【0041】

ここに、アクチュエータＺ１を挟んで相互に接続されるスイッチ素子Ｓ１１，スイッチ素子Ｓ１２及びスイッチ素子Ｓ１３とスイッチ素子Ｓ２１，スイッチ素子Ｓ２２及びスイッチ素子Ｓ２３とは、アクチュエータＺ１に対する充放電用の通電路を形成する。また図示しないが、アクチュエータＺ２を挟んで相互に接続されるスイッチ素子Ｓ２１，スイッチ素子Ｓ２２及びスイッチ素子Ｓ２３とスイッチ素子Ｓ３１，スイッチ素子Ｓ３２及びスイッチ素子Ｓ３３とは、アクチュエータＺ２に対する充放電用の通電路を形成する。他のアクチュエータＺ３〜Ｚｍについても同様である。そこで説明の便宜上、以下では、アクチュエータＺ１とこのアクチュエータＺ１への通電路を形成する６つのスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３とに着眼して、本実施形態の説明を続ける。
図６ｂは、図６ａに示したヘッド駆動回路１０１の変形例である。Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタであるスイッチ素子Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３は、図６ｂに示すようにＰ型チャネルのＭＯＳトランジスタであるスイッチ素子Ｓ１３’，Ｓ２３’，…，Ｓｎ３’に代えることができる。Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタはゲート電圧Highでオンし、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタはゲート電圧Lowでオンする。したがって、図６ｂのようにスイッチ素子Ｓ１３’，Ｓ２３’，…，Ｓｎ３’にＰ型チャネルのＭＯＳトランジスタを使う場合には、スイッチ素子Ｓ１３’，Ｓ２３’，…，Ｓｎ３’のゲートに与える論理レベルを図６ａのＮ型チャネルのＭＯＳトランジスタであるスイッチ素子Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３のゲートに与える論理レベルに対して反転させればよい。
また、図示しないが、スイッチ回路のインピーダンスを下げる目的で、図６ａのスイッチ素子Ｓ１３，Ｓ２３，…，Ｓｎ３としてＮ型チャネルのＭＯＳトランジスタとＰ型チャネルのＭＯＳトランジスタの並列回路を用いてもよい。この場合もＮ型チャネルのＭＯＳトランジスタとＰ型チャネルのＭＯＳトランジスタのゲートには互いに反転した論理レベルを与える。

【0042】

図７は、第１の実施形態における波形発生回路４００の構成を示すブロック図である。波形発生回路４００は、時間設定レジスタ４０１、セレクタ４０２、タイマ４０３、ステートカウンタ４０４及び駆動パターンメモリ４０５を備える。

【0043】

時間設定レジスタ４０１は、第１設定レジスタ４０１１、第２設定レジスタ４０１２、第３設定レジスタ４０１３、第４設定レジスタ４０１４、第５設定レジスタ４０１５、第６設定レジスタ４０１６及び第７設定レジスタ４０１７を含む。第１設定レジスタ４０１１には、時間Ｔ１ａがセットされる。第２設定レジスタ４０１２には、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）がセットされる。第３設定レジスタ４０１３には、時間Ｔ２ａがセットされる。第４設定レジスタ４０１４には、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）がセットされる。第５設定レジスタ４０１５には時間Ｔ３ａがセットされる。第６設定レジスタ４０１６には、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）がセットされる。第７設定レジスタ４０１７には、時間Ｔ４ａがセットされる。時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間Ｔ２ａ、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）、時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）及び時間Ｔ４ａについては後述する。

【0044】

セレクタ４０２は、ステートカウンタ４０４から出力されるステートデータＳＴに従い、第１〜第７設定レジスタ４０１１〜４０１７にそれぞれセットされた時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間Ｔ２ａ、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）、時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）、時間Ｔ４ａを順番に選択する。セレクタ４０２は、選択した時間をタイマ４０３にセットする。

【0045】

タイマ４０３は、セレクタ４０２によって設定された時間を計時する。そしてその時間を計時し終えると、タイマ４０３は、ステート更新信号ＳＡをステートカウンタ４０４に出力する。

【0046】

ステートカウンタ４０４は、８進カウンタであり、初期状態では、ステートデータＳＴを“０”にリセットする。この状態で、プリンタ２００から波形出力開始のトリガ信号が入力されると、ステートカウンタ４０４は、ステートデータＳＴを“１”だけカウントアップする。その後、タイマ４０３からステート更新信号ＳＡが入力される毎に、ステートカウンタ４０４は、ステートデータＳＴを“１”ずつカウントアップする。そしてステートデータＳＴを上限値（８進カウンタのため““７”）までカウントすると、ステートカウンタ４０４は、その後のステート更新信号ＳＡの入力によりステートデータＳＴを“０”にリセットする。ステートカウンタ４０４は、ステートデータＳＴ０〜ＳＴ７をセレクタ４０２と駆動パターンメモリ４０５とに出力する。

【0047】

駆動パターンメモリ４０５は、ステートデータＳＴ０〜ＳＴ７にそれぞれ対応付けて駆動パターンデータを記憶する。駆動パターンデータは、アクチュエータＺ１への通電路を形成する６つのスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３のオン，オフを制御するデータである。ステートカウンタ４０４からステートデータＳＴ０〜ＳＴ７が入力される毎に、駆動パターンメモリ４０５は、そのステートデータＳＴ０〜ＳＴ７に対応する駆動パターンデータに従い、各スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３のオン，オフの切り替えを制御するための駆動波形を発生する。

【0048】

図８は、ステートデータＳＴ０〜ＳＴ７と駆動パターンデータとの対応関係を示す図である。ステートデータＳＴ０の初期状態のとき、スイッチ素子Ｓ２３とスイッチ素子Ｓ１３とはオンしており、スイッチ素子Ｓ２１、スイッチ素子Ｓ２２、スイッチ素子Ｓ１１及びスイッチ素子Ｓ１２はオフしている。

【0049】

この状態で、ステートカウンタ４０４に波形出力開始のトリガ信号が入力されて、ステートデータがＳＴ０からＳＴ１に更新されると（時点ｔ０）、駆動パターンメモリ４０５から出力されるステートデータＳＴ１に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ１３がオフし、スイッチ素子Ｓ１２がオンする。このとき、図１１に示すように、第１の電圧源３０１→スイッチ素子Ｓ１２→アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ２３→第１の電圧源３０１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は、電圧Ｅ／２［Ｖ］で順方向に通電されて充電される。

【0050】

このように充電前半では、正極性の第１の電圧源３０１を用いて、充電目標とする駆動電圧Ｅ［Ｖ］の半分の電圧Ｅ／２［Ｖ］で、アクチュエータＺ１に半分までの電荷を充電する。電圧Ｅ／２［Ｖ］でアクチュエータＺ１に半分までの電荷を充電することにより、充放電回路３００は、充電時の損失を削減できる。

【0051】

ステートデータがＳＴ０からＳＴ１に更新されると、セレクタ４０２は、第１設定レジスタ４０１１を選択する。その結果、タイマ４０３は、時間Ｔ１ａを計時する。そして時間Ｔ１ａが計時されて、タイマ４０３がタイムアウトすると、ステートデータがＳＴ１からＳＴ２に更新される。

【0052】

ステートデータがＳＴ１からＳＴ２に更新されると（時点ｔ１）、ステートデータＳＴ２に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ２３がオフし、スイッチ素子Ｓ２１がオンする。このとき、図１２に示すように、第１の電圧源３０１→スイッチ素子Ｓ１２→アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ２１→第２の電圧源３０２→第１の電圧源３０１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は、電圧Ｅ［Ｖ］で順方向に通電されてさらに充電される。

【0053】

このように充電後半では、正極性の第１の電圧源３０１と負極性の第２の電圧源３０２とを用いて、充電目標とする駆動電圧Ｅ［Ｖ］でアクチュエータＺ１に電荷を充電する。駆動電圧Ｅ［Ｖ］でアクチュエータＺ１に電荷を充電することにより、アクチュエータＺ１は完全に充電される。

【0054】

ステートデータがＳＴ１からＳＴ２に更新されると、セレクタ４０２は、第２設定レジスタ４０１２を選択する。その結果、タイマ４０３は、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）を計時する。そして時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）が計時されて、タイマ４０３がタイムアウトすると、ステートデータがＳＴ２からＳＴ３に更新される。

【0055】

ステートデータがＳＴ２からＳＴ３に更新されると（時点ｔ２）、ステートデータＳＴ３に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ２１がオフし、スイッチ素子Ｓ２３がオンする。このとき、図１３に示すように、アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ１２→第１の電圧源３０１→スイッチ素子Ｓ２３→アクチュエータＺ１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は放電する。

【0056】

このように放電前半では、アクチュエータＺ１から正極性の第１の電圧源３０１に電荷を戻して、電圧源３０１を充電しつつ、アクチュエータＺ１を放電する。電圧源３０１を充電しつつ、アクチュエータＺ１を放電することにより、充放電回路３００は、放電時の損失も削減できる。

【0057】

ステートデータがＳＴ２からＳＴ３に更新されると、セレクタ４０２は、第３設定レジスタ４０１３を選択する。その結果、タイマ４０３は、時間Ｔ２ａを計時する。そして時間Ｔ２ａが計時されて、タイマ４０３がタイムアウトすると、ステートデータがＳＴ３からＳＴ４に更新される。

【0058】

ステートデータがＳＴ３からＳＴ４に更新されると（時点ｔ３）、ステートデータＳＴ４に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ１２がオフし、スイッチ素子Ｓ１３がオンする。このとき、図１４に示すように、アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ１３→スイッチ素子Ｓ２３→アクチュエータＺ１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は放電を続ける。

【0059】

このように放電後半では、アクチュエータＺ１の端子間をループすることによって、アクチュエータＺ１は、完全に放電する。

【0060】

以上の充電・放電動作により、ヘッド１００は、圧力室の容積を拡張してインクを補充した後、圧力室の容積を元に戻す。この動作により圧力室に圧力振動が生じてノズルからインク滴が吐出する。吐出するタイミングは放電動作のときである。

【0061】

ステートデータがＳＴ３からＳＴ４に更新されると、セレクタ４０２は、第４設定レジスタ４０１４を選択する。その結果、タイマ４０３は、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）を計時する。そして時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）が計時されて、タイマ４０３がタイムアウトすると、ステートデータがＳＴ４からＳＴ５に更新される。

【0062】

ステートデータがＳＴ４からＳＴ５に更新されると（時点ｔ４）、ステートデータＳＴ５に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ２３がオフし、スイッチ素子Ｓ２２がオンする。このとき、図示しないが、第１の電圧源３０１→スイッチ素子Ｓ２２→アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ１３→第１の電圧源３０１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は、Ｅ／２［Ｖ］で逆方向に通電されて充電される。

【0063】

このように逆充電前半では、正極性の第１の電圧源３０１を用いて、充電目標とする駆動電圧Ｅ［Ｖ］の半分の電圧Ｅ／２［Ｖ］でアクチュエータＺ１に逆方向から半分までの電荷を充電する。電圧Ｅ／２［Ｖ］でアクチュエータＺ１に逆方向から半分までの電荷を充電することにより、充放電回路３００は、逆充電時の損失を削減できる。

【0064】

ステートデータがＳＴ４からＳＴ５に更新されると、セレクタ４０２は、第５設定レジスタ４０１５を選択する。その結果、タイマ４０３は、時間Ｔ３ａを計時する。そして時間Ｔ３ａが計時されて、タイマ４０３がタイムアウトすると、ステートデータがＳＴ５からＳＴ６に更新される。

【0065】

ステートデータがＳＴ５からＳＴ６に更新されると（時点ｔ５）、ステートデータＳＴ６に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ１３がオフし、スイッチ素子Ｓ１１がオンする。このとき、図示しないが、第１の電圧源３０１→スイッチ素子Ｓ２２→アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ１１→第２の電圧源３０２→第１の電圧源３０１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は、Ｅ［Ｖ］で逆方向に通電されてさらに充電される。

【0066】

このように逆充電後半では、正極性の第１の電圧源３０１と負極性の第２の電圧源３０２とを用いて、充電目標とする駆動電圧Ｅ［Ｖ］でアクチュエータＺ１に逆方向から電荷を充電する。駆動電圧Ｅ［Ｖ］でアクチュエータＺ１に逆方向から電荷を充電することにより、アクチュエータＺ１は、完全に逆方向から充電される。

【0067】

ステートデータがＳＴ５〜ＳＴ６に更新されると、セレクタ４０２は、第６設定レジスタ４０１６を選択する。その結果、タイマ４０３は、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）を計時する。そして時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）が計時されて、タイマ４０３がタイムアウトすると、ステートデータがＳＴ６からＳＴ７に更新される。

【0068】

ステートデータがＳＴ６からＳＴ７に更新されると（時点ｔ６）、ステートデータＳＴ７に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ１１がオフし、スイッチ素子Ｓ１３がオンする。このとき、図示しないが、アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ２２→第１の電圧源３０１→スイッチ素子Ｓ１３→アクチュエータＺ１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は放電する。

【0069】

このように放電前半では、アクチュエータＺ１から正極性の第１の電圧源３０１に電荷を戻して、電圧源３０１を充電しつつ、アクチュエータＺ１を放電する。電圧源３０１を充電しつつ、アクチュエータＺ１を放電することにより、充放電回路３００は、放電時の損失も削減できる。

【0070】

ステートデータがＳＴ６からＳＴ７に更新されると、セレクタ４０２は、第７設定レジスタ４０１７を選択する。その結果、タイマ４０３は、時間Ｔ４ａを計時する。そして時間Ｔ４ａが計時されて、タイマ４０３がタイムアウトすると、ステートデータがＳＴ７からＳＴ０に戻る。

【0071】

ステートデータがＳＴ７からＳＴ０に戻ると（時点ｔ７）、ステートデータＳＴ０に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ２２がオフし、スイッチ素子Ｓ２３がオンする。このとき、アクチュエータＺ１→スイッチ素子Ｓ２３→スイッチ素子Ｓ１３→アクチュエータＺ１の閉回路が形成される。その結果、アクチュエータＺ１は放電を続ける。

【0072】

このように放電後半では、アクチュエータＺ１の端子間をループすることによって、アクチュエータＺ１は、完全に放電する。

【0073】

以上の逆充電・放電動作により、ヘッド１００は、圧力室の容積を収縮した後、元に戻す。この動作により、圧力室の残留振動がキャンセルされる。

【0074】

以後、ステートカウンタ４０４に波形出力開始のトリガ信号が入力される毎に、波形発生回路４００は、同様の動作を繰り返し実行する。

【0075】

図９は、図８を用いて説明した駆動パターンデータにより、当該チャネルの電極に印加される波形（当該電極波形）と、隣接チャネルの電極に印加される波形（隣接電極波形）とを示す。当該チャネルは、アクチュエータＺ１と当該アクチュエータＺ１に隣接するアクチュエータＺ２とで挟まれたチャネルである。隣接チャネルは、当該チャネルを挟んで隣接するチャネルである。図１０は、図９に示す２つの波形（当該電極波形と隣接電極波形）により、アクチュエータＺ１に印加される電圧の波形を示す。

【0076】

ステートカウンタ４０４に波形出力開始のトリガ信号が入力されて、ステートデータがＳＴ０からＳＴ１に更新されると（時点ｔ０）、隣接チャネルの電極にＥ／２［Ｖ］の電圧が印加される。このとき、当該チャネルの電極はグラウンド電位ＧＮＤのままである。したがってアクチュエータＺ１には、−Ｅ／２［Ｖ］の電圧が印加されて、当該チャネルの隔壁が圧力室の容積を拡張する方向に変形を始める。

【0077】

第１設定レジスタ４０１１に設定されている時間Ｔ１ａが経過してステートデータがＳＴ２に更新されると（時点ｔ１）、当該チャネルの電極に−Ｅ／２［Ｖ］の電圧が印加される。このとき、隣接チャネルの電極にはＥ／２［Ｖ］の電圧が印加されたままとなる。したがってアクチュエータＺ１には、さらに−Ｅ／２［Ｖ］の電圧が印加されて、当該チャネルの隔壁が圧力室の容積をさらに拡張する方向に変形する。この拡張により、圧力室にインクが補充される。

【0078】

ステートデータがＳＴ１に更新されてから（時点ｔ０）、ステートデータがＳＴ２に更新されるまで（時点ｔ１）の時間Ｔ１ａを前段の充電時間と称する。ステートデータがＳＴ２に更新されてから（時点ｔ１）、アクチュエータＺ１に印加される電圧が−Ｅ［Ｖ］に達するまで（時点ｔ１２）に要する時間Ｔ１ｂを後段の充電時間と称する。前段の充電時間Ｔ１ａと後段の充電時間Ｔ１ｂとの合計時間Ｔ１は、アクチュエータＺ１の静電容量への充電時間となる。

【0079】

ステートデータがＳＴ１に更新されてから（時点ｔ０）、ステートデータがＳＴ３に更新されるまで（時点ｔ２）の時間をＴＤと表す。この時間ＴＤから合計時間Ｔ１を減じた時間は、順方向通電によりフル充電となったアクチュエータＺ１が維持される時間である。

【0080】

第２設定レジスタ４０１２に設定されている時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）が経過してステートデータがＳＴ３に更新されると（時点ｔ２）、当該チャネルの電極の電位がグラウンド電位ＧＮＤに戻る。したがって、アクチュエータＺ１に印加される電圧は、−Ｅ／２［Ｖ］まで上昇する。その結果、当該チャネルの隔壁が拡張変形前の状態に急速に復元し始める。

【0081】

第３設定レジスタ４０１３に設定されている時間Ｔ２ａが経過してステートデータがＳＴ４に更新されると（時点ｔ３）、隣接チャネルの電極の電位もグラウンド電位ＧＮＤに戻る。したがって、アクチュエータＺ１に印加される電圧は、グラウンド電位ＧＮＤまで上昇する。その結果、当該チャネルの隔壁は変形作用を受けない状態まで復元される。この拡張から復元までの隔壁の変調に伴う圧力室内の圧力変化により、当該チャネルのノズルからインク滴が吐出される。

【0082】

ステートデータがＳＴ３に更新されてから（時点ｔ２）、ステートデータがＳＴ４に更新されるまで（時点ｔ３）の時間Ｔ２ａを前段の放電時間と称する。ステートデータがＳＴ４に更新されてから（時点ｔ３）、アクチュエータＺ１の電位がグラウンド電位ＧＮＤに戻るまで（時点ｔ３４）に要する時間Ｔ２ｂを後段の放電時間と称する。前段の放電時間Ｔ２ａと後段の放電時間Ｔ２ｂとの合計時間Ｔ２は、アクチュエータＺ１の放電時間となる。

【0083】

ステートデータがＳＴ３に更新されてから（時点ｔ２）、ステートデータがＳＴ５に更新されるまで（時点ｔ４）の時間をＴＲと表す。この時間ＴＲから合計時間Ｔ２を減じた時間は、放電が終わったアクチュエータＺ１が維持される時間である。

【0084】

第４設定レジスタ４０１４に設定されている時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）が経過してステートデータがＳＴ５に更新されると（時点ｔ４）、当該チャネルの電極にＥ／２［Ｖ］の電圧が印加される。このとき、隣接チャネルの電極はグラウンド電位ＧＮＤのままである。したがってアクチュエータＺ１には、Ｅ／２［Ｖ］の電圧が印加されて、当該チャネルの隔壁が圧力室の容積を収縮する方向に変形を始める。

【0085】

第５設定レジスタ４０１５に設定されている時間Ｔ３ａが経過してステートデータがＳＴ６に更新されると（時点ｔ５）、隣接チャネルの電極に−Ｅ／２［Ｖ］の電圧が印加される。このとき、当該チャネルの電極にはＥ／２［Ｖ］の電圧が印加されたままとなる。したがってアクチュエータＺ１の電圧は、さらにＥ／２［Ｖ］増大して、当該チャネルの隔壁が圧力室の容積をさらに収縮する方向に変形する。

【0086】

ステートデータがＳＴ５に更新されてから（時点ｔ４）、ステートデータがＳＴ６に更新されるまで（時点ｔ５）の時間Ｔ３ａを前段の逆充電時間（前段の収縮時間）と称する。ステートデータがＳＴ６に更新されてから（時点ｔ５）、アクチュエータＺ１に印加される電圧がＥ［Ｖ］に達するまで（時点ｔ５６）に要する時間Ｔ３ｂを後段の逆充電時間（後段の収縮時間）と称する。前段の逆充電時間Ｔ３ａと後段の逆充電時間Ｔ３ｂとの合計時間Ｔ３は、アクチュエータＺ１の静電容量への逆方向の充電時間となる。

【0087】

ステートデータがＳＴ５に更新されてから（時点ｔ４）、ステートデータがＳＴ７に更新されるまで（時点ｔ６）に要する時間をＴＰと表す。この時間ＴＰから合計時間３を減じた時間は、逆方向通電によりフル充電となったアクチュエータＺ１が維持される時間である。

【0088】

第６設定レジスタ４０１６に設定されている時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）が経過してステートデータがＳＴ７に更新されると（時点ｔ６）、隣接チャネルの電極の電位がグラウンド電位ＧＮＤに戻る。したがって、アクチュエータＺ１に印加される電圧はＥ／２［Ｖ］まで下降する。その結果、当該チャネルの隔壁が収縮変形前の状態に復元し始める。

【0089】

第７設定レジスタ４０１７に設定されている時間Ｔ４ａが経過してステートデータがＳＴ０に更新されると（時点ｔ７）、当該チャネルの電極の電位もグラウンド電位ＧＮＤに戻る。したがって、アクチュエータＺ１に印加される電圧がグラウンド電位ＧＮＤまで下降する。その結果、当該チャネルの隔壁は変形作用を受けない状態まで復元される。この収縮から復元までの隔壁の変調に伴う圧力室内の圧力変化により、当該チャネルに生じた圧力振動をキャンセルするダンピング作用が働く。

【0090】

ステートデータがＳＴ７に更新されてから（時点ｔ６）、ステートデータがＳＴ０に更新されるまで（時点ｔ７）の時間Ｔ４ａを前段の逆放電時間（前段の復元時間）と称する。ステートデータがＳＴ０に更新されてから（時点ｔ７）、アクチュエータＺ１の電位がグラウンド電位ＧＮＤに戻るまで（時点ｔ７８）に要する時間Ｔ４ｂを後段の逆放電時間（後段の復元時間）と称する。前段の逆放電時間Ｔ４ａと後段の逆放電時間Ｔ４ｂとの合計時間Ｔ４は、アクチュエータＺ１の逆方向の放電時間となる。
前段時間、すなわち前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の放電時間Ｔ２ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ及び前段の逆放電時間Ｔ４ａは、アクチュエータに±Ｅ／２［Ｖ］の大きさの中間電圧が与えられている時間であり、それはアクチュエータがスイッチ素子を介して第１の電圧源３０１へ接続されている時間である。

【0091】

一例としてのヘッド１００は、１つのノズルからインク滴を吐出するのに必要な２つのアクチュエータの合計静電容量が７００［ｐＦ］であり、圧力室の圧力伝搬時間が３．３２［μｓ］である。このようなヘッド１００は、圧力伝搬時間の半分の１．６６［μｓ］を基本時間単位として、圧力室の容積を拡張し、続いて容積を復元する。圧力室の容積の拡張及び復元により、圧力室に補充されたインクがノズルから吐出される。インクが吐出された後、ヘッド１００は、圧力室の容積の拡張及び復元によりダンピングを行う。ダンピングのためのパルス幅は、ヘッド１００の減衰特性に合わせて定義される。通常、パルス幅は１．５〜２．０μｓ程度である。

【0092】

このようなヘッド１００において、前段時間を共通とし、各前段時間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａを適宜可変して、ヘッド１００の駆動電力を測定したところ、図１５のグラフに示すような結果が得られた。このグラフから、各前段時間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａを長めに設定すれば、駆動電力は理論値である５０％に近づくことがわかる。つまり、消費電力を削減できることがわかる。逆に、各前段時間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａを短めに設定した場合には、その分、消費電力の削減量が少なくなる。

【0093】

一方、各前段時間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａは、インクの吐出特性という点から鑑みると、吐出への影響はそれぞれ異なる。特に、インク吐出に係る前段の放電時間Ｔ２ａは、吐出への影響は大きい。具体的には、前段の放電時間Ｔ２ａを長めに設定すると、インクの吐出速度が低下する。

【0094】

一方、インク補充に係る前段の充電時間Ｔ１ａは、前段の放電時間Ｔ２ａよりもインク吐出への影響は小さい。また、ダンピングに係る前段の逆充電時間Ｔ３ａ及び前段の逆放電時間Ｔ４ａは、インク吐出の効率に直接は影響しない。ただし、前段の逆放電時間Ｔ４ａを長めに設定すると、インク滴を吐出するための駆動周期が長くなり、駆動周波数が落ちる懸念がある。前段の逆充電時間Ｔ３ａは、ダンピングに関係する。しかしダンピング時間は結局調整することになるので、他の前段の充電時間Ｔ１ａ，放電時間Ｔ２ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａよりもその長さを長く設定しても影響はない。

【0095】

以上の点を考慮すると、前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａを長めに設定し、インク吐出に係る前段の放電時間Ｔ２ａを短めに設定することで、消費電力を抑制しつつ、インクの吐出速度を高めることができ、安定した吐出効率を得ることができると言える。このような作用は、前段の放電時間Ｔ２ａを前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａの半分以下に設定することで顕著となる。このとき、前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａのうち少なくとも１つを前段の放電時間Ｔ２ａよりも長めに設定することで、消費電力削減の効果が得られる。前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａの全てを前段の放電時間Ｔ２ａよりも長めに設定すれば消費電力削減効果は最大となる。

【0096】

以下、前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａを長めに設定し、前段の放電時間Ｔ２ａを短めに設定することが効果的であることについて、検証を行う。検証は、図１６の等価回路モデルを用いて行う。等価回路モデルは、駆動波形に対する圧力室のインク圧力とインク流速とをシミュレーションするものである。等価回路モデルは、電圧源Ｖ１の両端電圧が駆動電圧を表し、インダクタＬ１の両端電圧が圧力室の圧力を表し、回路電流がインクの流速を表す。

【0097】

はじめに、図１７に示すように、充電時間、放電時間、逆充電時間及び逆放電時間を前段と後段とに分割しない従来の駆動波形Ｗ１１について、圧力室の圧力Ｗ１２とインクの流速Ｗ１３とをシミュレーションする。この駆動波形Ｗ１１の場合、インクが吐出される際の圧力室の最大圧力Ｗ１２Ｐは、瞬時的に１つのピークとなり、十分な吐出速度を得られる。ただし、この波形Ｗ１１の場合には、消費電力が大きいという問題がある。

【0098】

次に、図１８〜図２０に示すように、各前段時間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａを有する駆動波形Ｗ２１，Ｗ３１，Ｗ４１について、圧力室の圧力Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４２とインクの流速Ｗ２３，Ｗ３３，Ｗ４３とをシミュレーションする。

【0099】

図１８〜図２０において、前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａは、いずれも０．２μｓで共通である。一方、前段の放電時間Ｔ２ａについては、図１８のデータが０．３μｓとした場合であり、図１９のデータが０．２μｓとした場合であり、図２０のデータが０．１μとした場合である。圧力室を収縮して戻す、ダンピングの為の、後半のパルス幅とパルス位置は、圧力振動がそれぞれ最適にキャンセルされる条件に調整してある。

【0100】

各前段時間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａを有する駆動波形Ｗ２１，Ｗ３１，Ｗ４１の場合、インクが吐出される際の圧力室の最大圧力Ｗ２２Ｐ，Ｗ３２Ｐ，Ｗ４２Ｐは、ピークが２つに分かれる。しかも、前段の放電時間Ｔ２ａを他の前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａよりも長くした場合には（図１８を参照）、最大圧力Ｗ２２Ｐは、図１７のときの最大圧力Ｗ１２Ｐと比較して大きく低下する。また、前段の放電時間Ｔ２ａを他の前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ前段の逆放電時間Ｔ４ａと同じにした場合にも（図１９を参照）、最大圧力Ｗ３２Ｐは、図１７のときの最大圧力Ｗ１２Ｐと比較して低下する。このため、いずれの場合もインクの吐出速度が低下する。

【0101】

しかしながら、前段の放電時間Ｔ２ａを０．１μｓとした場合には（図２０を参照）、最大圧力Ｗ２２Ｐは従来波形とほとんど変わらない。このため、インクの吐出速度は低下しない。しかも、前段の放電時間Ｔ２ａが０．１μｓであり、かつ前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａが０．２μｓであるので、充電時間、放電時間、逆充電時間及び逆放電時間を前段と後段とに分割しない従来と比較して、消費電力を抑制できる効果を奏する。この効果は、前段の放電時間Ｔ２ａを前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａのうち少なくとも１つよりも半分以下に設定することで顕著となる。また前段の放電時間Ｔ２ａを前段の充電時間Ｔ１ａ，前段の逆充電時間Ｔ３ａ，前段の逆放電時間Ｔ４ａの全てを前段の放電時間Ｔ２ａよりも長めに設定すれば消費電力削減効果は最大となる。

【0102】

因みに、図２１は、上述したシミュレーションにおいて、横軸を前段の充電時間Ｔ２ａとし、縦軸をインクが吐出される際の圧力室の最大圧力として両者の対応関係を示すグラフである。

【0103】

このように第１の実施形態の波形発生回路４００は、アクチュエータを充電する際には、先ずアクチュエータに中間電圧Ｅ／２［Ｖ］を与えて充電し、続いて駆動電圧Ｅ［Ｖ］に至るまで充電するように、駆動波形を充放電回路３００に出力する。続いてアクチュエータから放電する際には、波形発生回路４００は、駆動電圧Ｅ［Ｖ］まで充電されたアクチュエータに中間電圧Ｅ／２［Ｖ］を与えて放電し、続いて電圧がゼロになるまで放電するように、駆動波形を充放電回路３００に出力する。そして、ノズルからインクを吐出するタイミングでの駆動電圧Ｅ［Ｖ］まで充電されたアクチュエータに中間電圧Ｅ／２［Ｖ］を与えて放電する時間Ｔ２ａは、他のタイミングでのアクチュエータに中間電圧Ｅ／２［Ｖ］を与えて充電する時間Ｔ１ａ，Ｔ３ａ及びアクチュエータに中間電圧Ｅ／２［Ｖ］を与えて放電する時間Ｔ４ａよりも短く設定されている。

【0104】

このような波形発生回路４００を有するヘッド１００は、インクの十分な吐出速度を確保しつつ消費電力を削減できる効果を奏する。

【0105】

なお、本発明は、前記実施形態（第１の実施形態）に限定されるものではない。
前記実施形態では、前段の放電時間Ｔ２ａを前段の充電時間Ｔ１ａ，逆充電時間Ｔ３ａ，逆放電時間Ｔ４ａよりも短めに設定した。前段の放電時間Ｔ２ａは、インクの吐出速度に関係する。前段の放電時間Ｔ２ａを短めに設定すると、インクの吐出速度が上昇する。逆に、前段の放電時間Ｔ２ａを長めに設定すると、インクの吐出速度が低下する。ひいては、インクの吐出体積も低下する。

【0106】

すなわち、前段の放電時間Ｔ２ａを短めに設定したり長めに設定したりすることで、インクの吐出特性を可変調整できるインクジェットヘッドを提供できる。そこで次に、消費電力を抑制しつつ、インクの吐出特性を可変調整できるインクジェットヘッドの実施形態（第２乃至第４の実施形態）について、図面を用いて説明する。

【0107】

なお、第２乃至第４の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、波形発生回路４００の構成である。その余の部分については第１の実施形態と共通なので同一符号を付し、その説明は省略する。

【0108】

［第２の実施形態］
図２２は、第２の実施形態における波形発生回路５００の構成を示すブロック図である。波形発生回路５００は、各チャネルCh.1，Ch.2，…，Ch.nに対して共通の時間設定レジスタ５０１、印刷データレジスタ５０２及び時間調整値レジスタ５０３と、チャネルCh.1，Ch.2，…，Ch.n別の回路ユニット５０４と、信号線５０５とを備える。信号線５０５は、時間設定レジスタ５０１、印刷データレジスタ５０２及び時間調整値レジスタ５０３と、各回路ユニット５０４とを、電気的に接続する。

【0109】

各回路ユニット５０４は、それぞれ対応するチャネルに対して駆動波形を生成する回路群である。駆動波形は、チャネルに含まれるアクチュエータへの通電路を形成する６つのスイッチ素子のオン，オフを制御する波形である。各回路ユニット５０４は、同一の構成を有する。このため図２２では、チャネルCh.1に対する回路ユニット５０４だけその構成を具体的に示す。そして回路ユニット５０４が、スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３に対して駆動波形を与える場合について説明する。他のチャネルCh.2，…，Ch.nに対する回路ユニット５０４の説明は重複するので、ここでは省略する。因みに本実施形態では、当該チャネルがインクを吐出する吐出チャネルであるとき、隣接チャネルは吐出チャネルでないものとする。

【0110】

時間設定レジスタ５０１は、第１１設定レジスタ５０１１、第１２設定レジスタ５０１２、第１３設定レジスタ５０１３、第１４設定レジスタ５０１４、第１５設定レジスタ５０１５及び第１６設定レジスタ５０１６を含む。第１１設定レジスタ５０１１には、時間Ｔ１ａがセットされる。第１２設定レジスタ５０１２には、（時間ＴＤ−Ｔ１ａ）がセットされる。第１３設定レジスタ５０１３には、時間Ｔ３ａがセットされる。第１４設定レジスタ５０１４には、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）がセットされる。第１５設定レジスタ５０１５には、時間Ｔ４ａがセットされる。第１６設定レジスタ５０１６には、時間ＴＲがセットされる。時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）、時間Ｔ４ａ、時間ＴＲは、第１の実施形態において、図８〜図１０を用いて説明した同一符号の時間と同じ意味を持つ。すなわち第２の実施形態の時間設定レジスタ５０１は、第１の実施形態の時間設定レジスタ４０１と比較して、時間Ｔ２ａがセットされる第３設定レジスタ４０１３と、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）がセットされる第４設定レジスタ４０１４とを削除し、その代わりに、時間ＴＲがセットされる第１６設定レジスタ５０１６を追加した構成となっている。

【0111】

印刷データレジスタ５０２は、印刷データＤ１〜Ｄｎの入力を受け付ける。印刷データＤ１〜Ｄｎは、チャネルCh.1〜Ch.nに対して１対１で対応する。印刷データレジスタ５０２は、画像メモリから転送される印刷データＤ１〜Ｄｎを記憶する。そして印刷データレジスタ５０２は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式により、印刷データＤ１〜Ｄｎを、それぞれ対応するチャネルCh.1〜Ch.nの回路ユニット５０４に出力する。

【0112】

調整値レジスタ５０３は、時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｎ）の入力を受け付ける。時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｎ）は、いずれも第１の放電に際してアクチュエータに中間電圧Ｅ／２［Ｖ］を与える時間である。時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｎ）は、チャネルCh.1〜Ch.nに対して１対１で対応する。時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｎ）は、チャネルCh.1〜Ch.n毎に任意の値を設定可能である。調整値レジスタ５０３は、チャネルCh.1〜Ch.n毎に設定された時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｎ）を記憶する。そして調整値レジスタ５０３は、時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｎ）をそれぞれ対応するチャネルCh.1〜Ch.nの回路ユニット５０４に出力する。

【0113】

信号線５０５は、各回路ユニット５０４に、それぞれ時間設定レジスタ５０１の第１１〜第１６設定レジスタ５０１１〜５０１６と、印刷データレジスタ５０２と、調整値レジスタ５０３とを接続する。また信号線５０５は、各回路ユニット５０４に、波形出力開始のトリガ信号を印加する。

【0114】

各回路ユニット５０４は、それぞれ減算器５０４１、セレクタ５０４２、タイマ５０４３、ステートカウンタ５０４４、駆動パターンメモリ５０４５及びゲート回路５０４６を備える。ゲート回路５０４６は、６つのスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３にそれぞれ対応した２入力ＡＮＤゲートまたはＮＡＮＤゲートを含む。ゲート回路５０４６は、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタからなり、負電源ラインＬ２に接続されるスイッチ素子Ｓ１１及びＳ２１と、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタからなり、グラウンドラインＬ３に接続されるスイッチ素子Ｓ１３及びＳ２３に対しては、ＡＮＤゲートとなっている。ゲート回路５０４６は、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタからなり、正電源ラインＬ１に接続されるスイッチ素子Ｓ１２及びＳ２２に対しては、ＮＡＮＤゲートとなっている。各ＡＮＤゲート及びＮＡＮＤゲートの一方の入力には、印刷データレジスタ５０２から出力される印刷データＤ１が印加される。各ＡＮＤゲート及びＮＡＮＤゲートの他方の入力には、駆動パターンメモリ５０４５からスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３毎に発生する駆動波形が印加される。

【0115】

減算器５０４１は、第１６設定レジスタ５０１６にセットされた時間ＴＲから、時間調整値レジスタ５０３にセットされたチャネルCh.1に対する時間Ｔ２ａ（１）を減算する。減算器５０４１は、減算後の時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））をセレクタ５０４２に出力する。

【0116】

セレクタ５０４２は、ステートカウンタ４０４から出力されるステートデータＳＴ０〜ＳＴ７に従い、第１１設定レジスタ５０１１及び第１２設定レジスタ５０１２にそれぞれセットされた時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間調整値レジスタ５０３にセットされた時間Ｔ２ａ（１）、減算器５０４１から出力される時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））、第１３設定レジスタ５０１３乃至第１５設定レジスタ５０１５にそれぞれセットされた時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）、時間Ｔ４ａを順番に選択する。具体的には、セレクタ５０４２は、ステートデータＳＴ１が入力されると時間Ｔ１ａを選択し、ステートデータＳＴ２が入力されると時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）を選択し、ステートデータＳＴ３が入力されると時間Ｔ２ａ（１）を選択し、ステートデータＳＴ４が入力されると時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））を選択し、ステートデータＳＴ５が入力されると時間Ｔ３ａを選択し、ステートデータＳＴ６が入力されると時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）を選択し、ステートデータＳＴ７が入力されると時間Ｔ４ａを選択する。セレクタ５０４２は、選択した時間をタイマ４０３にセットする。

【0117】

タイマ５０４３は、セレクタ５０４２によって設定された時間を計時する。そしてその時間を計時し終えると、タイマ５０４３は、ステート更新信号ＳＡをステートカウンタ５０４４に出力する。

【0118】

ステートカウンタ５０４４は、８進カウンタであり、初期状態では、ステートデータＳＴを“０”にリセットする。この状態で、波形出力開始のトリガ信号が入力されると、ステートカウンタ５０４４は、ステートデータＳＴを“１”だけカウントアップする。その後、タイマ５０４３からステート更新信号ＳＡが入力される毎に、ステートカウンタ５０４４は、ステートデータＳＴを“１”ずつカウントアップする。そしてステートデータＳＴを上限値（８進カウンタのため“７”）までカウントすると、ステートカウンタ５０４４は、その後のステート更新信号ＳＡの入力によりステートデータＳＴを“０”にリセットする。ステートカウンタ５０４４は、ステートデータＳＴ０〜ＳＴ７をセレクタ５０４２と駆動パターンメモリ５０４５とに出力する。

【0119】

駆動パターンメモリ５０４５は、ステートデータＳＴ０〜ＳＴ７にそれぞれ対応付けて駆動パターンデータを記憶する。駆動パターンデータは、６つのスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３のオン，オフを制御するデータである。

【0120】

図２３は、駆動パターンメモリ５０４５に記憶される駆動パターンデータの具体例を表す。図２３において、スイッチ素子Ｓ１１及びＳ２１の符号に付される“（−）”は、当該スイッチ素子Ｓ１１及びＳ２１が負電源ラインＬ２に接続されていることを表す。スイッチ素子Ｓ１２及びＳ２２の符号に付される“（＋）”は、当該スイッチ素子Ｓ１２及びＳ２２が正電源ラインＬ１に接続されていることを表す。スイッチ素子Ｓ１３及びＳ２３の符号に付される“（０）”は、グラウンドラインＬ３に接続されていることを表す。

【0121】

ステートカウンタ５０４４からステートデータＳＴ０〜ＳＴ７が入力される毎に、そのステートデータＳＴ０〜ＳＴ７に対応する駆動パターンデータに従い、スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３毎に駆動波形が駆動パターンメモリ５０４５から発生する。

【0122】

図２３に示したステートデータＳＴ０〜ＳＴ７別の駆動パターンデータは、第１の実施形態の駆動パターンデータと一致する。また、回路ユニット５０４を構成するセレクタ５０４２、タイマ５０４３、ステートカウンタ５０４４及び駆動パターンメモリ５０４５は、第１の実施形態のセレクタ４０２、タイマ４０３、ステートカウンタ４０４及び駆動パターンメモリ４０５と同様に動作する。

【0123】

したがって、ステートデータがＳＴ０、ＳＴ１、ＳＴ２にそれぞれ更新されたときと、ステートデータがＳＴ５、ＳＴ６、ＳＴ７に更新されたときの波形発生回路５００の動作は、第１の実施形態の波形発生回路４００の動作と一致する。

【0124】

すなわち、ステートデータがＳＴ０の初期状態においては、スイッチ素子Ｓ２３とスイッチ素子Ｓ１３とがオンし、スイッチ素子Ｓ２１、スイッチ素子Ｓ２２、スイッチ素子Ｓ１１及びスイッチ素子Ｓ１２がオフする。ステートデータがＳＴ１に更新されると、スイッチ素子Ｓ１３がオフし、スイッチ素子Ｓ１２がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は、前段の充電時間Ｔ１ａが計時されている間、電圧Ｅ／２［Ｖ］で順方向に通電されて充電される。続いてステートデータがＳＴ２に更新されると、スイッチ素子Ｓ２３がオフし、スイッチ素子Ｓ２１がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）が計時されている間、電圧Ｅ［Ｖ］で順方向に通電されてさらに充電される。以上の動作により、チャネルCh.1の圧力室にインクが補充される。

【0125】

ステートデータがＳＴ３に更新されたときには、セレクタ５０４２は、時間調整値Ｔ２ａ（１）を選択する。その結果、タイマ５０４３は、時間Ｔ２ａ（１）を計時する。また、ステートデータＳＴ３に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ２１がオフし、スイッチ素子Ｓ２３がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は、時間Ｔ２ａ（１）が計時されている間、中間電圧Ｅ／２［Ｖ］が与えられた状態で放電する。

【0126】

時間Ｔ２ａ（１）が計時されて、ステートデータがＳＴ４に更新されると、セレクタ５０４２は、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））を選択する。その結果、タイマ５０４３は、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））を計時する。また、ステートデータＳＴ４に対応した駆動パターンデータの駆動波形により、スイッチ素子Ｓ１２がオフし、スイッチ素子Ｓ１３がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は電圧ゼロが与えられた状態となり、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））が計時されている間、放電を続ける。以上の動作により、ゲート回路５０４６に対してドット出力の印刷データＤ１が印加されている場合には、チャネルCh.1のノズルからインク滴が１滴吐出される。吐出するタイミングは放電動作のときである。

【0127】

したがって、時間Ｔ２ａ（１）は、第１の実施形態で説明した前段の放電時間として機能する。

【0128】

ステートデータがＳＴ５に更新されたときには、スイッチ素子Ｓ２３がオフし、スイッチ素子Ｓ２２がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は、前段の収縮時間Ｔ３ａが計時されている間、Ｅ／２［Ｖ］で逆方向に通電されて充電される。続いて、ステートデータがＳＴ６に更新されると、スイッチ素子Ｓ１３がオフし、スイッチ素子Ｓ１１がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）が計時されている間、Ｅ［Ｖ］で逆方向に通電されてさらに充電される。続いてステートデータがＳＴ７に更新されると、スイッチ素子Ｓ１１がオフし、スイッチ素子Ｓ１３がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は、前段の復元時間Ｔ４ａの間、放電する。続いて、ステートデータがＳＴ０に戻ると、スイッチ素子Ｓ２２がオフし、スイッチ素子Ｓ２３がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は放電を続ける。以上の動作により、チャネルCh.1の圧力室の容積が拡張及び復元されてダンピングが行われる。

【0129】

第２の実施形態では、ノズルからインクを吐出するタイミングでの前段の放電時間Ｔ２ａ（１）とその後の放電時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））とは、時間調整値レジスタ５０３にセットされる時間調整値Ｔ２ａ（１）に依存する。すなわち、時間調整値Ｔ２ａ（１）を短くすることで、前段の放電時間Ｔ２ａ（１）が短くなる。前段の放電時間Ｔ２ａ（１）が短くなると、ノズルから吐出されるインクの吐出速度が速くなり、インクの吐出体積も増加する。逆に、時間調整値Ｔ２ａ（１）を長くすることで、前段の放電時間Ｔ２ａ（１）が長くなる。前段の放電時間Ｔ２ａ（１）が長くなると、ノズルから吐出されるインクの吐出速度を遅くなり、インクの吐出体積も減少する。

【0130】

このように第２の実施形態によれば、消費電力を抑制しつつ、チャネルCh.1〜Ch.n毎にインクの吐出特性（吐出速度、吐出体積）を調整可能なインクジェットヘッドを提供することができる。

【0131】

［第３の実施形態］
図２４は、第３の実施形態における波形発生回路６００の構成を示すブロック図である。波形発生回路６００は、各チャネルCh.1，Ch.2，…，Ch.nに対して共通の時間設定レジスタ６０１、印刷データレジスタ６０２、時間調整値レジスタ６０３、セレクタ６０４、タイマ６０５及びステートカウンタ６０６と、チャネルCh.1，Ch.2，…，Ch.n別の回路ユニット６０７と、信号線６０８とを備える。信号線６０８は、印刷データレジスタ６０２、時間調整値レジスタ６０３及びステートカウンタ６０６と、各回路ユニット６０７とを、電気的に接続する。

【0132】

各回路ユニット６０７は、それぞれ対応するチャネルに対して駆動波形を生成する回路群である。駆動波形は、チャネルに含まれるアクチュエータへの通電路を形成する６つのスイッチ素子のオン，オフを制御する波形である。各回路ユニット６０７は、同一の構成を有する。このため図２４では、チャネルCh.1に対する回路ユニット６０７だけその構成を具体的に示す。そして回路ユニット６０７が、スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３に対して駆動波形を与える場合について説明する。他のチャネルCh.2，…，Ch.nに対する回路ユニット６０７の説明は重複するので、ここでは省略する。因みに本実施形態では、当該チャネルがインクを吐出する吐出チャネルであるとき、隣接チャネルは吐出チャネルでないものとする。

【0133】

時間設定レジスタ６０１は、第２１設定レジスタ６０１１、第２２設定レジスタ６０１２、第２３設定レジスタ６０１３、第２４設定レジスタ６０１４、第２５設定レジスタ６０１５及び第２６設定レジスタ６０１６を含む。第２１設定レジスタ６０１１には、時間Ｔ１ａがセットされる。第２２設定レジスタ６０１２には、（時間ＴＤ−Ｔ１ａ）がセットされる。第２３設定レジスタ６０１３には、時間ＴＲがセットされる。第２４設定レジスタ６０１４には、時間Ｔ３ａがセットされる。第２５設定レジスタ６０１５には、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）がセットされる。第２６設定レジスタ６０１６には、時間Ｔ４ａがセットされる。時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間ＴＲ、時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）、時間Ｔ４ａは、第１の実施形態において、図８〜図１０を用いて説明した同一符号の時間と同じ意味を持つ。すなわち第３の実施形態の時間設定レジスタ６０１は、第１の実施形態の時間設定レジスタ４０１と比較して、時間Ｔ２ａがセットされる第３設定レジスタ４０１３と、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ）がセットされる第４設定レジスタ４０１４とを削除し、その代わりに、時間ＴＲがセットされる第２３設定レジスタ６０１３を追加した構成となっている。

【0134】

第２の実施形態と比較した場合、時間設定レジスタ６０１は、時間設定レジスタ５０１と同一構成である。また、印刷データレジスタ６０２及び時間調整値レジスタ６０３も、第２の実施形態の印刷データレジスタ５０２及び時間調整値レジスタ５０３と同一構成である。したがって、印刷データレジスタ６０２及び時間調整値レジスタ６０３の説明は省略する。

【0135】

セレクタ６０４は、ステートカウンタ６０６から出力されるステートデータｐｓ０〜ｐｓ６に従い、第２１設定レジスタ６０１１乃至第２６設定レジスタ６０１６にそれぞれセットされた時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間ＴＲ、時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）、時間Ｔ４ａを順番に選択する。具体的には、セレクタ６０４は、ステートデータｐｓ１が入力されると時間Ｔ１ａを選択し、ステートデータｐｓ２が入力されると時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）を選択し、ステートデータｐｓ３が入力されると時間ＴＲを選択し、ステートデータｐｓ４が入力されると時間Ｔ３ａを選択し、ステートデータｐｓ５が入力されると時間Ｔ４ａを選択する。セレクタ６０４は、選択した時間をタイマ６０５にセットする。

【0136】

タイマ６０５は、セレクタ６０４によって設定された時間を計時する。そしてその時間を計時し終えると、タイマ６０５は、ステート更新信号ＳＡをステートカウンタ６０６に出力する。

【0137】

ステートカウンタ６０６は、７進カウンタであり、初期状態では、ステートデータｐｓを“０”にリセットする。この状態で、波形出力開始のトリガ信号が入力されると、ステートカウンタ６０６は、ステートデータｐｓを“１”だけカウントアップする。その後、タイマ６０５からステート更新信号ＳＡが入力される毎に、ステートカウンタ６０６は、ステートデータｐｓを“１”ずつカウントアップする。そしてステートデータｐｓを上限値（７進カウンタのため“６”）までカウントすると、ステートカウンタ６０６は、その後のステート更新信号ＳＡの入力によりステートデータｐｓを“０”にリセットする。ステートカウンタ６０６は、ステートデータｐｓ０〜ｐｓ６をセレクタ６０４とチャネルCh.1〜Ch.n別の回路ユニット６０７とに出力する。

【0138】

各回路ユニット６０７は、それぞれステート検出器６０７１、ワンショットタイマ６０７２、駆動パターンメモリ６０７３及びゲート回路６０７４を備える。ゲート回路６０７４は、第２の実施形態のゲート回路５０４６と同一なので、ここでの説明は省略する。

【0139】

ステート検出器６０７１は、ステートカウンタ６０６から与えられるステートデータｐｓ０〜ｐｓ６の中からステートデータｐｓ３を検出する。ステート検出器６０７１は、ステートデータｐｓ３を検出すると、ワンショットタイマ６０７２にイネーブル信号ｅｎを出力する。

【0140】

ワンショットタイマ６０７２は、時間調整値レジスタ６０３から、チャネルCh.1に対する時間調整値Ｔ２ａ（１）を受け取る。そしてステート検出器６０７１からイネーブル信号ｅｎを受信する毎に、ワンショットタイマ６０７２は、時間調整値Ｔ２ａ（１）に相当する時間を計時し、計時し終えると、駆動パターンメモリ６０７３に調整終了信号ａｅを出力する。

【0141】

駆動パターンメモリ６０７３は、ステートデータｐｓ０〜ｐｓ６にそれぞれ対応付け、かつステートデータがｐｓ３の場合には調整終了信号ａｅの有無にも関連させて駆動パターンデータを記憶する。駆動パターンデータは、６つのスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３のオン，オフを制御するデータである。

【0142】

図２５は、駆動パターンメモリ６０７３に記憶される駆動パターンデータの具体例を表す。図２５において、スイッチ素子Ｓ１１及びＳ２１の符号に付される“（−）”は、当該スイッチ素子Ｓ１１及びＳ２１が負電源ラインＬ２に接続されていることを表す。スイッチ素子Ｓ１２及びＳ２２の符号に付される“（＋）”は、当該スイッチ素子Ｓ１２及びＳ２２が正電源ラインＬ１に接続されていることを表す。スイッチ素子Ｓ１３及びＳ２３の符号に付される“（０）”は、グラウンドラインＬ３に接続されていることを表す。

【0143】

ステートカウンタ６０６からステートデータｐｓ０〜ｐｓ６が入力される毎に、そのステートデータｐｓ０〜ｐｓ６に対応し、かつステートデータがｐｓ３の場合には調整終了信号ａｅの有無にも関連させた駆動パターンデータに従い、スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３毎に駆動波形が駆動パターンメモリ６０７３から発生する。

【0144】

すなわちステートデータがｐｓ０の初期状態においては、スイッチ素子Ｓ１３とスイッチ素子Ｓ２３とがオンし、スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１及びＳ２２をオフする駆動波形が発生する。

【0145】

この状態で、ステートカウンタ６０６に波形出力開始のトリガ信号が入力されて、ステートデータがｐｓ１に更新されると、スイッチ素子Ｓ１３がオフし、Ｓ１２がオンする駆動波形が発生する。またセレクタ６０４は、第２１設定レジスタ６０１１に設定された時間、すなわち前段の充電時間Ｔ１ａを選択し、タイマ６０５にセットする。その結果、アクチュエータＺ１は、前段の充電時間Ｔ１ａが計時されている間、電圧Ｅ／２［Ｖ］で順方向に通電されて充電される。

【0146】

タイマ６０５が時間Ｔ１ａを計時することで、ステートデータがｐｓ２に更新されると、スイッチ素子Ｓ２３がオフし、スイッチ素子Ｓ２１がオンする。またセレクタ６０４は、第２２設定レジスタ６０１２に設定された時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）を選択し、タイマ６０５にセットする。その結果、アクチュエータＺ１は、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）が計時されている間、電圧Ｅ［Ｖ］で順方向に通電されて、さらに充電される。以上の動作により、チャネルCh.1の圧力室にインクが補充される。

【0147】

タイマ６０５が時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）を計時することで、ステートデータがｐｓ３に更新されると、スイッチ素子Ｓ２１がオフし、スイッチ素子Ｓ２３がオンする。またセレクタ６０４は、第２３設定レジスタ６０１３に設定された時間ＴＲを選択し、タイマ６０５にセットする。さらに、ステート検出器６０７１がステートデータｐｓ３を検出することでワンショットタイマ６０７２が起動する。そしてワンショットタイマ６０７２が時間Ｔ２ａ（１）を計時すると、駆動パターンメモリ６０７３に調整終了信号ａｅが出力される。

【0148】

その結果、アクチュエータＺ１は、先ず、時間Ｔ２ａ（１）が計時されている間、中間電圧Ｅ／２［Ｖ］が与えられた状態で放電する。そして時間Ｔ２ａ（１）が計時されて、駆動パターンメモリ６０７３に調整終了信号ａｅが入力されると、スイッチ素子Ｓ１２がオフし、スイッチ素子Ｓ１３がオンする。その結果、アクチュエータＺ１には電圧ゼロが与えられた状態となり、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））が計時されている間、放電を続ける。以上の動作により、ゲート回路５０４６に対してドット出力の印刷データＤ１が印加されている場合には、チャネルCh.1のノズルからインク滴が１滴吐出される。吐出するタイミングは放電動作のときである。

【0149】

タイマ６０５が時間ＴＲを計時することで、ステートデータがｐｓ４に更新されると、スイッチ素子Ｓ２３がオフし、スイッチ素子Ｓ２２がオンする。またセレクタ６０４は、第２４設定レジスタ６０１４に設定された時間Ｔ３ａを選択し、タイマ６０５にセットする。その結果、アクチュエータＺ１は、第２４設定レジスタ６０１４に設定された時間、すなわち前段の逆充電時間Ｔ３ａが計時されている間、Ｅ／２［Ｖ］で逆方向に通電されて充電される。

【0150】

タイマ６０５が時間Ｔ３ａを計時することで、ステートデータがｐｓ５に更新されると、スイッチ素子Ｓ１３がオフし、スイッチ素子Ｓ１１がオンする。またセレクタ６０４は、第２５設定レジスタ６０１５に設定された時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）を選択し、タイマ６０５にセットする。その結果、アクチュエータＺ１は、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）が計時されている間、Ｅ［Ｖ］で逆方向に通電されて、さらに充電される。

【0151】

タイマ６０５が時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）を計時することで、ステートデータがｐｓ６に更新されると、スイッチ素子Ｓ１１がオフし、スイッチ素子Ｓ１３がオンする。またセレクタ６０４は、第２６設定レジスタ６０１６に設定された時間Ｔ４ａを選択し、タイマ６０５にセットする。その結果、アクチュエータＺ１は、第２６設定レジスタ６０１６に設定された時間、すなわち前段の逆放電時間Ｔ４ａの間、放電する。

【0152】

タイマ６０５が時間Ｔ４ａを計時することで、ステートデータがｐｓ０に戻ると、スイッチ素子Ｓ２２がオフし、スイッチ素子Ｓ２３がオンする。その結果、アクチュエータＺ１は放電を続ける。以上の動作により、チャネルCh.1の圧力室の容積が拡張及び復元されてダンピングが行われる。

【0153】

このように第３の実施形態においても、ノズルからインクを吐出するタイミングでの前段の放電時間Ｔ２ａ（１）とその後の放電時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））とは、時間調整値レジスタ５０３にセットされる時間調整値Ｔ２ａ（１）に依存する。したがって、第２の実施形態と同様に、消費電力を抑制しつつ、チャネルCh.1〜Ch.n毎にインクの吐出特性を調整可能なインクジェットヘッドを提供することができる。

【0154】

しかも、波形発生回路６００は、駆動波形のタイミングを生成するセレクタ６０４、タイマ６０５及びステートカウンタ６０６を、各チャネルCh.1〜Ch.nに対して共通とした。このため、回路ユニット６０７は第２の実施形態の回路ユニット５０４と比べて構成部品が少ないので、構成の簡略化、低コスト化等の効果を奏し得る。そしてこの効果は、チャネル数が多いインクジェットヘッドほど顕著なものとなる。

【0155】

前記第２及び第３の実施形態は、いずれもチャネルCh.1〜Ch.n毎にインクの吐出特性を調整する場合を例示した。吐出特性の調整は、チャネルCh.1〜Ch.n毎に行うものに限定されるものではない。全てのチャネルCh.1〜Ch.nに対して共通にインクの吐出特性を調整してもよい。また、複数のチャネルをまとめてグループ化し、グループ単位でインクの吐出特性を調整することで回路規模を削減し、低コスト化を図ることも可能である。

【0156】

以下では、グループ単位でインクの吐出特性を可変調整できるインクジェットヘッドの実施形態（第４、第５の実施形態）について説明する。

【0157】

［第４の実施形態］
図２６は、第４の実施形態における波形発生回路７００の構成を示すブロック図である。波形発生回路７００は、グループ単位のチャネルCh.1〜k，Ch.k+1〜2k，…に対して共通の時間設定レジスタ７０１、印刷データレジスタ７０２及び時間調整値レジスタ７０３と、グループ単位のチャネルCh.1〜k，Ch.k+1〜2k，…別の回路ユニット７０４と、信号線７０５とを備える。信号線７０５は、時間設定レジスタ７０１、印刷データレジスタ７０２及び時間調整値レジスタ７０３と、各回路ユニット７０４とを、電気的に接続する。

【0158】

各回路ユニット７０４は、それぞれ同一グループに属する複数のチャネルに対して共通に駆動波形を生成する回路群である。駆動波形は、チャネルに含まれるアクチュエータへの通電路を形成する６つのスイッチ素子のオン，オフを制御する波形である。各回路ユニット７０４は、同一の構成を有する。このため図２６では、チャネルCh.1〜Ch.kの１グループに対する回路ユニット７０４だけその構成を具体的に示す。そして回路ユニット７０４が、各チャネルCh.1〜Ch.kのそれぞれ６つのスイッチ素子に対して駆動波形を与える場合について説明する。他のチャネルCh.k+1〜2k，…に対する回路ユニット７０４の説明は重複するので、ここでは省略する。因みに本実施形態では、当該チャネルがインクを吐出する吐出チャネルであるとき、隣接チャネルは吐出チャネルでないものとする。

【0159】

時間設定レジスタ７０１は、第３１設定レジスタ７０１１、第３２設定レジスタ７０１２、第３３設定レジスタ７０１３、第３４設定レジスタ７０１４、第３５設定レジスタ７０１５及び第３６設定レジスタ７０１６を含む。第３１設定レジスタ７０１１には、時間Ｔ１ａがセットされる。第３２設定レジスタ７０１２には、（時間ＴＤ−Ｔ１ａ）がセットされる。第３３設定レジスタ７０１３には、時間Ｔ３ａがセットされる。第３４設定レジスタ７０１４には、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）がセットされる。第３５設定レジスタ７０１５には、時間Ｔ４ａがセットされる。第３６設定レジスタ７０１６には、時間ＴＲがセットされる。時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）、時間Ｔ４ａ、時間ＴＲは、第１の実施形態において、図８〜図１０を用いて説明した同一符号の時間と同じ意味を持つ。すなわち第４の実施形態の時間設定レジスタ７０１は、第２の実施形態の時間設定レジスタ５０１と同じである。

【0160】

印刷データレジスタ７０２は、印刷データＤ１〜Ｄｎの入力を受け付ける。印刷データＤ１〜Ｄｎは、チャネルCh.1〜Ch.nに対して１対１で対応する。印刷データレジスタ７０２は、画像メモリから転送される印刷データＤ１〜Ｄｎを記憶する。そして印刷データレジスタ７０２は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式により、印刷データＤ１〜Ｄｎを、それぞれ対応するチャネルCh.1〜Ch.nが属する回路ユニット７０４に出力する。

【0161】

調整値レジスタ７０３は、時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｇ）の入力を受け付ける。時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｇ）は、いずれも第１の放電に際してアクチュエータを中間電圧Ｅ／２［Ｖ］まで放電するのに要する時間である。時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｇ）は、複数のチャネルをまとめたグループに対して１対１で対応する。時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｇ）は、グループ毎に任意の値を設定可能である。調整値レジスタ７０３は、グループ毎に設定された時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｇ）を記憶する。そして調整値レジスタ７０３は、時間調整値Ｔ２ａ（１）〜Ｔ２ａ（ｇ）をそれぞれ対応するグループの回路ユニット７０４に出力する。

【0162】

信号線７０５は、各回路ユニット７０４に、それぞれ時間設定レジスタ７０１の第３１〜第３６設定レジスタ７０１１〜７０１６と、印刷データレジスタ７０２と、調整値レジスタ７０３とを接続する。また信号線５０５は、各回路ユニット７０４に、波形出力開始のトリガ信号を印加する。

【0163】

各回路ユニット７０４は、それぞれ減算器７０４１、セレクタ７０４２、タイマ７０４３、ステートカウンタ７０４４、駆動パターンメモリ７０４５及びそのグループに属するチャネルCh.1〜Ch.k別のゲート回路７０４６-1、７０４６-2、…、７０４６-mを備える。各ゲート回路７０４６-1、７０４６-2、…、７０４６-kは、それぞれ６つのスイッチ素子にそれぞれ対応した２入力ＡＮＤゲートまたはＮＡＮＤゲートを含む。ゲート回路７０４６-1、７０４６-2、…、７０４６-kは、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタからなり、負電源ラインＬ２に接続されるスイッチ素子と、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタからなり、グラウンドラインＬ３に接続されるスイッチ素子に対しては、ＡＮＤゲートとなっている。ゲート回路７０４６-1、７０４６-2、…、７０４６-kは、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタからなり、正電源ラインＬ１に接続されるスイッチ素子に対しては、ＮＡＮＤゲートとなっている。各ゲート回路７０４６-1、７０４６-2、…、７０４６-kのＡＮＤゲート及びＮＡＮＤゲートの一方の入力には、印刷データレジスタ７０２から出力される印刷データＤ１〜Ｄkが印加される。各ＡＮＤゲート及びＮＡＮＤゲートの他方の入力には、駆動パターンメモリ５０４５からスイッチ素子毎に発生する駆動波形が印加される。

【0164】

減算器７０４１、セレクタ７０４２、タイマ７０４３、ステートカウンタ７０４４及び駆動パターンメモリ７０４５は、第２の実施形態の減算器５０４１、セレクタ５０４２、タイマ５０４３、ステートカウンタ５０４４及び駆動パターンメモリ５０４５と同一である。また、駆動パターンメモリ５０４５に記憶される駆動パターンデータも、図２３に示した第２の実施形態のものと同一である。

【0165】

したがって、ステートカウンタ７０４４に波形出力開始のトリガ信号が入力されて、ステートデータがＳＴ０からＳＴ１に更新されると、各チャネルCh.1〜Ch.kのアクチュエータＺ１〜Ｚkは、前段の充電時間Ｔ１ａが計時されている間、電圧Ｅ／２［Ｖ］で順方向に通電されて充電される。続いてステートデータがＳＴ２に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）が計時されている間、電圧Ｅ［Ｖ］で順方向に通電されてさらに充電される。以上の動作により、各チャネルCh.1〜Ch.kの圧力室にイクが補充される。

【0166】

続いて、ステートデータがＳＴ３に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、前段の放電時間Ｔ２ａ（１）が計時されている間、中間電圧Ｅ／２［Ｖ］が与えられた状態で放電する。そしてさらに、時間Ｔ２ａ（１）が計時されて、ステートデータがＳＴ４に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkには電圧ゼロが与えられた状態となり、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））が計時されている間、放電を続ける。以上の動作により、ゲート回路７０４６-1〜７０４６-kに対してドット出力の印刷データＤ１〜Ｄkが印加されているチャネルCh.1〜Ch.kのノズルからインク滴が１滴吐出される。吐出するタイミングは放電動作のときである。

【0167】

続いて、ステートデータがＳＴ５に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、前段の収縮時間Ｔ３ａが計時されている間、Ｅ／２［Ｖ］で逆方向に通電されて充電される。続いて、ステートデータがＳＴ６に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）が計時されている間、Ｅ［Ｖ］で逆方向に通電されてさらに充電される。続いてステートデータがＳＴ７に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、アクチュエータＺ１は、前段の復元時間Ｔ４ａの間、中間電圧Ｅ／２［Ｖ］が与えられた状態で放電する。続いて、ステートデータがＳＴ０に戻ると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、放電を続ける。以上の動作により、各チャネルCh.1〜Ch.kの圧力室の容積が拡張及び復元されてダンピングが行われる。

【0168】

このように第４の実施形態によれば、消費電力を抑制しつつ、複数のチャネルをまとめたグループ単位にインクの吐出特性（吐出速度、吐出体積）を調整可能なインクジェットヘッドを提供することができる。

【0169】

［第５の実施形態］
図２７は、第５の実施形態における波形発生回路８００の構成を示すブロック図である。波形発生回路８００は、グループ単位のチャネルCh.1〜k，Ch.k+1〜2k，…に対して共通の時間設定レジスタ８０１、印刷データレジスタ８０２、時間調整値レジスタ８０３、セレクタ８０４、タイマ８０５及びステートカウンタ８０６と、グループ単位のチャネルCh.1〜k，Ch.k+1〜2k，…別の回路ユニット８０７と、信号線８０８とを備える。信号線８０８は、印刷データレジスタ８０２、時間調整値レジスタ８０３及びステートカウンタ８０６と、各回路ユニット８０７とを、電気的に接続する。

【0170】

各回路ユニット８０７は、それぞれ同一グループに属する複数のチャネルに対して共通に駆動波形を生成する回路群である。駆動波形は、チャネルに含まれるアクチュエータへの通電路を形成する６つのスイッチ素子のオン，オフを制御する波形である。各回路ユニット８０７は、同一の構成を有する。このため図２７では、チャネルCh.1〜Ch.kの１グループに対する回路ユニット８０７だけその構成を具体的に示す。そして回路ユニット８０７が、各チャネルCh.1〜Ch.kのそれぞれ６つのスイッチ素子に対して駆動波形を与える場合について説明する。他のチャネルCh.k+1〜2k，…に対する回路ユニット８０７の説明は重複するので、ここでは省略する。因みに本実施形態では、当該チャネルがインクを吐出する吐出チャネルであるとき、隣接チャネルは吐出チャネルでない独立駆動を前提とする。

【0171】

時間設定レジスタ６０１は、第４１設定レジスタ８０１１、第４２設定レジスタ８０１２、第４３設定レジスタ８０１３、第４４設定レジスタ８０１４、第４５設定レジスタ８０１５及び第４６設定レジスタ８０１６を含む。第４１設定レジスタ８０１１には、時間Ｔ１ａがセットされる。第４２設定レジスタ８０１２には、（時間ＴＤ−Ｔ１ａ）がセットされる。第４３設定レジスタ８０１３には、時間ＴＲがセットされる。第４４設定レジスタ８０１４には、時間Ｔ３ａがセットされる。第４５設定レジスタ８０１５には、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）がセットされる。第４６設定レジスタ８０１６には、時間Ｔ４ａがセットされる。時間Ｔ１ａ、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）、時間ＴＲ、時間Ｔ３ａ、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）、時間Ｔ４ａは、第１の実施形態において、図８〜図１０を用いて説明した同一符号の時間と同じ意味を持つ。

【0172】

すなわち第５の実施形態の時間設定レジスタ８０１は、第３の実施形態の時間設定レジスタ６０１と同じである。また、セレクタ８０４、タイマ８０５及びステートカウンタ８０６も、第３の実施形態のセレクタ６０４、タイマ６０５及びステートカウンタ６０６度同一である。さらに、印刷データレジスタ８０２及び時間調整値レジスタ８０３は、第４の実施形態の印刷データレジスタ７０２及び時間調整値レジスタ７０３と同一構成である。したがって、印刷データレジスタ８０２、時間調整値レジスタ８０３、セレクタ８０４、タイマ８０５及びステートカウンタ８０６の説明は省略する。

【0173】

各回路ユニット８０７は、それぞれステート検出器８０７１、ワンショットタイマ８０７２、駆動パターンメモリ８０７３及びそのグループに属するチャネルCh.1〜Ch.k別のゲート回路８０４６-1、８０４６-2、…、８０４６-kを備える。各ゲート回路８０４６-1、８０４６-2、…、８０４６-kは、第４に実施形態のものと同一なので、ここでの説明は省略する。また、ステート検出器８０７１、ワンショットタイマ８０７２、駆動パターンメモリ８０７３は、第３の実施形態のステート検出器７０７１、ワンショットタイマ７０７２、駆動パターンメモリ７０７３と同一である。また、駆動パターンメモリ８０７３に記憶される駆動パターンデータも、図２５に示した第３の実施形態のものと同一である。

【0174】

したがって、ステートカウンタ８０６に波形出力開始のトリガ信号が入力されて、ステートデータがｐｓ０からｐｓ１に更新されると、各チャネルCh.1〜Ch.kのアクチュエータＺ１〜Ｚkは、前段の充電時間Ｔ１ａが計時されている間、電圧Ｅ／２［Ｖ］で順方向に通電されて充電される。続いて、ステートデータがｐｓ２に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、時間（ＴＤ−Ｔ１ａ）が計時されている間、電圧Ｅ［Ｖ］で順方向に通電されて、さらに充電される。以上の動作により、各チャネルCh.1〜Ch.kの圧力室にインクが補充される。

【0175】

続いて、ステートデータがｐｓ３に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、先ず、時間Ｔ２ａ（１）が計時されている間、中間電圧Ｅ／２［Ｖ］が与えられた状態で放電する。そして時間Ｔ２ａ（１）が計時されて、駆動パターンメモリ８０７３に調整終了信号ａｅが入力されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkには電圧ゼロが与えられた状態となり、時間（ＴＲ−Ｔ２ａ（１））が計時されている間、放電を続ける。以上の動作により、ゲート回路７０４６-1〜７０４６-kに対してドット出力の印刷データＤ１〜Ｄkが印加されているチャネルCh.1〜Ch.kのノズルからインク滴が１滴吐出される。吐出するタイミングは放電動作のときである。

【0176】

続いて、ステートデータがｐｓ４に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、前段の収縮時間Ｔ３ａが計時されている間、Ｅ／２［Ｖ］で逆方向に通電されて充電される。続いて、ステートデータがｐｓ５に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、時間（ＴＰ−Ｔ３ａ）が計時されている間、Ｅ［Ｖ］で逆方向に通電されて、さらに充電される。続いて、ステートデータがｐｓ６に更新されると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、前段の復元時間Ｔ４ａの間、放電する。続いて、ステートデータがｐｓ０に戻ると、各アクチュエータＺ１〜Ｚkは、放電を続ける。以上の動作により、各チャネルCh.1〜Ch.kの圧力室の容積が拡張及び復元されてダンピングが行われる。

【0177】

このように第５の実施形態においても、第４の実施形態と同様に、消費電力を抑制しつつ、複数のチャネルをまとめたグループ単位にインクの吐出特性（吐出速度、吐出体積）を調整可能なインクジェットヘッドを提供することができる。しかも、回路ユニット８０７は第４の実施形態の回路ユニット７０４と比べて構成部品が少ないので、構成の簡略化、低コスト化等の効果を奏し得る。そしてこの効果は、チャネル数が多いインクジェットヘッドほど顕著なものとなる。

【0178】

［変形例］
前記各実施形態は、シェアモードタイプのインクジェットヘッド１００を例示したが、１つのノズルからインクを吐出させる際に１つのアクチュエータだけを動作させるタイプ、すなわちシェアモードタイプ以外のインクジェットヘッドに対しても、同様に適用することができる。この場合、例えば図６において、アクチュエータＺ１を１つのノズルからインクを吐出する際に動作するアクチュエータとみなせばよい。

【0179】

前記各実施形態では、負極性の電圧をアクチュエータに印加することによりインクの補充及び吐出を行い、正極性の電圧をアクチュエータに印加することによりダンピングを行ったが、インクの補充及び吐出のときとダンピングのときとで、アクチュエータに印加する電圧の極性を反転させてもよい。すなわち、正極性の電圧をアクチュエータに印加することによりインクの補充及び吐出を行い、負極性の電圧をアクチュエータに印加することによりダンピングを行うように構成することも可能である。

【0180】

前記各実施形態では、波形発生回路が時間設定レジスタを含むものとして説明したが、時間設定レジスタを波形発生回路の構成要件から除外してもよい。例えば第１の実施形態の場合、波形発生回路４００は、セレクタ４０２とタイマ４０３とステートカウンタ４０４と駆動パターンメモリ４０５とで構成し、波形発生回路４００の外部メモリに時間設定レジスタ４０１を設けて、セレクタ４０２がステートデータに応じた時間を設定レジスタ４０１から呼び出すように構成すればよい。

【0181】

この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］インクが充填される圧力室と、一連の充放電シーケンスによる充電または放電により前記圧力室の容積を変化させる静電容量性のアクチュエータと、前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、入力される駆動波形により前記アクチュエータを選択的に充電又は放電させる充放電回路と、前記アクチュエータを充電する際には、先ず前記アクチュエータに充電目標とする駆動電圧より低い中間電圧を与えて充電し、続いて前記駆動電圧を与えて充電し、前記アクチュエータから放電する際には、前記駆動電圧を与えて充電された前記アクチュエータに前記中間電圧を与えて放電し、続いて電圧ゼロを与えて放電するように前記駆動波形を前記充放電回路に出力する波形発生回路と、を具備し、前記ノズルからインクを吐出するタイミングで中間電圧を与える時間は、他のタイミングで中間電圧を与える時間よりも短いことを特徴とするインクジェットヘッド。
［２］インクが充填される圧力室と、一連の充放電シーケンスによる充電または放電により前記圧力室の容積を変化させる静電容量性のアクチュエータと、前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、入力される駆動波形により前記アクチュエータを選択的に充電又は放電させる充放電回路と、前記アクチュエータを充電する際には、先ず前記アクチュエータに充電目標とする駆動電圧より低い中間電圧を与えて充電し、続いて前記駆動電圧を与えて充電し、前記アクチュエータから放電する際には、前記駆動電圧を与えて充電された前記アクチュエータに前記中間電圧を与えて放電し、続いて電圧ゼロを与えて放電し、第１の充電、第１の放電、第２の充電、第２の放電の順に充放電を行うように前記駆動波形を前記充放電回路に出力する波形発生回路と、を具備し、前記インクの吐出は、前記第１の放電のタイミングで行われ、前記第１の充電に際して前記アクチュエータに前記中間電を与える時間をＴ１ａ、前記第１の放電に際して前記アクチュエータに前記中間電圧を与える時間をＴ２ａ、前記第２の充電に際して前記アクチュエータに前記中間電圧を与える時間をＴ３ａ、前記第２の放電に際して前記アクチュエータに前記中間電圧を与える時間をＴ４ａとしたとき、Ｔ１ａ、Ｔ３ａ，Ｔ４ａのうち少なくとも何れかはＴ２ａよりも長いことを特徴とするインクジェットヘッド。
［３］前記Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａをそれぞれ設定する時間設定レジスタ、を具備し、少なくともＴ１ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａの各時間設定レジスタのうちいずれかの時間設定レジスタに設定される時間に対して、前記Ｔ２ａの時間設定レジスタに設定される時間は、半分以下であることを特徴とする付記［２］記載のインクジェットヘッド。
［４］前記波形発生回路は、少なくとも前記各時間設定レジスタから設定時間を選択するセレクタと、このセレクタで選択された設定時間を計時するタイマと、このタイマで前記設定時間が計時される毎にステートデータを更新するステートカウンタと、を備え、前記ステートデータに応じた駆動波形を前記充放電回路に出力することを特徴とする付記［３］記載のインクジェットヘッド。
［５］前記駆動電圧の半分の電圧をそれぞれ出力する第１の電圧源と第２の電圧源とを直列に接続し、前記第１の電圧源と前記第２の電圧源との接続点を接地してなる電源回路を有することを特徴とする付記［１］乃至［４］のうちいずれか１に記載のインクジェットヘッド。
［６］インクが充填される圧力室と、一連の充放電シーケンスによる充電または放電により前記圧力室の容積を変化させる静電容量性のアクチュエータと、前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、入力される駆動波形により前記アクチュエータを選択的に充電又は放電させる充放電回路と、前記アクチュエータを充電する際には、先ず前記アクチュエータに充電目標とする駆動電圧より低い中間電圧を与えて充電し、続いて前記駆動電圧を与えて充電し、前記アクチュエータから放電する際には、前記駆動電圧を与えて充電された前記アクチュエータに前記中間電圧を与えて放電し、続いて電圧ゼロを与えて放電するように前記駆動波形を前記充放電回路に出力する波形発生回路と、前記ノズルからインクを吐出するタイミングでの前記駆動電圧まで充電された前記アクチュエータを前記中間電圧まで放電するのに要する時間を可変する調整部と、を具備したことを特徴とするインクジェットヘッド。
［７］前記調整部は、前記ノズルからインクを吐出するタイミングでの前記駆動電圧まで充電された前記アクチュエータを前記中間電圧まで放電するのに要する時間を、前記ノズル毎にまたは複数のノズルが属するグループ毎に調整することを特徴とする付記［６］記載のインクジェットヘッド。

【符号の説明】

【0182】

１００…インクジェットヘッド、１０１…ヘッド駆動回路、２００…インクジェットプリンタ、３００…充放電回路、４００、５００，６００，７００，８００…波形発生回路、４０１、５０１，６０１，７０１，８０１…時間設定レジスタ、４０２、５０４２、６０４、７０４２、８０４…セレクタ、４０３、５０４３、６０５、７０４３、８０５…タイマ、４０４、５０４４、６０６、７０４４、８０６…ステートカウンタ、４０５、５０４５、６０７３、７０４５、８０７３…駆動パターンメモリ、５０４、６０７、７０４、８０７…回路ユニット、５０２、６０２，７０２，８０２…印刷データレジスタ、５０３、６０３，７０３，８０３…時間調整値レジスタ、５０４１、７０４１…減算器、６０７１、８０７１…ステート検出器、６０７２、８０７２…ワンショットタイマ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】