CN113993705B - 记录头的驱动电路以及图像记录装置 - Google Patents

Abstract

提供能够更容易且稳定地对记录头的负载元素输出频率特性良好的信号的记录头的驱动电路以及图像记录装置。对与具备记录元件的记录头的记录元件的记录动作相关的负载元素供给与负载元素的动作对应的电力的输出信号的记录头的驱动电路具备对与记录元件的动作相关的输入信号(Vin)的电压进行放大而生成驱动电压信号(Vd)的电压放大部(31)。电压放大部(31)具有多个放大部，多个放大部中的从上游侧起第2个及其以后的后级放大部(312)中的至少任意一个包括将输出的信号回送给后级放大部(312)的输入侧的负反馈电路(F10)。

Description

记录头的驱动电路以及图像记录装置

技术领域

本发明涉及记录头的驱动电路以及图像记录装置。

背景技术

以往，有通过使记录元件动作来在记录介质上记录图像的图像记录装置。在它们之中，作为利用墨(ink)记录图像的情况下的记录元件，有沿着墨流路(压力室)的壁面设置压电元件(piezoelectric element)、振动板并通过对压电元件施加电压使其变形来使墨流路压缩变形而使墨从喷嘴吐出的压电式的记录元件，以及沿着墨流路设置电阻元件并通过在该电阻元件中流过电流使其发热而对墨流路内的墨进行加热并产生气泡来压缩墨而使墨吐出的加热式的记录元件等。

作为与记录元件的动作(记录动作)相关的负载元素的驱动波形，主要使用矩形波或者梯形波。使记录元件动作所需的电压以及电流都比在数字数据的信号发送接收中使用的电压以及电流大，所以在图像记录装置中，在对这些驱动波形的数字数据进行模拟变换并以较高的放大率放大之后施加到负载元素。特别地，难以1次进行从数字信号的电压向驱动电压的放大，所以图像记录装置具有多级的电压放大部。为了进行与记录元件的动作量对应的恰当的控制、例如使墨滴以适当的分量、形状以及速度吐出，需要适当地维持对压电元件或电阻元件这样的负载元素施加的驱动电压波形及其电压。

然而，在这些放大电路中，存在各种偏置发生因素、使输出波形失真的因素。对此，在专利文献1中，公开了一种输出预先估计在电流放大电路中产生的输出电压的偏移及输出波形的失真的原因并进行校正后的电压波形数据的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-169737号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，输出电压的偏移以及电压波形的失真的发生的有无及其大小依赖于驱动电路的各元件的特性以及布线的温度等各种条件而变化。另外，伴随与要求的画质的提高等对应的记录元件数的增加以及动作频率的上升，与一起动作的负载元素的数量对应的功耗的幅度以及要求的波形的精度也变得非常大。因此，存在难以预先得到根据输出状况准确地校正输出电压的偏移以及电压波形的失真后的电压波形数据、而且控制变得非常繁杂这样的课题。

本发明的目的在于提供一种能够更容易且稳定地对记录头的负载元素输出频率特性良好的信号的记录头的驱动电路以及图像记录装置。

解决课题的手段

本发明为了达成上述目的，技术方案1记载的发明是一种记录头的驱动电路，所述记录头的驱动电路对与具备记录元件的记录头的所述记录元件的记录动作相关的负载元素供给与所述负载元素的动作对应的电力的输出信号，

所述记录头的驱动电路具备对与所述记录元件的动作相关的模拟驱动波形信号的电压进行放大而生成驱动电压信号的电压放大部，

所述电压放大部具有多个放大部，

所述多个放大部中的从上游侧起第2个及其以后的后级放大部中的至少任意一个包括将输出的信号回送给该后级放大部的输入侧的信号反馈部。

技术方案2记载的发明在技术方案1记载的记录头的驱动电路中，

所述后级放大部具有晶体管，利用该晶体管进行放大。

技术方案3记载的发明在技术方案1或2记载的记录头的驱动电路中，

所述信号反馈部被包括在所述后级放大部中的放大率最高的放大部中。

技术方案4记载的发明在技术方案2或3记载的记录头的驱动电路中，

所述后级放大部具有2个发射极接地电路，

所述信号反馈部将所述2个发射极接地电路之间进行连接。

技术方案5记载的发明在技术方案2或3记载的记录头的驱动电路中，

所述后级放大部具有发射极接地电路和共源共栅(cascode)电路，

所述信号反馈部将所述共源共栅电路的输出侧的集电极与所述发射极接地电路的发射极之间进行连接。

技术方案6记载的发明在技术方案4或5记载的记录头的驱动电路中，

位于所述后级放大部的输入端的所述发射极接地电路的晶体管的输出电压与被供给的电源电压的电位差为预定的基准电压以下。

技术方案7记载的发明在技术方案2～6中的任意一项记载的记录头的驱动电路中，

在所述多个放大部中的初级的前级放大部中使用运算放大器。

技术方案8记载的发明在技术方案1～7中的任意一项记载的记录头的驱动电路中，

所述记录头的驱动电路具备对所述驱动电压信号的电流进行放大并作为所述输出信号输出的电流放大部。

技术方案9记载的发明在技术方案8记载的记录头的驱动电路中，

所述记录头的驱动电路具备使与所述输出信号的电压对应的反馈信号负反馈到所述电压放大部的反馈部。

技术方案10记载的发明在技术方案8或9记载的记录头的驱动电路中，

所述电流放大部利用2组晶体管的推挽动作进行电流放大动作。

技术方案11记载的发明在技术方案10记载的记录头的驱动电路中，

所述2组晶体管都是FET。

技术方案12记载的发明在技术方案10记载的记录头的驱动电路中，

所述2组晶体管都是双极性晶体管(bipolar transistor)。

技术方案13记载的发明在技术方案10～12中的任意一项记载的记录头的驱动电路中，

所述记录头的驱动电路具备在分别供给到所述2组晶体管的所述驱动电压信号之间产生预定的偏置电压的偏置生成部。

技术方案14记载的发明在技术方案13记载的记录头的驱动电路中，

所述偏置生成部生成的所述偏置电压小于所述2组晶体管的各动作阈值电压之和。

技术方案15记载的发明在技术方案13或14记载的记录头的驱动电路中，

所述偏置生成部具有连接于所述2组晶体管的输入端之间的双极性晶体管以及将所述双极性晶体管的基极-发射极之间以及基极-集电极之间分别进行连接的电阻元件。

技术方案16记载的发明在技术方案8～15中的任意一项记载的记录头的驱动电路中，

所述记录头的驱动电路具备一端连接到所述电流放大部的输出的电阻元件，从所述电阻元件的另一端输出所述输出信号。

技术方案17记载的发明是一种图像记录装置，所述图像记录装置具备：

技术方案1～16中的任意一项记载的记录头的驱动电路；以及

记录头，被输入所述输出信号。

发明的效果

根据本发明，具有能够更容易且稳定地对记录头的负载元素输出频率特性良好的信号这样的效果。

附图说明

图1是示出作为本发明的图像记录装置的实施方式的喷墨记录装置的功能结构的框图。

图2是示出驱动电路的结构的框图。

图3是说明电压放大部以及回馈(feedback)电路的电路结构的图。

图4是示出偏置电压发生部的电路结构的图。

图5是示出电流放大部的电路结构的图。

图6是示出后级放大部的变形例1的电路结构的图。

图7是示出与负反馈电路对应的输出信号的频率特性的计算结果的图。

图8A是示出后级放大部的变形例2的电路结构的图。

图8B是示出后级放大部的变形例3的电路结构的图。

图9是示出后级放大部的变形例4的电路结构的图。

图10是示出电流放大部的变形例的电路结构的图。

具体实施方式

以下，根据附图来说明本发明的实施方式。

图1是示出作为本发明的图像记录装置的实施方式的喷墨记录装置的功能结构的框图。

该喷墨记录装置1具备喷墨头的驱动部100、喷墨头50(记录头)、搬送驱动部71、操作受理&显示部72、通信部73、控制部80以及总线90等。

驱动部100具备驱动波形信号输出部10、数字/模拟变换部20(DAC)、驱动电路30(本实施方式的记录头的驱动电路)以及输出选择部40，将用于从在喷墨头50中所选择的喷嘴在适当的定时使墨吐出的驱动电压信号输出给该所选择的喷嘴的致动器51。驱动波形信号输出部10与从图示省略的振荡电路输入的时钟信号同步地输出与墨的吐出、非吐出(包括图像记录的中断、结束)对应的驱动波形的数字数据。DAC 20将该数字数据的驱动波形变换为模拟信号并作为输入信号Vin(模拟驱动波形信号)输出给驱动电路30。

驱动电路30生成根据致动器51的驱动电压来放大输入信号Vin的电压后的驱动电压信号Vd，进而作为根据在致动器51中流过的电流进行了电流放大后的输出信号Vout输出。

输出选择部40输出根据从控制部80输入的记录对象的图像的像素数据来选择成为输出信号Vout的输出对象的致动器51的切换信号。

喷墨头50具备多个记录元件。记录元件具有各个喷嘴和与来自该喷嘴的墨吐出动作相关的致动器51(负载元素)。多个喷嘴的开口部在喷墨头50的喷嘴面中以预定的图案排列。喷墨头50通过利用与来自驱动部100的驱动信号对应的负载元素的动作从多个喷嘴使墨吐出，在记录介质上记录图像。虽然没有特别限定，但在此，致动器51是压电元件。该压电元件沿着向各喷嘴的墨流路设置，通过分别被施加从驱动电路30输出的驱动电压而变形，使施加到墨流路内的墨的压力变化。根据该压力变化，使墨以适当的分量、速度以及液滴形状从喷嘴的开口部吐出。

搬送驱动部71从供纸部取得图像记录前的记录介质并供给到与喷墨头50的喷嘴面相向的位置，而且使记录了图像的记录介质从与喷嘴面相向的位置排出。在通过喷墨头50一边使记录介质移动一边使墨吐出而在记录介质的表面记录图像的情况下，搬送驱动部71以与来自喷墨头50的驱动电压信号和/或输出选择部40的切换信号的输出符合的定时搬送记录介质。搬送驱动部71例如在圆筒状的鼓或者无端状带的外周面上载置记录介质并使圆筒状的鼓旋转或者使无端状带转圈移动等。此外，从供纸部取得的记录介质不限定于纸，也可以是其他各种记录介质。例如，作为记录介质，也可以使用布、陶瓷以及塑料等。

操作受理&显示部72受理来自用户等外部的输入操作，而且使与图像记录相关的状态信息和/或菜单等显示。在操作受理&显示部72中，例如，具备基于液晶面板的显示画面以及该液晶面板的驱动器作为显示部，并且具备在液晶画面上重叠设置的触摸面板作为操作受理部，将由用户进行了触摸操作的位置和与操作的类别对应的操作检测信号输出给控制部80。操作受理&显示部72也可以还具有LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯以及按压按钮开关等，例如，LED灯进行警告显示和/或有无向主电源的电力供给的显示，按压按钮开关受理向主电源的电力供给的切换操作和/或强制结束操作等并输出操作检测信号。

通信部73依照预定的通信规格与外部进行数据的发送接收。

作为通信规格，可以包括与使用LAN(Local Area Network，局域网)线缆的通信相关的TCP/IP连接、无线LAN(IEEE802.11)、Bluetooth(注册商标)等近距离无线通信(IEEE802.15等)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)连接等各种公知的方式。通信部73具备与能够利用的通信规格相关的连接端子以及与通信连接相关的驱动器的硬件(网卡)等。

控制部80对喷墨记录装置1的整体动作进行总体控制。控制部80具备CPU 81(Central Processing Unit，中央处理单元)、RAM 82(Random Access Memory，随机存取存储器)以及存储部83等。CPU81进行与喷墨记录装置1的总体控制相关的各种运算处理。RAM82对CPU 81提供作业用的存储器空间，暂时存储数据。存储部83存储由CPU 81执行的控制程序、设定数据等。另外，存储部83暂时存储记录对象的图像的图像数据。存储部83具备DRAM等易失性存储器和HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)和/或闪存存储器等非易失性的存储介质，它们根据用途而分开使用。

总线90是将这些各结构之间进行连接并进行数据的发送接收的通信路径。

接下来，详细说明驱动部100的结构。

图2是示出驱动部100的功能结构的框图。

驱动波形信号输出部10具备控制器11和存储部12等。控制器11根据与时钟信号同步地输出的驱动波形信号的波形图案数据，将与变化的驱动电压对应的数字值从存储部12读出并依次输出。存储部12是保持能够由该喷墨记录装置1输出的驱动波形信号的波形图案数据的非易失性存储器。该数字值在DAC 20中被变换为模拟电压值，成为伴随连续的电压变化的模拟信号。

DAC 20是公知的数字/模拟变换器，也可以设置与输入的数字离散值的采样频率、比特数等相应地根据需要使得在该离散值之间连续地变化的低通滤波器等。

输出选择部40具备与时钟信号同步地从控制部80取得记录对象的图像数据的各像素数据并利用与该各像素数据对应的切换信号分别切换可否将来自驱动电路30的输出信号输出给各致动器51的开关元件。像素数据没有特别限定，但在此，是仅表示有无吐出墨的二值数据，在输出选择部40中，以栅格(raster)为单位保持在同一时钟周期内进行墨的吐出动作的喷嘴(像素)的信息，根据该二值来切换开关元件的开启(ON)关断(OFF)。与一个驱动电路30对应的致动器51及开关元件例如是256个、1024个等，因此，被开启的开关元件越多，被供给(施加)来自驱动电路30的输出信号的致动器51的合计负载(电流)变得越大。

直流电压变换部60对使电源电压Vdd稳定后的供给电压Vp进行DC/DC变换并输出。此外，在此，电源电压Vdd也可以等于供给电压Vp，但优选为在输出给致动器51的信号不失真的范围内尽可能小的值。在电源电压Vdd和供给电压Vp相等的情况下，也可以不具备直流电压变换部60。电源电压Vdd从图示省略的外部电源供给。另外，可以将OP放大器311a(参照图3)的供给电压Vcc以及电压面Vc不是接地电压的情况下的该电压同样地从直流电压变换部60根据需要进行电压变换后供给。

驱动电路30具备电压放大部31、偏置电压发生部32(偏置生成部)、电流放大部33以及回馈部34(反馈部)等，将从DAC 20输入的驱动波形信号可输出地变换(放大)为适于致动器51的驱动的电压以及必要的电流。

电压放大部31位于信号的最上游侧(初级)，具备前级放大部311和位于比前级放大部更靠下游侧(从信号的上游侧起第2个及其以后)且使用双极性晶体管的后级放大部312，利用2级(多级)的放大来放大为驱动电压。

图3是说明电压放大部31以及回馈部34的电路结构的图。

前级放大部311使用OP放大器311a(运算放大器)进行放大。从DAC 20输出的输入信号Vin被输入给前级放大部311的OP放大器311a的非反相输入。另外，对于OP放大器311a的反相输入，输入来自回馈部34的反馈信号。这样利用前级放大部311进行差动放大而实现输出电压的稳定化。将由OP放大器311a放大后的信号送到回馈部34，并且送到后级放大部312。

后级放大部312进行使用晶体管(双极性晶体管)的放大。后级放大部312通过分别在供给电压Vp与电压Vc(例如接地电压、-Vp)之间发射极接地地设置npn型的晶体管Tr11和pnp型的晶体管Tr12并串联地连接，将由OP放大器311a放大后的电压信号进一步放大。根据npn型的晶体管Tr11以及pnp型的晶体管Tr12的放大率等决定电阻元件R11～R14。电阻元件R15将这些2个发射极接地电路之间进行连接，使后级即pnp型的晶体管Tr12的输出回馈到前级即npn型的晶体管Tr11。利用该电阻元件R15，pnp型的晶体管Tr12的输出电流控制npn型的晶体管Tr11的集电极电流，第1级的npn型的晶体管Tr11的放大根据反馈电流的比率而被抑制。

前级放大部311的电压放大率和后级放大部312的电压放大率的比没有特别限定，但通常不极端地偏向某一方。另外，当在后级放大部312中单纯地重叠发射极接地电路而使放大率提高时，高频率频带中的增益降低，所以通过在后级放大部312内设置负反馈电路F10(信号反馈部)，使输出信号的频率特性上升。对于双极性晶体管，适当地选择与高电压以及高的转换速率对应的即可。在该后级放大部312及其以后的各结构中使用的双极性晶体管也是同样的。为了确保高频率频带中的增益，可以将该双极性晶体管的输入电容决定得较小。

电阻元件R15形成负反馈电路F10，通过将作为基于晶体管Tr21的第2级的发射极接地放大的输出侧的集电极端子(驱动电压信号Vd)与作为基于晶体管Tr22的第1级的发射极接地放大的输入侧的发射极端子连接，使驱动电压信号Vd局部地负反馈。即，例如，与根据与输出电压对应的反馈电流的增加相应地，晶体管Tr21的输出电流减少，从而向晶体管Tr22的输入减少并且反馈电流也减少。利用这样的局部的负反馈，增益(放大倍率)稳定，输出信号的频率特性得到改善。

电阻元件R12可以决定为使得向晶体管Tr12的输入(基极)电压、即晶体管Tr11的输出(集电极)电压不从供给电压Vp大幅降低。由此，抑制与由发射极接地所涉及的镜像效应引起的明显的电容上升对应的高频率特性的降低。例如，也可以决定为使得从供给电压Vp(被供给的电源电压的电位)减去晶体管Tr11(位于后级放大部312的输入端的发射极接地电路)的输出电压而得到的值(电位差、差分)成为2V(预定的基准电压)以内。在此，作为能够充分抑制在电阻元件R12中流过的电流并且晶体管Tr11的集电极电位不会被限幅并能够稳定地以较少的损耗进行动作的值，将作为晶体管Tr12的基极-发射极之间电压的3倍左右的2V作为预定的基准电压，但预定的基准电压也可以在晶体管Tr11的输出电压不被限幅或者在晶体管Tr12的动作中不产生问题的范围(下限值)中根据输出电压的范围稍微(例如3V-4V左右)调整。

回馈部34将从电流放大部33的输出回馈的回馈信号Vfb和前级放大部311的输出信号合成，负反馈到前级放大部311的输入。回馈部34具有电阻元件R41、R42、R10以及电容器C10。

电阻元件R41、R42在回馈信号Vfb与接地电压之间分压。将分压后的电压信号与和OP放大器311a的输出相关的电压信号合成，输入给OP放大器311a的反相输出。电阻元件R41和R42的电阻值的比根据电压放大部31中的电压放大率来决定。由此，合成与输入电压振幅相同的信号。

OP放大器311a的输出经由并联地设置的电阻元件R10以及电容器C10与和回馈信号Vfb相关的电压信号合成，回送给该OP放大器311a的反相输入。电阻元件R10以及电容器C10构成低通滤波器(低通部、LPF)，利用该低通滤波器将OP放大器311a的输出信号中的低频率分量重叠到回馈信号Vfb而成为反馈信号。由此，防止由负反馈引起的反相输入与非反相输入之间的相位偏移以及小于与该负反馈对应的电压的应答时间的频率分量等的影响所涉及的振荡，并且降低由致动器51的电容性分量等的影响产生的包含于回馈信号Vfb中的延迟分量，从OP放大器311a输出抑制了回馈信号Vfb的线性应答性的降低、即抑制了失真的适当的波形信号。

图4是示出偏置电压发生部32的电路结构的图。

偏置电压发生部32针对由电压放大部31得到的驱动电压信号Vd，在分别输入给在电流放大部33中使用的推挽动作用的2个晶体管的电压(栅极电压)之间产生偏置电压，实现电流放大部33的输出信号Vout的失真的抑制和空闲(idle)时的电流的降低。偏置电压发生部32具备晶体管Tr21～Tr23和电阻元件R21～R26等。

晶体管Tr21、Tr23分别形成发射极跟随器，进行与输出侧的电容对应的电流调整。

电阻元件R25、R26用于防止电流放大部33中的2个晶体管Tr31、Tr32的振荡。

在偏置电压发生部32中，利用位于电流放大部33的2个输入端(晶体管Tr31、Tr32的各栅极)之间的晶体管Tr22以及电阻元件R21、R22生成偏置电压。晶体管Tr22是双极性晶体管，从集电极连接到驱动信号Vdh的输出侧，发射极连接到驱动信号Vdl的输出侧。电阻元件R21将晶体管Tr22的基极-发射极之间进行连接，电阻元件R22将晶体管Tr22的基极-集电极之间进行连接。

电阻元件R21和R22决定驱动信号Vdh、Vdl的电压之间的偏置(偏置电压)的大小、即晶体管Tr22中的集电极-发射极之间的电压。在此，晶体管Tr31、Tr32可以是增强模式，电流放大部33也可以是B级放大器。即，在该情况下，偏置电压的大小可以小于电流放大部33中的2个晶体管Tr31、Tr32的栅极-源极电压(动作阈值电压)之和。施加到电阻元件R24的电压是从该偏置电压减去晶体管Tr21的基极-发射极间电压得到的。施加到电阻元件R23的电压与晶体管Tr21的基极-集电极电压对应。

图5是示出电流放大部33及其输出的电路结构图。

在此，电流放大部33具备2个晶体管Tr31、Tr32(2组晶体管)。晶体管Tr31是p通道的FET，被输入驱动信号Vdh。晶体管Tr32是n通道的FET，被输入电压比驱动信号Vdh低上述偏置电压量的驱动信号Vdl。晶体管Tr31、Tr32的源极端子分别与输出连接，形成推挽型的源极跟随器，进行电流放大动作。

将电流放大部33的输出信号作为回馈信号Vfb送到回馈部34而且输入给电阻元件R43。电阻元件R43是终端电阻，吸收由于喷墨头50(致动器51)的负载的变动而引起的影响。从电阻元件R43的与连接于电流放大部33的一侧(一端)相反的一端(另一端)向根据输出选择部40(开关元件)的动作选择的各致动器51(负载)输出输出信号Vout。

在驱动电路30中，利用以上的电路结构、特别是回馈部34、负反馈用的电阻元件R15(负反馈电路F10)以及作为终端电阻的电阻元件R43，使负载的影响及与其变动对应的输出信号Vout的失真降低。

图6是示出变形例1的后级放大部312a的电路结构的图。

在此，在后级放大部312中，代替负反馈电路F10而具有负反馈电路F10a。在负反馈电路F10a中，在晶体管Tr12的集电极(输出)与晶体管Tr11的发射极(输入)之间并联地设置有电阻元件R15和电容器C11。利用该负反馈电路F10a，输出信号的特别是高频率侧的相位特性得到改善。

图7是示出对与在后级放大部312中有无负反馈电路对应的振幅及相位的频率特性进行模拟而得到的结果的图形。在此，分别示出无负反馈电路的情况、有负反馈电路F10(电阻元件)的情况以及有负反馈电路F10a(并联地配置的电阻元件及电容器)的情况。

可知有负反馈电路使得振幅及相位的高频率特性改善。另外，通过追加电容器，相位特性进一步改善。

图8A示出变形例2的后级放大部312b的电路结构，图8B示出变形例3的后级放大部312c的电路结构。

在图8A中，在负反馈电路F10b中，串联地排列的电阻元件R16及电容器C11的组相对于电阻元件15并联地设置。即使是这样的电路，振幅及相位的特性也被改善。另外，特别易于与期望的频率等符合地调节相位特性。

在图8B中，负反馈电路F10a与变形例1相同。另一方面，在变形例3的后级放大部312c中，相对于第1级的发射极接地电路，第2级成为利用晶体管Tr12、Tr13的共源共栅电路。晶体管Tr13与晶体管Tr12极性相同、在此为pnp型晶体管，基极被接地(交流地接地，可以由图示省略的直流电压源施加适当的直流偏置电压)，发射极与晶体管Tr12的集电极连接。由此，从晶体管Tr13的集电极输出驱动电压信号Vd。

在具有这样包括基极接地部分的共源共栅电路的后级放大部312d中，能够抑制镜像效应，放大并输出更能反映输入信号的准确的信号。

图9是示出变形例4的后级放大部312d的电路结构的图。

在该后级放大部312d中，实施方式以及变形例1～3的各后级放大部312、412a～312c中的电阻元件R13被删除。晶体管Tr13的集电极电流经由电阻元件R15、R11流向电压面Vc。即使是这样被负反馈的结构，也能够与上述同样地提高输出信号的频率特性。

图10是示出变形例的电流放大部33a的电路结构的图。

在电流放大部33a中，代替电流放大部33中的FET的源极跟随器推挽结构，而具有双极性型的晶体管Tr31a、Tr32a的发射极跟随器推挽结构。在该情况下，在晶体管Tr31a的发射极与晶体管Tr32a的发射极之间，设置了限制电流的电阻元件R31、R32，抑制热失控。

此外，在该情况下，偏置电压发生部32可以不具有振荡防止用的电阻元件R25、R26。另外，在该情况下，也可以使偏置电压发生部32的晶体管Tr22和晶体管Tr31a、Tr32a热耦合，使基极-发射极之间电压一致。另外，电流放大部33a也可以与上述实施方式同样地是B级放大器，偏置电压也可以小于晶体管Tr31a、Tr32a的基极-发射极之间电压(动作阈值电压)之和。

如以上所述，本实施方式的驱动电路30是对与具备记录元件的喷墨头50的记录元件的记录动作相关的致动器51供给与致动器51的动作对应的电力的输出信号的驱动电路30。驱动电路30具备对与记录元件的动作相关的输入信号Vin(模拟驱动波形信号)的电压进行放大而生成驱动电压信号Vd的电压放大部31，电压放大部31具有多个放大部，多个放大部中的从上游侧起第2个及其以后的后级放大部312中的至少任意一个包括将输出的信号回送给该后级放大部312的输入侧的负反馈电路F10。由此，能够在放大率高的图像记录装置中改善频率特性直至高频率侧，所以能够容易且稳定地对致动器51输出波形精度良好的驱动信号。由此，能够适当地维持喷墨记录装置1的图像的画质。

另外，后级放大部312具有晶体管Tr11、Tr12，利用该晶体管Tr11、Tr12进行放大。即，能够利用晶体管放大来以较少的波形的失真且精度良好地生成并输出大电压且高速变化的放大信号。

另外，负反馈电路F10被包括在后级放大部312中的放大率最高的部分中。镜像效应对放大率大的电路的影响大，所以通过在放大率最高的电路中进行负反馈，能够有效地提高频率特性。

另外，后级放大部312具有2个发射极接地电路，负反馈电路F10将2个发射极接地电路之间进行连接。由此，能够高效地得到高的放大率，而且能够抑制放大时的信号的频率特性的劣化。

另外，后级放大部312具有发射极接地电路和共源共栅电路，负反馈电路F10a将共源共栅电路的输出侧的集电极与发射极接地电路的发射极之间进行连接。这样，通过在第2级中设置共源共栅电路并且最后的晶体管成为基极接地，能够在有效地抑制镜像效应的影响的同时得到较高的放大率，所以能够良好地保持信号的频率特性。

另外，位于后级放大部312的输入端的发射极接地电路的晶体管Tr11的输出电压与供给电压Vp的电位差为预定的基准电压(2V)以下。这样，通过保持第1级的发射极接地电路的输出电压，不易产生镜像效应的影响，能够抑制信号的频率特性的劣化。

另外，在多个放大部中的初级的前级放大部311中使用OP放大器311a而首先进行差动放大，所以能够容易地抑制振荡。

另外，驱动电路30具备对驱动电压信号Vd的电流进行放大并作为输出信号Vout输出的电流放大部33。通过在最终级进行电流放大并输出，能够有效地应对与有无大量的致动器51的动作对应的较大的电流变动，输出稳定的电力。

另外，驱动电路30具备使与输出信号Vout的电压对应的回馈信号Vfb负反馈到电压放大部31的回馈部34。由此，能够更适当地抑制由致动器51的电容性分量等的影响引起的反馈信号的延迟、功率损失以及供给电压Vp的波动这样的影响，最终地输出频率特性较好的波形良好的输出信号Vout。

另外，电流放大部33利用2组晶体管Tr31、Tr32的推挽动作进行电流放大动作。由此，能够降低待机时的电流消耗，所以能够更高效地输出放大后的适当的驱动波形的输出信号Vout。

另外，2组晶体管Tr31、Tr32都是FET。由此，能够使热失控等难以发生而稳定地输出良好的波形的输出信号Vout。

另外，2组晶体管Tr31a、Tr32a都是双极性晶体管。在该情况下，动作阈值电压低于FET，而且分别用1个二极管进行稳定，所以能够更高效地输出稳定的波形的输出信号Vout。

另外，驱动电路30具备在分别供给到2组晶体管Tr31、Tr32的驱动信号Vdh、Vdl之间产生预定的偏置电压的偏置电压发生部32。由此，能够使2组晶体管Tr31、Tr32都不动作的不灵敏带变窄，所以能够抑制输出信号Vout的波形的失真。

另外，偏置电压发生部32生成的偏置电压(驱动信号Vdh、Vdl的差)小于2组晶体管Tr31、Tr32的各动作阈值电压(栅极-源极之间的电压或者基极-发射极之间的电压)之和。这样，通过设为B级放大器，能够有效地降低空闲时的功耗。

另外，偏置电压发生部32具有连接于2组晶体管Tr31、Tr32的输入端之间的双极性型的晶体管Tr22和将双极性型的晶体管Tr22的基极-发射极之间以及基极-集电极之间分别进行连接的电阻元件R21、R22。由此，能够利用简易的结构生成适当的偏置电压，不会增加精力及成本。

另外，驱动电路30具备一端连接到电流放大部33的输出的电阻元件R43，从电阻元件R43的与电流放大部33相反的一端输出输出信号Vout。通过这样在输出侧终端部分设置终端电阻，能够在致动器51的负载大幅变动的情况下吸收变动的影响，抑制对驱动电路30的各部造成恶劣影响而使信号不稳定、劣化。

另外，本实施方式的喷墨记录装置1具备上述驱动电路30和被输入输出信号的喷墨头50。通过从上述驱动电路30向喷墨头50稳定地输入频率特性良好的驱动信号，能够在该喷墨记录装置1中记录并输出稳定地维持适当的画质的图像。

此外，在电压放大部31中，也可以具有多个后级放大部312，并将该多个后级放大部312串联地连接。在该情况下，多个后级放大部312的放大率也可以分别不同，而且npn型的晶体管和pnp型的晶体管的顺序等也可以适当地交换。也可以不在所有多个后级放大部312中都设置负反馈电路F10，例如，也可以在包括放大率最大的放大部的一部分中设置负反馈电路。

另外，后级放大部312不限于2个发射极接地电路的组合或者发射极接地电路和共源共栅电路的组合。另外，也可以在共源共栅电路中应用自举电路。另外，也可以在后级放大部312中包括OP放大器。然而，在该情况下，也可以不将OP放大器直接用于放大。

另外，在上述实施方式中，示出了前级放大部311利用OP放大器311a进行放大，但也可以不限于此。

另外，在上述实施方式中，电流放大部33利用2个晶体管进行推挽动作来进行电流放大，但也可以2组晶体管分别利用达林顿(Darlington)连接或反达林顿连接等而具有多个晶体管。

另外，在上述实施方式中，由DAC 20对与驱动波形相关的数字信号进行模拟变换并进行电压及电流的放大，但也可以从外部取得模拟信号并将该模拟信号单纯地放大而输出，相反地，还可以将DAC 20和驱动电路30集中设置在相同的基板(芯片)上。而且，驱动波形信号输出部10也可以设置在与驱动电路30相同的基板(芯片)上。

另外，在上述实施方式中，仅切换有无吐出墨，但也可以能够多个阶段地切换墨的吐出量。在该情况下，能够增加驱动波形的种类或者以多个驱动波形的组合进行一次墨吐出。

另外，在上述实施方式中，以将压电元件用作负载元素的压电式的喷墨记录装置为例子进行了说明，但对于通过电阻元件等的发热使墨气泡化而施加压力的加热式的喷墨记录装置也能够应用本发明。此外，在使用压电式的情况下，相比于加热式，压电元件的电容性负载的影响更易于出现在反馈信号中，所以通过将输出信号Vout和OP放大器311a的输出电压信号合成并进行负反馈而得到的稳定性的提高的效果易于变得更显著。

另外，在上述实施方式中，以作为记录元件排列有吐出墨的喷嘴的喷墨记录装置为例子进行了说明，但对于使排列的多个记录元件进行动作而记录图像的其他图像记录装置、例如LED打印机等也能够应用本发明。

另外，上述电路结构是基本部分，能够为了使信号稳定而将电阻元件和/或电容器等设置到公知的各处。

另外，上述实施方式所示的具体的细节能够在不脱离本发明的要旨的范围内适当地变更。

产业上的可利用性

本发明能够利用于记录头的驱动电路以及图像记录装置。

符号说明

1喷墨记录装置

10驱动波形信号输出部

11控制器

12存储部

15电阻元件

20模拟变换部

30驱动电路

31电压放大部

311前级放大部

311a OP放大器

312、312a～312d后级放大部

32偏置电压发生部

33、33a电流放大部

34回馈部

40输出选择部

50喷墨头

51致动器

60直流电压变换部

100驱动部

F10、F10a、F10b负反馈电路

Vd驱动电压信号

Vfb回馈信号

Vin输入信号

Vout输出信号

Vp供给电压

Claims (17)

1.一种记录头的驱动电路，对与具备记录元件的记录头的所述记录元件的记录动作相关的负载元素供给与所述负载元素的动作对应的电力的输出信号，其中，

所述记录头的驱动电路具备对与所述记录元件的动作相关的模拟驱动波形信号的电压进行放大而生成驱动电压信号的电压放大部，

所述电压放大部具有多个放大部，

所述多个放大部中的从上游侧起第2个及其以后的后级放大部中的至少任意一个包括将输出的信号回送给该后级放大部的输入侧的信号反馈部。

2.根据权利要求1所述的记录头的驱动电路，其中，

所述后级放大部具有晶体管，利用该晶体管进行放大。

3.根据权利要求1所述的记录头的驱动电路，其中，

所述信号反馈部被包括在所述后级放大部中的放大率最高的放大部中。

4.根据权利要求3所述的记录头的驱动电路，其中，

所述后级放大部具有2个发射极接地电路，

所述信号反馈部将所述2个发射极接地电路之间进行连接。

5.根据权利要求3所述的记录头的驱动电路，其中，

所述后级放大部具有发射极接地电路和共源共栅电路，

所述信号反馈部将所述共源共栅电路的输出侧的集电极与所述发射极接地电路的发射极之间进行连接。

6.根据权利要求4或5所述的记录头的驱动电路，其中，

位于所述后级放大部的输入端的所述发射极接地电路的晶体管的输出电压与被供给的电源电压的电位差为预定的基准电压以下。

7.根据权利要求2～5中的任意一项所述的记录头的驱动电路，其中，

在所述多个放大部中的初级的前级放大部中使用运算放大器。

8.根据权利要求1～5中的任意一项所述的记录头的驱动电路，其中，

所述记录头的驱动电路具备对所述驱动电压信号的电流进行放大并作为所述输出信号输出的电流放大部。

9.根据权利要求8所述的记录头的驱动电路，其中，

所述记录头的驱动电路具备使与所述输出信号的电压对应的反馈信号负反馈到所述电压放大部的反馈部。

10.根据权利要求8所述的记录头的驱动电路，其中，

所述电流放大部利用2组晶体管的推挽动作进行电流放大动作。

11.根据权利要求10所述的记录头的驱动电路，其中，

所述2组晶体管都是FET。

12.根据权利要求10所述的记录头的驱动电路，其中，

所述2组晶体管都是双极性晶体管。

13.根据权利要求10～12中的任意一项所述的记录头的驱动电路，其中，

所述记录头的驱动电路具备在分别供给到所述2组晶体管的所述驱动电压信号之间产生预定的偏置电压的偏置生成部。

14.根据权利要求13所述的记录头的驱动电路，其中，

所述偏置生成部生成的所述偏置电压小于所述2组晶体管的各动作阈值电压之和。

15.根据权利要求13所述的记录头的驱动电路，其中，

所述偏置生成部具有连接于所述2组晶体管的输入端之间的双极性晶体管以及将所述双极性晶体管的基极-发射极之间以及基极-集电极之间分别进行连接的电阻元件。

16.根据权利要求9～12中的任意一项所述的记录头的驱动电路，其中，

所述记录头的驱动电路具备一端连接到所述电流放大部的输出的电阻元件，从所述电阻元件的另一端输出所述输出信号。

17.一种图像记录装置，具备：

权利要求1～16中的任意一项所述的记录头的驱动电路；以及

记录头，被输入所述输出信号。

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