DE69929735T2

DE69929735T2 - Steuerschaltung eines Tintenstrahldruckkopfes

Info

Publication number: DE69929735T2
Application number: DE69929735T
Authority: DE
Inventors: Ishizakiłc/o NEC Corporation Sunao
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP3223891B2; EP0995599A3; DE69929735D1; EP0995599B1; EP0995599A2; US6454377B1; JP2000117980A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahldruckkopf unter Verwendung piezoelektrischer Aktoren, um einen Tintenstrahldruckkopf anzusteuern, und insbesondere eine Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahldruckkopf, der den Durchmesser von aus Düsen ausgestoßenen Tintentröpfchen auf der Grundlage von Gradation darstellenden Druckdaten moduliert (Tröpfchendurchmessermodulation), wodurch die Größe von Punkten geändert wird, die auf Druckpapier erzeugt werden, um die Gradation von Zeichen und Bildern zu verbessern.
Ein Beispiel für eine Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahlkopf, die durch Tröpfchendurchmessermodulation die Gradation von Zeichen und Bildern verbessert, indem die Größe von Punkten geändert wird, die auf Aufzeichnungspapier erzeugt werden, ist z. B. in der JP-A-9-11457 offenbart. Diese Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahlkopf ist mit einer gemeinsamen Wellenformgeneratoreinrichtung versehen, die vier Arten von Ansteuerwellenformsignalen S₃ bis S₀ erzeugt (siehe (a)–(d) in 15), die insgesamt vier Fällen entsprechen, die aus drei Fällen bestehen, in denen drei Punktgrößen erzeugt werden, und einem Fall in dem keine Tinte ausgestoßen wird.
Ein Beispiel für diese gemeinsame Wellenformgeneratoreinrichtung ist in der JP-A-2-16544 (Japanisches Patentblatt Nr. 2689548) offenbart, deren elektrische Konfiguration in 16 gezeigt ist. Die gemeinsame Wellenformgeneratoreinrichtung setzt sich aus einer Wellenformgeneratoreinheit 1 und einer Stromverstärkereinheit 2 zusammen.
Die Wellenformgeneratoreinheit 1 setzt sich grob aus Konstantstromquellen 3 und 4 und einem Kondensator 5 zusammen. Die Konstantstromquelle 3 setzt sich aus Transistoren 6 und 7, einem Widerstand 8 und einer Konstantspannungsdiode 9 zusammen, während sich die Konstantstromquelle 4 aus Transistoren 10 und 11, einem Widerstand 12 und einer Konstantspannungsdiode 13 zusammensetzt. Wird der Wellenformgeneratoreinheit 1 ein H-pegliges Steuersignal S_A zugeführt, wird ein vom Transistor 6 zum Kondensator 5 fließender elektrischer Strom zwangsweise unterbrochen; wird ihr ein weiteres H-pegliges Steuersignal S_B zugeführt, lädt die Konstantstromquelle 3 den Kondensator 5; und wird ihr ein weiteres H-pegliges Seuersignal S_C zugeführt, entlädt die Konstantstromquelle 4 den Kondensator 5, wodurch vier Arten von Ansteuerwellenformsignalen S₃ bis S₀ erzeugt werden, die in (a)–(d) von 15 gezeigt sind. Die Stromverstärkereinheit 2, die vom asymmetrischen Gegentakt- (SEPP-) Typ ist, setzt sich grob aus einem npn-Transistor 14 und einem pnp-Transistor 15 zusammen, die in einer Emitterfolgerkonfiguration verbunden sind, womit Spannung in Entsprechung zu den o. g. Ansteuerwellenformsignalen S₃ bis S₀ an mehreren piezoelektrischen Aktoren (nicht gezeigt) angelegt wird, die mit einem Ausgangsanschluß 16 parallel verbunden sind, ohne durch die Anzahl dieser Aktoren beeinflußt zu sein, so daß diese Aktoren geladen und entladen werden können.
Somit ist es gemäß der Offenbarung in der o. g. JP-A-9-11457 möglich, die Ansteuerwellenformsignale S₃ bis S₀ gemäß 15 mit Hilfe der Schaltung (siehe 16) zu erzeugen, die als ein Beispiel für die gemeinsame Wellenformgeneratoreinrichtung im Japanischen Patentblatt Nr. 2689548 offenbart ist. In der Wellenformgeneratoreinheit 1 von 16 wird aber ein Strom, der den piezoelektrischen Aktor lädt, durch den Widerstand 8 und die Konstantspannungsdiode 9 bestimmt, die die Konstantspannungsquelle 3 bilden, und ein Strom, der den piezoelektrischen Aktor entlädt, wird durch. den Widerstand 12 und die Konstantspannungsdiode 13 bestimmt, so daß es zum Erzeugen von vier Arten von Ansteuerwellenformsignalen S₃ bis S₀ gemäß 15 im Grunde notwendig ist, die Werte der Widerstände 8 und 12 umzuschalten oder die Kollektorspannung der Transistoren 7 und 11 zu ändern. Damit geht ein Nachteil komplizierterer Schaltungen einher.
Außerdem hat die o. g. herkömmliche Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahlkopf, die den Kondensator 5 von 16 lädt und entlädt, um die Ansteuerwellenformsignale S₃ bis S₀ zu erzeugen, eine hohe Spannung im zweistelligen Voltbereich, die am Kondensator 5 angelegt wird, und muß zudem mit einem Ladeweg und einem Entladeweg getrennt versehen sein, was als Nachteil eine Anzahl separater Bauelemente erfordert, die nicht integriert werden können. Nachteilig bei dieser Ansteuerschaltung ist zudem, daß die Auswahl von Bauelementen eingeschränkt ist, da sie Bauelemente mit gutem Frequenzgang erfordert, um Ansteuerwellenformen mit einem hohen Wert der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit (dV/dt) zu erzeugen.
Ferner beträgt bevorzugt die Kapazität jeweils 3000 pF, so daß bei gleichzeitigem Ansteuern von z. B. 300 piezoelektrischen Aktoren die Gesamtkapazität mit 0,9 μF groß ist. Ist hierbei ein einfacher SEPP-Stromverstärker gemäß 16 konfiguriert, ist die kapazitive Last mit 0,9 μF groß, so daß beim Anlegen eines Ansteuerwellenformsignals mit einer hohen Spannungsanstiegsgeschwindigkeit (dV/dt) ferner die Stromverstärkereinheit 2 um einen Wert von mehreren Megahertz oszillieren kann. Im Fall einer solchen Oszillation werden die Transistoren zu stark erwärmt und können zerstört werden, was ein weiteres Problem darstellt.
Auch wenn nicht gedruckt wird, d. h. wenn der Transistor 15 ausgeschaltet ist, fließt in der Stromverstärkereinheit 2 von 16 ein geringer Leckstrom zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors 15, so daß es schwierig ist, die an den piezoelektrischen Aktoren angelegte Spannung auf einem Konstantwert zu halten. Bei allmählicher Abnahme der Gleichspannung gemäß einer strichpunktierten Linie in 17, die an den piezoelektrischen Aktoren anliegt, verringert sich ab dem zweiten Tintenausstoß auch eine Verschiebung der piezoelektrischen Aktoren, die proportional zur Spannung ist, was den Ausstoß von Tinte deaktiviert und ein weiteres Problem darstellt.
Steigt andererseits die an den piezoelektrischen Aktoren angelegte Gleichspannung allmählich, kann Tinte unerwünscht ausgestoßen werden, was ebenfalls problematisch ist.
Angesichts dessen besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahldruckkopf bereitzustellen, die auch mit billigen Bauelementen leicht konfiguriert werden kann, die nicht fehlerhaft arbeitet und die erwünschte Ansteuerwellenformsignale erzeugen kann, um piezoelektrische Aktoren mit einer großen kapazitiven Last anzusteuern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahldruckkopf bereitgestellt, der mindestens eine Düse und mindestens eine Druckerzeugungskammer hat, und die beim Drucken ein Ansteuerwellenformsignal an mindestens einem piezoelektrischen Aktor anlegt, der an einer Position in Entsprechung zur Druckerzeugungskammer vorgesehen ist, um ein Volumen der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammer schnell zu ändern, wodurch Tintentröpfchen aus der Düse ausgestoßen werden, ferner mit:
einer Speichereinrichtung zum Speichern von Ansteuerwellenforminformationen über Ansteuerwellenformsignale für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen;
mehreren Wellenformsteuereinrichtungen, die für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen vorgesehen sind und die die Ansteuerwellenforminformationen gemäß einer Wellenform entsprechender Ansteuerwellenformsignale auslesen sowie anschließend die Ansteuerwellenforminformationen nacheinander ausgeben;
mehreren Wellenformgeneratoreinrichtungen, die für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen vorgesehen sind, zum Erzeugen eines entsprechenden Ansteuerwellenformsignals durch Umwandeln von Ansteuerwellenforminformationen, die nacheinander von den Wellenformsteuereinrichtungen bereitgestellt werden, in analoge Informationen und anschließenden Durchführen von Integrationsoperationen an den analogen Informationen; und
einer Ansteuereinrichtung, die ein Ansteuerwellenformsignal aus mehreren Ansteuerwellenformsignalen auswählt, die von den mehreren Wellenformgeneratoreinrichtungen ausgegeben werden, und das eine Ansteuerwellenformsignal am piezoelektrischen Aktor anlegt;
wobei die Ansteuerwellenforminformationen Zeitinformationen über die Zeit des Änderungspunkts entsprechender Ansteuerwellenformsignale und Spannungsinformationen über die Spannung des Änderungspunkts oder Strominformationen haben, die ein zeitlich bestimmter Differentialwert der Spannungsinformationen sind; und
jede Wellenformsteuereinrichtung die Spannungsinformationen oder die Strominformationen gemäß den Zeitinformationen nacheinander ausgibt.
Ferner hat bevorzugt jede Wellenformgeneratoreinrichtung einen Digital/Analog-Wandler, der die Spannungsinformationen oder die Strominformationen in ein analoges Signal umwandelt, einen Integrator, der einen Operationsverstärker und einen integrierenden Kondensator hat, um Integrationsoperationen am analogen Signal durchzuführen, eine Gegenkopplungseinheit, die dem Operationsverstärker eine Gegenkopplung zuführt, um eine Ausgangsspannung der Wellenformgeneratoreinrichtung auf einem Nullpotential vor Beginn und nach Beendigung des Drucks sowie auf einem vorgeschriebenen Vorspannungspotential zu halten, das einen Kontraktions- und Expansionsbezug des piezoelektrischen Aktors zu einer Nichtdruckzeit im Verlauf von Druckoperationen bereitstellt, und eine Gegenkopplungs-Unterbrechungseinheit, die die Gegenkopplung unterbricht, um einen positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers an Masse zu legen.
Ferner sind bevorzugt mehrere Leistungsverstärkereinrichtungen für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen zum Leistungsverstärken von Ansteuerwellenformsignalen, die von entsprechenden Wellenformgeneratoreinrichtungen ausgegeben werden, und Zuführen der Signale zur Ansteuereinrichtung vorgesehen, wobei jede Leistungsverstärkereinrichtung aufweist: eine Differentialverstärkereinheit, die entsprechende Ansteuerwellenformsignale differentialverstärkt, eine Spannungsverstärkereinheit, die ein Ausgangssignal der Differentialverstärkereinheit spannungsverstärkt, eine asymmetrische Gegentakt-Stromverstärkereinheit, die ein Ausgangssignal der Spannungsverstärkereinheit stromverstärkt, und eine Gegenkopp lungseinheit, die eine Gegenkopplung zur Differentialverstärkereinheit von der Stromverstärkereinheit führt.
Ferner bevorzugt hat die Ansteuereinrichtung eine Datensendeeinheit, eine Datenempfangseinheit und mehrere Transfergates, die für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen für jeden piezoelektrischen Aktor vorgesehen sind;
wobei die Datensendeeinheit mindestens Gradationsinformationen von Druckdaten zur Datenempfangseinheit sendet; und
die Datenempfangseinheit zusammen mit den mehreren Transfergates nahe den piezoelektrischen Aktoren vorgesehen ist, um entsprechende Transfergates auf der Grundlage von Gradationsinformationen ein- oder auszuschalten, die von der Datensendeeinheit gesendet werden.
Ferner bevorzugt sind mindestens die mehreren Wellenformsteuereinrichtungen und die Datensendeeinheit zu einer Einheit integriert.
Weiterhin ist bevorzugt, daß ein Temperatursensor nahe dem piezoelektrischen Aktor vorgesehen ist;
wobei die Speichereinrichtung Ansteuerwellenforminformationen für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen für jede Temperatur des piezoelektrischen Aktors speichert; und
jede Wellenformsteuereinrichtung die Ansteuerwellenforminformationen aus der Speichereinrichtung auf der Grundlage eines Temperatursignals ausliest, das vom Temperatursensor gesendet wird.
Mit diesem Aufbau ist es möglich, Schaltungen leicht und mit billigen Bauelementen zu konfigurieren und auch erwünschte Ansteuerwellenformsignale zu erzeugen, die piezoelektrische Aktoren mit einer großen kapazitiven Last ansteuern.
Außerdem ist es möglich, Tintentröpfchen unabhängig von Änderungen der Tintenviskosität infolge von Änderungen der Temperatur der Tintenstrahldruckköpfe stabil auszustoßen.
Diese und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher hervor. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer elektrischen Konfiguration eines Tintenstrahldruckers, auf den eine Ansteuerschal tung für einen Tintenstrahlkopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angewendet ist;
2A eine schematische Perspektivansicht einer mechanischen Konfiguration des gleichen Tintenstrahlkopfs wie zuvor, 2B eine Rückperspektivansicht des gleichen Tintenstrahlkopfs wie zuvor und 2C eine Querschnittansicht an der Linie A-A von 2A;
3A, 3B und 3C Wellenformdiagramme von Ansteuerwellenformsignalen S_D1–S_D3 gemäß der gleichen Ausführungsform wie zuvor;
4A, 4B und 4C Tabellen von Beispielen für Zeitinformationen T₁–T₆ und Spannungsinformationen V₁–V₆ der gleichen Ansteuerwellenformsignale S_D1–S_D3;
5 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Konfiguration einer Wellenformsteuerschaltung, die die gleiche Ansteuerschaltung wie zuvor konfiguriert;
6 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Konfiguration einer Datensendeschaltung, die die gleiche Ansteuerschaltung wie zuvor konfiguriert;
7 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Konfiguration einer Wellenformgeneratorschaltung, die die gleiche Ansteuerschaltung wie zuvor konfiguriert;
8 eine Tabelle eines Beispiels für eine Beziehung zwischen Werten von Ansteuerwellenformdaten D_D1, eines Ausgangsstroms I₀ eines Digital/Analog-Wandlers DAC und eines Stroms I₂, der durch einen Kondensator C1 fließt, gemäß der gleichen Konfiguration wie zuvor;
9 ein Schaltbild einer elektrischen Konfiguration eines Leistungsverstärkers, der die gleiche Ansteuerschaltung wie zuvor konfiguriert;
10 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Konfiguration einer Datenempfangsschaltung, die die gleiche Ansteuerschaltung wie zuvor konfiguriert;
11 eine Ansicht eines Beispiels für eine Wahrheitstabelle, die durch einen Decodierer verwendet wird, der die Datenempfangsschaltung konfiguriert, die die gleiche Ansteuerschaltung wie zuvor konfiguriert;
12 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von Operationen der gleichen Datensendeschaltung wie zuvor;
13 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von Operationen der gleichen Wellenformsteuerschaltung wie zuvor;
14 ein Zeitdiagramm eines Beispiels für eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung V_OUT, einem Abstands- bzw. Vorschubsignal S_SP und einem Nullpotential-Haltesignal S_Z der gleichen Wellenformsteuerschaltung wie zuvor;
15 ein Zeitdiagramm eines Beispiels für Wellenformen eines Ansteuerwellenformsignals, das durch eine herkömmliche Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahlkopf erzeugt wird;
16 ein Schaltbild einer elektrischen Konfiguration einer gemeinsamen Wellenformgeneratoreinrichtung, die die herkömmliche Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahlkopf bildet; und
17 eine Ansicht zur Darstellung von Nachteilen der herkömmlichen Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahlkopf. Im folgenden werden bevorzugte Realisierungen der Erfindung mit Hilfe verschiedener Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Gemäß 2A, 2B und 2C hat der Tintenstrahlkopf in dieser Ausführungsform eine Stapelschichtkonfiguration, die aufweist: eine Düsenplatte 24P mit mehreren Düsen (Öffnungen) 24 darin; eine Druckerzeugungskammerplatte 23P mit mehreren vertieften Druckerzeugungskammern 23, die den Düsen 24 in einer Eins-zu-eins-Beziehung entsprechen; mehrere Schwingplatten 22, die eine Deckenplatte jeder Druckerzeugungskammer 23 gemäß 2C bilden und die den Druckerzeugungskammern in einer Eins-zu-eins-Beziehung entsprechen; und mehrere piezoelektrische Aktoren, die an den Schwingplatten 22 in einer Eins-zu-eins-Beziehung haften, wobei in dieser Konfiguration beim Anlegen von Ansteuerwellenformsignalen in Übereinstimmung mit Druckdaten an einer bestimmten Kombination dieser piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ... die entsprechenden Schwingplatten 22 so verschoben werden, daß sie das Volumen der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammern 23 schnell ändern, wodurch erwünschte Tinte aus den entsprechenden Düsen 24 des Düsenkopfs ausgestoßen wird, der als Mehrdüsenkopf vom Typ Drop-on-Demand (Tröpfchen auf Anforderung), insbesondere als Kopf vom Kyser-Typ bezeichnet wird.
Am Tintenstrahldrucker sind mehrere Tintenstrahlköpfe mit der o. g. Konfiguration angeordnet, wodurch er insgesamt etwa 300 piezoelektrische Aktoren 21₁ , 21₂ , ... in einer Matrix besitzt. Zu beachten ist hierbei, daß in dieser Ausführungsform die Konfiguration so gestaltet ist, daß die piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ... jeweils eine elektrostatische Kapazität von etwa 3000 pF und eine maximale Verschiebung von etwa 0,2 μm haben. Diese Art von Tintenstrahlkopf druckt 32 Punkte für jede Druckzeile für jede von insgesamt vier Farben Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (K).
Die in 1 gezeigte Ansteuerschaltung für den Tintenstrahlkopf hat eine Konfiguration, die allgemein mit folgendem versehen ist: einer CPU (Zentraleinheit) 31; einem ROM 32; einem RAM 33; einer Schnittstelle 34; Wellenformsteuerschaltungen 36a–36c; einer Datensendeschaltung 37; Wellenformgeneratorschaltungen 38a–38c; Leistungsverstärkerschaltungen 39a–39c; einer Datenempfangsschaltung 40; sowie Transfergates 41_1a –41_1c , 41_2a –41_2c , ..., wobei diese Ansteuerschaltung drei Arten von Ansteuerwellenformsignalen S_D1–S_D3 (siehe 3A–3C) erzeugt sowie ihre Leistung verstärkt und sie dann den piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ..., zuführt, um den o. g. Tintenstrahlkopf so anzusteuern, daß sich der Durchmesser von Tintentröpfchen, die aus jeder Düse 24 ausgestoßen werden, in vier Schritten ändern kann, d. h. ein großes fliegendes Tröpfchen mit etwa 40 μm Durchmesser, ein mittleres fliegendes Tröpfchen mit etwa 30 μm Durchmesser, ein kleines fliegendes Tröpfchen mit etwa 20 μm Durchmesser sowie keinerlei Tröpfchenausstoß, wodurch Zeichen und Bilder auf Aufzeichnungspapier in vier Gradationen gedruckt werden.
Die CPU 31 arbeitet im ROM 32 gespeicherte Programme ab und verwendet verschiedene im RAM 33 gehaltene Register und Flags zur Steuerung verschiedener Einheiten des Systems, um den Farbdruck von Zeichen und Bildern auf Aufzeichnungspapier in vier Gradationen auf der Grundlage der den Tröpfchendurchmesser modulierenden Druckdaten durchzuführen, die von sol chen Vorrichtungen höherer Ordnung wie einem Personalcomputer über die Schnittstelle 34 zugeführt werden.
Die o. g. Druckdaten liegen in Einheiten von 32 Punkten für jede Zeile und für jede von insgesamt vier Farben Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (K) vor und erhalten zudem zwei Bits für jeden Punkt, um den Spezifikationen für vier Gradationen Rechnung zu tragen, weshalb sie als parallele Druckdaten DPY, DPM, DPC und DPK mit 32 × 2 = 64 Bits für jede Zeile und für jede Farbe über die Schnittstelle 34 als Einheitsdruckmenge für jede Zeile zugeführt und dann in vorgeschriebenen Registern des RAM 33 einmal gespeichert werden.
Im vorgeschriebenen Speicherbereich des ROM 32 sind vorab die Ansteuerwellenforminformationen gespeichert, die Zeitinformationen T₁–T₆, T₁–T₆ und T₁–T₆ sowie elektrische Strominformationen I₁–I₆, I₁–I₆ und I₁–I₆ für die Ansteuerwellenformsignale S_D1–S_D3 haben, die großen, mittleren bzw. kleinen Tröpfchen Rechnung tragen.
4A–4C zeigen Spannungsinformationen V₁–V₆, V₁–V₆ und V₁–V₆, die eine Grundlage für die Zeitinformationen T₁–T₆, T₁–T₆ und T₁–T₆ sowie die Strominformationen I₁–I₆, I₁–I₆ und I₁–I₆ der Ansteuerwellenformsignale S_C1–S_D3 gemäß 3A–3C bilden.
Die Strominformationen I₁–I₆, I₁–I₆ und I₁–I₆ sind Werte (dV/dt), die man durch zeitliches Differenzieren der Spannungsinformationen V₁–V₆, V₁–V₆ und V₁–V₆ erhält.
Außerdem sind im vorgeschriebenen Speicherbereich des ROM 32 vorab die Ladeinformationen zum Laden der piezoelektrischen Aktoren von einem Nullpotential auf ein Vorspannungspotential V_B bei Druckbeginn oder Vorschubbetätigung sowie die Entladeinformationen zu ihrem Entladen vom Vorspannungspotential V_B auf ein Nullpotential bei Druckbende oder Vorschubende gespeichert.
Das hier genannte Vorspannungspotential V_B bezeichnet ein Bezugspotential, das an den piezoelektrischen Aktoren im kontrahierten oder expandierten Zustand anliegt. Die o. g. Zeitinformationen T₁–T₆, T₁–T₆ und T₁–T₆ und Strominformationen I₁–I₆, I₁–I₆ und I₁–I₆ sowie die Lade- und Entladeinformationen sind alle digitale 8-Bit-Daten.
Die Wellenformsteuerschaltungen 36a bis 36c und die Datensendeschaltung 37 sind zu einer Einheit als Gate-Array integriert, das eine Art von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) ist.
Die Wellenformsteuerschaltung 36a gemäß 5 erzeugt Ansteuerwellenformdaten D_D1 in dem Fall, in dem der Tintentröpfchendurchmesser groß ist, durch eine Konfiguration, die Zeitinformationsregister 51₁ bis 51₆ , Selektoren 52, 54 und 57, Strominformationsregister 53₁ bis 53₆ , ein Laderegister 55, ein Entladeregister 56, einen Zähler 58, eine Koinzidenzschaltung 59 und ein Schieberegister 60 hat.
Die Zeitinformationsregister 51₁ bis 51₆ speichern vorübergehend die Zeitinformationen T₁–T₆ für das Ansteuerwellenformsignal S_D1, das durch die CPU 31 aus einem vorgeschriebenen Speicherbereich des ROM 32 ausgelesen wird. Der Selektor 52 wählt eine der Zeitinformationen T₁–T₆, die von den Zeitinformationsregister 51₁ bis 51₆ zugeführt werden, auf der Grundlage von Auswahlsignalen SEL₁–SEL₆ aus, die vom Schieberegister 60 zugeführt werden, und stellt sie dann als Zeitdaten D_T bereit.
Die Strominformationsregister 53₁ bis 53₆ speichern vorübergehend die Strominformationen I₁–I₆ für das Ansteuerwellenformsignal S_D1, das durch die CPU 31 aus dem ROM 32 ausgelesen wird.
Der Selektor 54 wählt eine der Strominformationen I₁–I₆, die von den Strominformationsregistern 53₁ bis 53₆ zugeführt werden, auf der Grundlage der Auswahlsignale SEL₁–SEL₆ aus, und stellt sie dann als Stromdaten D_I bereit.
Das Laderegister 55 und das Entladeregister 56 speichern vorübergehend Ladeinformationen und Entladeinformationen, die durch die CPU 31 jeweils aus dem vorgeschriebenen Speicherbereich des ROM 32 ausgelesen werden.
Auf der Grundlage der von der CPU 31 zugeführten Auswahlsignale wählt der Selektor 57 Ladeinformationen aus, die vom Laderegister 55 bei Druckbeginn zugeführt werden, wählt während des Drucks Stromdaten D_I aus, die vom Selektor 54 zugeführt werden, wählt bei Druckende Entladeinformationen aus, die vom Entladeregister 56 zugeführt werden, und wählt ferner beim Halten des Nullpotentials und des Vorspannungspotentials 0 aus und stellt sie dann als Ansteuerwellenformdaten D_D1 bereit.
Der Zähler 58 wird durch das Vorschubsignal S_SP zurückgesetzt, das eine Position in Hauptabtastrichtung (siehe 2A) des Tintenstrahlkopfs bezeichnet, um die Anzahl der Impulse des Systemtaktsignals CK zu zählen.
Das Vorschubsignal S_SP wird in Entsprechung zu einer Teilung erhalten, wenn ein optischer Sensor einen Schlitz durch Bewegen des Tintenstrahlkopfs in Hauptabtastrichtung detektiert, wobei z. B. der optische Sensor am Tintenstrahlkopf angeordnet ist und zugleich ein bandförmiger Film mit Schlitzen in einer vorbestimmten Teilung (z. B. 1/400 Inch) darin auf einer Oberfläche gegenüber dem Tintenstrahlkopf vorgesehen ist.
Die Koinzidenzschaltung 59 vergleicht eine der vom Selektor 52 zugeführten Zeitinformationen T₁–T₆ mit einem vom Zähler 58 zugeführten Zählwert und stellt bei detektierter Übereinstimmung ein Schiebetaktsignal SCK mit der gleichen Impulsbreite wie das Systemtaktsignal CK bereit.
Wird ihm das Vorschubsignal S_SP zugeführt, setzt das Schieberegister 60 das Bit 0 auf 1 und die Bits 1–5 auf 0, so daß es mit dem von der Koinzidenzschaltung 59 zugeführten Schiebetaktsignal SCK synchronisiert ist, um interne Daten jeweils bitweise zur höherwertigen Bitseite zu verschieben und stellt dann die Daten der Bits 0 bis 5 als die Auswahlsignale SEL₁–SEL₆ bereit.
Die Beschreibung der Konfiguration der Wellenformsteuerschaltungen 36b und 36c entfällt, da diese Konfiguration die gleiche wie die der o. g. Wellenformsteuerschaltung 36a mit der Ausnahme ist, daß die erzeugten Ansteuerwellenformdaten Ansteuerwellenformdaten D_D2 für einen mittleren Tintentröpfchendurchmesser bzw. Ansteuerwellenformdaten D_D3 für einen kleinen Tintentröpfchendurchmesser sind.
Gemäß 3C hat aber das Ansteuerwellenformsignal S_D3 acht Änderungspunkte und entsprechend acht Zeitinformationen und acht Strominformationen. Daher hat die Wellenformsteuerschaltung 36C acht Zeitinformationsregister 51, acht Stromin formationsregister 53 und acht Auswahlsignale SEL, wobei die Selektoren 52 und 54 jeweils acht Eingänge haben und das Schieberegister 60 eine Acht-Bit-Konfiguration hat.
6 ist ein Blockschaltbild der elektrischen Konfiguration der Datensendeschaltung 37.
Die Datensendeschaltung, die sich aus einem Schieberegister 61, einem Sendezwischenspeicher 62 und einem Zähler 63 gemäß 6 zusammensetzt, dient zum Umwandeln paralleler 64-Bit-Druckdaten D_P für Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (K) in serielle Druckdaten D_S und sendet sie zur Datenempfangsschaltung 40.
Der Sendezwischenspeicher 62 speichert vorübergehend die parallelen 64-Bit-Druckdaten D_P, die durch die CPU 31 aus dem RAM 33 ausgelesen werden.
Bei Erhalt des Vorschubsignals S_SP lädt das Schieberegister 61 die parallelen 64-Bit-Druckdaten D_P, die im Sendezwischenspeicher 62 zwischengespeichert und mit dem Systemtaktsignal CK synchronisiert sind, um interne Daten jeweils bitweise zur höherwertigen Bitseite zu verschieben, und stellt sie als serielle Druckdaten D_S bereit. Der Zähler 63 wird durch das Vorschubsignals S_SP zurückgesetzt, um die Anzahl der Impulse des Systemtaktsignals CK zu zählen, und erreicht der Zählwert 64, stellt er ein Auslösesignal S_TG bereit.
Die Wellenformgeneratorschaltung 38a setzt sich zusammen aus einer Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a und einer Integratorschaltung 72a, um die Ansteuerwellenformdaten D_D1 in analoge Daten umzuwandeln und sie zu integrieren, um das Ansteuerwellenformsignal S_D1 zu erzeugen; die Wellenformgeneratorschaltung 38b ist mit einer Digital/Analog-Wandlerschaltung 71b und einer Integratorschaltung 72b versehen, um die Ansteuerwellenformdaten D_D2 in analoge Daten umzuwandeln und sie zu integrieren, um das Ansteuerwellenformsignal S_D2 zu erzeugen; und die Wellenformgeneratorschaltung 38c ist mit einer Digital/Analog-Wandlerschaltung 71c und einer Integratorschaltung 72c versehen, um die Ansteuerwellenformdaten D_D3 in analoge Daten umzuwandeln und sie zu integrieren, um das Ansteuerwellenformsignal S_D3 zu erzeugen.
Gemäß 7 hat die Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a einen Digital/Analog-Wandler DAC vom Stromausgangstyp mit einer 8-Bit-Auflösung und Widerstände R1, R1 und R1/2.
Der Dynamikbereich des Digital/Analog-Wandlers DAC wird durch die Widerstände R1, R1 und R1/2 bestimmt. Die Integratorschaltung 72a setzt sich zusammen aus Operationsverstärkern OP1–OP3, Transistoren Q1–Q3, Kondensatoren C1 und C2, Widerständen R2–R7 und einem Inverter INV. Der Operationsverstärker OP1 fungiert als Strom/Spannungs-Wandler, der eine Änderung des Ausgangsstroms I₀ des Digital/Analog-Wandlers DAC in eine Spannungsänderung umwandelt, und fungiert außerdem als Integrator, der Integrationsoperationen unter Verwendung des Kondensators C1 als Gegenkopplungskondensator durchführt.
Der Operationsverstärker OP2 fungiert als Puffer zur Impedanzumwandlung, um Leckströme vom Kondensator C1 zu verhindern und seine eigene Ausgangsspannung V_OUT als Ansteuerwellenformsignal S_D1 bereitzustellen.
Wird nicht gedruckt, fungieren der Operationsverstärker OP3, die Widerstände R2–R5 und der Kondensator C2 so, daß sie dem Operationsverstärker OP1 eine Gegenkopplung auf solche Weise zukommen lassen, daß die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 auf einem Vorspannungspotential oder einem Nullpotential gehalten wird, das über den Widerstand R7 an einem positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP3 anliegt.
In diesem Fall werden die Widerstände R2 und R3 sowie der Kondensator C2 verwendet, um die Zeit zu regulieren, die zum Verschieben der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP2 auf das Vorspannungspotential V_B oder das Nullpotential erforderlich ist.
Wird ihnen der L-Pegel eines Integrationsstoppsignals S_ST über den Inverter INV und den Widerstand R6 zugeführt, werden die Transistoren Q1 und Q2 eingeschaltet, um eine durch den Operationsverstärker OP3 usw. gebildete Gegenkopplungsschleife zu unterbrechen und den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 an Masse zu legen, wodurch der Ope rationsverstärker OP1 Integrationsoperationen durchführen kann.
Der Transistor Q3 wird durch den H-Pegel eines über einen Widerstand R8 zugeführten Nullpotentialhaltesignals S_Z eingeschaltet, um den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP3 an Masse zu legen und die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 zu halten, und beim Ausschalten durch den L-Pegel des Nullpotentialhaltesignals S_Z legt er das Vorspannungspotential V_B am positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP3 an, um die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP3 auf dem Vorspannungspotential V_B zu halten.
8 ist eine Tabelle zur Darstellung der Beziehung zwischen den Werten der Ansteuerwellenformdaten D_D1, des Ausgangsstroms I₀ [mA] des Digital/Analog-Wandlers DAC und des durch den Kondensator C1 fließenden Stroms I₂ [mA], wobei die Bezugsspannung auf 10 [V] eingestellt und der Widerstand R1 auf 10 [kΩ] eingestellt ist.
Nimmt man hierbei an, daß die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers bei Ladebeginn eine Ausgangsspannung V_OUT1 ist, die bei Ladebeendigung eine Ausgangsspannung V_OUT2 ist, die Ladezeit eine Zeit T₁ ist und der Ladestrom (Ausgangsstrom I₀ des DAC gemäß 7) ein Strom I₁ ist, ist die Ausgangsspannung V_OUT2 durch Gleichung (1) wie folgt gegeben: VOUT2 = VOUT1 + (1/C1) x I1 × T1 (1),wobei C₁ die Kapazität des Kondensators C1 gemäß 7 darstellt.
Die Beschreibung der Konfiguration der Wellenformgeneratorschaltungen 38b und 38c entfällt hier, da diese Konfiguration die gleiche wie die der o. g. Wellenformgeneratorschaltung 38a mit der Ausnahme ist, daß die Ansteuerwellenformdaten, die in analoge Daten zur anschließenden Integrationsverarbeitung umzuwandeln sind, 8-Bit-Ansteuerwellenformdaten D_D2 bzw. D_D3 sind, die von den Wellenformsteuerschaltungen 36b und 36c zugeführt werden.
Gemäß 9 ist die Leistungsverstärkerschaltung 39a aus Transistoren Q11–Q20, Widerständen R11–R25 und einem Kondensator C11 gebildet, um das von der Wellenformgenerator schaltung 38a zugeführte Ansteuerwellenformsignal S_D1 sowohl in Spannung als auch in Strom zu verstärken und es dann als verstärktes Ansteuerwellenformsignal S_pD1 bereitzustellen.
Die Transistoren Q1 und Q2 und die Widerstände R11 und R12 sind kombiniert, um einen Differentialverstärker zu konfigurieren und eine Differentialverstärkung des von der Wellenformgeneratorschaltung 38a zugeführten Ansteuerwellenformsignals S_D1 durchzuführen.
Die Transistoren Q13 und Q14 und der Widerstand R13 sind kombiniert, um als Konstantstromquelle für den o. g. Differentialverstärker zu fungieren.
Der Transistor Q15 und der Widerstand R14 sind kombiniert, um als Spannungsverstärker zu fungieren und die Spannung des Ausgangssignals des o. g. Differentialverstärkers zu verstärken.
Der Transistor Q16 und die Widerstände R15–R17 sind zu einem Vorspannungsgenerator kombiniert, um die Vorspannung zum Ansteuern eines später beschriebenen Stromverstärkers zu erzeugen. Die Transistoren Q17 und Q18 und die Widerstände R18 und R19 sind kombiniert, um als Puffer zu fungieren, da die Ausgangsimpedanz der o. g. Spannungsverstärkerschaltung hoch ist.
Die Transistoren Q19 und Q20, die vom MOSFET-Typ sind, sind mit den Widerständen R20–R23 kombiniert, um als SEPP-Stromverstärker zu fungieren, der in einer Sourcefolgerkonfiguration verbunden ist. Die Widerstände R24 und R25 und der Kondensator C11 sind kombiniert, um eine Gegenkopplungsschaltung in einer Richtung vom Stromverstärker zum Differentialverstärker zu konfigurieren.
Der Spannungsverstärkungsfaktor A_V durch diese Leistungsverstärkerschaltung 39a ist durch Gleichung (2) wie folgt gegeben: AV = 1 + R24/R25 (2).
Die Beschreibung der Konfiguration der Leistungsverstärkerschaltungen 39b und 39c entfällt hier, da die Konfiguration die gleiche wie die der o. g. Leistungsverstärkerschaltung 39a mit der Ausnahme ist, daß die Ansteuerwellenformsignale, die leistungsmäßig zu verstärken sind, die Ansteuerwellen formsignale S_D2 und S_D3 sind, die von der Wellenformgeneratorschaltung 38b bzw. 38c zugeführt werden.
10 ist ein Blockschaltbild der elektrischen Konfiguration der Datenempfangsschaltung 40. Die Datenempfangsschaltung 40 setzt sich zusammen aus einem Schieberegister 81, einem Datenempfangszwischenspeicher 82 und einem Decodierer 83, um die seriellen Druckdaten D_S für Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (K) zu decodieren, die von der Datensendeschaltung 37 gesendet werden, um die Transfergates 41_1a –41_1c , 41_2a –41_2c , ... zu steuern. Das Schieberegister 81 ist mit dem Systemtaktsignal CK synchronisiert, um die von der Datensendeschaltung 37 gesendeten seriellen Druckdaten D_S jeweils bitweise zur höherwertigen Bitseite zum anschließenden Eingeben zu verschieben.
Wird ihm das Vorschubsignal S_SP zugeführt, lädt der Empfangszwischenspeicher 82 die vorübergehend im Schieberegister 81 gehaltenen parallelen 64-Bit-Druckdaten und hält sie vorübergehend.
Der Decodierer 83 decodiert die im Empfangszwischenspeicher vorübergehend gehaltenen parallelen 64-Bit-Druckdaten auf der Grundlage einer Wahrheitstabelle gemäß 11, um ein Steuersignal bereitzustellen und die Transfergates 41_1a –41_1c , 41_2a –41_2c , ... zu steuern.
Die Transfergates 41_1b –41_1c , 41_2b –41_2c , ... sind so konfiguriert, daß ihre p-Kanal-MOSFETs und n-Kanal-MOSFETs an ihren Drainanschlüssen bzw. Sourceanschlüssen miteinander verbunden sind. Von diesen sind bei den Transfergates 41_1b , 41_2a ihre ersten Eingangs-/Ausgangsanschlüsse gemeinsam mit dem Ausgangsanschluß der Leistungsverstärkerschaltung 39a verbunden, ihre zweiten Eingangs-/Ausgangsanschlüsse sind jeweils mit einem Anschluß der piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ... verbunden, und ihren Steueranschlüssen wird gemeinsam ein entsprechendes Steuersignal zugeführt, das von der Datenempfangsschaltung 40 bereitgestellt wird.
Ähnlich sind bei den Transfergates 41_1b , 41_2b , ... ihre ersten Eingangs-/Ausgangsanschlüsse gemeinsam mit dem Ausgangsanschluß der Leistungsverstärkerschaltung 39b verbunden, ihre zweiten Eingangs-/Ausgangsanschlüsse sind jeweils mit einem Anschluß der piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ... verbunden, und ihren Steueranschlüssen wird ebenfalls gemeinsam ein weiteres entsprechendes Steuersignal zugeführt.
Bei den Transfergates 41_1c , 41_2c sind ihre ersten Eingangs-/Ausgangsanschlüsse gemeinsam mit dem Ausgangsanschluß der Leistungsverstärkerschaltung 39c verbunden, ihre zweiten Eingangs-/Ausgangsanschlüsse sind jeweils mit einem Anschluß der piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ... verbunden, und ihren Steueranschlüssen wird auch ein entsprechendes Steuersignal gemeinsam zugeführt, das von der Datenempfangsschaltung 40 ausgegeben wird.
Die anderen Anschlüsse der piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ... liegen alle an Masse.
Im folgenden wird beschrieben, wie die Ansteuerschaltung mit der o. g. Konfiguration arbeitet.
Zuerst werden die Operationen der Datensendeschaltung 37 und der Datenempfangsschaltung 40 anhand von 10–12 beschrieben.
Liest die CPU 31 die parallelen 64-Bit-Druckdaten D_P zu Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (K) aus und führt sie der Datensendeschaltung 37 gemäß 6 zu, werden die Druckdaten D_P vorübergehend im Sendezwischenspeicher 62 gehalten. Wird ihm danach das Vorschubsignal S_SP gemäß (a) in 12 zugeführt, lädt das Schieberegister 61 die vorübergehend im Sendezwischenspeicher 62 gespeicherten Druckdaten D_P.
Damit wird das Schieberegister 61 mit dem Systemtaktsignal CK gemäß (a)–(g) in 12 synchronisiert, um die internen Daten jeweils bitweise zur höherwertigen Bitseite zu verschieben und sie als serielle Druckdaten D_S bereitzustellen, die anschließend zur Datenempfangsschaltung 40 gesendet werden.
Wenn dann die Druckdaten D_S ausgegeben werden, liefert der Zähler 63 das Auslösesignal S_TG, wenn er bis 64 zählt.
In der Datenempfangsschaltung 40 gemäß 10 wird das Schieberegister 81 mit dem Systemtaktsignal CK synchronisiert, um die von der Datensendeschaltung 37 gesendeten Druckdaten D_S jeweils bitweise zur höherwertigen Bitseite zum Eingeben zu verschieben.
Sind die Druckdaten D_S in das Schieberegister mit 64 Bit eingegeben, wird das Vorschubsignal S_SP zugeführt, damit der Empfangszwischenspeicher die vorübergehend im Schieberegister 81 gehaltenen parallelen 64-Bit-Druckdaten D_P laden kann, und hält sie vorübergehend.
Damit decodiert der Decodierer 83 die im Empfangszwischenspeicher 82 vorübergehend gehaltenen parallelen 64-Bit-Druckdaten D_P auf der Grundlage der Wahrheitstabelle von 11 und stellt dann ein Steuersignal bereit, das die Transfergates 41_1a –41_1b , 41_2a –41_2c , ... steuert. Das heißt, lauten die 2-Bit-Daten für jeden Punkt 00, um keine Tinte auszustoßen, stellt der Decodierer 83 ein Steuersignal bereit, das alle Transfergates 41a–41c, die mit den entsprechenden piezoelektrischen Aktoren 21 verbunden sind, ausschaltet, lauten die Daten 01, um einen großen Tintentröpfchendurchmesser vorzusehen, gibt er ein Steuersignal aus, das die mit den entsprechenden piezoelektrischen Aktoren 21 verbundenen Transfergates 41a einschaltet und die Transfergates 41b und 41c ausschaltet, lauten die Daten 10, um einen mittleren Tintentröpfchendurchmesser vorzusehen, gibt er ein Steuersignal aus, das die mit den entsprechenden piezoelektrischen Aktoren 21 verbundenen Transfergates 41b einschaltet und die Transfergates 41a und 41c ausschaltet, und lauten die Daten 11, um einen kleinen Tintentröpfchendurchmesser vorzusehen, stellt er ein Steuersignal bereit, das die mit den piezoelektrischen Aktoren 21 verbundenen Transfergates 41c einschaltet und die Transfergates 41a und 41b ausschaltet.
Wie zuvor beschrieben, wird an den piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ..., die Tinte mit den vier Farben Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) bzw. Schwarz (K) ausstoßen, eines der verstärkten Ansteuerwellenformsignale S_PD1–S_PD3 angelegt, das den Druckdaten D_P entspricht.
Im folgenden werden die Operationen der Wellenformansteuerschaltung 36a und der Wellenformgeneratorschaltung 38a sowie die entsprechenden Operationen der CPU 31 anhand von 1, 5, 7, 8, 13 und 14 beschrieben.
Bei Stromzufuhr zu einem Tintenstrahldrucker gemäß 1 liest die CPU 31 Programme aus dem ROM 32 aus und arbeitet sie ab. Zuerst führt die CPU 31 eine Initialisierungsverarbeitung durch, z. B. Löschen verschiedener Register und Flags, die im RAM 33 gehalten werden, liest dann die Zeitinformationen T₁–T₆ und Strominformationen I₁–I₆ des Ansteuerwellenformsignals S_D1 (siehe (a) in 13) zum Ausstoßen großer Tintentröpfchen aus, die in einem vorgeschriebenen Speicherbereich des ROM 32 gespeichert sind, speichert sie dann vorübergehend in den Zeitinformationsregistern 51₁ –51₆ bzw. Strominformationsregistern 53₁ –53₆ und liest außerdem Ladeinformationen und Entladeinformationen aus, die in einem vorgeschriebenen Bereich des ROM 32 gespeichert sind, und speichert sie vorübergehend im Laderegister 55 bzw. Entladeregister 56 (siehe 5).
Hierbei ist zu beachten, daß das Vorspannungspotential V_B anzulegen ist, wenn dem Tintenstrahldrucker Strom zugeführt wird.
Vor Druckbeginn, d. h. unmittelbar vor Aktivierung des Vorschubs, führt als nächstes die CPU 31 das Nullpotential-Haltesignal S_Z mit H-Pegel (siehe (c) in 13) und das Integrationsstoppsignal S_ST mit H-Pegel (siehe (m) in 13) zur Wellenformgeneratorschaltung (siehe 7) und außerdem das Auswahlsignal, um 0 für den Selektor 57 der Wellenformsteuerschaltung 36a gemäß 5 auszuwählen.
Damit wird in der Wellenformgeneratorschaltung 38a gemäß 7 der Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a ein Wert 0 zur Analogumwandlung zugeführt, wobei aber der Ausgangsstrom I₀ null ist, was aus 8 hervorgeht.
Gleichzeitig wird der Transistor Q3 mit dem H-pegligen Nullpotential-Haltesignal S_Z eingeschaltet, um den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP3 an Masse zu legen und so die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 auf einem Nullpotential zu halten.
Außerdem werden die Transistoren Q1 und Q2 mit dem H-pegligen Integrationsstoppsignal S_ST ausgeschaltet, um eine Gegenkopplungsschleife zu bilden, die aus dem Operationsverstärker OP3 usw. besteht, wodurch die Integrationsoperationen am Operationsverstärker OP1 gestoppt werden, um ein Nullpo tential der Ausgangsspannung V_OUT gemäß (b) in 14 bereitzustellen.
Somit stellt bei Druckbeginn, d. h. bei Vorschubbetätigung (während einer Periode T_UP gemäß 14), die CPU 31 gemäß (c) in 14 den L-Pegel des Nullpotential-Haltesignals S_Z und den L-Pegel des Integrationsstoppsignals S_ST bereit und führt das Auswahlsignal zu, um Ladeinformationen auszuwählen, die dem Laderegister 55 und dem Selektor 57 der Wellenformsteuerschaltung 36a von 5 zugeführt werden.
Damit werden in der Wellenformgeneratorschaltung 38a Ladeinformationen zum Laden von einem Nullpotential auf das Vorspannungspotential V_B der Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a zugeführt, um in analoge Informationen umgewandelt zu werden.
Zugleich wird durch das L-peglige Nullpotential-Haltesignal der Transistor Q3 ausgeschaltet, wodurch das Vorspannungspotential V_B am positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP3 angelegt wird, um die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 auf dem Vorspannungspotential V_B zu halten.
Durch das L-peglige Integrationsstoppsignal werden aber die Transistoren Q1 und Q2 eingeschaltet, um eine durch den Operationsverstärker OP3 usw. gebildete Gegenkopplungsschleife zu unterbrechen und den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 an Masse zu legen, wodurch Integrationsoperationen von einem Nullpotential auf das Vorspannungspotential V_B am Operationsverstärker OP1 beginnen.
Daher steigt die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 von einem Nullpotential auf das Vorspannungspotential V_B bei Vorschubbetätigung gemäß (b) in 14.
Während des Drucks (Periode T_PR in 14), wenn das Ansteuerwellenformsignal S_D1 nicht erzeugt wird, ist es als nächstes notwendig, die Ausgangsspannung der Wellenformgeneratorschaltung 38a auf dem Vorspannungspotential V_B zu halten.
Daher stellt die CPU 31 den H-Pegel des Integrationsstoppsignals S_ST bereit und führt auch das Auswahlsignal zu, um den Wert 0 am Selektor 57 der Wellenformsteuerschaltung gemäß 5 auszuwählen. Damit wird in der Wellenformgeneratorschaltung 38a gemäß 7 der Wert 0 der Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a zugeführt, um in analoge Informationen umgewandelt zu werden, wobei der Ausgangsstrom I₀ null ist.
Durch das H-peglige Integrationsstoppsignal S_ST werden andererseits die Transistoren Q1 und Q2 ausgeschaltet, um eine Gegenkopplungsschleife mit dem Operationsverstärker OP3 usw. zu bilden, wodurch Integrationsoperationen am Operationsverstärker OP1 gestoppt werden, damit die Ausgangsspannung V_OUT das Vorspannungspotential V_B annehmen kann.
Ist z. B. die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP2 höher als das Vorspannungspotential V_B, wird die Ausgangsspannung V_f des Operationsverstärkers OP2 in ihrem Absolutwert um eine Differenzspannung zwischen V_B und V_OUT verstärkt und hat auch ein negatives Vorzeichen. Die Ausgangsspannung V_f beträgt etwa wenige Volt und wird daher in Werte in der Größenordnung von Millivolt durch die Widerstände R4 und R5 geteilt und dann am positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 angelegt. Folglich wird eine negative Offsetspannung am Operationsverstärker OP1 angelegt, um eine solche Gegenkopplungsoperation durchzuführen, daß die Ausgangsspannung V_OUT auf das Vorspannungspotential V_B verringert werden kann.
Ist andererseits die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 niedriger als das Vorspannungspotential V_B, wird die Ausgangsspannung V_f des Operationsverstärkers OP3 in ihrem Absolutwert um eine Differenzspannung zwischen V_B und V_OUT verstärkt, hat auch ein negatives Vorzeichen, erfährt eine Spannungsteilung durch die Widerstände R4 und R5 und wird am positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 angelegt.
Folglich wird eine positive Offsetspannung am Operationsverstärker OP1 angelegt, um eine solche Gegenkopplungsoperation durchzuführen, daß die Ausgangsspannung V_OUT auf das Vorspannungspotential V_B erhöht werden kann.
Wird das Vorschubsignal S_SP in einem solchen Zustand zugeführt, stellt die CPU 31 den L-Pegel des Integrationsstoppsignals S_ST bereit (siehe (m) in 13) und führt außerdem das Auswahlsignal zur Auswahl von Stromdaten D_I zu, die vom Selektor 54 dem Selektor 57 der Wellenformsteuerschaltung 36a gemäß 5 zuzuführen sind.
Außerdem wird in der Wellenformsteuerschaltung 36a der Zähler 58 durch das Vorschubsignal S_SP zurückgesetzt, um die Zählung synchron zum Systemtaktsignal CK zu beginnen, so daß im Schieberegister 60 sein Bit 0 auf 1 gesetzt wird und seine Bits 1–5 auf 0 gesetzt werden, d. h. nur das Auswahlsignal SEL₁ aktiv wird, was (e)–(j) in 13 zeigen. Auf der Grundlage des so aktivierten Auswahlsignals SEL₁ wählt der Selektor 52 daher die vom Zeitinformationsregister 51₁ zugeführte Zeitinformation T₁ aus und stellt sie als Zeitdaten D_T bereit (siehe (c) in 13).
Auf der Grundlage des so aktivierten Auswahlsignals SEL₁ wählt andererseits der Selektor 54 die vom Strominformationsregister 53₁ zugeführte Strominformation I₁ aus und stellt sie als Stromdaten D_I bereit (siehe (k) in 13).
Damit wird in der Wellenformgeneratorschaltung 38a von 7 die Strominformation I₁ der Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a als Stromdaten D_I zugeführt, um in analoge Informationen umgewandelt und als Ausgangsstrom I₀ bereitgestellt zu werden (siehe (1) in 13).
Durch das L-peglige Integrationsstoppsignal S_ST werden andererseits die Transistoren Q1 und Q2 eingeschaltet, um eine aus dem Operationsverstärker OP3 usw. gebildete Gegenkopplungsschleife zu unterbrechen, wodurch der positive Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 an Masse gelegt wird, um Integrationsoperationen am Operationsverstärker OP1 zu beginnen. Daher ändert sich die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 von einer Spannung V₁ auf eine Spannung V₂ gemäß (a) in 13.
Wird der Zählwert des Zählers 58 gleich den Zeitdaten D_T, in diesem Fall der Zeitinformation T₁, stellt die Koinzidenzschaltung 59 ein Schiebetaktsignal SCK mit der gleichen Impulsbreite wie das Systemtaktsignal bereit (siehe (d) in 13), wodurch das Schieberegister 60 seine internen Daten jeweils bitweise zur höherwertigen Bitseite synchron zum Schiebetaktsignal SCK verschieben kann.
In diesem Fall wird das Bit 1 auf 1 gesetzt und das Bit 0 und die Bits 2–5 werden auf 0 gesetzt, d. h. gemäß (e)–(j) in 13 wird nur das Auswahlsignal SEL₂ aktiv. Der Selektor 52 wählt daher auf der Grundlage des aktivierten Auswahlsignals SEL₂ die vom Zeitinformationsregister 51₂ zugeführte Zeitinformation T₂ aus und stellt sie als Zeitdaten D_T bereit (siehe (c) in 13).
Auf der Grundlage des so aktivierten Auswahlsignals SEL₂ wählt andererseits der Selektor 54 die vom Strominformationsregister 53₂ zugeführte Strominformation I₂ aus und stellt sie als Stromdaten D_I bereit (siehe (k) in 13).
Damit wird in der Wellenformgeneratorschaltung 38a die Strominformation I₂ als Stromdaten D_I der Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a zugeführt, um in analoge Informationen des Ausgangsstroms I₀ umgewandelt zu werden (siehe (1) in 13), wodurch Integrationsoperationen am Operationsverstärker OP1 beginnen. Daher ändert sich die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 von einer Spannung V₂ auf eine Spannung V₃ gemäß (a) in 13.
Durch Wiederholen dieser Operationen, bis das Auswahlsignal SEL₆ aktiv wird, wird das Ansteuerwellenformsignal S_D1 gemäß (a) in 13 erzeugt.
Nachdem das Ansteuerwellenformsignal S_D1 erzeugt ist, führen die CPU 31, die Wellenformsteuerschaltung 36a und die Wellenformgeneratorschaltung 38a die o. g. Operationen durch, um die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 auf dem Vorspannungspotential V_B zu halten, bis das Vorschubsignal S_SP das nächste Mal zugeführt wird.
Im Druckverlauf (Periode T_PR in 14) werden gemäß (b) in 14 bei jeder Zuführung des Vorschubsignals S_SP die Erzeugung des Ansteuerwellenformsignals S_D1 und das Halten des Vorspannungspotentials V_B wiederholt.
Als nächstes wird bei Druckende der Vorschub beendet (Periode T_DN in 14), die CPU 31 stellt den L-Pegel des Integrationsstoppsignals S_ST bereit und führt ferner das Auswahlsignal dem Selektor 57 der Wellenformsteuerschaltung 36a gemäß 5 zu, um Entladeinformationen auszuwählen, die vom Entladeregister 56 zugeführt werden.
Damit werden in der Wellenformgeneratorschaltung 38a von 7 Entladeinformationen der Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a zum Entladen vom Vorspannungspotential V_B auf ein Nullpotential zugeführt, um in analoge Informationen umgewandelt zu werden.
Durch das L-peglige Integrationsstoppsignal S_ST werden andererseits die Transistoren Q1 und Q2 eingeschaltet, um eine aus dem Operationsverstärker OP3 usw. gebildete Gegenkopplungsschleife zu unterbrechen, was wiederum den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 an Masse legt, wodurch Integrationsoperationen am Operationsverstärker OP1 vom Vorspannungspotential V_B auf ein Nullpotential beginnen.
Die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 wird daher auf ein Nullpotential vom Vorspannungspotential V_B verringert, wenn der Vorschub beendet wird, d. h. zur Zeit T_DN.
Bei Druckende führt die CPU 31 den H-Pegel des Nullpotential-Haltesignals S_Z (siehe (c) in 14) der Wellenformgeneratorschaltung 38a (siehe 7) zu und führt außerdem das Auswahlsignal dem Selektor 57 der Wellenformsteuerschaltung 36a von 5 zu, um den Wert 0 auszuwählen.
Damit wird in der Wellenformgeneratorschaltung 38a gemäß 7 der Wert 0 der Digital/Analog-Wandlerschaltung 71a zugeführt, um in analoge Informationen umgewandelt zu werden, wobei der Ausgangsstrom I₀ null ist. Andererseits wird durch das H-peglige Nullpotential-Haltesignal S_Z der Transistor Q3 eingeschaltet, um den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP3 an Masse zu legen und die Ausgangsspannung V_OUT des Operationsverstärkers OP2 auf einem Nullpotential zu halten. Damit nimmt gemäß (b) in 14 die Ausgangsspannung V_OUT wieder ein Potential von null an.
Die Beschreibung der Operationen der Wellenformsteuerschaltungen 36b und 36c und der Wellenformgeneratorschaltungen 38b und 38c sowie jener nach der entsprechenden Initialisierungsverarbeitung der CPU 31 entfällt, da diese die gleichen wie die Operationen der o. g. Wellenformsteuerschaltung 36a und Wellenformgeneratorschaltung 38a sowie jene nach der entsprechenden Initialisierungsverarbeitung der CPU 31 mit der Ausnahme sind, daß die zu erzeugenden Ansteuerwellenformsignale das Ansteuerwellenformsignal S_D2 für einen mittleren Durchmesser von Tintentröpfchen bzw. das Ansteuerwellenformsignal S_D3 für einen kleinen Durchmesser von Tintentröpfchen sind und sich die Anzahl und der Wert der Zeitinformationen und Strominformationen unterscheiden.
Im folgenden werden anhand von 9 die Operationen der Leistungsverstärkerschaltung 39a beschrieben.
Das von der Wellenformgeneratorschaltung 38a zugeführte Ansteuerwellenformsignal S_D1 wird durch einen Differentialverstärker differentialverstärkt, der aus den Transistoren Q1 und Q2 und den Widerständen R11 und R12 besteht, und dann durch einen Spannungsverstärker spannungsverstärkt, der aus dem Transistor Q15 und dem Widerstand R14 besteht.
Danach durchläuft das Ausgangssignal des Spannungsverstärkers einen Puffer, der aus den Transistoren Q17 und Q18 und den Widerständen R18 und R19 besteht, und wird dann durch einen SEPP-Stromverstärker stromverstärkt, der aus den Transistoren Q19 und Q20 und den Widerständen R20–R23 besteht, die in einer Sourcefolgerkonfiguration verbunden sind, und als verstärktes Ansteuerwellenformsignal S_PD1 bereitgestellt.
Da die Widerstände R24 und R25 und der Kondensator C11 eine Gegenkopplungsschaltung vom Stromverstärker zum Differentialverstärker konfigurieren, kann er im Vergleich zum herkömmlichen SEPP-Stromverstärker 2, z. B. gemäß 16, ein bis auf etwa 1 MHz erweitertes Frequenzband auch mit einer solchen kapazitiven Last wie piezoelektrischen Aktoren haben.
Auch wenn daher ein Ansteuerwellenformsignal S_D3 mit einer solchen hohen Spannungsänderungsgeschwindigkeit (dV/dt) wie in 3C für eine solche große kapazitive Last wie piezoelektrische Aktoren vom Stapelschichttyp usw. zugeführt wird, können diese piezoelektrischen Stapelschichtaktoren usw. angesteuert werden. Weiterhin hat der Kondensator C11 einen reduzierten Verstärkungsfaktor im Hochfrequenzband, so daß es möglich ist, Oszillation in dem Fall zu verhindern, in dem eine solche große kapazitive Last wie piezoelektrische Aktoren vom Stapelschichttyp angesteuert wird. Damit ist die Zuverlässigkeit verbessert.
Die Beschreibung der Operationen der Leistungsverstärkerschaltungen 39b und 39c entfällt hier, da diese Operationen die gleichen wie die der o. g. Leistungsverstärkerschaltung 39a mit der Ausnahme sind, daß die in der Leistung zu verstärkenden Ansteuerwellenformsignale die Ansteuerwellenformsignale S_D2 und S_D3 sind, die von den Wellenformgeneratorschaltungen 38b bzw. 38c zugeführt werden.
Somit hat diese beispielhaft dargestellte Konfiguration die Wellenformsteuerschaltungen 36a–36c und die Datensendeschaltung 37 in leicht zu integrierenden digitalen Schaltungen und hat ferner ASICs, wodurch die Schaltungen, auch wenn sie kompliziert sind, in einem LSI-Chip integriert werden, was die Kosten und die Packungsfläche senkt und die Sicherheit verbessert.
Da diese exemplarische Konfiguration ferner die Wellenformgeneratorschaltung 38 mit Hilfe des Digital/Analog-Wandlers DAC und billiger Operationsverstärker OP realisiert, beträgt die am Kondensator C1 zur Verwendung bei Integrationsoperationen angelegte Spannung höchstens 5 V, und selbst Ansteuerwellenformsignale mit hoher Spannungsänderungsgeschwindigkeit (dV/dt) lassen sich mit billigen Bauelementen leicht erzeugen.
Durch Verwendung von Operationsverstärkern OP kann zudem eine virtuelle Erdung genutzt werden, um den gleichen Weg zum Laden und Entladen vorzusehen. Damit läßt sich die Anzahl verwendeter Bauelemente verringern.
Gemäß dieser exemplarischen Konfiguration wird weiterhin in der Wellenformgeneratorschaltung 38 der Operationsverstärker OP1, der als Integrator wirkt, verwendet, um ein Nullpotential oder das Vorspannungspotential V_B zu halten, und gleichzeitig werden der Operationsverstärker OP3 und andere Schaltungselemente verwendet, um für eine Gegenkopplung zu sorgen, so daß die Ausgangsspannung V_OUT auf einem Konstantwert des Vorspannungspotentials V_B gehalten werden kann.
Damit ist es möglich, solche Fehlfunktionen wie deaktivierten oder falschen Ausstoß von Tintentröpfchen zu verhin dern. Dies führt auch zu Verbesserungen bei Zuverlässigkeitsmerkmalen.
Deutlich ist, daß die Erfindung nicht auf die o. g. Ausführungsform beschränkt ist, sondern geändert und abgewandelt sein kann, ohne vom Schutzumfang und Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise ist die Anzahl von Gradationen nicht auf vier begrenzt, sondern kann nach Bedarf erhöht oder verringert werden. Zudem sind die Tintenfarben nicht auf Gelb(Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (K) begrenzt, sondern können bei Bedarf mehr oder weniger sein. Auch die Anzahl von Düsen ist beliebig.
Obwohl die o. g. Ausführungsform Beispiele zeigte, in denen die Ansteuerwellenforminformationen der Ansteuerwellenformsignale S_D1–S_D3, Zeitinformationen T₁–T₆ und Strominformationen I₁–I₆ haben, können die Ansteuerwellenforminformationen Zeitinformationen T₁–T₆ und Spannungsinformationen V₁–V₆ oder Gradienteninformationen aufweisen, die den Gradienten der Wellenformen bezeichnen.
Obwohl ferner die o. g. Ausführungsform Beispiele zeigte, in denen die Ansteuerwellenformsignale S_D1–S_D3 Trapezwellenformen mit flachen Abschnitten haben, können die Signale Dreieckwellenformen ohne flache Abschnitte sein. Ist insbesondere der Tintentröpfchendurchmesser klein, sind steile Wellenformen, auch wenn sie dreieckig sind, bevorzugt. Das heißt, das Extrem der Trapezwellenform kann eine Dreieckwellenform sein.
Für die Anzahl von Änderungspunkten an der Vorderflanke und Rückflanke jedes der Ansteuerwellenformsignale S_D1–S_D3 ist es nicht notwendig, diese Anzahl auf sechs bis acht zu begrenzen, sondern die Anzahl kann größer oder kleiner sein.
Freilich muß die Anzahl der Zeitinformationsregister 51 und Strominformationsregister 53 gemäß der Anzahl von Änderungspunkten erhöht oder verringert sein, da diese Anzahl der Anzahl der o. g. Änderungspunkte entspricht.
Zudem können gemäß 1 die Temperatursensoren 42 nahe den piezoelektrischen Aktoren 21₁ , 21₂ , ... vorgesehen sein, ihre eigenen Temperatursignale können in diese Aktoren über eine Schnittstelle 35 eingegeben werden, und die Ansteuerwellenforminformationen für jeden Temperaturwert sind vorab in vorgeschriebenen Bereichen des ROM 32 gespeichert, so daß die CPU 31 die Ansteuerwellenforminformationen aus dem ROM 32 als Reaktion auf die Temperatursignale auslesen und diese Informationen den Wellenformsteuerschaltungen 36a–36c zuführen kann. Gemäß einer solchen Konfiguration können Tintentröpfchen ungeachtet von Änderungen der Tintenviskosität infolge von Änderungen der Temperatur der Tintenstrahlköpfe stabil ausgestoßen werden.
Obwohl die o. g. Ausführungsform ferner Beispiele zeigte, in denen die Wellenformsteuerschaltung 36 aus dem ROM 32 sowohl Zeitinformationen als auch Strominformationen einmal in das Zeitinformationsregister 51 oder das Strominformationsregister 53 ausliest, sind die möglichen Ausführungsformen nicht darauf beschränkt.
Möglich ist auch eine solche Konfiguration, daß nur die Zeitinformationen einmal in das Zeitinformationsregister 51 ausgelesen werden, und detektiert die Koinzidenzschaltung eine Übereinstimmung zwischen dem Zählwert des Zählers 58 und den Zeitinformationen, liest sie die Strominformationen aus dem vorgeschriebenen Bereich des ROM 32 aus.
Obwohl zudem die o. g. Ausführungsform Beispiele zeigte, in denen der Stromverstärker, der die Leistungsverstärkerschaltung 39 konfiguriert, durch Verbinden der MOSFET-Transistoren Q19 und Q20 in einer Sourcefolgerkonfiguration vom SEPP-Typ vorliegt, sind die möglichen Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, so daß der Stromverstärker durch npn-Transistoren und pnp-Transistoren konfiguriert sein kann, die in einer Emitterfolgerkonfiguration vom SEPP-Typ verbunden sind.
Somit ist deutlich, daß die Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform begrenzt ist, sondern geändert und abgewandelt sein kann, ohne vom Schutzumfang und Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Abschließend beansprucht diese Anmeldung Priorität gegenüber der JP-A-10-318445, eingereicht am 20. Oktober 1998.

Claims

Ansteuerschaltung für einen Tintenstrahldruckkopf, der mindestens eine Düse (24) und mindestens eine Druckerzeugungskammer (23) aufweist, und die beim Drucken ein Ansteuerwellenformsignal an mindestens einem piezoelektrischen Aktor (21₁ , 21₂ , ...) anlegt, der an einer Position in Entsprechung zur Druckerzeugungskammer (23) vorgesehen ist, um ein Volumen der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammer (23) schnell zu ändern, wodurch Tintentröpfchen aus der Düse (24) ausgestoßen werden, wobei die Ansteuerschaltung ferner aufweist: eine Speichereinrichtung (32) zum Speichern von Ansteuerwellenforminformationen über Ansteuerwellenformsignale für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen; mehrere Wellenformsteuereinrichtungen (36a–36c), die für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen vorgesehen sind und die aus der Speichereinrichtung (32) die Ansteuerwellenforminformationen gemäß einer Wellenform entsprechender Ansteuerwellenformsignale auslesen und die ausgelesenen Ansteuerwellenforminformationen vorübergehend speichern, um die vorübergehend gespeicherten Ansteuerwellenforminformationen auszugeben; mehrere Wellenformgeneratoreinrichtungen (38a–38c), die für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen vorgesehen sind, zum Erzeugen eines entsprechenden Ansteuerwellenformsignals durch Umwandeln von Ansteuerwellenforminformationen, die nacheinander von den Wellenformsteuereinrichtungen (36a–36c) zugeführt werden, in analoge Informationen und anschließenden Durchführen von Integrationsoperationen an den analogen Informationen; und eine Ansteuereinrichtung, die ein Ansteuerwellenformsignal aus mehreren Ansteuerwellenformsignalen auswählt, die von den mehreren Wellenformgeneratoreinrich tungen (38a–38c) ausgegeben werden, und das eine Ansteuerwellenformsignal am piezoelektrischen Aktor (21₁ , 21₂ , ...) anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerwellenforminformationen aufweisen: Zeitinformationen über die Zeit des Änderungspunkts entsprechender Ansteuerwellenformsignale und Spannungsinformationen über die Spannung des Änderungspunkts oder Strominformationen, die ein zeitlich bestimmter Differentialwert der Spannungsinformationen sind, und jede Wellenformsteuereinrichtung (36a–36c) die Spannungsinformationen oder die Strominformationen gemäß den Zeitinformationen nacheinander ausgibt.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, wobei jede Wellenformgeneratoreinrichtung (38a–38c) aufweist: einen Digital/Analog-Wandler (71a–71c), der die Spannungsinformationen oder die Strominformationen in ein analoges Signal umwandelt, einen Integrator, der einen Operationsverstärker und einen integrierenden Kondensator aufweist, um Integrationsoperationen am analogen Signal durchzuführen, eine Gegenkopplungseinheit, die dem Operationsverstärker eine Gegenkopplung zuführt, um eine Ausgangsspannung der Wellenformgeneratoreinrichtung (38a–38c) auf einem Nullpotential vor Beginn und nach Beendigung des Drucks sowie auf einem vorbestimmten Vorspannungspotential zu halten, das einen Kontraktions- und Expansionsbezug des piezoelektrischen Aktors (21₁ , 21₂ , ...) zu einer Nichtdruckzeit im Verlauf von Druckoperationen bereitstellt, und eine Gegenkopplungs-Unterbrechungseinheit, die die Gegenkopplung unterbricht, um einen positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers an Masse zu legen.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere Leistungsverstärkereinrichtungen (39a–39c) für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen zum Leistungsverstärken von Ansteuerwellenformsignalen, die von entsprechenden Wellenformgeneratoreinrichtungen (38a–38c) ausgegeben werden, und zum Zuführen der Signale zur Ansteuereinrichtung vorgesehen sind, wobei jede Leistungsverstärkereinrichtung (39a–39c) aufweist: eine Differentialverstärkereinheit, die entsprechende Ansteuerwellenformsignale differentialverstärkt, eine Spannungsverstärkereinheit, die ein Ausgangssignal der Differentialverstärkereinheit spannungsverstärkt, eine asymmetrische Gegentakt-Stromverstärkereinheit, die ein Ausgangssignal der Spannungsverstärkereinheit stromverstärkt, und eine Gegenkopplungseinheit, die eine Gegenkopplung der Differentialverstärkereinheit von der Stromverstärkereinheit zukommen läßt.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Ansteuereinrichtung eine Datensendeeinheit (37), eine Datenempfangseinheit (40) und mehrere Transfergates (41_1a –41_1c , 41_2b –41_2c , ...) aufweist, die für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen für jeden piezoelektrischen Aktor (21₁ , 21₂ , ...) vorgesehen sind, die Datensendeeinheit (37) mindestens Gradationsinformationen von Druckdaten zur Datenempfangseinheit (40) sendet, und die Datenempfangseinheit (40) zusammen mit den mehreren Transfergates (41_1a –41_1c , 41_2b –41_2c , ...) nahe den piezoelektrischen Aktoren (21₁ , 21₂ , ...) vorgesehen ist, um entsprechende Transfergates auf der Grundlage von Gradationsinformationen ein- oder auszuschalten, die von der Datensendeeinheit (37) gesendet werden.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens die mehreren Wellenformsteuereinrichtungen (36a–36c) und die Datensendeeinheit (37) zu einer Einheit integriert sind.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Temperatursensor (42) nahe den piezoelektrischen Aktoren (21₁ , 21₂ , ...) vorgesehen ist, die Speichereinrichtung (32) Ansteuerwellenforminformationen für jeden Durchmesser der Tintentröpfchen für jede Temperatur des piezoelektrischen Aktors (21₁ , 21₂ , ...) speichert, und jede Wellenformsteuereinrichtung (36a–36c) die Ansteuerwellenforminformationen aus der Speichereinrichtung (32) auf der Grundlage eines Temperatursignals ausliest, das vom Temperatursensor (42) gesendet wird.