JP2001150666A

JP2001150666A - インクジェットヘッドの駆動回路

Info

Publication number: JP2001150666A
Application number: JP33268399A
Authority: JP
Inventors: Hajime Asano; 一浅野; Koichi Ikeda; 浩一池田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の圧電素子を備えるインクジェットヘッ
ドに対し、圧電素子の各々を精確に定電流駆動すること
が可能な駆動回路を提供する。【解決手段】基準電流波形生成部５１は、複数の圧電
素子１、２、・・３の駆動に適した基準電流波形を生成
する。電流分岐部５２は、充電用の複数出力型カレント
ミラー回路５２ａと、放電用の複数出力型カレントミラ
ー回路５２ｂとを有する。この両カレントミラー回路５
２ａ、５２ｂは、電流源と見なされるに足る高い駆動イ
ンピーダンスでもって前記圧電素子１、２、・・３の各
々に対して電流を充電又は放電する。従って、各圧電素
子１、２、・・３がその駆動時に、それ等圧電素子が振
動することによる逆起電力の発生などの影響を受けるこ
となく一定電流でもって各圧電素子１、２、・・３を充
電及び放電できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
の記録装置に用いられるインクジェットヘッドの駆動回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子を用いたインクジェットヘッド
では、圧電素子に電圧を印可して圧電素子を歪ませ、そ
のこの歪み時に生じる押圧力によりインク室のノズルか
らインク滴を吐出させている。

【０００３】従来、例えば、特許第２６８９５４８号の
特許掲載公報に開示されているように、圧電素子を精確
に駆動制御するべく圧電素子の充電と放電を定電流制御
することを目的として、基準電圧波形を生成する回路と
複数の圧電素子との間に、プッシュプル型エミッタ・フ
ォロア接続の電流増幅用バッファを設けて、電圧勾配が
一定の電圧波形でもって複数の圧電素子を駆動する技術
が知られている。

【０００４】前記特許公報に開示される駆動回路では、
具体的には、図５に示すように、電流増幅用バッファ１
０１の出力側に複数の圧電素子１０２、１０３、・・１
０４の一端が並列に接続され、それ等圧電素子の他端は
トランジスタ１１１、１１２、・・１１３に各々接続さ
れている。これ等トランジスタ１１１、１１２、・・１
１３は、印刷データ信号１＃、２＃、・・３＃によって
ＯＮ／ＯＦＦされて、電流増幅用バッファ１０１からの
駆動電圧を圧電素子１０２、１０３、・・１０４に選択
的に印可する。これにより、駆動電圧が印可された圧電
素子は歪み、その際に生じる押圧力によってインク室の
ノズルからインク滴が吐出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子の充電及び放電を定電流制御すべく設けられた電流増
幅用バッファ１０１は、圧電素子１０２、１０３、・・
１０４に対しては本来は電圧源として機能するものであ
り、定電流制御のための電流源として常に機能するもの
ではない。このため、前記公報のものでは、次の欠点が
ある。

【０００６】即ち、前記公報の技術では、圧電素子１０
２、１０３、・・１０４が一定の静電容量を持つコンデ
ンサであるとの仮定の下に、電圧勾配が一定の電圧波形
を供給することにより、定電流制御がなされるものであ
るが、その仮定がくずれた場合には、定電流制御とはな
り得ない。例えば、前記公報には、圧電素子自体は振動
して、インク滴が吐出するタイミングになってもこの振
動が残って、各ノズルから吐出するインク滴の吐出速度
等が影響を受けることが記述されている。圧電素子は電
圧を印可すると歪みを生ずるが、逆に圧電素子に歪みを
与えると逆起電力を生ずる。インクジェットヘッドの圧
電素子を駆動する際に大きな逆起電力が発生すること
は、例えば、日本印刷学会誌第２５巻第１号の第３５頁
に記述されている。つまり、圧電素子は単なるコンデン
サではなく、圧電素子自体の振動により、その振動に応
じた逆起電力を生ずる素子である。そのため、前記公報
の駆動回路では、圧電素子を充放電する電流は意図通り
の定電流にはなり得ず、圧電素子自体の振動に応じて生
ずる逆起電力によって変調された電流になるという問題
が存在する。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、多数の圧電素子を備えるインクジ
ェットヘッドに対し、各圧電素子を定電流駆動すること
が可能な駆動回路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、電流源とみなされるに足り得る高い駆
動インピーダンスでもって多数の圧電素子の各々を充放
電する構成を採用する。

【０００９】具体的に、請求項１記載の発明のインクジ
ェットヘッドの駆動回路は、電圧が印可されてインク液
滴を吐出させる複数の圧電素子を駆動するインクジェッ
トヘッドの駆動回路であって、前記複数の圧電素子に対
して、電流源にほぼ等しい高い駆動インピーダンスにて
駆動電流を供給する電流供給手段を備えたことを特徴と
する。

【００１０】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
のインクジェットヘッドの駆動回路において、前記電流
供給手段は、前記複数の圧電素子の充電に適した電流を
生成する充電用電流源回路と、前記複数の圧電素子の放
電に適した電流を生成する放電用電流源回路とを有する
ことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、前記請求項１記載
のインクジェットヘッドの駆動回路において、前記電流
供給手段は、前記複数の圧電素子の駆動に適した基準電
流波形を生成する基準電流波形生成手段と、前記基準電
流波形生成手段の出力電流を前記複数の圧電素子に分岐
させる電流分岐手段とを有することを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記請求項３記載
のインクジェットヘッドの駆動回路において、前記電流
分岐手段は、前記複数の圧電素子の各々に応じて、各圧
電素子への電流の分岐比率を変更可能であることを特徴
とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、前記請求項３又は
請求項４記載のインクジェットヘッドの駆動回路におい
て、前記電流分岐手段は、前記複数の圧電素子の数に等
しい出力を持つ複数出力型のカレントミラー回路で構成
されることを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明は、前記請求項３、請
求項４又は請求項５記載のインクジェットヘッドの駆動
回路において、前記基準電流波形生成手段は、電流出力
型のＤ／Ａ変換器で構成されることを特徴とする。

【００１５】請求項７記載の発明は、前記請求項３、請
求項４又は請求項５記載のインクジェットヘッドの駆動
回路において、前記基準電流波形生成手段は、抵抗の作
用により基準電流波形を生成することを特徴とする。

【００１６】請求項８記載の発明は、前記請求項１記載
のインクジェットヘッドの駆動回路において、前記電流
供給手段は、駆動する圧電素子の数に応じて出力電流の
値を変更可能な電流出力型のＤ／Ａ変換器により構成さ
れることを特徴としている。

【００１７】以上により、請求項１ないし請求項８記載
の発明では、電流源にほぼ等しい高い駆動インピーダン
スにて複数の圧電素子に駆動電流を供給したので、前記
複数の圧電素子駆動時に各圧電素子自体が振動すること
によって生じる逆起電力の発生等の影響を受けることな
く、駆動に適するよう設定された一定値の電流でもって
前記複数の圧電素子の各々を充電及び放電できるので、
精確な圧電素子の駆動が可能になる。従って、インクジ
ェットヘッドのインクの吐出性能を向上させることがで
きる。

【００１８】特に、請求項３ないし請求項５記載の発明
では、電流分岐手段により、複数の圧電素子の各々を駆
動する構成としたので、インクジェットヘッドの特性に
応じて、圧電素子を駆動するのに適した充電電流及び放
電電流の電流値を各圧電素子毎に容易に設定することが
できる。

【００１９】更に、請求項６記載の発明では、基準電流
波形生成手段を電流出力型のＤ／Ａ変換器で構成したの
で、複数の圧電素子を駆動するのに適した充電電流及び
放電電流の電流値を、外部のマイクロコンピュータ等に
より容易に且つ細かく設定することができる。

【００２０】加えて、請求項７記載の発明では、基準電
流波形生成手段が抵抗の作用によって基準電流波形を生
成する構成としたので、インクジェットヘッドの駆動回
路を簡易に実現することができる。

【００２１】また、請求項８記載の発明では、電流供給
手段を、駆動する圧電素子の数に応じて出力電流を変更
可能な電流出力型のＤ／Ａ変換器で構成したので、複数
の圧電素子を駆動するのに適した充電電流及び放電電流
の電流値を、外部のマイクロコンピュータ等により細か
く設定できるインクジェットヘッドの駆動回路を簡易に
実現することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２３】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係るインクジェットヘッドの駆動回路
を示す。同図において、インクジェットヘッドの駆動回
路５０は、一端が共通に接続された複数の圧電素子１、
２、・・３に駆動電流を供給する電流供給回路（電流供
給手段）であって、この駆動回路５０は、基準電流波形
生成部（基準電流波形生成手段）５１と電流分岐部５２
とを備えている。

【００２４】前記駆動回路５０の出力側は、スイッチ１
１、１２、・・１３の一端に各々接続されている。スイ
ッチ１１、１２、・・１３は、印刷データ信号１＃、２
＃、・・Ｎ＃を受けて圧電素子１、２、・・３の吐出−
非吐出状態を切り替える素子であって、これ等スイッチ
１１、１２、・・１３の他端は圧電素子１、２、・・３
の一端に各々接続されている。圧電素子１、２、・・３
の他端は共通に接続され、駆動電流の帰路として一定の
電位、本実施の形態では信号グラウンドに接続されてい
る。

【００２５】前記駆動回路５０の基準電流波形生成部５
１は、圧電素子１、２、・・３を充電又は放電するため
の基準になる基準電流を各々生成して電流分岐部５２に
出力する回路である。この基準電流波形生成部５１は、
充電用の定電流回路５１ａと、放電用の定電流回路５１
ｂとを備える。前記充電用の定電流回路５１ａは、トラ
ンジスタ３３、トランジスタ３０、ツェナーダイオード
３１、及び抵抗３２により構成される。そして、トラン
ジスタ２５のベース端子に正電位を印加することによ
り、スイッチ素子としてのトランジスタ２５及びトラン
ジスタ２８が導通して、この定電流回路５１ａが動作
し、圧電素子１、２、・・３を充電するための基準にな
る充電用基準電流をトランジスタ３３のコレクタ出力よ
り電流分岐部５２に対して供給する。

【００２６】また、前記基準電流波形生成部５１の放電
用の定電流回路５１ｂは、トランジスタ２３、トランジ
スタ２０、ツェナーダイオード２１、及び抵抗２２によ
り構成される。そして、トランジスタ１８のベース端子
に正電位を印加することにより、スイッチ素子としての
トランジスタ１８が導通して、この定電流回路５１ｂが
動作し、圧電素子１、２、・・３を放電するための基準
になる放電用基準電流をトランジスタ２３のコレクタ出
力より電流分岐部５２に対して供給する。

【００２７】本駆動回路５０の電流分岐部５２は、前記
基準電流波形生成部５１から供給を受けた充電用基準電
流及び放電用基準電流と相似の複数の電流を生成して圧
電素子１、２、・・３に供給し、直接に圧電素子１、
２、・・３を充電又は放電するための電流分岐手段とし
て機能する。この電流分岐部５２は、充電用のカレント
ミラー回路５２ａと放電用のカレントミラー回路５２ｂ
とを有する。前記充電用のカレントミラー回路５２ａ
は、圧電素子１、２、・・３と同数のトランジスタ４
３、４４、・・４５、ダイオード４２、抵抗３４、及び
抵抗３５、３６、・・３７から構成されて、圧電素子
１、２、・・３の数に等しい出力を持つ複数出力型のカ
レントミラー回路であって、前記基準電流波形生成部５
１が出力した充電用基準電流と相似の複数の電流を生成
すると共に、ベース接地モードで動作しているトランジ
スタ４３、４４、・・４５の作用により、電流源とみな
されるに足る高い駆動インピーダンスでもって圧電素子
１、２、・・３の各々を充電する。つまり、この複数出
力型のカレントミラー回路５２ａが、圧電素子の充電に
適した電流を生成する充電用電流源回路の機能を果た
す。

【００２８】また、前記電流分岐部５２の放電用のカレ
ントミラー回路５２ｂは、圧電素子１、２、・・３と同
数のトランジスタ４７、４８、・・・４９、ダイオード
４６、抵抗３８、及び抵抗３９、４０、・・４１によ
り、圧電素子１、２、・・３の数に等しい出力を持つ複
数出力型のカレントミラー回路を構成しており、前記基
準電流波形生成部５１が出力した放電用基準電流と相似
の複数の電流を生成すると共に、ベース接地モードで動
作しているトランジスタ４７、４８、・・４９の作用に
より、電流源とみなされるに足る高い駆動インピーダン
スでもって圧電素子１、２、・・３各々を放電する。即
ち、この複数出力型のカレントミラー回路５２ｂが、圧
電素子１、２、・・３の放電に適した電流を生成する放
電用電流源回路として機能する。

【００２９】このように、本実施の形態では、圧電素子
１、２、・・３の各々を、電流源とみなされるに足る高
い駆動インピーダンスを持つ充電用、放電用の各複数出
力型のカレントミラー回路５２ａ、５２ｂでもって駆動
するので、圧電素子１、２、・・３の駆動時に、これ等
圧電素子１、２、・・３自体が振動することによる逆起
電力の発生等の影響を受けることなく、駆動に最適なよ
うに設定された一定の電流で圧電素子１、２、・・３の
各々を充電及び放電できるという有用な効果を持つ。

【００３０】また、製造上の都合により、圧電素子１、
２、・・３の各々の特性がばらつき、各々の駆動に最適
な充放電電流が異なる場合には、抵抗３５、３６、・・
３７の抵抗値を一律とせず、これ等圧電素子１、２、・
・３の特性のばらつきに応じて微調整のためトリミング
することにより、圧電素子１、２、・・３の各々に供給
する充電電流の多少を調整することができる。同様に、
抵抗３９、４０、・・４１の抵抗値を一律とせず、圧電
素子１、２、・・３の特性のばらつきに応じて微調整の
ためトリミングすれば、圧電素子１、２、・・３の各々
に供給する放電電流の多少を調整することができる。

【００３１】また、製造上の都合だけではなく、圧電素
子の制御上の要請から、各々の圧電素子の駆動に最適な
充放電電流が異なる場合にも、同様に有用な効果を持
つ。例えば、４色カラーで、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの４色各
々に複数の圧電素子を有するカラーインクジェットヘッ
ドの場合に、黒（Ｂｋ）用の圧電素子のみインク粘度を
変更する、又はノズル径を変更する等を理由として、他
の３色用の圧電素子とは圧電素子駆動の充放電電流を変
更したい要求がしばしばある。このような場合、抵抗３
５、３６、・・３７の抵抗値を一律とせず、変更すれ
ば、圧電素子１、２、・・３の各々に供給する充電電流
の多少を調整することができ、同様に、抵抗３９、４
０、・・４１の抵抗値を一律とせず、変更すれば、圧電
素子１、２、・・３の各々に供給する放電電流の多少を
調整することができて、特定の圧電素子のみ駆動する充
放電電流を変更することが可能になる。

【００３２】尚、本実施の形態では、複数出力型のカレ
ントミラー回路５２ａ、５２ｂをバイポーラトランジス
タを用いた回路により構成したが、他の構成、例えばＭ
ＯＳトランジスタを用いた回路により構成しても同様の
効果が得られるのは勿論である。更に、同じバイポーラ
トランジスタを用いた場合であっても、複数の出力が得
られるものであれば、他のカレントミラー回路を用いて
構成しても同様の効果が得られる。例えば、ウィルソン
型カレントミラー回路として知られる回路を用いた場合
には、カレントミラー回路の特性が向上し、その出力イ
ンピーダンスを更に高くできるので、圧電素子１、２、
・・３を更に高いインピーダンスで駆動できる有利な効
果が得られる。また、カレントミラー回路の出力部にカ
スコード回路を追加すれば、カスコード回路の作用によ
り、更に出力インピーダンスを高めることができるの
で、より有利な効果を得ることも可能である。

【００３３】（第２の実施の形態）図２は、本発明の第
２の実施の形態に係るインクジェットヘッドの駆動回路
の構成を示す。

【００３４】同図のインクジェットヘッドの駆動回路８
０は、図１に示した第１の実施の形態に係るインクジェ
ットの駆動回路の基準電流波形生成部５１を２個のＤ／
Ａ変換器、即ち、電流出力型のＤ／Ａ変換器７０と、電
流出力型のＤ／Ａ変換器７１とに置き換えた構成を採っ
ている。

【００３５】前記インクジェットヘッドの駆動回路８０
の出力側は、スイッチ１１、１２、・・１３の一端に各
々接続されている。スイッチ１１、１２、・・１３は、
各々印刷データ信号１＃、２＃、・・Ｎ＃を受けて圧電
素子１、２、・・３の吐出−非吐出状態を切り替える素
子であって、これ等スイッチ１１、１２、・・１３の他
端は圧電素子１、２、・・３の一端に各々接続されてい
る。圧電素子１、２、・・３の他端は共通に接続され、
駆動電流の帰路として一定の電位、本実施の形態では信
号グラウンドに接続されている。

【００３６】前記駆動回路８０の基準電流波形生成部８
１は、圧電素子１、２、・・３を充電又は放電するため
の基準になる基準電流を各々生成して電流分岐部５２に
出力する回路である。一方の電流出力型のＤ／Ａ変換器
７０は、圧電素子１、２、・・３を充電するための基準
になる充電用基準電流を電流分岐部５２に対して供給す
る。この電流出力型のＤ／Ａ変換器７０の出力電流の値
の設定は、図２に示されない外部のマイクロコンピュー
タ等により行う。他方の電流出力型のＤ／Ａ変換器７１
は、圧電素子１、２、・・３を放電するための基準にな
る放電用基準電流を電流分岐部５２に供給する。この電
流出力型のＤ／Ａ変換器７１の出力電流の値の設定も、
前記外部のマイクロコンピュータ等により行う。

【００３７】インクジェットヘッドの駆動回路８０の電
流分岐部５２は、前記基準電流波形生成部８１から供給
を受けた充電用基準電流及び放電用基準電流と相似の複
数の電流を生成して前記各圧電素子１、２、・・３に供
給し、直接に圧電素子１、２、・・３を充電又は放電す
るための電流分岐手段としての役割を果たす。充電用の
カレントミラー回路５２ａは、その内部に配置されたト
ランジスタ４３、４４、・・４５、ダイオード４２、抵
抗３４、抵抗３５、３６、・・３７からなる複数出力型
のカレントミラー回路を構成しており、前記基準電流波
形生成部８１が出力した充電用基準電流と相似の複数の
電流を生成すると共に、ベース接地モードで動作してい
るトランジスタ４３、４４、・・４５の作用により、電
流源とみなされるに足る高い駆動インピーダンスでもっ
て圧電素子１、２、・・３各々を充電する。つまり、こ
の複数出力型のカレントミラー回路５２ａが、複数の圧
電素子１、２、・・３の充電に適した電流を生成する電
流源回路として機能する。

【００３８】一方、電流分岐部５２の放電用カレントミ
ラー回路５２ｂは、トランジスタ４７、４８、・・４
９、ダイオード４６、抵抗３８、抵抗３９、４０、・・
４１からなる複数出力型のカレントミラー回路を構成し
ており、前記基準電流波形生成部８１が出力した放電用
基準電流と相似の複数の電流を生成すると共に、ベース
接地モードで動作しているトランジスタ４７、４８、・
・４９の作用により、電流源とみなされるに足る高い駆
動インピーダンスでもって圧電素子１、２、・・３各々
を放電する。つまり。この放電用の複数出力型のカレン
トミラー回路５２ｂが、複数の圧電素子１、２、・・３
の放電に適した電流を生成する電流源回路として機能す
る。

【００３９】このように、本実施の形態では、圧電素子
１、２、・・３の各々を、電流源とみなされるに足る高
い駆動インピーダンスを持つ充電用、放電用の複数出力
型のカレントミラー回路５２ａ、５２ｂでもって駆動す
るので、圧電素子１、２、・・３の駆動時に、圧電素子
１、２、・・３自体が振動することによる逆起電力の発
生等の影響を受けることなく、その駆動に最適なように
設定された一定の電流でもって圧電素子１、２、・・３
の各々を充電及び放電できるという有用な効果を持つ。

【００４０】また、製造上の都合により、圧電素子１、
２、・・３の各々の特性がばらつき、各々の駆動に最適
な充放電電流が異なる場合には、抵抗３５、３６、・・
３７の抵抗値を一律とせず、圧電素子の特性のばらつき
に応じて微調整のためトリミングすれば、圧電素子１、
２、・・３の各々に供給する充電電流の多少を調整する
ことができ、また、抵抗３９、４０、・・４１の抵抗値
を一律とせず、圧電素子の特性のばらつきに応じて微調
整のためトリミングすれば、圧電素子１、２、・・３の
各々に供給する放電電流の多少を調整することができる
という有用な効果も持つ。

【００４１】また、製造上の都合だけではなく、圧電素
子の制御上から、各々の圧電素子１、２、・・３の駆動
に最適な充放電電流の値が異なる場合にも、同様に有用
な効果を持つ。即ち、例えば、４色カラーで、Ｃ、Ｍ、
Ｙ、Ｂｋの４色の各々に複数の圧電素子を有する一般的
なカラーインクジェットヘッドの場合に、黒（Ｂｋ）用
の圧電素子のみインク粘度を変更する、又はノズル径を
変更する等の理由により、他の３色用の圧電素子とは圧
電素子駆動の充放電電流を変更したいことがしばしばあ
る。このような場合、抵抗３５、３６、・・３７の抵抗
値を一律とせず、変更すれば、圧電素子１、２、・・３
の各々に供給する充電電流の多少を調整することがで
き、また、抵抗３９、４０、・・４１の抵抗値を一律と
せず、変更すれば、圧電素子１、２、・・３の各々に供
給する放電電流の多少を調整することができる。従っ
て、特定の圧電素子のみに対して、駆動する充放電電流
の値を変更することが可能になる。

【００４２】また、前記の第１の実施の形態と同一の効
果に加えて、充電用及び放電用お２個の電流出力型Ｄ／
Ａ変換器７０、７１を用いて基準電流波形を生成するよ
うにしたので、充放電の電流値を外部のマイクロコンピ
ュータ等により、より容易に且つ細かく設定できるとい
う特別の効果も生ずる。

【００４３】尚、本実施の形態では、複数出力型のカレ
ントミラー回路５２ａ、５２ｂをバイポーラトランジス
タを用いた回路により構成したが、他の構成、例えばＭ
ＯＳトランジスタを用いた回路により構成しても同様の
効果が得られる。更に、同じバイポーラトランジスタを
用いた場合であっても、複数の出力が得られるものであ
れば、他の構成のカレントミラー回路を用いて構成して
も同様の効果が得られる。例えば、ウィルソン型カレン
トミラー回路として知られる回路を用いた場合には、カ
レントミラー回路の特性が向上し、その出力インピーダ
ンスを更に高くできるので、圧電素子１、２、・・３を
更に高いインピーダンスで駆動できるという、より有利
な効果が得られる。また、カレントミラー回路の出力部
にカスコード回路を追加すれば、カスコード回路の作用
により、更に出力インピーダンスを高めることができる
ので、より有利な効果を得ることも可能である。

【００４４】（第３の実施の形態）図３は、本発明の第
３の実施の形態に係るインクジェットヘッドの駆動回路
を示す。

【００４５】同図のインクジェットヘッドの駆動回路９
０は、図１に示した第１の実施の形態に係るインクジェ
ットの駆動回路の基準電流波形生成部５１を、より簡易
な構成に置き換えたものである。具体的には、定電流回
路を使用しない簡易な構成を採ったものである。

【００４６】図３のインクジェットヘッドの駆動回路９
０の出力側は、スイッチ１１、１２、・・１３の一端に
各々接続されている。これ等スイッチ１１、１２、・・
１３は、各々印刷データ信号１＃、２＃、・・Ｎ＃を受
けて圧電素子１、２、・・３の吐出−非吐出状態を切り
替える素子であって、各スイッチ１１、１２、・・１３
の他端は圧電素子１、２、・・３の一端に各々接続され
ている。圧電素子１、２、・・３の他端は共通に接続さ
れ、駆動電流の帰路として一定の電位、本実施の形態で
は信号グラウンドに接続されている。

【００４７】インクジェットヘッドの駆動回路９０の基
準電流波形生成部９１は、圧電素子１、２、・・３を充
電又は放電するための基準になる基準電流を各々生成し
て電流分岐部５２に出力する回路である。この基準電流
波形生成部９１において、抵抗６９は、充電用基準電流
の値を設定するための抵抗であって、電流分岐部５２の
充電用のカレントミラー回路５２ａの抵抗３４の両端に
生ずる電圧が、電源電圧＋Ｖｃｃに比べて十分小さい場
合には、充電用基準電流の値は、電源電圧＋Ｖｃｃを抵
抗６９の抵抗値で割った値にほぼ等しくなる。そして、
トランジスタ６８のベース端子に正電位を印加すること
により、スイッチ素子としてのトランジスタ６８が導通
し、抵抗６９を貫通する電流として、圧電素子１、２、
・・３を充電するための基準になる充電用基準電流が生
じ、この充電用基準電流が電流分岐部５２に対して供給
される。

【００４８】また、前記基準電流波形生成部９１におい
て、抵抗６６は、放電用基準電流の値を設定するための
抵抗であって、電流分岐部５２の放電用のカレントミラ
ー回路５２ｂの抵抗３８の両端に生ずる電圧が、電源電
圧＋Ｖｃｃに比べて十分小さい場合には、放電用基準電
流の値は、電源電圧＋Ｖｃｃを前記抵抗６６の抵抗値で
割った値にほぼ等しくなる。トランジスタ６２のベース
端子に正電位を印加することにより、スイッチ素子とし
てのトランジスタ６２及びトランジスタ６５が導通し、
抵抗６６を貫通する電流として、圧電素子１、２、・・
３を放電するための基準になる放電用基準電流が生じ、
この放電用基準電流が電流分岐部５２に対して供給され
る。

【００４９】インクジェットヘッドの駆動回路９０の電
流分岐部５２は、前記基準電流波形生成部９１から供給
を受けた充電用基準電流及び放電用基準電流と相似の複
数の電流を生成して圧電素子１、２、・・３に供給し、
直接に圧電素子１、２、・・３を充電又は放電するため
の電流分岐手段としての役割を果たす。電流分岐部５２
の充電用のカレントミラー回路５２ａは、トランジスタ
４３、４４、・・４５、ダイオード４２、抵抗３４、抵
抗３５、３６、・・３７からなる複数出力型のカレント
ミラー回路を構成しており、前記基準電流波形生成部９
１が出力した充電用基準電流と相似の複数の電流を生成
すると共に、ベース接地モードで動作しているトランジ
スタ４３、４４、・・４５の作用により、電流源とみな
されるに足る高い駆動インピーダンスでもって圧電素子
１、２、・・３各々を充電する。つまり、この複数出力
型のカレントミラー回路５２ａが、圧電素子１、２、・
・３の充電に適した電流を生成する電流源回路として機
能する。

【００５０】また、前記電流分岐部５２の放電用のカレ
ントミラー回路５２ｂは、トランジスタ４７、４８、・
・４９、ダイオード４６、抵抗３８、抵抗３９、４０、
・・４１からなる複数出力型のカレントミラー回路を構
成しており、基準電流波形生成部９１が出力した放電用
基準電流と相似の複数の電流を生成するとともに、ベー
ス接地モードで動作しているトランジスタ４７、４８、
・・４９の作用により、電流源とみなされるに足る高い
駆動インピーダンスでもって圧電素子１、２、・・３各
々を放電する。このふたつ目の複数出力型のカレントミ
ラー回路が、圧電素子の放電に適した電流を生成する電
流源回路の出力部の役割をしている。

【００５１】このように、本実施の形態では、圧電素子
１、２、・・３の各々を、電流源とみなされるに足る高
い駆動インピーダンスを持つ充電用、放電用の２個の複
数出力型のカレントミラー回路５２ａ、５２ｂでもって
駆動するので、圧電素子１、２、・・３の駆動時に、圧
電素子１、２、・・３自体が振動することによる逆起電
力の発生等の影響を受けることなく、その駆動に最適な
ように設定された一定値の電流で圧電素子１、２、・・
３の各々を充電及び放電できるという有用な効果を持
つ。

【００５２】また、製造上の都合により、圧電素子の各
々の特性がばらついて、そお各々の駆動に最適な充放電
電流の値が異なる場合には、抵抗３５、３６、・・３７
の抵抗値を一律とせず、圧電素子１、２、・・３の特性
のばらつきに応じて微調整のためトリミングすれば、圧
電素子１、２、・・３の各々に供給する充電電流の多少
を調整することができ、また、抵抗３９、４０、・・４
１の抵抗値を一律とせず、圧電素子の特性のばらつきに
応じて微調整のためトリミングすれば、圧電素子１、
２、・・３の各々に供給する放電電流の多少を調整する
ことができるという有用な効果も持つ。

【００５３】また、製造上の都合だけではなく、圧電素
子の制御上の要請から、各々の圧電素子の駆動に最適な
充放電電流が異なる場合にも、同様に有用な効果を持
つ。即ち、例えば、４色カラーで、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの
４色の各々に複数の圧電素子を有する一般的なカラーイ
ンクジェットヘッドの場合に、黒（Ｂｋ）用の圧電素子
のみインク粘度を変更する、又はノズル径を変更する等
の理由から、他の３色用の圧電素子に対して、圧電素子
駆動の充放電電流を変更したいことがしばしばある。こ
のような場合には、抵抗３５、３６、・・３７の抵抗値
を一律とせず、変更すれば、圧電素子１、２、・・３の
各々に供給する充電電流の多少を調整することができ、
また、抵抗３９、４０、・・４１の抵抗値を一律とせ
ず、変更すれば、圧電素子１、２、・・３の各々に供給
する放電電流の多少を調整することができる。従って、
特定の圧電素子のみに対して、駆動する充放電電流を変
更することが可能になる。

【００５４】また、前記第１の実施の形態と同一の効果
に加えて、充電用及び放電用の基準電流の値を設定する
ための抵抗６９、６６を備えた簡易な構成の回路を用い
て基準電流波形を生成したので、インクジェットヘッド
の駆動回路９０をより安価に構成し得るという別の効果
も生ずる。

【００５５】尚、本実施の形態では、複数出力型のカレ
ントミラー回路５２ａ、５２ｂをバイポーラトランジス
タを用いた回路により構成したが、他の構成、例えばＭ
ＯＳトランジスタを用いた回路により構成しても同様の
効果が得られる。更に、同じバイポーラトランジスタを
用いた場合であっても、複数の出力が得られるものであ
れば、他の構成のカレントミラー回路を用いて構成して
も同様の効果が得られる。例えば、ウィルソン型カレン
トミラー回路として知られる回路を用いた場合には、カ
レントミラー回路の特性が向上し、その出力インピーダ
ンスを更に高くできるので、圧電素子１、２、・・３を
更に高いインピーダンスで駆動できるという、より有利
な効果が得られる。また、カレントミラー回路の出力部
にカスコード回路を追加すれば、カスコード回路の作用
により、更に出力インピーダンスを高めることができる
ので、より有利な効果を得ることも可能である。

【００５６】（第４の実施の形態）図４は、本発明の第
４の実施の形態に係るインクジェットヘッドの駆動回路
を示す。

【００５７】同図のインクジェットヘッドの駆動回路７
５は、一端が共通に接続された複数の圧電素子１、２、
・・３に駆動電流を供給する回路であって、基準電流波
形生成部と電流分岐部とを機能を併有する電流出力型の
Ｄ／Ａ変換器７６を備えている。

【００５８】前記インクジェットヘッドの駆動回路７５
の出力側は、スイッチ１１、１２、・・１３の一端に共
通に接続されている。これ等スイッチ１１、１２、・・
１３は、印刷データ信号１＃、２＃、・・Ｎ＃を受けて
圧電素子１、２、・・３の吐出−非吐出状態を切り替え
る素子であって、これ等スイッチ１１、１２、・・１３
の他端は圧電素子１、２、・・３の一端に各々接続され
ている。圧電素子１、２、・・３の他端は共通に接続さ
れ、駆動電流の帰路として一定の電位、本実施の形態で
は信号グラウンドに接続されている。

【００５９】前記電流出力型のＤ／Ａ変換器７６は、圧
電素子１、２、・・３を高い出力インピーダンスで直接
充電又は放電する部分である。この電流出力型のＤ／Ａ
変換器７６の出力電流の値の設定は、図４に示さない外
部のマイクロコンピュータ等により行う。この電流出力
型のＤ／Ａ変換器７６の出力電流の値は、充電及び放電
の電流値共に、各々、吐出状態とする圧電素子の数に比
例させて設定する。前記電流出力型のＤ／Ａ変換器７６
の出力電流は、圧電素子１、２、・・３のうち、吐出状
態にある圧電素子、即ち、対応するスイッチ１１、１
２、・・１３が閉じた圧電素子に等しく分流するので、
駆動する圧電素子の数に拘わらず、駆動に最適なように
設定された一定値の電流でもって圧電素子を充放電でき
る。

【００６０】また、本実施の形態では、圧電素子１、
２、・・３の各々を、電流源とみなされるに足る高い駆
動インピーダンスを持つ電流出力型のＤ／Ａ変換器７６
でもって駆動するので、圧電素子１、２、・・３の駆動
時に、各圧電素子１、２、・・３自体が振動することに
よる逆起電力の発生等の影響を受けることなく、駆動に
最適なように設定された一定値の電流でもって圧電素子
１、２、・・３の各々を充電及び放電できるという有用
な効果を持つ点は第１ないし第３の実施の形態と同様で
ある。

【００６１】尚、本実施の形態では、電流出力型のＤ／
Ａ変換器７６を用いて、圧電素子１、２、・・３を直接
駆動する構成としたが、電流出力型のＤ／Ａ変換器７６
の出力部にカスコード回路等を追加し、更に出力インピ
ーダンスを高めて、より有利な効果を得ることも可能で
ある。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項８記載の発明のインクジェットヘッドの駆動回路に
よれば、電流源にほぼ等しい高い駆動インピーダンスに
て複数の圧電素子に駆動電流を供給したので、前記複数
の圧電素子駆動時に各圧電素子自体が振動することによ
って生じる逆起電力の発生等の影響を受けることなく、
駆動に適するよう設定された一定値の電流でもって複数
の圧電素子の各々を充電及び放電して、精確な圧電素子
の駆動を可能にでき、ひいては、インクジェットヘッド
のインクの吐出性能を向上させることができる。

【００６３】特に、請求項３ないし請求項５記載の発明
によれば、インクジェットヘッドの特性に応じて、圧電
素子を駆動するに適した充電電流及び放電電流の電流値
を各圧電素子毎に容易に設定することができる。

【００６４】更に、請求項６記載の発明によれば、基準
電流波形生成手段を電流出力型のＤ／Ａ変換器で構成し
たので、複数の圧電素子を駆動するのに適した充電電流
及び放電電流の電流値を、外部のマイクロコンピュータ
等により容易に且つ細かく設定することができる。

【００６５】加えて、請求項７記載の発明によれば、基
準電流波形生成手段が抵抗の作用によって基準電流波形
を生成する構成としたので、インクジェットヘッドの駆
動回路を簡易に実現することができる。

【００６６】また、請求項８記載の発明によれば、電流
供給手段を、駆動する圧電素子の数に応じて出力電流を
変更可能な電流出力型のＤ／Ａ変換器で構成したので、
複数の圧電素子を駆動するのに適した充電電流及び放電
電流の電流値を、外部のマイクロコンピュータ等により
細かく設定できるインクジェットヘッドの駆動回路を簡
易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインクジェッ
トヘッドの駆動回路を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るインクジェッ
トヘッドの駆動回路を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係るインクジェッ
トヘッドの駆動回路を示す図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係るインクジェッ
トヘッドの駆動回路を示す図である。

【図５】従来のインクジェットヘッドの駆動回路の構成
を示す図である。

【符号の説明】

１、２、３圧電素子５０、７５、８０、９０駆動回路（電流供給
手段）５１基準電流波形生成部（基準電
流波形生成手段）５２電流分岐部（電流分岐手段）５２ａ充電用電流源回路（カレント
ミラー回路）５２ｂ放電用電流源回路（カレント
ミラー回路）７０、７１電流出力型のＤ／Ａ変換器６６、６９抵抗（基準電流設定用の抵
抗）７６電流出力型のＤ／Ａ変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電圧が印可されてインク液滴を吐出させ
る複数の圧電素子を駆動するインクジェットヘッドの駆
動回路であって、前記複数の圧電素子に対して、電流源にほぼ等しい高い
駆動インピーダンスにて駆動電流を供給する電流供給手
段を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの駆
動回路。
【請求項２】前記電流供給手段は、前記複数の圧電素子の充電に適した電流を生成する充電
用電流源回路と、前記複数の圧電素子の放電に適した電流を生成する放電
用電流源回路とを有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の駆動回路。
【請求項３】前記電流供給手段は、前記複数の圧電素子の駆動に適した基準電流波形を生成
する基準電流波形生成手段と、前記基準電流波形生成手段の出力電流を前記複数の圧電
素子に分岐させる電流分岐手段とを有することを特徴と
する請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動回路。
【請求項４】前記電流分岐手段は、前記複数の圧電素子の各々に応じて、各圧電素子への電
流の分岐比率を変更可能であ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の駆動回路。
【請求項５】前記電流分岐手段は、前記複数の圧電素
子の数に等しい出力を持つ複数出力型のカレントミラー
回路で構成されることを特徴とする請求項３又は請求項
４記載のインクジェットヘッドの駆動回路。
【請求項６】前記基準電流波形生成手段は、電流出力
型のＤ／Ａ変換器で構成されることを特徴とする請求項
３、請求項４又は請求項５記載のインクジェットヘッド
の駆動回路。
【請求項７】前記基準電流波形生成手段は、抵抗の作
用により基準電流波形を生成することを特徴とする請求
項３、請求項４又は請求項５記載のインクジェットヘッ
ドの駆動回路。
【請求項８】前記電流供給手段は、駆動する圧電素子の数に応じて出力電流の値を変更可能
な電流出力型のＤ／Ａ変換器により構成されることを特
徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動回
路。