JP2002283565A

JP2002283565A - インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置及び駆動方法

Info

Publication number: JP2002283565A
Application number: JP2001084626A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Isamoto; 英之諫本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP3743301B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構成により、各圧電素子の
中間電位を容易に保持し得るようにした、インクジェッ
ト式プリンタのヘッド駆動装置及びヘッド駆動方法を提
供することを目的とする。【解決手段】複数のノズルに対応してそれぞれ設けら
れたインクに圧力を加える圧電素子１１を、所定の印字
タイミングで選択的に駆動波形発生回路１２からの駆動
信号ＣＯＭにより駆動し、対応するノズルからインク滴
を吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタ
のヘッド駆動装置１０であって、各圧電素子のグランド
側の電極１１ｂに中間電位を印加する基準電圧発生回路
２０を備えるように、ヘッド駆動装置１０を構成する。

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
プリンタのヘッドにてインク滴を吐出するためのノズル
に対応して設けられた圧電素子のグランド側を中間電位
に保持するようにしたインクジェット式プリンタのヘッ
ド駆動技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コンピュータの出力装置とし
て、数色のインクを記録ヘッドから吐出するタイプのイ
ンクジェット式カラープリンタが普及してきており、コ
ンピュータ等が処理した画像を多色多階調で印刷するた
めに広く用いられている。

【０００３】例えば、インク吐出のための駆動素子とし
て圧電素子を用いたインクジェット式プリンタでは、印
刷ヘッドの複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた
複数個の圧電素子を選択的に駆動することにより、各圧
電素子の動圧に基づいてノズルからインク滴を吐出さ
せ、印刷用紙にインク滴を付着させることにより、印刷
用紙にドットを形成して、印刷を行なうようにしてい
る。

【０００４】ここで、各圧電素子は、インク滴を吐出す
るためのノズルに対応して設けられており、印刷ヘッド
内に実装されたドライバＩＣ（ヘッド駆動回路）から供
給される駆動信号により駆動され、インク滴を吐出させ
るようになっている。

【０００５】ところで、このような圧電素子は、非駆動
時（すなわち印刷を行なわないとき）には、充電により
蓄積された電荷が、絶縁抵抗により放電して、その電圧
が低下してしまうことにより、インクの吐出に影響を与
えることがある。

【０００６】このため、本出願人による特許第３０９７
１５５号において、圧電素子に対して、駆動タイミング
とは異なるタイミングで、充填電圧を印加して、充電電
圧を維持するようにしたヘッドの駆動装置及び駆動方法
が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインクジェット式プリンタのヘッド駆動において
は、各圧電素子に印加される駆動信号は、例えば、非駆
動時に高い電圧に設定され、駆動時には電圧が低くなる
ように構成されている。この場合には、消費電力が大き
くなると共に、圧電素子に印加される電圧が比較的高く
なってしまうために前述した放電による電圧降下も大き
く、電力損失が大きい。

【０００８】また、印刷品質の向上のために、印刷ドッ
トの高密度化を実現しようとすると、互いに隣接する圧
電素子の電極間のギャップが狭くなるが、駆動される圧
電素子と非駆動の圧電素子との間の電極間電圧が高くな
ると、これらの圧電素子の電極との間で放電が発生する
ことがある。このため、圧電素子の電極間に絶縁処理が
必要になってしまう。

【０００９】これに対して、各圧電素子のグランド側を
駆動信号の中間電位に保持するようにするヘッド駆動方
式もある。このようなヘッド駆動方式によれば、上述し
た高密度化の際の圧電素子電極間の放電を防止すること
ができるが、駆動信号の変動に対応して、電圧を変動さ
せると共に、充電及び放電の切換えが必要であることか
ら、双方向の可変電源が必要となる。

【００１０】さらに、温度によって圧電素子の動作特性
が変化することから、温度による中間電位の補正のため
に、電源を変動させる必要がある。

【００１１】そこで、本発明の課題は、簡単な構成によ
り、各圧電素子の中間電位を容易に保持し得るようにし
た、インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置及びヘ
ッド駆動方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、各圧電素子のグランド側の電極に基準
電圧発生回路からの基準電圧を印加して、各圧電素子の
グランド側を中間電位に保持するようにした。

【００１３】即ち、請求項１記載のインクジェット式プ
リンタのヘッド駆動装置では、複数のノズルに対応して
それぞれ設けられたインクに圧力を加える圧電素子を、
所定の印字タイミングで選択的に駆動波形発生回路から
の駆動信号により駆動し、対応するノズルからインク滴
を吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタ
のヘッド駆動装置であって、各圧電素子のグランド側の
電極に中間電位を印加する基準電圧発生回路を備えてい
ることを特徴とする。

【００１４】また、請求項７記載のインクジェット式プ
リンタのヘッド駆動方法では、複数のノズルに対応して
それぞれ設けられたインクに圧力を加える圧電素子を、
所定の印字タイミングで選択的に駆動波形発生回路から
の駆動信号により駆動し、対応するノズルからインク滴
を吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタ
のヘッド駆動方法であって、基準電圧発生回路により、
各圧電素子のグランド側の電極に中間電位を印加するこ
とを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、基準電圧発生回路から
圧電素子のグランド側の電極に直接に中間電位を供給す
ることにより、圧電素子のグランド側が中間電位に保持
されることになる。従って、圧電素子の双方の電極間に
印加される電圧が比較的低くなることから、消費電力が
低減されると共に、圧電素子の自然放電による電圧降下
が小さく、電力損失が低減される。

【００１６】また、圧電素子に印加される電圧が比較的
低くなることによって、駆動される圧電素子と非駆動の
圧電素子との間の電圧差による放電の発生も低減され、
圧電素子の電極間の絶縁処理を行なうことなく、ヘッド
の高密度化が容易に行なわれる。

【００１７】さらに、圧電素子の発熱が低減されること
になり、温度変化による圧電素子の特性変化が減少する
と共に、温度により圧電素子の動作特性が変化したとし
ても、基準電圧発生回路が、常に圧電素子のグランド側
を中間電位に保持することから、温度補正が不要とな
る。

【００１８】請求項２記載のヘッド駆動装置において
は、上記基準電圧発生回路が、各圧電素子の印字タイミ
ングと異なるタイミングで充電電圧を各圧電素子に印加
して、圧電素子の放電による電荷の減少を補正する圧電
素子充電手段からのチャージ信号に基づいて、駆動波形
発生回路からの駆動信号の任意の電圧をラッチする電圧
ホールド回路と、電圧ホールド回路の出力を電流増幅す
る電流増幅回路と、を含んでいることを特徴とする。

【００１９】請求項８記載のヘッド駆動方法において
は、上記基準電圧発生回路にて、各圧電素子の印字タイ
ミングと異なるタイミングで充電電圧を各圧電素子に印
加して、圧電素子の放電による電荷の減少を補正する圧
電素子充電手段からのチャージ信号に基づいて、電圧ホ
ールド回路により駆動波形発生回路からの駆動信号の任
意の電圧をラッチし、電圧ホールド回路の出力を電流増
幅回路により電流増幅することを特徴とする。

【００２０】この構成によれば、圧電素子の充電電圧を
保持するための圧電素子充電手段からのチャージ信号に
基づいて、基準電圧発生回路の電圧ホールド回路が駆動
信号の任意の電圧をラッチすることにより、所望の基準
電圧を発生させることができると共に、その基準電圧に
基づいて電流増幅回路により電流増幅することによっ
て、比較的大きな電流により圧電素子のグランド側の電
極を充電して、圧電素子のグランド側の電極を中間電位
に保持することができる。従って、従来のように充電電
圧を変動させる必要がなく、可変電源が不要である。

【００２１】また、駆動波形発生回路からの駆動信号に
基づいて、電流増幅により基準電圧を発生させることか
ら、駆動信号の電流増幅に使用される定電圧電源を利用
することにより、別の電源ラインを引き回す必要がない
ので、従来の回路をそのまま利用することができる。

【００２２】請求項３記載のヘッド駆動装置において、
上記基準電圧発生回路は、駆動信号が中間電位より高い
とき、圧電素子の放電を行ない、駆動信号が中間電位よ
り低いとき、圧電素子の充電を行なうことを特徴とす
る。

【００２３】請求項９記載のヘッド駆動方法において、
上記基準電圧発生回路は、駆動信号が中間電位より高い
とき、圧電素子の放電を行ない、駆動信号が中間電位よ
り低いとき、圧電素子の充電を行なうことを特徴とす
る。

【００２４】この構成によれば、基準電圧発生回路が、
駆動信号に基づいて、圧電素子に対する放電及び充電を
行なうことにより、圧電素子のグランド側の電極を中間
電位に保持するので、双方向の可変電源が不要となる。

【００２５】請求項４記載のヘッド駆動装置において
は、上記基準電圧発生回路が、上記電圧ホールド回路の
出力に基づいて、圧電素子充電手段による各圧電素子へ
の充電時に、基準電圧を出力することを特徴とする。

【００２６】請求項１０記載のヘッド駆動方法において
は、上記基準電圧発生回路が、上記電圧ホールド回路の
出力に基づいて、圧電素子充電手段による各圧電素子へ
の充電時に、基準電圧を出力することを特徴とする。

【００２７】この構成によれば、印刷前に圧電素子充電
手段が圧電素子への充電を行なう際に、基準電圧発生回
路が、圧電素子のグランド側の電極に対して基準電圧を
出力することにより、圧電素子の双方の電極が、相互の
電圧差を殆ど生ずることなく、それぞれ充電されるの
で、圧電素子の誤動作が防止されることになる。従っ
て、印刷前の圧電素子充電手段による圧電素子への充電
がより短時間で迅速に行なうことが可能になる。

【００２８】請求項５記載のヘッド駆動装置において
は、上記基準電圧発生装置が、圧電素子の放電を行なう
ための放電手段を備えていることを特徴とする。

【００２９】この構成によれば、圧電素子のグランド側
が中間電位より高い電圧である場合に、この放電手段を
介して放電が行なわれることにより、圧電素子のグラン
ド側が中間電位に保持され得る。

【００３０】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態に係るヘッド駆動装置について説明する。尚、以下
に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００３１】図１は、本発明によるヘッド駆動装置の一
実施形態の構成を示している。図１において、ヘッド駆
動装置１０は、インクジェット式プリンタの複数のノズ
ルに対応してそれぞれ設けられた圧電素子１１と、各圧
電素子１１の一方の電極１１ａに対して駆動信号を供給
するため駆動波形発生回路１２と、この駆動波形発生回
路１２と各圧電素子１１との間に設けられた電流増幅回
路１３及びスイッチ回路１４と、圧電素子１１の他方の
グランド側の電極１１ｂに対して所定電圧を印加する基
準電圧発生回路２０と、から構成されている。かかるヘ
ッド駆動装置１０を構成する要素のうち、駆動波形発生
回路１２と、基準電圧発生回路２０と、電流増幅回路１
３は、本実施形態では、プリンタ本体部分１００に設け
られ、一方、圧電素子１１と、スイッチ回路１４は、ヘ
ッド部分２００に設けられている。ここで、図１におい
ては、圧電素子１１は一つのみが示されているが、実際
には、インクジェット式プリンタのヘッドには、複数個
のノズルが設けられており、各ノズルに対してそれぞれ
一つの圧電素子が備えられている。そして、図１に示す
ように、制御信号ＣＳが入力されることによりスイッチ
回路１４は、複数の圧電素子のうち対応する圧電素子１
１の駆動タイミングでオンされ、後述する駆動信号ＣＯ
Ｍを圧電素子１１に出力するようになっている。尚、各
圧電素子１１に対して、駆動波形発生回路１２からの駆
動信号ＣＯＭは、実際にはシフトレジスタ等を介して、
順次に出力されるようになっている。

【００３２】圧電素子１１は、例えばピエゾ素子であっ
て、双方の電極１１ａ，１１ｂ間に印加される電圧によ
り変位するように構成されている。そして、圧電素子１
１は、常時中間電位付近に充電されており、駆動波形発
生回路１２からの駆動信号ＣＯＭに基づいて放電する際
に対応するノズル内のインクに圧力を加えることによ
り、このノズルからインク滴を吐出するように構成され
ている。

【００３３】駆動波形発生回路１２は、インクジェット
式プリンタのヘッドへ駆動信号ＣＯＭを発生させるもの
であり、上述したように、本実施形態では、プリンタ本
体部分１００に配置されている。

【００３４】電流増幅回路１３は、二つのトランジスタ
１５，１６から構成されている。このうち、第一のトラ
ンジスタ１５は、コレクタが図示しない定電圧電源に接
続され、ベースが駆動波形発生回路１２の出力に接続さ
れると共に、エミッタがスイッチ回路１４の入力側に接
続されている。これにより、駆動波形発生回路１２から
の駆動信号に基づいて導通して、ＶＨ電圧をスイッチ回
路１４を介して圧電素子１１に供給する。

【００３５】また、第二のトランジスタ１６は、エミッ
タがスイッチ回路１４の入力側に接続され、ベースが駆
動波形発生回路１２の出力に接続されると共に、コレク
タがグランドにアース接続されている。これにより、駆
動波形発生回路１２からの駆動信号に基づいて導通し
て、圧電素子１１をスイッチ回路１４を介して放電させ
る。

【００３６】スイッチ回路１４は、制御信号ＣＳが入力
されることにより、対応する圧電素子１１の駆動タイミ
ングでオンされ、駆動信号ＣＯＭを圧電素子１１に出力
するようになっている。

【００３７】基準電圧発生回路２０は、所定電圧を圧電
素子１１の他方の電極１１ｂに印加するように構成され
ている。ここで、この所定電圧は、例えば、圧電素子１
１の駆動信号ＣＯＭによる中間電位にほぼ等しい電圧に
設定することが可能である。かかる構成例について、図
２を参照して説明する。

【００３８】図２に示す例では、基準電圧発生回路２０
は、中間電圧発生回路２０Ａとして構成され、この中間
電圧発生回路２０Ａの出力側は、圧電素子１１の他方の
電極１１ｂに接続されている。また、中間電圧発生回路
２０Ａの入力側は、駆動波形発生回路１２の駆動波形Ｃ
ＯＭの出力側に接続されており、駆動波形発生回路１２
から駆動信号ＣＯＭが入力される。

【００３９】ここで、中間電圧発生回路２０Ａは、具体
的には、例えば、図３に示すように、電圧ホールド回路
２１と、電流増幅回路２２と、から構成されている。

【００４０】電圧ホールド回路２１は、圧電素子１１に
対するチャージ信号ＮＣＨＧに基づいて圧電素子１１を
充電するタイミングで、駆動波形発生回路１２からの駆
動信号ＣＯＭにより、充電されるように構成されてい
る。電流増幅回路２２は、二つのトランジスタ２３，２
４から構成されている。

【００４１】一方の第三のトランジスタ２３は、コレク
タが図示しない定電圧電源に接続され、ベースが電圧ホ
ールド回路２１の出力に接続されると共に、エミッタが
順方向のダイオード２３ａを介して圧電素子１１のグラ
ンド側の電極（共通端子）に接続されている。これによ
り、電圧ホールド回路２１からの信号に基づいて導通し
て、ＶＨ電圧を圧電素子１１のグランド側の電極１１ｂ
に印加する。

【００４２】また、他方の第四のトランジスタ２４は、
エミッタが逆方向のダイオード２４ａを介して圧電素子
１１のグランド側の電極（共通端子）に接続され、ベー
スが電圧ホールド回路２１の出力に接続されると共に、
エミッタがグランドにアース接続されている。これによ
り、電圧ホールド回路２１からの信号に基づいて導通し
て、圧電素子１１のグランド側の電極１１ｂを放電させ
る。

【００４３】図４は、上記電圧ホールド回路２１の具体
的な構成例を示している。図４において、電圧ホールド
回路２１は、アナログスイッチ２５と、充電用コンデン
サ２６と、ホールドリセット回路２９と、アナログアン
プ２７と、から構成されている。

【００４４】アナログスイッチ２５は、公知の構成であ
って、二つの対向して接続されたＦＥＴ２５ａ，２５ｂ
と、インバータ２５ｃと、から構成されており、一方の
ＦＥＴ２５ａのゲート電極にはインバータ２５ｃを介し
て、また他方のＦＥＴ２５ｂのゲート電極には直接に前
記チャージ信号ＮＣＨＧが入力されるようになっている
と共に、双方のＦＥＴ２５ａ，２５ｂのソース電極に
は、駆動波形発生回路１２からの駆動信号ＣＯＭが入力
されるようになっている。

【００４５】充電用コンデンサ２６は、一方の電極が双
方のＦＥＴ２５ａ，２５ｂのドレイン電極に接続される
と共に、他方の電極がグランドにアース接続されてい
る。尚、充電用コンデンサ２６の容量は、アナログアン
プ２７の入力インピーダンスによる自己放電に対応し
て、チャージ信号の周期に対して影響のないような時定
数となるように、適宜に選定される。尚、ホールドリセ
ット回路２９は、第五のトランジスタ３０から構成され
ており、第五のトランジスタ３０のベースにホールドリ
セット信号が入力されることにより、コレクタ・エミッ
タ間が導通して充電用コンデンサ２６の残り電圧を放電
させる。

【００４６】アナログアンプ２７は、一方の入力端子に
充電用コンデンサ２６の一方の電極が接続されると共
に、二つの出力端子がそれぞれ前記電流増幅回路２２の
二つのトランジスタ２３，２４のベースに接続されてい
る。さらに、アナログアンプ２７の他方の入力端子は、
前記電流増幅回路２２の出力がフィードバック入力され
ている。

【００４７】ここで、電流増幅回路２２の定電圧電源か
らの電流は、圧電素子の充電時には、第一のトランジス
タ１５を介して圧電素子１１に流れる電流と、圧電素子
１１から第四のトランジスタ２４を介して放電される電
流とが同じピーク電流となるように、また圧電素子の放
電時には、第二のトランジスタ１６を介して圧電素子１
１から放電される電流と、第三のトランジスタ２３を介
して圧電素子１１に流れる電流とが同じピーク電流とな
るように、適宜に選定される。

【００４８】本発明実施形態によるヘッド駆動装置１０
は、以上のように構成されており、本発明によるヘッド
駆動方法に基づいて、以下のように動作する。以下、本
発明の実施形態に係るヘッド駆動方法について、図５の
タイミングチャート及び図６のフローチャートを参照し
て、詳しく説明する。

【００４９】先ず、インクジェット式プリンタの印字開
始（スタートアップ）時に、駆動波形発生回路１２から
の駆動信号ＣＯＭを、図５（Ａ）に示すように、例えば
１００μｓの時間だけチャージ信号ＮＣＨＧがＬｏｗレ
ベルに反転する（図６、ステップＳ１）ことによって、
中間電位まで上昇させる（図６、ステップＳ２）。これ
により、駆動信号ＣＯＭにより電流増幅回路１３の第一
のトランジスタ１５からスイッチ回路１４を介して圧電
素子１１の一方の電極１１ａに電流が流れて充電するこ
とにより、圧電素子１１の一方の電極１１ａは、図５
（Ｂ）にて実線で示すように、中間電位まで上昇するこ
とになる。

【００５０】このとき、チャージ信号ＮＣＨＧの反転に
より、アナログスイッチ２５を介して電圧ホールド回路
２１の充電用コンデンサ２６が充電されることにより、
駆動信号ＣＯＭの任意の電圧がラッチされ、アナログア
ンプ２７から出力される。これにより、電流増幅回路２
２の第三のトランジスタ２３が導通し、上述した図示し
ない定電圧電源から電流がダイオード２３ａを介して圧
電素子１１のグランド側の電極１１ｂに流れる。これに
より、図５（Ｂ）にて点線で示すように、圧電素子１１
のグランド側の電極１１ｂの電位も徐々に上昇して、中
間電位に達する（図６、ステップＳ３）。

【００５１】ここで、圧電素子１１のグランド側の電極
１１ｂの電位は、図５（Ｂ）に示すように、駆動信号Ｃ
ＯＭとほぼ同様の勾配で中間電位に達するので、圧電素
子１１の双方の電極１１ａ，１１ｂ間の電位差は、ほぼ
０に保持されることになる。従って、スタートアップ時
の圧電素子１１の双方の電極１１ａ，１１ｂの中間電位
までの時間は、従来のように例えば１００μｓである必
要はなく、より短い時間、例えば２０μｓや１０μｓ程
度に設定しても、圧電素子１１が誤動作してインク滴を
吐出してしまうようなことはない。

【００５２】そして、印刷中は、電圧ホールド回路２１
に駆動信号ＣＯＭが出力され（図６、ステップＳ４）、
この駆動信号ＣＯＭの変動に基づいて、駆動信号ＣＯＭ
が中間電位より高い場合には、電流増幅回路１３の第一
のトランジスタ１５を介して圧電素子１１の一方の電極
１１ａの充電が行なわれ、また駆動信号ＣＯＭが中間電
位より低い場合には、電流増幅回路１３の第二のトラン
ジスタ１６を介して圧電素子１１の一方の電極１１ａの
放電が行なわれる（図６、ステップＳ５でＮｏ）。これ
により、圧電素子１１が駆動信号ＣＯＭに基づいて作動
して、インク滴を吐出する。

【００５３】ここで、図５（Ｂ）にて符号Ｘで示すよう
に、充電用コンデンサ２６が途中で自己放電により電圧
降下を生じ、中間電位より低くなるのを防止するため、
チャージ信号ＮＣＨＧが出力される（図６、ステップＳ
６）。即ち、チャージ信号ＮＣＨＧは、図５（Ｃ）にて
符号Ｙで示すように、駆動信号ＣＯＭの一定周期で、即
ち、駆動信号ＣＯＭの変動のない各タイミングで、Ｌレ
ベルのパルスを発生する。これにより、駆動波形発生回
路１２からの駆動信号ＣＯＭに基づいて、電流増幅回路
１３の第一のトランジスタ１５を介して圧電素子１１の
一方の電極１１ａが充電され、その都度、中間電位まで
昇圧されるようになっている。

【００５４】このとき、同時に、このチャージ信号ＮＣ
ＨＧのＬレベルのパルスにより、基準電圧発生回路２０
の電流増幅回路２２の第三のトランジスタ２３を介して
圧電素子１１のグランド側の電極１１ｂに所定電圧が印
加されることにより、圧電素子１１のグランド側の電極
１１ｂが充電され、同様に中間電位に保持されることに
なる。

【００５５】これにより、充電用コンデンサ２６が自己
放電したとしても、チャージ信号ＮＣＨＧの各Ｌレベル
のパルスＹに基づいて、圧電素子１１の双方の電極１１
ａ，１１ｂが、それぞれ充電されることにより、中間電
位に保持され得る。以上のステップＳ４〜Ｓ６の動作が
印字終了まで繰り返される（図６、ステップＳ７でＮ
ｏ）。

【００５６】さらに、印字終了時には（図６、ステップ
Ｓ７でＹｅｓ）、所定のストップエンドの動作が行われ
る（図６、ステップＳ８）。即ち、駆動波形発生回路１
２からの駆動信号ＣＯＭは、図５（Ａ）に示すように、
圧電素子１１の一方の電極１１ａから電流増幅回路１３
の第二のトランジスタ１６を介して放電されることによ
り、Ｌｏｗレベルまで低下する。このとき、同時に、基
準電圧発生回路２０の電流増幅回路２２の第四のトラン
ジスタ２４が導通し、圧電素子１１のグランド側の電極
１１ｂが第四のトランジスタ２４を介して放電され、Ｌ
ｏｗレベルになる。ここで、圧電素子１１のグランド側
の電極１１ｂの電位は、図５（Ｂ）に示すように、駆動
信号ＣＯＭとほぼ同様の勾配でＬｏｗレベルに達するの
で、圧電素子１１の双方の電極間の電位差は、ほぼ０に
保持されることになる。

【００５７】また、駆動信号ＣＯＭがＬｏｗレベルにな
ったら、上述したホールドリセット回路２９にホールド
リセット信号が出される（図６、ステップＳ９）。即
ち、ホールドリセット回路２９の第五のトランジスタ３
０のベースにホールドリセット信号が入力されることに
より、第五のトランジスタ３０のコレクタ・エミッタ間
が導通して充電用コンデンサ２６の残り電圧を放電させ
る。これにより、本実施形態によるヘッド駆動方法のシ
ーケンスが終了する。

【００５８】このようにして、基準電圧発生回路２０の
出力、即ち、圧電素子１１のグランド側の電極１１ｂの
電位は、印刷開始から印刷終了まで、印刷タイミング時
のパルス波形を除いて、駆動波形発生回路１２からの駆
動信号ＣＯＭに追従して、中間電位に保持されるので、
圧電素子１１の双方の電極１１ａ，１１ｂ間の電位差
は、ほぼ０に保持されることになる。

【００５９】従って、印刷開始時の圧電素子１１の中間
電位までの上昇時間は、従来の１００μｓからより短い
時間に短縮しても、圧電素子１１の誤動作が発生するこ
とがなく、印刷開始から印刷終了までの印刷時間が短縮
され得ることになる。

【００６０】また、基準電圧発生回路２０が圧電素子１
１のグランド側の電極１１ｂの充電及び放電を行なうこ
とから、従来の電源回路を使用して圧電素子１１のグラ
ンド側を中間電位に保持する場合と比較して、双方向の
可変電源が不要となる。

【００６１】さらに、圧電素子１１の充電及び放電時の
電流は、駆動信号ＣＯＭによる圧電素子１１の一方の電
極への充電及び放電時のピーク電流の最大値でよいこと
から、別の電源ラインを引き回す必要がない。従って、
ヘッド駆動装置１０を印刷ヘッドに搭載する場合、電源
ラインが少なくて済み、ヘッド駆動装置１０とプリンタ
本体を接続するために、従来と同じＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉ
ｂｌｅＦｌａｔＣａｂｌｅ）を使用することができ
ると共に、Ｌ分の発生が低減され得ることになる。

【００６２】また、基準電圧発生回路２０の電圧ホール
ド回路２１は、駆動波形発生回路１２からの駆動信号Ｃ
ＯＭに基づいて作動するので、調整が容易である。

【００６３】さらに、圧電素子１１のグランド側の電極
１１ｂが常に中間電位に保持されていることから、圧電
素子１１の双方の電極１１ａ，１１ｂ間に印加される駆
動電圧が低くなる。従って、圧電素子１１における消費
電力が低減されると共に、圧電素子１１の自己放電によ
る電圧降下が小さく、電力損失が低減されることにな
る。また、駆動される圧電素子と非駆動の圧電素子との
間の電位差が低くなるので、このような圧電素子が隣接
する場合であっても、圧電素子間の放電の発生が低減さ
れるので、圧電素子間の絶縁処理を行なうことなく、ヘ
ッドの高密度化を容易に実現することが可能になる。

【００６４】さらに、圧電素子の発熱が低減されること
になり、温度変化による圧電素子の特性変化が減少する
と共に、温度により圧電素子の動作特性が変化したとし
ても、基準電圧発生回路が、常に圧電素子のグランド側
を中間電位に保持することから、基準電圧を可変電源に
した場合のような温度補正が不要となる。

【００６５】上述した実施形態においては、圧電素子１
１として例えばピエゾ素子が使用されているが、これに
限らず、他の圧電素子、例えば電歪素子，磁歪素子等を
使用してもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
準電圧発生回路から圧電素子のグランド側の電極に直接
に中間電位を供給することにより、圧電素子のグランド
側が中間電位に保持されることになる。従って、圧電素
子の双方の電極間に印加される電圧が比較的低くなるこ
とから、消費電力が低減されると共に、圧電素子の自然
放電による電圧降下が小さく、電力損失が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるヘッド駆動装置の一実施形態の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１のヘッド駆動装置における基準電圧発生回
路を中間電圧発生回路とした構成例を示すブロック図で
ある。

【図３】図２の中間電圧発生回路の電圧ホールド回路に
よる構成例を示すブロック図である。

【図４】図３の電圧ホールド回路の具体的構成例を示す
ブロック図である。

【図５】図１のヘッド駆動装置における（Ａ）駆動信
号，（Ｂ）圧電素子の双方の電極電圧及び（Ｃ）チャー
ジ信号の変動を示すタイムチャートである。

【図６】図１のヘッド駆動装置の駆動方法の動作を説明
するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０ヘッド駆動装置１１圧電素子１１ａ一方の電極１１ｂグランド側の電極１２駆動波形発生回路１３電流増幅回路１４スイッチ回路１５第一のトランジスタ１６第二のトランジスタ２０基準電圧発生回路２１電圧ホールド回路２２電流増幅回路２３第三のトランジスタ２４第四のトランジスタ２５アナログスイッチ２６充電用コンデンサ２７アナログアンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズルに対応してそれぞれ設けら
れたインク室に圧力を加える圧電素子を、駆動波形発生
回路からの駆動信号により所定の印字タイミングで選択
的に駆動し、対応するノズルのインク室からインク滴を
吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタの
ヘッド駆動装置であって、各圧電素子のグランド側の電極に中間電位を印加する基
準電圧発生回路を備えていることを特徴とする、インク
ジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
【請求項２】上記基準電圧発生回路が、各圧電素子の
印字タイミングと異なるタイミングで充電電圧を各圧電
素子に印加して、圧電素子の放電による電荷の減少を補
正する圧電素子充電手段からのチャージ信号に基づい
て、駆動波形発生回路からの駆動信号の任意の電圧をラ
ッチする電圧ホールド回路と、電圧ホールド回路の出力
を電流増幅する電流増幅回路と、を含んでいることを特
徴とする、請求項１に記載のインクジェット式プリンタ
のヘッド駆動装置。
【請求項３】上記基準電圧発生回路は、駆動信号が中
間電位より高いとき、圧電素子の放電を行ない、駆動信
号が中間電位より低いとき、圧電素子の充電を行なうこ
とを特徴とする、請求項１または２に記載のインクジェ
ット式プリンタのヘッド駆動装置。
【請求項４】上記基準電圧発生回路が、上記電圧ホー
ルド回路の出力に基づいて、圧電素子充電手段による各
圧電素子への充電時に、基準電圧を出力することを特徴
とする、請求項１から３の何れかに記載のインクジェッ
ト式プリンタのヘッド駆動装置。
【請求項５】上記基準電圧発生装置が、圧電素子の放
電を行なうための放電手段を備えていることを特徴とす
る、請求項３または４に記載のインクジェット式プリン
タのヘッド駆動装置。
【請求項６】請求項１から５の何れかに記載のヘッド
駆動装置を有していることを特徴とするインクジェット
式プリンタ。
【請求項７】複数のノズルに対応してそれぞれ設けら
れたインク室に圧力を加える圧電素子を、駆動波形発生
回路からの駆動信号により所定の印字タイミングで選択
的に駆動し、対応するノズルのインク室からインク滴を
吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタの
ヘッド駆動方法であって、基準電圧発生回路により、各圧電素子のグランド側の電
極に中間電位を印加することを特徴とする、インクジェ
ット式プリンタのヘッド駆動方法。
【請求項８】上記基準電圧発生回路にて、各圧電素子
の印字タイミングと異なるタイミングで充電電圧を各圧
電素子に印加して、圧電素子の放電による電荷の減少を
補正する圧電素子充電手段からのチャージ信号に基づい
て、電圧ホールド回路により駆動波形発生回路からの駆
動信号の任意の電圧をラッチし、電圧ホールド回路の出
力を電流増幅回路により電流増幅することを特徴とす
る、請求項７に記載のインクジェット式プリンタのヘッ
ド駆動方法。
【請求項９】上記基準電圧発生回路は、駆動信号が中
間電位より高いとき、圧電素子の放電を行ない、駆動信
号が中間電位より低いとき、圧電素子の充電を行なうこ
とを特徴とする、請求項７または８に記載のインクジェ
ット式プリンタのヘッド駆動方法。
【請求項１０】上記基準電圧発生回路が、上記電圧ホ
ールド回路の出力に基づいて、圧電素子充電手段による
各圧電素子への充電時に、基準電圧を出力することを特
徴とする、請求項７から９の何れかに記載のインクジェ
ット式プリンタのヘッド駆動方法。