JP2003062996A - インクジェットヘッドの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １回目の印字から最適な駆動信号を供給する
インクジェットヘッドの駆動回路を得ることで、インク
噴射の安定性を高め、印字品質を向上させる。 【解決手段】 ダミー印字タイミング信号１６に対応し
て、圧電素子に駆動信号１４１を印加する。全ての圧電
素子に対してインクを噴射させないため、圧電素子の電
荷を放電制御するパルス信号１５を一切送信しない。圧
電素子の電荷を保持状態にしておき、その後１回目の印
字タイミング信号１０１に応じて、最適な台形波状の駆
動信号１４２を圧電素子に印加する。駆動信号１４２の
立ち下がりに同期して、インクを噴射させる圧電素子に
対してパルス信号１５１を送信することで電荷の放電制
御を行い、駆動信号１４２の立ち上りのタイミングでイ
ンクを噴射する。

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ヘッ
ドの駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、本発明を適用できるインクジェ
ットヘッドの駆動回路について示した図である。インク
ジェットヘッドの駆動回路は、印字タイミング信号１０
から圧電素子７に印加する駆動信号１４を発生する駆動
信号発生回路１と、インクを噴射する場合に圧電素子７
に対して圧電素子７に蓄積された電荷の放電制御を行う
放電制御回路８と、印字タイミング信号１０から放電制
御回路８を動作させるパルス信号１５を発生する制御信
号発生回路９からなる。

【０００３】更に、駆動信号発生回路１は、圧電素子に
印加する駆動信号の電流増幅を行う電流増幅回路６と、
駆動信号１４を供給するために設けられたコンデンサ５
と、コンデンサ５を放電する放電回路４と、コンデンサ
５を充電する充電回路３と、放電回路４および充電回路
３を動作させる制御信号を発生する充放電制御信号発生
回路２と、からなる。

【０００４】図４は、図３における各種信号のタイミン
グチャートを示したものである。以下に、図３と図４を
用いて従来のインクジェットヘッドの駆動回路の動作を
説明する。

【０００５】図４には、駆動信号発生回路１を構成する
充放電制御信号発生回路２が受取る印字タイミング信号
１０、コンデンサ５を放電させる放電回路４を制御する
放電制御信号１３、コンデンサ５を充電する充電回路３
を制御する充電制御信号１２、圧電素子７に共通に印加
される駆動信号１４、圧電素子７に蓄積された電荷を駆
動信号１４の立ち下がりに同期して電荷を放電させるパ
ルス信号１５の関係を示している。１回目の印字タイミ
ング信号１０１を受取ると、充放電制御信号発生回路２
は放電回路４に対して放電制御信号１３１を送信する。
放電制御信号１３１のパルス幅の時間に依存して放電回
路４はコンデンサ５を放電する。ただし、１回目の印字
タイミング信号１０１を受取った状態では、コンデンサ
５に電荷が充電されていないため、放電回路４が動作し
ても駆動信号１４の電圧レベルは０のままである
（）。

【０００６】また、１回目の印字タイミング信号１０１
を受取ると、インク噴射を行う場合に圧電素子７に対し
て制御信号発生回路９は放電制御回路８にパルス信号１
５１を送信する。次に充放電制御信号発生回路２は充電
回路３に対して充電制御信号１２を送信する。充電制御
信号１２１のパルス幅の時間に依存して充電回路３はコ
ンデンサ５を充電する。このように駆動信号発生回路１
によって生成された駆動信号１４１が圧電素子７に印加
される。駆動信号１４１の立ち上り（）のタイミング
でインク噴射を行う。

【０００７】以下同様にして、２回目の印字タイミング
信号１０２に基づき、圧電素子が電荷を保持した状態
（）から電荷を放電（）、続いて充電（）を行う
台形波状の駆動信号１４２を生成し、駆動信号１４２の
立ち上りのタイミングでインク噴射を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、１回目の
印字タイミング信号１０１に対応して生成した駆動信号
１４１は、コンデンサ５に一度も電荷が充電されていな
いため、電荷が０の状態から放電動作、充電動作を繰り
返すので、台形波状の駆動信号（１４２、１４３）を生
成できないという欠点があった。このため、１回目の印
字タイミング信号で生成した駆動信号１４１を圧電素子
７に印加し、圧電素子７の電荷放電を行うためパルス信
号１５１を送信しても電荷が０のため、圧電素子の変位
に変化が無くインク室へのインク吸入が十分に行えず、
インクを噴射してもインクの液滴速度が低下し、着地位
置精度が悪化し印字品質を低下させるという問題点があ
った。

【０００９】本発明の目的は、１回目の印字から最適な
台形波状の駆動信号を圧電素子に供給し、ひいてはイン
ク噴射の安定性を高め、印字品質を向上できるインクジ
ェットヘッドの駆動回路を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明においては、圧電素子を用いてインク室の容
積を変化させることにより、前記インク室内のインクを
ノズルから噴射させるインクジェットヘッドに対して、
複数の前記圧電素子に共通に印加する駆動信号を発生す
る駆動信号発生回路と、前記駆動信号発生回路は前記駆
動信号の立ち下がり時にインク室の容積を膨張させてイ
ンクを吸入させ、前記駆動信号は直線的に立ち下がり、
前記圧電素子に蓄積された電荷を放電させる放電制御回
路と、からなるインクジェットヘッドの駆動回路におい
て、ダミー印字タイミング信号に応じて、圧電素子に駆
動信号を印加し、全ての圧電素子に対してインクを噴射
させないよう前記放電制御回路は前記圧電素子の電荷放
電を行わず、圧電素子の電荷を保持状態にしておき、そ
の後印字タイミング信号に応じて、圧電素子に駆動信号
を印加し、インクを噴射させる圧電素子に対して放電制
御回路を動作させ電荷放電を制御することを特徴とす
る。

【００１１】また、複数の前記圧電素子は片端を共通に
前記駆動信号発生回路の出力に接続され、前記圧電素子
の他端は個別に設けられたダイオード（アノード側）と
前記放電制御回路に接続され、前記ダイオードの他端
（カソード側）は共通に接地電位となるよう接続され、
前記放電制御回路は与えられたパルス時間の期間は前記
ダイオードを順方向にバイアスする電流を流し続けて前
記圧電素子の両端電位を前記駆動信号発生回路の出力電
位に追従させ、与えられたパルス時間以外の期間はいか
なる電位に対しても一切電流を流さないように構成され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一例を図面に基づ
いて説明する。

【００１３】図１は、本発明の一例によるインクジェッ
トヘッドの駆動回路の機能ブロック図である。駆動信号
発生回路１は、ダミー印字タイミング信号１６又は印字
タイミング信号１０に対応して、駆動信号１４を生成す
る。駆動信号１４は圧電素子７に印加される。制御信号
発生回路９は印字タイミング信号１０と印字データ１１
に対応して、パルス信号９を生成する。放電制御回路８
はパルス信号９に対応して、圧電素子７の放電制御を行
う。

【００１４】図２は、図１における各種信号のタイミン
グチャートを示したものである。すなわち、駆動信号発
生回路１が受取るダミー印字タイミング信号１６と印字
タイミング信号１０、駆動信号発生回路１内の放電制御
信号１３と充電制御信号１２、圧電素子７に印加する駆
動信号１４、放電制御回路８を制御するパルス信号９の
関係を示している。

【００１５】以下、図１と図２を用いてインクジェット
ヘッドの駆動回路の動作を説明する。

【００１６】１回目の印字を行う場合、まず最初に、ダ
ミー印字タイミング信号１６が、駆動信号発生回路１内
の充放電制御信号発生回路２に入力される。ダミー印字
タイミング信号１６が入力されると、放電制御信号１３
１を生成し、放電回路４に出力する。放電制御回路４は
放電制御信号１３１が入力されると、コンデンサ５を放
電する。ただし、ダミー印字タイミング信号１６が入力
された状態では、コンデンサ５に電荷が充電されていな
いため、放電回路４が動作しても駆動信号１４の電圧レ
ベルは０のままである。次いで、充放電制御信号発生回
路２は充電制御信号１２１を生成し、充電回路３へ出力
する。充電回路３は充電制御信号１２１が入力される
と、コンデンサ４を充電する。このようにして駆動信号
１４１が生成され、圧電素子７に印加される。駆動信号
１４１が印加されている期間には、全ての圧電素子に対
してインク噴射を行わないようにするため、制御信号発
生回路９は放電制御回路８を制御するパルス信号１５を
生成しない。

【００１７】次いで、１回目の印字タイミング信号１０
１が充放電制御信号発生回路２に入力される。印字タイ
ミング信号１０１が入力されると、放電制御信号１３２
を生成し、放電回路４に出力する。放電制御回路４は放
電制御信号１３２が入力されると、コンデンサ５を放電
する。印字タイミング信号１０１が入力された状態で
は、コンデンサ５には電荷が充電されており、駆動信号
１４２は電荷保持状態（）から、直線的に立ち下がる
（）。

【００１８】また、並行して印字タイミング信号１０１
が制御信号発生回路９に入力されると、インクを噴射す
る圧電素子に対して、放電制御回路８を制御するパルス
信号１５１を生成する。放電制御回路８は、パルス信号
１５１が入力されると、放電制御回路８内のＰチャンネ
ルエンハスメントＭＯＳトランジスタがＶｃｃに接続さ
れ、抵抗器を介してダイオードを順方向にバイアスする
電流を流し続けて圧電素子７の両端電位を駆動信号１４
２の電位に追従させる。この期間（）、圧電素子は電
荷放電を行い、インクがインク室（図示していない）に
吸入される。

【００１９】次いで、充放電制御信号発生回路２は、充
電制御信号１１２２を生成する。充電回路３は、充電制
御信号１２２が入力されると、コンデンサ５を充電す
る。この結果、駆動信号１４２は直線的に立ち上る。こ
の期間（）、圧電素子は電荷充電を行い、駆動信号１
４２の立ち上りのタイミングでインクを噴射する。

【００２０】次に２回目の印字タイミング信号１０２が
充放電制御信号発生回路２に入力されると、１回目と同
様に、放電制御信号１３の送信、パルス信号１５の送
信、充電制御信号１２の送信し、一連の動作を繰り返し
行う。

【００２１】これにより、ダミー印字タイミング信号１
６に対応して、圧電素子７に駆動信号１４１を印加し
て、信号レベルを圧電素子が電荷保持できる状態にして
おき、その後、１回目の印字タイミング信号１０１に対
応して、台形波状の駆動信号を供給することができる。
つまり、１回目の印字から最適な台形波状の駆動信号を
供給することができ、インク液滴速度、ひいてはインク
着地位置精度のバラツキを抑え、印字品質を向上させる
ことができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、１回目の印字から最適
な駆動信号を供給するインクジェットヘッドの駆動回路
を提供でき、インク噴射の安定性を高め、印字品質を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一例によるインクジェットヘッドの
駆動回路の機能ブロック図。

【図２】 図１の各信号の関係を示すタイムチャート。

【図３】 従来のインクジェットヘッドの駆動回路の機
能ブロック図。

【図４】 図３の各信号の関係を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１は駆動信号発生回路、２は充放電制御信号発生回路、
３は充電回路、４は放電回路、５はコンデンサ、６は電
流増幅回路、７は圧電素子、８は放電制御回路、９は制
御信号発生回路、１０は印字タイミング信号、１１は印
字データ、１２は充電制御信号、１３は放電制御信号、
１４は駆動信号、１５はパルス信号、１６はダミー印字
タイミング信号。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C057 AF29 AF71 AM01 AM16 AR07 AR16 BA03 BA14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電素子を用いてインク室の容積を変化さ
   せることにより、前記インク室内のインクをノズルから
   噴射させるインクジェットヘッドに対して、複数の前記
   圧電素子に共通に印加する駆動信号を発生する駆動信号
   発生回路と、前記駆動信号発生回路は前記駆動信号の立
   ち下がり時にインク室の容積を膨張させてインクを吸入
   させ、前記駆動信号は直線的に立ち下がり、前記圧電素
   子に蓄積された電荷を放電させる放電制御回路と、から
   なるインクジェットヘッドの駆動回路において、ダミー
   印字タイミング信号に応じて、圧電素子に駆動信号を印
   加し、全ての圧電素子に対してインクを噴射させないよ
   う前記放電制御回路は前記圧電素子の電荷放電を行わ
   ず、圧電素子の電荷を保持状態にしておき、その後印字
   タイミング信号に応じて、圧電素子に駆動信号を印加
   し、インクを噴射させる圧電素子に対して放電制御回路
   を動作させ電荷放電を制御することを特徴とするインク
   ジェットヘッドの駆動回路。
2. 【請求項２】複数の前記圧電素子は片端を共通に前記駆
   動信号発生回路の出力に接続され、前記圧電素子の他端
   は個別に設けられたダイオードのアノード側と前記放電
   制御回路とに接続され、前記ダイオードのカソード側は
   共通に接地電位となるよう接続され、前記放電制御回路
   は与えられたパルス時間の期間は前記ダイオードを順方
   向にバイアスする電流を流し続けて前記圧電素子の両端
   電位を前記駆動信号発生回路の出力電位に追従させ、与
   えられたパルス時間以外の期間はいかなる電位に対して
   も一切電流を流さないように構成された請求項１に記載
   のインクジェットヘッドの駆動回路。