JP2889377B2 - Driving circuit for inkjet head and driving method thereof - Google Patents

Driving circuit for inkjet head and driving method thereof

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、圧電アクチュエータを用いたインクジェ
ットヘッドの駆動回路およびその駆動方法に関し、さら
に詳しくは、記録用紙等の媒体に濃度の階調を記録する
インクジェットヘッドの駆動回路およびその駆動方法に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a driving circuit and a driving method of an ink jet head using a piezoelectric actuator, and more particularly, to driving of an ink jet head for recording density gradation on a medium such as recording paper. The present invention relates to a circuit and a driving method thereof.

背景技術 インクジェットヘッドのノズル孔より、液体インク滴
を吐出させて記録用紙等の媒体に文字や画像等の記録を
行なうインクジェット記録方式のプリンタがある。2. Description of the Related Art There is an ink jet recording type printer that records characters and images on a medium such as recording paper by discharging liquid ink droplets from nozzle holes of an ink jet head.

この方式のプリンタは、次のような長所を持ってい
る。This type of printer has the following advantages.

（１）機構や構造および印字プロセスが比較的単純で、
印字の際に騒音を発しない。(1) The mechanism, structure and printing process are relatively simple,
Does not emit noise during printing.

（２）微小なインク滴を吐出することができるため、高
解像度の印字が可能である。(2) Since fine ink droplets can be ejected, high-resolution printing is possible.

（３）複数色のインクを用意することによってカラー化
が容易である。(3) Coloring is easy by preparing a plurality of color inks.

（４）低消費電力である。(4) Low power consumption.

（５）比較的低価格で購入できる。(5) It can be purchased at a relatively low price.

そため、近年パーソナルコンピュータを始め各種OA機
器等の出力用プリンタとして、急速に普及してきてい
る。Therefore, in recent years, it has rapidly spread as an output printer for various personal computers and various OA devices.

そのうちでも、印刷命令が出されたときだけインクを
吐出して記録するためにインクの消耗が少ない、いわゆ
るオンデマンド型のインクジェットプリンタが主流にな
っている。Among them, so-called on-demand type ink jet printers, which consume less ink because ink is ejected and printed only when a print command is issued, have become mainstream.

このオンデマンド型のインクジェットプリンタでイン
クを吐出させる主な技術には、圧電アクチュエータの電
気−機械変換による力によってインク室に圧力をかける 圧電方式と、電気ヒータによるインクの瞬時蒸発によっ
て生ずる気泡の膨脹圧力を利用したバブル方式とがあ
る。The main technologies for discharging ink with this on-demand type ink jet printer include a piezoelectric method in which pressure is applied to an ink chamber by the force of electro-mechanical conversion of a piezoelectric actuator, and expansion of bubbles generated by instantaneous evaporation of ink by an electric heater. There is a bubble method using pressure.

ここで、従来例として、圧電アクチュエータを用いた
インクジェットヘッドの駆動回路とその駆動方法につい
て、第14図および第15図を参照して説明する。Here, as a conventional example, a driving circuit of an ink jet head using a piezoelectric actuator and a driving method thereof will be described with reference to FIG. 14 and FIG.

第14図に示すインクジェットヘッドの駆動回路におい
て、NPNトランジスタQ2のエミッタ端子と圧電アクチュ
エータPZの一方の端子は、接地電位であるグラウンドGN
Dに接続している。In the driving circuit of the ink jet head shown in FIG. 14, the emitter terminal of the NPN transistor Q2 and one terminal of the piezoelectric actuator PZ are connected to the ground GN which is the ground potential.
Connected to D.

インクジェットヘッドの電源電圧VHは、PNPトランジ
スタQ1のエミッタ端子と第２の抵抗R2の一方の端子と第
３の抵抗R3の一方の端子とに印加される。The power supply voltage VH of the inkjet head is applied to the emitter terminal of the PNP transistor Q1, one terminal of the second resistor R2, and one terminal of the third resistor R3.

圧電アクチュエータPZを駆動するための制御信号Ｓ
は、オープンコレクタタイプの第１のインバータU1と第
２のインバータU2との入力端子に入力している。第１の
インバータU1の出力は、第１の抵抗R1を介して、第２の
抵抗R2の他方の端子とPNPトランジスタQ1のベース端子
に与えられる。Control signal S for driving piezoelectric actuator PZ
Are input to the input terminals of an open collector type first inverter U1 and a second inverter U2. The output of the first inverter U1 is supplied to the other terminal of the second resistor R2 and the base terminal of the PNP transistor Q1 via the first resistor R1.

第２のインバータU2の出力は、第３の抵抗R3の他方の
端子とNPNトランジスタQ2のベース端子に与えられる。N
PNトランジスタQ2のコレクタ端子は、第５の抵抗R5を介
して第４の抵抗R4の一方の端子と圧電アクチュエータPZ
の他方の端子とに接続している。第４の抵抗R4の他方の
端子はPNPトランジスタQ1のコレクタ端子に接続してい
る。The output of the second inverter U2 is provided to the other terminal of the third resistor R3 and the base terminal of the NPN transistor Q2. N
The collector terminal of the PN transistor Q2 is connected to one terminal of the fourth resistor R4 via the fifth resistor R5 and the piezoelectric actuator PZ.
To the other terminal. The other terminal of the fourth resistor R4 is connected to the collector terminal of the PNP transistor Q1.

この駆動回路により、次のようにしてインクジェット
ヘッドを駆動する。The driving circuit drives the ink jet head as follows.

圧電アクチュエータPZにパルス波形の電圧を印加する
ことにより、インク室の壁面の一部を変形させてインク
室の内容積を増加させ、そこにインクを供給する。そし
て、圧電アクチュエータPZへ印加していた電圧を停止す
るか、先のパルス波形とは逆極性のパルス波形の電圧を
印加して、インク室の壁面の一部を逆方向に変形させて
インク室の内容積を減少させ、インク滴をノズル孔より
吐出させる。By applying a pulse waveform voltage to the piezoelectric actuator PZ, a part of the wall surface of the ink chamber is deformed to increase the inner volume of the ink chamber, and ink is supplied thereto. Then, the voltage applied to the piezoelectric actuator PZ is stopped, or a voltage having a pulse waveform having a polarity opposite to that of the previous pulse waveform is applied to partially deform the wall surface of the ink chamber in the opposite direction. The ink droplet is ejected from the nozzle hole.

図15は図14に示した従来例のインクジェットヘッドの
駆動回路の制御信号Ｓと圧電アクチュエータPZに印加す
る駆動電圧信号VCpと圧電アクチュエータの変位Ｘとを
示す波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram showing a control signal S of the drive circuit of the conventional inkjet head shown in FIG. 14, a drive voltage signal VCp applied to the piezoelectric actuator PZ, and a displacement X of the piezoelectric actuator.

この第15図において、初期期間T0とパルス上の充電期
間T1Tと放電期間T2とによって、１印字サイクルを構成
している。In FIG. 15, one printing cycle is constituted by the initial period T0, the charging period T1T on the pulse, and the discharging period T2.

初期期間T0では制御信号Ｓはローレベルになってお
り、第14図に示した第１のインバータU1と第２のインバ
ータU2との出力は、ハイインピーダンスの状態になる。In the initial period T0, the control signal S is at a low level, and the outputs of the first inverter U1 and the second inverter U2 shown in FIG. 14 are in a high impedance state.

第１のインバータU1と第２のインバータU2の出力がハ
イインピーダンスになると、PNPトランジスタQ1とNPNト
ランジスタQ2のベース端子は、それぞれ第２の抵抗R2と
第３の抵抗R3を介して電源電圧VHによってバイアスされ
る。When the outputs of the first inverter U1 and the second inverter U2 become high impedance, the base terminals of the PNP transistor Q1 and the NPN transistor Q2 are connected to the power supply voltage VH via the second resistor R2 and the third resistor R3, respectively. Be biased.

すると、PNPトランジスタQ1は非導通状態になり、NPN
トランジスタQ2は導通状態となるので、圧電アクチュエ
ータPZを第５の抵抗R5を通して放電して、駆動電圧信号
VCpをグラウンドレベルすなわち0Vにする。Then, the PNP transistor Q1 is turned off, and the NPN transistor Q1 is turned off.
Since the transistor Q2 is turned on, the piezoelectric actuator PZ is discharged through the fifth resistor R5, and the driving voltage signal is output.
VCp is set to the ground level, that is, 0V.

充電期間T1になると、制御信号Ｓは急激にハイレベル
になり、第１のインバータU1と第２のインバータU2の出
力をローレベルにして、NPNトランジスタQ2を非導通状
態にし、PNPトランジスタQ1を導通状態にする。それに
より、圧電アクチュエータPZを電源電圧VHによって第４
の抵抗R4を通して充電する。In the charging period T1, the control signal S suddenly goes to a high level, the outputs of the first inverter U1 and the second inverter U2 are set to a low level, the NPN transistor Q2 is turned off, and the PNP transistor Q1 is turned on. State. As a result, the piezoelectric actuator PZ is moved by the power supply voltage VH to the fourth position.
Charge through the resistor R4.

したがって、駆動電圧信号VCpは第４の抵抗R4と圧電
アクチュエータPZの持つ等価容量値Cpとの積を時定数と
して電源電圧VHに近づき、圧電アクチュエータPZを充電
してインク室にインクを充填する。Therefore, the drive voltage signal VCp approaches the power supply voltage VH using the product of the fourth resistor R4 and the equivalent capacitance value Cp of the piezoelectric actuator PZ as a time constant, and charges the piezoelectric actuator PZ to fill the ink chamber with ink.

放電期間T2になると、制御信号Ｓは急激にローレベル
になり、第１のインバータU1と第２のインバータU2の出
力を再びハイインピーダンスにする。そして、PNPトラ
ンジスタQ1を非導通状態にし、NPNトランジスタQ2を導
通状態にする。すると、駆動電圧信号VCpは第５の抵抗R
5と圧電アクチュエータPZの持つ等価容量値Cpとの積を
時定数として低下してグラウンドレベルに近づき、圧電
アクチュエータPZを放電してインク室のインクを吐出さ
せる。In the discharge period T2, the control signal S suddenly goes to a low level, and the outputs of the first inverter U1 and the second inverter U2 are set to high impedance again. Then, the PNP transistor Q1 is turned off, and the NPN transistor Q2 is turned on. Then, the drive voltage signal VCp becomes the fifth resistor R
The product of 5 and the equivalent capacitance value Cp of the piezoelectric actuator PZ is reduced as a time constant to approach the ground level, and the piezoelectric actuator PZ is discharged to discharge ink in the ink chamber.

充電期間T1の急激な立ち上がりと放電期間T2の急激な
立ち下がりにより、圧電アクチュエータPZとインク室内
のインクとに固有振動の周期で自由振動が発生し、それ
が次第に収束していくことを、その一例として第15図に
おける圧電アクチュエータの変位Ｘに表わしている。The rapid rise of the charging period T1 and the sudden fall of the discharge period T2 cause free vibration to occur in the piezoelectric actuator PZ and the ink in the ink chamber at the cycle of the natural vibration, which gradually converges. As an example, this is represented by the displacement X of the piezoelectric actuator in FIG.

このようなインクジェット記録方式では、文字や図形
等の記録媒体上のドットの濃度が最大で且つ一定である
とき、すなわち、一般の書類や報告書などの文字や図形
の印刷では、その特徴を十分に生かすことができる。In such an ink jet recording method, when the density of dots on a recording medium such as a character or a figure is maximum and constant, that is, when printing a character or a figure such as a general document or a report, the characteristic is sufficiently obtained. It can be used for

しかしながら、最近はフルカラーで中間の濃度階調を
連続的にあるいは段階的に表現しなければならない画
像、たとえば陰影付きの立体画像や写真画像などが、コ
ンピュータの画像やOA機器でも頻繁に取り入れられるよ
うになり、これらの画像を高品質で印刷する要求が強く
なっている。However, recently, images that require full-color and intermediate gradations to be expressed continuously or stepwise, such as shaded three-dimensional images and photographic images, are being frequently adopted in computer images and OA equipment. Therefore, there is a strong demand for printing these images with high quality.

中間の濃度階調を表現するために、いくつかの技術が
提案されているが、インクジェット記録方式で最も利用
されている技術の一つは、ディザまたは濃度パターン法
と呼ばれる技術で、印刷する画像の１画素を複数のドッ
トの集合で表現するものである。Several techniques have been proposed to represent intermediate density gradations.One of the most used techniques in the ink jet recording method is a technique called dithering or density pattern method, in which an image to be printed is printed. Is represented by a set of a plurality of dots.

その濃度パターン法は、画像の１画素内の黒ドット数
をその階調に応じて段階的に増減させ、そのドットパタ
ーンの配置に工夫して擬似的な階調を実現するが、印刷
画像の１画素を複数のドットの集合で表現するため、印
刷画像の解像度が著しく低下してしまうという課題があ
る。According to the density pattern method, the number of black dots in one pixel of an image is increased or decreased stepwise according to the gradation, and a pseudo gradation is realized by devising the arrangement of the dot pattern. Since one pixel is represented by a set of a plurality of dots, there is a problem that the resolution of a printed image is significantly reduced.

すなわち、濃度パターン法できめ細かい階調を得よう
とすると、１画素内のドット数が多くなるので、画像の
１画素が大きくなり、せっかく高解像度のプリンタを使
用しているにもかかわらず、品質の悪い印刷画像になっ
てしまう。That is, in order to obtain a fine gradation by the density pattern method, the number of dots in one pixel increases, so that one pixel of the image becomes large, and the quality is high despite using a high resolution printer. Will result in a poorly printed image.

また逆に、解像度の高い品質の良い画像を得ようとす
ると、十分な階調が得られず、迫力のない画像しか得ら
れないという相反する課題がある。Conversely, when trying to obtain a high-resolution, high-quality image, there is a contradictory problem that sufficient gradation cannot be obtained and only an impressive image can be obtained.

一方、記録媒体上の個々のドットの面積を直接制御し
て濃度の変化をつける、いわゆる面積階調法と呼ばれる
方法も提案されている。その一つは、マルチドロップレ
ット法と呼ばれ、連続して吐出する複数の微小インク滴
の集合で一つのドットを構成して、微小インク滴の数に
よってインク滴の体積を制御することにより、記録媒体
上のドットの面積を変化させて濃度に階調をつける方法
である。On the other hand, there has been proposed a method called an area gradation method in which the density of a dot is changed by directly controlling the area of each dot on a recording medium. One of them is called the multi-droplet method, in which one dot is composed of a group of a plurality of minute ink droplets ejected continuously, and the volume of the ink droplet is controlled by the number of minute ink droplets. This is a method of changing the area of a dot on a recording medium to give a gradation to the density.

しかし、このマルチドロップレット法は、連続して吐
出する複数の微小インク滴を記録媒体上で一つの画素と
して見なされる位置に付着させて画素を形成する必要が
ある。それゆえ、ヘッドと記録媒体が連続して相対的に
移動しているプリンタの構造においては、高品質の画像
を得るためには、記録媒体上でインク滴の付着位置が時
間とともにずれないように微小インク滴の吐出応答速度
を高速にする必要がある。However, in the multi-droplet method, it is necessary to form a pixel by adhering a plurality of ink droplets continuously ejected to a position regarded as one pixel on a recording medium. Therefore, in a printer structure in which the head and the recording medium move continuously and relative to each other, in order to obtain a high-quality image, the position where the ink droplets adhere on the recording medium does not shift with time. It is necessary to increase the ejection response speed of minute ink droplets.

マルチドロップレット法のインク滴の吐出応答速度
は、一般のインクジェットヘッドの応答速度の10ないし
20倍は必要であると云われている。特に圧電方式のイン
クジェットヘッドでは、圧電アクチュエータおよびイン
ク室内のインクに自由振動が発生して、自由振動が減衰
しないうちに吐出動作と次のインク供給が繰り返される
ことになる。The ink droplet ejection response speed of the multi-droplet method is 10 to 10 times the response speed of a general inkjet head.
It is said that 20 times is necessary. In particular, in a piezoelectric inkjet head, free vibration occurs in the piezoelectric actuator and ink in the ink chamber, and the ejection operation and the next ink supply are repeated before the free vibration is attenuated.

そのため、インク滴が分裂したりミスト状になるなど
して、安定なインク滴を形成することが困難であり、応
答速度が上げられないという課題がある。For this reason, it is difficult to form a stable ink droplet due to division or mist formation of the ink droplet, and there is a problem that the response speed cannot be increased.

また、このマルチドロップレット法は、微小インク滴
の飛翔方向や、飛翔中にインク滴が任意に結合してしま
うと、インク滴の持つ特性が変化して、記録媒体に付着
した際の画素の形や安定性に影響を与えるなど、連続し
た微小インク滴を安定して吐出させる技術にも課題があ
る。In addition, in the multi-droplet method, if the ink droplet arbitrarily combines in the flight direction of the minute ink droplet or during the flight, the characteristics of the ink droplet change, and the pixel at the time of adhering to the recording medium changes. There is also a problem with a technique for stably ejecting continuous minute ink droplets, such as affecting the shape and stability.

また、濃度階調を表現する他の方法として、ヘッドの
圧電アクチュエータに印加する駆動電圧や駆動時間また
は駆動波形を制御することによって、直接ヘッドから吐
出するインク滴の体積を制御して記録媒体上に付着する
インクの量、言い替えればドットの面積を変化させる方
法がある。Further, as another method of expressing the density gradation, by controlling the drive voltage, drive time, or drive waveform applied to the piezoelectric actuator of the head, the volume of ink droplets ejected directly from the head is controlled to control the recording medium. There is a method of changing the amount of ink adhering to the image, in other words, the area of the dot.

この方法は、圧電アクチュエータに印加する駆動電圧
や駆動波形または駆動電圧の印加時間を適切に制御する
と、インク室が吸入するインクの量や吐出するインクの
量を制御できるので、吐出するドット単位で印字サイク
ル毎に階調を表現するには優れている方法である。This method can control the amount of ink to be sucked into the ink chamber and the amount of ink to be ejected by appropriately controlling the drive voltage, drive waveform, or drive voltage application time applied to the piezoelectric actuator. This is an excellent method for expressing gradation in each printing cycle.

しかし、この方法で圧電アクチュエータを駆動しよう
とすると、インク室が吸入するインクの量や吐出するイ
ンクの量の変化によって、圧電アクチュエータおよびイ
ンク室内のインクに発生する自由振動の振幅や位相や減
衰までの時間などが変化してしまう。そのため、インク
の吐出面であるメニスカス位置が定まらず、次の吐出動
作におけるインク滴の径や吐出速度にばらつきを生じて
安定した吐出ができないという問題がある。However, when attempting to drive the piezoelectric actuator by this method, the amplitude, phase, and attenuation of free vibration generated in the piezoelectric actuator and ink in the ink chamber due to changes in the amount of ink sucked in by the ink chamber and the amount of ink ejected are changed. Time and so on will change. For this reason, the position of the meniscus, which is the ink ejection surface, is not determined, and the diameter of the ink droplet and the ejection speed in the next ejection operation vary, so that there is a problem that stable ejection cannot be performed.

さらに、すべての圧電アクチュエータに対して、逐次
変化する濃度毎に印加する駆動電圧や駆動波形を変化さ
せたり駆動時間を変化させるには、すべての圧電アクチ
ュエータに対して駆動電圧や駆動波形および駆動時間を
任意に発生させ、かつ各駆動回路を独立に動作させる必
要があるため、全体の駆動回路および制御ソフトなどが
複雑になり、実現するためには困難な問題を有してい
る。Furthermore, in order to change the drive voltage or drive waveform applied to each piezoelectric actuator for each successively changing concentration or to change the drive time, the drive voltage, drive waveform and drive time must be changed for all piezoelectric actuators. Must be generated arbitrarily, and each drive circuit must be operated independently, so that the entire drive circuit and control software are complicated, and there is a problem that is difficult to realize.

この発明は、従来のインクジェットプリンタにおける
上述のような種々の課題を解決するためになされたもの
であり、濃度階調付けにより印加画像の解像度を低下さ
せることなく、圧電アクチュエータの自由振動を抑制し
て、インク滴の大きさにかかわらず一定の速度で、安定
した品質のインク滴を、ほぼ一定の吐出タイミングで吐
出することが可能なインクジェットヘッドの駆動回路お
よび駆動方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-described various problems in the conventional ink jet printer, and suppresses the free vibration of the piezoelectric actuator without lowering the resolution of an applied image by giving density gradation. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a driving circuit and a driving method of an ink jet head capable of discharging stable quality ink droplets at a constant speed regardless of the size of the ink droplets at a substantially constant discharge timing. I do.

発明の開示 上記の目的を達成するため、この発明によるインクジ
ェットヘッドの駆動回路は、インクジェットヘッドの圧
電アクチュエータを駆動するための駆動電圧信号を発生
する共通駆動波形発生回路と、その駆動電圧信号をデジ
タルデータである駆動波形データに変換するアナログ・
デジタル変換回路と、印刷データに含まれる印刷階調デ
ータを分離して一時蓄積し、それを所要のタイミングで
出力する階調データ分離・蓄積回路と、上記駆動波形デ
ータと印刷階調データとの比較結果を比較信号として出
力するデータ比較回路と、印刷データに含まれるインク
吐出命令の有無をスイッチ制御信号として出力するプリ
ント制御回路と、上記比較信号とスイッチ制御信号との
論理積をアナログスイッチ制御信号として出力するスイ
ッチ制御回路と、このアナログスイッチ制御信号に応じ
て圧電アクチュエータを駆動する駆動電圧信号の導通を
制御する双方向アナログスイッチとからなる。DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to achieve the above object, a drive circuit for an inkjet head according to the present invention includes a common drive waveform generation circuit for generating a drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of the inkjet head, and a digital drive voltage signal. Analog / digital conversion to drive waveform data
A digital conversion circuit, a gradation data separating / accumulating circuit for separating and temporarily storing print gradation data included in the print data, and outputting the separated data at a required timing; A data comparison circuit that outputs a comparison result as a comparison signal; a print control circuit that outputs the presence or absence of an ink ejection command included in print data as a switch control signal; and an analog switch control of a logical product of the comparison signal and the switch control signal It comprises a switch control circuit that outputs a signal, and a bidirectional analog switch that controls conduction of a drive voltage signal that drives a piezoelectric actuator in accordance with the analog switch control signal.

また、上記アナログ・デジタル変換回路とデータ比較
回路に代えて、上記印刷階調データに応じて設定される
タイマ時間で２値レベルが変化するタイマ信号を出力す
るタイマ回路を設け、スイッチ制御回路がそのタイマ信
号とスイッチ制御信号との論理積をアナログスイッチ制
御信号として出力するようにしてもよい。Further, instead of the analog-to-digital conversion circuit and the data comparison circuit, a timer circuit that outputs a timer signal whose binary level changes with a timer time set according to the print gradation data is provided, and the switch control circuit is The logical product of the timer signal and the switch control signal may be output as an analog switch control signal.

あるいは、インクジェットヘッドの圧電アクチュエー
タを駆動するための駆動電圧信号応を時間単位で分解し
てデジタルデータに変換した駆動波形データを蓄積する
駆動波形データメモリと、その駆動波形データメモリの
アドレスデータを一定時間間隔で順次出力するメモリ制
御回路と、上記駆動波形データメモリが出力する駆動波
形データをアナログ信号に変換して出力するデジタル・
アナログ変換回路と、そのアナログ信号の電圧と電流と
を増幅して駆動電圧信号を出力する出力増幅器と、印刷
データに含まれる印刷階調データを分離してデジタルデ
ータとして一時蓄積し、それを所要のタイミングで出力
する階調データ分離・蓄積回路と、その印刷階調データ
と上記駆動波形データとの電圧レベルを比較して比較信
号を出力するデータ比較回路と、印刷データに含まれる
インク吐出命令の有無を判定してスイッチ制御信号を出
力するプリント制御回路と、上記比較信号とスイッチ制
御信号との論理積をとってアナログスイッチ制御信号を
出力するスイッチ制御回路と、そのアナログスイッチ制
御信号によって上記電力増幅器が出力する駆動電圧信号
を導通制御して圧電アクチュエータに印加する双方向ア
ナログスイッチとによって、インクジェットヘッドの駆
動回路を構成してもよい。Alternatively, a drive waveform data memory for storing drive waveform data obtained by decomposing a drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head in units of time and converting it into digital data, and address data of the drive waveform data memory being fixed. A memory control circuit for sequentially outputting at a time interval; and a digital control circuit for converting the drive waveform data output from the drive waveform data memory into an analog signal and outputting the analog signal.
An analog conversion circuit, an output amplifier that amplifies the voltage and current of the analog signal and outputs a drive voltage signal, and separates print gradation data included in print data and temporarily stores the data as digital data. And a data comparison circuit that compares a voltage level between the print gradation data and the drive waveform data to output a comparison signal, and an ink ejection command included in the print data. A print control circuit that determines the presence or absence of the switch control signal and outputs a switch control signal; a switch control circuit that outputs an analog switch control signal by taking a logical product of the comparison signal and the switch control signal; A bidirectional analog switch for controlling the conduction of a drive voltage signal output by a power amplifier and applying the drive voltage signal to a piezoelectric actuator; Therefore, it may be the driver circuit of the ink jet head.

このインクジェットヘッドの駆動回路において、上記
メモリ制御回路と駆動波形データメモリとデジタル・ア
ナログ変換回路と電力増幅器と階調データ分離・蓄積回
路とプリント制御回路は、インクジェットヘッドに設け
られた全ての圧電アクチュエータに共通である。In this ink jet head drive circuit, the memory control circuit, the drive waveform data memory, the digital / analog conversion circuit, the power amplifier, the gradation data separation / accumulation circuit, and the print control circuit are all the piezoelectric actuators provided in the ink jet head. Is common to

一方、上記データ比較回路とスイッチ制御回路と双方
向アナログスイッチは、インクジェットヘッドに設けら
れた各圧電アクチュエータ毎に個別に設けられる。On the other hand, the data comparison circuit, the switch control circuit, and the bidirectional analog switch are individually provided for each piezoelectric actuator provided in the inkjet head.

また、上記電力増幅器と双方向アナログスイッチに
は、圧電アクチュエータを駆動するための電源電圧が供
給され、これら以外の上記各回路には標準ロジック電圧
が供給される。A power supply voltage for driving the piezoelectric actuator is supplied to the power amplifier and the bidirectional analog switch, and a standard logic voltage is supplied to each of the other circuits.

あるいはまた、上記インクジェットヘッドの駆動回路
におけるデジタル・アナログ変換回路が、上記駆動波形
データメモリが出力する駆動波形データを圧電アクチュ
エータを直接駆動できる信号レベルのアナログ信号に変
換して出力するようにし、上記出力増幅器に代えて、そ
のアナログ信号を電流増幅して駆動電圧信号を出力する
電流増幅器を設けるようにしてもよい。Alternatively, the digital / analog conversion circuit in the drive circuit of the inkjet head converts the drive waveform data output from the drive waveform data memory into an analog signal having a signal level capable of directly driving a piezoelectric actuator, and outputs the analog signal. Instead of the output amplifier, a current amplifier that amplifies the analog signal and outputs a drive voltage signal may be provided.

この発明によるインクジェットヘッドの駆動方法は、
インクジェットヘッドの圧電アクチュエータを駆動する
ための駆動電圧信号を発生し、その駆動電圧信号をデジ
タルデータである駆動波形データに変換し、印刷データ
に含まれる印刷階調データを分離して一時蓄積して、そ
れを所要のタイミングで出力し、上記駆動波形データと
印刷階調データとを比較して比較信号を出力し、印刷デ
ータに含まれるインク吐出命令の有無を判定してスイッ
チ制御信号を出力し、上記比較信号とスイッチ制御信号
との論理積をとってアナログスイッチ制御信号を出力
し、そのアナログスイッチ制御信号で双方向アナログス
イッチを制御して、圧電アクチュエータを駆動する駆動
電圧信号の導通を制御することにより、上記印刷階調デ
ータ信号に応じてインクジェットヘッドから吐出するイ
ンク滴の大きさを制御する。A method for driving an ink jet head according to the present invention includes:
Generates a drive voltage signal for driving the piezoelectric actuator of the inkjet head, converts the drive voltage signal into drive waveform data that is digital data, separates print gradation data included in print data, temporarily stores the print gradation data. And outputs the switch control signal at a required timing, compares the drive waveform data with the print gradation data, outputs a comparison signal, determines whether or not there is an ink ejection command included in the print data, and outputs a switch control signal. Outputs the analog switch control signal by ANDing the comparison signal and the switch control signal, controls the bidirectional analog switch with the analog switch control signal, and controls the conduction of the drive voltage signal for driving the piezoelectric actuator In this way, the size of the ink droplet ejected from the inkjet head is controlled in accordance with the print gradation data signal. To.

あるいは、上記インクジェットヘッドの駆動方法にお
ける、駆動電圧信号を駆動波形データに変換し、その駆
動波形データと印刷階調データとを比較して比較信号と
を出力するのに代えて、上記印刷階調データに応じて設
定されるタイマ時間で２値レベルが変化するタイマ信号
を出力し、そのタイマ信号とスイッチ制御信号との論理
積をとってアナログスイッチ制御信号を出力するように
してもよい。Alternatively, instead of converting the drive voltage signal into drive waveform data and comparing the drive waveform data with print gradation data and outputting a comparison signal in the inkjet head driving method, the print gradation A timer signal whose binary level changes with a timer time set in accordance with data may be output, and the logical switch of the timer signal and the switch control signal may be calculated to output an analog switch control signal.

また、これらのインクジェットヘッドの駆動方法にお
いて、上記駆動電圧信号として、インクジェットヘッド
のインク室を初期状態にする初期期間に発生する初期電
圧と、インク室に急激にインクを供給する第１のインク
供給期間に発生する時間に対して急激に変化する第１の
インク供給電圧と、インク室に緩やかにインクを供給す
る第２のインク供給期間に発生する時間に対して緩やか
に変化する第２のインク供給電圧と、インク室のインク
を急激に吐出するインク吐出期間に発生する前記第１お
よび第２のインク供給電圧とは逆方向に時間に対して急
激に変化するインク吐出電圧と、インク室を初期状態に
戻す収束期間に発生する収束電圧とからなる電圧信号を
発生するとよい。Further, in these ink jet head driving methods, the driving voltage signal includes an initial voltage generated during an initial period for initializing the ink chamber of the ink jet head, and a first ink supply for rapidly supplying ink to the ink chamber. A first ink supply voltage that changes abruptly with respect to the time that occurs during the period, and a second ink that changes gradually with respect to the time that occurs during the second ink supply period that supplies the ink to the ink chamber slowly A supply voltage, an ink discharge voltage that rapidly changes with time in a direction opposite to the first and second ink supply voltages generated during an ink discharge period in which ink is rapidly discharged from the ink chamber; It is preferable to generate a voltage signal including a convergence voltage generated during a convergence period for returning to the initial state.

あるいは、上記駆動電圧信号として、インクジェット
ヘッドのインク室を初期状態にする初期期間に発生する
初期電圧と、インク室に緩やかにインクを供給するイン
ク供給期間に発生する時間に対して緩やかに変化するイ
ンク供給電圧と、インク室のインクを急激に吐出するイ
ンク吐出期間に発生する上記インク供給電圧とは逆方向
に時間に対して急激に変化するインク吐出電圧と、イン
ク室を初期状態に戻す収束期間に発生する収束電圧とか
らなる電圧信号を発生するようにしてもよい。Alternatively, the drive voltage signal gradually changes with respect to an initial voltage generated in an initial period for initializing the ink chamber of the inkjet head and a time generated in an ink supply period for gently supplying ink to the ink chamber. The ink supply voltage, the ink supply voltage generated during the ink discharge period in which the ink in the ink chamber is rapidly discharged, and the ink discharge voltage that changes abruptly with time in the opposite direction, and the convergence of returning the ink chamber to the initial state. A voltage signal including a convergence voltage generated during the period may be generated.

そして、これらの駆動電圧信号をデジタルデータに変
換した駆動波形データと上記印刷階調データとを比較し
て、上記駆動波形データが最初に印刷階調データと交差
する点で比較信号あるいはタイマ信号を反転し、つぎに
駆動波形データが前記階調データと交差する点で再び上
記比較信号あるいはタイマ信号を反転し、この比較信号
あるいはタイマ信号が最初に反転する期間以外では上記
双方向アナログスイッチを導通状態にして、圧電アクチ
ュエータに上記駆動電圧信号を供給するようにするとよ
い。Then, the drive waveform data obtained by converting these drive voltage signals into digital data is compared with the print gradation data, and a comparison signal or a timer signal is generated at a point where the drive waveform data first intersects the print gradation data. The comparison signal or the timer signal is again inverted at the point where the drive waveform data intersects with the gradation data, and the bidirectional analog switch is turned on except during the period when the comparison signal or the timer signal is first inverted. In this state, the drive voltage signal is preferably supplied to the piezoelectric actuator.

この発明によるインクジェットヘッドの駆動方法また
は、駆動波形データメモリから、インクジェットヘッド
の圧電アクチュエータを駆動するための駆動電圧信号に
対応するデジタルデータである駆動波形データをアドレ
スデータに同期して出力し、その駆動波形データをアナ
ログ信号に変換し、そのアナログ信号の電圧および電流
を電力増幅して駆動電圧信号を出力し、印刷データに含
まれる印刷階調データを分離してデジタルデータとして
一時蓄積し、それを所要のタイミングで出力し、上記印
刷階調データと駆動波形データの電圧レベルを比較して
比較信号を出力し、印刷データに含まれるインク吐出命
令の有無を判定してスイッチ制御信号を出力し、上記比
較信号とスイッチ制御信号との論理積をとってアナログ
スイッチ制御信号を出力し、そのアナログスイッチ制御
信号によって双方向アナログスイッチを制御することに
より、上記駆動電圧信号を導通制御して圧電アクチュエ
ータに印加するようにしてもよい。The method for driving an inkjet head according to the present invention or the drive waveform data memory outputs drive waveform data which is digital data corresponding to a drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of the inkjet head in synchronization with address data, The drive waveform data is converted to an analog signal, the voltage and current of the analog signal are power-amplified to output a drive voltage signal, and print gradation data included in print data is separated and temporarily stored as digital data. At a required timing, compares the voltage levels of the print gradation data and the drive waveform data, outputs a comparison signal, determines whether or not there is an ink ejection command included in the print data, and outputs a switch control signal. The logical switch of the comparison signal and the switch control signal to generate an analog switch control signal. And force by controlling the bidirectional analog switch by the analog switch control signal may be applied to the piezoelectric actuator conducts controlling the drive voltage signal.

このインクジェットヘッドの駆動方法において、駆動
波形データを圧電アクチュエータを直接駆動できる信号
レベルのアナログ信号に変換し、そのアナログ信号の電
流を増幅して駆動電圧信号を出力するようにしてもよ
い。In this inkjet head driving method, the driving waveform data may be converted into an analog signal having a signal level capable of directly driving the piezoelectric actuator, and the current of the analog signal may be amplified to output a driving voltage signal.

また、これらのインクジェットヘッドの駆動方法にお
いて、上記駆動波形データメモリから、インクジェット
ヘッドのインク室を初期状態にする初期期間に発生する
初期電圧波形と、インク室に急激にインクを供給する第
１のインク供給期間に発生する時間に対して急激に変化
する第１のインク供給電圧波形と、インク室に緩やかに
インクを供給する第２のインク供給期間に発生する時間
に対して緩やかに変化する第２のインク供給電圧波形
と、インク室のインクを急激に吐出するインク吐出期間
に発生する前記第１および第２のインク供給電圧とは逆
方向に時間に対して急激に変化するインク吐出電圧波形
と、インク室を初期状態に戻す収束期間に発生する収束
電圧波形とからなる駆動電圧信号をデジタルデータに変
換した駆動波形データを出力するとよい。In these ink jet head driving methods, an initial voltage waveform generated during an initial period for initializing an ink chamber of the ink jet head and a first voltage for rapidly supplying ink to the ink chamber are obtained from the driving waveform data memory. A first ink supply voltage waveform that changes abruptly with respect to the time that occurs during the ink supply period, and a second ink supply voltage waveform that gradually changes with respect to the time that occurs during the second ink supply period that slowly supplies ink to the ink chamber. 2 and the first and second ink supply voltages generated during the ink discharge period in which the ink in the ink chamber is rapidly discharged, the ink discharge voltage waveform changing rapidly with time in the opposite direction. Drive waveform data obtained by converting a drive voltage signal comprising a convergence voltage waveform generated during a convergence period for returning the ink chamber to the initial state into digital data. It may be output.

そして、この駆動波形データと上記印刷階調データと
を比較して、駆動波形データが最初に印刷階調データと
交差する点で上記比較信号を反転し、その後駆動波形デ
ータが印刷階調データと交差する点で再び上記比較信号
を反転し、この比較信号が最初に反転する期間以外では
上記双方向アナログスイッチを導通状態にして、圧電ア
クチュエータに上記駆動電圧信号を供給することによ
り、印刷階調データに応じてインクジェットヘッドから
吐出するインク滴の大きさを制御するようにするとよ
い。Then, the drive waveform data is compared with the print gradation data, the comparison signal is inverted at a point where the drive waveform data first intersects the print gradation data, and thereafter the drive waveform data is compared with the print gradation data. The comparison signal is inverted again at the crossing point, and the bidirectional analog switch is turned on and the drive voltage signal is supplied to the piezoelectric actuator during a period other than the period when the comparison signal is first inverted, so that the print gradation is obtained. It is preferable to control the size of the ink droplet ejected from the inkjet head according to the data.

図面の簡単な説明 第１図は、この発明の第１実施例のインクジェットヘ
ッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention.

第２図は、第１図に示した駆動回路の動作を説明する
ための各信号の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram of each signal for explaining the operation of the drive circuit shown in FIG.

第３図は、この発明の実施例に用いるインクジェット
ヘッドの側断面図、第４図はその横断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the ink jet head used in the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a transverse sectional view thereof.

第５図は、第３図及び第４図に示したインクジェット
ヘッドのアクチュエータへ印加する駆動電圧信号と圧電
アクチュエータの変位を示す波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing a drive voltage signal applied to the actuator of the ink jet head shown in FIGS. 3 and 4, and a displacement of the piezoelectric actuator.

第６図は、この発明に用いるインクジェットヘッドの
動作の概念を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing the concept of the operation of the ink jet head used in the present invention.

第７図は、第５図に示した駆動電圧信号によって駆動
されるインクジェットヘッドによるインク滴制御の実験
結果を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing experimental results of ink droplet control by an inkjet head driven by the drive voltage signal shown in FIG.

第８図は、この発明の第２実施例のインクジェットヘ
ッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention.

第９図は、第８図に示した駆動回路の動作を説明する
ための各信号の波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram of each signal for explaining the operation of the drive circuit shown in FIG.

第10図は、この発明の第３実施例によるインクジェッ
トヘッドの動作を説明するための各信号の波形図であ
る。FIG. 10 is a waveform chart of each signal for explaining the operation of the ink jet head according to the third embodiment of the present invention.

第11図は、この発明の第４実施例のインクジェットヘ
ッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of an ink jet head according to a fourth embodiment of the present invention.

第12図は、第11図に示した駆動回路の動作を説明する
ための各信号の波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram of each signal for explaining the operation of the drive circuit shown in FIG.

第13図は、この発明の第５実施例のインクジェットヘ
ッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of an ink jet head according to a fifth embodiment of the present invention.

第14図は、従来例のインクジェットヘッドの駆動回路
の一例を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of a driving circuit for a conventional inkjet head.

第15図は、同じくそのインクジェットヘッドの駆動回
路の制御信号と駆動電圧信号と圧電アクチュエータの変
位とを示す波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram showing a control signal, a drive voltage signal, and a displacement of the piezoelectric actuator of the drive circuit of the inkjet head.

発明を実施するための最良の形態 以下、この発明を実施するための最良の形態につい
て、図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、この発明の各実施例に用いるインクジェットヘ
ッドの構造を第３図および第４図によって説明する。第
３図はその側断面図であり、第４図は横断面図である。First, the structure of the ink jet head used in each embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a side sectional view, and FIG. 4 is a transverse sectional view.

これらの図に示すインクジェットヘッドは、積層タイ
プの圧電アクチュエータを用いたインクジェトヘッドで
ある。The inkjet head shown in these figures is an inkjet head using a laminated type piezoelectric actuator.

このインクジェットヘッド30は、圧電歪み常数d33を
持たせた積層タイプの圧電アクチュエータ31によって、
インク室36を変形させる構成になっている。インクジェ
ットヘッド30は、厚み方向に分極した圧電材料32と導電
材料33とを交互に積層した圧電アクチュエータ31を基板
41の上面に一定間隔を置いて並べて接着してある。This inkjet head 30 is formed by a laminated piezoelectric actuator 31 having a piezoelectric strain constant d33.
The configuration is such that the ink chamber 36 is deformed. The ink jet head 30 includes a piezoelectric actuator 31 in which a piezoelectric material 32 and a conductive material 33 polarized in the thickness direction are alternately laminated.
It is lined up and adhered to the upper surface of 41 at regular intervals.

圧電アクチュエータ31の前端面には第１の集電極34、
後端面には第２の集電極35が設けられていて、これら第
１の集電極34と第２の集電極35との間に電圧を印加する
と、圧電アクチュエータ31が厚み方向（d33方向）に変
形するようになっている。第１の集電極34は全ての圧電
アクチュエータ31に共通に接続されていて、第２の集電
極35は各圧電アクチュエータ31から独立して引き出され
ている。A first collector electrode 34 is provided on the front end face of the piezoelectric actuator 31,
A second collector electrode 35 is provided on the rear end surface. When a voltage is applied between the first collector electrode 34 and the second collector electrode 35, the piezoelectric actuator 31 moves in the thickness direction (d33 direction). It is designed to be deformed. The first collecting electrode 34 is commonly connected to all the piezoelectric actuators 31, and the second collecting electrode 35 is independently drawn from each of the piezoelectric actuators 31.

圧電アクチュエータ31の上面には薄い振動板37が接着
されており、さらにこの振動板37の上面には流路部材38
が接着されている。A thin diaphragm 37 is adhered to the upper surface of the piezoelectric actuator 31, and a flow path member 38 is further disposed on the upper surface of the diaphragm 37.
Is glued.

その流路部材38には、一定間隔でインク室36が形成さ
れており、振動板37を介して各インク室36が圧電アクチ
ュエータ31と対向している。In the flow path member 38, ink chambers 36 are formed at regular intervals, and each ink chamber 36 faces the piezoelectric actuator 31 via the vibration plate 37.

各インク室36にはそれぞれインク供給口39が形成され
ており、そのインク供給口39に、インク供給源としてイ
ンクカートリッジ（図示せず）が接続されている。An ink supply port 39 is formed in each ink chamber 36, and an ink cartridge (not shown) is connected to the ink supply port 39 as an ink supply source.

第１の集電極34を形成した基板41及び圧電アクチュエ
ータ31、振動板37、流路部材38の各前端面は同一平面に
形成してあり、この前端面にノズル板42を接着してい
る。The front end surfaces of the substrate 41 on which the first collector electrode 34 is formed, the piezoelectric actuator 31, the vibration plate 37, and the flow path member 38 are formed on the same plane, and the nozzle plate 42 is bonded to the front end surface.

ノズル板42には複数のノズル孔43が形成してあり、ノ
ズル孔43が流路部材38に形成したインク室36の開口部に
なっている。従って、インクカートリッジからインクを
インク室36に充填すると、ノズル孔43内にメニスカス44
が形成される。A plurality of nozzle holes 43 are formed in the nozzle plate 42, and the nozzle holes 43 are openings of the ink chamber 36 formed in the flow path member 38. Therefore, when ink is filled into the ink chamber 36 from the ink cartridge, the meniscus 44
Is formed.

第４図に示すように、基板41上に並べて接着した圧電
アクチュエータ31は、一本おきに流路部材38のインク室
36間の隔壁40と対向している。これらの隔壁40と対向す
る圧電アクチュエータ31aは、駆動せずに支柱の役割を
している。As shown in FIG. 4, the piezoelectric actuators 31 bonded side by side on the substrate 41 are provided with the ink chambers of the flow path member 38 every other one.
It faces the partition wall 40 between 36. The piezoelectric actuator 31a facing these partition walls 40 serves as a support without being driven.

実施例についての説明に先立ち、圧電アクチュエータ
31への駆動電圧信号と圧電アクチュエータ31の変位信号
について説明する。Prior to the description of the embodiment, the piezoelectric actuator
A drive voltage signal to the piezoelectric actuator 31 and a displacement signal of the piezoelectric actuator 31 will be described.

第５図は、圧電アクチュエータ31へ印加する駆動電圧
信号PCと圧電アクチュエータの変位PXとを示す波形図で
ある。FIG. 5 is a waveform diagram showing a drive voltage signal PC applied to the piezoelectric actuator 31 and a displacement PX of the piezoelectric actuator.

第５図に示す駆動電圧信号PCは、つぎの５種類の部分
波形から構成されている。The drive voltage signal PC shown in FIG. 5 has the following five types of partial waveforms.

一つ目は、圧電アクチュエータ31を充電し、初期状態
にする初期期間T0に発生する初期電圧波形である。The first one is an initial voltage waveform generated in an initial period T0 in which the piezoelectric actuator 31 is charged and brought into an initial state.

二つ目は、圧電アクチュエータ31を急激に放電し、イ
ンクをインク室に供給する第１のインク供給期間T1に発
生し、時間に対して急激に変化する第１のインク供給電
圧波形である。The second is a first ink supply voltage waveform which is generated in the first ink supply period T1 in which the piezoelectric actuator 31 is rapidly discharged and ink is supplied to the ink chamber, and changes rapidly with time.

三つ目は、第１のインク供給期間T1に比べて緩やかに
圧電アクチュエータ31を放電し、インクをインク室に供
給する第２のインク供給期間T2に発生し、時間に対して
緩やかに変化する第２のインク供給電圧波形である。Thirdly, the piezoelectric actuator 31 is discharged more slowly than the first ink supply period T1, and occurs in the second ink supply period T2 in which ink is supplied to the ink chamber, and changes gradually with time. 7 is a second ink supply voltage waveform.

四つ目は、圧電アクチュエータ31を急激に圧電し、イ
ンク室のインクを吐出するインク吐出期間T3に発生し、
第１および第２のインク供給電圧波形とは逆方向に時間
に対して急激に変化するインク吐出電圧波形である。Fourth, the piezoelectric actuator 31 is suddenly piezo-electrically generated, and occurs in an ink discharge period T3 for discharging ink in the ink chamber,
The first and second ink supply voltage waveforms are ink discharge voltage waveforms that change rapidly with time in the opposite direction.

最後は、インク室の状態を初期状態に戻すための収束
期間T4に発生する収束電圧波形である。Finally, there is a convergence voltage waveform generated in the convergence period T4 for returning the state of the ink chamber to the initial state.

第５図に示す変位PXは、圧電アクチュエータ31に駆動
電圧信号51が印加されて、初期期間T0から第１のインク
供給期間T1、第２のインク供給期間T2、インク吐出期間
T3を経て収束期間T4に至るまでの圧電アクチュエータ31
の変位の１例を表している。The displacement PX shown in FIG. 5 is obtained when the drive voltage signal 51 is applied to the piezoelectric actuator 31, and the initial ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink discharge period from the initial period T0.
Piezoelectric actuator 31 from T3 to convergence period T4
Represents an example of the displacement of.

ここでは、第１のインク供給期間T1における急激な放
電によって第２のインク供給期間T2の最初の期間に固有
振動Q1が、またインク吐出期間T3における急激な充電に
よって収束期間T4の最初の期間に固有振動Q2が発生す
る。Here, the natural oscillation Q1 occurs in the first period of the second ink supply period T2 due to the rapid discharge in the first ink supply period T1, and the natural vibration Q1 occurs in the first period of the convergence period T4 due to the rapid charge in the ink discharge period T3. Natural vibration Q2 occurs.

そして、第２のインク供給期間T2は急激に放電する第
１のインク供給期間T1にり圧電アクチュエータ31とイン
ク室36内のインクとにより発生する固有振動Q1を速やか
に抑える働きも兼ねている。In the second ink supply period T2, the natural vibration Q1 generated by the piezoelectric actuator 31 and the ink in the ink chamber 36 is also quickly suppressed in the first ink supply period T1 in which the discharge is rapidly performed.

また、この第２のインク供給期間T2を固有振動Q1の周
期のほぼ整数倍に取ると、よりその振動を抑える効果が
あることが実現の結果判っている。また収束期間T4は級
下に充電するインク吐出期間T3で発生する固有振動Q2を
速やかに抑える働きをしている。In addition, it has been found that when the second ink supply period T2 is set to be approximately an integral multiple of the period of the natural vibration Q1, the vibration is more effectively suppressed. Further, the convergence period T4 has a function of quickly suppressing the natural vibration Q2 generated in the ink discharge period T3 in which the charging is performed at the lower grade.

第６図は、この発明の実施例に用いるインクジェット
ヘッドの動作の概念を示す断面図である。（ａ）は第５
図における初期期間T0における状態を示している。
（ｂ）は第５図における第１のインク供給期間T1におけ
る状態を示している。（ｃ）は第５図における第２のイ
ンク供給期間T2における状態を示している。（ｄ）は第
５図におけるインク吐出期間T3における状態を示してい
る。FIG. 6 is a sectional view showing the concept of the operation of the ink jet head used in the embodiment of the present invention. (A) is the fifth
The state in the initial period T0 in the figure is shown.
(B) shows a state in the first ink supply period T1 in FIG. (C) shows the state in the second ink supply period T2 in FIG. (D) shows the state in the ink ejection period T3 in FIG.

第５図における収束期間T4における状態は、第６図
（ａ）の初期期間T0における状態と同じ状態になって落
ちつく。The state in the convergence period T4 in FIG. 5 is the same as the state in the initial period T0 in FIG.

初期期間T0から第１のインク供給期間T1、第２のイン
ク供給期間T2、インク吐出期間T3、収束期間T4までの５
つの期間にわたる一連の期間が１印字サイクルである。
収束期間T4から次の印字サイクルの初期期間T0までの間
には、印字待機期間が挿入されてもされなくてもよい。5 from the initial period T0 to the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, the ink discharge period T3, and the convergence period T4.
A series of periods over one period is one printing cycle.
A printing standby period may or may not be inserted between the convergence period T4 and the initial period T0 of the next printing cycle.

第６図に示すように、圧電式インクジェットヘッド
は、インク室36を形成する壁面の一部が振動板37などで
形成され、自在に変形できるようになっている。そし
て、変形自在な振動板37には圧電アクチュエータ31が固
着しており、圧電アクチュエータ31の変形によって振動
板37を変形させる。またインク室36はノズル孔43に連通
するとともに、インク供給口39を介してインク供給源
（図示せず）にも連通している。As shown in FIG. 6, in the piezoelectric ink jet head, a part of a wall surface forming an ink chamber 36 is formed by a vibration plate 37 or the like, and can be freely deformed. The piezoelectric actuator 31 is fixed to the deformable diaphragm 37, and the diaphragm 37 is deformed by the deformation of the piezoelectric actuator 31. The ink chamber 36 communicates with the nozzle hole 43, and also communicates with an ink supply source (not shown) via an ink supply port 39.

第５図と第６図とを用いて、このインクジェットヘッ
ドの駆動の基本的な動作を説明する。The basic operation of driving the ink-jet head will be described with reference to FIGS.

まず、第５図に示した初期期間T0では、圧電アクチュ
エータ31に印加する駆動電圧信号PCは最初の電圧である
電源電圧VHになっている。このとき、第６図（ａ）に示
すように、圧電アクチュエータ31の厚みは最大に伸長し
た状態に変形していて、振動板37は押し上げられ、イン
ク室36の容積は最小の状態になっている。First, in the initial period T0 shown in FIG. 5, the drive voltage signal PC applied to the piezoelectric actuator 31 is the power supply voltage VH which is the initial voltage. At this time, as shown in FIG. 6 (a), the thickness of the piezoelectric actuator 31 has been deformed to a state in which it is maximized, the diaphragm 37 is pushed up, and the volume of the ink chamber 36 becomes a minimum state. I have.

また、ノズル孔43内に形成されるインクと空気との境
界面であるメニスカス44は、若干凹上となって平衡状態
を保っている。さらに、電気的には静電容量に等価であ
る圧電アクチュエータ31に蓄えられている電荷は最大で
ある。Further, the meniscus 44, which is a boundary surface between the ink and the air formed in the nozzle hole 43, is slightly concave and maintains an equilibrium state. Furthermore, the electric charge stored in the piezoelectric actuator 31, which is electrically equivalent to the capacitance, is the largest.

つぎに、第１のインク供給期間T1では、駆動電圧信号
PCが急激に下降する第１の供給電圧波形の電圧を圧電ア
クチュエータ31に印加する。すると、圧電アクチュエー
タ31には大きな放電電流が流れて急速に電荷を放電し
て、圧電アクチュエータ31は第６図（ｂ）に矢印で示す
ように初期期間に比べて厚みが減少し、インク室36の容
積を増加する方向に急激に変形する。Next, in the first ink supply period T1, the drive voltage signal
The voltage of the first supply voltage waveform in which the PC rapidly drops is applied to the piezoelectric actuator 31. Then, a large discharge current flows through the piezoelectric actuator 31 to rapidly discharge the electric charge. As shown by the arrow in FIG. Suddenly deforms in the direction of increasing the volume of the material.

そして、圧電アクチュエータ31の変形に伴ってインク
室36の振動板37が変形して、ノズル孔43内に形成される
メニスカス44を引き込む。それとともに、インク供給口
39を介してインク供給源からインクをインク室36内に引
き込む。Then, the diaphragm 37 of the ink chamber 36 is deformed along with the deformation of the piezoelectric actuator 31, and the meniscus 44 formed in the nozzle hole 43 is drawn. At the same time, the ink supply port
Ink is drawn into the ink chamber 36 from an ink supply via 39.

この第１のインク供給期間T1では、インクが急速かつ
確実にインク室36内に供給されるが、第１のインク供給
期間T1の終了に伴い、インク室36内のインクおよびメニ
スカス44には、インク自体の振動と圧電アクチュエータ
31の固有振動とを重畳して自由振動が発生する。In the first ink supply period T1, the ink is rapidly and reliably supplied into the ink chamber 36, but with the end of the first ink supply period T1, the ink and the meniscus 44 in the ink chamber 36 Vibration of ink itself and piezoelectric actuator
Free vibration is generated by superimposing the 31 natural vibrations.

続いて、第２のインク供給期間T2では、駆動電圧信号
PCが第１のインク供給期間T1での第１のインク供給電圧
波形に比べて緩やかな電圧変化の第２のインク供給電圧
波形となり、その電圧を圧電アクチュエータ31に印加す
る。すると、圧電アクチュエータ31には緩やかに放電電
流が流れて電化が放電され、圧電アクチュエータ31は第
６図（ｃ）に示すように変形しない本来の形状に戻り、
緩やかな速さでインク室36の内容積を増加させる。Subsequently, in the second ink supply period T2, the drive voltage signal
The PC has a second ink supply voltage waveform having a gentler voltage change than the first ink supply voltage waveform in the first ink supply period T1, and applies the voltage to the piezoelectric actuator 31. Then, the discharge current flows gently through the piezoelectric actuator 31 and the electrification is discharged, and the piezoelectric actuator 31 returns to its original shape without deformation as shown in FIG.
The inner volume of the ink chamber 36 is increased at a gentle speed.

このとき、第２のインク供給期間T2における圧電アク
チュエータ31の緩やかな変形復帰動作は、第１のインク
供給期間T1の後に発生する自由振動の振幅を制御するよ
うに作用（以下「制動作用」と記載す）して、インク室
36内にあるインク自体の振動もこの制動作用によって振
幅が小さくなる。At this time, the gradual deformation return operation of the piezoelectric actuator 31 during the second ink supply period T2 acts to control the amplitude of free vibration generated after the first ink supply period T1 (hereinafter referred to as “braking operation”). Write down the ink chamber
The amplitude of the vibration of the ink itself in 36 is also reduced by this braking action.

圧電アクチュエータ31およびインクの自由振動に対す
る制動作用は、第２のインク供給期間T2を圧電アクチュ
エータ31の持つ固有振動周期のほぼ整数倍の時間とする
ことによって特に顕著に現われる。The braking effect on the free vibration of the piezoelectric actuator 31 and the ink is particularly noticeable when the second ink supply period T2 is set to a time that is substantially an integral multiple of the natural vibration period of the piezoelectric actuator 31.

つぎに、インク吐出期間T3では、駆動電圧信号PCが急
激に上昇するインク吐出電圧波形の電圧を圧電アクチュ
エータ31に印加する。Next, in the ink ejection period T3, a voltage having an ink ejection voltage waveform in which the drive voltage signal PC sharply increases is applied to the piezoelectric actuator 31.

すると、圧電アクチュエータ31は急速に電化を充電
し、第６図（ｄ）に矢印で示すように急激に厚み方向に
伸長して、第１のインク供給期間T1と第２のインク供給
期間T2に増加していたインク室36の内容積を減少させる
方向に急激に変形する。Then, the piezoelectric actuator 31 rapidly charges the electrification and rapidly expands in the thickness direction as shown by an arrow in FIG. 6 (d), and in the first ink supply period T1 and the second ink supply period T2. The ink chamber 36 is rapidly deformed in a direction to decrease the increased internal volume.

すると、インク室36内の圧力は急速に高められて、そ
の結果、メニスカス44がノズル孔43から外側に飛び出し
インク滴を形成する。インク吐出期間T3を圧電アクチュ
エータ31の固有振動周期にほぼ等しく設定すると、イン
ク吐出期間T3が終了したときに圧電アクチュエータ31に
生ずる自由振動の振幅を小さく抑えることができ、印刷
サイクルを短い周期で繰り返すことができる。Then, the pressure in the ink chamber 36 is rapidly increased, and as a result, the meniscus 44 jumps out of the nozzle hole 43 to form an ink droplet. When the ink ejection period T3 is set to be substantially equal to the natural oscillation period of the piezoelectric actuator 31, the amplitude of the free vibration generated in the piezoelectric actuator 31 when the ink ejection period T3 ends can be reduced, and the printing cycle is repeated in a short cycle be able to.

収束期間T4は、インク吐出期間T3が終了したときに発
生する自由振動を収束して初期状態に戻す期間である。
印刷サイクルの繰り返し周期を短くするには、初期期間
T0と収束期間T4との和を、インク吐出期間T3が終了した
ときに生ずる自由振動が次の第１のインク供給期間に影
響を及ぼさない程度に、できるだけ短くする必要があ
る。The convergence period T4 is a period in which free vibration generated when the ink ejection period T3 ends is converged and returned to the initial state.
To shorten the repetition cycle of the print cycle,
The sum of T0 and the convergence period T4 needs to be as short as possible so that the free vibration generated when the ink ejection period T3 ends does not affect the next first ink supply period.

第７図に示す線図は、第３図および第４図に示した構
造のインクジェットヘッドを駆動してインクを吐出させ
たときの実験データの一例を示している。すなわち、イ
ンクジェットヘッドに第５図に示した駆動電圧信号PCを
印加して、第２のインク供給期間T2の途中でインクの供
給動作を終了して吐出期間T3に移ったときに、吐出され
るインク滴の直径およびインク滴の速度と印刷用紙上に
インク滴が付着して形成される画素の直径を測定して、
それぞれ描いたグラフである。The diagram shown in FIG. 7 shows an example of experimental data when the ink jet head having the structure shown in FIGS. 3 and 4 was driven to eject ink. That is, when the drive voltage signal PC shown in FIG. 5 is applied to the ink jet head, the ink supply operation is completed in the middle of the second ink supply period T2, and the ink is ejected when the operation proceeds to the ejection period T3. By measuring the diameter of the ink droplet, the speed of the ink droplet and the diameter of the pixel formed by the ink droplet adhering on the printing paper,
These are graphs drawn.

第７図において、縦軸の左側には吐出されたインク滴
の直径と印刷用紙上に形成された画素の直径を同一尺度
のマイクロメートル（μｍ）の単位で表示している。ま
た、縦軸の右側には吐出されたインク滴の速度をメート
ル／秒（m/S）の単位で取り、横軸は左右の縦軸に共通
に第２のインク供給期間T2をマイクロ秒（μＳ）の単位
で取っている。In FIG. 7, the left side of the vertical axis shows the diameter of the ejected ink droplet and the diameter of the pixel formed on the printing paper in units of micrometers (μm) of the same scale. On the right side of the vertical axis, the velocity of the ejected ink droplet is measured in units of meters / second (m / S), and on the horizontal axis, the second ink supply period T2 is shared by the left and right vertical axes in microseconds ( μS).

この実験に使用したインクジェットヘッドの圧電アク
チュエータ31の固有振動の周期は約12マイクロ秒、ノズ
ル孔43の直径は40マイクロメートル、インク室36の内容
積は0.15立方ミリメートルである。また、使用したイン
クの粘度は3.1センチポアズ、表面張力は43ダイン／セ
ンチメートルであった。The cycle of the natural vibration of the piezoelectric actuator 31 of the inkjet head used in this experiment is about 12 microseconds, the diameter of the nozzle hole 43 is 40 micrometers, and the inner volume of the ink chamber 36 is 0.15 cubic millimeter. The viscosity of the ink used was 3.1 centipoise, and the surface tension was 43 dynes / cm.

また、この実験で印加した第５図の駆動電圧信号PC
は、初期状態T0の初期電圧が40V、第１のインク供給期
間T1が15.4マイクロ秒、第１のインク供給期間T1の終了
時の第１のインク供給電圧が27.4V、第２のインク供給
期間T2に印加する第２のインク供給電圧は時間に対して
直線的に変化して、第２のインク供給期間T2が80マイク
ロ秒の時の第２のインク供給電圧が19.2V、インク吐出
期間T3が８マイクロ秒であった。In addition, the drive voltage signal PC shown in FIG.
Is that the initial voltage in the initial state T0 is 40V, the first ink supply period T1 is 15.4 microseconds, the first ink supply voltage at the end of the first ink supply period T1 is 27.4V, and the second ink supply period The second ink supply voltage applied to T2 changes linearly with time. When the second ink supply period T2 is 80 microseconds, the second ink supply voltage is 19.2 V, and the ink ejection period T3 Was 8 microseconds.

第７図から明らかなように、吐出されるインク滴の直
径と印刷用紙上に形成される画素の直径は、第２のイン
ク供給期間T2に対して多少のばらつきはあるものの、ほ
ぼ直線的に増加していて、比較関係にあると認められ
る。As can be seen from FIG. 7, the diameter of the ejected ink droplet and the diameter of the pixel formed on the printing paper are substantially linear with respect to the second ink supply period T2, although there is some variation. Are increasing and are considered to be in a comparative relationship.

また、吐出されるインク滴の速度は、第２のインク供
給期間T2がごく短い10マイクロ秒以下では多少低下して
いるものの、おおよそ5.1メートル／秒の速度で一定で
あった。Further, the speed of the ejected ink droplet was slightly reduced when the second ink supply period T2 was very short, ie, 10 microseconds or less, but was constant at a speed of approximately 5.1 m / sec.

このように、第５図に示した駆動電圧信号PCによって
インクジェットヘッドを駆動すると、吐出されるインク
滴は、印加される第２のインク供給期間T2を増減するこ
とによって、あるいは第２のインク供給電圧を増減する
ことによってかなり自由にその直径を制御することがで
きるのである。As described above, when the inkjet head is driven by the drive voltage signal PC shown in FIG. 5, the ejected ink droplets increase or decrease the applied second ink supply period T2, or By increasing or decreasing the voltage, one can control its diameter quite freely.

そして、直径が制御されたインク滴が印刷用紙上に付
着した画素も、印加される第２のインク供給期間の増
減、あるいは第２のインク供給電圧T2の増減によってそ
の直径を制御することができることも明らかである。こ
のことはとりもなおさず、そのインクジェットヘッドが
吐出するドットである最小の画素単位で、画像の濃淡を
変化させて階調を表現することができることを示してい
る。Further, the diameter of a pixel having an ink droplet whose diameter has been controlled can be controlled by increasing or decreasing the applied second ink supply period or increasing or decreasing the second ink supply voltage T2. Is also clear. This shows that the gradation can be expressed by changing the shading of the image in the smallest pixel unit which is the dot ejected by the inkjet head.

〔第１実施例〕 以下に、この発明の第１実施例のインクジェットヘッ
ドの駆動回路とその駆動方法について説明する。First Embodiment Hereinafter, a driving circuit and a driving method of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention will be described.

第１図はこの発明の第１実施例のインクジェットヘッ
ドの駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention.

この第１図に示すインクジェットヘッドの駆動回路10
は、共通駆動波形発生回路11、アアログ・デジタル変換
回路12、階調データ分離・蓄積回路13、データ比較回路
14、ソフトウェアとハードウェアとを含むプリント制御
回路15、スイッチ制御回路16、および双方向アナログス
イッチ17によって構成されており、印刷データ処理回路
18から入力する印刷データに応じて、インクジェットヘ
ッドの圧電アクチュエータ31を駆動する。The drive circuit 10 of the ink jet head shown in FIG.
Is a common drive waveform generation circuit 11, an analog-to-digital conversion circuit 12, a gradation data separation / accumulation circuit 13, a data comparison circuit
14, a print data processing circuit comprising a print control circuit 15 including software and hardware, a switch control circuit 16, and a bidirectional analog switch 17.
The piezoelectric actuator 31 of the inkjet head is driven in accordance with the print data input from.

この第１図の回路構成において、共通駆動波形発生回
路11とアナログ・デジタル変換回路12と階調データ分離
・蓄積回路13とプリント制御回路15は、インクジェット
ヘッドに設けられた全ての圧電アクチュエータ31に共通
に用いる。In the circuit configuration of FIG. 1, the common drive waveform generation circuit 11, the analog / digital conversion circuit 12, the gradation data separation / accumulation circuit 13, and the print control circuit 15 are connected to all the piezoelectric actuators 31 provided in the ink jet head. Use commonly.

それに対して、データ比較回路14とスイッチ制御回路
16と双方向アナログスイッチ17は、インクジェットヘッ
ドの各圧電アクチュエータ31毎に設けられている（これ
らの各ブロックとその接続ラインを二重線で表わしてい
る）。On the other hand, the data comparison circuit 14 and the switch control circuit
The 16 and the bidirectional analog switch 17 are provided for each piezoelectric actuator 31 of the inkjet head (these blocks and their connection lines are indicated by double lines).

共通駆動波形発生回路11は、圧電アクチュエータ31を
駆動するための駆動電圧信号PCを発生する回路であり、
電源電圧VHと接地電位であるグラウンドの各ラインを接
続している。The common drive waveform generation circuit 11 is a circuit that generates a drive voltage signal PC for driving the piezoelectric actuator 31.
Each line of the power supply voltage VH and the ground which is the ground potential is connected.

この共通駆動波形発生回路11の出力である駆動電圧信
号PCは、アナログ・デジタル変換回路12の入力端子と、
全ての双方向のアナログスイッチ17の一方の入出力端子
17bとに入力している。A drive voltage signal PC which is an output of the common drive waveform generation circuit 11 is connected to an input terminal of the analog / digital conversion circuit 12,
One input / output terminal of all bidirectional analog switches 17
17b and has entered.

アナログ・デジタル変換回路12は、アナログ信号であ
る駆動電圧信号PCをデジタルの駆動波形データPDに変換
する回路である。アナログ・デジアル変換回路12の出力
である駆動波形データPDは、全てのデータ比較回路14の
一方の入力端子14aに入力している。The analog / digital conversion circuit 12 is a circuit that converts a drive voltage signal PC, which is an analog signal, into digital drive waveform data PD. The drive waveform data PD output from the analog-to-digital conversion circuit 12 is input to one input terminal 14a of all the data comparison circuits 14.

そして、各圧電アクチュエータ31に対応する各データ
比較回路14の出力である比較信号C2は、各圧電アクチュ
エータ31に対応する各スイッチ制御回路16の一方の入力
端子16aに入力している。The comparison signal C2, which is the output of each data comparison circuit 14 corresponding to each piezoelectric actuator 31, is input to one input terminal 16a of each switch control circuit 16 corresponding to each piezoelectric actuator 31.

印刷データ処理回路18は、印刷データを含む印刷制御
信号C0を出力して、それを階調データ分離・蓄積回路13
とプリント制御回路15とに入力させる。The print data processing circuit 18 outputs a print control signal C0 including the print data, and outputs the print control signal C0 to the gradation data separation / accumulation circuit 13.
And the print control circuit 15.

階調データ分離・蓄積回路13は、印刷制御信号C0から
印刷データに含まれる各圧電アクチュエータ31毎の印刷
階調データを分離して、回路内のメモリに一時蓄積して
タイミングを揃えた上で、印刷階調データQDとして出力
する。その印刷階調データQDは各圧電アクチュエータ31
に対応する各データ比較回路14の他方の入力端子14bに
入力する。The gradation data separation / accumulation circuit 13 separates print gradation data for each piezoelectric actuator 31 included in the print data from the print control signal C0, temporarily stores the same in a memory in the circuit, and adjusts the timing. Output as print gradation data QD. The print gradation data QD is stored in each piezoelectric actuator 31.
Is input to the other input terminal 14b of each data comparison circuit 14 corresponding to.

また、プリント制御回路15は、印刷制御信号C0から各
圧電アクチュエータ31毎の印刷データの有無の判定をす
る回路であり、印刷データの有無の判定結果に応じたス
イッチ制御信号C1を出力する。このスイッチ制御信号C1
は各圧電アクチュエータ31に対応する各スイッチ制御回
路16の他方の入力端子16bに入力する。The print control circuit 15 is a circuit that determines the presence or absence of print data for each piezoelectric actuator 31 from the print control signal C0, and outputs a switch control signal C1 according to the determination result of the presence or absence of print data. This switch control signal C1
Is input to the other input terminal 16b of each switch control circuit 16 corresponding to each piezoelectric actuator 31.

各圧電アクチュエータ31に対応する各スイッチ制御回
路16の出力であるアナログスイッチ制御信号C3は、各圧
電アクチュエータ31に対応する各双方向アアログスイッ
チ17の制御端子17aに入力する。An analog switch control signal C3 output from each switch control circuit 16 corresponding to each piezoelectric actuator 31 is input to a control terminal 17a of each bidirectional analog switch 17 corresponding to each piezoelectric actuator 31.

各双方向アナログスイッチ17の他方の入出力端子17c
は、対応する各圧電アクチュエータ31の第２の集電極35
に接続し、各圧電アクチュエータ31の第１の集電極34
（第３図参照）は共通してグラウンドに接続している。The other input / output terminal 17c of each bidirectional analog switch 17
Is the second collector electrode 35 of each corresponding piezoelectric actuator 31.
To the first collector electrode 34 of each piezoelectric actuator 31.
(See FIG. 3) are commonly connected to ground.

第２図は、この第１実施例のインクジェットヘッドの
駆動回路10の動作を説明するための各信号の波形図であ
る。FIG. 2 is a waveform chart of each signal for explaining the operation of the driving circuit 10 of the ink jet head of the first embodiment.

すなわち、この波形図は、共通駆動波形発生回路11が
出力する駆動電圧信号PCと、アナログ・デジタル変換回
路12が駆動電圧信号PCをデジタルデータに変換して出力
する駆動波形データPDと、階調データ分離・蓄積回路13
が出力する印刷階調データQDと、プリント制御回路15が
出力するスイッチ制御信号C1と、データ比較回路14が出
力する比較信号C2と、スイッチ制御回路16が出力するア
ナログスイッチ制御号C3と、圧電アクチュエータ31の第
２の集電極35（第３図参照）に発生する端子電圧PV1と
を示している。That is, this waveform diagram includes a drive voltage signal PC output by the common drive waveform generation circuit 11, a drive waveform data PD output by the analog / digital conversion circuit 12 converting the drive voltage signal PC into digital data, Data separation / storage circuit 13
, A switch control signal C1 output from a print control circuit 15, a comparison signal C2 output from a data comparison circuit 14, an analog switch control signal C3 output from a switch control circuit 16, 3 shows a terminal voltage PV1 generated at the second collector electrode 35 (see FIG. 3) of the actuator 31.

駆動波形データPDは、駆動電圧信号PCをデジタルデー
タに変換した結果であるので、第２図では同一波形とし
て重ねて示している。また、印刷階調データQDは、駆動
波形データPDを比較する必要があるので、同様に重ねて
示している。The drive waveform data PD is a result of converting the drive voltage signal PC into digital data, and is shown in FIG. 2 as the same waveform. In addition, the print gradation data QD is similarly overlapped because it is necessary to compare the drive waveform data PD.

第２図に示す駆動電圧信号PCは、第５図に示した駆動
電圧信号PCに相当し、また第２図に示す波形図の横軸は
時間の経過を示す時間軸であり、第５図と同様に１印字
サイクルに相当する時間経過分を表わしている。The drive voltage signal PC shown in FIG. 2 corresponds to the drive voltage signal PC shown in FIG. 5, and the horizontal axis of the waveform diagram shown in FIG. 2 is a time axis indicating the passage of time. In the same manner as the above, the elapsed time corresponding to one printing cycle is shown.

１印字サイクルの期間は、初期電圧を発生する初期期
間T0と、時間に対して急激に変化する第１のインク供給
電圧を発生する第１のインク供給期間T1と、時間に対し
て緩やかに変化する第２のインク供給電圧を発生する第
２のインク供給期間T2と、第２のインク供給電圧とは逆
方向に時間に対して急激に変化するインク吐出電圧を発
生するインク吐出期間T3と、インク室を初期状態に戻す
収束電圧を発生する収束期間T4とからなる。The period of one printing cycle includes an initial period T0 for generating an initial voltage, a first ink supply period T1 for generating a first ink supply voltage that changes rapidly with time, and a gradual change with time. A second ink supply period T2 for generating a second ink supply voltage, and an ink discharge period T3 for generating an ink discharge voltage that changes rapidly with time in a direction opposite to the second ink supply voltage. A convergence period T4 for generating a convergence voltage for returning the ink chamber to the initial state.

また、第２図に示す波形図の縦軸は、電圧またはデジ
タル量の大きさ、あるいは理論レベルなどを適宜表わし
ている。The vertical axis of the waveform diagram shown in FIG. 2 represents the magnitude of the voltage or digital quantity, or the theoretical level, as appropriate.

つぎに、第１図と第２図とを用いてこの発明の第１実
施例の駆動回路10によるインクジェットヘッドの駆動方
法を説明する。Next, a method of driving an ink jet head by the driving circuit 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

この駆動回路10によるインクジェットヘッドの駆動方
法は、本来、多数の圧電アクチュエータ31を異なった状
態で駆動するものであるが、説明を簡略化するために一
つの圧電アクチュエータのみに着目して、それを駆動す
る方法を以下に説明する。The method of driving the ink-jet head by the drive circuit 10 originally drives a large number of piezoelectric actuators 31 in different states, but for the sake of simplicity, pay attention to only one piezoelectric actuator 31 and focus on it. The driving method will be described below.

まず、印刷データ処理回路18はプリンタ本体に装備さ
れており、ホストコンピュータから送られてくる印刷す
べき画像データを処理して、階調データと吐出命令とを
含む印刷制御信号C0を、階調データ分離・蓄液回路13と
プリント制御回路15とに出力する。First, the print data processing circuit 18 is provided in the printer main body, processes image data to be printed sent from the host computer, and outputs a print control signal C0 including gradation data and an ejection command. The data is output to the data separation / liquid storage circuit 13 and the print control circuit 15.

階調エータ分離・蓄積回路13は、印刷データを含む印
刷制御信号C0から階調データを分離して、それを一時的
に回路内のメモリーに蓄え、プリント制御回路15のソフ
トウェアが出力する印刷開始命令に同期して、初期期間
T0の間に印刷階調データQDをデータ比較回路14の入力端
子14bに出力する。The gradation eta separating / accumulating circuit 13 separates the gradation data from the print control signal C0 including the print data, temporarily stores the gradation data in a memory in the circuit, and starts printing which is output by the software of the print control circuit 15. Initial period synchronized with the instruction
During T0, the print gradation data QD is output to the input terminal 14b of the data comparison circuit 14.

印刷階調データQDは、印刷濃度が濃いほどグランドレ
ベルに近づき、印刷濃度が薄いほど電源電圧VHに近いデ
ータになる。The print gradation data QD is closer to the ground level as the print density is higher, and is closer to the power supply voltage VH as the print density is lower.

一方、プリント制御回路15は、印刷データを含む印刷
制御信号C0から印刷データの有無を判定し、印刷開始命
令に同期して、第１のインク供給期間T1と第２のインク
供給期間T2とインク吐出期間T3との３期間のあいだ、ハ
イレベルまたはローレベルの理論レベルのスイッチ制御
信号C1を、スイッチ制御回路16の入力端子16bに出力す
る。On the other hand, the print control circuit 15 determines the presence or absence of print data from the print control signal C0 including the print data, and synchronizes with the first ink supply period T1 and the second ink supply period T2 in synchronization with the print start command. During the three periods including the ejection period T3, the switch control signal C1 of the high level or the low level theoretical level is output to the input terminal 16b of the switch control circuit 16.

スイッチ制御信号C1は、初期期間T0と収束期間T4との
２期間では印刷データの有無にかかわらず常にハイレベ
ルであり、第１のインク供給期間T1と第２のインク供給
期間T2とインク吐出期間T3との３期間では、印刷データ
がある時には第２図に実線ａで示すようにハイレベルと
なり、印刷データがない時には同図に破線ｂで示すよう
にローレベルになる。The switch control signal C1 is always at a high level during the two periods of the initial period T0 and the convergence period T4 regardless of the presence or absence of print data, and includes the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink ejection period. In the three periods from T3, when there is print data, the level becomes high as indicated by a solid line a in FIG. 2, and when there is no print data, the level becomes low as indicated by a broken line b in FIG.

共通駆動波形発生回路11は、印刷開始命令に同期して
駆動電圧信号PCを、アナログ・デジタル変換回路12と双
方向アナログスイッチ17とに出力し、アナログ・デジタ
ル変換回路12は、駆動電圧信号PCを逐次デジタルデータ
に変換して駆動波形データPDをデータ比較回路14の入力
端子14aに出力する。The common drive waveform generation circuit 11 outputs a drive voltage signal PC to the analog / digital conversion circuit 12 and the bidirectional analog switch 17 in synchronization with the print start command, and the analog / digital conversion circuit 12 outputs the drive voltage signal PC Are sequentially converted to digital data, and the drive waveform data PD is output to the input terminal 14a of the data comparison circuit 14.

データ比較回路14が出力する比較信号C2は、駆動波形
データPDと印刷階調データQDとを比較して、デジタルデ
ータにおいて駆動波形データPDが印刷階調データQDより
も大きいときにはハイレベル“H"になり、小さいときに
はローレベル“L"になる信号である。The comparison signal C2 output from the data comparison circuit 14 compares the drive waveform data PD with the print gradation data QD. When the drive waveform data PD is larger than the print gradation data QD in the digital data, the comparison signal C2 is at a high level “H”. The signal becomes a low level “L” when it is small.

第２図に示す比較信号C2は、デジタルデータにおいて
駆動波形データPDGA印刷階調データQDより低い電圧の
時、すなわち駆動波形データPDと印刷階調データQDとの
第１の交点P1から第２の交点P2までの期間T5の間がロー
レベル“L"になり、その他の期間はハイレベル“H"にな
っている。The comparison signal C2 shown in FIG. 2 is generated when the digital data has a lower voltage than the drive waveform data PDGA print gradation data QD, that is, from the first intersection P1 of the drive waveform data PD and the print gradation data QD. During the period T5 up to the intersection P2, it is at the low level "L", and during the other periods it is at the high level "H".

スイッチ制御回路16は、スイッチ制御信号C1と比較信
号C2との論理積であるアナログスイッチ制御信号C3を双
方向アナログスイッチ17の制御端子17aに出力する。The switch control circuit 16 outputs an analog switch control signal C3, which is a logical product of the switch control signal C1 and the comparison signal C2, to the control terminal 17a of the bidirectional analog switch 17.

双方向アナログスイッチ17は、制御端子17aがハイレ
ベルのとき一方の入出力端子17bと他方の入出力端子17c
との間を導通し、制御端子17aがローレベルのとき非導
通とするスイッチ素子である。The bidirectional analog switch 17 has one input / output terminal 17b and the other input / output terminal 17c when the control terminal 17a is at a high level.
And a switch element that is non-conductive when the control terminal 17a is at a low level.

したがって、印刷データがあるときは、アナログスイ
ッチ制御信号C3が第２図に実線ｃで示すように期間T5の
間だけローレベル“L"になるので、双方向アナログスイ
ッチ17は非導通になる。それによって、圧電アクチュエ
ータ31の第２の集電極35に発生する第２図に示す端子電
圧PV1は、期間T5の間だけ駆動電圧信号PCが遮断される
ので、圧電アクチュエータ31に蓄積されている電荷によ
って、駆動電圧信号PCが遮断される直前の電圧（太い破
線ｅで示す）を維持している。Therefore, when there is print data, the analog switch control signal C3 becomes low level "L" only during the period T5 as shown by the solid line c in FIG. 2, and the bidirectional analog switch 17 becomes non-conductive. As a result, the terminal voltage PV1 shown in FIG. 2 generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31 is changed from the electric charge stored in the piezoelectric actuator 31 because the drive voltage signal PC is cut off only during the period T5. As a result, the voltage (shown by a thick broken line e) immediately before the drive voltage signal PC is cut off is maintained.

印刷データがないときは、アナログスイッチ制御信号
C3が第２図に破断ｄで示すように、第１のインク供給期
間T1と第２のインク供給期間T2およびインク吐出期間T3
の３期間の間を通してローレベル“L"になるので、この
期間中双方向アナログスイッチ17は非導通になる。それ
によって、圧電アクチュエータ31の第２の集電極35に発
生する第２図に示す端子電圧PV1は、第１のインク供給
期間T1と第２のインク供給期間T2およびインク吐出期間
T3の３期間の間、細い破線ｆで示すように電源電圧VHに
ほぼ等しい電圧を維持している。When there is no print data, the analog switch control signal
As shown by a broken line d in FIG. 2, the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink discharge period T3
During this period, the bidirectional analog switch 17 becomes non-conductive during this period. As a result, the terminal voltage PV1 shown in FIG. 2 which is generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31 is changed to the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink discharge period.
During the three periods of T3, a voltage substantially equal to the power supply voltage VH is maintained as shown by a thin broken line f.

先に第７図を用いて説明したように、第２のインク供
給期間T2の時間を変化させると、吐出するインク滴の直
径および印刷用紙上の画素の直径を制御でき、それによ
って印刷する画像の画素単位で濃度階調を付加すること
ができる。As described above with reference to FIG. 7, by changing the time of the second ink supply period T2, the diameter of the ink droplet to be ejected and the diameter of the pixel on the printing paper can be controlled, whereby the image to be printed can be controlled. The density gradation can be added for each pixel.

したがって、この発明の第１実施例のインクジェット
ヘッドの駆動回路10とそれを用いたインクジェットヘッ
ドの駆動方法によれば、第２のインク供給期間T2の時間
を変化させることによって、インク滴の直径を制御して
画像を濃度の階調を付加することができることが理解で
きるであろう。Therefore, according to the inkjet head drive circuit 10 and the inkjet head drive method using the same according to the first embodiment of the present invention, the diameter of the ink droplet is reduced by changing the time of the second ink supply period T2. It will be appreciated that the image can be controlled to add density tones.

上述した第１実施例の説明から明らかなように、印刷
データ処理回路18から与えられる印刷データ中の印刷階
調データの濃度が低ければ、駆動電圧信号PCが高い電圧
で双方向アナログスイッチ17が非導通になるので、圧電
アクチュエータ31の変形量は小さく、第３図および第４
図に示したインク室36が変形してインクを吸入する体積
は小さくなり、そのために圧電アクチュエータ31が吐出
するインク滴の体積も小さくなる。As is clear from the above description of the first embodiment, if the density of the print gradation data in the print data supplied from the print data processing circuit 18 is low, the bidirectional analog switch 17 is driven at a high drive voltage signal PC. Since the piezoelectric actuator 31 is not electrically conductive, the deformation of the piezoelectric actuator 31 is small.
The volume of the ink chamber 36 shown in the figure deformed to suck the ink is reduced, and therefore, the volume of the ink droplet discharged by the piezoelectric actuator 31 is also reduced.

逆に、印刷データ中の印刷階調データの濃度が濃けれ
ば、駆動電圧信号PCが低い電圧で双方向アナログスイッ
チ17を非道通にするので、圧電アクチュエータ31の変形
量は小さく、インク室36が変形してインクを吸入する体
積は大きくなり、そのため吐出されるインク滴の体積は
大きくなる。Conversely, if the density of the print gradation data in the print data is high, the drive voltage signal PC makes the bidirectional analog switch 17 non-conductive at a low voltage, so that the deformation amount of the piezoelectric actuator 31 is small and the ink chamber 36 is The volume of the ink droplet that is deformed and sucked increases, and therefore the volume of the ejected ink droplet increases.

したがって、印刷階調データQDの値が最小のときは、
圧電アクチュエータ31には駆動電圧信号PCの全電圧波形
が印加されて、圧電アクチュエータ31の吐出するインク
滴は最大体積になる。すなわち、この発明の第１実施例
では階調を制御するのに、階調を強く（濃く）するとき
は印刷階調データQDの値を小さく設定して、階調を弱く
（薄く）するときはその値を大きく設定すればよい。Therefore, when the value of the print gradation data QD is the minimum,
The entire voltage waveform of the drive voltage signal PC is applied to the piezoelectric actuator 31, and the ink droplet ejected by the piezoelectric actuator 31 has the maximum volume. That is, in the first embodiment of the present invention, when controlling the gradation, the value of the print gradation data QD is set small when the gradation is made strong (dark) and the gradation is weakened (light). Should be set to a large value.

また、圧電アクチュエータ31の電荷漏洩を減らした
り、双方向アナログスイッチ17のスイッチ非導通時の絶
縁抵抗はできるだけ高くする必要があるのは当然のこと
である。しかし、製造上のバラツキなどにより電荷漏洩
がある場合を想定し、この発明の第１実施例では、第１
のインク供給期間T1の前に充電の補償期間として、初期
期間T0では電源電圧VHにほぼ等しい電圧を印加して、予
め圧電アクチュエータ31を充電するようにしている。In addition, it is natural that it is necessary to reduce the electric charge leakage of the piezoelectric actuator 31 and to increase the insulation resistance of the bidirectional analog switch 17 when the switch is not conducting as much as possible. However, assuming a case where charge leakage occurs due to manufacturing variations, etc., the first embodiment of the present invention
As a charging compensation period before the ink supply period T1, a voltage substantially equal to the power supply voltage VH is applied in the initial period T0 to charge the piezoelectric actuator 31 in advance.

〔第２実施例〕 つぎに、この発明の第２実施例のインクジェットヘッ
ドの駆動回路とその駆動方法について説明する。Second Embodiment Next, a description will be given of a driving circuit and a driving method of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.

第８図は、この発明の第２実施例のインクジェットヘ
ッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。なお、
この第８図において、第１図と同様な部分には同一の符
号を付している。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention. In addition,
In FIG. 8, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

この第２実施例のインクジェットヘッドの駆動回路20
において、第21図に示した第１実施例の駆動回路10の構
成と異なるのは、第１図におけるアナログ・デジタル変
換回路12とデータ比較回路14に代えて、タイマ回路21を
設けた点だけである。The driving circuit 20 of the ink jet head of the second embodiment
21 is different from the configuration of the drive circuit 10 of the first embodiment shown in FIG. 21 only in that a timer circuit 21 is provided instead of the analog / digital conversion circuit 12 and the data comparison circuit 14 in FIG. It is.

この駆動回路20においても、共通駆動波形発生回路11
と階調データ分離・蓄積回路13とプリント制御回路15
は、インクジェットヘッドに設けられた全ての圧電アク
チュエータ31に共通に用い、タイマ回路21とスイッチ制
御回路16と双方向アナログスイッチ17は、各圧電アクチ
ュエータ31毎に設けている（これらの各ブロックとその
接続ラインを二重線で表わしている）。Also in this drive circuit 20, the common drive waveform generation circuit 11
And gradation data separation / accumulation circuit 13 and print control circuit 15
Is commonly used for all the piezoelectric actuators 31 provided in the inkjet head, and the timer circuit 21, the switch control circuit 16, and the bidirectional analog switch 17 are provided for each piezoelectric actuator 31 (these blocks and their Connection lines are represented by double lines).

この駆動回路20においては、階調データ分離・蓄積回
路13の出力である印刷階調データQDを各圧電アクチュエ
ータ31に対応する各タイマ回路21の入力端子に入力させ
ている。In the drive circuit 20, the print gradation data QD output from the gradation data separation / accumulation circuit 13 is input to the input terminals of the timer circuits 21 corresponding to the respective piezoelectric actuators 31.

各タイマ回路21は、その出力であるタイマ信号C21を
各圧電アクチュエータ31に対応する各スイッチ制御回路
16の一方の入力端子16aに入力させている。Each timer circuit 21 outputs a timer signal C21, which is an output thereof, to each switch control circuit corresponding to each piezoelectric actuator 31.
The signal is input to one of the 16 input terminals 16a.

各スイッチ制御回路16は、プリント制御回路15から出
力されるスイッチ制御信号C1とタイマ回路21から出力さ
れるタイマ信号C21とを入力して、その論理積をとって
アナログスイッチ制御信号C3を出力し、それを各圧電，
アクチュエータ31に対応する各双方向アナログスイッチ
17の制御端子17aに入力させている。Each switch control circuit 16 receives the switch control signal C1 output from the print control circuit 15 and the timer signal C21 output from the timer circuit 21, takes a logical product thereof, and outputs an analog switch control signal C3. , It is each piezoelectric,
Each bidirectional analog switch corresponding to the actuator 31
It is input to the 17 control terminal 17a.

その他の構成は、第１図の駆動回路10と同様であるか
ら、説明を省略する。Other configurations are the same as those of the drive circuit 10 of FIG.

第９図は、この第２実施例の駆動回路20の動作を説明
するための各信号の第２図と同様な波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram similar to FIG. 2 of each signal for explaining the operation of the drive circuit 20 of the second embodiment.

すなわち、この波形図は、共通駆動波形発生回路11が
出力する駆動電圧信号PCと、プリント制御回路15が出力
するスイッチ制御信号C1と、タイマ回路21が出力するタ
イマ信号C21と、スイッチ制御回路16が出力するアナロ
グスイッチ制御信号C3と、圧電アクチュエータ31の第２
集電極35（第３図参照）に発生する端子電圧PV1とを示
している。That is, this waveform diagram includes a drive voltage signal PC output from the common drive waveform generation circuit 11, a switch control signal C1 output from the print control circuit 15, a timer signal C21 output from the timer circuit 21, and a switch control circuit 16 Output from the analog switch control signal C3 and the second
3 shows a terminal voltage PV1 generated at the collector electrode 35 (see FIG. 3).

第９図における横軸は、第２図と同様に時間の経過を
表す時間軸であり、１印字サイクルの時間を表わしてい
る。縦軸は電圧と論理レベルを適宜表わしている。１印
字サイクルの期間は、第２図と同様に初期期間T0,第１
のインク供給期間T1,第２のインク供給期間T2,インク吐
出期間T3,および収束期間T4によって構成されている。The horizontal axis in FIG. 9 is a time axis representing the passage of time, as in FIG. 2, and represents the time of one printing cycle. The vertical axis represents the voltage and the logic level as appropriate. The period of one printing cycle includes the initial period T0 and the first
, An ink supply period T1, a second ink supply period T2, an ink ejection period T3, and a convergence period T4.

つぎに、この第８図と第９図とを用いて、この発明の
第２実施例の駆動回路によるインクジェットヘッドの駆
動方法を説明する。Next, a method of driving the ink jet head by the driving circuit according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

なお、説明を簡略化するため、前述の第１実施例によ
る駆動方法の説明と同様に、一つの圧電アクチュエータ
のみに着目して、それを駆動する方法を以下に説明す
る。For simplicity of explanation, a method of driving only one piezoelectric actuator will be described below, focusing on only one piezoelectric actuator, as in the description of the driving method according to the above-described first embodiment.

まず、印刷データ処理回路18は、印刷データと吐出命
令を含む印刷制御信号C0を階調データ分離・蓄積回路13
とプリント制御回路15に出力する。階調データ分離・蓄
積回路13は、印刷制御信号C0から階調データを分離して
回路内のメモリに一時蓄積し、タイミングを揃えて印刷
階調データQDをタイマ回路21に出力する。また、プリン
ト制御回路15は、印刷制御信号C0から印刷データと吐出
命令の有無を判定して、スイッチ制御信号C1をスイッチ
制御回路16に出力する。First, the print data processing circuit 18 converts the print control signal C0 including the print data and the ejection command into the gradation data separation / accumulation circuit 13
Is output to the print control circuit 15. The gradation data separating / accumulating circuit 13 separates the gradation data from the print control signal C0, temporarily stores the data in a memory in the circuit, and outputs the print gradation data QD to the timer circuit 21 at the same timing. Further, the print control circuit 15 determines the presence or absence of the print data and the ejection command from the print control signal C0, and outputs the switch control signal C1 to the switch control circuit 16.

タイマ回路21は、第９図に示すように初期期間T0でハ
イレベル“H"にセットされているタイマ信号C21を、第
２のインク供給期間T2の開始と同時に作動して、予めプ
リセットされた第１の時間t1が経過するとローレベル
“L"にする。続いて、インク吐出期間T3の開始と同時に
作動して、予めプリセットされた第２の時間t2が経過す
るタイマ信号C21を再びハイレベル“H"にする。なお、
第１の時間t1と第２の時間t2は、印刷階調データQDによ
ってプリセットされる。The timer circuit 21 activates the timer signal C21 set to the high level "H" in the initial period T0 at the same time as the start of the second ink supply period T2 as shown in FIG. When the first time t1 elapses, the low level is set to “L”. Subsequently, the timer signal C21 is activated at the same time as the start of the ink discharge period T3, and the timer signal C21 at which the preset second time t2 elapses is set to the high level "H" again. In addition,
The first time t1 and the second time t2 are preset by the print gradation data QD.

このプリセットされる第１の時間t1は、印刷階調デー
タQDによって与えられる階調を与えるために、駆動電圧
信号PCの電圧値を圧電アクチュエータ31に印加する第２
のインク供給期間T2における時間であり、第２の時間t2
は、インク吐出期間T3内において第１の時間t1で印加し
た駆動電圧信号PCの電圧値を逆の方向から通過する時間
である。The preset first time t1 is the second time for applying the voltage value of the drive voltage signal PC to the piezoelectric actuator 31 in order to give the gradation given by the print gradation data QD.
During the second ink supply period T2, and the second time t2
Is a time during which the voltage value of the drive voltage signal PC applied at the first time t1 in the ink ejection period T3 passes from the opposite direction.

この実施例のタイマ回路21は、回路内に付属するデー
タテーブルに、印刷階調データQDに対応して第１の時間
t1と第２の時間t2のプリセットデータが記録されてい
て、１印字サイクル毎に印刷階調データQDによってそれ
を読み出されて、第１の時間T1と第２の時間t2がプリセ
ットされる。The timer circuit 21 of this embodiment stores a first time corresponding to the print gradation data QD in a data table attached to the circuit.
Preset data for t1 and a second time t2 are recorded, read out by the print gradation data QD every print cycle, and the first time T1 and the second time t2 are preset.

プリント制御回路15が出力するスイッチ制御信号C1
は、第９図に示すように初期期間T0と収束期間T4の間は
常にハイレベル“H"であり、印刷データがある時には、
第１のインク供給期間T1と第２のインク供給期間T2とイ
ンク吐出期間T3の３期間も実線ａで示すようにハイレベ
ル“H"になる。印刷データがない時には、第１のインク
供給期間T1と第２のインク供給期間T2とインク供給期間
T3の３期間が、第９図と破線ｂで示すようにローレベル
“L"になる。Switch control signal C1 output by print control circuit 15
Is always at a high level “H” between the initial period T0 and the convergence period T4 as shown in FIG.
The three periods of the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink discharge period T3 also become the high level “H” as shown by the solid line a. When there is no print data, the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink supply period
During the three periods of T3, as shown in FIG. 9 and the broken line b, the level becomes low level "L".

スイッチ制御回路16は、スイッチ制御信号C1とタイマ
信号C21との論理積であるアナログスイッチ制御信号C3
を双方向アナログスイッチ17の制御端子17aに出力す
る。The switch control circuit 16 has an analog switch control signal C3 which is a logical product of the switch control signal C1 and the timer signal C21.
Is output to the control terminal 17a of the bidirectional analog switch 17.

双方向アナログスイッチ17は、アナログスイッチ制御
信号C3が第９図に実線ｃで示すハイレベル“H"のときに
導通し、破線ｄで示すローレベル“L"のときには非導通
になる。The bidirectional analog switch 17 is turned on when the analog switch control signal C3 is at a high level "H" indicated by a solid line c in FIG. 9, and is turned off when the analog switch control signal C3 is at a low level "L" indicated by a broken line d.

したがって、印刷データがあるときの双方向アナログ
ス４イッチ17は、タイマ信号C21がローレベル“L"の間
だけ非導通になり、その間だけ駆動電圧信号PCが非導通
になる。そのため、圧電アクチュエータ31の第２の集電
極35に発生する端子電圧PV1は、その間第９図に太い破
線ｅで示すように非導通になる直前の電圧を維持してい
る。Therefore, the bidirectional analog switch 4 when there is print data is non-conductive only while the timer signal C21 is at the low level "L", and the drive voltage signal PC is non-conductive only during that time. Therefore, the terminal voltage PV1 generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31 maintains the voltage immediately before the non-conduction as shown by the thick broken line e in FIG.

印刷データがないときの双方向アナログスイッチ17
は、第１のインク供給期間T1と第２のインク供給期間T2
とインク吐出期間T3の３期間のあいだ非導通になり、圧
電アクチュエータ31の第２の集電極35に発生する端子電
圧PV1は、第９図にい細い破線でｆで示すように、全期
間にわたり初期期間T0において電源電圧VHが印加されて
いた時に近い電圧を維持している。Bidirectional analog switch when there is no print data 17
Are the first ink supply period T1 and the second ink supply period T2
And the terminal voltage PV1 generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31 during the three periods of the ink discharge period T3, as shown by a thin broken line f in FIG. In the initial period T0, a voltage close to when the power supply voltage VH was applied is maintained.

この第２実施例の説明から明らかなように、印刷デー
タ処理回路18から与えられる印刷データ中の印刷階調デ
ータの濃度が低ければ、駆動電圧信号PCが高い電圧で双
方向アナログスイッチ17が非導通になるので、圧電アク
チュエータ31とインク室36とが変形してインクを吸入す
る体積は小さくなり、そのために圧電アクチュエータ31
の吐出するインク滴の体積も小さくなる。As is clear from the description of the second embodiment, when the density of the print gradation data in the print data supplied from the print data processing circuit 18 is low, the drive voltage signal PC is at a high voltage and the bidirectional analog switch 17 is not turned on. Since the continuity is established, the piezoelectric actuator 31 and the ink chamber 36 are deformed and the volume for sucking ink is reduced.
Also reduces the volume of the ink droplets ejected.

逆に、印刷データ中の印刷階調データの濃度が濃けれ
ば、駆動電圧信号PCが低い電圧で双方向アナログスイッ
チ17を非導通にするので、圧電アクチュエータ31とイン
ク室36とが変形してインクを吸入する体積は大きくな
い、そのため吐出されるインク滴の体積は大きくなる。Conversely, if the density of the print gradation data in the print data is high, the bidirectional analog switch 17 is turned off at a low drive voltage signal PC, so that the piezoelectric actuator 31 and the ink chamber 36 are deformed and the ink Is not large, so that the volume of the ejected ink droplet is large.

すなわち、この発明の第２実施例では階調を制御する
のに、階調を強く（濃く）するときは第１の時間t1を長
く設定し、階調を弱く（薄く）するときは第１の時間t1
を短く設定すればよい。That is, in the second embodiment of the present invention, when controlling the gradation, the first time t1 is set longer when the gradation is made stronger (darker), and the first time t1 is set when the gradation is made weaker (lighter). Time t1
Should be set short.

この第２実施例においても、圧電アクチュエータ31の
電荷漏洩を減らしたり、双方向アナログスイッチ17のス
イッチ非導通時の絶縁抵抗はできるだけ高くする必要が
あるのは当然のことである。しかし、製造上のバラツキ
などにより電荷漏洩がある場合を想定し、前述の第１実
施例の場合と同様に、第１のインク供給期間T1の前に充
電の補償期間として、初期期間T0では電源電圧VHにほぼ
等しい電圧を印加して、予め圧電アクチュエータ31を充
電するようにしている。Also in the second embodiment, it is needless to say that it is necessary to reduce the electric charge leakage of the piezoelectric actuator 31 and to increase the insulation resistance of the bidirectional analog switch 17 when the switch is off. However, assuming a case where there is charge leakage due to manufacturing variations, as in the case of the above-described first embodiment, a power supply compensation is performed in the initial period T0 as a charging compensation period before the first ink supply period T1. A voltage substantially equal to the voltage VH is applied to charge the piezoelectric actuator 31 in advance.

〔第３実施例〕 つぎに、この発明によるインクジェットヘッドの駆動
方法を第３実施例を説明する。Third Embodiment Next, a description will be given of a method of driving an ink jet head according to a third embodiment of the present invention.

第10図は、この発明の第３実施例によるインクジェッ
トヘッドの駆動方法を説明するための第２図と同様な各
信号の波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram of each signal similar to FIG. 2 for explaining a method of driving an ink jet head according to a third embodiment of the present invention.

この第３実施例の駆動方法は、第１図に示した第１実
施例のインクジェットヘッドの駆動回路10と同様な構成
の駆動回路を使用する。The driving method of the third embodiment uses a driving circuit having the same configuration as the driving circuit 10 of the ink jet head of the first embodiment shown in FIG.

この発明の第３実施例の駆動方法は基本的には第１実
施例と同様であるので第１図のブロック図と第10図の波
形図を用いて説明する。Since the driving method of the third embodiment of the present invention is basically the same as that of the first embodiment, it will be described with reference to the block diagram of FIG. 1 and the waveform diagram of FIG.

すなわち、第１実施例で用いた駆動回路10のうち、共
通駆動波形発生回路11が発生する駆動電圧信号PCを第10
図に示す駆動電圧信号PC3のように変更することによ
り、圧電アクチュエータ31の第２の集電極35に発生する
端子電圧PV1が、第10図に示す端子電圧PV13のようにな
る。That is, of the drive circuits 10 used in the first embodiment, the drive voltage signal PC generated by the common drive waveform
By changing the driving voltage signal PC3 as shown in the drawing, the terminal voltage PV1 generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31 becomes the terminal voltage PV13 shown in FIG.

第10図に示すようにこの第３実施例に用いる駆動電圧
信号PC3は、第１実施例に用いた駆動電圧信号PCにおけ
る第１のインク供給期間T1を取り除き、緩やかに放電す
る波形の第２のインク供給期間T22を初期期間T0の直後
から開始している点が異なっている。As shown in FIG. 10, the drive voltage signal PC3 used in the third embodiment has a second waveform having a waveform that slowly removes the first ink supply period T1 in the drive voltage signal PC used in the first embodiment. Is different in that the ink supply period T22 starts immediately after the initial period T0.

さらに詳しく説明すると、第３実施例に用いる駆動電
圧信号PC3は、初期電圧とインク供給電圧とインク吐出
電圧と収束電圧とから構成されている。More specifically, the drive voltage signal PC3 used in the third embodiment includes an initial voltage, an ink supply voltage, an ink ejection voltage, and a convergence voltage.

その初期電圧は、圧電アクチュエータ31を充電して初
期状態にする初期期間T0に発生する。インク供給電圧
は、緩やかに圧電アクチュエータを放電してインクをイ
ンク室に供給するインク供給期間T22に発生する。イン
ク吐出電圧は、圧電アクチュエータを急激に充電してイ
ンク室のインクを吐出するインク吐出期間T3に発生す
る。収束電圧は、インク室の状態を初期状態に戻すため
の収束期間T4に発生する。The initial voltage is generated in an initial period T0 in which the piezoelectric actuator 31 is charged and brought into an initial state. The ink supply voltage is generated during an ink supply period T22 in which the piezoelectric actuator is gradually discharged to supply the ink to the ink chamber. The ink discharge voltage is generated during an ink discharge period T3 in which the piezoelectric actuator is rapidly charged to discharge the ink in the ink chamber. The convergence voltage is generated during a convergence period T4 for returning the state of the ink chamber to the initial state.

この発明の第３実施例によるインクジェトヘッドの駆
動方法は、初期期間T0から直ちに緩やかに圧電アクチュ
エータを放電し、インクをインク室に供給するインク供
給期間T22の動作に入り、インクをインク室に緩やかに
供給する。In the method of driving the ink jet head according to the third embodiment of the present invention, the piezoelectric actuator is discharged immediately and gently from the initial period T0, and enters the operation of the ink supply period T22 for supplying the ink to the ink chamber. To supply.

第１図に示したデータ比較回路14によって、アナログ
・デジタル変換回路12が駆動電圧信号PC3をデジタルデ
ータに変換して出力した駆動波形データPDと、階調デー
タ分離・蓄積回路13が出力する印刷階調データQDとを比
較する。The analog / digital conversion circuit 12 converts the drive voltage signal PC3 into digital data and outputs the drive waveform data PD by the data comparison circuit 14 shown in FIG. 1 and the printing output by the gradation data separation / accumulation circuit 13 Compare with the gradation data QD.

そのデータ比較回路14の出力である比較信号C2は、駆
動波形データPDが印刷階調データQDより低い電圧の時ロ
ーレベル“L"になり、第10図では時間T55の期間がロー
レベル“L"になる。比較信号C2は、スイッチ制御回路16
によって、プリント制御回路15が出力するスイッチ制御
信号C1と論理積が取られ、アナログスイッチ制御信号C3
を出力する。The comparison signal C2, which is the output of the data comparison circuit 14, is at a low level “L” when the drive waveform data PD is at a voltage lower than the print gradation data QD. In FIG. 10, the period of time T55 is low level “L”. "become. The comparison signal C2 is supplied to the switch control circuit 16
Is ANDed with the switch control signal C1 output by the print control circuit 15, and the analog switch control signal C3
Is output.

このアナログスイッチ制御信号C3は、時間T55の間が
ローレベル“L"なので、双方向アナログスイッチ17を非
導通にし、圧電アクチュエータ31の第２の集電極35に発
生する端子電圧PV13は、時間T55の間だけ駆動電圧信号P
C3が遮断されるので、第10図に太い破線ｅで示すよう
に、圧電アクチュエータ31に蓄積されている電荷によっ
て駆動電圧信号PC3が遮断される直前の電圧を維持して
いる。Since the analog switch control signal C3 is at the low level “L” during the time T55, the bidirectional analog switch 17 is turned off, and the terminal voltage PV13 generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31 becomes the time T55. Drive voltage signal P only during
Since C3 is cut off, the voltage immediately before the drive voltage signal PC3 is cut off by the electric charge accumulated in the piezoelectric actuator 31 is maintained as shown by the thick broken line e in FIG.

この第３実施例の駆動方法は、緩やかに圧電アクチュ
エータ31を放電するインク供給期間T22のみによってイ
ンクをインク室に供給するので、必要なイクの量をイン
ク室に供給するのに要する時間は第１実施例に比べて長
くなるが、圧電アクチュエータとインク室内のインクに
発生する固有振動は第１実施例に比べて非常に小さくな
る利点がある。In the driving method according to the third embodiment, since the ink is supplied to the ink chamber only in the ink supply period T22 in which the piezoelectric actuator 31 is gradually discharged, the time required to supply the necessary amount of ink to the ink chamber is equal to the time required for the ink supply. Although it is longer than in the first embodiment, there is an advantage that the natural vibration generated in the piezoelectric actuator and the ink in the ink chamber is very small as compared with the first embodiment.

また、この発明の第３実施例は、第２実施例に用いた
第８図に示した駆動回路20のうち、共通駆動波形発生回
路11が発生する駆動電圧信号PCを第10図に示す駆動電圧
信号PC3に変更して、さらにタイマ回路21の第１の時間
と第２の時間に関するデータを変更することによっても
実現することができる。In the third embodiment of the present invention, the drive voltage signal PC generated by the common drive waveform generation circuit 11 of the drive circuit 20 shown in FIG. 8 used in the second embodiment is shown in FIG. This can also be realized by changing to the voltage signal PC3 and further changing the data relating to the first time and the second time of the timer circuit 21.

そして、圧電アクチュエータとインク室内のインクに
発生する固有振動を小さくして、吐出するインク滴の体
積を制御でき、印刷画像の階調付けを安定して行なうこ
とが可能になる。Then, the natural vibration generated in the piezoelectric actuator and the ink in the ink chamber can be reduced, the volume of the ejected ink droplet can be controlled, and the gradation of the print image can be stably performed.

〔第１乃至第３実施例の補足説明〕 この発明の第1,第２および第３実施例における駆動電
圧信号PCまたはPC3は、第１のインク供給期間T1では大
きな一定電流を供給する定電流回路を用い、第２のイン
ク供給期間T2またはインク供給期間T22では、第１のイ
ンク供給期間T1より小さな一定電流を吸収する定電流回
路を用いて圧電アクチュエータを放電し、インク吐出期
間T3では大きな一定電流を出力して圧電アクチュエータ
を充電する定電流回路を用いることにより、圧電アクチ
ュエータとインク室内のインクに発生する自由振動を抑
制することができる。その結果、インク滴の大きさにか
かわらずにほぼ一定速度のインク滴が得られるので、安
定した品質のインク滴を排出することが可能になる。[Supplementary Description of First to Third Embodiments] The drive voltage signal PC or PC3 in the first, second, and third embodiments of the present invention is a constant current that supplies a large constant current in the first ink supply period T1. In the second ink supply period T2 or the ink supply period T22, the piezoelectric actuator is discharged using a constant current circuit that absorbs a constant current smaller than that in the first ink supply period T1, and is larger in the ink discharge period T3. By using a constant current circuit that outputs a constant current and charges the piezoelectric actuator, free vibration generated in the piezoelectric actuator and ink in the ink chamber can be suppressed. As a result, ink droplets having a substantially constant speed can be obtained regardless of the size of the ink droplets, so that ink droplets of stable quality can be discharged.

また、インク吐出のタイミングは、インク吐出期間T3
が比較的短い時間なので、階調の濃淡にかかわらずほぼ
一定の吐出タイミングが得られる。In addition, the timing of the ink ejection is the ink ejection period T3.
Is a relatively short time, so that a substantially constant ejection timing can be obtained irrespective of the gradation of the gradation.

この発明の上述した各実施例では、初期状態T0の初期
電圧において電源電圧VHに近い高電圧を印加して圧電ア
クチュエータに電荷を蓄積する。そして、第１のインク
供給期間T1の第１のインク供給電圧および第２のインク
供給期間T2の第２のインク供給電圧、あるいは第３実施
例ではインク供給期間T22のインク供給電圧をもって、
グラウンドレベルに近づける電圧を印加する。それによ
って、圧電アクチュエータに蓄積していた電荷を放電
し、さらにインク吐出期間T3において高電圧に戻るよう
にしている。In each of the above-described embodiments of the present invention, a high voltage close to the power supply voltage VH is applied at the initial voltage in the initial state T0 to accumulate charges in the piezoelectric actuator. Then, with the first ink supply voltage in the first ink supply period T1 and the second ink supply voltage in the second ink supply period T2, or in the third embodiment, the ink supply voltage in the ink supply period T22,
Apply a voltage that approaches the ground level. As a result, the electric charge accumulated in the piezoelectric actuator is discharged, and the voltage returns to a high voltage in the ink ejection period T3.

しかし、インクジェットヘッドに使用する圧電アクチ
ュエータの駆動モードによっては、駆動電圧の印加方法
を上述の各実施例で採用した方法とは逆にして、初期状
態T0の初期電圧をグラウンドレベル側として、電圧を印
加してインクを供給する方法も考えられる。このときに
は当然ながら、印刷階調データは印刷の濃度が濃いとき
にデータ値が大きくなり、濃度が薄いときにはデータ値
が小さくなるように設定される。However, depending on the drive mode of the piezoelectric actuator used in the inkjet head, the method of applying the drive voltage is reversed from the method adopted in each of the above-described embodiments, and the voltage is set such that the initial voltage in the initial state T0 is on the ground level side. A method of supplying ink by application is also conceivable. At this time, of course, the print gradation data is set so that the data value increases when the print density is high, and the data value decreases when the print density is low.

このように、圧電アクチュエータに印加する電圧の方
向、または極性が異なる駆動回路および駆動方法であっ
ても、明らかにその目的および作用がこの発明の主旨と
同じものであれば、この発明の範疇にあることは明らか
である。Thus, even if the driving circuit and the driving method have different directions or polarities of the voltage applied to the piezoelectric actuator, if the purpose and operation are clearly the same as the gist of the present invention, they fall within the scope of the present invention. Clearly there is.

〔第４実施例〕 つぎに、この発明の第４実施例のインクジェットヘッ
ドの駆動回路と、それによるインクジェットヘッドの駆
動方法を説明する。Fourth Embodiment Next, a description will be given of a driving circuit of an inkjet head according to a fourth embodiment of the present invention and a method of driving the inkjet head thereby.

第11図は、この発明の第４実施例のインクジェットヘ
ッドの駆動回路の構成を、印刷データ処理回路18および
圧電アクチュエータ31と共に示すブロック図である。こ
の第11図において、第１図および第７図と対応する部分
には同一の符号を付している。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit of an ink jet head according to a fourth embodiment of the present invention, together with a print data processing circuit 18 and a piezoelectric actuator 31. In FIG. 11, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 7 are denoted by the same reference numerals.

印刷データ処理回路18は、プリンタ本体に装備されて
いて、基準クロックとタイミング指令信号とホストコン
ピュータから送られてきた印刷すべき画像データとを処
理して、基準クロックとタイミング指令信号と階調デー
タとインクの吐出命令とを含む印刷制御信号C0を出力す
る回路である。The print data processing circuit 18 is provided in the printer body and processes the reference clock, the timing command signal and the image data to be printed sent from the host computer, and processes the reference clock, the timing command signal and the gradation data. And a print control signal C0 including a print control signal C0 including a print command and an ink ejection command.

インクジェットヘッドの駆動回路50は、第５図に示し
た駆動電圧信号PCを時間単位で分解してデジタルデータ
に変更し、駆動波形データPDとして蓄積する駆動波形デ
ータメモリ52と、印刷データ処理回路18が出力するタイ
ミング指令信号をトリガとして駆動波形データメモリ52
のアドレスデータを一定時間間隔で順次出力するメモリ
制御回路51とを有している。The drive circuit 50 of the ink jet head is composed of a drive waveform data memory 52 for decomposing the drive voltage signal PC shown in FIG. 5 in units of time, converting the data into digital data, and storing it as drive waveform data PD, and a print data processing circuit 18. The drive waveform data memory 52 is triggered by the timing command signal output by the
And a memory control circuit 51 for sequentially outputting the address data at a fixed time interval.

さらに、駆動波形データメモリ52が出力する駆動波形
データPDをアアログ信号に変換して出力するデジタル・
アナログ変換回路53と、そのデジタル・アナログ変換回
路53が出力するアナログ信号の高周波雑音成分を除去し
て平滑化するローパスフィルタ54を有している。Further, a digital signal for converting the drive waveform data PD output from the drive waveform data memory 52 into an analog signal and outputting the analog signal.
It has an analog conversion circuit 53 and a low-pass filter 54 for removing and smoothing high-frequency noise components of the analog signal output from the digital / analog conversion circuit 53.

そして、このローパスフィルタ54から出力するアナロ
グ信号を圧電アクチュエータ31を駆動する電源電圧VHの
電圧レベルの駆動電圧信号PCに増幅し、且つインクジェ
ットヘッドに設けられている全ての圧電アクチュエータ
31を駆動するための電流を増幅する電力増幅器55を有し
ている。Then, the analog signal output from the low-pass filter 54 is amplified to a drive voltage signal PC having a voltage level of the power supply voltage VH for driving the piezoelectric actuator 31, and all the piezoelectric actuators provided in the ink jet head are amplified.
It has a power amplifier 55 for amplifying a current for driving the 31.

また、第１図に示した第１実施例の駆動回路10と同様
に、階調データ分離・蓄積回路13、データ比較回路14、
プリント制御回路15、スイッチ制御回路16、および双方
向アナログスイッチ17を備えており、そのスイッチ制御
回路16と双方向アナログスイッチ17との間に、レベルシ
フト回路56を設けている。Further, similarly to the driving circuit 10 of the first embodiment shown in FIG. 1, the gradation data separating / accumulating circuit 13, the data comparing circuit 14,
A print control circuit 15, a switch control circuit 16, and a bidirectional analog switch 17 are provided. A level shift circuit 56 is provided between the switch control circuit 16 and the bidirectional analog switch 17.

階調データ分離・蓄積回路13は、印刷制御信号C0に含
まれる各圧電アクチュエータ31の階調データを分離して
デジタルデータとして一時蓄積し、タイミング指令信号
に同期して印刷階調データQDを出力する。The gradation data separation / accumulation circuit 13 separates the gradation data of each piezoelectric actuator 31 included in the print control signal C0, temporarily stores the data as digital data, and outputs the print gradation data QD in synchronization with the timing command signal. I do.

データ比較回路14は、その印刷階調データQDと駆動波
形データメモリ52から入力する駆動波形データPDの電圧
レベルを比較して、その比較結果を示す比較信号C2を出
力する。The data comparison circuit 14 compares the print gradation data QD with the voltage level of the drive waveform data PD input from the drive waveform data memory 52, and outputs a comparison signal C2 indicating the comparison result.

プリント制御回路15は、印刷制御信号C0に含まれる各
ノズル毎のインク吐出命令の有無を判定してスイッチ制
御信号C1を出力する。The print control circuit 15 determines whether or not there is an ink ejection command for each nozzle included in the print control signal C0, and outputs a switch control signal C1.

スイッチ制御回路16は、データ比較回路14からの比較
信号C2とプリント制御回路15からのスイッチ制御信号C1
との論理積をとり、アナログスイッチ制御信号C3として
出力する。The switch control circuit 16 includes a comparison signal C2 from the data comparison circuit 14 and a switch control signal C1 from the print control circuit 15.
And outputs the result as an analog switch control signal C3.

レベルシフト回路56は、そのアナログスイッチ制御信
号C3の出力レベルを圧電アクチュエータ31を駆動する電
源電圧VHの電圧レベルまで昇圧する。The level shift circuit 56 boosts the output level of the analog switch control signal C3 to the level of the power supply voltage VH for driving the piezoelectric actuator 31.

双方向アナログスイッチ17は、その昇圧されたアナロ
グスイッチ制御信号C3で電力増幅器55が出力する駆動電
圧信号PCを導通制御して圧電アクチュエータ31に印加す
る。The bidirectional analog switch 17 conducts the drive voltage signal PC output from the power amplifier 55 with the boosted analog switch control signal C3 and applies the drive voltage signal PC to the piezoelectric actuator 31.

この第11図に示すインクジェットヘッドの駆動回路50
では、メモリ制御回路51,駆動波形データメモリ52,デジ
タル・アナログ変換回路53,ローパスフィルタ54,電力増
幅器55,階調データ分離・蓄積回路13,およびプリント制
御回路15は、インクジェットに設けられている全ての圧
電アクチュエータ31に共通に用いる。The driving circuit 50 of the ink jet head shown in FIG.
In the embodiment, the memory control circuit 51, the drive waveform data memory 52, the digital / analog conversion circuit 53, the low-pass filter 54, the power amplifier 55, the gradation data separation / accumulation circuit 13, and the print control circuit 15 are provided in the inkjet. Used in common for all piezoelectric actuators 31.

これに対し、データ比較回路14,スイッチ制御回路16,
レベルシフト回路56,および双方向アナログスイッチ17
は各圧電アクチュエータ31毎に個別に設けている（これ
らのブロックおよび接続ラインを二重線で示してい
る）。On the other hand, the data comparison circuit 14, the switch control circuit 16,
Level shift circuit 56 and bidirectional analog switch 17
Are individually provided for each piezoelectric actuator 31 (these blocks and connection lines are indicated by double lines).

また、電力増幅器55とレベルシフト回路56と双方向ア
ナログスイッチ17には、圧電アクチュエータ31を駆動す
るための電源電圧VHが供給され、その他の回路には標準
ロジック電圧（一般には5V）が供給されている。A power supply voltage VH for driving the piezoelectric actuator 31 is supplied to the power amplifier 55, the level shift circuit 56, and the bidirectional analog switch 17, and a standard logic voltage (generally, 5V) is supplied to other circuits. ing.

第12図は、この第４実施例のインクジェットヘッドの
駆動回路の動作を説明するための第２図と同様な各信号
の波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram of each signal similar to FIG. 2 for explaining the operation of the drive circuit of the ink jet head of the fourth embodiment.

すなわち、この第12図に示す波形図は、駆動波形デー
タメモリ52が出力する駆動波形データPDと、デジタル・
アナログ変換回路53が駆動波形データPDをアナログ信号
に変換した後、電力増幅器55から出力する駆動電圧信号
PCと、階調データ分離・蓄積回路13が出力する印刷階調
データQDと、プリント制御回路15が出力するスイッチ制
御信号C1と、データ比較回路14が出力する比較信号C2
と、スイッチ制御回路16が出力するアナログスイッチ制
御信号C3と、圧電アクチュエータ31の第２の集電極35に
発生する端子電圧PV1とを示している。That is, the waveform diagram shown in FIG. 12 shows the drive waveform data PD output from the drive waveform data memory 52 and the digital waveform data.
A drive voltage signal output from the power amplifier 55 after the analog conversion circuit 53 converts the drive waveform data PD into an analog signal.
PC, print gradation data QD outputted by gradation data separation / accumulation circuit 13, switch control signal C1 outputted by print control circuit 15, and comparison signal C2 outputted by data comparison circuit 14.
5 shows the analog switch control signal C3 output from the switch control circuit 16 and the terminal voltage PV1 generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31.

この第12図に示す駆動波形データPDは、アナログ信号
である第５図に示した駆動電圧信号PCを時間単位で分解
したデジタルデータであるが、データ値の大小を縦軸に
視覚的に表示している。また、印刷階調データQDは駆動
波形データPDと比較する必要があるので駆動波形データ
PDに重ねて表示している。The drive waveform data PD shown in FIG. 12 is digital data obtained by decomposing the drive voltage signal PC shown in FIG. 5 which is an analog signal in units of time, and the magnitude of the data value is visually displayed on the vertical axis. doing. Also, since the print gradation data QD needs to be compared with the drive waveform data PD, the drive waveform data
It is displayed over the PD.

駆動電圧信号PCは、第５図に示した駆動電圧信号PCに
相当し、駆動波形データPDをデジタル・アナログ変換回
路53によってアナログ化した後、電力増幅器55により各
圧電アクチュエータ31を駆動するのに適した電力に増幅
した出力波形である。The drive voltage signal PC corresponds to the drive voltage signal PC shown in FIG. 5, and is used for driving each piezoelectric actuator 31 by the power amplifier 55 after the drive waveform data PD is converted into an analog signal by the digital / analog conversion circuit 53. This is an output waveform amplified to a suitable power.

また、第12図に示す波形図の横軸は時間の経過を表す
る時間軸であり、インク滴を１個吐出する工程、すなわ
ち１印字サイクルに相当する時間経過分を表わし、縦軸
はデジタル値の大きさ又は電圧あるいは論理レベルなど
を適宜表わしている。The horizontal axis of the waveform diagram shown in FIG. 12 is a time axis representing the passage of time, and represents the process of ejecting one ink droplet, that is, the time passage corresponding to one printing cycle, and the vertical axis is a digital axis. The size of the value, the voltage, the logic level, and the like are appropriately represented.

第12図に示す１印字サイクルの期間は、初期期間T0と
第１のインク供給期間T1と、第２のインク供給期間T2と
インク吐出期間T3と収束期間T4とからなっている。The period of one printing cycle shown in FIG. 12 includes an initial period T0, a first ink supply period T1, a second ink supply period T2, an ink ejection period T3, and a convergence period T4.

つぎに、この第11図と第12図とを用いて、この発明の
第４実施例によるインクジェットヘッドの駆動方法を説
明する。Next, a method of driving an ink jet head according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

この実施例による駆動方法も、本来はインクジェット
ヘッドに設けられた多数の圧電アクチュエータに、印字
する画像の階調に応じて異なって駆動動作をさせるので
あるが、説明を簡略化するため１つの圧電アクチュエー
タのみに着目して説明する。Also in the driving method according to this embodiment, originally, a large number of piezoelectric actuators provided in the inkjet head are driven differently depending on the gradation of an image to be printed. A description will be given focusing on only the actuator.

まず、印刷データ処理回路18が、基準クロックとタイ
ミング指令信号と階調データとインクの吐出命令とを含
む印刷制御信号C0を、メモリ制御回路51と階調データ分
離・蓄積回路13とプリント制御回路15に出力する。First, the print data processing circuit 18 sends a print control signal C0 including a reference clock, a timing command signal, gradation data, and an ink ejection command to the memory control circuit 51, the gradation data separation / accumulation circuit 13, and the print control circuit. Output to 15.

階調データ分離・蓄積回路13は、印刷制御信号C0から
階調データを分離して一時適に回路内のメモリに蓄え、
印刷データ処理回路18が出力するタイミング指令信号に
同期して、初期期間T0の間に印刷階調データQDをデータ
比較回路14の入力端子14bに出力する。The gradation data separation / accumulation circuit 13 separates the gradation data from the print control signal C0 and temporarily and appropriately stores it in a memory in the circuit.
The print gradation data QD is output to the input terminal 14b of the data comparison circuit 14 during the initial period T0 in synchronization with the timing command signal output from the print data processing circuit 18.

印刷階調データQDは、この実施例に使用する第３図お
よび第４図に示したインクジェットヘッド30に対して
は、印刷される階調濃度が濃いほどグラウンドレベルに
近づき、濃度が薄いほど電源電圧VHに近いアナログ電圧
に相当するデジタルデータになる。For the ink jet head 30 shown in FIGS. 3 and 4 used in this embodiment, the print gradation data QD is closer to the ground level as the printed gradation density is higher, and the power supply is lower as the density is lower. It becomes digital data corresponding to an analog voltage close to the voltage VH.

プリント制御回路15は、印刷制御信号C0からノズル毎
のインク吐出命令の有無を判定し、タイミング指令信号
に同期して、第１のインク供給期間T1と第２のインク供
給期間T2とインク吐出期間T2の３期間の間、ハイレベル
“H"またはローレベル“L"の論理レベルのスイッチ制御
信号C1をスイッチ制御回路16の入力端子16bに出力す
る。The print control circuit 15 determines the presence or absence of an ink ejection command for each nozzle from the print control signal C0, and synchronizes with the timing command signal to synchronize the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink ejection period. During the three periods of T2, the switch control signal C1 of the high level “H” or the low level “L” is output to the input terminal 16b of the switch control circuit 16.

このスイッチ制御信号C1は、初期期間T0と収束期間T4
の２期間ではノズル毎のインク吐出命令の有無にかかわ
らず常にハイレベル“H"であり、第１のインク供給期間
T1と第２のインク供給期間T2とインク吐出期間T3の３期
間では、ノズル毎のインク吐出命令がある時には、第12
図に実線ａで示すようにハイレベル“H"になり、ノズル
毎のインク吐出命令がない時には、破線ｂで示すように
ローレベル“L"になる。The switch control signal C1 includes an initial period T0 and a convergence period T4.
In the two periods, the high level is always "H" regardless of the presence or absence of the ink ejection command for each nozzle, and the first ink supply period
In three periods T1, the second ink supply period T2, and the ink discharge period T3, when there is an ink discharge command for each nozzle, the twelfth
In the figure, as shown by a solid line a, the level becomes a high level “H”, and when there is no ink ejection command for each nozzle, the level becomes a low level “L” as shown by a broken line b.

メモリ制御回路51は、印刷データ処理回路18が出力す
るタイミング指令信号がトリガとして駆動波形データメ
モリ52をアクセスするアドレスデータを順次発生して、
駆動波形データメモリ52から駆動波形データPDを順次読
み出し、デジタル・アナログ変換回路53とデータ比較回
路14の入力端子14aとに出力する。The memory control circuit 51 sequentially generates address data for accessing the drive waveform data memory 52 with the timing command signal output from the print data processing circuit 18 as a trigger,
The drive waveform data PD is sequentially read from the drive waveform data memory 52 and output to the digital / analog conversion circuit 53 and the input terminal 14a of the data comparison circuit 14.

デジタル・アナログ変換回路53は、入力された駆動波
形データPDを逐次アナログ信号に変換して駆動波形信号
を出力する。その駆動波形信号にはアナログ信号に変換
された際に高周波成分の雑音が重畳されているので、必
要に応じてローパスフィルタ54によって高周波成分の雑
音を除去して、電力増幅器55によって全ての圧電アクチ
ュエータを駆動できる駆動電圧信号PCに増幅する。The digital / analog conversion circuit 53 sequentially converts the input drive waveform data PD into an analog signal and outputs a drive waveform signal. Since the high-frequency component noise is superimposed on the drive waveform signal when converted to an analog signal, the high-frequency component noise is removed by a low-pass filter 54 as necessary, and all the piezoelectric actuators are Is amplified to a drive voltage signal PC that can be driven.

また、データ比較回路14が出力する比較信号C2は、駆
動波形データPDと印刷階調データQDとを比較して、駆動
波形データPDの値が印刷階調データQDの値よりも大きい
ときにはハイレベル“H"になり、小さいときにはローレ
ベル“L"になる信号である。The comparison signal C2 output from the data comparison circuit 14 compares the drive waveform data PD with the print gradation data QD, and when the value of the drive waveform data PD is larger than the value of the print gradation data QD, This signal is “H”, and when it is small, it is a low level “L”.

したがって、第12図に示す比較信号C2は、駆動波形デ
ータPDが印刷階調データQDより低いデジタル値になる第
１の交点P1から駆動波形データPDが印刷階調データQDよ
り高いデジタル値になる第２の交点P2まで期間である遮
断期間T5の間だけローレベル“L"になっている。Therefore, the comparison signal C2 shown in FIG. 12 shows that the drive waveform data PD has a digital value higher than the print gradation data QD from the first intersection P1 where the drive waveform data PD has a lower digital value than the print gradation data QD. It is at the low level "L" only during the interruption period T5, which is the period up to the second intersection P2.

スイッチ制御回路16は、スイッチ制御信号C1と比較信
号２との論理積であるアナログスイッチ制御信号C3を出
力する。このアナログスイッチ制御信号C3をレベルシフ
ト回路によって昇圧して、双方向アナロスイッチ17の制
御端子17aに出力する。The switch control circuit 16 outputs an analog switch control signal C3 which is a logical product of the switch control signal C1 and the comparison signal 2. The analog switch control signal C3 is boosted by a level shift circuit and output to the control terminal 17a of the bidirectional analog switch 17.

双方向アナログスイッチ17は、制御端子17aがハイレ
ベルのとき、一方の入出力端子17bと他方の入出力端子1
7cとの間が双方向に導通して、制御端子17aがローレベ
ルのときは、両入出力端子17b,17c間を非導通状態にす
る。When the control terminal 17a is at a high level, the bidirectional analog switch 17 has one input / output terminal 17b and the other input / output terminal 1b.
When the control terminal 17a is at a low level, the connection between the input / output terminals 17b and 17c is made non-conductive.

したがって、各ノズルに対してインク吐出命令がある
ときは、アナログスイッチ制御信号C3は第12図に実線ｃ
で示すように遮断期間T5の間だけローレベル“L"にな
り、その期間だけ双方向アナログスイッチ17が非導通に
なる。そのため、圧電アクチュエータ31の第２の集電極
35に発生する端子電圧PV1は、遮断期間T5の間だけ駆動
電圧信号PCが遮断されるので、圧電アクチュエータ31に
蓄積されている電荷によって、第12図に太い破線ｅで示
すように、駆動電圧信号PCが遮断される直前の電圧を維
持している。Therefore, when there is an ink ejection command for each nozzle, the analog switch control signal C3 becomes the solid line c in FIG.
As shown by, the level becomes low level only during the cutoff period T5, and the bidirectional analog switch 17 is turned off only during that period. Therefore, the second collecting electrode of the piezoelectric actuator 31
Since the drive voltage signal PC is cut off only during the cutoff period T5 due to the terminal voltage PV1 generated at 35, the drive voltage as shown by the thick broken line e in FIG. Maintains the voltage immediately before the signal PC was cut off.

また、ノズルに対してインク吐出命令がないときは、
アナログスイッチ制御信号C3が第12図に破線ｄで示すよ
に、第１のインク供給期間T1と第２のインク供給期間T2
とインク吐出期間T3の３期間の間を通してローレベル
“L"になり、その間双方向アナログスイッチ17は非導通
になる。そのため、圧電アクチュエータ13の第２の集電
極35に発生する端子電圧PV1は、第１のインク供給期間T
1と第２のインク供給期間T2とインク吐出期間T3の３期
間の間を通して、第12図に細い破線ｆで示すように、電
源電圧VHにほぼ等しい電圧を維持している。Also, when there is no ink ejection command to the nozzle,
As indicated by a broken line d in FIG. 12, the analog switch control signal C3 indicates the first ink supply period T1 and the second ink supply period T2.
And the low level “L” throughout the three periods of the ink discharge period T3, during which the bidirectional analog switch 17 is turned off. Therefore, the terminal voltage PV1 generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 13 is changed to the first ink supply period T.
Throughout three periods of the first, second ink supply period T2 and ink discharge period T3, a voltage substantially equal to the power supply voltage VH is maintained as shown by a thin broken line f in FIG.

ここで先に図７を用いて説明したように、第２のイン
ク供給期間T2の時間を変化させると吐出するインク滴の
直径および印刷要紙上の画素の直径を制御でき、印刷す
る画像の画素端域で濃度階調を付加することができる。
そして、この発明の第４実施例のインクジェットヘッド
の駆動回路を用いた駆動方法によれば、この期間T5を変
化させることが可能である。すなわち、遮断期間T5の時
間を変化させることによりインク滴の直径を制御して、
画像に濃度の階調を付加することができる。Here, as described above with reference to FIG. 7, by changing the time of the second ink supply period T2, the diameter of the ink droplet to be ejected and the diameter of the pixel on the printing paper can be controlled, and the pixel of the image to be printed can be controlled. Density gradation can be added in the edge region.
According to the driving method using the driving circuit of the ink jet head of the fourth embodiment of the present invention, it is possible to change the period T5. That is, the diameter of the ink droplet is controlled by changing the time of the blocking period T5,
It is possible to add density gradation to an image.

この第４実施例の説明から明らかなように、印刷デー
タ処理回路18から与えられる印刷データの階調データの
濃度が低ければ、遮断期間T5の時間が長くなり、駆動電
圧信号PCが高い電圧で双方向アナログスイッチ17が非導
通になる。そのため、圧電アクチュエータ31の変形量は
小さく、インク室36が変形してインクを吸入する体積が
小さくなり、圧電アクチュエータ31が吐出するインク滴
の体積も小さくなる。As is clear from the description of the fourth embodiment, if the density of the gradation data of the print data supplied from the print data processing circuit 18 is low, the time of the cutoff period T5 becomes longer, and the drive voltage signal PC becomes higher at a higher voltage. The bidirectional analog switch 17 becomes non-conductive. Therefore, the amount of deformation of the piezoelectric actuator 31 is small, the volume of the ink chamber 36 deformed to suck ink is reduced, and the volume of ink droplets discharged by the piezoelectric actuator 31 is also reduced.

逆に、印刷データの階調データの濃度が濃ければ、遮
断期間T5の時間が短くなり、駆動電圧信号PCが低い電圧
で双方向アナログスイッチ17を非導通にする。そのた
め、圧電アクチュエータ31の変形量は大きく、インク室
36が変形してインクを吸入する体積は大きくなり、圧電
アクチュエータ31が吐出するインク滴の体積は大きくな
る。Conversely, if the density of the gradation data of the print data is high, the time of the cutoff period T5 is shortened, and the bidirectional analog switch 17 is turned off at a low drive voltage signal PC. Therefore, the amount of deformation of the piezoelectric actuator 31 is large,
The volume of the ink that is deformed and sucked increases, and the volume of the ink droplet that is ejected by the piezoelectric actuator 31 increases.

したがって、印刷階調データQDの値が最低のときは、
圧電アクチュエータ31には駆動電圧信号PCの全電圧波形
の電圧が印加されて、圧電アクチュエータ31が吐出する
インク滴は最大体積になる。Therefore, when the value of the print gradation data QD is the lowest,
The voltage of the entire voltage waveform of the drive voltage signal PC is applied to the piezoelectric actuator 31, and the ink droplet ejected by the piezoelectric actuator 31 has a maximum volume.

すなわち、この第４実施例では階調を制御するため
に、階調を強くするときは印刷階調データQDの値を小さ
く設定し、階調を弱くするときはその値を大きく設定す
ればよい。That is, in the fourth embodiment, in order to control the gradation, the value of the print gradation data QD is set to be small when the gradation is to be increased, and the value is set to be large when the gradation is to be weak. .

また、圧電アクチュエータ31の電荷漏洩を減らした
り、双方向アナログスイッチ17のスイッチが非導通時の
絶縁抵抗はできるだけ高くする必要があるのは当然のこ
とである。しかし、製造上のバラツキなどにより電荷漏
洩がある場合を想定し、この第４実施例でも、第１のイ
ンク供給期間T1の前に充電の補償期間として、初期期間
T0では電源電圧VHにほぼ等しい電圧を印加して、予め圧
電アクチュエータ31を充電するようにしている。In addition, it is natural that it is necessary to reduce the electric charge leakage of the piezoelectric actuator 31 and to make the insulation resistance when the switch of the bidirectional analog switch 17 is non-conductive as high as possible. However, assuming that there is a charge leakage due to manufacturing variations, etc., in the fourth embodiment as well, an initial period is set as a charging compensation period before the first ink supply period T1.
At T0, a voltage substantially equal to the power supply voltage VH is applied to charge the piezoelectric actuator 31 in advance.

この第４実施例における駆動電圧信号PCは、第12図に
おける第１のインク供給期間T1では電力増幅器55によっ
て圧電アクチュエータ31から大きな放電電流を吸収し、
第２のインク供給期間T2では、電力増幅器55によって圧
電アクチュエータ31から第１のインク供給期間T1より小
さな電流を吸収する。The drive voltage signal PC in the fourth embodiment absorbs a large discharge current from the piezoelectric actuator 31 by the power amplifier 55 in the first ink supply period T1 in FIG.
In the second ink supply period T2, the power amplifier 55 absorbs a smaller current from the piezoelectric actuator 31 than in the first ink supply period T1.

また、インク吐出期間T3では、電力増幅器55から圧電
アクチュエータ31へ大きな充電電流を出力して、圧電ア
クチュエータ31を急激に充電することになる。In the ink ejection period T3, a large charging current is output from the power amplifier 55 to the piezoelectric actuator 31, and the piezoelectric actuator 31 is rapidly charged.

これらの第１のインク供給期間T1と第２のインク供給
期間T2とインク吐出期間T3において、あるいは少なくと
も第２のインク供給期間T2において、圧電アクチュエー
タ31の第２の集電極35に発生する端子電圧PV1が直線的
に変化するように駆動波形データメモリ52のデータを設
定すると、圧電アクチュエータ31に流れる放電電流ある
いは充電電流は略一定電流になる。それにより、圧電ア
クチュエータとインク室内のインクに発生する自由振動
が抑制されて、インク滴の大きさにかかわらずほぼ一定
の速度のインク滴が得られ、安定した品質のインク滴を
吐出することが可能になる。In the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink ejection period T3, or at least in the second ink supply period T2, the terminal voltage generated at the second collector electrode 35 of the piezoelectric actuator 31. When the data in the drive waveform data memory 52 is set so that PV1 changes linearly, the discharge current or charge current flowing through the piezoelectric actuator 31 becomes substantially constant. As a result, free vibrations generated in the piezoelectric actuator and the ink in the ink chamber are suppressed, and ink droplets having a substantially constant speed can be obtained regardless of the size of the ink droplets. Will be possible.

また、インク吐出のタイミングは、インク吐出期間T3
が比較的短い時間に急激にその電圧を変化させるので、
階調の濃淡にかかわらずにほぼ同じタイミングで吐出す
ることが可能である。In addition, the timing of the ink ejection is the ink ejection period T3.
Changes its voltage rapidly in a relatively short time,
It is possible to discharge at almost the same timing regardless of the gradation of the gradation.

〔第５実施例〕 つぎに、この発明の第５実施例のインクジェットヘッ
ドの駆動回路およびそれを使用したインクジェットヘッ
ドの駆動方法を説明する。Fifth Embodiment Next, a description will be given of a driving circuit of an inkjet head according to a fifth embodiment of the present invention and a method of driving an inkjet head using the same.

第13図は、この発明の第５実施例のインクジェトヘッ
ドの駆動回路の構成を示すブロック図であり、第11図と
同じ部分には同一符号を付しており、それらの説明は省
略する。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a drive circuit for an inkjet head according to a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この第13図に示すインクジェットヘッドの駆動回路60
は、第11図に示した第４実施例のインクジェットヘッド
の駆動回路50とほぼ同じ構成である。The driving circuit 60 of the ink jet head shown in FIG.
Has substantially the same configuration as the driving circuit 50 of the ink jet head of the fourth embodiment shown in FIG.

ただし、第11図におけるデジタル・アナログ変換回路
53とローパスフィルタ54が、圧電アクチュエータ31を駆
動する電源電圧VHで動作するデジタル・アナログ変換回
路63とローパスフィルタ64に変わっている。However, the digital-to-analog conversion circuit in Fig. 11
53 and a low-pass filter 54 are replaced by a digital-to-analog conversion circuit 63 and a low-pass filter 64 that operate at the power supply voltage VH for driving the piezoelectric actuator 31.

また、駆動波形データメモリ52とデジタル・アナログ
変換回路63との間に、駆動波形データPDの出力レベルを
圧電アクチュエータ31を駆動する電源電圧VHの電圧レベ
ルまで昇圧するレベルシフト回路61を挿入し、電圧と電
流を増幅する電力増幅器55に代えて電流のみを増幅する
電流増幅器65を設けている。Further, a level shift circuit 61 for increasing the output level of the drive waveform data PD to the power supply voltage VH for driving the piezoelectric actuator 31 is inserted between the drive waveform data memory 52 and the digital / analog conversion circuit 63, A current amplifier 65 for amplifying only the current is provided instead of the power amplifier 55 for amplifying the voltage and the current.

このように、この第５実施例では電流増幅器65の前に
レベルシフト回路61のような比較的簡単な回路で、デジ
タルデータである駆動波形データを昇圧している。さら
に、電流増幅器65の構成も第４実施例の電力増幅器55の
ように電圧と電流との両方を増幅するアナログ回路に比
べて簡単な回路で構成することができるため、駆動回路
60全体の規模を小さくすることが可能になる。As described above, in the fifth embodiment, the drive waveform data, which is digital data, is boosted by a relatively simple circuit such as the level shift circuit 61 before the current amplifier 65. Further, the configuration of the current amplifier 65 can be a simple circuit as compared with the analog circuit that amplifies both the voltage and the current as in the power amplifier 55 of the fourth embodiment.
60 It is possible to reduce the scale of the whole.

この第５実施例によるインクジェットヘッドの駆動方
法は、前述した第４実施例と基本的には変わりがなく、
デジタル・アナログ変換回路53とローパスフィルタ54と
が圧電アクチュエータ31を駆動する電源で圧VHで動作す
る以外は同じになるので、その説明を省略する。The driving method of the ink jet head according to the fifth embodiment is basically the same as that of the fourth embodiment described above.
The digital / analog conversion circuit 53 and the low-pass filter 54 are the same except that they operate with the power supply for driving the piezoelectric actuator 31 at the pressure VH, and the description thereof will be omitted.

この第５実施例における駆動電圧信号PCも、第４実施
例の場合と同様に、第１のインク供給期間T1と第２のイ
ンク供給期間T2とインク吐出期間T3で、圧電アクチュエ
ータ31へ供給する駆動電圧を、圧電アクチュエータ31と
インク室内のインクに発生する自由振動を抑制するよう
に設定するべく、駆動波形データメモリ52のデータを設
定することが可能である。それによって、インク滴の大
きさにかかわらずほぼ一定の速度のインク滴が得られ、
安定した品質のインク滴を吐出することが可能になるこ
とは云うまでもない。The drive voltage signal PC in the fifth embodiment is also supplied to the piezoelectric actuator 31 in the first ink supply period T1, the second ink supply period T2, and the ink discharge period T3, as in the case of the fourth embodiment. It is possible to set data in the drive waveform data memory 52 so as to set the drive voltage so as to suppress free vibration generated in the piezoelectric actuator 31 and ink in the ink chamber. As a result, an ink droplet having a substantially constant speed is obtained regardless of the size of the ink droplet,
It goes without saying that stable quality ink droplets can be ejected.

また、インク吐出のタイミングは、インク吐出期間T3
が比較的短い時間なので階調の濃淡にかかわらず、ほぼ
一定の吐出タイミングが得られるので、ほぼ一定のタイ
ミングで吐出できることも第４実施例と同様である。In addition, the timing of the ink ejection is the ink ejection period T3.
Is a relatively short time, so that a substantially constant ejection timing can be obtained irrespective of the gradation of the gradation, so that the ejection can be performed at a substantially constant timing as in the fourth embodiment.

〔補足説明〕[Supplemental explanation]

上述したこの発明の第４実施例および第５実施例に用
いるローパスフィルタ54,64は、デジタル・アナログ変
換回路53,63が出力するアナログ信号に含まれる高周波
雑音成分を除去して、アナログ信号が平滑化する回路で
あるから、駆動波形信号に含まれる高周波雑音成分が圧
電アクチュエータ31を駆動するにあたり影響を与えず、
さらに他の回路にも影響を与えない場合には省略するこ
とが可能である。The low-pass filters 54 and 64 used in the above-described fourth and fifth embodiments of the present invention remove high-frequency noise components included in the analog signals output from the digital-to-analog conversion circuits 53 and 63, and convert the analog signals. Since it is a circuit for smoothing, the high frequency noise component included in the drive waveform signal does not affect the driving of the piezoelectric actuator 31,
Further, when no influence is exerted on other circuits, it can be omitted.

また、この発明の第４実施例および第５実施例におけ
るインクジェトヘッドの駆動回路は、標準ロジック電圧
で動作する回路と高い電源電圧VHで動作する回路とを別
々に分離して配置してもよいが、一つの半導体集積回路
に集積すれば小型なインクジェットプリンタを作成する
ことができることは明らかである。In the ink jet head drive circuits according to the fourth and fifth embodiments of the present invention, the circuit operating at the standard logic voltage and the circuit operating at the high power supply voltage VH may be separately arranged. However, it is clear that a small-sized ink jet printer can be manufactured by integrating it into one semiconductor integrated circuit.

さらに、これら各実施例のインクジェットヘッドの駆
動回路およびその駆動方法は、第３図および第４図に示
したように、圧電アクチュエータ31が厚み方向（d33方
向）に変形する構造のインクジェットヘッドを用いた場
合の例で説明した。しかし、この発明は、圧電アクチュ
エータの電圧印加による伸縮効果を利用して、インク室
を拡大および縮小してインクを吐出する全てのタイプの
インクジェットヘッドに対して、その駆動波形を制御す
る駆動回路およびその駆動方法として適用できるもので
ある。Further, the driving circuit and the driving method of the ink jet head of each of the embodiments use an ink jet head having a structure in which the piezoelectric actuator 31 is deformed in the thickness direction (d33 direction) as shown in FIGS. In the example described above, However, the present invention provides a drive circuit for controlling the drive waveform of all types of ink jet heads that eject ink by enlarging and reducing ink chambers by utilizing the expansion and contraction effect of applying voltage to a piezoelectric actuator. This can be applied as a driving method.

また、この発明の第４実施例と第５実施例とのインク
ジェットの駆動回路およびその駆動方法を用いれば、駆
動波形データメモリに格納するデジタルデータの駆動波
形データを交換することにより、異なった駆動波形信号
も容易に得ることが可能であり、駆動回路を変更するこ
となく、使用するインクジェットヘッドに対して最も適
切な駆動波形を設定できる効果ははなはだ大きい。Further, by using the ink jet driving circuit and the driving method thereof according to the fourth and fifth embodiments of the present invention, different driving waveform data of digital data stored in the driving waveform data memory can be exchanged. A waveform signal can be easily obtained, and the effect of setting the most appropriate drive waveform for the ink jet head to be used without changing the drive circuit is extremely large.

産業上の利用可能性 以上説明したように、この発明のインクジェットヘッ
ドの駆動回路とその駆動方法によれば、ノズル孔から吐
出するインク滴の体積を、階調データに従って希望する
画像階調に合わせた大きさに制御することが可能であ
る。しかも、インク滴の大きさにかかわらず一定の速度
のインク滴が得られ、インク滴をほぼ一定の吐出タイミ
ングで、安定にかつ速い周期で吐出させることが可能に
なる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the driving circuit and the driving method of the inkjet head of the present invention, the volume of the ink droplet ejected from the nozzle hole is adjusted to the desired image gradation according to the gradation data. It is possible to control the size. In addition, an ink droplet having a constant speed can be obtained regardless of the size of the ink droplet, and the ink droplet can be stably ejected at a substantially constant ejection timing at a fast cycle.

そのため、一般に使用されているインクジェットプリ
ンタの階調制御の方法であるディザ法または濃度パター
ン法により、写真のように濃淡のある階調画像を印刷す
る際に、その画素の密度（解像度）を著しく低下させて
しまうことなく安定した画質で印刷できる。したがっ
て、フルカラー画像などの濃度階調のある画像を、高い
解像度で高品質に印刷することができる。For this reason, when printing a gradation image with shading such as a photograph by a dither method or a density pattern method which is a gradation control method of a commonly used inkjet printer, the density (resolution) of the pixel is remarkably increased. Printing can be performed with stable image quality without lowering. Therefore, an image having a density gradation such as a full-color image can be printed with high resolution and high quality.

さらに、この発明によれば、圧電方式のインクジェッ
トヘッドにおいて従来問題となっていた、圧電アクチュ
エータやインク室内のインクに長期にわたり発生する自
由振動を抑制して、吐出動作におけるインク滴の分裂
や、ミスト状などの不安定なインク滴を形成することを
防止して、インク供給動作時のインク室内にインクを吸
入するのに要する時間や、圧電アクチュエータおよびイ
ンク室内のインクの自由振動が収まるまでの時間を短縮
して、早い周期でインクを吐出することができるように
なり、自由速度の向上を達成できる。Further, according to the present invention, free vibration that is long occurring in the piezoelectric actuator and ink in the ink chamber, which has conventionally been a problem in the piezoelectric type ink jet head, is suppressed, so that the ink droplets can be broken in the ejection operation or the mist can be prevented. The time required to prevent the formation of unstable ink droplets, such as in the form of ink, to suck ink into the ink chamber during ink supply operation, and the time required for the free vibration of the piezoelectric actuator and ink in the ink chamber to subside. Can be shortened, and the ink can be ejected at a rapid cycle, so that the free speed can be improved.

したがって、この発明は、圧電アクチュエータを用い
るインクジェットヘッドを備えた各種のインクジェット
プリンタに利用することができ、その用途を拡大するこ
とが可能になる。Therefore, the present invention can be used for various types of ink jet printers having an ink jet head using a piezoelectric actuator, and its use can be expanded.

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】インジェットヘッドの圧電アクチュエータ
を駆動するための駆動電圧信号を発生する共通駆動波形
発生回路と、 前記駆動電圧信号をデジタルデータである駆動波形デー
タに変換するアナログ・デジタル変換回路と、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離して一時蓄
積し、それを所要のタイミングで出力する階調データ分
離・蓄積回路と、 前記駆動波形データと印刷階調データとの比較結果を比
較信号として出力するデータ比較回路と、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無をスイ
ッチ制御信号として出力するプリント制御回路と、 前記比較信号とスイッチ制御信号との論理積をアナログ
スイッチ制御信号として出力するスイッチ制御回路と、 前記アナログスイッチ制御信号に応じて前記圧電アクチ
ュエータを駆動する駆動電圧信号の導通を制御する双方
向アナログスイッチとからなることを特徴とするインク
ジェットヘッドの駆動回路。A common drive waveform generating circuit for generating a drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an inkjet head; an analog-to-digital conversion circuit for converting the drive voltage signal into drive waveform data which is digital data. A gradation data separation / accumulation circuit that separates and temporarily stores print gradation data included in print data and outputs it at a required timing; and compares a comparison result between the drive waveform data and print gradation data. A data comparison circuit that outputs as a signal; a print control circuit that outputs the presence or absence of an ink ejection command included in the print data as a switch control signal; and a logical product of the comparison signal and the switch control signal as an analog switch control signal Switch control circuit, and the piezoelectric actuator according to the analog switch control signal. Driving circuit of the ink jet head is characterized by comprising a bidirectional analog switch for controlling conduction of the driving voltage signal for driving. 【請求項２】インクジェットヘッドの圧電アクチュエー
タを駆動するための駆動電圧信号を発生する共通駆動波
形発生回路と、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離して一時蓄
積し、それを所要のタイミングで出力する階調データ分
離・蓄積回路と、 その印刷階調データに応じて設定されるタイマ時間で２
値レベルが変化するタイマ信号を出力するタイマ回路
と、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無を判定
してスイッチ制御信号を出力するプリント制御回路と、 前記タイマ信号とスイッチ制御信号との論理積をアナロ
グスイッチ制御信号として出力するスイッチ制御回路
と、 そのアナログスイッチ制御信号に応じて前記圧電アクチ
ュエータを駆動する駆動電圧信号の導通を制御する双方
向アナログスイッチとからな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. A common driving waveform generating circuit for generating a driving voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head, separating and temporarily storing print gradation data included in print data, and storing the separated data at a required timing. And a timer data set according to the print gradation data.
A timer circuit that outputs a timer signal whose value level changes; a print control circuit that determines whether or not there is an ink ejection command included in the print data and outputs a switch control signal; and a logic of the timer signal and the switch control signal. An ink jet head comprising: a switch control circuit that outputs a product as an analog switch control signal; and a bidirectional analog switch that controls conduction of a drive voltage signal that drives the piezoelectric actuator according to the analog switch control signal. Drive circuit. 【請求項３】インクジェットヘッドの圧電アクチュエー
タを駆動するための駆動電圧信号を発生し、 その駆動電圧信号をデジタルデータである駆動波形デー
タに変換し、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離して一時蓄
積して、それを所要のタイミングで出力し、 前記駆動波形データと印刷階調データとを比較して比較
信号とを出力し、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無を判定
してスイッチ制御信号を出力し、 前記比較信号とスイッチ制御信号との論理積をとってア
ナログスイッチ制御信号を出力し、 そのアナログスイッチ制御信号で双方向アナログスイッ
チを制御して、前記圧電アクチュエータを駆動する駆動
電圧信号の導通を制御をすることにより、前記階調デー
タ信号に応じて前記インクジェットヘッドから吐出する
インク滴の大きさ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方法。3. A drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head is generated, the drive voltage signal is converted into drive waveform data as digital data, and print gradation data included in print data is separated. And temporarily outputs the output at a required timing, compares the drive waveform data with print gradation data and outputs a comparison signal, and determines whether or not there is an ink ejection command included in the print data. Drive the piezoelectric actuator by controlling the logical switch of the comparison signal and the switch control signal to output an analog switch control signal, and controlling the bidirectional analog switch with the analog switch control signal. By controlling the conduction of the driving voltage signal to be applied, the inkjet head responds to the gradation data signal in accordance with the gradation data signal. The driving method of an inkjet head and controlling the size of ink droplets to be emitted. 【請求項４】インクジェットヘッドの圧電アクチュエー
タを駆動するための駆動電圧信号を発生し、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離して一時蓄
積して、それを所要のタイミングで出力し、 前記印刷階調データに応じて設定されるタイマ時間で２
値レベルが変化するタイマ信号を出力し、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無を判定
してスイッチ制御信号を出力し、 前記タイマ信号とスイッチ制御信号との論理積をとって
アナログスイッチ制御信号を出力し、 そのアナログスイッチ制御信号で双方向アナログスイッ
チを制御して、前記圧電アクチュエータを駆動する駆動
電圧信号の導通を制御することにより、前記印刷階調デ
ータ信号に応じて前記インクジェットヘッドから吐出す
るインク滴の大きさ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方法。4. A drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head is generated, print gradation data included in print data is separated and temporarily stored, and output at a required timing. 2 with the timer time set according to the print gradation data
A timer signal whose value level changes is output, a switch control signal is output by determining the presence / absence of an ink ejection command included in the print data, and a logical AND of the timer signal and the switch control signal is taken to perform analog switch control. A signal is output, the bidirectional analog switch is controlled by the analog switch control signal, and the conduction of a drive voltage signal for driving the piezoelectric actuator is controlled, whereby the inkjet head responds to the print gradation data signal. A method for driving an ink jet head, comprising controlling the size of an ink droplet to be ejected. 【請求項５】請求の範囲第３項に記載のインクジェット
ヘッドの駆動方法において、 前記駆動電圧信号として、インクジェットヘッドのイン
ク室を初期状態にする初期期間に発生する初期電圧と、
前記インク室に急激にインクを供給する第１のインク供
給期間に発生する時間に対して急激に変化する第１のイ
ンク供給電圧と、前記インク室に緩やかにインクを供給
する第２のインク供給期間に発生する時間に対して緩や
かに変化する第２のインク供給電圧と、前記インク室の
インクを急激に吐出するインク吐出期間に発生する前記
第１および第２のインク供給電圧とは逆方向に時間に対
して急激に変化するインク吐出電圧と、前記インク室を
初期状態に戻す収束期間に発生する収束電圧とからなる
電圧信号を発生し、 その駆動電圧信号をデジタルデータに変換した駆動波形
データと前記印刷階調データとを比較して、前記駆動波
形データが最初に前記印刷階調データと交差する点で前
記比較信号を反転し、つぎに前記駆動波形データが前記
印刷階調データと交差する点で再び前記比較信号を反転
し、 該比較信号が最初に反転する期間以外では前記双方向ア
ナログスイッチを導通状態にして、前記圧電アクチュエ
ータに前記駆動電圧信号を供給することを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの駆動方法。5. The method for driving an ink jet head according to claim 3, wherein the driving voltage signal includes an initial voltage generated during an initial period for setting an ink chamber of the ink jet head to an initial state;
A first ink supply voltage that rapidly changes with respect to a time that occurs during a first ink supply period in which ink is rapidly supplied to the ink chamber, and a second ink supply that supplies ink to the ink chamber gently A second ink supply voltage that changes gently with respect to a time period generated in the period, and a direction opposite to the first and second ink supply voltages generated during an ink discharge period in which the ink in the ink chamber is rapidly discharged. A voltage signal consisting of an ink ejection voltage that changes rapidly with time and a convergence voltage generated during a convergence period for returning the ink chamber to the initial state. A drive waveform obtained by converting the drive voltage signal into digital data Comparing the data with the print gradation data, inverting the comparison signal at a point where the drive waveform data first intersects with the print gradation data, and then the drive waveform data The comparison signal is inverted again at a point where the signal intersects the print gradation data, and the bidirectional analog switch is turned on and the drive voltage signal is supplied to the piezoelectric actuator except during the period when the comparison signal is first inverted. A method for driving an ink jet head. 【請求項６】請求の範囲第３項に記載のインクジェット
ヘッドの駆動方法において、 前記駆動電圧信号として、インクジェットヘッドのイン
ク室を初期状態にする初期期間に発生する初期電圧と、
前記インク室に緩やかにインクを供給するインク供給期
間に発生する時間に対して緩やかに変化するインク供給
電圧と、前記インク室のインクを急激に吐出するインク
吐出期間に発生する前記インク供給電圧とは逆方向に時
間に対して急激に変化するインク吐出電圧と、前記イン
ク室を初期状態に戻す収束期間に発生する収束電圧とか
らなる電圧信号を発生し、 その駆動電圧信号をデジタルデータに変換した駆動波形
データと前記印刷階調データとを比較して、前記駆動波
形データが最初に前記印刷階調データと交差する点で前
記比較信号を反転し、つぎに前記駆動波形データが前記
印刷階調データと交差する点で再び前記比較信号を反転
し、 該比較信号が最初に反転する期間以外では前記双方向ア
ナログスイッチを導通状態にして、前記圧電アクチュエ
ータに前記駆動電圧信号を供給することを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの駆動方法。6. The method for driving an ink-jet head according to claim 3, wherein the drive voltage signal includes an initial voltage generated during an initial period for initializing an ink chamber of the ink-jet head;
An ink supply voltage that changes gently with respect to a time that occurs during an ink supply period that gently supplies ink to the ink chamber; and an ink supply voltage that generates during an ink discharge period that rapidly discharges ink in the ink chamber. Generates a voltage signal consisting of an ink ejection voltage that changes rapidly with time in the reverse direction and a convergence voltage generated during a convergence period for returning the ink chamber to the initial state, and converts the drive voltage signal into digital data. The drive waveform data is compared with the print gradation data, the comparison signal is inverted at a point where the drive waveform data first intersects the print gradation data, and then the drive waveform data is compared with the print gradation data. Inverting the comparison signal again at a point where the comparison signal intersects, and setting the bidirectional analog switch to a conductive state except for a period in which the comparison signal is first inverted, The driving method of an inkjet head and supplying the driving voltage signal to the electrostatic actuator. 【請求項７】請求の範囲第４項に記載のインクジェット
ヘッドの駆動方法において、 前記駆動電圧信号として、インクジェットヘッドのイン
ク室を初期状態にする初期期間に発生する初期電圧と、
前記インク室に急激にインクを供給する第１のインク供
給期間に発生する時間に対して急激に変化する第１のイ
ンク供給電圧と、前記インク室に緩やかにインクを供給
する第２のインク供給期間に発生する時間に対して緩や
かに変化する第２のインク供給電圧と、前記インク室の
インクを急激に吐出するインク吐出期間に発生する前記
第１および第２のインク供給電圧とは逆方向に時間に対
して急激に変化するインク吐出電圧と、前記インク室を
初期状態に戻す収束期間に発生する収束電圧とからなる
電圧信号を発生し、 前記印刷階調データに応じてタイマ時間が設定されるタ
イマ回路を前記第２のインク供給期間の開始と同時に作
動させてその設定されたタイマ時間でタイマ信号を反転
させ、その後前記インク吐出期間の開始と同時に前記タ
イマ回路を作動させて前記タイマ時間とは異なる設定さ
れたタイマ時間で再び前記タイマ信号を反転させ、 該タイマ信号が最初に反転する期間以外では前記双方向
アナログスイッチを導通状態にして、前記圧電アクチュ
エータに前記駆動電圧信号を供給することを特徴とする
インクジェットヘッドの駆動方法。7. The method for driving an ink-jet head according to claim 4, wherein the drive voltage signal includes an initial voltage generated during an initial period in which an ink chamber of the ink-jet head is initialized.
A first ink supply voltage that rapidly changes with respect to a time that occurs during a first ink supply period in which ink is rapidly supplied to the ink chamber, and a second ink supply that supplies ink to the ink chamber gently A second ink supply voltage that changes gently with respect to a time period generated in the period, and a direction opposite to the first and second ink supply voltages generated during an ink discharge period in which the ink in the ink chamber is rapidly discharged. A voltage signal consisting of an ink ejection voltage that changes rapidly with time and a convergence voltage that occurs during a convergence period that returns the ink chamber to the initial state, and sets a timer time according to the print gradation data. The timer circuit is operated at the same time as the start of the second ink supply period to invert the timer signal at the set timer time, and then at the same time as the start of the ink discharge period. Activating a timer circuit to invert the timer signal again at a set timer time different from the timer time, and excluding the period when the timer signal is first inverted, the bidirectional analog switch to a conductive state, A method for driving an inkjet head, comprising supplying the drive voltage signal to an actuator. 【請求項８】請求の範囲第４項に記載のインクジェット
ヘッドの駆動方法において、 前記駆動電圧信号として、インクジェットヘッドのイン
ク室を初期状態にする初期期間に発生する初期電圧と、
前記インク室に緩やかにインクを供給するインク供給期
間を発生する時間に対して緩やかに変化するインク供給
電圧と、前記インク室のインクを急激に吐出するインク
吐出期間に発生する前記インク供給電圧とは逆方向に時
間に対して急激に変化するインク吐出電圧と、前記イン
ク室を初期状態を戻す収束期間に発生する収束電圧とか
らなる電圧信号を発生し、 前記印刷階調データに応じてタイマ時間が設定されるタ
イマ回路を前記インク供給期間の開始と同時に作動させ
てその設定されたタイマ時間でタイマ信号を反転させ、
その後前記インク吐出期間の開始と同時に前記タイマ回
路を作動させて前記タイマ時間とは異なる設定されたタ
イマ時間で再び前記タイマ信号を反転させ、 該タイマ信号が最初に反転する期間以外では前記双方向
アナログスイッチを導通状態にして、前記圧電アクチュ
エータに前記駆動電圧信号を供給することを特徴とする
インクジェットヘッドの駆動方法。8. The method for driving an ink-jet head according to claim 4, wherein the drive voltage signal includes an initial voltage generated during an initial period in which an ink chamber of the ink-jet head is initialized.
An ink supply voltage that changes gently with respect to a time when an ink supply period for gently supplying ink to the ink chamber is generated, and an ink supply voltage that is generated during an ink discharge period for rapidly discharging ink in the ink chamber. Generates a voltage signal consisting of an ink ejection voltage that changes rapidly with time in the reverse direction and a convergence voltage that occurs during a convergence period that returns the ink chamber to an initial state. A timer circuit for which a time is set is operated at the same time as the start of the ink supply period, and a timer signal is inverted at the set timer time,
Thereafter, at the same time as the start of the ink discharge period, the timer circuit is operated to invert the timer signal again at a set timer time different from the timer time. A method for driving an ink jet head, comprising: turning on an analog switch to supply the drive voltage signal to the piezoelectric actuator. 【請求項９】インクジェットヘッドの圧電アクチュエー
タを駆動するための駆動電圧信号を時間単位で分解して
デジタルデータに変換した駆動波形データを蓄積する駆
動波形データメモリと、 該駆動波形データメモリのアドレスデータを一定時間間
隔で順次出力するメモリ制御回路と、 前記駆動波形データメモリが出力する駆動波形データを
アナログ信号に変換して出力するデジタル・アナログ変
換回路と、 そのアナログ信号の電圧と電流とを増幅して駆動電圧信
号を出力する電力増幅器と、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離してデジタ
ルデータとして一時蓄積し、それを所要のタイミングで
出力する階調データ分離・蓄積回路と、 その印刷階調データと前記駆動波形データとの電圧レベ
ルを比較して比較信号を出力するデータ比較回路と、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無を判定
してスイッチ制御信号を出力するプリント制御回路と、 前記比較信号と前記スイッチ制御信号との論理積をとっ
てアナログスイッチ制御信号を出力するスイッチ制御回
路と、 そのアナログスイッチ制御信号によって前記電力増幅器
が出力する駆動電圧信号を導通制御して前記圧電アクチ
ュエータに印加する双方向アナログスイッチとからなる
ことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動回路。9. A drive waveform data memory for storing drive waveform data obtained by decomposing a drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head in units of time and converting the drive voltage signal into digital data, and address data of the drive waveform data memory. A memory control circuit that sequentially outputs the drive waveform data at fixed time intervals, a digital / analog conversion circuit that converts the drive waveform data output from the drive waveform data memory into an analog signal and outputs the analog signal, and amplifies the voltage and current of the analog signal A power amplifier that outputs a drive voltage signal to the printer, a grayscale data separation / accumulation circuit that separates print grayscale data included in print data, temporarily stores the digital grayscale data, and outputs the digital data at a required timing. Data for outputting a comparison signal by comparing the voltage levels of the print gradation data and the drive waveform data. A comparison circuit, a print control circuit that determines the presence or absence of an ink ejection command included in the print data and outputs a switch control signal, and obtains an AND of the comparison signal and the switch control signal to generate an analog switch control signal. A switch control circuit for outputting the output signal; and a bidirectional analog switch for controlling the conduction of a drive voltage signal output from the power amplifier by the analog switch control signal and applying the control signal to the piezoelectric actuator. . 【請求項１０】請求の範囲第９項に記載のインクジェッ
トヘッドの駆動回路において、 前記メモリ制御回路と前記駆動波形データメモリと前記
デジタル・アナログ変換回路と前記電力増幅器と前記階
調データ分離・蓄積回路と前記プリント制御回路は、前
記インクジェットヘッドに設けられた全ての圧電アクチ
ュエータに共通であり、 前記データ比較回路と前記スイッチ制御回路と前記双方
向アナログスイッチは、前記インクジェットヘッドに設
けられた各圧電アクチュエータ毎に個別に設けられ、 前記電力増幅器と前記双方向アナログスイッチには、前
記圧電アクチュエータを駆動するための電源電圧が供給
され、これら以外の前記各回路には標準ロジック電圧が
供給されることを特徴とするインクジェットヘッドの駆
動回路。10. The ink jet head drive circuit according to claim 9, wherein said memory control circuit, said drive waveform data memory, said digital / analog conversion circuit, said power amplifier, and said gradation data separation / accumulation. The circuit and the print control circuit are common to all the piezoelectric actuators provided in the inkjet head, and the data comparison circuit, the switch control circuit, and the bidirectional analog switch are provided in each of the piezoelectric devices provided in the inkjet head. A power supply voltage for driving the piezoelectric actuator is supplied to the power amplifier and the bidirectional analog switch, and a standard logic voltage is supplied to each of the other circuits. A driving circuit for an ink-jet head, comprising: 【請求項１１】インクジェットヘッドの圧電アクチュエ
ータを駆動するための駆動電圧信号を時間単位で分解し
てデジタルデータに変換した駆動波形データを蓄積する
駆動波形データメモリと、 該駆動波形データメモリのアドレスデータを一定時間間
隔で順次出力するメモリ制御回路と、 前記駆動波形データメモリが出力する駆動波形データを
前記圧電アクチュエータを直接駆動できる信号レベルの
アナログ信号に変換して出力するデジタル・アナログ変
換回路と、 そのアナログ信号を電流増幅して駆動電圧信号を出力す
る電流増幅器と、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離してデジタ
ルデータとして一時蓄積し、それを所要のタイミングで
出力する階調データ分離・蓄積回路と、 その印刷階調データと前記駆動波形データの電圧レベル
を比較して比較信号を出力するデータ比較回路と、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無を判定
してスイッチ制御信号を出力するプリント制御回路と、 前記比較信号と前記スイッチ制御信号との論理積をとっ
てアナログスイッチ制御信号を出力するスイッチ制御回
路と、 そのアナログスイッチ制御信号によって前記電流増幅器
が出力する駆動電圧信号を導通制御して前記圧電アクチ
ュエータに印加する双方向アナログスイッチとからなる
ことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動回路。11. A drive waveform data memory for storing drive waveform data obtained by decomposing a drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head in units of time and converting it into digital data, and address data of the drive waveform data memory. A memory control circuit that sequentially outputs at a fixed time interval, a digital-analog conversion circuit that converts the drive waveform data output by the drive waveform data memory into an analog signal of a signal level that can directly drive the piezoelectric actuator, and outputs the analog signal. A current amplifier that current-amplifies the analog signal and outputs a drive voltage signal; and a gradation data separation that separates print gradation data included in print data, temporarily stores the digital data, and outputs it at a required timing. A storage circuit, and the power of the print gradation data and the drive waveform data. A data comparison circuit that compares a level to output a comparison signal, a print control circuit that determines a presence or absence of an ink ejection command included in the print data and outputs a switch control signal, the comparison signal and the switch control signal, From a switch control circuit that outputs an analog switch control signal by taking the logical product of: and a bidirectional analog switch that controls the conduction of the drive voltage signal output by the current amplifier by the analog switch control signal and applies the drive voltage signal to the piezoelectric actuator. A driving circuit for an ink jet head. 【請求項１２】請求の範囲第11項に記載のインクジェッ
トヘッドの駆動回路において、 前記メモリ制御回路と前記駆動波形データメモリと前記
デジタル・アナログ変換回路と前記電流増幅器と前記階
調データ分離・蓄積回路と前記プリント制御回路は、前
記インクジェットヘッドに設けられた全ての圧電アクチ
ュエータに共通であり、 前記データ比較回路と前記スイッチ制御回路と前記双方
向アナログスイッチは、前記インクジェットヘッドに設
けられた各圧電アクチュエータ毎に個別に設けられ、 前記デジタル・アナログ変換回路と前記電流増幅器と前
記双方向アナログスイッチには、前記圧電アクチュエー
タを駆動するための電源電圧が供給され、これら以外の
前記各回路には標準ロジック電圧が供給されることを特
徴とするインクジェットヘッドの駆動回路。12. A drive circuit for an ink jet head according to claim 11, wherein said memory control circuit, said drive waveform data memory, said digital / analog conversion circuit, said current amplifier, and said gradation data separation / accumulation. The circuit and the print control circuit are common to all the piezoelectric actuators provided in the inkjet head, and the data comparison circuit, the switch control circuit, and the bidirectional analog switch are provided in each of the piezoelectric devices provided in the inkjet head. A power supply voltage for driving the piezoelectric actuator is supplied to the digital / analog conversion circuit, the current amplifier, and the bidirectional analog switch, which are provided separately for each actuator. An ink jet device characterized by being supplied with a logic voltage. The drive circuit of Ttoheddo. 【請求項１３】駆動波形データメモリから、インクジェ
ットヘッドの圧電アクチュエータを駆動するための駆動
電圧信号に対応するデジタルデータである駆動波形デー
タをアドレスデータに同期して出力し、 その駆動波形データをアナログ信号に変換し、 そのアナログ信号の電圧および電流を電力増幅して駆動
電圧信号を出力し、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離してデジタ
ルデータとして一時蓄積し、それを所要のタイミングで
出力し、 前記印刷階調データと前記駆動波形データの電圧レベル
を比較して比較信号を出力し、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無を判定
してスイッチ制御信号を出力し、 前記比較信号と前記スイッチ制御信号との論理積をとっ
てアナログスイッチ制御信号を出力し、 そのアナログスイッチ制御信号によって双方向アナログ
スイッチを制御することにより、前記駆動電圧信号を導
通制御して前記圧電アクチュエータに供給することを特
徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。13. A drive waveform data, which is digital data corresponding to a drive voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head, is output from a drive waveform data memory in synchronization with address data. Signal, amplifies the voltage and current of the analog signal, outputs a drive voltage signal, separates the print gradation data included in the print data, temporarily stores it as digital data, and stores it temporarily at the required timing. Comparing the voltage levels of the print gradation data and the drive waveform data to output a comparison signal; determining whether or not there is an ink ejection command included in the print data; and outputting a switch control signal. And outputs an analog switch control signal by taking the logical product of the signal and the switch control signal. A method for driving an ink jet head, comprising: controlling a conduction of the drive voltage signal by supplying a drive signal to the piezoelectric actuator by controlling a bidirectional analog switch by an switch control signal. 【請求項１４】駆動波形データメモリから、インクジェ
ットヘッドの圧電アクチュエータを駆動するための駆動
電圧信号に対応するデジタルデータである駆動波形デー
タをアドレスデータに同期して出力し、 その駆動波形データを前記圧電アクチュエータを直接駆
動できる信号レベルのアナログ信号に変換し、 そのアナログ信号の電流を増幅して駆動電圧信号を出力
し、 印刷データに含まれる印刷階調データを分離してデジタ
ルデータとして一時蓄積し、それを所要のタイミングで
出力し、 前記印刷階調データと前記駆動波形データの電圧レベル
を比較して比較信号を出力し、 前記印刷データに含まれるインク吐出命令の有無を判定
してスイッチ制御信号を出力し、 前記比較信号と前記スイッチ制御信号との論理積をとっ
てアナログスイッチ制御信号を出力し、 そのアナログスイッチ制御信号によって双方向アナログ
スイッチを制御することにより、前記駆動電圧信号を導
通制御して前記圧電アクチュエータに供給することを特
徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。14. A driving waveform data, which is digital data corresponding to a driving voltage signal for driving a piezoelectric actuator of an ink jet head, is output from a driving waveform data memory in synchronization with address data. Converts the piezoelectric actuator into an analog signal of a signal level that can directly drive, amplifies the current of the analog signal, outputs a drive voltage signal, separates print gradation data included in print data, and temporarily stores it as digital data. And outputting it at a required timing, comparing the voltage levels of the print gradation data and the drive waveform data to output a comparison signal, and determining the presence or absence of an ink ejection command included in the print data to perform switch control. And outputting a logical product of the comparison signal and the switch control signal. Outputs a switch control signal, by controlling a bidirectional analog switch by the analog switch control signal, the driving method of an inkjet head and supplying to the piezoelectric actuator of the drive voltage signal conduction control to. 【請求項１５】請求の範囲第13項に記載のインクジェッ
トヘッドの駆動方法において、 前記駆動波形データメモリから、前記インクジェットヘ
ッドのインク室を初期状態にする初期期間に発生する初
期電圧波形と、前記インク室に急激にインクを供給する
第１のインク供給期間に発生する時間に対して急激に変
化する第１のインク供給電圧波形と、前記インク室に緩
やかにインクを供給する第２のインク供給期間に発生す
る時間に対して緩やかに変化する第２のインク供給電圧
波形と、前記インク室のインを急激に吐出するインク吐
出期間に発生する前記第１および第２のインク供給電圧
とは逆方向に時間に対して急激に変化するインク吐出電
圧波形と、前記インク室を初期状態に戻す収束期間に発
生する収束電圧波形とからなる駆動電圧信号をデジタル
データに変換した駆動波形データを出力し、 この駆動波形データと前記印刷階調データとを比較し
て、前記駆動波形データが最初に前記印刷階調データと
交差する点で前記比較信号を反転し、その後前記駆動波
形データが前記印刷階調データと交差する点で再び前記
比較信号を反転し、 該比較信号が最初に反転する期間以外では前記双方向ア
ナログスイッチを導通状態にして、前記圧電アクチュエ
ータに前記駆動電圧信号を供給することにより、前記印
刷階調データに応じて前記インジェクトヘッドから吐出
するインク滴の大きさ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方法。15. The method for driving an ink jet head according to claim 13, wherein an initial voltage waveform generated during an initial period for initializing an ink chamber of the ink jet head from the driving waveform data memory; A first ink supply voltage waveform that changes abruptly with respect to a time that occurs during a first ink supply period in which ink is rapidly supplied to the ink chamber, and a second ink supply that supplies ink to the ink chamber gently The second ink supply voltage waveform that changes gently with respect to the time that occurs during the period and the first and second ink supply voltages that occur during the ink discharge period in which the in of the ink chamber is rapidly discharged are opposite to each other. A drive voltage signal comprising an ink ejection voltage waveform that changes rapidly with time in the direction and a convergence voltage waveform generated during a convergence period for returning the ink chamber to the initial state. Is converted to digital data, and the drive waveform data is compared with the print gradation data, and the comparison signal is generated at a point where the drive waveform data first intersects the print gradation data. Inverting, then inverting the comparison signal again at the point where the drive waveform data intersects with the print gradation data, and turning on the bidirectional analog switch in a conductive state except during the period when the comparison signal is first inverted. A method for driving an ink-jet head, characterized in that the drive voltage signal is supplied to a piezoelectric actuator to control the size of an ink droplet ejected from the injector head according to the print gradation data. 【請求項１６】請求の範囲第14項に記載のインクジェッ
トヘッドの駆動方法において、 前記駆動波形データメモリから、前記インクジェットヘ
ッドのインク室に初期状態にする初期期間に発生する初
期電圧波形と、前記インク室に急激にインクを供給する
第１のインク供給期間に発生する時間に対して急激に変
化する第１のインク供給電圧波形と、前記インク室に緩
やかにインクを供給する第２のインク供給期間に発生す
る時間に対して緩やかに変化する第２のインク供給電圧
波形と、前記インク室のインクを急激に吐出するインク
吐出期間に発生する前記第１および第２のインク供給電
圧とは逆方向に時間に対して急激に変化するインク吐出
電圧波形と、前記インク室を初期状態に戻す収束期間に
発生する収束電圧波形とからなる駆動電圧信号をデジタ
ルデータに変換した駆動波形データを出力し、 この駆動波形データと前記印刷階調データとを比較し
て、前記駆動波形データが最初に前記印刷階調データと
交差する点で前記比較信号を反転し、その後前記駆動波
形データが前記印刷階調データと交差する点で再び前記
比較信号を反転し、 該比較信号が最初に反転する期間以外では前記双方向ア
ナログスイッチを導通状態にして、前記圧電アクチュエ
ータに前記駆動電圧信号を供給することにより、前記印
刷階調データに応じて前記インクジェットヘッドから吐
出するインク滴の大きさ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方法。16. The method for driving an ink jet head according to claim 14, wherein: an initial voltage waveform generated during an initial period for initializing an ink chamber of the ink jet head from the driving waveform data memory; A first ink supply voltage waveform that changes abruptly with respect to a time that occurs during a first ink supply period in which ink is rapidly supplied to the ink chamber, and a second ink supply that supplies ink to the ink chamber gently The second ink supply voltage waveform that changes gently with respect to the time that occurs during the period and the first and second ink supply voltages that occur during the ink discharge period in which the ink in the ink chamber is rapidly discharged are opposite to each other. A drive voltage comprising an ink discharge voltage waveform that changes rapidly with time in the direction and a convergence voltage waveform generated during a convergence period for returning the ink chamber to the initial state. The drive waveform data obtained by converting the drive waveform data into digital data is output. The drive waveform data is compared with the print gradation data, and the comparison signal is obtained at a point where the drive waveform data first intersects the print gradation data. And then invert the comparison signal again at the point where the drive waveform data intersects with the print gradation data, and turn on the bidirectional analog switch except during the period when the comparison signal is first inverted. A method for driving an ink-jet head, characterized in that the drive voltage signal is supplied to the piezoelectric actuator to control the size of an ink droplet ejected from the ink-jet head according to the print gradation data.
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