JP3488527B2 - インクジェット記録装置のヘッド駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、複写機
及びプリンタ等に用いられるインクジェット記録装置の
ヘッド駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インク吐出ノズル及びノズルに対
応して配設された圧電素子を有する記録ヘッドを備え、
圧電素子の変形によってノズルからインクを吐出するよ
うにしたインクジェット記録装置が普及している。ま
た、圧電素子に印加する電圧レベルを変化させると、圧
電素子の変形量が変化することが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像デ
ータの階調に応じた電圧を圧電素子に印加することによ
って画像の階調表現を行うインクジェット記録装置は実
用化されていない。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するもので、画
像の階調表現を行うインクジェット記録装置のヘッド駆
動装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、階調を有する画像を記録紙に記録するイ
ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、圧電
素子の変形によってインク吐出ノズルからインクを吐出
する記録ヘッドと、上記圧電素子に定レベルの電圧を印
加する電源部及び上記圧電素子への印加電圧を画像の階
調に対応するレベルの階調電圧レベルまで低下させる放
電部からなるヘッド駆動手段とを備え、上記放電部は、
上記電源部の電圧よりも低い電圧であって、画像の階調
に対応するレベルの電圧を出力する階調電圧発生部と、
駆動パルス出力部から出力される信号によりオンオフさ
れ、上記電源部と上記階調電圧発生部との間に接続され
たトランジスタとを有し、上記圧電素子は、上記トラン
ジスタの上記電源部側に接続されており、上記ヘッド駆
動手段は、上記トランジスタがオンにされたときに上記
階調電圧発生部の電圧を上記圧電素子に印加すると共
に、上記トランジスタがオンからオフにされたときに上
記電源部の定レベルの電圧を上記圧電素子に印加するも
のである（請求項１）。

【０００６】また、上記階調電圧発生部は、定電圧電源
と、画像の階調に対応して上記定電圧電源から出力され
る電圧を分割する分割回路とを備え、上記ヘッド駆動手
段は、上記トランジスタがオンにされたときに、上記分
割電圧を上記圧電素子に印加するものである（請求項
２）。

【０００７】また、本発明は、階調を有する画像を記録
紙に記録するインクジェット記録装置のヘッド駆動装置
であって、圧電素子の変形によってインク吐出ノズルか
らインクを吐出する記録ヘッドと、上記圧電素子に定レ
ベルの電圧を印加する電源部、この電源部により充電さ
れるコンデンサを有し、上記圧電素子への印加電圧を画
像の階調に対応する階調電圧レベルまで低下させる放電
部、所定周期で所定パルス幅の駆動パルスを出力する駆
動パルス出力部及び画像の階調に対応するパルス幅信号
を出力するパルス幅変調部を有するヘッド駆動手段とを
備え、上記電源部は、入力端子が上記駆動パルス出力部
及び上記パルス幅変調部に接続され、上記駆動パルス出
力部が駆動パルスを出力し、かつ、上記パルス幅変調部
がパルス信号を出力していないときにのみローレベル信
号を出力し、それ以外のときはハイレベル信号を出力す
るゲート回路を有し、このゲート回路からハイレベル信
号が出力されるときに上記コンデンサを充電することで
上記圧電素子に定レベルの電圧を印加するものであり、
上記放電部は、上記パルス幅変調部からのパルス信号に
よりオンオフされ、上記コンデンサに充電されている電
荷を抵抗を介して放電するトランジスタを備え、上記パ
ルス幅変調部からパルス信号が出力されている時間だけ
上記トランジスタがオンされることで上記コンデンサに
充電されている電荷を放電するものであり、上記ヘッド
駆動手段は、上記駆動パルス出力部から駆動パルスが出
力されているときに上記パルス幅変調部からパルス信号
が出力されることで上記トランジスタをオンにし、この
ときに上記コンデンサに充電されている電荷を画像の階
調に対応する階調電圧レベルになるまで放電し、上記駆
動パルス出力部から駆動パルスが出力されているときに
上記パルス幅変調部からのパルス信号の出力が停止され
ることで上記トランジスタをオンからオフにし、このと
きに上記コンデンサを充電することで上記定レベルの電
圧に復帰させ、この定レベルの電圧を上記圧電素子に印
加するものである（請求項３）。

【０００８】また、上記コンデンサの充電電圧は、バッ
ファアンプ及び増幅部を介して上記圧電素子に印加され
る（請求項４）。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、圧電素子への印
加電圧は、階調電圧発生部から出力される画像の階調に
対応する階調電圧レベルまで低下してから定レベルの電
圧に復帰するので、圧電素子に印加される駆動電圧が画
像の階調に対応する電圧になる。従って、圧電素子は画
像の階調に対応する変形量で変形するので、画像の階調
に対応する量のインクが吐出される。これによって、階
調を有する画像が記録される。

【００１０】また、請求項２記載の発明によれば、定電
圧電源の定電圧が画像の階調に対応して分割される。そ
して、圧電素子への印加電圧は、この分割電圧まで低下
してから定レベルの電圧に復帰するので、圧電素子に印
加される駆動電圧が画像の階調に対応する電圧になる。
従って、圧電素子は画像の階調に対応する変形量で変形
するので、階調を有する画像が記録される。

【００１１】また、請求項３記載の発明によれば、圧電
素子への印加電圧は、放電部のコンデンサの電荷がパル
ス幅変調部からのパルス幅信号の出力時間だけ放電され
て画像の階調に対応する電圧レベルまで低下してから定
レベルの電圧に復帰する。従って、圧電素子に印加され
る駆動電圧が画像の階調に対応する電圧になるので、圧
電素子は画像の階調に対応する変形量で変形する。これ
によって、階調を有する画像が記録される。

【００１２】また、請求項４記載の発明によれば、放電
部のコンデンサの充電電圧がバッファアンプ及び増幅部
により増幅されて圧電素子に印加される。これによっ
て、圧電素子に印加される駆動電圧が画像の階調に対応
する電圧になるので、圧電素子は画像の階調に対応する
変形量で変形し、階調を有する画像が記録される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るインクジェット記録装置
のヘッド駆動装置の一実施例について、図面を参照しな
がら説明する。このインクジェット記録装置は、記録ヘ
ッドのインク吐出ノズルから画像の階調に対応する量の
インクを記録紙に吐出して階調を有する画像を印字する
構成を備えている。

【００１４】まず、同実施例について図１、図２を用い
て説明する。図１は同実施例が適用されるインクジェッ
ト記録装置の要部の構成を示すブロック図である。図２
は圧電素子７１への印加電圧を示す図である。このイン
クジェット記録装置は、画像読取部１０、Ａ／Ｄ変換部
２０、画像メモリ３０及びヘッド駆動部４０を備えてお
り、ヘッド駆動部４０は、電源部５０、放電部６０及び
記録ヘッド７０から構成されている。

【００１５】画像読取部１０は、例えばＣＣＤやフォト
トランジスタの光電変換素子等から構成され、画像を読
み取ってその階調に応じたレベルの電圧を画像データと
して出力するものである。Ａ／Ｄ変換部２０は、画像読
取部１０で得られたアナログ値の画像データをディジタ
ル値に変換するものである。画像メモリ３０は、ディジ
タル値に変換された階調を有する多値の画像データを記
憶するものである。なお、例えばパソコンなどの外部装
置から入力された階調を有する多値の画像データを画像
メモリ３０に記憶するようにしてもよい。

【００１６】ヘッド駆動部４０は、記録ヘッド７０、駆
動パルス出力部４１、電源部５０及び放電部６０から構
成されている。記録ヘッド７０は、圧電素子７１で構成
されるインク吐出機構が配設されたインク吐出ノズルを
備えており、圧電素子７１に印加される駆動電圧によっ
てインク吐出が制御されるようになっている。

【００１７】駆動パルス出力部４１は、所定のパルス幅
を有する駆動パルスを所定周期で出力し、放電部６０の
動作開始及び停止を所定のタイミングで行わせるもので
ある。なお、画像データが白、すなわちインクを吐出し
ないときは、駆動パルスを出力しないようにしている。

【００１８】電源部５０及び放電部６０は、画像データ
の階調に応じた駆動電圧を圧電素子７１に印加するもの
である。なお、本実施例では圧電素子７１の駆動は、い
わゆる引き打ち方式を採用している。

【００１９】放電部６０は、圧電素子７１を放電して圧
電素子７１への印加電圧を画像メモリ３０から入力され
る多値の画像データに対応する電圧レベルまで低下させ
るものである。電源部５０は、印加電圧が低下した圧電
素子７１に所定電圧Ｖ０を印加することにより、画像デ
ータの階調に対応する駆動電圧を圧電素子７１に印加す
るものである。

【００２０】例えば、画像データが高濃度データの場合
には、図２に示すように、駆動パルス出力部４１からの
駆動パルスの出力タイミングに応じて、放電部６０によ
り圧電素子７１への印加電圧が電圧Ｖ１０まで低下す
る。そして、駆動パルスに応じて放電動作が停止すると
電源部５０によって電圧Ｖ０が印加される。従って、圧
電素子７１には、駆動電圧（Ｖ０−Ｖ１０）が印加され
て多量のインクが記録紙に吐出される。

【００２１】また、画像データが低濃度データの場合に
は、駆動パルス出力部４１からの駆動パルスの出力タイ
ミングに応じて、放電部６０により圧電素子７１への印
加電圧が電圧Ｖ１１まで低下する。そして、駆動パルス
に応じて放電動作が停止すると電源部５０によって電圧
Ｖ０が印加される。従って、圧電素子７１には、駆動電
圧（Ｖ０−Ｖ１１）が印加されて少量のインクが記録紙
に吐出される。

【００２２】また、画像データが白の場合には、駆動パ
ルス出力部４１から駆動パルスが出力されないので、放
電部６０は動作しない。従って、圧電素子７１への電源
部５０による電圧Ｖ０の印加が継続されて、インクは吐
出されない。

【００２３】このように、圧電素子７１への印加電圧
を、放電部６０によって画像の階調に対応する電圧レベ
ルまで低下させた後、電源部５０によって所定電圧Ｖ０
まで上昇させることにより、圧電素子７１に画像の階調
に対応する駆動電圧を印加するようにしたので、画像の
階調に対応する量のインクをノズルから吐出させること
ができる。これによって、簡易な構成で階調を有する画
像を記録紙に記録することができる。

【００２４】また、引き打ち方式で圧電素子７１を駆動
するとともに、圧電素子７１に通常印加されている電圧
レベルを一定にしているので、インク吐出ノズルのメニ
スカスの不規則な振動がなく、安定したインク吐出を行
うことができる。従って、インク吐出周波数を高くする
ことができる。

【００２５】次に、ヘッド駆動部４０の回路の一例につ
いて図３、図４を用いて説明する。図３はヘッド駆動部
４０の一例を示す回路図である。図４は図３の回路によ
る圧電素子７１への印加電圧を示す図である。

【００２６】電源部５０は、電圧Ｖ０の電源５１が抵抗
Ｒ１を介して圧電素子７１に接続されて構成され、圧電
素子７１には電圧Ｖ０が印加されている。

【００２７】放電部６０は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ
１，Ｑ３、ＰＮＰ型のトランジスタＱ２や抵抗及びコン
デンサなどから構成されるとともに、階調電圧発生部６
１を備えており、駆動パルス出力部４１から入力される
駆動パルスによって放電動作の開始、停止が制御される
ようになっている。

【００２８】駆動パルス出力部４１は、抵抗を介してト
ランジスタＱ３のベースに接続されている。トランジス
タＱ３は、エミッタがアースに接続され、コレクタが抵
抗を介して電源５１に接続されるとともに抵抗を介して
トランジスタＱ２のベースに接続されている。トランジ
スタＱ２は、エミッタが電源５１に接続され、コレクタ
が抵抗を介してアースに接続されるとともに抵抗を介し
てトランジスタＱ１のベースに接続されている。トラン
ジスタＱ１は、コレクタが抵抗Ｒ１と圧電素子７１間に
接続され、エミッタが階調電圧発生部６１を介してアー
スに接続されている。

【００２９】階調電圧発生部６１は、スイッチ駆動部６
２、電圧Ｖ１の電源６３、スイッチＳＷ１，ＳＷ２及び
抵抗Ｒ２〜Ｒ５から構成され、画像メモリ３０から入力
される画像データの階調に対応するレベルの階調電圧を
トランジスタＱ１のエミッタに発生させるものである。

【００３０】トランジスタＱ１のエミッタとアース間
に、抵抗Ｒ２，Ｒ３が直列に接続されている。また、ト
ランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ４を介してスイッチ
ＳＷ１のコモン端子Ｐ１１に接続されている。抵抗Ｒ
２，Ｒ３の接続点は、抵抗Ｒ５を介してスイッチＳＷ２
のコモン端子Ｐ２１に接続されている。

【００３１】スイッチＳＷ１は、コモン端子Ｐ１１を、
電源６３に接続された電源端子Ｐ１２またはアースに接
続されたアース端子Ｐ１３に接続するものである。スイ
ッチＳＷ２は、コモン端子Ｐ２１を、電源６３に接続さ
れた電源端子Ｐ２２またはアースに接続されたアース端
子Ｐ２３に接続するものである。スイッチ駆動部６２
は、画像メモリ３０から入力される画像データの階調に
応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続端子を切り換える
ものである。

【００３２】なお、抵抗Ｒ２の抵抗値はｒ、抵抗Ｒ３〜
Ｒ５の抵抗値はそれぞれ２ｒになっており、トランジス
タＱ１のエミッタには、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続
端子の切り換えにより、表１に示すレベルの電圧が発生
するようになっている。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１はスイッチＳＷ１，ＳＷ２の各コモン
端子Ｐ１１，Ｐ２１の接続の組み合わせに対するトラン
ジスタＱ１のエミッタにおける発生電圧を示している。
表１に示すように、図３の回路では、スイッチＳＷ１，
ＳＷ２の接続端子の切り換えによって３／４Ｖ１，１／
２Ｖ１，１／４Ｖ１，０の４段階の電圧を発生すること
ができる。

【００３５】従って、例えば画像データが非常に高濃度
データの場合には、コモン端子Ｐ１１，Ｐ２１をアース
端子Ｐ１３，Ｐ２３に接続する。そして、トランジスタ
Ｑ１がオンになると、図４に示すように、圧電素子７１
への印加電圧は電圧Ｖ２０まで低下し、駆動パルスに応
じてトランジスタＱ１がオフになると電源部５０によっ
て電圧Ｖ０が印加される。従って、圧電素子７１には駆
動電圧（Ｖ０−Ｖ２０）が印加されて、多量のインクが
記録紙に吐出される。

【００３６】また、画像データが少し高濃度データの場
合には、コモン端子Ｐ１１をアース端子Ｐ１３に、コモ
ン端子Ｐ２１を電源端子Ｐ２２に接続する。そして、ト
ランジスタＱ１がオンになると、図４に示すように、圧
電素子７１への印加電圧は電圧１／４Ｖ１まで低下し、
駆動パルスに応じてトランジスタＱ１がオフになると電
源部５０によって電圧Ｖ０が印加される。従って、圧電
素子７１には駆動電圧（Ｖ０−１／４Ｖ１）が印加され
て、やや多い量のインクが記録紙に吐出される。

【００３７】また、画像データが少し低濃度データの場
合には、コモン端子Ｐ１１を電源端子Ｐ１２に、コモン
端子Ｐ２１をアース端子Ｐ２３に接続する。そして、ト
ランジスタＱ１がオンになると、図４に示すように、圧
電素子７１への印加電圧は電圧１／２Ｖ１まで低下し、
駆動パルスに応じてトランジスタＱ１がオフになると電
源部５０によって電圧Ｖ０が印加される。従って、圧電
素子７１には駆動電圧（Ｖ０−１／２Ｖ１）が印加され
て、やや少ない量のインクが記録紙に吐出される。

【００３８】また、画像データが非常に低濃度データの
場合には、コモン端子Ｐ１１，Ｐ２１を電源端子Ｐ１
２，Ｐ２２に接続する。そして、トランジスタＱ１がオ
ンになると、図４に示すように、圧電素子７１への印加
電圧は電圧３／４Ｖ１まで低下し、駆動パルスに応じて
トランジスタＱ１がオフになると電源部５０によって電
圧Ｖ０が印加される。従って、圧電素子７１には駆動電
圧（Ｖ０−３／４Ｖ１）が印加されて、少量のインクが
記録紙に吐出される。

【００３９】次に、動作について説明する。画像メモリ
３０から画像データがスイッチ駆動部６２に入力される
と、その階調に応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続が
切り換えられる。

【００４０】一方、駆動パルス出力部４１からハイレベ
ル信号からなる駆動パルスが出力されると、トランジス
タＱ３にベース電流が流れてトランジスタＱ３がオン
し、電源５１から電流が流れる。これによってトランジ
スタＱ２にベース電流が流れてトランジスタＱ２がオン
し、電源５１から電流が流れる。これによってトランジ
スタＱ１にベース電流が流れてトランジスタＱ１がオン
し、電源５１から電流が流れて圧電素子７１への印加電
圧が低下する。なお、トランジスタＱ１がオンするまで
にスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続切換が完了している必
要がある。

【００４１】ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続状
態に応じたレベルの電圧まで低下し、トランジスタＱ１
がオフになると圧電素子７１に電圧Ｖ０が印加されて、
インクが吐出される。なお、画像データが白の場合に
は、トランジスタＱ１がオフのままで、電源部５０によ
る電圧Ｖ０の印加が継続され、インクは吐出されない。

【００４２】このように、図３の回路によれば、簡易な
回路構成で画像データの階調に応じて５段階の階調画像
を記録することができる。また、引き打ち方式で圧電素
子７１を駆動するとともに、圧電素子７１に通常印加さ
れている電圧レベルを一定にしているので、インク吐出
ノズルのメニスカスの不規則な振動がなく、安定したイ
ンク吐出を行うことができる。従って、インク吐出周波
数を高くすることができる。

【００４３】なお、階調電圧発生部６１のスイッチの個
数を増加させて、出力する電圧のレベル数を増加させる
ことにより、更に多数の階調を有する画像を記録でき
る。

【００４４】次に、ヘッド駆動部４０の異なる構成例に
ついて、図５、図６を用いて説明する。図５はヘッド駆
動部４０の回路ブロック図である。図６は図５の各部の
信号レベル及び電圧波形を示すタイミングチャートで、
が駆動パルス出力部４１の出力信号、がパルス幅変
調部４２の出力信号、がゲート回路５４の出力信号、
が増幅部４４の出力電圧波形を示している。

【００４５】駆動パルス出力部４１は、図６のに示す
ように所定周期Ｔ０でパルス幅Ｔ１の駆動パルスを出力
するものである。なお、この例では図１、図３の場合と
異なり、画像データが白のときでも駆動パルスが出力さ
れるようになっている。

【００４６】パルス幅変調部４２は、画像メモリ３０か
ら入力される画像データの階調に対応するパルス幅を有
する信号を、図６のに示すように駆動パルス出力部４
１の駆動パルスに同期して出力するものである。この画
像データの階調からパルス幅への変換は、例えばパルス
幅Ｔ１の１／５のパルス幅を有する単位パルスを形成
し、画像データが高濃度、中濃度、低濃度に対応して単
位パルスが５個、３個、１個のパルス幅を有する信号を
出力することによって行われる。

【００４７】バッファアンプ４３及び増幅部４４は、電
源部５０及び放電部６０と圧電素子７１の間に直列に接
続されており、バッファアンプ４３は、出力負荷インピ
ーダンス変化を一定にし、入力側へ影響するのを防止す
るとともに入力電圧を増幅するもので、増幅部４４は、
入力電圧を増幅するものである。このバッファアンプ４
３及び増幅部４４によって、点Ａの電圧が圧電素子７１
の駆動に適切な電圧レベルになるように増幅される。

【００４８】電源部５０は、電源５１，５２、リレー５
３、ゲート回路５４及びＮＰＮ型のトランジスタＱ４等
から構成されている。電圧Ｖ３０の電源５１は、リレー
５３の接点部及び抵抗Ｒ６を介してバッファアンプ４３
の非反転入力端子に接続されている。トランジスタＱ４
は、コレクタがリレー５３のコイル部を介して電源５２
に、エミッタがアースに、ベースが抵抗を介してゲート
回路５４の出力端子にそれぞれ接続されている。

【００４９】ゲート回路５４は、入力端子が駆動パルス
出力部４１及びパルス幅変調部４２に接続され、図６の
に示すように、駆動パルス出力部４１が駆動パルスを
出力し、かつ、パルス幅変調部４２がパルス信号を出力
していないときのみローレベル信号を出力し、それ以外
のときはハイレベル信号を出力するものである。

【００５０】放電部６０は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ
５や抵抗Ｒ７及びコンデンサＣ１などから構成されてい
る。トランジスタＱ５は、コレクタが抵抗Ｒ７を介して
バッファアンプ４３の非反転入力端子に、エミッタがア
ースに、ベースが抵抗を介してパルス幅変調部４２にそ
れぞれ接続されている。また、コンデンサＣ１は、バッ
ファアンプ４３の非反転入力端子とアース間に接続され
ている。

【００５１】以上の構成によって、トランジスタＱ４
は、ゲート回路５４からハイレベル信号が出力されてい
るときはオンしている。トランジスタＱ４がオンする
と、リレー５３のコイル部に電流が流れて接点部がオン
するので、点Ａの電圧レベルは電源５１の電圧Ｖ３０に
なる。一方、ゲート回路５４からローレベル信号が出力
されているときは、トランジスタＱ４がオフで、リレー
５３もオフになる。また、トランジスタＱ５は、パルス
幅変調部４２から画像データの階調に対応するパルス幅
の信号が出力されているときだけオンになる。

【００５２】次に、動作について説明する。所定周期Ｔ
０でパルス幅Ｔ１の駆動パルスが、図６のに示すよう
に、駆動パルス出力部４１から時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，
ｔ４に出力される。

【００５３】また、画像メモリ３０から入力される画像
データの階調に対応するパルス幅の信号が、パルス幅変
調部４２から、図６のに示すように駆動パルスに同期
して時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４に出力される。ここ
で、時刻ｔ１では、画像データが高濃度データで、単位
パルス５個分、すなわちパルス幅Ｔ１の信号が時刻ｔ１
０まで出力されている。時刻ｔ２では、画像データが中
程度の濃度データで、単位パルス３個分のパルス幅の信
号が時刻ｔ２１まで出力されている。時刻ｔ３では画像
データが白でパルス信号は出力されない。時刻ｔ４で
は、画像データが低濃度データで、単位パルス１個分の
パルス幅の信号が時刻ｔ４１まで出力されている。

【００５４】従って、時刻ｔ１までは、トランジスタＱ
４がオンでリレー５３がオンしており、トランジスタＱ
５はオフになっているので、点Ａの電圧レベルは電源５
１の電圧Ｖ３０になっている。

【００５５】時刻ｔ１でトランジスタＱ５がオンするの
で、点Ａの電圧レベルがコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ７の
時定数によって徐々に時刻ｔ１０まで低下する。そし
て、時刻ｔ１０でトランジスタＱ５がオフになると、コ
ンデンサＣ１が直ぐに充電されて点Ａの電圧レベルが電
源５１の電圧Ｖ３０になる。従って、圧電素子７１には
駆動電圧Ｖ３１が印加され、多量のインクが吐出され
て、高濃度の画像が得られる。

【００５６】次いで、時刻ｔ２でトランジスタＱ５がオ
ンするので、点Ａの電圧レベルがコンデンサＣ１及び抵
抗Ｒ７の時定数によって徐々に時刻ｔ２まで低下する。
そして、時刻ｔ２１でトランジスタＱ４がオフになるの
でリレー５３がオフになり、かつトランジスタＱ５がオ
フになるので、その時の電圧レベルが維持される。そし
て、時刻ｔ２０でトランジスタＱ４がオンになってリレ
ー５３がオンになると、コンデンサＣ１が直ぐに充電さ
れて点Ａの電圧レベルが電源５１の電圧Ｖ３０になる。
従って、圧電素子７１には駆動電圧Ｖ３２が印加され、
中量のインクが吐出されて、中程度の濃度の画像が得ら
れる。

【００５７】次いで、時刻ｔ３〜ｔ３０では、トランジ
スタＱ４がオンになったままでリレー５３のオンが継続
され、トランジスタＱ５がオフのままなので、点Ａの電
圧レベルは、電源５１の電圧Ｖ３０が継続される。従っ
て、圧電素子７１には駆動電圧が印加されず、インクは
吐出されない。

【００５８】次いで、時刻ｔ４でトランジスタＱ５がオ
ンするので、点Ａの電圧レベルがコンデンサＣ１及び抵
抗Ｒ７の時定数によって徐々に時刻ｔ４１まで低下す
る。そして、時刻ｔ４１でトランジスタＱ４がオフにな
るのでリレー５３がオフになり、かつトランジスタＱ５
がオフになるので、その時の電圧レベルが維持される。
そして、時刻ｔ４０でトランジスタＱ４がオンになって
リレー５３がオンになると、コンデンサＣ１が直ぐに充
電されて点Ａの電圧レベルが電源５１の電圧Ｖ３０にな
る。従って、圧電素子７１には駆動電圧Ｖ３３が印加さ
れ、少量のインクが吐出されて、低濃度の画像が得られ
る。

【００５９】このように、図５の回路によれば、画像デ
ータの階調に対応するパルス幅を有する信号を出力し、
圧電素子７１への印加電圧を変更して、インク吐出量を
制御するようにしたので、図３の回路の場合と同様の効
果を得ることができる。また、単位パルスのパルス幅を
短くして印加電圧のレベル数を増加させることにより、
更に多数の階調を有する画像を記録できる。

【００６０】なお、上記実施例において、記録ヘッド７
０は、インク吐出ノズルが一個に限られず、複数のノズ
ルが設けられたものでもよい。この場合には、各ノズル
の圧電素子７１に対応して電源部５０及び放電部６０を
設けるようにすれば、同様の効果が得られる。これによ
って、ノズル単位で階調を有する画像を記録紙に記録す
ることができる。この場合において、電源５１は、各圧
電素子７１に対応して個別に設けても、共通のものを１
個設けるようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、圧電素子への印加電圧を階調電圧発生部から出
力される画像の階調に対応する階調電圧レベルまで低下
させてから定レベルの電圧に復帰させるようにしたの
で、画像の階調に対応する駆動電圧を圧電素子に印加す
ることができる。従って、画像の階調に対応する量のイ
ンクを吐出することができるので、階調を有する画像を
記録できる。

【００６２】また、請求項２の発明によれば、階調電圧
発生部は、定電圧電源と、画像の階調に対応して上記定
電圧電源から出力される電圧を分割する分割回路とを備
え、圧電素子への印加電圧を上記分割電圧まで低下させ
るようにしたので、画像の階調に対応する駆動電圧を圧
電素子に印加することができる。従って、画像の階調に
対応する量のインクを吐出することができるので、階調
を有する画像を記録できる。

【００６３】また、請求項３の発明によれば、圧電素子
への印加電圧を放電部のコンデンサの電荷がパルス幅変
調部からのパルス幅信号の出力時間だけ放電されること
で画像の階調に対応する階調電圧レベルまで低下させて
から定レベルの電圧に復帰させるようにしたので、画像
の階調に対応する駆動電圧を圧電素子に印加することが
できる。従って、画像の階調に対応する量のインクを吐
出することができるので、階調を有する画像を記録でき
る。

【００６４】また、請求項４の発明によれば、放電部の
コンデンサの充電電圧がバッファアンプ及び増幅部によ
り増幅されることにより画像の階調に対応する駆動電圧
を圧電素子に印加することができる。従って、画像の階
調に対応する量のインクを吐出することができるので、
階調を有する画像を記録できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置のヘッド
駆動装置の一実施例が適用されるインクジェット記録装
置の要部の構成を示すブロック図である。

【図２】圧電素子への印加電圧を示す図である。

【図３】ヘッド駆動部の構成例を示す回路図である。

【図４】図３の回路による圧電素子への印加電圧を示す
図である。

【図５】ヘッド駆動部の異なる構成例を示す回路ブロッ
ク図である。

【図６】図５の各部の信号レベルを示すタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１０ 画像読取部 ２０ Ａ／Ｄ変換部 ３０ 画像メモリ ４０ ヘッド駆動部 ４１ 駆動パルス出力部 ４２ パルス幅変調部 ４４ 増幅部 ５０ 電源部 ５１，５２，６３ 電源 ５３ リレー ５４ ゲート回路 ６０ 放電部 ６１ 階調電圧発生部 ６２ スイッチ駆動部 ７０ 記録ヘッド ７１ 圧電素子 Ｃ１ コンデンサ Ｑ１〜Ｑ５ トランジスタ Ｒ１〜Ｒ７ 抵抗 ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 由起 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−190747（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−80037（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−272854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−97427（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/205

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 階調を有する画像を記録紙に記録するイ
   ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、圧電
   素子の変形によってインク吐出ノズルからインクを吐出
   する記録ヘッドと、上記圧電素子に定レベルの電圧を印
   加する電源部及び上記圧電素子への印加電圧を画像の階
   調に対応するレベルの階調電圧レベルまで低下させる放
   電部からなるヘッド駆動手段とを備え、上記放電部は、上記電源部の電圧よりも低い電圧であっ
   て、画像の階調に対応するレベルの電圧を出力する階調
   電圧発生部と、駆動パルス出力部から出力される信号に
   よりオンオフされ、上記電源部と上記階調電圧発生部と
   の間に接続されたトランジスタとを有し、 上記圧電素子は、上記トランジスタの上記電源部側に接
   続されており、上記ヘッド駆動手段は、上記トランジス
   タがオンにされたときに上記階調電圧発生部の電圧を上
   記圧電素子に印加すると共に、上記トランジスタがオン
   からオフにされたときに上記電源部の定レベルの電圧を
   上記圧電素子に印加する ものであることを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置。
2. 【請求項２】 上記階調電圧発生部は、定電圧電源と、
   画像の階調に対応して上記定電圧電源から出力される電
   圧を分割する分割回路とを備え、上記ヘッド駆動手段
   は、上記トランジスタがオンにされたときに、上記分割
   電圧を上記圧電素子に印加するものであることを特徴と
   する請求項１記載のインクジェット記録装置のヘッド駆
   動装置。
3. 【請求項３】 階調を有する画像を記録紙に記録するイ
   ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、圧電
   素子の変形によってインク吐出ノズルからインクを吐出
   する記録ヘッドと、上記圧電素子に定レベルの電圧を印
   加する電源部、この電源部により充電されるコンデンサ
   を有し、上記圧電素子への印加電圧を画像の階調に対応
   する階調電圧レベルまで低下させる放電部、所定周期で
   所定パルス幅の駆動パルスを出力する駆動パルス出力部
   及び画像の階調に対応するパルス幅信号を出力するパル
   ス幅変調部を有するヘッド駆動手段とを備え、 上記電源部は、入力端子が上記駆動パルス出力部及び上
   記パルス幅変調部に接続され、上記駆動パルス出力部が
   駆動パルスを出力し、かつ、上記パルス幅変調部がパル
   ス信号を出力していないときにのみローレベル信号を出
   力し、それ以外のときはハイレベル信号を出力するゲー
   ト回路を有し、このゲート回路からハイレベル信号が出
   力されるときに上記コンデンサを充電することで上記圧
   電素子に定レベルの電圧を印加するものであり、 上記放電部は、上記パルス幅変調部からのパルス信号に
   よりオンオフされ、上記コンデンサに充電されている電
   荷を抵抗を介して放電するトランジスタを備え、上記パ
   ルス幅変調部からパルス信号が出力されている時間だけ
   上記トランジスタがオンされることで上記コンデンサに
   充電されている電荷を放電するものであり、 上記ヘッド駆動手段は、上記駆動パルス出力部から駆動
   パルスが出力されているときに上記パルス幅変調部から
   パルス信号が出力されることで上記トランジスタをオン
   にし、このときに上記コンデンサに充電されている電荷
   を画像の階調に対応する階調電圧レベルになるまで放電
   し、上記駆動パルス出力部から駆動パルスが出力されて
   いるときに上記パルス幅変調部からのパルス信号の出力
   が停止されることで上記トランジスタをオンからオフに
   し、このときに上記コンデンサを充電することで上記定
   レベルの電圧に復帰させ、この定レベルの電圧を上記圧
   電素子に印加する ものであることを特徴とするインクジ
   ェット記録装置のヘッド駆動装置。
4. 【請求項４】 上記コンデンサの充電電圧は、バッファ
   アンプ及び増幅部を介して上記圧電素子に印加されるこ
   とを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録装置
   のヘッド駆動装置。