JPH1158732A - インクジェットヘッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録素子に印加するパルスの幅や電圧値を変
えるだけではインク滴吐出量の制御範囲が狭いという課
題があった。 【解決手段】 画像データの階調レベルに応じたパラメ
ータを有するパルスデータを記録素子数分だけ順次転送
するシフトレジスタ３と、前記パルスデータを記憶する
ラッチ５と、記録素子毎に設けられパルスデータをアナ
ログ信号に変換するＤＡＣ６と、記録素子毎に設けられ
アナログ信号を積分するアナログ積分器７と、記録素子
毎に設けられ前記積分器の出力を増幅して生成した前記
画像データの階調レベルに応じた形状の駆動パルスを記
録素子９に印加する増幅器８とを備えた。 【効果】 記録素子に分解能が高い任意の駆動パルスを
印加することができ、複数の形状の駆動パルスを同時に
印加することができ、高精度なインク滴吐出量制御（ド
ット径変調による階調制御）ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリンタやファ
クシミリや複写機などに用いられるインクジェットヘッ
ド駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、ノズルより
インク滴を吐出させて画像・文字などを被記録部材に記
録する。吐出手段には、様々な方法が用いられているが
以下の例を挙げることができる。

【０００３】まず、記録素子に発熱素子を用いて、この
発熱素子に通電させることで発熱素子が発生する熱エネ
ルギーによってインクに膜沸騰を生じさせ、この膜沸騰
による気泡の膨張圧力によってインク滴を吐出する手段
がある。

【０００４】また、記録素子にピエゾなどの圧電素子を
用いて、この圧電素子に電圧を印加し圧電素子の伸長に
よる機械的な圧力によってインク滴を吐出する手段など
がある。

【０００５】このような記録ヘッドを駆動するために
は、記録素子に所定の駆動パルスを印加する。

【０００６】従来のインクジェットヘッド駆動装置につ
いて図３０を参照しながら説明する。図３０は、例え
ば、特開平４−３１０７４７号公報に示された従来のイ
ンクジェットヘッド駆動装置の構成を示す図である。

【０００７】図３０において、走査電圧発生回路１０１
から駆動パルスが出力され、その出力結線１０２は各記
録素子１１１、１１２、１１３、・・・に共通接続され
ており、記録素子１１１、１１２、１１３、・・・には
トランジスタ１２１、１２２、１２３、・・・が接続さ
れている。このトランジスタ１２１、１２２、１２３、
・・・の制御を記録信号１３０によって行う。

【０００８】記録信号１３０は、クロック１３１により
シフトレジスタ１４１、１４２、１４３、・・・に転送
され、ラッチ信号１３２によりラッチ１５１、１５２、
１５３、・・・に記憶される。ラッチ１５１、１５２、
１５３、・・・に記憶された記録信号１３０が記録の場
合、その記録素子に接続されたトランジスタがオンとな
り走査電圧発生回路１０１からの駆動パルスが記録素子
に印加されインク滴を吐出する。

【０００９】一方、記録しない場合は、このトランジス
タがオフとなり駆動パルスが記録素子に印加されないた
めインク滴を吐出しない。このようにして、インク滴を
吐出する、吐出しないによる２値記録を行っている。

【００１０】しかし、このような２値記録では写真など
のように濃淡の階調が細かく表現されている画像は不得
手であり十分な再現ができない。そこで、画像の濃淡レ
ベルに応じてインク滴の吐出量を制御してドット径を変
化させ中間調を表現する方法が提案されている。画像の
階調に応じて記録素子の駆動時間や駆動電圧を制御する
と、それに従い圧電素子が変形してインク滴の吐出量を
調整できるためにドット径変調が可能である。

【００１１】そのためのインクジェットヘッド駆動装置
として、例えば、特開平４−３１６８５１号公報では圧
電素子のそれぞれに印加する電圧パルスのパルス幅や電
圧値を変えることのできる駆動回路が示されている。図
３１は、その例を示したもので、他の従来のインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示す図である。

【００１２】図３１において、クロック１３１に同期し
て記録信号１３０をシフトレジスタ２０１に入力する。
そのシフトレジスタ２０１からの記録信号のパルス幅
と、パルス幅生成回路２０２からのパルス信号ＰＷＭと
をゲート回路２１１、２１２、２１３、２１４、・・
・、２１ｎに入力して駆動パルス幅を変調する。この変
調された駆動パルスを高耐圧アンプ２２１を通じて記録
素子２３１、２３２、２３３、２３４、・・・、２３ｎ
に印加することでドット径変調を行っている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
インクジェットヘッド駆動装置では、後述するように記
録素子に印加する電圧パルスのパルス幅や電圧値を変え
るだけではインク滴吐出量の制御範囲が狭く、すなわ
ち、中間調表現に必要なドット径変調範囲が狭いという
問題点があった。

【００１４】さらに、上記制御範囲が狭いためにノズル
の製造ばらつきなどによるドット径のノズル毎の違いを
補正することができず、画像品質を低下させるという問
題点があった。

【００１５】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、記録素子に分解能が高い任意の駆
動パルスを印加することができ、かつ複数の形状の駆動
パルスを同時に印加することができて、高精度なインク
滴吐出量制御、すなわち、ドット径変調による階調制御
が可能なインクジェットヘッド駆動装置を得ることを目
的とする。

【００１６】さらに、この発明は、記録ばらつきを低減
することができ、高画質な記録画像を得ることのできる
インクジェットヘッド駆動装置を得ることを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るインクジ
ェットヘッド駆動装置は、複数の記録素子を備えたイン
クジェットヘッド駆動装置において、画像データの階調
レベルに応じたパラメータを有するパルスデータを前記
記録素子数分だけ順次転送する転送手段と、前記転送手
段により転送されたパルスデータを記憶する記憶手段
と、記録素子毎に設けられ前記記憶手段により記憶され
たパルスデータをアナログ信号に変換する変換手段と、
記録素子毎に設けられ前記変換手段により変換されたア
ナログ信号を積分する積分手段と、記録素子毎に設けら
れ前記積分手段の出力を増幅して生成した前記画像デー
タの階調レベルに応じた形状の駆動パルスを前記記録素
子に印加する増幅手段とを備えたものである。

【００１８】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、前記パラメータが、ピーク電圧値、立ち
上がり時間、ピーク電圧値の無変化時間、及び立ち下が
り時間を含むものである。

【００１９】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、前記転送手段が、画像データの階調レベ
ルに応じたパラメータを有するパルスデータを前記記録
素子数分だけ順次転送する複数のシフトレジスタから構
成され、さらに、記録素子毎に設けられ前記複数のシフ
トレジスタのいずれかを選択する選択手段を備えたもの
である。

【００２０】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、前記転送手段が、前記パルスデータを転
送する第１のシフトレジスタと、前記駆動パルスの変化
点のタイミングを示す変化点データを転送する第２のシ
フトレジスタとから構成され、前記記憶手段が、前記変
化点データに基づき前記パルスデータを記憶するもので
ある。

【００２１】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、前記第２のシフトレジスタが、複数ビッ
ト幅をもつものである。

【００２２】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、さらに、切換制御信号に基づき前記変換
手段の基準電圧の極性を切り換える極性切換手段を備え
たものである。

【００２３】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、さらに、基準電圧制御データに基づき前
記変換手段の基準電圧を制御する基準電圧制御手段を備
えたものである。

【００２４】この発明に係るインクジェットヘッド駆動
装置は、複数の記録素子を備えたインクジェットヘッド
駆動装置において、画像データの階調レベルに応じたパ
ラメータを有するパルスデータを前記記録素子数分だけ
順次転送する転送手段と、前記転送手段により転送され
たパルスデータを記憶する記憶手段と、記録素子毎に設
けられ前記記憶手段により出力されたパルスデータのう
ち立ち下がりデータを極性反転する反転手段と、記録素
子毎に設けられ前記反転手段により極性反転された立ち
下がりデータと前記記憶手段により出力されたパルスデ
ータのうち立ち上がりデータとを加算する加算手段と、
記録素子毎に設けられ前記加算手段により出力された加
算信号を積分する積分手段と、記録素子毎に設けられ前
記積分手段の出力を増幅して生成した前記画像データの
階調レベルに応じた形状の駆動パルスを前記記録素子に
印加する増幅手段とを備えたものである。

【００２５】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、前記積分手段が、時定数制御データに基
づき前記積分手段の時定数を変化させる時定数可変手段
を含むものである。

【００２６】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、さらに、前記増幅手段の利得を調整する
ことができる利得補正手段を備えたものである。

【００２７】さらに、この発明に係るインクジェットヘ
ッド駆動装置は、さらに、利得制御データに基づき前記
増幅手段の利得を変化させる利得制御手段を備えたもの
である。

【００２８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の実施の形態１について図１か
ら図７までを参照しながら説明する。図１は、この発明
の実施の形態１に係るインクジェットヘッド駆動装置の
構成を示すブロック図である。また、図２は、図１のＤ
／Ａコンバータの詳細構成を示す図である。さらに、図
３は、図１のアナログ積分器の詳細構成を示す図であ
る。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。

【００２９】図１において、１は記録素子の駆動条件で
あるＬビットのパルスデータＤ（デジタル値）、２はク
ロック信号、３は記録素子数Ｎ個分のシフトレジスタ、
４はラッチ信号、５は記録素子Ｎ個分のラッチ、６（６
₁、６₂、・・・、６_N）はＤ／Ａコンバータ（ＤＡ
Ｃ）、７（７₁、７₂、・・・、７_N）はアナログ積分
器、８（８₁、８₂、・・・、８_N）は利得「Ａｎ」の増
幅器、９（９₁、９₂、・・・、９_N）は圧電素子を用い
た記録素子である。

【００３０】なお、本実施の形態では簡便のため、パル
スデータ１のビット幅Ｌを「８」として以下説明する。
このパルスデータ１のビット幅Ｌは記録素子９に与える
駆動パルスに対し十分な精度を持っていればよい。

【００３１】図２において、６１はラッチ５からのパル
スデータの入力で、８ビットの信号をそれぞれ１ビット
ずつ入力する。また、６２は基準電圧Ｖｒｅｆを与える
リファレンス電源端子、６３（６３₁、６３₂、６３₃、
・・・、６３₈）は入力信号（パルスデータＤ）６１に
したがって出力を切り換えるアナログスイッチ、６４及
び６５はオペアンプである。

【００３２】このＤＡＣ６は、一般的なＲと２Ｒの値の
抵抗器を梯子形に組み合わせたラダータイプと言われる
ものである。アナログスイッチ６３の片方の出力端子を
共通にしてオペアンプ６５の反転入力端子に接続する。
もう片方の出力端子はオフセット調整用のオペアンプ６
４の反転入力端子に基準電源Ｖｒｅｆより分圧された電
圧とともに入力する。オペアンプ６４、６５は反転出力
であるのでＤＡＣ６の出力を反転させないために、レフ
ァレンス電源端子６２には負極性の電圧を与える構成と
する。

【００３３】この際、入力信号（入力データ）６１とＤ
ＡＣ６の出力Ｖ１を以下のようになるようオペアンプ６
４の出力を調節する。入力データが「０」のときはＶ１
＝−Ｖｒｅｆ［Ｖ］、入力データが「１２８」のときは
Ｖ１＝０［Ｖ］、入力データが「２５５」のときにはＶ
１＝＋Ｖｒｅｆ［Ｖ］とする。

【００３４】従って、入力データ＜１２８のときは負極
性出力に、入力データ＞１２８のときには正極性出力に
なる。よって、パルスデータ１によって正負両極性の出
力が得られる。また、正負いずれかの出力は７ビット分
のスケール分解能になる。

【００３５】この入力信号６１、すなわち、パルスデー
タＤとＤＡＣ６の出力Ｖ１との関係は以下のようにな
る。

【００３６】 Ｖ１＝Ｖｒｅｆ×｛（Ｄ−１２８）／１２８｝ ＝Ｖｒｅｆ×｛（Ｄ−２^L-1）／２^L-1｝ ・・・（１）

【００３７】また、パルスデータＤの１ビットあたりの
分解能電圧ΔＶ１は以下のようになる。

【００３８】 ΔＶ１＝Ｖｒｅｆ÷１２８［Ｖ］ ＝Ｖｒｅｆ÷２^L-1 ・・・（２）

【００３９】図３において、７１、７２は抵抗器、７３
はコンデンサ、７４は反転入力端子に抵抗器（Ｒｆ）７
１、反転入力端子と出力端子との間の帰還にコンデンサ
（Ｃｆ）７３が接続されたオペアンプである。

【００４０】このアナログ積分器７は、抵抗器７１を流
れる電流をコンデンサ７３を用いて充放電することで、
入力電圧Ｖ１とその入力時間ｔに応じた積分値を出力す
ることができる。この出力電圧Ｖ２は次の式で求められ
る。

【００４１】 Ｖ２＝−｛１／（Ｒｆ×Ｃｆ）｝∫^tＶ１ｄｔ ・・・（３）

【００４２】従って、出力電圧Ｖ２の傾き（時定数）
は、１／（Ｒｆ×Ｃｆ）である。

【００４３】つぎに、この実施の形態１の動作について
図４から図７までを参照しながら説明する。図４は、こ
の発明の実施の形態１に係る駆動パルスの駆動条件パラ
メータを示す図である。図５は、この実施の形態１に係
る駆動パルスとインク吐出量の関係を示す図である。図
６は、この実施の形態１の動作を示すタイミングチャー
トである。図７は、この実施の形態１による記録動作を
示す図である。

【００４４】予め様々な形状の駆動パルスを圧電素子に
印加してインク滴を吐出させ被記録材上におけるドット
径を求める。若くは、ＣＣＤカメラなどを用いてノズル
から吐出するインク滴の吐出量を求め、その吐出量から
計算によりドット径を求めるなどの方法を用いる。圧電
素子に駆動パルスを印加する際、圧電素子の駆動条件パ
ラメータとして以下の条件を設定する。

【００４５】図４において、「Ｖｄ」はピーク電圧値、
「Ｔｒ」は立ち上がりスルーレート、「Ｔｒｔ」は立ち
上がり時間、「Ｔh」は電圧印加時の電圧無変化時間、
「Ｔｆ」は立ち下がりスルーレート、「Ｔｆｔ」は立ち
下がり時間である。

【００４６】これらのパラメータは、圧電素子に駆動パ
ルスを印加すると、駆動パルスの立ち上がりで圧電素子
が収縮し、駆動パルスの立ち下がりで圧電素子が伸長し
てインク滴を吐出するという動作から決定される。すな
わち、圧電素子の変形量と変形速度を制御するためのパ
ラメータである。

【００４７】これら複数のパラメータを同時に制御する
ことでより細かなドット径制御が可能となる。また、こ
れらのパラメータは、ヘッド構造やノズル径、インクの
物性などにより異なるため、前述したように実験や計算
によって上記パラメータを決定し所望のドット径を得ら
れるようにする。

【００４８】そこで、図５は上記駆動パルスのパラメー
タを変化させたときのインク吐出量を測定した結果の一
例である。インク吐出量は「パルス１」を基準にその比
を求めてある。この様に各パラメータを細かく制御する
と、より高精度なドット径変調が可能であることを見い
出した。この測定結果から、各パラメータ値を画像デー
タの階調レベルと対応させパルスデータ１とする。パル
スデータ１は、式（１）〜（３）によって求められる。
なお、スルーレートＴｒ、Ｔｆは、それぞれＴｒ＝Ｖｄ
／Ｔｒｔ、Ｔｆ＝Ｖｄ／Ｔｆｔである。

【００４９】本実施の形態の動作を図６に示すタイミン
グチャートを用いて説明する。パルスデータ１（パルス
１〜８）を予め図５に示した表に基づいてＲＯＭ（図示
しない）などのメモリに収納しておく。クロック信号２
に同期して前記ＲＯＭから画像データの階調レベルに応
じて呼び出し、所定のパルスデータ１をシフトレジスタ
３に入力する。Ｎ個のクロック信号によってパルスデー
タ１は順次転送される。その後、ラッチ信号４の入力に
よりパルスデータ１がラッチ５に記憶される。このラッ
チ信号４の入力周期がＤＡＣ６のサンプリング周期とな
る。

【００５０】このラッチ５からの出力は、各ＤＡＣ
６₁、６₂、・・・、６_Nに入力されアナログ信号に変換
される。このアナログ信号を各アナログ積分器７₁、
７₂、・・・、７_Nに入力して積分信号を得る。この積分
信号を所定の値まで各増幅器８₁、８₂、・・・、８_Nに
より増幅する。各増幅器８₁、８₂、・・・、８_Nによる
増幅は、用いる圧電素子の特性にあわせて電圧、又は電
流、或いはその両方を増幅する。これらの動作を所望の
駆動パルスが得られるまで繰り返す。よって、この信号
が駆動パルスとなり、各圧電素子はその駆動パルスの形
状に従う動作がなされ各々のノズル（図示せず）からイ
ンク滴を吐出する。

【００５１】図７は、本インクジェットヘッド駆動装置
を用い、上述した駆動動作を行った場合における記録結
果について模式的に示したものである。Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３、・・・ＳＮは、各増幅器８₁、８₂、・・・、８_Nの
出力を示し、図の様な駆動パルスを各圧電素子９₁、
９₂、・・・、９_Nにそれぞれ与えている。従って、各圧
電素子９₁、９₂、・・・、９_Nは、各々の駆動パルスに
したがってインクの吐出動作がなされ、被記録材上に径
の異なるドットＤｏｔ１、Ｄｏｔ２、Ｄｏｔ３、・・・
ＤｏｔＮを記録することができた。

【００５２】以上のように、記録素子毎にＤＡＣとアナ
ログ積分器を用いたので、記録素子に分解能が高い任意
の駆動パルスを印加することができる。加えて、複数の
形状の駆動パルスを同時に印加することができ、高精度
なインク滴吐出量制御（ドット径変調による階調制御）
が可能なインクジェットヘッド駆動装置を得られる効果
がある。

【００５３】なお、本実施の形態ではＤ／Ａコンバータ
にラダータイプのものを用いたがデジタル信号をアナロ
グ信号に変換することができればどのようなものを用い
てもよく、例えば、基準電圧を抵抗で分圧するセグメン
トタイプ等を用いてもよい。

【００５４】さらに、本実施の形態では記録素子とし
て、圧電素子が駆動パルスの立ち上がりに収縮し、駆動
パルスの立ち下がりに圧電素子が伸長するものを用いた
が、逆の動作、すなわち、駆動パルスの立ち上がりに伸
長し、駆動パルスの立ち下がりに収縮する圧電素子を用
いてもかまわない。

【００５５】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
ついて図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、
この発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッド駆
動装置の構成を示すブロック図である。なお、図中、図
１と同一符号は同一又は相当部分を示し説明を省略す
る。

【００５６】図８において、３ａ及び３ｂはシフトレジ
スタであり、各々のシフトレジスタの構成は上記実施の
形態１と同様である。また、１０（１０₁、１０₂、・・
・、１０_N）はセレクタでありシフトレジスタ３ａ、３
ｂによって転送されるパルスデータ１ａ、１ｂを選択す
る。１１はラッチ信号４からセレクタ１０₁、１０₂、・
・・、１０_Nのセレクト信号１１Ｓを生成するトグルタ
イプフリップロップである。

【００５７】本実施の形態の動作を図９に示すタイミン
グチャートを用いて説明する。パルスデータは上記実施
の形態１と同様クロック信号２の立ち上がりに同期して
シフトレジスタ３ａ、３ｂに入力される。パルスデータ
の記録素子Ｎ個分のデータを時系列順にＤｃ１、Ｄｃ
２、Ｄｃ３、Ｄｃ４、・・・とすると、シフトレジスタ
３ａにはＤｃ１、Ｄｃ３、・・・のパルスデータ１ａを
入力する。一方、シフトレジスタ３ｂにはＤｃ２、Ｄｃ
４、・・・のパルスデータ１ｂを入力し、そのパルスデ
ータ１ｂの入力開始点はパルスデータ１ａがＮ／２個入
力されたところである。ラッチ信号４は、各々のパルス
データ１ａ、１ｂがＮ／２個のクロック信号の立ち下が
りに同期して入力する。

【００５８】セレクタ１０₁、１０₂、・・・、１０_Nの
セレクト信号１１Ｓは、ラッチ信号４をトグルタイプフ
リップフロップ１１に入力しラッチ信号４の立下がりで
ハイ（Ｈｉｇｈ）とロー（Ｌｏｗ）が反転する。但し、
先頭のラッチ信号ｌａ０だけは反転が起こらないように
リセットをかけておく。セレクタ１０₁、１０₂、・・
・、１０_Nは、セレクト信号１１ＳがＬｏｗの時はシフ
トレジスタ３ａのパルスデータ１ａを選択し、Ｈｉｇｈ
の時にはシフトレジスタ３ｂのパルスデータ１ｂを選択
する。それぞれ選択されたデータは、ラッチ信号４の立
ち上がりによってラッチされる。ラッチ信号ｌａ１の時
はパルスデータＤｃ１をラッチし、ラッチ信号ｌａ２の
時はパルスデータＤｃ２をラッチする。この動作を繰り
返しパルスデータをＤＡＣ６₁、６₂、・・・、６_Nに入
力する。この後の動作は上記実施の形態１と同様であ
る。

【００５９】以上のように、複数のシフトレジスタによ
るパルスデータを切り換えて選択するようにしたので、
パルスデータの転送を間隔が途切れることなく行うこと
ができるため高速なデータ転送を行えるという効果があ
る。また、高速なデータ転送が可能なため、ＤＡＣのサ
ンプリング周期を上げることができ、精度の良い駆動パ
ルスの生成が可能となる効果がある。

【００６０】セレクト信号１１Ｓを生成する方法にトグ
ルタイプフリップフロップを用いたがＤタイプフリップ
フロップなどを用いても構成できることは言うまでもな
い。また、セレクト信号はＣＰＵ（図示せず）などから
上記セレクト信号に対応する信号を生成させてもよい。

【００６１】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
ついて図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１
０は、この発明の実施の形態３に係るインクジェットヘ
ッド駆動装置の構成を示すブロック図である。なお、図
中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示し説明を省
略する。

【００６２】図１０において、１２はシフトレジスタ、
１３は駆動パルスの変化点のタイミングを示す変化点デ
ータ、１４は変化点データクロック信号である。また、
５Ａはラッチであり、上記実施の形態１及び２のように
ラッチ信号が共通接続されているのと異なり、そのラッ
チ信号は各圧電素子に対応するラッチに個別に接続さ
れ、かつシフトレジスタ１２の出力である。すなわち、
上記の駆動パルスの変化点のタイミングを示す信号１３
はラッチ５Ａのラッチ信号である。また、このラッチ信
号の立ち上がりと立ち下がりの両エッジでラッチするよ
う構成する。

【００６３】次に、この実施の形態３の動作について説
明する。パルスデータ１を上記実施の形態１、２と同様
にシフトレジスタ３に入力する。予め各々の駆動パルス
の変化点のタイミングを変化点データとしてＲＯＭに収
容しておく。ここで、変化点タイミングとは図４に示し
たパルスパラメータのパルス立ち上がり開始時刻、その
Ｔｒｔ時刻後、そのＴｈ時刻後、そのＴｆｔ時刻後であ
る。すなわち、ある電位から異なる電位へと遷移するタ
イミングのことである。この変化点タイミングが各記録
素子のパルスデータ１をラッチするラッチ信号となるよ
うに、シフトレジスタ１２に変化点データクロック信号
１４と同期させて順次入力する。変化点データ１３はラ
ッチタイミングの時だけＨｉｇｈまたはＬｏｗに変化さ
せ、ラッチが必要でないときはＨｉｇｈまたはＬｏｗの
状態を維持するよう作成する。

【００６４】次に、図１１のタイミングチャートを用い
てこの動作を説明する。図中、Ａは変化点データ１３の
転送を、Ｂは全体のタイミングチャートを示したもので
ある。変化点データクロック信号１４をＮ個入力し、Ｎ
個目の入力タイミング（ａ）で変化点データ１３は各記
録素子にラッチ５Ａのラッチ信号１２Ｓ₁、１２Ｓ₂、・
・・、１２Ｓ_Nとして出力される。これらのラッチ信号
１２Ｓ₁、１２Ｓ₂、・・・、１２Ｓ_Nによって、パルス
データ１は、ラッチ５Ａに記憶され各ＤＡＣ６₁、６₂、
・・・、６_Nに入力されてアナログ信号を得る。

【００６５】次のタイミング（ｂ）までに，タイミング
（ｂ）に於けるパルスデータ１と変化点データ１３と変
化点データクロック信号１４を入力する。タイミング
（ｂ）でラッチ信号１２Ｓ₁、１２Ｓ₂、・・・、１２Ｓ
_Nが出力されてパルスデータ１をラッチ５Ａに記憶す
る。この動作を駆動パルスの変化点毎に繰り返す。この
後の動作は上記実施の形態１と同様であり、各圧電素子
に所定の駆動パルスを与える。

【００６６】以上のように、駆動パルスの変化点を示す
タイミングを転送するシフトレジスタ１２を設けたの
で、駆動パルスの変化点においてのみパルスデータを転
送すればよく、そのため高速な転送を行う必要がなくな
り、安価な回路で構成できる効果がある。

【００６７】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
ついて図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１
２は、この発明の実施の形態４に係るインクジェットヘ
ッド駆動装置の構成を示すブロック図である。また、図
１３は、図１２のシフトレジスタの詳細構成を示す図で
ある。なお、図中、図１０と同一符号は同一又は相当部
分を示し説明を省略する。

【００６８】図１２において、１５は複数ビット幅をも
つシフトレジスタであり、駆動パルスの変化点のタイミ
ングを示す信号１３ａを転送する。このシフトレジスタ
１５の構成を図１３に示す。変化点データ１３ａはＭビ
ット幅で入力される（但し、Ｍは２以上の整数）。

【００６９】図１３において、１５１はフリップフロッ
プである。Ｍ＝Ｎ／２個のフリップフロップ１５１を並
列に接続し、その並列接続されたフリップフロップ１５
１を２列直列接続した構成である。各フリップフロップ
１５１の出力がラッチ５Ａに接続されており、この出力
がラッチ信号となる。

【００７０】次に、この実施の形態４の動作について説
明する。上記実施の形態３と同様に、駆動パルスの変化
点タイミングを変化点データ１３ａとしてシフトレジス
タ１５に入力する。はじめに、変化点データクロック信
号１４に同期させて、（Ｎ／２＋１）からＮまでをパラ
レルに入力する。次の変化点データクロック信号１４で
は１からＮ／２までの変化点データを入力する。この変
化点データクロック信号１４により圧電素子Ｎ個分の変
化点データが各圧電素子に対応するラッチ５Ａに転送さ
れてラッチ信号として出力される。従って、変化点デー
タ１３ａの転送が変化点データクロック信号２個分で済
むことになる。この後の動作は上記実施の形態３と同様
である。

【００７１】以上のように、駆動パルスの変化点を示す
タイミング信号を転送するシフトレジスタ１５を複数ビ
ットとしたため、少ないクロック信号数、すなわち短時
間で転送が可能となって、よりＤＡＣのサンプリング周
期を細かくとることができ、高精度の駆動パルスを得ら
れる効果がある。

【００７２】実施の形態５．この発明の実施の形態５に
ついて図１４及び図１５を参照しながら説明する。図１
４は、この発明の実施の形態５に係るインクジェットヘ
ッド駆動装置の構成を示すブロック図である。また、図
１５は、図１４のＤＡＣ及び極性切換回路の詳細構成を
示す図である。なお、図中、図１と同一符号は同一又は
相当部分を示し説明を省略する。

【００７３】図１４において、６Ａ（６Ａ₁、６Ａ₂、・
・・、６Ａ_N）はＤＡＣであり、上記実施の形態１又は
３のラッチ５又は５ａに接続される。また、１６（１６
₁、１６₂、・・・、１６_N）は極性切換回路であり、Ｄ
ＡＣ６Ａのリファレンス電源端子６２に接続される。こ
の回路はアナログマルチプレクサやオペアンプを用いた
コンパレータで構成される。さらに、１７（１７₁、１
７₂、・・・、１７_N）は極性切換回路１６の切換制御信
号である。

【００７４】図１５は、極性切換回路１６とＤＡＣ６Ａ
の構成図である。１６１及び１６２は極性切換回路１６
に入力する極性の異なる基準電圧（Ｖｒｅｆ）である。
切換制御信号１７がＨｉｇｈのときは正電圧１６１をリ
ファレンス電源端子６２に入力し、Ｌｏｗのときには負
電圧１６２をリファレンス電源端子６２に入力するよう
構成する。ＤＡＣ６Ａの構成は、アナログスイッチ６３
₁、６３₂、・・・、６３_Nの片方の出力を共通にし、オ
ペアンプ６５の入力端子に接続する。もう片方の出力は
接地してある。従って、正負両方向のスケール分解能
は、２^LビットとなりパルスデータＤとＤＡＣ６Ａの出
力Ｖ１’の関係は次式のようになる。

【００７５】 Ｖ１’＝−Ｖｒｅｆ×Ｄ／２^L ・・・（４）

【００７６】また、パルスデータの１ビットあたりの分
解能電圧ΔＶ１’は次式のようになる。

【００７７】 ΔＶ１’＝Ｖｒｅｆ÷２^L ・・・（５）

【００７８】次に、１記録素子分の動作を図１６のタイ
ミングチャートを用いて説明する。パルスデータがＤＡ
Ｃ６Ａ₁に入力されるまでの動作は上記実施の形態１と
同様である。まず、切換制御信号１７₁をＨｉｇｈにし
ておく（時間ｔａ）。このとき、極性切換回路１６
₁は、負電圧１６２を選択しレファレンス電源端子６２
に負電圧１６２を入力する。ＤＡＣ６Ａ₁は、パルスデ
ータＤが入力されると式（４）にしたがって図１６に示
す正方向ａに電圧を出力する。

【００７９】駆動パルスの立ち上がりに相当する電圧の
出力が終了すると、立下がりの間までに切換制御信号１
７₁をＬｏｗにする（時間ｔｂ）。切換制御信号１７₁が
Ｌｏｗになったことで、極性切換回路１６₁は、正電圧
１６１を出力しリファレンス電源端子６２に正電圧１６
１を与える。立下がりパルスに相当するデータは、図１
６に示す負方向ｂに出力される。従って、ＤＡＣ６Ａ₁
の正ａと負ｂ方向の出力は２^Lビットのフルスケール分
解能でデジタル／アナログ変換された信号となる。これ
を積分器７₁に入力し、記録素子に印加するまでの動作
は上記実施の形態１と同一である。この動作を各圧電素
子毎に行う。

【００８０】ここで、パルスデータＤをＬビットとした
が、正負両方向に２^Lビットのスケール分解能があるの
で、上記実施の形態１と同様なパルスを得るためにはパ
ルスデータＤはＬ／２ビットで済むことになる。

【００８１】切換制御信号１７₁、１７₂、・・・、１７
_Nは、シフトレジスタとラッチによって制御手段（図示
しない）から転送してもよい。また、パルスデータＤの
１ビット分をこの切換制御信号として割り当ててもよ
い。

【００８２】以上のように、ＤＡＣの基準電圧の極性を
切り換えることができるので、より高精度のパルスを生
成でき精度を向上させる効果がある。若くは、パルスデ
ータのビット幅を少なくすることができ回路規模を小さ
くできる効果がある。

【００８３】実施の形態６．この発明の実施の形態６に
ついて図１７から図２０までを参照しながら説明する。
図１７は、この発明の実施の形態６に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。ま
た、図１８は、図１７の基準電圧制御回路の詳細構成を
示す図である。なお、図中、図１４と同一符号は同一又
は相当部分を示し説明を省略する。

【００８４】図１７において、１８はＳビットの基準電
圧制御データ、１９は後述する基準電圧制御回路に制御
信号２１（２１₁、２１₂、・・・、２１_N）を転送する
ためのシフトレジスタ、２０はシフトレジスタ１９の基
準電圧制御データ１８を記憶するためのラッチ、２２
（２２₁、２２₂、・・・、２２_N）はＤＡＣ６Ａ（６
Ａ₁、６Ａ₂、・・・、６Ａ_N）の基準電圧制御回路であ
り、ＣＭＯＳのトランスミッションゲートを用いたアナ
ログマルチプレクサで構成され、制御信号２１₁、２
１₂、・・・、２１_Nに従ってＤＡＣ６Ａ₁、６Ａ₂、・・
・、６Ａ_Nのリファレンス電源端子６２に電圧を印加す
る。

【００８５】図１８において、２２１は異なる電圧Ｖｒ
ｅｆ１〜Ｖｒｅｆ４を発生させる電圧源で抵抗分圧や複
数のツェナーダイオード等を用いて構成される。また、
２２２は制御信号２１によりアナログマルチプレクサ２
２３の選択信号を与えるロジック部である。

【００８６】次に、この実施の形態６の動作について説
明する。まず、予め各圧電素子（記録素子）９₁、９₂、
・・・、９_Nに同一駆動パルスを印加し印字ドット径を
求める。このとき、記録ヘッドのノズル等の製造ばらつ
き等により異なる圧電素子間でドット径が必ずしも同一
とはならない。従って、ドット径が圧電素子間で同一に
なるように電圧を異ならせた駆動パルスを印加し、その
圧電素子駆動条件をパルスデータの補正値として設定し
ておく。この補正値を基準電圧制御データ１８とする。

【００８７】次に、上記実施の形態１と同様にパルスデ
ータ１を転送し圧電素子９₁、９₂、・・・、９_Nに駆動
パルスを印加する。このとき、シフトレジスタ１９に上
記基準電圧制御データ１８を入力し、クロック信号２ａ
により各記録素子に対応する基準電圧制御回路２２₁、
２２₂、・・・、２２_Nのラッチ２０まで転送しロジック
部２２２に入力する。

【００８８】その後の動作を図１９のタイミングチャー
トに従って説明する。ラッチ信号４ａは駆動パルス１周
期毎に入力される。記録素子Ｎ個分の基準電圧制御デー
タ１８の転送はこの間に行っておく。ラッチ信号４ａの
立ち上がりで各々の基準電圧制御データ１８がラッチ２
０に記憶されロジック部２２２に入力される。このロジ
ック部２２２は、この基準電圧制御データ１８をデコー
ドし、図２０の表に従ってＤＡＣ６Ａ₁、６Ａ₂、・・
・、６Ａ_Nの基準電圧を選択しＶｒｅｆとして出力す
る。例えば、制御信号データＡが“０”で、Ｂが“０”
であった場合、電圧Ｖｒｅｆ１をＶｒｅｆとして選択し
出力する。各ＤＡＣ６Ａ₁、６Ａ₂、・・・、６Ａ_Nはそ
れぞれの基準電圧Ｖｒｅｆに基づいてパルスデータ１を
アナログ信号に変換する。この後の動作は上記実施の形
態１と同様である。

【００８９】従って、ＤＡＣ６Ａ₁、６Ａ₂、・・・、６
Ａ_Nの基準電圧Ｖｒｅｆとその出力信号の関係は前述し
た式（１）又は式（４）で表わされるために、基準電圧
を制御することで駆動パルスの電圧を変えることができ
る。

【００９０】以上のように、ＤＡＣの基準電圧を記録素
子毎に変化させ駆動パルスの電圧を調整できるため、記
録素子やノズル毎の製造ばらつきなどによるドット径の
ばらつきを低減して、高画質な画像を得られる効果があ
る。

【００９１】また、ラッチ信号の入力を駆動パルス１周
期に１回としたが、１周期よりも短周期で入力すること
により、より細かい基準電圧の制御を行ってもよい。

【００９２】本実施の形態では、基準電圧制御回路のア
ナログマルチプレクサはＣＭＯＳで構成するとしたが、
ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などで構成してもよ
い。

【００９３】実施の形態７．この発明の実施の形態７に
ついて図２１、図２２及び図２３を参照しながら説明す
る。図２１は、この発明の実施の形態７に係るインクジ
ェットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。
また、図２２は、図２１の反転アンプ及びアナログ加算
器の詳細構成を示す図である。なお、図中、図１と同一
符号は同一又は相当部分を示し説明を省略する。

【００９４】図２１において、１ａはデジタル値である
Ｌ’ビットのパルスデータ、３Ａはシフトレジスタ、５
Ｂはラッチである。２３（２３₁、２３₂、・・・、２３
_N）は極性反転手段である反転アンプ、２４（２４₁、２
４₂、・・・、２４_N）はアナログ加算器である。簡単の
ためＬ’＝２として以下説明する。

【００９５】図２２において、２３１は反転出力のオペ
アンプであり、入力信号Ｖｉｆ１と出力信号Ｖｉｆ１’
の関係は次式で与えられる。

【００９６】 Ｖｉｆ１’＝−Ｖｉｆ１ ・・・（６）

【００９７】また、同図において、２４１はオペアンプ
であり、入力信号Ｖｉｒ１とＶｉｆ１’をアナログ的に
加算する。入力信号Ｖｉｒ１及びＶｉｆ１’と出力信号
Ｖ２”の関係は次式で与えられる。

【００９８】 Ｖ２”＝−Ｒ（ Ｖｉr１／Ｒ１＋ Ｖｉｆ１’／Ｒ２） ・・・（７）

【００９９】これら抵抗値Ｒ、Ｒ１、Ｒ２を所望のパル
スデータから求めて各アナログ加算器２４₁、２４₂、・
・・、２４_Nを構成する。

【０１００】次に、実施の形態７の動作について説明す
る。予め駆動パルスとドット径の関係を上記実施の形態
１と同様に求める。パルスデータ１ａは１記録素子につ
き２ビットの信号が必要である。その１ビットは駆動パ
ルスの立ち上がり部分のデータであり、もう片方の１ビ
ットには駆動パルスの立下がり部分のデータである。ク
ロック信号２に同期してこのパルスデータ１ａをシフト
レジスタ３Ａに入力する。このシフトレジスタ３Ａによ
りパルスデータ１ａは順次転送され、Ｎ個のクロック信
号によって各々の記録素子に対応するラッチ５Ｂまで転
送される。ラッチ信号４により転送データがラッチ５Ｂ
に記憶される。

【０１０１】この動作を図２３によって説明する。ラッ
チ５Ｂの出力であるパルスデータ１ａの立ち上がりデー
タＶｉｒ１〜ＶｉｒＮは、各アナログ加算器２４₁、２
４₂、・・・、２４_Nに入力する。立下がりデータＶｉｆ
１〜ＶｉｆＮのデータは反転アンプ２３₁、２３₂、・・
・、２３_Nに入力される。この反転アンプ２３₁、２
３₂、・・・、２３_Nによって、デジタル値のＴＴＬレベ
ル（０〜＋５Ｖ）であった立下がりパルスのデータは極
性が反転し負方向の出力（−５Ｖ〜０）となる。これら
２つのパルスデータをアナログ加算器２４₁、２４₂、・
・・、２４_Nに入力することで上記実施の形態１に示し
たＤＡＣの出力と同様な正負両方向の出力を持つ信号が
得られる。この信号をアナログ積分器７₁、７₂、・・
・、７_Nに入力しその積分信号を得て、増幅器９₁、
９₂、・・・、９_Nで増幅することによって所定の駆動パ
ルスを発生することができる。

【０１０２】以上のように、パルスデータの片方の入力
信号を反転出力する反転アンプとアナログ加算器によ
り、ＤＡＣを用いるよりも回路の規模を小さくできるの
で低コストのインクジェットヘッド駆動装置を得られる
という効果がある。

【０１０３】本実施の形態ではパルスデータを０〜＋５
ＶのＴＴＬレベルであるとしたが、０〜＋３．３Ｖ等の
レベルでも加算器のゲインや増幅器のゲインを調整すれ
ばよく、これらの構成でもよいことは言うまでもない。

【０１０４】実施の形態８．この発明の実施の形態８に
ついて図２４、図２５及び図２６を参照しながら説明す
る。図２４は、この発明の実施の形態８に係るインクジ
ェットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。
また、図２５は、図２４のアナログ積分器の詳細構成を
示す図である。

【０１０５】図２４において、２５は時定数制御デー
タ、２６は時定数制御データ２５の転送手段であるシフ
トレジスタ、２７はラッチ信号、２８は時定数制御デー
タ２５を記憶するラッチ、２８Ｓ（２８Ｓ₁、２８Ｓ₂、
・・・、２８Ｓ_N）は時定数制御信号である。また、７
Ａ（７Ａ₁、７Ａ₂、・・・、７Ａ_N）はアナログ積分器
であり、それぞれ時定数を可変にする時定数可変回路７
５（７５₁、７５₂、・・・、７５_N）を備えている。各
アナログ積分器７Ａ₁、７Ａ₂、・・・、７Ａ_Nの入力は
前述したＤＡＣ若くはアナログ加算器の出力に接続さ
れ、その出力は増幅器に接続されている。

【０１０６】図２５は、１圧電素子分のアナログ積分器
７Ａの構成を示す構成図である。時定数制御信号２８Ｓ
がスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ３にそれぞれ接続
されており、そのスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ３
はそれぞれ抵抗値の異なる抵抗器Ｒ１〜Ｒ３に接続され
ている。そして、各抵抗器Ｒ１〜Ｒ３は共通に接続され
てオペアンプ７４に入力されよう構成する。

【０１０７】次に、この実施の形態８の動作について説
明する。時定数制御データ２５はクロック信号２ｂに同
期してシフトレジスタ２６に入力され、Ｎ個のクロック
信号２ｂによって各圧電素子に対応するラッチ２８まで
転送される。この転送が終了した後、所定の駆動パルス
のスルーレートを変化させたいタイミングでラッチ信号
２７を入力し時定数制御データ２５をラッチ２８に記憶
する。このラッチ２８の出力であるデータ（時定数制御
信号）２８Ｓ₁、２８Ｓ₂、・・・、２８Ｓ_Nは、スイッ
チングトランジスタＱ１〜Ｑ３に入力される。駆動パル
スのスルーレートを変化させない、すなわち時定数可変
回路７５を用いない場合は、制御データを全てＬｏｗに
しておき、トランジスタＱ１〜Ｑ３はオフとする。この
場合は時定数はＲｆとＣｆによって定まりアナログ積分
器７Ａの出力は前述した式（３）による。

【０１０８】駆動パルスのスルーレートを変化させる場
合には、所定の時定数を得られるようにスイッチングト
ランジスタＱ１〜Ｑ３のいずれかをオンするように制御
データ２８Ｓを制御する。例えば、トランジスタＱ１を
オンさせる場合にはその制御信号をＨｉｇｈにする。こ
の時、時定数は抵抗値ＲｆとＲ１の合成抵抗とコンデン
サＣｆによって定まる値となる。この時のアナログ積分
器７Ａの出力Ｖ２’と入力Ｖ１は次の式で与えられる。
但し、Ｒ’＝（Ｒｆ＋Ｒ１）／Ｒｆ×Ｒ１である。

【０１０９】 Ｖ２’＝−｛１／（Ｒ’×Ｃｆ）｝∫^tＶ１ｄｔ ・・・（８）

【０１１０】同様に、スイッチングトランジスタＱ２、
Ｑ３をオンする場合も同様に抵抗器Ｒ２、Ｒ３を含む合
成抵抗となり、時定数を変化させることができる。よっ
て、時定数が変化したことにより、駆動パルスのスルー
レートを任意に変えることができる。

【０１１１】以上のように、アナログ積分器の時定数を
可変にして、駆動パルスのスルーレートを任意に変える
ことができるので、インクの製造上のばらつきや周囲の
温度変化等によるインク滴吐出量のばらつきがあった場
合も、画像データに対応するパルスデータは同一のもの
を用いても上記ばらつきを補正できる効果がある。

【０１１２】また、図２６に示すように、駆動パルスの
立下がり途中などにラッチ信号を入力した場合、その立
下がりのスルーレートを途中から変化させることができ
るので、さらに、きめ細かいドット径変調が可能となる
効果がある。

【０１１３】本実施の形態では、時定数可変回路にスイ
ッチングトランジスタを用いるとしたがマルチプレクサ
などを用いて抵抗値を選択するものでもよい。

【０１１４】実施の形態９．この発明の実施の形態９に
ついて図２７を参照しながら説明する。図２７は、この
発明の実施の形態９に係るインクジェットヘッド駆動装
置の構成を示す図である。

【０１１５】図２７は、この実施の形態９における１圧
電素子分のインクジェットヘッド駆動装置を示す構成図
である。同図において、８Ａは増幅器であり、２９は増
幅器８Ａの利得補正回路である。２９１は増幅器８Ａの
帰還抵抗であり、この抵抗器２９１を取り替えられるよ
うに構成する。この増幅器８Ａによる利得Ａｎ’は次式
で定められる（Ｒは図示せず）。

【０１１６】 Ａｎ’＝Ｒ’／Ｒ ・・・（９）

【０１１７】この増幅器８Ａの入力は前述したアナログ
積分器の出力側と接続し、出力は圧電素子（記録素子）
に接続する。この増幅器８Ａを各圧電素子毎に備えた構
成とする。

【０１１８】次に、この実施の形態９の動作について説
明する。まず、同一形状の駆動パルスをＤＡＣやアナロ
グ加算器とアナログ積分器を用いて生成し、各圧電素子
の増幅器８Ａそれぞれに入力する。そして、増幅器８Ａ
の出力をオシロスコープなどで観察する。観察したパル
スをそれぞれ比較し同一電圧となるように利得Ａｎ’を
調整する。すなわち、Ａｎ’から抵抗値Ｒ’を算出し抵
抗器２９１を付け替える。よって、各記録素子毎に利得
Ａｎ’を変化させることができるため、ばらついている
駆動パルスの電圧値を一定にすることができる。

【０１１９】以上のように、増幅器に利得補正回路を設
け、抵抗器を取り替えられるようにしたので、回路素子
や回路製造上のばらつきやノズルなどヘッドのばらつき
を補正できる効果がある。

【０１２０】また、同一パルスを増幅器を通じて記録素
子に印加し、各記録素子によるインク滴吐出量（ドット
径）を同一になるように電圧を調整するために抵抗器を
付け替えてもよい。

【０１２１】実施の形態１０．この発明の実施の形態１
０について図２８及び図２９を参照しながら説明する。
図２８は、この発明の実施の形態１０に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。ま
た、図２９は、図２８の増幅器及び利得制御回路の詳細
構成を示す図である。

【０１２２】図２８において、２ｃはクロック信号、３
０はＵビットの利得制御データ、３１はシフトレジス
タ、３２はラッチ信号、３３は利得制御データ３０を記
憶するラッチである。また、８Ｂ（８Ｂ₁、８Ｂ₂、・・
・、８Ｂ_N）は増幅器であり、３４（３４₁、３４₂、・
・・、３４_N）は増幅器８Ｂ₁、８Ｂ₂、・・・、８Ｂ_Nの
利得を可変にする利得制御回路である。増幅器８Ｂ₁、
８Ｂ₂、・・・、８Ｂ_Nの入力側は前述した積分器の出力
に接続され、出力側は圧電素子に接続されている。

【０１２３】図２９は、１記録素子分の増幅器８Ｂと利
得制御回路３４の構成を示す回路図である。オペアンプ
８１の帰還に抵抗値の異なる抵抗器Ｒｆ、Ｒｆ１、Ｒｆ
２、・・・、ＲｆＵが接続されており、３４１（３４１
₁、３４１₂、・・・、３４１_U）はＣＭＯＳトランスミ
ッションゲートで構成されたアナログスイッチであり、
抵抗器Ｒｆ１、Ｒｆ２、・・・、ＲｆＵが接続してあ
る。また、アナログスイッチ３４１₁、３４１₂、・・
・、３４１_Uのコントロール端子に上記利得制御データ
３３Ｓを接続するよう構成する。

【０１２４】次に、この実施の形態１０の動作について
説明する。同一パルスデータに対応する駆動パルスと、
インク吐出量など関係を上記実施の形態９と同様に予め
求めておく。各圧電素子に対する利得制御データ３０
は、クロック信号２ｃに同期してシフトレジスタ３１に
入力され、Ｎ個のクロック信号２ｃによって各圧電素子
に対応するラッチ３３まで転送される。この転送が終了
した後、所定のパルスデータを転送する前のタイミング
でラッチ信号３２を入力し、利得制御データ３０をラッ
チ３３に記憶する。記憶された利得制御データ３３Ｓ
（３３Ｓ₁、３３Ｓ₂、・・・、３３Ｓ_N）は利得制御回
路３４のアナログスイッチ３４１（３４１₁、３４１₂、
・・・、３４１_U）に入力される。駆動パルスの電圧を
変化させない、すなわち利得制御回路３４を用いない場
合は、利得制御データ３３Ｓを全てＬｏｗにしておき、
アナログスイッチ３４１₁、３４１₂、・・・、３４１_U
はオフとする。この場合の利得Ａｎ”はＲとＲｆによっ
て定まり下式のようになる。

【０１２５】 Ａｎ”＝Ｒｆ／Ｒ ・・・（１０）

【０１２６】次に、利得を変化させる場合には、いずれ
かの利得制御データ３３ＳをＨｉｇｈにする。たとえ
ば、アナログスイッチ３４１₁をオンさせる場合には、
それに相当する利得制御データをＨｉｇｈにする。アナ
ログスイッチ３４１₁がオンになることで帰還抵抗の値
はＲｆとＲｆ１の合成抵抗となり利得Ａｎ”を変化させ
ることができる。この利得Ａｎ”は以下の式で表わされ
る。

【０１２７】 Ａｎ”＝Ｒｆ×Ｒｆ１／｛（Ｒｆ＋Ｒｆ１）×Ｒ｝ ・・・（１１）

【０１２８】従って、圧電素子に印加する駆動パルスの
電圧が変化しそれに応じてインク吐出量を変えることが
できる。

【０１２９】以上のように、増幅器の利得をその制御信
号を転送して制御することができるので、作業者が例え
ば計算機上から自由に駆動パルスの電圧を変化させるこ
とができ、より効率的に作業を行えるという効果があ
る。

【０１３０】

【発明の効果】この発明に係るインクジェットヘッド駆
動装置は、以上説明したとおり、複数の記録素子を備え
たインクジェットヘッド駆動装置において、画像データ
の階調レベルに応じたパラメータを有するパルスデータ
を前記記録素子数分だけ順次転送する転送手段と、前記
転送手段により転送されたパルスデータを記憶する記憶
手段と、記録素子毎に設けられ前記記憶手段により記憶
されたパルスデータをアナログ信号に変換する変換手段
と、記録素子毎に設けられ前記変換手段により変換され
たアナログ信号を積分する積分手段と、記録素子毎に設
けられ前記積分手段の出力を増幅して生成した前記画像
データの階調レベルに応じた形状の駆動パルスを前記記
録素子に印加する増幅手段とを備えたので、記録素子に
分解能が高い任意の駆動パルスを印加することができ、
複数の形状の駆動パルスを同時に印加することができ、
高精度なインク滴吐出量制御（ドット径変調による階調
制御）ができるという効果を奏する。

【０１３１】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、前記パラメータ
が、ピーク電圧値、立ち上がり時間、ピーク電圧値の無
変化時間、及び立ち下がり時間を含むので、記録素子に
分解能が高い任意の駆動パルスを印加することができ、
複数の形状の駆動パルスを同時に印加することができ、
高精度なインク滴吐出量制御（ドット径変調による階調
制御）ができるという効果を奏する。

【０１３２】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、前記転送手段が、
画像データの階調レベルに応じたパラメータを有するパ
ルスデータを前記記録素子数分だけ順次転送する複数の
シフトレジスタから構成され、さらに、記録素子毎に設
けられ前記複数のシフトレジスタのいずれかを選択する
選択手段を備えたので、パルスデータの転送を間隔が途
切れることなく行うことができるため高速なデータ転送
を行うことができ、高速なデータ転送が可能なため変換
手段（ＤＡＣ）のサンプリング周期を上げることができ
精度の良い駆動パルスの生成を行うことができるという
効果を奏する。

【０１３３】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、前記転送手段が、
前記パルスデータを転送する第１のシフトレジスタと、
前記駆動パルスの変化点のタイミングを示す変化点デー
タを転送する第２のシフトレジスタとから構成され、前
記記憶手段が、前記変化点データに基づき前記パルスデ
ータを記憶するので、駆動パルスの変化点においてのみ
パルスデータを転送すればよく、そのため高速な転送行
う必要がなくなり、安価な回路で構成できるという効果
を奏する。

【０１３４】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、前記第２のシフト
レジスタが、複数ビット幅をもつので、少ないクロック
信号数すなわち短時間で転送が可能となって、より変換
手段（ＤＡＣ）のサンプリング周期を細かくとることが
でき、高精度の駆動パルスを得られるという効果を奏す
る。

【０１３５】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、さらに、切換制御
信号に基づき前記変換手段の基準電圧の極性を切り換え
る極性切換手段を備えたので、より高精度のパルスを生
成でき精度を向上させることができ、パルスデータのビ
ット幅を少なくすることができ回路規模を小さくできる
という効果を奏する。

【０１３６】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、さらに、基準電圧
制御データに基づき前記変換手段の基準電圧を制御する
基準電圧制御手段を備えたので、記録素子やノズル毎の
製造ばらつきなどによるドット径のばらつきを低減で
き、高画質な画像を得られるという効果を奏する。

【０１３７】この発明に係るインクジェットヘッド駆動
装置は、以上説明したとおり、複数の記録素子を備えた
インクジェットヘッド駆動装置において、画像データの
階調レベルに応じたパラメータを有するパルスデータを
前記記録素子数分だけ順次転送する転送手段と、前記転
送手段により転送されたパルスデータを記憶する記憶手
段と、記録素子毎に設けられ前記記憶手段により出力さ
れたパルスデータのうち立ち下がりデータを極性反転す
る反転手段と、記録素子毎に設けられ前記反転手段によ
り極性反転された立ち下がりデータと前記記憶手段によ
り出力されたパルスデータのうち立ち上がりデータとを
加算する加算手段と、記録素子毎に設けられ前記加算手
段により出力された加算信号を積分する積分手段と、記
録素子毎に設けられ前記積分手段の出力を増幅して生成
した前記画像データの階調レベルに応じた形状の駆動パ
ルスを前記記録素子に印加する増幅手段とを備えたの
で、変換手段（ＤＡＣ）を用いるよりも回路の規模を小
さくでき、低コスト化を図ることができるという効果を
奏する。

【０１３８】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、前記積分手段が、
時定数制御データに基づき前記積分手段の時定数を変化
させる時定数可変手段を含むので、インクの製造上のば
らつきや周囲の温度変化等によるインク滴吐出量のばら
つきがあった場合も、画像データに対応するパルスデー
タは同一のものを用いても上記ばらつきを補正できると
いう効果を奏する。

【０１３９】また、この発明に係るインクジェットヘッ
ド駆動装置は、以上説明したとおり、さらに、前記増幅
手段の利得を調整することができる利得補正手段を備え
たので、回路素子や回路製造上のばらつきやノズルなど
ヘッドのばらつきを補正できるという効果を奏する。

【０１４０】さらに、この発明に係るインクジェットヘ
ッド駆動装置は、以上説明したとおり、さらに、利得制
御データに基づき前記増幅手段の利得を変化させる利得
制御手段を備えたので、作業者が例えば計算機上から自
由に駆動パルスの電圧を変化させることができ、より効
率的に作業を行えるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置のＤＡＣの構成を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置のアナログ積分器の構成を示す図であ
る。

【図４】 この発明の実施の形態１に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の駆動パルスの駆動条件パラメータを
示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の駆動パルスとインク吐出量の関係を
示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態１に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図７】 この発明の実施の形態１に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の記録動作を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態２に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態２に係るインクジェッ
トヘッド駆動装置の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図１０】 この発明の実施の形態３に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】 この発明の実施の形態３に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図１２】 この発明の実施の形態４に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置のシフトレジスタの構成を示す図で
ある。

【図１４】 この発明の実施の形態５に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】 この発明の実施の形態５に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の極性切換回路及びＤＡＣの構成を
示すブロック図である。

【図１６】 この発明の実施の形態５に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図１７】 この発明の実施の形態６に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図１８】 この発明の実施の形態６に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の基準電圧制御回路の構成を示す図
である。

【図１９】 この発明の実施の形態６に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図２０】 この発明の実施の形態６に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の制御データと基準電圧の関係を示
す図である。

【図２１】 この発明の実施の形態７に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図２２】 この発明の実施の形態７に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の反転アンプ及びアナログ加算器の
構成を示す図である。

【図２３】 この発明の実施の形態７に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図２４】 この発明の実施の形態８に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図２５】 この発明の実施の形態８に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置のアナログ積分器の構成を示す図で
ある。

【図２６】 この発明の実施の形態８に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の動作の一例を示す図である。

【図２７】 この発明の実施の形態９に係るインクジェ
ットヘッド駆動装置の利得補正回路及び増幅器の構成を
示す図である。

【図２８】 この発明の実施の形態１０に係るインクジ
ェットヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図２９】 この発明の実施の形態１０に係るインクジ
ェットヘッド駆動装置の利得制御回路及び増幅器の構成
を示す図である。

【図３０】 従来のインクジェットヘッド駆動装置の構
成を示す図である。

【図３１】 他の従来のインクジェットヘッド駆動装置
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ パルスデータ、２ クロック信号、３、３ａ、３
ｂ、３Ａ シフトレジスタ、４ ラッチ信号、５、５
Ａ、５Ｂ ラッチ、６（６₁、６₂、・・・、６_N）、６
Ａ（６Ａ₁、６Ａ₂、・・・、６Ａ_N） Ｄ／Ａコンバー
タ（ＤＡＣ）、７（７₁、７₂、・・・、７_N）、７Ａ
（７Ａ₁、７Ａ₂、・・・、７Ａ_N） アナログ積分器、
８（８₁、８₂、・・・、８_N）、８Ａ、８Ｂ（８Ｂ₁、８
Ｂ₂、・・・、８Ｂ_N） 増幅器、９（９₁、９₂、・・
・、９_N） 圧電素子（記録素子）、１０（１０₁、１０
₂、・・・、１０_N） セレクタ、１２ シフトレジス
タ、１５ シフトレジスタ、２３（２３₁、２３₂、・・
・、２３_N） 反転アンプ、２４（２４₁、２４₂、・・
・、２４_N） アナログ加算器。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録素子を備えたインクジェット
   ヘッド駆動装置において、 画像データの階調レベルに応じたパラメータを有するパ
   ルスデータを前記記録素子数分だけ順次転送する転送手
   段と、 前記転送手段により転送されたパルスデータを記憶する
   記憶手段と、 記録素子毎に設けられ前記記憶手段により記憶されたパ
   ルスデータをアナログ信号に変換する変換手段と、 記録素子毎に設けられ前記変換手段により変換されたア
   ナログ信号を積分する積分手段と、 記録素子毎に設けられ前記積分手段の出力を増幅して生
   成した前記画像データの階調レベルに応じた形状の駆動
   パルスを前記記録素子に印加する増幅手段とを備えたこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置。
2. 【請求項２】 前記パラメータは、ピーク電圧値、立ち
   上がり時間、ピーク電圧値の無変化時間、及び立ち下が
   り時間を含むことを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェットヘッド駆動装置。
3. 【請求項３】 前記転送手段は、画像データの階調レベ
   ルに応じたパラメータを有するパルスデータを前記記録
   素子数分だけ順次転送する複数のシフトレジスタから構
   成され、 さらに、記録素子毎に設けられ前記複数のシフトレジス
   タのいずれかを選択する選択手段を備えたことを特徴と
   する請求項１又は２記載のインクジェットヘッド駆動装
   置。
4. 【請求項４】 前記転送手段は、前記パルスデータを転
   送する第１のシフトレジスタと、前記駆動パルスの変化
   点のタイミングを示す変化点データを転送する第２のシ
   フトレジスタとから構成され、 前記記憶手段は、前記変化点データに基づき前記パルス
   データを記憶することを特徴とする請求項１又は２記載
   のインクジェットヘッド駆動装置。
5. 【請求項５】 前記第２のシフトレジスタは、複数ビッ
   ト幅をもつことを特徴とする請求項４記載のインクジェ
   ットヘッド駆動装置。
6. 【請求項６】 さらに、切換制御信号に基づき前記変換
   手段の基準電圧の極性を切り換える極性切換手段を備え
   たことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェッ
   トヘッド駆動装置。
7. 【請求項７】 さらに、基準電圧制御データに基づき前
   記変換手段の基準電圧を制御する基準電圧制御手段を備
   えたことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェ
   ットヘッド駆動装置。
8. 【請求項８】 複数の記録素子を備えたインクジェット
   ヘッド駆動装置において、 画像データの階調レベルに応じたパラメータを有するパ
   ルスデータを前記記録素子数分だけ順次転送する転送手
   段と、 前記転送手段により転送されたパルスデータを記憶する
   記憶手段と、 記録素子毎に設けられ前記記憶手段により出力されたパ
   ルスデータのうち立ち下がりデータを極性反転する反転
   手段と、 記録素子毎に設けられ前記反転手段により極性反転され
   た立ち下がりデータと前記記憶手段により出力されたパ
   ルスデータのうち立ち上がりデータとを加算する加算手
   段と、 記録素子毎に設けられ前記加算手段により出力された加
   算信号を積分する積分手段と、 記録素子毎に設けられ前記積分手段の出力を増幅して生
   成した前記画像データの階調レベルに応じた形状の駆動
   パルスを前記記録素子に印加する増幅手段とを備えたこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置。
9. 【請求項９】 前記積分手段は、時定数制御データに基
   づき前記積分手段の時定数を変化させる時定数可変手段
   を含むことを特徴とする請求項１、２又は８記載のイン
   クジェットヘッド駆動装置。
10. 【請求項１０】 さらに、前記増幅手段の利得を調整す
    ることができる利得補正手段を備えたことを特徴とする
    請求項１、２又は８記載のインクジェットヘッド駆動装
    置。
11. 【請求項１１】 さらに、利得制御データに基づき前記
    増幅手段の利得を変化させる利得制御手段を備えたこと
    を特徴とする請求項１、２又は８記載のインクジェット
    ヘッド駆動装置。