JP2000218834A - インクジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法 - Google Patents
インクジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法Info
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヘッド駆動用トランジスタの電力損失を低減
させること。 【解決手段】 電源回路１は、２種類の異なる供給電圧
Ｖｓ１，Ｖｓ２を出力する。駆動波形発生回路は、形状
の異なる駆動波形を含んだ信号を出力し、この信号に応
じてドライバ回路１０２は、圧電振動子１０４に電圧を
供給する。制御部３は、駆動波形の形状に応じて適切な
供給電圧源を選択する。これにより、充電時に、充電用
トランジスタ１０２Ａのコレクタ−エミッタ間にかかる
差分電圧（供給電圧と圧電振動子の端子電圧との差）を
少なくして、電力損失を低減することができる。
させること。 【解決手段】 電源回路１は、２種類の異なる供給電圧
Ｖｓ１，Ｖｓ２を出力する。駆動波形発生回路は、形状
の異なる駆動波形を含んだ信号を出力し、この信号に応
じてドライバ回路１０２は、圧電振動子１０４に電圧を
供給する。制御部３は、駆動波形の形状に応じて適切な
供給電圧源を選択する。これにより、充電時に、充電用
トランジスタ１０２Ａのコレクタ−エミッタ間にかかる
差分電圧（供給電圧と圧電振動子の端子電圧との差）を
少なくして、電力損失を低減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力発生素子を駆
動させることによりインク滴を吐出させるインクジェッ
ト式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法に関する。
動させることによりインク滴を吐出させるインクジェッ
ト式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタでは、例えば、
圧電振動子等の圧力発生素子に所定の電圧変化を与えて
伸縮させ、この伸縮に伴う圧力変化によってインク滴を
吐出させるようになっている。例えば、縦振動横効果型
のＰＺＴを用いた圧電振動子では、充電されると収縮
し、放電すると伸長する。たわみ振動型のＰＺＴを用い
た場合は、充電すると伸長し、放電すると伸縮する。ノ
ズル穴に連なる圧力発生室の壁部に圧電振動子の一端を
取り付ければ、圧電振動子の伸縮によって圧力変化を生
じせしめることができ、インク滴を吐出させることがで
きる。
圧電振動子等の圧力発生素子に所定の電圧変化を与えて
伸縮させ、この伸縮に伴う圧力変化によってインク滴を
吐出させるようになっている。例えば、縦振動横効果型
のＰＺＴを用いた圧電振動子では、充電されると収縮
し、放電すると伸長する。たわみ振動型のＰＺＴを用い
た場合は、充電すると伸長し、放電すると伸縮する。ノ
ズル穴に連なる圧力発生室の壁部に圧電振動子の一端を
取り付ければ、圧電振動子の伸縮によって圧力変化を生
じせしめることができ、インク滴を吐出させることがで
きる。
【０００３】従来技術によるインクジェット式プリント
ヘッドの駆動装置について図１３及び図１４を参照しつ
つ説明する。
ヘッドの駆動装置について図１３及び図１４を参照しつ
つ説明する。
【０００４】図１３（ａ）は、駆動装置の要部を示すブ
ロック図である。プリントヘッド駆動装置は、電源回路
１００，駆動波形発生回路１０１，ドライバ回路１０
２，スイッチ回路１０３及び圧電振動子１０４を含んで
構成されている。
ロック図である。プリントヘッド駆動装置は、電源回路
１００，駆動波形発生回路１０１，ドライバ回路１０
２，スイッチ回路１０３及び圧電振動子１０４を含んで
構成されている。
【０００５】電源回路１００は、例えば、４２Ｖ程度の
直流電圧Ｖｓを出力する。駆動波形発生回路１０１は、
図１３（ｂ）に示すような駆動波形信号を出力する。駆
動波形信号は、例えば、図中左側に示す比較的小さな台
形状の駆動波形ＤＳ１と、図中右側に示す比較的大きな
略台形状の駆動波形ＤＳ２とから構成される。なお、正
確には、図１３（ｂ）及び図１４は、圧電振動子１０４
の端子電圧の変化を示している。
直流電圧Ｖｓを出力する。駆動波形発生回路１０１は、
図１３（ｂ）に示すような駆動波形信号を出力する。駆
動波形信号は、例えば、図中左側に示す比較的小さな台
形状の駆動波形ＤＳ１と、図中右側に示す比較的大きな
略台形状の駆動波形ＤＳ２とから構成される。なお、正
確には、図１３（ｂ）及び図１４は、圧電振動子１０４
の端子電圧の変化を示している。
【０００６】第１の駆動波形ＤＳ１は、例えば、１０Ｖ
程度の中間電位Ｖｍからスタートして第１の最大電位Ｖ
Ｈ１まで上昇し、該最大電位ＶＨ１を所定時間だけ維持
した後、再び中間電位Ｖｍまで降下する。第２の駆動波
形ＤＳ２は、中間電位Ｖｍからスタートして第２の最大
電位ＶＨ２（ＶＨ２＞ＶＨ１）まで上昇し、該最大電位
ＶＨ２を所定時間だけ維持した後、中間電位Ｖｍより低
い最低電位ＶＬまで降下する。そして、第２の駆動波形
ＤＳ２は、最低電位ＶＬを所定時間だけ保持した後、中
間電位Ｖｍまで復帰する。
程度の中間電位Ｖｍからスタートして第１の最大電位Ｖ
Ｈ１まで上昇し、該最大電位ＶＨ１を所定時間だけ維持
した後、再び中間電位Ｖｍまで降下する。第２の駆動波
形ＤＳ２は、中間電位Ｖｍからスタートして第２の最大
電位ＶＨ２（ＶＨ２＞ＶＨ１）まで上昇し、該最大電位
ＶＨ２を所定時間だけ維持した後、中間電位Ｖｍより低
い最低電位ＶＬまで降下する。そして、第２の駆動波形
ＤＳ２は、最低電位ＶＬを所定時間だけ保持した後、中
間電位Ｖｍまで復帰する。
【０００７】第１の駆動波形ＤＳ１の最大電位ＶＨ１は
比較的小さいため、第１の駆動波形ＤＳ１に応じて圧電
振動子１０４を充放電させることにより、微小なインク
滴を吐出させることができる。これに対し、第２の最大
電位ＶＨ２は比較的大きく、また比較的急峻な放電を行
うため、第２の駆動波形ＤＳ２を用いれば、第１の駆動
波形ＤＳ１の場合よりも大きなインク滴を吐出させるこ
とができる。
比較的小さいため、第１の駆動波形ＤＳ１に応じて圧電
振動子１０４を充放電させることにより、微小なインク
滴を吐出させることができる。これに対し、第２の最大
電位ＶＨ２は比較的大きく、また比較的急峻な放電を行
うため、第２の駆動波形ＤＳ２を用いれば、第１の駆動
波形ＤＳ１の場合よりも大きなインク滴を吐出させるこ
とができる。
【０００８】ドライバ回路１０２は、駆動波形発生回路
１０１からの駆動波形信号に応じて充電用トランジスタ
１０２Ａと放電用トランジスタ１０２Ｂとを作動させる
ことにより、圧電振動子１０４への充放電を行うもので
ある。電源回路１００の出力側とドライバ回路１０２と
の間に設けられたスイッチ回路１０３は、階調データに
基づいて作動することにより、第１の駆動波形ＤＳ１，
第２の駆動波形ＤＳ２のいずれかを選択するものであ
る。例えば、第１の駆動波形ＤＳ１が発生している期間
に同期させてスイッチ回路１０３に信号を入力すれば、
第１の駆動波形ＤＳ１に応じた充放電を行うことができ
る。同様に、第２の駆動波形ＤＳ２が発生している期間
に合わせてスイッチ回路１０３に信号を入力すれば、第
２の駆動波形ＤＳ２に応じた充放電を行うことができ
る。また、スイッチ回路１０３を閉じたままにしておけ
ば、第１の駆動波形ＤＳ１及び第２の駆動波形ＤＳ２の
両方に応じた充放電を行わせることができる。従って、
例えば、２ビットデータを採用することにより、充放電
なし（［００］：階調１）、ＤＳ１のみ（［１０］：階
調２）、ＤＳ２のみ（［０１］階調３）、ＤＳ１及びＤ
Ｓ２の双方（［１１］：階調４）の４段階でドット階調
を行うことができる。
１０１からの駆動波形信号に応じて充電用トランジスタ
１０２Ａと放電用トランジスタ１０２Ｂとを作動させる
ことにより、圧電振動子１０４への充放電を行うもので
ある。電源回路１００の出力側とドライバ回路１０２と
の間に設けられたスイッチ回路１０３は、階調データに
基づいて作動することにより、第１の駆動波形ＤＳ１，
第２の駆動波形ＤＳ２のいずれかを選択するものであ
る。例えば、第１の駆動波形ＤＳ１が発生している期間
に同期させてスイッチ回路１０３に信号を入力すれば、
第１の駆動波形ＤＳ１に応じた充放電を行うことができ
る。同様に、第２の駆動波形ＤＳ２が発生している期間
に合わせてスイッチ回路１０３に信号を入力すれば、第
２の駆動波形ＤＳ２に応じた充放電を行うことができ
る。また、スイッチ回路１０３を閉じたままにしておけ
ば、第１の駆動波形ＤＳ１及び第２の駆動波形ＤＳ２の
両方に応じた充放電を行わせることができる。従って、
例えば、２ビットデータを採用することにより、充放電
なし（［００］：階調１）、ＤＳ１のみ（［１０］：階
調２）、ＤＳ２のみ（［０１］階調３）、ＤＳ１及びＤ
Ｓ２の双方（［１１］：階調４）の４段階でドット階調
を行うことができる。
【０００９】上述した通り、圧電振動子１０４は、ドラ
イバ回路１０２を介して供給された電圧の変化に応じて
伸縮するものである。圧電振動子１０４の伸縮によって
圧力変動が発生し、インク滴が吐出される。
イバ回路１０２を介して供給された電圧の変化に応じて
伸縮するものである。圧電振動子１０４の伸縮によって
圧力変動が発生し、インク滴が吐出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によれば、駆
動波形ＤＳ１，ＤＳ２のいずれか又は双方を適宜選択す
ることにより、１ドット単位での階調制御を実現するこ
とができ、印刷品質を高めることができる。しかし、従
来技術では、４２Ｖ程度の比較的高い単一電圧源を用い
ているため、ドライバ回路１０２での電力損失が増大し
易い。従って、消費電力が増大する上に、ドライバ回路
１０２の発熱量が増大し、回路寿命等が低下するおそれ
もある。
動波形ＤＳ１，ＤＳ２のいずれか又は双方を適宜選択す
ることにより、１ドット単位での階調制御を実現するこ
とができ、印刷品質を高めることができる。しかし、従
来技術では、４２Ｖ程度の比較的高い単一電圧源を用い
ているため、ドライバ回路１０２での電力損失が増大し
易い。従って、消費電力が増大する上に、ドライバ回路
１０２の発熱量が増大し、回路寿命等が低下するおそれ
もある。
【００１１】図１３（ｃ）に示すように、各充電期間Ｃ
１〜Ｃ３には充電用トランジスタ１０２Ａに充電電流が
流れる。同様に、各放電期間Ｄ１，Ｄ２には放電用トラ
ンジスタ１０２Ｂに放電電流が流れる。そして、充電時
には、充電用トランジスタ１０２Ａのコレクタ−エミッ
タ間に供給電圧Ｖｓと圧電振動子１０４の電圧（ＶＨ
１，ＶＨ２）との差分電圧がかかる。また、放電時に
は、放電用トランジスタ１０２Ｂのコレクタ−エミッタ
間に圧電振動子１０４の電圧（ＶＨ１，ＶＨ２）とグラ
ンド電位（０Ｖ）との差分電圧がかかる。従って、図１
４（ａ）中に斜線部ＷＤ１，ＷＤ２で示すように、各放
電期間Ｄ１，Ｄ２では、放電用トランジスタ１０２Ｂに
差分電圧と放電電流の積による電力損失が生じる。同様
に、図１４（ｂ）に斜線部ＷＣ１〜ＷＣ３で示すよう
に、各充電期間Ｃ１〜Ｃ３では、充電用トランジスタ１
０２Ａに差分電圧と充電電流の積による電力損失が生じ
る。
１〜Ｃ３には充電用トランジスタ１０２Ａに充電電流が
流れる。同様に、各放電期間Ｄ１，Ｄ２には放電用トラ
ンジスタ１０２Ｂに放電電流が流れる。そして、充電時
には、充電用トランジスタ１０２Ａのコレクタ−エミッ
タ間に供給電圧Ｖｓと圧電振動子１０４の電圧（ＶＨ
１，ＶＨ２）との差分電圧がかかる。また、放電時に
は、放電用トランジスタ１０２Ｂのコレクタ−エミッタ
間に圧電振動子１０４の電圧（ＶＨ１，ＶＨ２）とグラ
ンド電位（０Ｖ）との差分電圧がかかる。従って、図１
４（ａ）中に斜線部ＷＤ１，ＷＤ２で示すように、各放
電期間Ｄ１，Ｄ２では、放電用トランジスタ１０２Ｂに
差分電圧と放電電流の積による電力損失が生じる。同様
に、図１４（ｂ）に斜線部ＷＣ１〜ＷＣ３で示すよう
に、各充電期間Ｃ１〜Ｃ３では、充電用トランジスタ１
０２Ａに差分電圧と充電電流の積による電力損失が生じ
る。
【００１２】近年では、一回の主走査で印刷可能なライ
ン数を増大させて印刷速度を向上させるべく、多ノズル
化が進んでいるが、同時に駆動されるノズル数が増大す
るほど、ヘッド駆動回路全体の電力損失が大きくなる。
また、特に、図１３（ｂ）に示すように、ドット階調を
行うべく、複雑な駆動波形を圧電振動子１０４に印加す
る場合は、供給電圧よりも低い電圧値までしか充電され
ないことがある。具体的には、充電期間Ｃ１，Ｃ３で
は、供給電圧Ｖｓよりも大幅に低い最大電圧ＶＨ１まで
しか充電されないため、無駄な電力損失が生じている。
ン数を増大させて印刷速度を向上させるべく、多ノズル
化が進んでいるが、同時に駆動されるノズル数が増大す
るほど、ヘッド駆動回路全体の電力損失が大きくなる。
また、特に、図１３（ｂ）に示すように、ドット階調を
行うべく、複雑な駆動波形を圧電振動子１０４に印加す
る場合は、供給電圧よりも低い電圧値までしか充電され
ないことがある。具体的には、充電期間Ｃ１，Ｃ３で
は、供給電圧Ｖｓよりも大幅に低い最大電圧ＶＨ１まで
しか充電されないため、無駄な電力損失が生じている。
【００１３】本発明は、上記のような種々の課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、電力損失を低減する
ことができるインクジェット式プリントヘッドの駆動装
置及び駆動方法を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、電力損失を低減する
ことができるインクジェット式プリントヘッドの駆動装
置及び駆動方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係るインクジェット式プリントヘッドの駆動装置
では、駆動波形信号の形状に合わせて電圧供給を制御し
ている。
発明に係るインクジェット式プリントヘッドの駆動装置
では、駆動波形信号の形状に合わせて電圧供給を制御し
ている。
【００１５】即ち、請求項１に係る発明では、複数のノ
ズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作
動させることにより、前記各ノズルからインク滴を吐出
させるインクジェット式プリントヘッドの駆動装置にお
いて、形状の異なる複数の駆動波形信号を発生させる駆
動波形信号発生手段と、階調データに基づいて前記各駆
動波形信号のうちいずれか一つ又は複数の駆動波形信号
を選択する波形選択手段と、供給された電圧を前記波形
選択手段により選択された駆動波形信号に応じて前記圧
力発生素子に印加する駆動手段と、前記選択された駆動
波形信号の形状に応じて前記駆動手段への電圧供給を可
変に制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
ズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作
動させることにより、前記各ノズルからインク滴を吐出
させるインクジェット式プリントヘッドの駆動装置にお
いて、形状の異なる複数の駆動波形信号を発生させる駆
動波形信号発生手段と、階調データに基づいて前記各駆
動波形信号のうちいずれか一つ又は複数の駆動波形信号
を選択する波形選択手段と、供給された電圧を前記波形
選択手段により選択された駆動波形信号に応じて前記圧
力発生素子に印加する駆動手段と、前記選択された駆動
波形信号の形状に応じて前記駆動手段への電圧供給を可
変に制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】例えば、台形状（略台形状も含む）の駆動
波形信号に応じた電圧を、圧電振動子等の圧力発生素子
に入力すると、圧力発生素子は、駆動波形信号の形状に
応じて圧力変化を引き起こすため、この圧力変化によっ
てインク滴がノズルから吐出される。従って、駆動波形
信号を選択することにより、インク滴の大小、即ち、ド
ット径を調節することができる。ここで、駆動波形信号
の形状とは、信号全体の形状や位置を示す。位置とは、
初期電圧値又は基準電圧値等を意味する。なお、「駆動
波形信号の形状」に代えて「駆動波形信号の仕様」と表
現することもできる。駆動波形信号の形状によっては、
圧力発生素子の端子電圧と供給電圧との差異が大きくな
る可能性がある。供給電圧と圧力発生素子の端子電圧と
の差異が大きくなると、充電時に、駆動手段にかかる差
分電圧と駆動手段を流れる電流との積による電力損失を
生じる。一方、圧力発生素子の端子電圧と駆動手段が接
続される放電先電位（例えばグランド電位）との差異が
大きい場合も、放電時に、電力損失を生じる。そこで、
制御手段は、駆動波形信号の形状に合わせて駆動手段へ
の電圧供給を制御することにより、電力損失を低減させ
る。
波形信号に応じた電圧を、圧電振動子等の圧力発生素子
に入力すると、圧力発生素子は、駆動波形信号の形状に
応じて圧力変化を引き起こすため、この圧力変化によっ
てインク滴がノズルから吐出される。従って、駆動波形
信号を選択することにより、インク滴の大小、即ち、ド
ット径を調節することができる。ここで、駆動波形信号
の形状とは、信号全体の形状や位置を示す。位置とは、
初期電圧値又は基準電圧値等を意味する。なお、「駆動
波形信号の形状」に代えて「駆動波形信号の仕様」と表
現することもできる。駆動波形信号の形状によっては、
圧力発生素子の端子電圧と供給電圧との差異が大きくな
る可能性がある。供給電圧と圧力発生素子の端子電圧と
の差異が大きくなると、充電時に、駆動手段にかかる差
分電圧と駆動手段を流れる電流との積による電力損失を
生じる。一方、圧力発生素子の端子電圧と駆動手段が接
続される放電先電位（例えばグランド電位）との差異が
大きい場合も、放電時に、電力損失を生じる。そこで、
制御手段は、駆動波形信号の形状に合わせて駆動手段へ
の電圧供給を制御することにより、電力損失を低減させ
る。
【００１７】請求項２に係る発明のように、前記制御手
段は、前記選択された駆動波形信号の形状に応じて複数
の電圧源を切り換えることにより、前記駆動手段への供
給電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異が少なく
なるように、前記駆動手段への電圧供給を可変に制御す
ることができる。
段は、前記選択された駆動波形信号の形状に応じて複数
の電圧源を切り換えることにより、前記駆動手段への供
給電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異が少なく
なるように、前記駆動手段への電圧供給を可変に制御す
ることができる。
【００１８】例えば、最大電圧の大きい駆動波形信号用
と最大電圧の小さい駆動波形信号用との２種類の電圧源
を予め用意しておき、選択された駆動波形信号に応じて
電圧源を切り換えれば、駆動手段にかかる差分電圧を少
なくして電力損失を低減することができる。
と最大電圧の小さい駆動波形信号用との２種類の電圧源
を予め用意しておき、選択された駆動波形信号に応じて
電圧源を切り換えれば、駆動手段にかかる差分電圧を少
なくして電力損失を低減することができる。
【００１９】請求項３に係る発明のように、前記制御手
段は、前記選択された駆動波形信号の形状に応じて複数
の電圧源を切り換えることにより、前記駆動手段の放電
先電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異が少なく
なるように、前記駆動手段への電圧供給を可変に制御す
ることもできる。
段は、前記選択された駆動波形信号の形状に応じて複数
の電圧源を切り換えることにより、前記駆動手段の放電
先電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異が少なく
なるように、前記駆動手段への電圧供給を可変に制御す
ることもできる。
【００２０】駆動波形信号の形状に応じた複数の放電先
電圧源を用意しておき、駆動波形信号に応じて放電先電
圧源を切り換えることにより、駆動手段にかかる差分電
圧を小さくして電力損失を低減することができる。
電圧源を用意しておき、駆動波形信号に応じて放電先電
圧源を切り換えることにより、駆動手段にかかる差分電
圧を小さくして電力損失を低減することができる。
【００２１】請求項４に係る発明のように、前記制御手
段は、前記選択された駆動波形信号の形状に応じて複数
の供給電圧源と複数の放電先電圧源とを切り換えること
により、前記駆動手段への供給電圧と前記圧力発生素子
の端子電圧との差異及び前記駆動手段の放電先電圧と前
記圧力発生素子の端子電圧との差異がそれぞれ少なくな
るように、前記駆動手段への電圧供給を制御することも
できる。
段は、前記選択された駆動波形信号の形状に応じて複数
の供給電圧源と複数の放電先電圧源とを切り換えること
により、前記駆動手段への供給電圧と前記圧力発生素子
の端子電圧との差異及び前記駆動手段の放電先電圧と前
記圧力発生素子の端子電圧との差異がそれぞれ少なくな
るように、前記駆動手段への電圧供給を制御することも
できる。
【００２２】ここで、電圧源の切換方法については、少
なくとも以下の２種類を採用することができる。第１の
方法は、請求項５に係る発明のように、駆動波形信号の
信号電圧が一定となった期間中に電圧源を切り換えるも
のである。第２の方法は、請求項６に係る発明のよう
に、駆動波形信号の信号電圧が変化している期間中に電
圧源を切り換えるものである。
なくとも以下の２種類を採用することができる。第１の
方法は、請求項５に係る発明のように、駆動波形信号の
信号電圧が一定となった期間中に電圧源を切り換えるも
のである。第２の方法は、請求項６に係る発明のよう
に、駆動波形信号の信号電圧が変化している期間中に電
圧源を切り換えるものである。
【００２３】電圧源切換のタイミングは、請求項７に係
る発明のように、クロック信号の監視によって検出して
もよいし、あるいは、請求項８に係る発明のように、駆
動波形信号の信号電圧の監視によって検出してもよい。
る発明のように、クロック信号の監視によって検出して
もよいし、あるいは、請求項８に係る発明のように、駆
動波形信号の信号電圧の監視によって検出してもよい。
【００２４】複数の電圧源は、例えば、請求項９に係る
発明のように、複数の電圧出力を有する電源装置を用い
ることにより実現することができる。あるいは、請求項
１０に係る発明のように、単一の電圧出力を有する電源
装置の出力電圧を調整することにより実現することもで
きる。
発明のように、複数の電圧出力を有する電源装置を用い
ることにより実現することができる。あるいは、請求項
１０に係る発明のように、単一の電圧出力を有する電源
装置の出力電圧を調整することにより実現することもで
きる。
【００２５】請求項１３に係る発明では、複数のノズル
のそれぞれに対応して設けられた圧電振動子を作動させ
ることにより、前記各ノズルからインク滴を吐出させる
インクジェット式プリントヘッドの駆動装置において、
それぞれ形状の異なる複数の台形状駆動波形信号を発生
させる駆動波形信号発生手段と、階調データに基づいて
前記各駆動波形信号のうちいずれか一つ又は複数の駆動
波形信号を選択する波形選択手段と、供給された電圧を
前記波形選択手段により選択された駆動波形信号に応じ
て前記圧力発生素子に印加する駆動手段と、前記選択さ
れた駆動波形信号の形状に応じて前記駆動手段に供給す
る電圧値を調整することにより、前記駆動手段への供給
電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異が少なくな
るように制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、
前記圧電振動子に充電を開始するときの初期電圧値をＶ
１、供給電圧値をＶ２とした場合に、圧電振動子の端子
電圧値が（Ｖ２−Ｖ１）／２となったときに、前記電圧
値Ｖ２を出力する供給電圧源に切り換えることを特徴と
する。
のそれぞれに対応して設けられた圧電振動子を作動させ
ることにより、前記各ノズルからインク滴を吐出させる
インクジェット式プリントヘッドの駆動装置において、
それぞれ形状の異なる複数の台形状駆動波形信号を発生
させる駆動波形信号発生手段と、階調データに基づいて
前記各駆動波形信号のうちいずれか一つ又は複数の駆動
波形信号を選択する波形選択手段と、供給された電圧を
前記波形選択手段により選択された駆動波形信号に応じ
て前記圧力発生素子に印加する駆動手段と、前記選択さ
れた駆動波形信号の形状に応じて前記駆動手段に供給す
る電圧値を調整することにより、前記駆動手段への供給
電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異が少なくな
るように制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、
前記圧電振動子に充電を開始するときの初期電圧値をＶ
１、供給電圧値をＶ２とした場合に、圧電振動子の端子
電圧値が（Ｖ２−Ｖ１）／２となったときに、前記電圧
値Ｖ２を出力する供給電圧源に切り換えることを特徴と
する。
【００２６】これにより、電圧値Ｖ２の供給電圧源に係
る駆動波形信号において、充電時の電力損失を最小化す
ることができる。
る駆動波形信号において、充電時の電力損失を最小化す
ることができる。
【００２７】また、本発明は、インクジェット式プリン
トヘッドの駆動方法としても実現することができる。
トヘッドの駆動方法としても実現することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で
は、従来技術で述べた構成要素と同一の構成要素に同一
の符号を付し、その説明を省略するものとする。
施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で
は、従来技術で述べた構成要素と同一の構成要素に同一
の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２９】１．第１の実施の形態 図１及び図２に基づいて本発明の第１の実施の形態を説
明する。図１は、プリントヘッド駆動装置の要部を示す
ブロック図である。
明する。図１は、プリントヘッド駆動装置の要部を示す
ブロック図である。
【００３０】本実施の形態による電源回路１は、２個の
供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２を備えている。図２（ａ）に
示すように、一方の供給電圧源Ｖｓ１は駆動波形ＤＳ１
の最大電位ＶＨ１に対応し、他方の供給電圧源Ｖｓ２は
駆動波形ＤＳ２の最大電位ＶＨ２に対応している。即
ち、各供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２は、給電経路中の電圧
降下分やドライバ回路１０２での損失分等を考慮して、
各最大電位ＶＨ１，ＶＨ２よりもやや高くなるように設
定されている。電源回路１の出力側には電圧切換回路２
が設けられており、該電圧切換回路２は、制御部３から
の切換信号によって供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２のいずれ
かに切り換えるようになっている。なお、以下の説明で
は、供給電圧の値を示す場合にもＶｓ１，Ｖｓ２の符号
を用いることがある。
供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２を備えている。図２（ａ）に
示すように、一方の供給電圧源Ｖｓ１は駆動波形ＤＳ１
の最大電位ＶＨ１に対応し、他方の供給電圧源Ｖｓ２は
駆動波形ＤＳ２の最大電位ＶＨ２に対応している。即
ち、各供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２は、給電経路中の電圧
降下分やドライバ回路１０２での損失分等を考慮して、
各最大電位ＶＨ１，ＶＨ２よりもやや高くなるように設
定されている。電源回路１の出力側には電圧切換回路２
が設けられており、該電圧切換回路２は、制御部３から
の切換信号によって供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２のいずれ
かに切り換えるようになっている。なお、以下の説明で
は、供給電圧の値を示す場合にもＶｓ１，Ｖｓ２の符号
を用いることがある。
【００３１】「制御手段」としての制御部３は、駆動波
形に応じて電圧切換回路２に切換信号を出力することに
より、駆動波形に応じた電圧をドライバ回路１０２に供
給させるものである。
形に応じて電圧切換回路２に切換信号を出力することに
より、駆動波形に応じた電圧をドライバ回路１０２に供
給させるものである。
【００３２】ここで、供給電圧源の切換タイミングを検
出する方法としては、少なくとも以下に述べる２種類の
いずれか又は双方を採用できる。第１の方法は、クロッ
ク信号を監視し、所定のクロック数がカウントされたと
きに、切換時期が到来したものとして供給電圧源を切り
換えるものである。第２の方法は、駆動波形信号又は圧
力発生素子１０４の電圧変化を監視し、所定の電圧値に
達したときに供給電圧源を切り換えるものである。
出する方法としては、少なくとも以下に述べる２種類の
いずれか又は双方を採用できる。第１の方法は、クロッ
ク信号を監視し、所定のクロック数がカウントされたと
きに、切換時期が到来したものとして供給電圧源を切り
換えるものである。第２の方法は、駆動波形信号又は圧
力発生素子１０４の電圧変化を監視し、所定の電圧値に
達したときに供給電圧源を切り換えるものである。
【００３３】また、供給電圧源の切換は、階調データに
関連付けて行うこともできるし、あるいは、階調データ
とは無関係に行うこともできる。前者の方法では、例え
ば、駆動波形ＤＳ１のみが選択されている場合は、供給
電圧源をＶｓ１に切り換えておけばよく、駆動波形ＤＳ
２の発生期間に合わせて供給電圧源を切り換える必要は
ない。後者の方法では、階調データとは無関係に、駆動
波形ＤＳ１，ＤＳ２の発生に合わせて供給電圧源を切り
換える。供給電圧源の切換を階調データと関連付ける場
合は、切換回数を低減できるが、回路構造が複雑化す
る。階調データとは無関係に供給電圧源を切り換える場
合は、切換回数が増大するものの、回路構造を簡素化す
ることができる。本発明では、いずれを採用してもよ
い。
関連付けて行うこともできるし、あるいは、階調データ
とは無関係に行うこともできる。前者の方法では、例え
ば、駆動波形ＤＳ１のみが選択されている場合は、供給
電圧源をＶｓ１に切り換えておけばよく、駆動波形ＤＳ
２の発生期間に合わせて供給電圧源を切り換える必要は
ない。後者の方法では、階調データとは無関係に、駆動
波形ＤＳ１，ＤＳ２の発生に合わせて供給電圧源を切り
換える。供給電圧源の切換を階調データと関連付ける場
合は、切換回数を低減できるが、回路構造が複雑化す
る。階調データとは無関係に供給電圧源を切り換える場
合は、切換回数が増大するものの、回路構造を簡素化す
ることができる。本発明では、いずれを採用してもよ
い。
【００３４】本実施の形態における制御部３は、図２
（ａ）に示すように、駆動波形ＤＳ１と駆動波形ＤＳ２
との間の信号電圧が変化していない期間中に、供給電圧
源を切り換えるようになっている。即ち、初期状態で
は、供給電圧源をＶｓ１に設定しておき、駆動波形ＤＳ
１の最大電位ＶＨ１から中間電位Ｖｍまで降下した後の
所定時点ｔ１で、供給電圧源をＶｓ１からＶｓ２に切り
換える。そして、駆動波形ＤＳ２の最大電位ＶＨ２から
最低電位ＶＬまで降下した後の所定時点ｔ２で、供給電
圧源をＶｓ２からＶｓ１に切り換える。
（ａ）に示すように、駆動波形ＤＳ１と駆動波形ＤＳ２
との間の信号電圧が変化していない期間中に、供給電圧
源を切り換えるようになっている。即ち、初期状態で
は、供給電圧源をＶｓ１に設定しておき、駆動波形ＤＳ
１の最大電位ＶＨ１から中間電位Ｖｍまで降下した後の
所定時点ｔ１で、供給電圧源をＶｓ１からＶｓ２に切り
換える。そして、駆動波形ＤＳ２の最大電位ＶＨ２から
最低電位ＶＬまで降下した後の所定時点ｔ２で、供給電
圧源をＶｓ２からＶｓ１に切り換える。
【００３５】従って、最初の充電期間Ｃ１は、目標電圧
である最大電位ＶＨ１に近い供給電圧Ｖｓ１の下で行わ
れ、次の充電期間Ｃ２は、目標電圧である最大電位ＶＨ
２に近い供給電圧Ｖｓ２の下で行われる。さらに次の充
電期間Ｃ３は、目標電圧である中間電位Ｖｍに比較的近
い供給電圧Ｖｓ１の下で行われる。これにより、充電期
間Ｃ１，Ｃ３では、（Ｖｓ２−Ｖｓ１）の分だけ充電用
トランジスタ１０２Ａのコレクタ−エミッタ間にかかる
差分電圧が少なくなるため、図２（ｂ）中に斜線部ＷＣ
１ａ，ＷＣ３ａで示す充電時の電力損失が低減される。
駆動波形ＤＳ２に関しては、従来の供給電圧ＶｓとＶｓ
２が略等しいため、充電期間Ｃ２での電力損失に変化は
ない。なお、上述した通り、充電用トランジスタ１０２
Ａのコレクタ−エミッタ間には、供給電圧と圧電振動子
１０４の端子電圧との差分電圧が印加されるため、コレ
クタ−エミッタ間の電圧変化を示す図２（ｂ）では、差
分電圧に合わせて反転させたものとなる。
である最大電位ＶＨ１に近い供給電圧Ｖｓ１の下で行わ
れ、次の充電期間Ｃ２は、目標電圧である最大電位ＶＨ
２に近い供給電圧Ｖｓ２の下で行われる。さらに次の充
電期間Ｃ３は、目標電圧である中間電位Ｖｍに比較的近
い供給電圧Ｖｓ１の下で行われる。これにより、充電期
間Ｃ１，Ｃ３では、（Ｖｓ２−Ｖｓ１）の分だけ充電用
トランジスタ１０２Ａのコレクタ−エミッタ間にかかる
差分電圧が少なくなるため、図２（ｂ）中に斜線部ＷＣ
１ａ，ＷＣ３ａで示す充電時の電力損失が低減される。
駆動波形ＤＳ２に関しては、従来の供給電圧ＶｓとＶｓ
２が略等しいため、充電期間Ｃ２での電力損失に変化は
ない。なお、上述した通り、充電用トランジスタ１０２
Ａのコレクタ−エミッタ間には、供給電圧と圧電振動子
１０４の端子電圧との差分電圧が印加されるため、コレ
クタ−エミッタ間の電圧変化を示す図２（ｂ）では、差
分電圧に合わせて反転させたものとなる。
【００３６】このように構成される本実施の形態によれ
ば、予め用意された複数の供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２
を、制御部３が駆動波形信号の形状に応じて適宜切り換
えるため、充電用トランジスタ１０２Ａにかかる差分電
圧を少なくできる。従って、充電時の電力損失を低減す
ることができ、ドライバ回路１０２の発熱量を抑えて回
路寿命や安定性等を改善することができる。特に、例え
ば、６４個や１２８個等の多数のノズルを備え、ドット
階調が可能なプリントヘッドにおいては、同時駆動され
るノズル数も多いため、充電時の電力損失低減による効
果は大きい。
ば、予め用意された複数の供給電圧源Ｖｓ１，Ｖｓ２
を、制御部３が駆動波形信号の形状に応じて適宜切り換
えるため、充電用トランジスタ１０２Ａにかかる差分電
圧を少なくできる。従って、充電時の電力損失を低減す
ることができ、ドライバ回路１０２の発熱量を抑えて回
路寿命や安定性等を改善することができる。特に、例え
ば、６４個や１２８個等の多数のノズルを備え、ドット
階調が可能なプリントヘッドにおいては、同時駆動され
るノズル数も多いため、充電時の電力損失低減による効
果は大きい。
【００３７】２．第２の実施の形態 次に、図３は、第２の実施の形態における供給電圧の切
換方法を示す波形図である。本実施の形態の特徴は、駆
動波形信号の変化中（圧電振動子の端子電圧変化中）に
供給電圧源を切り換える点にある。なお、以下の各実施
の形態は、上述した構成要素と同一の構成要素に同一の
符号を付し、その説明を省略する。
換方法を示す波形図である。本実施の形態の特徴は、駆
動波形信号の変化中（圧電振動子の端子電圧変化中）に
供給電圧源を切り換える点にある。なお、以下の各実施
の形態は、上述した構成要素と同一の構成要素に同一の
符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】即ち、本実施の形態では、図３（ａ）に示
すように、（１）初期状態として供給電圧源Ｖｓ１を設
定しておき、（２）駆動波形ＤＳ２の充電期間Ｃ２中の
所定時点ｔ１ａで、供給電圧源をＶｓ１からＶｓ２に切
り換える。（３）そして、前記実施の形態と同様に、最
低電圧ＶＬを維持する期間中の所定時点ｔ２で供給電圧
源をＶｓ２からＶｓ１に切り換える。
すように、（１）初期状態として供給電圧源Ｖｓ１を設
定しておき、（２）駆動波形ＤＳ２の充電期間Ｃ２中の
所定時点ｔ１ａで、供給電圧源をＶｓ１からＶｓ２に切
り換える。（３）そして、前記実施の形態と同様に、最
低電圧ＶＬを維持する期間中の所定時点ｔ２で供給電圧
源をＶｓ２からＶｓ１に切り換える。
【００３９】従って、図３（ｂ）に示すように、各充電
期間Ｃ１，Ｃ３における電力損失ＷＣ１ａ，ＷＣ３ａ
は、第１の実施の形態と同様である。しかし、充電期間
Ｃ２では、その途中で供給電圧源が切り換えられるた
め、供給電圧源がＶｓ１のときの電圧損失ＷＣ２ｂ（ｔ
１ｂ−ｔ１ａ間）と供給電圧源がＶｓ２のときの電力損
失ＷＣ２ｃ（ｔ１ａ−ｔ１ｃ間）とに分けられる。これ
ら各電力損失ＷＣ２ｂ，ＷＣ２ｃの合計は、第１の実施
の形態における電力損失ＷＣ２ａよりも少ない。低い方
の供給電圧源Ｖｓ１の使用期間が長いため（ｔ１ａ＞ｔ
１）、その分だけ充電用トランジスタ１０２Ａにかかる
差分電圧を少なくできるからである。
期間Ｃ１，Ｃ３における電力損失ＷＣ１ａ，ＷＣ３ａ
は、第１の実施の形態と同様である。しかし、充電期間
Ｃ２では、その途中で供給電圧源が切り換えられるた
め、供給電圧源がＶｓ１のときの電圧損失ＷＣ２ｂ（ｔ
１ｂ−ｔ１ａ間）と供給電圧源がＶｓ２のときの電力損
失ＷＣ２ｃ（ｔ１ａ−ｔ１ｃ間）とに分けられる。これ
ら各電力損失ＷＣ２ｂ，ＷＣ２ｃの合計は、第１の実施
の形態における電力損失ＷＣ２ａよりも少ない。低い方
の供給電圧源Ｖｓ１の使用期間が長いため（ｔ１ａ＞ｔ
１）、その分だけ充電用トランジスタ１０２Ａにかかる
差分電圧を少なくできるからである。
【００４０】このように構成される本実施の形態でも、
上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。これに加えて、本実施の形態では、駆動波形信号
の信号変化中に供給電圧源を切り換えるため、供給電圧
源の使用期間を延ばすことができ、電力損失をより一層
低減することができる。
上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。これに加えて、本実施の形態では、駆動波形信号
の信号変化中に供給電圧源を切り換えるため、供給電圧
源の使用期間を延ばすことができ、電力損失をより一層
低減することができる。
【００４１】ここで、図４と共に充電期間Ｃ２中の電力
損失を最小化する条件を考える。図４（ａ）に示すよう
に、駆動波形ＤＳ２の充電期間Ｃ２における電力損失
は、斜線部ＷＣ２ｂ，ＷＣ２ｃで示す面積と等価であ
り、これら斜線部の面積を最小化する条件が充電期間Ｃ
２における電力損失を最小化するための条件となる。従
って、空白の四角形部分ＢＳの面積を最大化する条件を
求めればよい。
損失を最小化する条件を考える。図４（ａ）に示すよう
に、駆動波形ＤＳ２の充電期間Ｃ２における電力損失
は、斜線部ＷＣ２ｂ，ＷＣ２ｃで示す面積と等価であ
り、これら斜線部の面積を最小化する条件が充電期間Ｃ
２における電力損失を最小化するための条件となる。従
って、空白の四角形部分ＢＳの面積を最大化する条件を
求めればよい。
【００４２】図４（ｂ）は、充電期間Ｃ２の電力損失部
分を抜き出して幾何的に表現したものである。図４
（ｂ）中の太線で示す斜めの線は、Ｖ＝−ａｔ＋ｂと表
すことができる。四角形部分ＢＳに係る電圧をＶｘ、時
間をｔｘとおくと、Ｖｘは、Ｖｘ＝−ａ・ｔｘ＋ｂと求
めることができ（式１）、四角形部分ＢＳの面積Ｓ(BS)
は、Ｓ(BS)＝ｔｘ・Ｖｘと求めることができる（式
２）。式１をｔｘについて整理し、式２に代入すると、 Ｓ(BS)＝−（Ｖｘ−ｂ）／ａ・Ｖｘ…（式３） を得る。第３式を整理すると、 Ｓ(BS)＝−（１−ａ）・｛（Ｖｘ−ｂ／２）＾２＋ｂ＾２／４｝…（式４） を得る。式４が最大値をとる条件は、Ｖｘ＝ｂ／２のと
きである（式５）。ここで、傾きａは、充電特性の傾き
を示しているから、充電電流の値をＩchg、圧電振動子
１０４のピエゾ容量をＣとすれば、ａ＝Ｉchg／Ｃとな
る。一方、充電開始時の初期電圧値はＶｍ、供給電圧値
はＶｓ２なので、ｂ＝Ｖｓ２−Ｖｍとなる。従って、電
力損失を最小化するためには、Ｖｘ＝（Ｖｓ２−Ｖｍ）
／２を満たすように電圧供給を制御すればよい（式
６）。即ち、式６を満たすように供給電圧源Ｖｓ１の値
を設定するか、又は、時間ｔｘを設定すればよい。
分を抜き出して幾何的に表現したものである。図４
（ｂ）中の太線で示す斜めの線は、Ｖ＝−ａｔ＋ｂと表
すことができる。四角形部分ＢＳに係る電圧をＶｘ、時
間をｔｘとおくと、Ｖｘは、Ｖｘ＝−ａ・ｔｘ＋ｂと求
めることができ（式１）、四角形部分ＢＳの面積Ｓ(BS)
は、Ｓ(BS)＝ｔｘ・Ｖｘと求めることができる（式
２）。式１をｔｘについて整理し、式２に代入すると、 Ｓ(BS)＝−（Ｖｘ−ｂ）／ａ・Ｖｘ…（式３） を得る。第３式を整理すると、 Ｓ(BS)＝−（１−ａ）・｛（Ｖｘ−ｂ／２）＾２＋ｂ＾２／４｝…（式４） を得る。式４が最大値をとる条件は、Ｖｘ＝ｂ／２のと
きである（式５）。ここで、傾きａは、充電特性の傾き
を示しているから、充電電流の値をＩchg、圧電振動子
１０４のピエゾ容量をＣとすれば、ａ＝Ｉchg／Ｃとな
る。一方、充電開始時の初期電圧値はＶｍ、供給電圧値
はＶｓ２なので、ｂ＝Ｖｓ２−Ｖｍとなる。従って、電
力損失を最小化するためには、Ｖｘ＝（Ｖｓ２−Ｖｍ）
／２を満たすように電圧供給を制御すればよい（式
６）。即ち、式６を満たすように供給電圧源Ｖｓ１の値
を設定するか、又は、時間ｔｘを設定すればよい。
【００４３】３．第３の実施の形態 図５は、第３の実施の形態を示すブロック図である。本
実施の形態の特徴は、電源回路１１の出力電圧を可変に
制御する点にある。即ち、本電源回路１１は単一の出力
端子を備えているが、制御部３からの切換信号に応じて
出力する電圧値を可変に制御するようになっている。例
えば、電源回路１１内に、複数の基準電圧を用意してお
き、制御部３からの切換信号に応じて使用する基準電圧
を切り換えることにより出力電圧値を可変制御すること
ができる。このように構成される本実施の形態でも上述
した各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
実施の形態の特徴は、電源回路１１の出力電圧を可変に
制御する点にある。即ち、本電源回路１１は単一の出力
端子を備えているが、制御部３からの切換信号に応じて
出力する電圧値を可変に制御するようになっている。例
えば、電源回路１１内に、複数の基準電圧を用意してお
き、制御部３からの切換信号に応じて使用する基準電圧
を切り換えることにより出力電圧値を可変制御すること
ができる。このように構成される本実施の形態でも上述
した各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】４．第４の実施の形態 次に、図６，図７を参照して本発明の第４の実施の形態
を説明する。本実施の形態の特徴は、放電先電圧源を複
数用意しておき、駆動波形信号の形状に応じて放電先電
圧源を切り換える点にある。
を説明する。本実施の形態の特徴は、放電先電圧源を複
数用意しておき、駆動波形信号の形状に応じて放電先電
圧源を切り換える点にある。
【００４５】即ち、本実施の形態におけるプリントヘッ
ド駆動装置では、放電用トランジスタ１０２Ｂを圧電振
動子１０４と同じグランド電位に接地するのではなく、
放電先切換回路２２を介して放電先電圧回路２１に接続
している。放電先電圧回路２１は、図７（ａ）に示すよ
うに、グランド電位に等しい電圧値を有する放電先電圧
源Ｖｇ１と、中間電位Ｖｍよりもやや低い電圧値を有す
る放電先電圧源Ｖｇ２とを備えている。
ド駆動装置では、放電用トランジスタ１０２Ｂを圧電振
動子１０４と同じグランド電位に接地するのではなく、
放電先切換回路２２を介して放電先電圧回路２１に接続
している。放電先電圧回路２１は、図７（ａ）に示すよ
うに、グランド電位に等しい電圧値を有する放電先電圧
源Ｖｇ１と、中間電位Ｖｍよりもやや低い電圧値を有す
る放電先電圧源Ｖｇ２とを備えている。
【００４６】制御部２３は、所定のタイミングで放電先
切換回路２２に切換信号を出力することにより、ドライ
バ回路１０２の放電先を制御する。図７（ａ）に示すよ
うに、制御部２３は、中間電位Ｖｍまで降下する放電期
間Ｄ１では放電先電圧源をＶｇ２とし、最低電位ＶＬま
で降下する放電期間Ｄ２では放電先電圧源をＶｇ１とす
るように、放電先電圧源を切り換える。即ち、初期状態
では、放電先電圧源Ｖｇ２に設定しておき、駆動波形Ｄ
Ｓ２が最大電位ＶＨ２を維持している期間中の所定時点
ｔ３で、放電先電圧源をＶｇ２からＶｇ１に切り換え
る。次に、最低電位ＶＬから中間電位Ｖｍに復帰した後
の所定時点ｔ４で、放電先電圧源をＶｇ１からＶｇ２に
切り換える。前記実施の形態で述べたと同様に、切換タ
イミングの検出は、クロック数や信号電圧の監視により
行うことができる。
切換回路２２に切換信号を出力することにより、ドライ
バ回路１０２の放電先を制御する。図７（ａ）に示すよ
うに、制御部２３は、中間電位Ｖｍまで降下する放電期
間Ｄ１では放電先電圧源をＶｇ２とし、最低電位ＶＬま
で降下する放電期間Ｄ２では放電先電圧源をＶｇ１とす
るように、放電先電圧源を切り換える。即ち、初期状態
では、放電先電圧源Ｖｇ２に設定しておき、駆動波形Ｄ
Ｓ２が最大電位ＶＨ２を維持している期間中の所定時点
ｔ３で、放電先電圧源をＶｇ２からＶｇ１に切り換え
る。次に、最低電位ＶＬから中間電位Ｖｍに復帰した後
の所定時点ｔ４で、放電先電圧源をＶｇ１からＶｇ２に
切り換える。前記実施の形態で述べたと同様に、切換タ
イミングの検出は、クロック数や信号電圧の監視により
行うことができる。
【００４７】このように構成される本実施の形態では、
図７（ｂ）中の斜線部ＷＤ１ａに示すように、放電期間
Ｄ１中に、放電用トランジスタ１０２Ｂを中間電位Ｖｍ
に近い電圧値の放電先電圧源Ｖｇ２に接続するため、
（Ｖｇ２−Ｖｇ１）の分だけ放電用トランジスタ１０２
Ｂのコレクタ−エミッタ間にかかる差分電圧を低減する
ことができ、電力損失を少なくすることができる。な
お、放電期間Ｄ２における電力損失に変化はない。
図７（ｂ）中の斜線部ＷＤ１ａに示すように、放電期間
Ｄ１中に、放電用トランジスタ１０２Ｂを中間電位Ｖｍ
に近い電圧値の放電先電圧源Ｖｇ２に接続するため、
（Ｖｇ２−Ｖｇ１）の分だけ放電用トランジスタ１０２
Ｂのコレクタ−エミッタ間にかかる差分電圧を低減する
ことができ、電力損失を少なくすることができる。な
お、放電期間Ｄ２における電力損失に変化はない。
【００４８】５．第５の実施の形態 次に、図８に基づいて本発明の第５の実施の形態を説明
する。本実施の形態の特徴は、３種類の放電先電圧源を
用いると共に、信号電圧の変化中に電圧源の切換を行う
点にある。
する。本実施の形態の特徴は、３種類の放電先電圧源を
用いると共に、信号電圧の変化中に電圧源の切換を行う
点にある。
【００４９】図８（ａ）に示すように、本実施の形態で
は、上述した放電先電圧源Ｖｇ１，Ｖｇ２に加えて、新
たな放電先電圧源Ｖｇ３を設けている。この放電先電圧
源Ｖｇ３の電圧値は、例えば、最大電位ＶＨ２と最低電
位ＶＬとの差の略半分程度に設定することができる。制
御部２３は、最初は放電先電圧源をＶｇ２に設定してお
き、駆動波形ＤＳ２が最大電位ＶＨ２を維持する所定時
点ｔ３で放電先電圧源をＶｇ２からＶｇ３に切り換え
る。次に、制御部２３は、放電期間Ｄ２中の所定時点ｔ
５で、放電先電圧源をＶｇ３からＶｇ１に切り換える。
最後に、制御部２３は、最低電位ＶＬから中間電位Ｖｍ
に復帰した後の所定時点ｔ４で、放電先電圧源をＶｇ１
からＶｇ２に切り換える。
は、上述した放電先電圧源Ｖｇ１，Ｖｇ２に加えて、新
たな放電先電圧源Ｖｇ３を設けている。この放電先電圧
源Ｖｇ３の電圧値は、例えば、最大電位ＶＨ２と最低電
位ＶＬとの差の略半分程度に設定することができる。制
御部２３は、最初は放電先電圧源をＶｇ２に設定してお
き、駆動波形ＤＳ２が最大電位ＶＨ２を維持する所定時
点ｔ３で放電先電圧源をＶｇ２からＶｇ３に切り換え
る。次に、制御部２３は、放電期間Ｄ２中の所定時点ｔ
５で、放電先電圧源をＶｇ３からＶｇ１に切り換える。
最後に、制御部２３は、最低電位ＶＬから中間電位Ｖｍ
に復帰した後の所定時点ｔ４で、放電先電圧源をＶｇ１
からＶｇ２に切り換える。
【００５０】このように構成される本実施の形態でも第
４の実施の形態と同様に、放電期間Ｄ１における電力損
失を低減することができる。これに加えて、本実施の形
態では、放電期間Ｄ２中に２種類の放電先電圧源Ｖｇ
１，Ｖｇ３を用いて放電させるため、放電先電圧源Ｖｇ
３に接続している期間（ｔ５−ｔ３）中の差分電圧をよ
り一層少なくすることができ、同期間内の電力損失ＷＤ
２ｂを大幅に低減することができる。従って、放電期間
Ｄ２における電力損失を、先の実施の形態における電力
損失ＷＤ２ａよりも低減することができる（ＷＤ２ａ＞
ＷＤ２ｂ＋ＷＤ２ｃ）。
４の実施の形態と同様に、放電期間Ｄ１における電力損
失を低減することができる。これに加えて、本実施の形
態では、放電期間Ｄ２中に２種類の放電先電圧源Ｖｇ
１，Ｖｇ３を用いて放電させるため、放電先電圧源Ｖｇ
３に接続している期間（ｔ５−ｔ３）中の差分電圧をよ
り一層少なくすることができ、同期間内の電力損失ＷＤ
２ｂを大幅に低減することができる。従って、放電期間
Ｄ２における電力損失を、先の実施の形態における電力
損失ＷＤ２ａよりも低減することができる（ＷＤ２ａ＞
ＷＤ２ｂ＋ＷＤ２ｃ）。
【００５１】６．第６の実施の形態 次に、図９は、第６の実施の形態に係るプリントヘッド
駆動装置のブロック図である。本実施の形態の特徴は、
上述した第３の実施の形態と同様に、放電先電圧回路３
１の電圧源の値を可変に制御する点にある。即ち、本放
電先電圧回路３１は、単一の入力端子を備えているが、
制御部２３からの切換信号に応じて、電圧源の値を可変
に制御するようになっている。このように構成される本
実施の形態でも上述した第４，第５の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。
駆動装置のブロック図である。本実施の形態の特徴は、
上述した第３の実施の形態と同様に、放電先電圧回路３
１の電圧源の値を可変に制御する点にある。即ち、本放
電先電圧回路３１は、単一の入力端子を備えているが、
制御部２３からの切換信号に応じて、電圧源の値を可変
に制御するようになっている。このように構成される本
実施の形態でも上述した第４，第５の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。
【００５２】７．第７の実施の形態 次に、図１０は、第７の実施の形態に係るプリントヘッ
ド駆動装置のブロック図である。本実施の形態の特徴
は、駆動波形ＤＳ１，ＤＳ２に応じて、各充電期間Ｃ１
〜Ｃ３における供給電圧源の切換と各放電期間Ｄ１，Ｄ
２における放電先電圧源の切換との両方を行う点にあ
る。
ド駆動装置のブロック図である。本実施の形態の特徴
は、駆動波形ＤＳ１，ＤＳ２に応じて、各充電期間Ｃ１
〜Ｃ３における供給電圧源の切換と各放電期間Ｄ１，Ｄ
２における放電先電圧源の切換との両方を行う点にあ
る。
【００５３】即ち、本制御装置４１は、供給電圧源の切
換制御を行う機能と放電先電圧源の切換制御を行う機能
とを有しており、駆動波形信号に合わせて所定のタイミ
ングで電圧源を切り換えるようになっている。このよう
に構成される本実施の形態では、充電期間及び放電期間
の双方で電力損失を低減させることができる。
換制御を行う機能と放電先電圧源の切換制御を行う機能
とを有しており、駆動波形信号に合わせて所定のタイミ
ングで電圧源を切り換えるようになっている。このよう
に構成される本実施の形態では、充電期間及び放電期間
の双方で電力損失を低減させることができる。
【００５４】なお、当業者であれば、各実施の形態に記
載された本発明の要旨の範囲内で種々の追加、変更等が
可能である。例えば、各駆動波形ＤＳ１，ＤＳ２を含ん
だ単一の駆動波形信号を用いるのではなく、図１１
（ａ）に示すように、各駆動波形ＤＳ１，ＤＳ２をそれ
ぞれ発生させる駆動波形発生回路５１，５２を設け、選
択回路５３が階調データに基づいて駆動波形発生回路を
選択するように構成することもできる。
載された本発明の要旨の範囲内で種々の追加、変更等が
可能である。例えば、各駆動波形ＤＳ１，ＤＳ２を含ん
だ単一の駆動波形信号を用いるのではなく、図１１
（ａ）に示すように、各駆動波形ＤＳ１，ＤＳ２をそれ
ぞれ発生させる駆動波形発生回路５１，５２を設け、選
択回路５３が階調データに基づいて駆動波形発生回路を
選択するように構成することもできる。
【００５５】また、図１１（ｂ）に示すように、２種類
又は３種類の電圧源に限らず、Ｖｓｎ，Ｖｓｎ＋１，Ｖ
ｓｎ＋２，．．．のように、より多くの電圧源を用意
し、適宜切り換えることもできる。
又は３種類の電圧源に限らず、Ｖｓｎ，Ｖｓｎ＋１，Ｖ
ｓｎ＋２，．．．のように、より多くの電圧源を用意
し、適宜切り換えることもできる。
【００５６】さらに、図１２（ａ）に示すように、階調
データに基づいて駆動波形信号を選択するスイッチ回路
６１は、駆動波形発生回路１０１とドライバ回路１０２
との間に設けることも可能であるし、図１２（ｂ）に示
すように、ドライバ回路１０２と圧電振動子１０４との
間に設けることもできる。
データに基づいて駆動波形信号を選択するスイッチ回路
６１は、駆動波形発生回路１０１とドライバ回路１０２
との間に設けることも可能であるし、図１２（ｂ）に示
すように、ドライバ回路１０２と圧電振動子１０４との
間に設けることもできる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係るインク
ジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法によ
れば、駆動波形信号の形状に応じて駆動手段への電圧供
給を制御するため、圧力発生素子の端子電圧との差異を
少なくできる。従って、駆動手段における電力損失を低
減でき、消費電力や回路寿命及び回路の安定性を改善す
ることができる。
ジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法によ
れば、駆動波形信号の形状に応じて駆動手段への電圧供
給を制御するため、圧力発生素子の端子電圧との差異を
少なくできる。従って、駆動手段における電力損失を低
減でき、消費電力や回路寿命及び回路の安定性を改善す
ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリントヘッ
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
【図２】圧電振動子の端子電圧（駆動波形信号の信号電
圧。以下同様）の変化と充電時の電力損失との関係を示
す波形図である。
圧。以下同様）の変化と充電時の電力損失との関係を示
す波形図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における圧電振動子
の端子電圧の変化と充電時の電力損失との関係を示す波
形図である。
の端子電圧の変化と充電時の電力損失との関係を示す波
形図である。
【図４】電力損失が最小となるように供給電圧源を切り
換える方法を示し、図４（ａ）は充電期間Ｃ２中の電力
損失を示す波形図、同（ｂ）は前記電力損失を最小化さ
せる条件を求めるための説明図である。
換える方法を示し、図４（ａ）は充電期間Ｃ２中の電力
損失を示す波形図、同（ｂ）は前記電力損失を最小化さ
せる条件を求めるための説明図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るプリントヘッ
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るプリントヘッ
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
【図７】圧電振動子の端子電圧と放電時の電力損失との
関係を示す波形図である。
関係を示す波形図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態における圧電振動子
の端子電圧変化と放電時の電力損失との関係を示す波形
図である。
の端子電圧変化と放電時の電力損失との関係を示す波形
図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係るプリントヘッ
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
ド駆動装置の要部を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係るプリントヘ
ッド駆動装置の要部を示すブロック図である。
ッド駆動装置の要部を示すブロック図である。
【図１１】本発明の変形例に係り、図１１（ａ）は第１
の変形例を示すブロック図、同（ｂ）は第２の変形例を
示す説明図である。
の変形例を示すブロック図、同（ｂ）は第２の変形例を
示す説明図である。
【図１２】本発明の変形例に係り、図１２（ａ）は第３
の変形例を示すブロック図、同（ｂ）は第４の変形例を
示すブロック図である。
の変形例を示すブロック図、同（ｂ）は第４の変形例を
示すブロック図である。
【図１３】従来技術に係り、図１３（ａ）は従来技術に
よるプリントヘッド駆動装置の要部を示すブロック図、
同（ｂ）は圧電振動子の端子電圧の変化を示す波形図、
同（ｃ）は圧電振動子の放電電流及び充電電流の関係を
示す説明図である。
よるプリントヘッド駆動装置の要部を示すブロック図、
同（ｂ）は圧電振動子の端子電圧の変化を示す波形図、
同（ｃ）は圧電振動子の放電電流及び充電電流の関係を
示す説明図である。
【図１４】図１４（ａ）は放電時の電力損失を示す波形
図、同（ｂ）は充電時の電力損失を示す波形図である。
図、同（ｂ）は充電時の電力損失を示す波形図である。
１ 電源回路 ２ 電圧切換回路 ３ 制御部 １１ 電源回路 ２１ 放電先電圧回路 ２２ 放電先切換回路 ２３ 制御部 ３１ 放電先電圧回路 ４１ 制御部 ５１ 駆動波形発生回路 ５２ 駆動波形発生回路 ５３ 選択回路 ６１ スイッチ回路 １０１ 駆動波形発生回路 １０２ ドライバ回路 １０２Ａ 充電用トランジスタ １０２Ｂ 放電用トランジスタ １０３ スイッチ回路 １０４ 圧電振動子 Ｖｓ 供給電圧源 Ｖｇ 放電先電圧源
Claims (15)
- 【請求項１】 複数のノズルのそれぞれに対応して設け
られた圧力発生素子を作動させることにより、前記各ノ
ズルからインク滴を吐出させるインクジェット式プリン
トヘッドの駆動装置において、 形状の異なる複数の駆動波形信号を発生させる駆動波形
信号発生手段と、 階調データに基づいて前記各駆動波形信号のうちいずれ
か一つ又は複数の駆動波形信号を選択する波形選択手段
と、 供給された電圧を前記波形選択手段により選択された駆
動波形信号に応じて前記圧力発生素子に印加する駆動手
段と、 前記選択された駆動波形信号の形状に応じて前記駆動手
段への電圧供給を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とするインクジェット式プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記選択された駆動波
形信号の形状に応じて複数の電圧源を切り換えることに
より、前記駆動手段への供給電圧と前記圧力発生素子の
端子電圧との差異が少なくなるように、前記駆動手段へ
の電圧供給を制御する請求項１に記載のインクジェット
式プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記選択された駆動波
形信号の形状に応じて複数の電圧源を切り換えることに
より、前記駆動手段の放電先電圧と前記圧力発生素子の
端子電圧との差異が少なくなるように、前記駆動手段へ
の電圧供給を制御する請求項１に記載のインクジェット
式プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記選択された駆動波
形信号の形状に応じて複数の供給電圧源と複数の放電先
電圧源とを切り換えることにより、前記駆動手段への供
給電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異及び前記
駆動手段の放電先電圧と前記圧力発生素子の端子電圧と
の差異がそれぞれ少なくなるように、前記駆動手段への
電圧供給を制御する請求項１に記載のインクジェット式
プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項５】 前記電圧源の切換は、前記駆動波形信号
の信号電圧が一定となった期間中に行われる請求項２〜
請求項４のいずれかに記載のインクジェット式プリント
ヘッドの駆動装置。 - 【請求項６】 前記電圧源の切換は、前記駆動波形信号
の信号電圧が変化している期間中に行われる請求項２〜
請求項４のいずれかに記載のインクジェット式プリント
ヘッドの駆動装置。 - 【請求項７】 クロック信号を監視することにより、前
記電圧源の切換を行う請求項５又は請求項６のいずれか
に記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項８】 前記駆動波形信号の信号電圧を監視する
ことにより、前記電圧源の切換を行う請求項５又は請求
項６のいずれかに記載のインクジェット式プリントヘッ
ドの駆動装置。 - 【請求項９】 複数の電圧出力を有する電源装置を用い
ることにより、前記複数の電圧源を得る請求項２〜請求
項４のいずれかに記載のインクジェット式プリントヘッ
ドの駆動装置。 - 【請求項１０】 単一の電圧出力を有する電源装置の出
力電圧を調整することにより、前記複数の電圧源を得る
請求項２〜請求項４のいずれかに記載のインクジェット
式プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項１１】 前記駆動波形信号は、台形状の部分を
有する請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のインク
ジェット式プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項１２】 前記圧力発生素子は、圧電振動子であ
る請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のインクジェ
ット式プリントヘッドの駆動装置。 - 【請求項１３】 複数のノズルのそれぞれに対応して設
けられた圧電振動子を作動させることにより、前記各ノ
ズルからインク滴を吐出させるインクジェット式プリン
トヘッドの駆動装置において、 それぞれ形状の異なる複数の台形状駆動波形信号を発生
させる駆動波形信号発生手段と、 階調データに基づいて前記各駆動波形信号のうちいずれ
か一つ又は複数の駆動波形信号を選択する波形選択手段
と、 供給された電圧を前記波形選択手段により選択された駆
動波形信号に応じて前記圧力発生素子に印加する駆動手
段と、 前記選択された駆動波形信号の形状に応じて前記駆動手
段に供給する電圧値を調整することにより、前記駆動手
段への供給電圧と前記圧力発生素子の端子電圧との差異
が少なくなるように制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記圧電振動子に充電を開始するとき
の初期電圧値をＶ１、供給電圧値をＶ２とした場合に、
圧電振動子の端子電圧値が（Ｖ２−Ｖ１）／２となった
ときに、前記電圧値Ｖ２を出力する供給電圧源に切り換
えることを特徴とするインクジェット式プリントヘッド
の駆動装置。 - 【請求項１４】 複数のノズルのそれぞれに対応して設
けられた圧力発生素子を作動させることにより、前記各
ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット式プリ
ントヘッドの駆動方法において、 形状の異なる複数の駆動波形信号の中から階調データに
応じた一つ又は複数の駆動波形信号を選択し、 予め用意された複数の供給電圧源の中から前記選択され
た駆動波形信号の形状に応じた供給電圧源に切り換える
ことにより、前記圧力発生素子に前記駆動波形信号に応
じた電圧を供給することを特徴とするインクジェット式
プリントヘッドの駆動方法。 - 【請求項１５】 複数のノズルのそれぞれに対応して設
けられた圧力発生素子を作動させることにより、前記各
ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット式プリ
ントヘッドの駆動方法において、 形状の異なる複数の駆動波形信号の中から階調データに
応じた一つ又は複数の駆動波形信号を選択し、 予め用意された複数の放電先電圧源の中から前記選択さ
れた駆動波形信号の形状に応じた放電先電圧源に切り換
えることにより、前記圧力発生素子に前記駆動波形信号
に応じた電圧を供給することを特徴とするインクジェッ
ト式プリントヘッドの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2558499A JP3770451B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | インクジェット式プリントヘッドの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2558499A JP3770451B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | インクジェット式プリントヘッドの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000218834A true JP2000218834A (ja) | 2000-08-08 |
| JP3770451B2 JP3770451B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=12169976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2558499A Expired - Lifetime JP3770451B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | インクジェット式プリントヘッドの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3770451B2 (ja) |
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| JP2007216583A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Seiko Epson Corp | 液体吐出ヘッドの制御装置、液体吐出ヘッドの制御方法、及び、プログラム |
| JP2008284850A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置 |
| JP2009178927A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Seiko Epson Corp | 容量性負荷の駆動回路及び液体吐出装置 |
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-
1999
- 1999-02-02 JP JP2558499A patent/JP3770451B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP3770451B2 (ja) | 2006-04-26 |
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