JP2003182078A - インクジェットヘッドの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のインクジェットヘッドを設けた場合
に、安価な回路構成で容易にヘッド毎に駆動電圧の調整
が可能な駆動回路を提供する。 【解決手段】 複数のインクジェットヘッドの圧電素子
に共通に印加する駆動信号を発生する駆動信号発生回路
と、前記圧電素子から電荷を放電させる複数の放電制御
回路と、インクジェットヘッド毎に定められた電荷量を
放電させるために出力されるパルス信号を発生する制御
信号発生回路と、インクジェットヘッド毎に放電させる
電荷量を制御する前記パルス信号のパルス幅を設定する
パルス幅設定回路とを有し、複数のインクジェットヘッ
ド内の前記圧電素子はその一端を共通に前記駆動信号発
生回路の出力に接続され、前記圧電素子の他端は個別に
設けられたダイオードのアノード側と抵抗器に接続さ
れ、前記抵抗器の他端は前記放電制御回路に接続され、
前記ダイオードのカソード側は共通にグランドに接続さ
れるように配した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット技術
に関するもので、より詳細には、複数のインクジェット
ヘッドを設けた場合の駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の複数のインクジェットヘ
ッドを設けた場合における駆動回路を示したブロック図
である。図においてインクジェットヘッドは２個のみ示
しているが、実際は複数個設けられている。複数のイン
クジェットヘッドを設けた場合の駆動回路は、１つのイ
ンクジェットヘッドを駆動する場合の駆動回路を複数個
設けている。第１インクジェットヘッド １０に対して
は、駆動電圧の設定を行う電圧値設定回路６と、印字タ
イミング信号５から圧電素子４に印加する駆動信号９を
発生する駆動信号発生回路１と、インクを噴射する場合
に圧電素子４に対して圧電素子４に蓄積された電荷の放
電制御を行う放電制御回路３と、印字タイミング信号５
と印字データ７から放電制御回路３を動作させるパルス
信号８を発生する制御信号発生回路２からなる。第２イ
ンクジェットヘッド１４に対する駆動回路は、第１イン
クジェットヘッド１０の駆動回路と同様となる。

【０００３】図５は、図４における各種信号のタイミン
グチャートおよびインクジェットヘッドに加わる駆動電
圧波形を示したものである。図５には、駆動信号発生回
路１が受取る印字タイミング信号５、第１インクジェッ
トヘッド１０の全ての圧電素子４に印加される駆動信号
９、圧電素子４に蓄積された電荷を駆動信号９の立ち下
がりに同期して電荷を放電させるパルス信号８の関係を
示している。さらに、第２インクジェットヘッド１４の
全ての圧電素子４に印加される駆動信号１３、圧電素子
４に蓄積された電荷を駆動信号１２の立ち下がりに同期
して電荷を放電させるパルス信号２０の関係も示してい
る。以下に、図４、図５を用いて従来のインクジェット
ヘッドの駆動回路の動作を説明する。

【０００４】印字タイミング信号５を受取ると、第１イ
ンクジェットヘッド１０、および第２インクジェットヘ
ッド１４に対して、それぞれ駆動信号発生回路１から駆
動信号９、および駆動信号１３が印加される。駆動信号
９、および駆動信号１３は、インクジェットヘッド毎の
駆動特性に合わせ、各ヘッド毎に予め定められた駆動電
圧値が設定されており、この設定電圧に従って生成され
る。つまり、第１インクジェットヘッド１０に対する駆
動信号９の電圧は、電圧値設定回路６の設定値に従い、
Ｖ１に決定される。また、第２インクジェットヘッド１
４に対する駆動信号１３の電圧は、電圧値設定回路１１
の設定値に従い、Ｖ２に決定される。

【０００５】一方、印字タイミング信号５に同期して、
制御信号発生回路２から放電制御回路３を動作させるパ
ルス信号８が送信される。このパルス信号８のパルス幅
（Ｔ１）に従い、第１インクジェットヘッドの圧電素子
の放電電圧は図６に示すように直線的に制御される。ま
た、第２インクジェットヘッドの圧電素子の放電電圧は
図７に示すように直線的に制御される。駆動信号９、お
よび１３が直線的に立ち下がる（）のと同期して、パ
ルス信号８がオンしている期間（Ｔ１）は放電制御回路
３が動作してインクを噴射するノズルに対応する圧電素
子から所定の電荷量を放電させ、インクを吸入させる。
その後、駆動信号９、および駆動信号１３が直線的に立
ち上り（）のタイミングで圧電素子４に電荷を充電し
インク噴射を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
ヘッドの駆動回路では、複数のインクジェットヘッドを
設けた場合、インクジェットヘッド毎に噴射特性にバラ
ツキがあるため、インクジェットヘッド毎の駆動信号の
駆動電圧を調整して、ヘッドの噴射特性を制御する必要
があった。このため、インクジェットヘッドの駆動回路
としては、駆動電圧を設定するための電圧値設定回路、
駆動信号発生回路、放電制御回路、および制御信号発生
回路を１つの駆動回路ユニットとして構成し、かかる駆
動回路ユニットがインクジェットヘッドの数に応じて複
数個必要であった。このため、複数のインクジェットヘ
ッドを設ける場合、駆動回路が複雑化すると共に、高価
になるという問題があった。

【０００７】従って、本発明の課題は、複数のインクジ
ェットヘッドを設けた場合、簡単に、かつ、安価な回路
構成で、インクジェットヘッド毎の特性バラツキを制御
するために駆動電圧を調整でき、複数のインクジェット
ヘッドをより少ない回路構成で駆動可能な駆動回路を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、圧電素子を用いてインク室の容
積を変化させることにより、前記インク室内のインクを
ノズルから噴射させる複数のインクジェットヘッドに対
して、印字タイミング信号に同期して複数のインクジェ
ットヘッドの圧電素子に共通に印加する駆動信号を発生
する駆動信号発生回路と、前記複数のインクジェットヘ
ッドの圧電素子から電荷を放電させる複数の放電制御回
路と、インクジェットヘッド毎に定められた電荷量を放
電させるために出力されるパルス信号を発生する制御信
号発生回路と、インクジェットヘッド毎に放電させる電
荷量を制御する前記パルス信号のパルス幅を設定するパ
ルス幅設定回路とを有し、複数のインクジェットヘッド
内の前記圧電素子はその一端を共通に前記駆動信号発生
回路の出力に接続され、前記圧電素子の他端は個別に設
けられたダイオードのアノード側と抵抗器に接続され、
前記抵抗器の他端は前記放電制御回路に接続され、前記
ダイオードのカソード側は共通にグランドに接続される
ように配したことを特徴とする。

【０００９】また、上記構成のインクジェットヘッドの
駆動回路において、複数のインクジェットヘッド内でイ
ンクを噴射させるノズルに対応する圧電素子に対して
は、前記駆動信号発生回路の駆動信号の立ち下がり時に
インク室の容積を膨張させてインクを吸入させ、前記駆
動信号の立ち下がり開始に同期して前記放電制御回路は
放電を開始し、前記放電制御回路において前記インクジ
ェットヘッド毎に予め定められた電荷量を放電させると
共に、インクを噴射しないノズルに対応する圧電素子に
対して放電制御回路は圧電素子の電荷放電を行わないよ
うに制御するようにした。

【００１０】あるいは、前記インクジェットヘッド毎の
放電電荷量は駆動信号発生回路の駆動電圧と該放電制御
回路に与えるパルス幅に依存するように設定するとよ
い。このようにすることにより、簡単に、かつ、安価な
回路構成で、インクジェットヘッド毎に特性バラツキを
制御するために駆動電圧値を調整でき、複数のインクジ
ェットヘッドをより少ない回路構成で駆動可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例によるイ
ンクジェットヘッドの駆動回路のブロック図である。図
においてインクジェットヘッドは２個のみ示している
が、実際は複数個設けられている。

【００１２】第１インクジェットヘッド １０および第
２インクジェットヘッド１４に対しては、駆動電圧の設
定を行う電圧値設定回路６と、印字タイミング信号５か
ら全ての圧電素子４に共通に印加する駆動信号１８を発
生する駆動信号発生回路１と、インクを噴射する場合に
圧電素子４に対して圧電素子４に蓄積された電荷の放電
制御を行う放電制御回路３と、印字タイミング信号５と
印字データ７から放電制御回路３を動作させるパルス信
号８を発生する制御信号発生回路２からなる。

【００１３】図２は、図１における各種信号のタイミン
グチャートとおよびインクジェットヘッドに加わる駆動
電圧波形を示したものである。すなわち、駆動信号発生
回路１が受取る印字タイミング信号５、圧電素子４に印
加する駆動信号１８、放電制御回路３を制御するパルス
信号１７、およびパルス信号２０、第１インクジェット
ヘッドの駆動電圧、および第２インクジェットヘッドの
駆動電圧の関係を示している。以下、図１と図２を用い
てインクジェットヘッドの駆動回路の動作を説明する。

【００１４】図１において、図示されない印刷制御部か
ら印刷指令を意味する印字タイミング信号５が、駆動信
号発生回路１、および制御信号発生回路２に入力される
と、駆動信号発生回路２は、印字タイミング信号５に同
期して駆動信号１８を生成し、第１インクジェットヘッ
ド １０と第２インクジェットヘッド １４の各々の圧電
素子４に共通に印加する。

【００１５】駆動信号１８は、インクジェットヘッドの
駆動特性に合わせ、予め定められた駆動電圧値が設定さ
れており、この設定電圧に従って生成される。つまり、
第１インクジェットヘッド１０および第２インクジェッ
トヘッド１４に対する駆動信号１８の電圧は、電圧値設
定回路６の設定値に従い、Ｖに決定される。一方、制御
信号発生回路２は印字タイミング信号５と印字データ
７、および印字データ１２に対応して、放電制御回路３
を動作させるパルス信号１７、およびパルス信号２０を
生成する。

【００１６】パルス信号１７、およびパルス信号２０に
は各ヘッド毎の圧電素子の駆動特性に合わせ、各ヘッド
毎に予め定められたパルス幅が与えられており、このパ
ルス幅に応じて、各ヘッド毎の圧電素子への放電電圧が
図３に示すように直線的に制御される。なお、第１イン
クジェットヘッド１０の圧電素子の最適な駆動電圧をＶ
１、第２インクジェットヘッド１４の圧電素子の最適な
駆動電圧をＶ２としている。また、ここでは電圧Ｖを最
大値としている。つまり、電圧値Ｖ１に対応する前記パ
ルス信号１７のパルス幅はＴ１であり、電圧値Ｖ２に対
応する前記パルス信号２０のパルス幅はＴ２である。放
電制御回路３はパルス信号１７、およびパルス信号２０
に対応して、各ヘッドの圧電素子４の放電制御を行う。

【００１７】第１インクジェットヘッド１０において印
字する場合、印字タイミング信号５に同期して駆動信号
１８が第１インクジェットヘッド１０の全ての圧電素子
４に印加される。駆動信号１８は電荷保持状態()から
直線的に立ち下がる。また、並行して印字タイミング信
号５に同期して印字データ７に応じてインクを噴射する
ノズルに対応する圧電素子４に対して、放電制御回路３
を動作させるパルス信号１７を印加する。放電制御回路
３はパルス信号１７が入力されると、放電制御回路３内
のＰチャンネルエンハンスメントＭＯＳトランジスタが
Ｖｃｃに接続され、抵抗器を介してダイオードを順方向
にバイアスする電流を流し続けて圧電素子４の両端電位
を駆動信号１８の電位に追従させる。この期間()、圧
電素子４は電荷放電を行い、インクがインク室（図示し
ていない）に吸入される。第１インクジェットヘッド１
０に対するパルス信号１７のパルス幅はＴ１である。従
って、第１インクジェットヘッド１０の駆動電圧は最適
な駆動電圧であるＶ１となる。駆動信号１８の立ち上り
のタイミングでインクを噴射する。次に駆動信号１８は
直線的に立上る。この期間()、圧電素子４は電荷充電
を行い、駆動信号１８の立ち上がりのタイミングでイン
クを噴射する。

【００１８】一方、第２インクジェットヘッド１４にお
いて印字する場合、印字タイミング信号５に同期して駆
動信号１８が第２インクジェットヘッド１４の全ての圧
電素子４に印加される。駆動信号１８は電荷保持状態
()から直線的に立ち下がる。また、並行して印字タイ
ミング信号５に同期して印字データに応じてインクを噴
射するノズルに対応する圧電素子４に対して、放電制御
回路３を動作させるパルス信号２０を印加する。放電制
御回路３はパルス信号２０が入力されると、放電制御回
路３内のＰチャンネルエンハンスメントＭＯＳトランジ
スタがＶｃｃに接続され、抵抗器を介してダイオードを
順方向にバイアスする電流を流し続けて圧電素子４の両
端電位を駆動信号１８の電位に追従させる。この期間
()、圧電素子４は電荷放電を行い、インクがインク室
（図示していない）に吸入される。第２インクジェット
ヘッド１４に対するパルス信号２０のパルス幅はＴ２で
ある。従って、第２インクジェットヘッド１４の駆動電
圧は最適な駆動電圧であるＶ２となる。第１インクジェ
ットヘッド１０と同様に駆動信号１８の立ち上りのタイ
ミングでインクを噴射する。

【００１９】印字データ７、および印字データ１２に応
じて、第１インクジェットヘッド１０、および第２イン
クジェットヘッド１４においてインクを噴射しないノズ
ルに対応する圧電素子に対しては、パルス信号１７、お
よびパルス信号２０を発生させないようにして圧電素子
からの放電は行わず、インク吸入動作を行わないように
してインクが噴射されないように制御する。

【００２０】これにより、第１インクジェットヘッド１
０、および第２インクジェットヘッド１４に対して、印
字タイミング信号５に同期して駆動信号発生回路１から
駆動信号１８を発生させ、複数のインクジェットヘッド
に駆動信号１８を共通に印加することができる。さらに
各インクジェットヘッドに対して、放電制御回路３を動
作させるパルス信号のパルス幅（時間）を制御すること
により、各インクジェットヘッド毎に最適な駆動電圧を
設定することができる。つまり、複数のインクジェット
ヘッドを設けた場合でも、駆動信号発生回路は１つ設け
ればよい。各インクジェットヘッド毎の駆動電圧調整は
放電制御回路を制御するパルス信号のパルス幅を変える
ことにより行うため、各インクジェッヘッド毎にパルス
幅設定回路を設ければよい。このような回路構成であっ
ても、複数のインクジェットヘッドを設けた場合、容易
に各インクジェットヘッドに対して駆動電圧の調整が可
能であり、安価な駆動回路を実現することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、複数のインクジェッヘ
ッドを設けた場合、安価な回路構成で容易にインクジェ
ッヘッド毎に駆動電圧を調整できる駆動回路を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェットヘッド駆動回路の一
例を示すブロック図である。

【図２】 本発明のインクジェットヘッド駆動回路の一
例を示す各種信号のタイミングチャートおよび駆動電圧
の波形図である。

【図３】 本発明の回路構成で用いるインクジェットヘ
ッドの圧電素子に印加される電圧波形図である。

【図４】 従来のインクジェットヘッド駆動回路のブロ
ック図である。

【図５】 従来のインクジェットヘッド駆動回路におけ
る各種信号のタイミングチャートおよび駆動電圧の波形
図である。

【図６】 従来の回路構成で用いる第１インクジェット
ヘッドの圧電素子に印加する電圧波形図である。

【図７】 従来の回路構成で用いる第２インクジェット
ヘッドの圧電素子に印加する電圧波形図である。

【符号の説明】

１…駆動信号発生回路、２…制御信号発生回路、３…放
電制御回路、４…圧電素子、５…印字タイミング信号、
６…電圧値設定回路、７…印字データ、８…パルス信
号、９…駆動信号、１０…第１インクジェットヘッド、
１１…電圧値設定回路、１２…印字データ、１３…駆動
信号、１４…第２インクジェットヘッド、１５…電圧値
設定回路、１６…パルス幅設定回路、１７…パルス信
号、１８…駆動信号、１９…パルス幅設定回路、２０…
パルス信号である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電素子を用いてインク室の容積を変化さ
   せることにより、前記インク室内のインクをノズルから
   噴射させる複数のインクジェットヘッドに対して、印字
   タイミング信号に同期して複数のインクジェットヘッド
   の圧電素子に共通に印加する駆動信号を発生する駆動信
   号発生回路と、前記複数のインクジェットヘッドの圧電
   素子から電荷を放電させる複数の放電制御回路と、イン
   クジェットヘッド毎に定められた電荷量を放電させるた
   めに出力されるパルス信号を発生する制御信号発生回路
   と、インクジェットヘッド毎に放電させる電荷量を制御
   する前記パルス信号のパルス幅を設定するパルス幅設定
   回路とを有し、複数のインクジェットヘッド内の前記圧
   電素子はその一端を共通に前記駆動信号発生回路の出力
   に接続され、前記圧電素子の他端は個別に設けられたダ
   イオードのアノード側と抵抗器に接続され、前記抵抗器
   の他端は前記放電制御回路に接続され、前記ダイオード
   のカソード側は共通にグランドに接続されるように配さ
   れたことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動回
   路。
2. 【請求項２】複数のインクジェットヘッド内でインクを
   噴射させるノズルに対応する前記圧電素子に対しては、
   前記駆動信号発生回路の駆動信号の立ち下がり時にイン
   ク室の容積を膨張させてインクを吸入させ、前記駆動信
   号の立ち下がり開始に同期して前記放電制御回路は放電
   を開始し、前記放電制御回路において前記インクジェッ
   トヘッド毎に定められた電荷量を放電させると共に、イ
   ンクを噴射しないノズルに対応する前記圧電素子に対し
   て前記放電制御回路は前記圧電素子の電荷放電を行わな
   いように制御することを特徴とする請求項１に記載のイ
   ンクジェットヘッドの駆動回路。
3. 【請求項３】インクジェットヘッド毎の前記放電電荷量
   は前記駆動信号発生回路の駆動電圧と該放電制御回路に
   与えるパルス幅に依存することを特徴とする請求項１に
   記載のインクジェッヘッドの駆動回路。