JP2001113695A - インクジェット式記録ヘッドの駆動装置および印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット式記録ヘッドの駆動におい
て、駆動素子に供給される駆動波形に関する制限を緩和
する。 【解決手段】 駆動波形を供給するための駆動信号線
と、駆動信号線と駆動素子との間に接続されているとと
もに、駆動素子の蓄えられた電荷を放電することが可能
な第１のスイッチ回路と、第１のスイッチ回路と並列に
接続されているとともに、駆動素子に電荷を充電するこ
とが可能な第２のスイッチ回路と、第１と第２のスイッ
チ回路に第１と第２のスイッチング信号をそれぞれ供給
するスイッチ制御回路と、を備える。そして、第１の整
流回路は、互いに直列に接続された第１のスイッチと第
１の整流回路を有しており、第１の整流回御は、駆動素
子から駆動信号線への電流の方向が順方向となるように
設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録ヘッドの駆動装置および印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの出力装置として、
数色のインクを記録ヘッドから吐出するタイプのカラー
プリンタが普及し、コンピュータ等が処理した画像を多
色多階調で印刷するのに広く用いられている。そして、
多階調の印刷を実現するために、記録ヘッドのノズルか
ら吐出されるインク滴の重量を制御し、印刷媒体上に形
成されるインクドットの大きさを制御することが行われ
ている。

【０００３】従来、インクジェット式プリンタにおいて
は、インクドットを形成するか否かの２値化を行い、一
定面積中のいくつの画素にインクドットを形成するかに
より印刷画像の中間調を表現するのが一般的であった。
しかし、最近では、濃淡のインクを用いて一画素に複数
の異なる大きさのインクドットを形成することにより、
印刷画像の中間調をより多階調で表現することが可能と
なっている。

【０００４】例えば、ピエゾ素子を用いたインクジェッ
ト式プリンタでは、大きさの異なるインクドットを形成
するためには、記録ヘッドのノズル開口部におけるメニ
スカス（ノズル開口部におけるインクの表面形状）の制
御やインク滴の吐出のタイミングの制御が重要である。
したがって、所望のインクドットを形成するために、記
録ヘッドのピエゾ素子を動作させる駆動波形を、形成す
るインクドットの大きさに応じて変化させることが行わ
れている。そして、記録ヘッドの複数のノズルに対応し
て設けられたピエゾ素子を駆動することにより、ノズル
からインク滴を吐出し、印刷を行っている。

【０００５】図１９は、従来のインクジェット式記録ヘ
ッドの駆動装置を示すブロック図である。図１９では、
１つのピエゾ素子１０２と、そのスイッチ制御回路１０
４とを示している。スイッチ制御回路１０４は、印刷信
号ＳＩに基づいてスイッチング信号ＳＷを生成する。ス
イッチ回路１００は、スイッチング信号ＳＷに応じてオ
ン／オフし、ピエゾ素子１０２に供給される駆動波形Ｃ
ＯＭをオン／オフする。そして、駆動波形ＣＯＭに応じ
てピエゾ素子１０２が駆動されて、ノズルからインク滴
が吐出される。

【０００６】ピエゾ素子は、電荷を蓄えるコンデンサと
しての性質がある。そのため、ピエゾ素子に供給されて
いた駆動電圧がオンからオフになると、それまで蓄えら
れていた電荷は保持され、ピエゾ素子の電極の電位（図
１９のＰ点における電位）も保持されると考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現実に
はピエゾ素子は自然放電するので、電極電位も徐々に低
下する。図２０は、従来のインクジェット式記録ヘッド
の駆動装置におけるスイッチ回路１００のオン／オフに
よるピエゾ素子の電極電位ＳＥＧの変化を説明する説明
図である。スイッチ回路１００がオンからオフになる
と、自然放電によりピエゾ素子１０２の電極電位ＳＥＧ
は徐々に下降する。そして、スイッチ回路１００が再び
オンになると、電極電位ＳＥＧは急激に上昇する。従来
は、このような電極電位ＳＥＧの急上昇により、誤って
インク滴が吐出されたり、過剰な電流がピエゾ素子１０
２に流れたりする可能性があった。

【０００８】図２１は、ピエゾ素子１０２への駆動波形
ＣＯＭの充電中におけるスイッチ回路１００をオンから
オフにするタイミングと電極電位ＳＥＧを示す説明図で
ある。図示するように、スイッチ回路１００をオフにす
るタイミングがΔｔだけずれると、ピエゾ素子１０２に
供給される電圧もΔＶだけずれてしまう。図２１では、
ピエゾ素子への駆動波形ＣＯＭの充電中におけるスイッ
チ回路をオンからオフにするタイミングについてのみを
示しているが、充放電中にオン／オフするタイミングに
ついて同様のことが起こる。

【０００９】現実に使用される駆動波形ＣＯＭは、ピエ
ゾ素子に充放電する時間を２〜５μｓとするものが多
い。それに対して、スイッチ素子のオン／オフ時間は１
μｓ以内ではあるがバラツキを持っている。そのため、
充放電の途中でスイッチをオン／オフして駆動波形を供
給しようとすると、電圧のバラツキの大きい駆動波形が
供給されてしまい、実用的ではない。つまり、ピエゾ素
子に実際に供給できる駆動波形がある程度制限されてし
まう問題があった。

【００１０】このような問題はピエゾ素子に限らず、一
般にコンデンサとしての性質を有する駆動素子に共通す
る問題であった。

【００１１】本発明は、上記の問題を解決することを目
的としてなされたものであり、インクジェット式記録ヘ
ッドの駆動において、駆動素子に供給される駆動波形に
関する制限を緩和することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明は、
駆動波形を供給するための駆動信号線と、駆動信号線と
駆動素子との間に接続されているとともに、駆動素子に
蓄えられた電荷を放電することが可能な第１のスイッチ
回路と、第１のスイッチ回路と並列に接続されるととも
に、駆動素子に電荷を充電することが可能な第２のスイ
ッチ回路と、第１と第２のスイッチ回路に第１と第２の
スイッチング信号をそれぞれ供給するスイッチ制御回路
と、を備えている。そして、第１のスイッチ回路は、互
いに直列に接続された第１のスイッチと第１の整流回路
を有しており、第１の整流回路は、駆動素子から駆動信
号線への電流の方向が順方向となるように設置されてい
る。

【００１３】この回路構成では、第１のスイッチ回路
は、駆動素子を放電させる回路として機能し、第２のス
イッチ回路は、駆動素子を充電する回路として機能す
る。従って、第１のスイッチ回路および第２のスイッチ
回路をそれぞれ第１のスイッチング信号および第２のス
イッチング信号に基づいて適切にオン／オフ制御するこ
とによって、駆動素子に供給される駆動波形に関する制
限を緩和することができる。

【００１４】なお、第２のスイッチ回路は、互いに直列
に接続された第２のスイッチと第２の整流回路とを有し
ており、第２の整流回路は、駆動信号線から駆動素子へ
の電流の方向が順方向となるように設置することができ
る。

【００１５】このような回路構成によっても、第１のス
イッチ回路は、駆動素子を放電させる回路として機能
し、第２のスイッチ回路は、駆動素子を充電する回路と
して機能する。従って、第１のスイッチ回路および第２
のスイッチ回路をそれぞれ第１のスイッチング信号およ
び第２のスイッチング信号に基づいて適切にオン／オフ
制御することによって、駆動素子に供給される駆動波形
に関する制限を緩和することができる。

【００１６】本発明は、更に、駆動信号線と駆動素子と
の間に、第１と第２のスイッチ回路と並列に接続され
た，駆動素子の充放電が可能な第３のスイッチ回路を備
えるようにし、スイッチ制御回路は、第３のスイッチ回
路に第３のスイッチング信号を供給するようにしてもよ
い。

【００１７】第３のスイッチ回路には整流回路が設けら
れていないので、第３のスイッチをオンした状態では、
整流回路を介さずに駆動波形を駆動素子に供給すること
ができる。従って、より好ましい駆動波形を駆動素子に
供給することが可能である。

【００１８】なお、スイッチ制御回路は、第１のスイッ
チをオフからオンに切換えるタイミングを、駆動波形の
電圧レベルが駆動素子の電極電位以上の区間内に設定す
るように第１のスイッチング信号を生成するとともに、
第２のスイッチをオフからオンに切換えるタイミング
を、駆動波形の電圧レベルが駆動素子の電極電圧以下の
区間内に設定するように第２のスイッチング信号を生成
することが好ましい。こうすることにより、駆動素子の
電極電位の急激な変化を防止することができる。

【００１９】また、駆動波形は、電圧レベルの変化率が
ほぼ０である部分を有するようにし、スイッチ制御回路
は、第１と第２のスイッチのオン／オフを切換えるタイ
ミングを、駆動波形の電圧レベルの変化率がほぼ０であ
る区間内に設定するように第１と第２のスイッチング信
号を生成することが好ましい。

【００２０】こうすることにより、第１と第２のスイッ
チ回路のオン／オフのタイミングがわずかにずれたとし
ても、駆動素子に供給する駆動波形は同じにすることが
でき、各駆動素子の電極電位を制御することができる。

【００２１】なお、本発明は、インクジェット式記録ヘ
ッドの駆動装置、印刷装置等の種々の形態で実現するこ
とが可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例に基づき以下の順で説明する。 Ａ．記録ヘッド駆動装置の第１実施例： Ｂ．記録ヘッド駆動装置の第２実施例： Ｃ．記録ヘッド駆動装置の第３実施例： Ｄ．印刷装置の全体構成：

【００２３】Ａ．記録ヘッド駆動装置の第１実施例：図
１は、本発明の第１実施例としての駆動装置の構成を示
すブロック図である。この駆動装置は、第１のスイッチ
回路６０と、第１のダイオード６１と、第２のスイッチ
回路６２と、第２のダイオード６４と、ピエゾ素子６６
と、スイッチ制御回路７０と、を備えている。ピエゾ素
子６６の一方の電極は接地されており、他方の電極は第
１のダイオード６１と第２のダイオード６４に並列に接
続されている。第１のスイッチ回路６０は、第１のダイ
オード６１と直列に接続されており、第１のダイオード
６１は、ピエゾ素子６６側から駆動信号線３０にのみ電
流が流れるように接続されている。また、第２のスイッ
チ回路６２は、第２のダイオード６４と直列に接続され
ており、第２のダイオード６４は、駆動信号線３０から
ピエゾ素子６６側にのみ電流が流れるように接続されて
いる。そして、これら２組のスイッチ回路とダイオード
は、並列に接続されている。なお、各組のスイッチ回路
とダイオードとの位置関係は、図示したものと逆になっ
ていてもよい。

【００２４】スイッチ制御回路７０は、印刷信号ＳＩに
応じて第１と第２のスイッチング信号ＳＷ１，ＳＷ２を
生成し、それぞれを第１のスイッチ回路６０と第２のス
イッチ回路６２に供給している。

【００２５】図２〜図６は、第１実施例における駆動波
形ＣＯＭと、第１のスイッチ回路６０および第２のスイ
ッチ回路６２のオン／オフ制御によるピエゾ素子６６の
電極電位ＳＥＧ（図１のＰ点の電位）の変化の例を示す
説明図である。図２に示すように、１画素区間Ｔの駆動
波形ＣＯＭは、区間Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄに
おいては、電圧レベルが負でない有限の変化率で上昇す
る。また、区間Ｔ２ａ，Ｔ２ｂ，Ｔ２ｃにおいては、電
圧レベルが正でない有限の変化率で下降する。ここで、
「負でない有限の変化率で上昇する」とは、変化率がほ
ぼ無限大となるようなステップ状の上昇ではなく、変化
率が０または有限の正の値をとるように緩やかに上昇す
ることを意味している。また、「正でない有限の変化率
で下降する」とは、変化率がほぼ無限大となるようなス
テップ状の下降ではなく、変化率が０または有限の負の
値をとるように緩やかに下降することを意味している。
そして、各区間の境界には、電圧レベルの変化率がほぼ
０である部分を有している。

【００２６】図２の例では、すべての区間Ｔ１ａ〜Ｔ１
ｄにおいて、２つのスイッチ回路６０，６２がともにオ
ンである。この場合、駆動波形ＣＯＭの電圧レベルが上
昇するときには、第２のダイオード６４を介してピエゾ
素子６６が充電される。また、駆動波形ＣＯＭの電圧レ
ベルが下降するときには、第１のダイオード６１を介し
てピエゾ素子６６が放電する。従って、すべての区間に
おいてピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは、駆動波形Ｃ
ＯＭの変化に伴って変化する。

【００２７】図３の例では、第１のスイッチ回路６０
は、区間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｂにおいてオフであり、区間Ｔ２
ｂ〜Ｔ１ｄにおいてオンである。一方、第２のスイッチ
回路６２は、区間Ｔ１ａ，Ｔ２ａにおいてオフであり、
区間Ｔ１ｂ〜Ｔ１ｄにおいてオンである。この場合、区
間Ｔ１ａの初期の電圧レベルの変化率がほぼ０の時点に
おいて２つのスイッチ回路６０，６２がオフになると、
ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは自然放電により徐々
に下降する。区間Ｔ１ｂにおいて第２のスイッチ回路６
２がオンになるが、区間Ｔ１ｂ の初期では、駆動波形
ＣＯＭの電圧レベルの方がピエゾ素子６６の電極電位Ｓ
ＥＧよりも低いので、第２のダイオード６４には逆方向
電圧がかかり、電流は流れない。その後、駆動波形ＣＯ
Ｍの電圧レベルが上昇し、ピエゾ素子６６の電極電位Ｓ
ＥＧよりも駆動波形ＣＯＭの電圧レベルの方が高くなる
と、第２のダイオード６４には順方向電圧がかかるの
で、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは駆動波形ＣＯＭ
の電圧変化に伴って上昇する。区間Ｔ２ｂ以降は、２つ
のスイッチ回路６０，６２がともにオンになっているの
で、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは、駆動波形ＣＯ
Ｍの変化に伴って変化する。また、第２のスイッチ回路
６２がオンになってから第２のダイオード６４に順方向
電圧がかかるまでに時間経過が十分にあるので、第２の
スイッチ回路６２がオンになる時間に１〜２μｓのバラ
ツキが生じても同じ駆動波形ＣＯＭがピエゾ素子６６に
供給される。

【００２８】図１９に示した従来の回路では、スイッチ
回路１００がオフからオンに変化したときに、図２０に
示したように、ピエゾ素子１０２の電極電位ＳＥＧが瞬
時に上昇していた。これに対して、図３の場合には、ピ
エゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは、区間Ｔ１ｂの駆動波
形ＣＯＭの波形に従って緩やかに上昇する。この結果、
誤ってインク滴が吐出されたり、過剰な電流がピエゾ素
子に流れることを防止することができる。

【００２９】図４の例では、第１のスイッチ回路６０
は、すべての区間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄにおいてオフである。
一方、第２のスイッチ回路６２は、区間Ｔ１ａ〜Ｔ２ｃ
においてオフであり、区間Ｔ１ｄにおいてオンである。
この場合、図３において第２のスイッチ回路６２がオフ
からオンに切換わったときと同様の動作が行われ、ピエ
ゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは緩やかに上昇する。

【００３０】図５の例では、第１のスイッチ回路６０
は、区間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｂにおいてオフであり、区間Ｔ２
ｂ〜Ｔ１ｄにおいてオンである。一方、第２のスイッチ
回路６２は、区間Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ〜Ｔ１ｄにおいてオン
であり、区間Ｔ２ａにおいてオフである。この場合、ピ
エゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは、区間Ｔ１ａにおいて
は駆動波形ＣＯＭの変化に伴って変化し、区間Ｔ２ａの
初期の電圧レベルの変化率がほぼ０の時点において第２
のスイッチ回路６２がオフになると、自然放電により徐
々に下降する。このとき、区間Ｔ１ａの終期および区間
Ｔ２ａの初期の駆動波形は平坦（電圧変動がない）なの
で、第２のスイッチ回路６２がオフになる時間にバラツ
キが生じても同じ駆動波形ＣＯＭがピエゾ素子６６に供
給される。そして、区間Ｔ１ｂにおいて第２のスイッチ
回路６２が再びオンになるが、区間Ｔ１ｂ の初期で
は、駆動波形ＣＯＭの電圧レベルの方がピエゾ素子６６
の電極電位よりも低いので、第２のダイオード６４には
逆方向電圧がかかり、電流は流れない。その後、駆動波
形ＣＯＭの電圧レベルが上昇し、ピエゾ素子６６の電極
電位ＳＥＧよりも駆動波形ＣＯＭの電圧レベルの方が高
くなると、第２のダイオード６４には順方向電圧がかか
るので、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは駆動波形Ｃ
ＯＭの電圧変化に伴って上昇する。区間Ｔ２ｂ以降は、
２つのスイッチ回路６０，６２がともにオンになってい
るので、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは、駆動波形
ＣＯＭの変化に伴って変化する。

【００３１】図６の例では、第１のスイッチ回路６０
は、区間Ｔ１ａにおいてオフであり、区間Ｔ２ａ〜Ｔ１
ｄにおいてオンである。一方、第２のスイッチ回路６２
は、区間Ｔ１ａ〜Ｔ２ａにおいてオフであり、区間Ｔ１
ｂ〜Ｔ１ｄにおいてオンである。この場合、区間Ｔ１ａ
の初期の電圧レベルの変化率がほぼ０の時点において２
つのスイッチ回路６０，６２がオフになると、ピエゾ素
子６６の電極電位ＳＥＧは自然放電により徐々に下降す
る。区間Ｔ２ａにおいて第１のスイッチ回路６０がオン
になると、区間Ｔ２ａの初期では、駆動波形ＣＯＭの電
圧レベルの方がピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧよりも
高いので、第１のダイオード６１には逆方向電圧がかか
り、電流は流れない。その後、駆動波形ＣＯＭの電圧レ
ベルが下降し、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧよりも
低くなると、第１のダイオード６１には順方向電圧がか
かるので、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは駆動波形
ＣＯＭの変化に伴って下降する。また、第１のスイッチ
回路６０がオンになってから第１のダイオード６１に順
方向電圧がかかるまでに時間経過が十分にあるので、第
１のスイッチ回路６０がオンになる時間に１〜２μｓの
バラツキが生じても同じ駆動波形ＣＯＭがピエゾ素子６
６に供給される。そして、区間Ｔ１ｂ以降は、２つのス
イッチ回路６０，６２がともにオンになっているので、
ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは、駆動波形ＣＯＭの
変化に伴って変化する。

【００３２】図２〜図６に示したように、第１のスイッ
チ回路６０および第２のスイッチ回路６２のオン／オフ
制御を行うことにより、駆動波形ＣＯＭの一部の波形を
選択的にピエゾ素子６６に供給することができる。ま
た、ピエゾ素子６６への駆動波形ＣＯＭの供給を中断し
た後に再開するときに、スイッチ回路６０，６２のオン
状態への切換えのタイミングを駆動波形ＣＯＭの変化率
がほぼ０である時にすることによって、タイミングにバ
ラツキが生じたとしてもピエゾ素子６６の電極電圧ＳＥ
Ｇを急変しないようにすることができる。即ち、第１の
スイッチ回路６０および第２のスイッチ回路６２のオン
／オフのタイミングを制御することによって、ピエゾ素
子６６の電極電位ＳＥＧの急変を抑制しつつ、多種多様
の駆動波形をピエゾ素子６６に供給することが可能とな
る。

【００３３】Ｂ．記録ヘッド駆動装置の第２実施例：図
７は、本発明の第２実施例としての駆動装置の構成を示
すブロック図である。この駆動装置は、第１実施例の駆
動装置の駆動信号線３０とピエゾ素子６６との間に、第
３のスイッチ回路６５が、第１のスイッチ回路６０と第
１のダイオード６１、および第２のスイッチ回路６２と
第２のダイオード６４、と並列に接続されている。そし
て、第３のスイッチ回路６５にはスイッチ制御回路７０
が接続されている。スイッチ制御回路７０は、印刷信号
ＳＩに応じて３つのスイッチング信号ＳＷ１，ＳＷ２，
ＳＷ３を生成し、それぞれを３つのスイッチ回路６０，
６２，６５に供給している。

【００３４】図８〜図１２は、第２実施例における駆動
波形ＣＯＭと、第１のスイッチ回路６０と、第２のスイ
ッチ回路６２と、第３のスイッチ回路６５のオン／オフ
制御によるピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧ（図７のＰ
点の電位）の変化の例を示す説明図である。駆動波形Ｃ
ＯＭは第１実施例と同じである。

【００３５】図８の例では、すべての区間Ｔ１ａ〜Ｔ１
ｄにおいて、３つのスイッチ回路６０，６２，６５がオ
ンである。この場合、すべての区間においてピエゾ素子
６６の電極電位ＳＥＧは、駆動波形ＣＯＭの変化に伴っ
て変化する。なお、第１と第２のスイッチ回路６０，６
２を、すべての区間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄにおいてオフとして
も同様の動作が行われる。

【００３６】第２実施例の回路では、第３のスイッチ回
路６５にダイオードが接続されていないので、第３のス
イッチ回路６５がオン状態であるときには、第３のスイ
ッチ回路６５を介して駆動波形ＣＯＭがそのままピエゾ
素子６６に供給される。従って、第１実施例の回路と比
べて、より好ましい駆動波形をピエゾ素子６６に供給す
ることが可能である。

【００３７】図９の例では、第１と第２のスイッチ回路
６０，６２は、図３に示した例と同じタイミングでオン
／オフしている。また、第３のスイッチ回路６５は、区
間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｂにおいてオフであり、区間Ｔ２ｂ〜Ｔ
１ｄにおいてオンである。この場合、区間Ｔ１ｂにおい
て第２のスイッチ回路６２がオフからオンに切換わる
と、図３の例と同様に、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥ
Ｇは駆動波形ＣＯＭの電圧変化に伴って変化する。な
お、区間Ｔ２ｂ以降、第３のスイッチ６５がオンになっ
た後は、第１と第２のスイッチ回路６０，６２をオフと
しても同じ動作が行われる。

【００３８】図１０の例では、第１と第２のスイッチ回
路６０，６２は、図４に示した例と同じタイミングでオ
ン／オフしている。また、第３のスイッチ回路６５は、
すべての区間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄにおいてオフである。この
場合、区間Ｔ１ｄにおいて第２のスイッチ回路６２がオ
フからオンに切換わると、図４の例と同様に、ピエゾ素
子６６の電極電位ＳＥＧは駆動波形ＣＯＭの電圧変化に
伴って変化する。

【００３９】図１１の例では、第１と第２のスイッチ回
路６０，６２は、図５に示した例と同じタイミングでオ
ン／オフしている。また、第３のスイッチ回路６５は、
区間Ｔ１ａ，Ｔ２ｂ〜Ｔ１ｄにおいてオンであり、区間
Ｔ２ａ，Ｔ１ｂにおいてオフである。この場合、ピエゾ
素子６６の電極電位ＳＥＧは図５の例と同様に変化す
る。なお、区間Ｔ１ａおよび区間Ｔ２ｂ以降の第３のス
イッチ回路６５がオン状態であるときは、第１と第２の
スイッチ回路６０，６２をオフとしても同じ動作が行わ
れる。

【００４０】図１２の例では、第１と第２のスイッチ回
路６０，６２は、図６に示した例と同じタイミングでオ
ン／オフしている。また、第３のスイッチ回路６５は、
区間Ｔ１ａ，Ｔ２ａにおいてオフであり、区間Ｔ１ｂ〜
Ｔ１ｄにおいてオンである。この場合、ピエゾ素子６６
の電極電位ＳＥＧは図６の例と同様に変化する。なお、
区間Ｔ１ｂ以降、第３のスイッチ６５がオンになった後
は、第１と第２のスイッチ回路６０，６２をオフとして
も同じ動作が行われる。

【００４１】このように第２実施例においても、第１の
スイッチ回路６０および第２のスイッチ回路６２のオン
／オフ制御を行うことにより、駆動波形ＣＯＭの一部の
波形を選択的にピエゾ素子６６に供給することができ
る。また、ピエゾ素子６６への駆動波形ＣＯＭの供給を
中断した後に再開するときに、スイッチ回路６０，６２
のオン状態への切換えのタイミングを駆動波形ＣＯＭの
変化率がほぼ０である時にすることによって、タイミン
グにバラツキが生じたとしてもピエゾ素子６６の電極電
圧ＳＥＧを急変しないようにすることができる。即ち、
第１のスイッチ回路６０および第２のスイッチ回路６２
のオン／オフのタイミングを制御することによって、ピ
エゾ素子６６の電極電位ＳＥＧの急変を抑制しつつ、多
種多様の駆動波形をピエゾ素子６６に供給することが可
能となる。

【００４２】Ｃ．記録ヘッド駆動装置の第３実施例：図
１３は、本発明の第３実施例としての駆動装置の構成を
示すブロック図である。この駆動装置は、第１実施例の
記録ヘッド駆動装置の第２のダイオード６４を除いたも
のと同じである。

【００４３】図１４は、第３実施例における駆動波形Ｃ
ＯＭと、第１のスイッチ回路６０と、第２のスイッチ回
路６２のオン／オフ制御によるピエゾ素子６６の電極電
位ＳＥＧ（図１３のＰ点の電位）の変化の例を示す説明
図である。駆動波形ＣＯＭは第１実施例と同じである。

【００４４】図１４の例では、第１と第２のスイッチ回
路６０，６２は、図６に示した例と同じタイミングでオ
ン／オフしている。この場合、ピエゾ素子６６の電極電
位ＳＥＧは図６の例と同様に変化する。つまり、区間Ｔ
１ａの初期の電圧レベルの変化率がほぼ０の時点におい
て２つのスイッチ回路６０，６２がオフになると、ピエ
ゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは自然放電により徐々に下
降する。区間Ｔ２ａにおいて第１のスイッチ回路６０が
オンになると、区間Ｔ２ａの初期では、駆動波形ＣＯＭ
の電圧レベルの方がピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧよ
りも高いので、第１のダイオード６１には逆方向電圧が
かかり、電流は流れない。その後、駆動波形ＣＯＭの電
圧レベルが下降し、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧよ
りも低くなると、第１のダイオード６１には順方向電圧
がかかるので、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは駆動
波形ＣＯＭの変化に伴って下降する。また、第１のスイ
ッチ回路６０がオンになってから第１のダイオード６１
に順方向電圧がかかるまでに時間経過が十分にあるの
で、第１のスイッチ回路６０がオンになる時間に１〜２
μｓのバラツキが生じても同じ駆動波形ＣＯＭがピエゾ
素子６６に供給される。そして、区間Ｔ１ｂ以降は、２
つのスイッチ回路６０，６２がともにオンになっている
ので、ピエゾ素子６６の電極電位ＳＥＧは、駆動波形Ｃ
ＯＭの変化に伴って変化する。なお、区間Ｔ１ｂ以降、
第２のスイッチ６２がオンになった後は、第１のスイッ
チ回路６０をオフとしても同じ動作が行われる。

【００４５】このように、第１のスイッチ回路６０およ
び第２のスイッチ回路６２のオン／オフ制御を行うこと
により、駆動波形ＣＯＭの一部の波形を選択的にピエゾ
素子６６に供給することができる。また、ピエゾ素子６
６への駆動波形ＣＯＭの供給を中断した後に再開すると
きに、スイッチ回路６０，６２のオン状態への切換えの
タイミングを駆動波形ＣＯＭの変化率がほぼ０である時
にすることによって、タイミングにバラツキが生じたと
してもピエゾ素子６６の電極電圧ＳＥＧを急変しないよ
うにすることができる。即ち、第１のスイッチ回路６０
および第２のスイッチ回路６２のオン／オフのタイミン
グを制御することによって、ピエゾ素子６６の電極電位
ＳＥＧの急変を抑制しつつ、多種多様の駆動波形をピエ
ゾ素子６６に供給することが可能となる。

【００４６】Ｄ．印刷装置の全体構成：図１５は、本発
明の一実施例としての印刷装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。図１５に示すように、印刷装置は、コンピ
ュータ９０と、制御回路４０と、紙送りモータ２３と、
主走査を行うキャリッジモータ２４と、記録ヘッド５０
と、を備えている。

【００４７】コンピュータ９０では、所定のオペレーテ
ィングシステムの下で、アプリケーションプログラムが
動作している。オペレーティングシステムには、ビデオ
ドライバやプリンタドライバが組み込まれており、ディ
スプレイに画像を表示したり、種々の画像処理が行われ
る。

【００４８】制御回路４０は、コンピュータ９０からの
印刷信号等を受け取るインタフェース４１と、各種デー
タの記憶を行うＲＡＭ４２と、各種データ処理のための
ルーチン等を記憶したＲＯＭ４３と、発振回路４４と、
ＣＰＵ等からなる制御部４５と、駆動波形生成回路４６
と、紙送りモータ２３やキャリッジモータ２４や記録ヘ
ッド５０に印刷信号や駆動信号を送るためのインタフェ
ース４７と、を備えている。

【００４９】ＲＡＭ４２は、受信バッファ４２Ａや中間
バッファ４２Ｂあるいは出力バッファ４２Ｃとして利用
される。コンピュータ９０からの印刷信号は、インタフ
ェース４１を介して受信バッファ４２Ａに蓄えられる。
このデータは、中間コードに変換されて中間バッファ４
２Ｂに蓄えられる。そして、ＲＯＭ４３内のフォントデ
ータやグラフィック関数等を参照して制御部４５により
必要な処理が行われ、ドットパターンデータが展開さ
れ、出力バッファ４２Ｃに記憶される。ドットパターン
データは、インタフェース４７を介して記録ヘッド５０
に送られる。

【００５０】図１６は、図１に示した第１実施例に対応
する記録ヘッド５０の電気的な構成を示すブロック図で
ある。記録ヘッド５０は、ノズルの数に対応した複数の
シフトレジスタ５１Ａ〜５１Ｎと、複数のロジック回路
５２Ａ〜５２Ｎと、複数のレベルシフタ５３Ａ〜５３Ｎ
と、複数の第１のスイッチ回路５４Ａ〜５４Ｎと、複数
の第１のダイオード５５Ａ〜５５Ｎと、複数の第２のス
イッチ回路５６Ａ〜５６Ｎと、複数の第２のダイオード
５７Ａ〜５７Ｎと、複数のピエゾ素子５８Ａ〜５８Ｎ
と、を備えている。印刷信号ＳＩは、発振回路４４から
のクロック信号ＣＬＫに同期してシフトレジスタ５１Ａ
〜５１Ｎに入力される。この印刷信号ＳＩは、ラッチ信
号ＬＡＴに同期してロジック回路５２Ａ〜５２Ｎ内にラ
ッチされ、各ロジック回路内で２つのスイッチング信号
ＳＷ１，ＳＷ２変換される。これらのスイッチング信号
ＳＷ１，ＳＷ２は、レベルシフタ５３Ａ〜５３Ｎにより
増幅され、第１のスイッチ回路５４Ａ〜５４Ｎと第２の
スイッチ回路５６Ａ〜５６Ｎにそれぞれ供給される。

【００５１】第１のスイッチ回路５４Ａ〜５４Ｎおよび
第２のスイッチ回路５６Ａ〜５６Ｎの入力側には、駆動
波形生成回路４６からの駆動波形ＣＯＭが入力され、第
１のスイッチ回路５４Ａ〜５４Ｎの出力側には第１のダ
イオード５５Ａ〜５５Ｎを介して、第２のスイッチ回路
５６Ａ〜５６Ｎの出力側には第２のダイオード５７Ａ〜
５７Ｎを介してピエゾ素子５８Ａ〜５８Ｎが接続されて
いる。第１のスイッチ回路５４Ａ〜５４Ｎには、ピエゾ
素子５８Ａ〜５８Ｎ側から駆動波形ＣＯＭ側が順方向に
なるように第１のダイオード５５Ａ〜５５Ｎが直列に接
続されている。また、第２のスイッチ回路５６Ａ〜５６
Ｎには、駆動波形ＣＯＭ側からピエゾ素子５８Ａ〜５８
Ｎ側が順方向になるように第２のダイオード５７Ａ〜５
７Ｎが直列に接続されている。

【００５２】なお、第１のスイッチ回路５４Ａ〜５４Ｎ
のそれぞれは、図１に示した第１のスイッチ回路６０に
対応し、第２のスイッチ回路５６Ａ〜５６Ｎのそれぞれ
は、図１に示した第２のスイッチ回路６２に対応する。
また、図示したシフトレジスタと、ロジック回路と、レ
ベルシフタの１組（例えば、５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ）
は、図１のスイッチ制御回路７０に対応する。

【００５３】図１７は図７に示した第２実施例に対応す
る記録ヘッド５０のの電気的な構成を示すブロック図で
ある。図１７の回路は、図１６の回路に複数の第３のス
イッチ回路５９Ａ〜５９Ｎを追加した構成を有してお
り、他は図１６に示した回路と同じである。

【００５４】図１８は図１３に示した第３の実施例に対
応する記録ヘッド５０のの電気的な構成を示すブロック
図である。図１８の回路は、図１６の回路から複数の第
２のダイオード５７Ａ〜５７Ｎを除いた構成であり、他
は図１６に示した回路と同じである。

【００５５】ピエゾ素子は、周知のように、電圧の印加
により結晶構造が歪み、電気−機械エネルギの変換を極
めて高速に行う素子である。駆動波形ＣＯＭがピエゾ素
子５８Ａ〜５８Ｎに供給されると、それに応じてピエゾ
素子５８Ａ〜５８Ｎは変形し、インク室の壁も変形す
る。これによりノズルからのインク滴の吐出を制御す
る。吐出されたインク滴が印刷媒体に付着することによ
り印刷が行われる。なお、ピエゾ素子は、いわゆるたわ
み振動モードと縦振動モードのいずれのモードで動作さ
せてもよい。

【００５６】Ｅ．変形例：以上、本発明のいくつかの実
施の形態について説明したが、本発明はこのような実施
の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能で
ある。例えば、次のような変形例も可能である。

【００５７】上記実施例では、スイッチのオン／オフの
タイミングのズレを考慮して、駆動波形ＣＯＭの電圧レ
ベルの変化率がほぼ０である区間内でオン／オフ制御す
るようにしている。これに対して、スイッチのオン／オ
フのタイミングのズレを考慮せずに、電圧レベルが有限
の変化率で変化する区間内でオン／オフ制御するように
してもよい。こうすることによって、より多種多様の駆
動波形をピエゾ素子に供給することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としてのインクジェット式
記録ヘッドの駆動装置を示すブロック図である。

【図２】第１実施例の動作を示す説明図である。

【図３】第１実施例の動作を示す説明図である。

【図４】第１実施例の動作を示す説明図である。

【図５】第１実施例の動作を示す説明図である。

【図６】第１実施例の動作を示す説明図である。

【図７】本発明の第２実施例としてのインクジェット式
記録ヘッドの駆動装置を示すブロック図である。

【図８】第２実施例の動作を示す説明図である。

【図９】第２実施例の動作を示す説明図である。

【図１０】第２実施例の動作を示す説明図である。

【図１１】第２実施例の動作を示す説明図である。

【図１２】第２実施例の動作を示す説明図である。

【図１３】本発明の第３実施例としてのインクジェット
式記録ヘッドの駆動装置を示すブロック図である。

【図１４】第３実施例の動作を示す説明図である。

【図１５】本発明の一実施例としての印刷装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図１６】第１実施例の記録ヘッドの電気的な構成を示
すブロック図である。

【図１７】第２の実施例の記録ヘッドの電気的な構成を
示すブロック図である。

【図１８】第３実施例の記録ヘッドの電気的な構成を示
すブロック図である。

【図１９】従来のインクジェット式記録ヘッドの駆動装
置を示すブロック図である。

【図２０】従来のインクジェット式記録ヘッドの駆動装
置におけるスイッチ回路のオン／オフによるピエゾ素子
の電極電位の変化を示す説明図である。

【図２１】ピエゾ素子への駆動波形ＣＯＭの充電中にお
けるスイッチ回路をオンからオフにするタイミングと電
極電位ＳＥＧを示す説明図である。

【符号の説明】

２３…紙送りモータ ２４…キャリッジモータ ３０…駆動信号線 ４０…制御回路 ４１…インタフェース ４２…ＲＡＭ ４２Ａ…受信バッファ ４２Ｂ…中間バッファ ４２Ｃ…出力バッファ ４３…ＲＯＭ ４４…発振回路 ４５…制御部 ４６…駆動波形生成回路 ５０…記録ヘッド ５１Ａ〜５１Ｎ…シフトレジスタ ５２Ａ〜５２Ｎ…ロジック回路 ５３Ａ〜５３Ｎ…レベルシフタ ５４Ａ〜５４Ｎ…スイッチ回路 ５５Ａ〜５５Ｎ…ダイオード ５６Ａ〜５６Ｎ…スイッチ回路 ５７Ａ〜５７Ｎ…ダイオード ５８Ａ〜５８Ｎ…ピエゾ素子 ５９Ａ〜５９Ｎ…スイッチ回路 ６０…スイッチ回路 ６１…ダイオード ６２…スイッチ回路 ６４…ダイオード ６５…スイッチ回路 ６６…ピエゾ素子 ７０…スイッチ制御回路 ９０…コンピュータ １００…スイッチ回路 １０２…ピエゾ素子 １０４…スイッチ制御回路 １１０…駆動信号線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズルに対応して設けられた駆動
   素子を、印刷すべき画像の印刷信号に基づいて生成され
   た駆動波形を用いて駆動することにより、前記ノズルか
   らインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドの駆
   動装置であって、 前記駆動波形を供給するための駆動信号線と、 前記駆動信号線と前記駆動素子との間に接続されるとと
   もに、前記駆動素子に蓄えられた電荷を放電することが
   可能な第１のスイッチ回路と、 前記第１のスイッチ回路と並列に接続されるとともに、
   前記駆動素子に電荷を充電することが可能な第２のスイ
   ッチ回路と、 前記第１と第２のスイッチ回路に第１と第２のスイッチ
   ング信号をそれぞれ供給するスイッチ制御回路と、を備
   え、 前記第１のスイッチ回路は、互いに直列に接続された第
   １のスイッチと第１の整流回路を有しており、 前記第１の整流回路は、前記駆動素子から前記駆動信号
   線への電流の方向が順方向となるように設置されてい
   る、 インクジェット式記録ヘッドの駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェット式記録ヘ
   ッドの駆動装置であって、 前記第２のスイッチ回路は、互いに直列に接続された第
   ２のスイッチと第２の整流回路とを有しており、 前記第２の整流回路は、前記駆動信号線から前記駆動素
   子への電流の方向が順方向となるように設置されてい
   る、 インクジェット式記録ヘッドの駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のインクジェット式記録ヘ
   ッドの駆動装置であって、更に、 前記駆動信号線と前記駆動素子との間に、前記第１と第
   ２のスイッチ回路と並列に接続された，前記駆動素子の
   充放電が可能な第３のスイッチ回路を備え、 前記スイッチ制御回路は、前記第３のスイッチ回路に第
   ３のスイッチング信号を供給する、 インクジェット式記録ヘッドの駆動回路。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のイ
   ンクジェット式記録ヘッドの駆動装置であって、 前記スイッチ制御回路は、前記第１のスイッチをオフか
   らオンに切換えるタイミングを、前記駆動波形の電圧レ
   ベルが前記駆動素子の電極電圧以上の区間内に設定する
   ように前記第１のスイッチング信号を生成するととも
   に、前記第２のスイッチをオフからオンに切換えるタイ
   ミングを、前記駆動波形の電圧レベルが前記駆動素子の
   電極電位以下の区間内に設定するように前記第２のスイ
   ッチング信号を生成する、 インクジェット式記録ヘッドの駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のイ
   ンクジェット式記録ヘッドの駆動装置であって、 前記駆動波形は、電圧レベルの変化率がほぼ０である部
   分を有し、 前記スイッチ制御回路は、前記第１と第２のスイッチの
   オン／オフを切換えるタイミングを、前記駆動波形の電
   圧レベルの変化率がほぼ０である区間内に設定するよう
   に前記第１と第２のスイッチング信号を生成する、 インクジェット式記録ヘッドの駆動装置。
6. 【請求項６】 インク滴を吐出することによって印刷媒
   体上に画像を記録する印刷装置であって、 インク滴を吐出するための複数のノズルと、前記複数の
   ノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有す
   る記録ヘッドと、 請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェット式
   記録ヘッドの駆動装置と、を備える、印刷装置。