JPH09187949A - インクジェットヘッド駆動装置 - Google Patents

インクジェットヘッド駆動装置

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JPH09187949A
JPH09187949A JP67296A JP67296A JPH09187949A JP H09187949 A JPH09187949 A JP H09187949A JP 67296 A JP67296 A JP 67296A JP 67296 A JP67296 A JP 67296A JP H09187949 A JPH09187949 A JP H09187949A
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JP
Japan
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load
driving
current
constant
piezoelectric elements
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Pending
Application number
JP67296A
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English (en)
Inventor
Koichi Otsuki
幸一 大槻
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同時駆動する圧電素子の負荷変動を検知し
て、自動的に駆動台形波の傾きを一定にし、印字品位の
安定したインクジェットヘッド駆動装置を提供する。 【解決手段】 記録ヘッドの負荷変動を検出する負荷変
動検出手段2により、負荷変動を検出する。この駆動パ
ルス数をカウントしたデータにより、負荷変動補正手段
4の記憶素子の補正データ値を選択して、定電流発生回
路部6を構成する電流量制限素子7を調整する。負荷が
変動しても充放電の電流値が一定であることから傾きが
一定の駆動台形波が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電素子を用いて、
圧電素子に台形状の電圧波形を印加し、インクの吸引と
吐出を行うことによって記録を行うインクジェット記録
装置のヘッドの駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】圧電素子の伸縮によりインク滴をノズル
孔より吐出して記録を行うインクジェットヘッドプリン
タでは、この圧電素子の制御に台形状の電圧波形を印加
している。しかし、負荷が変化するとこの台形波の傾き
が所定値からずれ、吐出するインク滴の重量および飛翔
速度が変わってしまい印字品位が安定しなくなるという
問題を抱えている。
【0003】そこで、特開平6−000959号公報で
は、ヘッドに与えられた印字信号より同時に駆動される
圧電素子数を検出して負荷変動を検知して、その値によ
り基準電圧を変更して駆動電源部の定電圧出力を変化さ
せて所定の電圧により圧電素子の駆動を行うことにより
印字品位の安定化をはかっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧電素子の駆
動周波数を高くするためには、図1のように駆動波形が
複雑化しており安定した量のインク滴の吐出には、より
精度の高い駆動波形が必要とされる。特に安定した中間
電位の確保と駆動波形の傾きが印字品位の確保には不可
欠である。
【0005】特開平6−000959号公報の技術で
は、同時駆動するノズル数によって負荷が変化した場
合、駆動電源部の出力電圧を変更して負荷変動による駆
動電圧の変化を補正しているが、台形波の生成には定電
流による圧電素子の駆動が必要であり、電圧補正では安
定した駆動波形の傾きと、待機時に圧電素子に印加して
おく中間電位を得るのは難しい。
【0006】本発明はこのような問題を考慮したもの
で、その目的とするところは、容量性負荷への充放電電
流のばらつきを無くし、更に所定の傾きの台形状電圧を
圧電振動子に印加できる駆動装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】記録ヘッドの負荷変動を
検出する負荷変動検出手段と、それにより検出された負
荷変動に対応した補正値を出力する負荷変動補正手段
と、台形波を生成する定電流発生回路とその定電流量を
制御する電流量制限素子と前記記録ヘッドを駆動する台
形波駆動部を有し、前記補正値により定電流回路の前記
電流量制御素子を制御することで負荷の変動によらず所
定の安定した台形波形を生成し駆動することを特徴とす
る。
【0008】
【発明の実施の形態】図2、図3及び図4に本発明の実
施例を示す。図2は本発明のブロック図を示し、図3
(a)は図2中の負荷変動検出手段2及び負荷変動補正
手段4の、図4は図2中の充放電用の定電流発生部6の
具体回路例を示す。
【0009】図2の符号1は制御回路、符号2は負荷変
動検出手段、符号3はホストI/F手段、符号4は負荷
変動補正手段、符号5は記憶素子、符号6は定電流発生
部、符号7は電流量制限素子、符号8は駆動する圧電素
子を選択する回路、符号9は圧電素子(PZT)、符号
10は駆動信号である。
【0010】図3の符号301はシリアルデータ印字信
号、符号303はシリアルデータ転送クロック、符号3
04は駆動ノズル数カウント可能なカウンタ、符号30
2はカウントイネーブル信号、符号5は記憶素子、符号
306は駆動ノズル数データ、符号307は記憶素子読
み出し制御信号、符号308は補正データ、符号309
はラッチ、符号310はデータラッチ信号、符号311
は電流量制限素子制御データである。
【0011】次に、図3(b)のタイムチャートにより
図3(a)の動作を説明する。ヘッドを駆動するための
シリアルデータ印字信号301は、シリアルデータ転送
信号303に同期して制御回路1より転送され、ハイレ
ベルの信号が圧電素子9、・・・を駆動する信号とな
る。従って、シリアルデータ転送信号303の入力時
に、シリアルデータ印字信号301がハイレベルのカウ
ントイネーブル信号302である回数をカウントすれば
駆動される圧電素子数が決まり負荷容量の変化が検知さ
れ、そして、カウンタ304のカウント出力306は、
記憶素子5に記憶される。
【0012】この記憶素子には、予めカウント出力30
6を引数とした補正データテーブルが記憶されており、
制御回路1よりの印字タイミング出力と同期して記憶素
子5から補正データ308として読み出される。尚、補
正データ308は電流量制限素子7を制御するのに充分
なビット幅のデータであり、例えば、電流量制限素子7
の抵抗値を256段階にわたって調整可能なようにする
には8ビットのデータ幅である。
【0013】この補正データ308を制御回路1からの
データラッチ信号310でラッチして、その出力により
電流量制限素子7を制御して定電流値を補正する。
【0014】次に、電流量制限素子7の動作について説
明する。図8は、電流制限素子7の等価抵抗値と補正デ
ータ308の関係の一例を示しており、補正データ30
8を8ビットのデータ、つまり256段階に制御する場
合を図示している。駆動する圧電素子9、・・・の数が
0の時の電流源制限素子7の等価抵抗値Rを基準とし
て、補正データ308により図8に示す抵抗値に変化さ
せて電流量を制御する。このような制御が可能な電流量
制限素子7の例としては電子ボリュームがあげられる。
【0015】尚、記憶素子5に記憶する補正データテー
ブルは、ホストI/F手段3を介してホストから読み出
し、書き込みが可能である。この記憶素子5としては、
SRAM等の書き換え可能なメモリ素子が適している。
【0016】次に、定電流発生部6について、図4及び
図5を基に説明する。図4中の符号403、404、4
23はPNP型トランジスタ、符号402、412、4
13、422はNPN型トランジスタ、符号405、4
06、414、415は抵抗、符号421はコンデン
サ、符号401、411は制御信号、符号10は駆動信
号を示している。制御回路1が制御信号401を出力す
ると、NPN型トランジスタ402がオンし、それに随
伴して、PNP型トランジスタ404もオンとなる。
【0017】このPNP型トランジスタ404は、コン
デンサ421の電圧が電源電圧VHからPNP型トラン
ジスタ403のベースエミッタ間電圧VBE403 をひい
た電圧(VH−VBE403) に達するまで定電流Icで
コンデンサ421を充電する。そして、電源電圧(VH
−VBE403) に達するとIcはゼロになる。次に制御
信号401の電圧をローにし、PNP型トランジスタ4
04をオフにした後、制御信号411を出力する。する
とNPN型トランジスタ413がオンし、コンデンサ4
21の電圧がNPN型トランジスタ412のベースエミ
ッタ間電圧VBE412 に達するまで定電流Idでコンデ
ンサ421の充電電荷を放電する。
【0018】以上の動作によりコンデンサ421には図
5に示す電圧波形VPが発生する。この電圧波形VPの
立ち上がり時間Tcは抵抗405の抵抗値をRc、コン
デンサ421の容量をC0、PNP型トランジスタ40
3のベースエミッタ間電圧をVBE403 とすると、以下
の式により得られる。 Ic=VBE403÷Rc (1) Tc=C0×(VH−VBE403)÷Ic (2) また、同様に電圧波形VPのたち下がり時間Tdも抵抗
414の抵抗値をRd、コンデンサコンデンサ421の
容量をC0、NPN型トランジスタ412のベースエミ
ッタ間電圧をVBE412 とすると、以下の式により得ら
れる。 Id=VBE412÷Rd (3) Td=C0×(VH−VBE412)÷Id (4) (1)及び(2)式よりVPの立ち上がりの傾きはkを
定数とすると以下の式で表される。 (VH−VBE403)/Tc=Ic/C0 =VBE403/(C0・Rc) =k/Rc (5) 同様に、(3)及び(4)式よりVPの立ち下がりの傾
きはk’を定数とすると以下の式で表される。 (VH−VBE412)/Td=Id/C0 =VBE412/(C0・Rd) =k’/Rd (6) つまり、Rc、Rdの大小で電圧波形の傾きが調整でき
ることになる。
【0019】NPN型トランジスタ422とPNP型ト
ランジスタ423は定電流Ic及びIdの電流駆動能力
を補償するするための電流増幅器であり、駆動信号43
1の最大電圧Vmax、最少電圧Vminは、NPN型トラン
ジスタ422とPNP型トランジスタ423のベースエ
ミッタ間電圧をそれぞれVBE422 VBE423 とする
と、 Vmax=VH−VBE403−VBE422 (7) Vmin=VH−VBE412−VBE423 (8) となる。また、駆動信号431のVminからVmaxに達す
る立ち上がり時間をTr、VmaxからVminに達するたち
下がり時間をTfとすると、 Tr=C0×(Vmax−Vmin)÷Ic (9) Tf=C0×(Vmax−Vmin)÷Id (10) となる。
【0020】この電流増幅器からの駆動信号431は容
量負荷の圧電素子9、・・・に供給され、電流増幅器に
は、(11)、(12)式で示す定充電電流Ich、定放
電電流Idsが流れることになる。 Ich=(Vmax−Vmin)×C÷Tr (11) Ids=(Vmax−Vmin)×C÷Tf (12) 尚、(11)、(12)式におけるCは駆動圧電素子
9、・・・の全容量である。
【0021】(11)及び(12)式より解ることであ
るが、Ich、Idsが一定の場合は、駆動信号の波形は容
量Cが増加した時、波形の傾きである(Vmax−Vmin)
/Tr、(Vmax−Vmin)/Tfは小さくなる。よっ
て、これを補正するためにはIch、Idsを補充すれば良
い。
【0022】NPN型トランジスタ422のベース電流
をIb422 、コレクタ電流をIc422とすると、 充電動作
時のIchは、 Ich=Ib422+Ic422 (13) であり、また、Ib422とIc422の相関を示す図6か
ら、Ichを補充するにはNPN型トランジスタ422の
ベース電流Ib422を補充すればよいことがわかる。つま
り、充電定電流Icを調整することによってIchの変動
を補正できる。
【0023】同様にPNP型トランジスタ423のベー
ス電流をIb423 、コレクタ電流をIb422 とすると、放
電動作時のIdsは、 Ids=Ib423+Ic423 (14) であり、また、Ib423とIc423の相関を示す図7か
ら、Idsを補充するにはNPN型トランジスタ423の
ベース電流Ib422を補充すればよいことがわかる。つま
り、放電定電流Idを調整することによってIdsの変
動を補正できる。
【0024】よって、抵抗405、抵抗414を可変に
することにより容量負荷変動分の補正を行い、波形の傾
きを一定にすることが可能となる。尚、抵抗405、4
14は図2の電流量制限素子7に相当し、電流量制限素
子制御データ311で制御される。
【0025】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のインクジ
ェットヘッド駆動装置では、常時負荷の変動を検出し、
補正値によって台形波形を生成するコンデンサへの充電
電流と放電電流を調整するので、負荷に応じて安定した
台形波を生成可能になり高い印字品位を得ることができ
る。
【0026】更に、補正値として記憶素子に書かれた補
正データテーブルを使用することにより、容易にホスト
からの書き換えが可能である。これにより、ヘッドの特
性が違う場合、これに合わせた補正データテーブルに書
き換えることにより、最適の台形波をインクヘッドに印
加可能である。また、制御の方式がデジタル値で行われ
るため、ホストからの台形波の傾き調整がソフトウェア
で容易に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】駆動周波数を高くするための駆動波形の例を示
す図。
【図2】本発明の構成を示すブロック図。
【図3】本発明の負荷変動検出手段の一実施例を示す回
路図とタイムチャート。
【図4】本発明の定電流発生部の一実施例を示す回路
図。
【図5】図4の回路図の動作を説明するタイムチャー
ト。
【図6】PNP型トランジスタ422の特性図。
【図7】NPN型トランジスタ423の特性図。
【図8】電流制限素子の等価抵抗値を示す図。
【符号の説明】
1・・・・制御回路 2・・・・負荷変動検出手段 3・・・・ホストI/F手段 4・・・・負荷変動補正手段 5・・・・記憶手段 6・・・・定電流発生路 7・・・・電流量制限素子 8・・・・圧電素子選択回路 9・・・・圧電素子(PZT) 10・・・駆動信号 11・・・台形波駆動部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の圧電素子を有し、前記圧電素子に対
    して台形波電圧を印加して前記圧電素子の伸縮によりイ
    ンク滴をノズル孔より吐出させることにより記録を行う
    記録ヘッドを有するインクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドの負荷変動を検出する負荷変動検出手段
    と、 前記負荷変動検出手段により検出された負荷変動に対応
    した補正値を出力する負荷変動補正手段と、 台形波を生成する定電流発生回路とその定電流量を制御
    する電流量制限素子と前記圧電素子を駆動する台形波駆
    動部を有し、 前記補正値により定電流回路の前記電流量制御素子を制
    御することで負荷の変動によらず所定の安定した台形波
    形を生成し駆動する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】前記負荷変動検出手段はカウンターを有
    し、 前記圧電素子を同時駆動する印字データパルス数をカウ
    ントすることにより駆動する圧電素子数を検出して負荷
    量を検出する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】前記補正手段は記憶手段を有し、 前記負荷変動検出手段により検出された負荷変動(負荷
    量)に対応した前記記憶手段のアドレスを有する記憶素
    子に書かれた前記補正値を参照する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。
  4. 【請求項4】前記記憶手段はホスト・インタフェイス
    (今後ホストI/Fと記述)手段に接続され、ホストか
    ら書き換え可能であることを特徴とする請求項1記載の
    インクジェットヘッド駆動装置。
  5. 【請求項5】 前記記憶手段に書かれた補正値はヘッド
    負荷容量のランクにより分類され、前記ホストI/F手
    段により書き換え可能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ヘッド駆動装置。
  6. 【請求項6】前記電流量制御素子はディジタルデータに
    よって、調整される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。
JP67296A 1996-01-08 1996-01-08 インクジェットヘッド駆動装置 Pending JPH09187949A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899102A3 (en) * 1997-08-18 1999-12-08 Nec Corporation Inkjet head control system and method
JP2011143658A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Ricoh Co Ltd 記録ヘッド駆動装置、駆動方法、駆動プログラム及びインクジェット記録装置

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EP0899102A3 (en) * 1997-08-18 1999-12-08 Nec Corporation Inkjet head control system and method
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