(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するための圧力発生素子に印加すべき駆動信号を生成する駆動信号生成手段を備えるインクジェット記録装置において、
前記駆動信号生成手段は、
前記駆動信号波形を規定する信号を増幅するための電流増幅回路を有し、
前記電流増幅回路は、
高電位と低電位の間に接続され、前記駆動信号の波形を規定する信号が印加される、プッシュプル接続された一対のトランジスタと、
前記プッシュプル接続された一対のトランジスタの高電位側に接続された第1のコイルと、
前記プッシュプル接続された一対のトランジスタの低電位側に接続された第２のコイルと、
を有し、
前記第1のコイルと第２のコイルが一つのトランスを構成し、
前記高電位と前記トランスとの間と前記低電位との間に接続された容量素子を更に有し、
前記圧力発生素子は、前記一対のトランジスタのプッシュプル接続されている接続点と、前記低電位との間に接続されているインクジェット記録装置。
【請求項２】
インク滴を吐出するための圧力発生素子に印加すべき駆動信号を生成する駆動信号生成手段を備えるインクジェット記録装置において、
前記駆動信号生成手段は、
前記駆動信号波形を規定する信号を増幅するための電流増幅回路を有し、
前記電流増幅回路は、
前記駆動信号の波形を規定する信号が印加される、プッシュプル接続された一対のトランジスタから成る第１のプッシュプル回路と、
前記駆動信号の波形を規定する信号を反転した信号が印加される、プッシュプル接続された一対のトランジスタから成る第２のプッシュプル回路と、
一次側コイルが前記第１のプッシュプル回路の高電位側に、二次側コイルが前記第２のプッシュプル回路の低電位側に、夫々接続された第１のトランスと、
一次側コイルが前記第１のプッシュプル回路の低電位側に、二次側コイルが前記第２のプッシュプル回路の高電位側に、夫々接続された第２のトランスと
を有し、
前記圧力発生素子は、前記第１のプッシュプル回路及び前記第２のプッシュプル回路におけるトランジスタの各接続点の間に接続されているインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタなどとして用いられるインクジェット記録装置に関するものである。さらに詳しくは、圧力発生素子を駆動するための回路技術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やインクジェットプロッタなどとして用いられるインクジェット記録装置の記録ヘッドでは、複数のノズル開口の各々に対応する複数の圧電振動子（たとえばピエゾ素子）などの圧力発生素子がノズル開口に連通する圧力発生室内のインクを加圧することによりノズル開口からインク滴を吐出する。インクジェット記録装置において、記録ヘッドを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路には、図７に示すように、圧力発生素子１７の充放電のタイミングを規定する充放電パルス８０を出力する信号生成回路８１と、この充放電パルス８０に対する電圧増幅回路８２と、充放電パルス８０に基づいて、プッシュプル接続されたＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２がスイッチング動作を行って圧力発生素子１７に増幅した共通の駆動信号ＣＯＭを出力する電流増幅回路８３とが構成されている。
【０００３】
ここで、圧力発生素子１７は容量性負荷Ｃ１として表されるので、たとえば、図８に示すような駆動信号ＣＯＭが印加されると、圧力発生素子１７は、駆動信号ＣＯＭに基づいて放電と充電とを繰り返す。すなわち、駆動増幅回路８３では、時刻Ｔ１においてＮＰＮトランジスタＱ１がオンすることにより圧力発生素子１７に充電を行うとともに、時刻Ｔ２においてＮＰＮトランジスタＱ１がオフする代わりに、ＰＮＰトランジスタＱ２がオンすることにより圧力発生素子１７からグランド電位ＧＮＤへの放電を行う。従って、ＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２には、充電電流Ｉ１および放電電流Ｉ２が流れることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す電流増幅回路８３においては、充電時あるは放電時に、駆動電位Ｖccあるいはグランド電位ＧＮＤと駆動信号ＣＯＭとの電位差に相当する電位Ｖ０がそのままＮＰＮトランジスタＱ１あるいはＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間に印加されるため、ＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２の発熱量が大きい。このため、ＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２で信頼性の低下が起こりやすいため、大がかりな放熱装置が必要であるという問題点がある。
【０００５】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、インダクタの特性を活かして、トランジスタにおける発熱量を低減可能なインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ノズル開口に連通する圧力発生室内のインクを加圧することにより前記ノズル開口からインク滴を吐出する圧力発生素子と、該圧力発生素子に印加すべき駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有するインクジェット記録装置において、前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号の波形を規定する信号を生成する波形生成回路と、該波形生成回路からの出力を増幅するための電流増幅回路とを有し、該電流増幅回路は、高電位側電源と低電位側電源との間でトランジスタがプッシュプル接続され、該トランジスタの各ベースに前記波形生成回路からの出力信号が印加されるプッシュプル回路と、該プッシュプル回路と前記高電位側電源との間に電気的に接続された第１のコイルと、前記プッシュプル回路と前記低電位側電源との間に電気的に接続された第２のコイルとを有するとともに、前記プッシュプル回路におけるトランジスタの接続点と前記低電位側電源との間に前記圧力発生素子が電気的に接続していることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、電流増幅回路において、高電位側電源と低電位側電源との間でプッシュプル接続されたＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタの各ベースに波形生成回路からの出力信号が印加されるので、この出力信号の電位変化に伴って、高電位側電源からＮＰＮトランジスタを介して圧力発生素子への充電と、圧力発生素子からＰＮＰトランジスタを介して低電位側電源への放電が起こる。ここで、プッシュプル回路のＮＰＮトランジスタと高電位側電源との間には第１のコイルが電気的に接続されているので、この第１のコイルには充電電流によって誘導起電力が発生し、ＮＰＮトランジスタのコレクタ電位を低下させる。従って、充電時にＮＰＮトランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧が低下する。また、プッシュプル回路のＰＮＰトランジスタと低電位側電源との間には第２のコイルが電気的に接続されているので、この第２のコイルには放電電流によって誘導起電力が発生し、ＰＮＰトランジスタのコレクタ電位を上昇させる。従って、放電時にＰＮＰトランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧が低下する。よって、充電時および放電時のそれぞれにおいてＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧を低くできるので、これらのトランジスタでの発熱を防止することができる。
【０００８】
本発明の別の形態では、ノズル開口に連通する圧力発生室内のインクを加圧することにより前記ノズル開口からインク滴を吐出する圧力発生素子と、該圧力発生素子に印加すべき駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有するインクジェット記録装置において、前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号の波形を規定する信号を生成する波形生成回路と、該波形生成回路からの出力を増幅するための電流増幅回路とを有し、該電流増幅回路は、高電位側電源と低電位側電源との間でトランジスタがプッシュプル接続され、該トランジスタの各ベースに前記波形生成回路からの出力信号が印加される第１のプッシュプル回路と、高電位側電源と低電位側電源との間にトランジスタがプッシュプル接続され、該トランジスタの各ベースに前記波形生成回路からの反転出力信号が印加される第２のプッシュプル回路と、前記第１のプッシュプル回路と前記高電位側電源との間に一次側コイルが電気的に接続され、前記第２のプッシュプル回路と前記低電位側電源との間に二次側コイルが電気的に接続された第１のトランスと、前記第１のプッシュプル回路と前記低電位側電源との間に一次側コイルが電気的に接続され、前記第２のプッシュプル回路と前記高電位側電源との間に二次側コイルが電気的に接続された第２のトランスとを有するととももに、前記第１のプッシュプル回路および前記第２のプッシュプル回路におけるトランジスタの接続点の間に前記圧力発生素子が電気的に接続していることを特徴とする。
【０００９】
本発明でも、電流増幅回路において、高電位側電源と低電位側電源との間でプッシュプル接続された２組のＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタの各ベースに波形生成回路からの出力信号および反転出力信号が印加されるので、この出力信号の電位変化に伴って、充電と放電が起こる。すなわち、充電時には、高電位側電源から第１のプッシュプル回路のＮＰＮトランジスタを介して圧力発生素子に充電電流が流れる。
【００１０】
ここで、第１のプッシュプル回路のＮＰＮトランジスタと高電位側電源との間には第１のトランスの一次側コイルが電気的に接続されているので、この第１のトランスの一次側コイルには充電電流によって誘導起電力が発生し、ＮＰＮトランジスタのコレクタ電位を低下させる。また、第１のトランスでは、二次側コイルに二次誘導が起こり、このコイル端子間にも起電力が発生し、この起電力は、第２のプッシュプル回路のＰＮＰトランジスタのコレクタ電位を上昇させる。従って、充電時において、第１のプッシュプル回路のＮＰＮトランジスタ、および第２のプッシュプル回路のＰＮＰトランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧を低下させるので、これらのトランジスタにおける発熱を抑えることができる。
【００１１】
一方、放電時には、圧力発生素子から第１のプッシュプル回路のＰＮＰトランジスタを介して充電電流が流れる。ここで、第１のプッシュプル回路のＰＮＰトランジスタと低電位側電源との間には第２のトランスの一次側コイルが電気的に接続されているので、この第２のトランスの一次側コイルには放電電流によって誘導起電力が発生し、ＰＮＰトランジスタのコレクタ電位を上昇させる。また、第２のトランスでは、二次側コイルに二次誘導が起こり、このコイル端子間にも起電力が発生し、この起電力は、第２のプッシュプル回路のＮＰＮトランジスタのコレクタ電位を低下させる。従って、放電時において、第１のプッシュプル回路のＰＮＰトランジスタ、および第２のプッシュプル回路のＮＰＮトランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧を低下させるので、これらのトランジスタにおける発熱を抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明するいずれの形態も、基本的には図７を参照して説明した駆動信号生成回路と同様、駆動信号生成回路の電流増幅回路にプッシュプル回路を用いているので、対応する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。また、以下に説明する実施の形態１、２は、インクイジェット記録装置としての全体構成は同一であるので、それぞれの形態の特徴的な構成を説明する前に、各形態において共通する構成を図１、２を参照して説明する。
［インクジェット記録装置の全体構成］
図１は、本発明を適用したインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。図１において、本形態のインクジェット記録装置１は、スキャナ（図示せず。）などとともにコンピュータ（図示せず。）に対して接続されて使用される。このコンピュータには、所定のプログラムがロードされ、実行されることにより、これらの装置全体が一体で記録装置として機能する。コンピュータでは、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、スキャナから読み込んだ画像などに対して所定の処理を行いつつＣＲＴディスプレイ（図示せず。）に画像を表示する。また、コンピュータは、アプリケーションプログラムが印刷命令を発すると、スキャナを介して読み込んだ画像データやキーボードを介して入力された文字データなどをインクジェット記録装置１が使用するデータに変換し、インクジェット記録装置１に出力する。
【００１３】
インクジェット記録装置１では、キャリッジ１０１がタイミングベルト１０２を介してキャリッジ機構１２のキャリッジモータ１０３に接続され、ガイド部材１０４に案内されて記録用紙１０５（媒体）の紙幅方向に往復動するように構成されている。インクジェット記録装置１には、紙送りローラ１０６を用いた紙送り機構１１も形成されている。キャリッジ１０１には記録用紙１０５と対向する面、この図に示す例では下面にインクジェット式の記録ヘッド１０が取り付けられている。記録ヘッド１０は、キャリッジ１０１の上部に載置されているインクカートリッジ１０７からインクの補給を受けてキャリッジ１０１の移動に合わせて記録用紙１０５にインク滴を吐出してドットを形成し、記録用紙１０５に画像や文字を印刷する。
【００１４】
また、インクジェット記録装置１の非印刷領域（非記録領域）には、キャッピング装置１０８が構成され、印刷の休止中に記録ヘッド１０のノズル開口を封止する。従って、印刷の休止中、インクから溶媒が飛散することによってインクが増粘あるいはインク膜を形成することを抑制することができる。それ故、印刷の休止中にノズルに目詰まりが発生するのを防止できる。また、キャッピング装置１０８は、印刷動作中に行われるフラッシング動作による記録ヘッド１０からのインク滴を受ける。キャッピング装置１０８の近傍にはワイピング装置１０９が配置され、このワイピング装置１０９は、記録ヘッド１０の表面をブレードなどでワイピングすることにより、そこに付着したインク滓や紙粉を拭き取るように構成されている。
【００１５】
図２は、本形態のインクジェット記録装置１の機能ブロック図である。
【００１６】
図２において、インクジェット記録装置１には、プリントコントローラ４０およびプリントエンジン５を有している。プリントコントローラ４０は、コンピュータ（図示せず。）からの多値階層情報を含む記録データなどを受信するインターフェース４３と、多値階層情報を含む記録データなどの各種データの記憶を行うＲＡＭ４４と、各種データ処理を行うためのルーチンなどを記憶したＲＯＭ４５と、ＣＰＵなどからなる制御部６と、発振回路４７と、記録ヘッド１０への駆動信号ＣＯＭを発生させる駆動信号生成回路８と、ドットパターンデータに展開された印字データおよび駆動信号をプリントエンジン５に送信するためのインターフェース４９とを備えている。
【００１７】
コンピュータ９０などから送られた多値階層情報を含む記録データはインターフェース４３を介して記録装置内部の受信バッファ４４Ａに保持される。受信バッファ４４Ａに保持された記録データは、コマンド解析が行われてから中間バッファ４４Ｂへ送られる。中間バッファ４４Ｂ内では、制御部６によって中間コードに変換された中間形式としての記録データが保持され、各文字の印字位置、修飾の種類、大きさ、フォントのアドレスなどが付加される処理が制御部６によって実行される。次に、制御部６は、中間バッファ４４Ｂ内の記録データを解析し、後述するように階層データをデコード化した後の２値化されたドットパターンデータを出力バッファ４４Ｃに展開し、記憶させる。
【００１８】
記録ヘッド１０の１スキャン分に相当するドットパターンデータが得られると、このドットパターンデータは、インターフェース４９およびフレキシブル配線基板１１０を介して記録ヘッド１０にシリアル転送される。出力バッファ４４Ｃから１スキャン分に相当するドットパターンデータが出力されると、中間バッファ４４Ｂの内容が消去されて、次の中間コード変換が行われる。
【００１９】
プリントエンジン５は、前記の紙送り機構１１と、前記のキャリッジ機構１２と、記録ヘッド１０とを備えている。紙送り機構１１は、記録紙などの記録媒体を順次送り出して副走査を行うものであり、キャリッジ機構１２は、記録ヘッド１０を主走査させるものである。
【００２０】
記録ヘッド１０は、所定のタイミングで各ノズル開口からインク滴を吐出させるものであり、駆動信号生成回路８から出力された駆動信号ＣＯＭは、インターフェース４９およびフレキシブル配線基板１１０を介して記録ヘッド１０に出力される。
【００２１】
記録ヘッド１０は、副走査方向にたとえば６４個のノズルを有し、所定のタイミングで各ノズル開口１１１からインク滴を吐出させるものである。プリントコントローラ４０において、ドットパターンデータに展開された記録データＳＩは、発振回路７からのクロック信号ＣＬＫに同期してインターフェース４９およびフレキシブル配線基板１１０を介して記録ヘッド１０にシリアル出力され、記録ヘッド１０のシフトレジスタ１３にシリアル転送される。このシリアル転送された記録データＳＩは、一旦、ラッチ回路１４によってラッチされる。ラッチされた記録データＳＩは、電圧増幅器であるレベルシフタ１５によって、ノズル選択回路１６（ヘッド選択手段）を駆動できる電圧、たとえば数十ボルト程度の所定の電圧にまで昇圧される。所定の電圧まで昇圧された記録データはノズル選択回路１６に与えられる。ノズル選択回路１６の入力側には、駆動信号生成回路８からの駆動信号ＣＯＭが印加されており、ノズル選択回路１６の出力側には、圧力発生素子１７としての圧電振動子が接続されている。圧力発生素子１７は、ノズル開口１１１に対して１対１の関係をもってやはりノズル開口１１１と同数（たとえば６４個）形成されている。
【００２２】
ここで、記録データＳＩは、ノズル選択回路１６の動作を制御する。たとえば、ノズル選択回路１６に加わる記録データＳＩが「１」である期間中は、駆動信号ＣＯＭが圧力発生素子１７に印加され、この信号に応じて圧力発生素子１７は伸縮を行う。その結果、圧力発生素子１７は、ノズル開口１１１に連通する圧力発生室１１３内のインクを加圧し、ノズル開口１１１からインク滴を吐出させる。一方、ノズル選択回路１６に加わる記録データＳＩが「０」である期間中は、圧力発生素子１７への駆動信号ＣＯＭの供給が遮断される。
［実施の形態１］
図３は、本発明の実施の形態１に係るインクジェット記録装置における駆動信号生成回路８および圧力発生素子１７との接続関係を示す回路図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、この駆動信号生成回路８を用いたときの圧力発生素子の端子電圧などの電位変化を示す波形図、および波形生成回路からトランジスタのベースに印加される充放電パルスの波形図である。
【００２３】
図３において、本形態のインクジェット記録装置に構成されている駆動信号生成回路８にも、圧力発生素子１７の充放電のタイミングを規定する充放電パルス８０を出力する信号生成回路８１と、この充放電パルス８０に対する電圧増幅回路８２と、充放電パルス８０に基づいて、圧力発生素子１７に増幅した共通の駆動信号ＣＯＭを出力する電流増幅回路８３とが構成され、この電流増幅回路８３には、プッシュプル接続されたＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２を備えるプッシュプル回路８３０が形成されている。
【００２４】
このプッシュプル回路８３０において、信号生成回路８１から出力された充放電パルス８０は、電圧増幅回路８２で電圧増幅された後、入力抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、ＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２の各ベースに印加される。また、プッシュプル回路８３０において、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは、高電位側電源である駆動電位Ｖccの側に電気的に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタは、低電位側電源であるグランド電位ＧＮＤの側に電気的に接続されている。さらに、ＮＰＮトランジスタＱ１とＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタ同士の接続点Ｐ１に対しては、グランド電位ＧＮＤとの間に圧力発生素子１７が電気的に接続されている。この圧力発生素子１７は、容量性負荷Ｃ１として表され、かつ、内部抵抗Ｒ１０を有している。
【００２５】
本形態では、プッシュプル回路８３０のＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタと駆動電位Ｖｃｃとの間にはトランス９０の一次側コイルＬ１が電気的に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタとグランド電位ＧＮＤとの間にはトランス９０の二次側コイルＬ２が電気的に接続されている。このトランス９０において、二次側コイルＬ２を含む閉回路にはダイオードＤ１７が電気的に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ２からグランド電位ＧＮＤに放電が起きたときに、二次側コイルＬ２で発生した起電力がＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタにかかるようになっている。本形態において、トランス９０については、熱損失を押さえるという観点からすれば、ヒステリシス損失等を少ないコア材、たとえば、ケイ素鋼板等の材料よりフェライトまたはアモルファス系の方が適している。
【００２６】
なお、駆動電位Ｖccとトランス９０との間にはグランド電位ＧＮＤとの間に容量素子Ｃ２２が接続されている。
【００２７】
このように構成した駆動信号生成回路８において、図４（Ｂ）に示すように、波形生成回路８１で生成された充放電パルス８０は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの間に直線的に電圧上昇した後、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの間、一定電位に保持され、しかる後、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４までの間に直線的に電位が下降する。
【００２８】
従って、時刻Ｔ１１において、ＮＰＮトランジスタＱ１でベース電位がエミッタ電位よりも高くなると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンし、駆動電位Ｖccの側からＮＰＮトランジスタＱ１を介して圧力発生素子１７への充電が起こる。このとき、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタと駆動電位Ｖcとの間には、トランス９０の一次側コイルＬ１が電気的に接続されているので、この一次側コイルＬ１には充電電流によって誘導起電力（逆起電力）が発生し、図４（Ａ）に示すように、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ電位を低下させる。従って、充電時において、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間電圧は、圧力発生素子１７の電位と駆動電位Ｖccとの電位差と比較して、一次側コイルＬ１の誘導起電力分だけは低下し、その電位はＶ１で表される。この間、ＰＮＰトランジスタＱ２はオフ状態にある。
【００２９】
一方、時刻Ｔ１３において、充放電パルス８０の電位が低下して、ＰＮＰトランジスタＱ２でベース電位がエミッタ電位よりも低くなると、ＰＮＰトランジスタＱ２がオンし、圧力発生素子１７からＰＮＰトランジスタＱ２を介してグランド電位ＧＮＤへの放電が起こる。このとき、ＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタとグランドＧＮＤとの間には、トランス９０の二次側コイルＬ２が電気的に接続されているので、この二次側コイルＬ２には放電電流によって誘導起電力（逆起電力）が発生し、図４（Ａ）に示すように、ＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタ電位を上昇させる。従って、放電時において、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間電圧は、圧力発生素子１７の電位とグランドＧＮＤとの電位差と比較して、二次側コイルＬ２の誘導起電力分だけは低下し、その電位はＶ２で表される。この間、ＮＰＮトランジスタＱ１はオフ状態にある。
【００３０】
このように、本形態では、圧力発生素子１７に対する充電時および放電時にトランス９０の一次側コイルＬ１および二次側コイルＬ２での誘導起電力によって、ＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間電圧を低下させるので、ＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２の発熱を抑えることができる。それ故、インクジェット記録装置１において、ＮＰＮトランジスタＱ１およびＰＮＰトランジスタＱ２に対して大がかりな冷却装置が不要である。
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態１に係るインクジェット記録装置における駆動信号生成回路８および圧力発生素子１７との接続関係を示す回路図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、この駆動信号生成回路８を用いたときの圧力発生素子の端子電圧などの電位変化を示す波形図、および波形生成回路からトランジスタのベースに印加される充放電パルスの波形図、および充放電パルスの反転出力信号の波形図である。
【００３１】
図５において、本形態のインクジェット記録装置に構成されている駆動信号生成回路８にも、圧力発生素子１７の充放電のタイミングを規定する充放電パルス８０を出力する信号生成回路８１と、この充放電パルス８０に対する電圧増幅回路８２と、充放電パルス８０に基づいて、圧力発生素子１７に増幅した共通の駆動信号ＣＯＭを出力する電流増幅回路８３とが構成されている。
【００３２】
本形態において、電流増幅回路８３には、高電位側電源である駆動電位Ｖccと低電位側電源であるグランド電位GNDとの間でＮＰＮトランジスタＱ１１とＰＮＰトランジスタＱ１２とがプッシュプル接続された第１のプッシュプル回路８３１と、駆動電位Ｖccとグランド電位GNDとの間でＮＰＮトランジスタＱ１３とＰＮＰトランジスタＱ１４とがプッシュプル接続された第２のプッシュプル回路８３２とが構成されている。
【００３３】
これらのプッシュプル回路のうち、第１のプッシュプル回路８３１では、信号生成回路８１から出力された充放電パルス８０は、図６（Ｂ）に示すように、電圧増幅回路８２で電圧増幅された後、そのままの波形をもって入力抵抗Ｒ１２、Ｒ１３を介して、ＮＰＮトランジスタＱ１１およびＰＮＰトランジスタＱ１２の各ベースに印加されている。これに対して、第２のプッシュプル回路８３２では、信号生成回路８１から出力された充放電パルス８０は、図６（Ｃ）に示すように、反転出力信号８０′として波形が反転した状態で、電圧増幅回路８２で電圧増幅された後、入力抵抗Ｒ１３、Ｒ１４を介して、ＮＰＮトランジスタＱ１３およびＰＮＰトラジスタＱ１４の各ベースに印加されている。
【００３４】
また、第１のプッシュプル回路８３１において、ＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタは、高電位側電源である駆動電位Ｖccの側に電気的に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ１２のコレクタは、低電位側電源であるグランド電位ＧＮＤの側に電気的に接続されている。第２のプッシュプル回路８３２においては、ＮＰＮトランジスタＱ１３のコレクタは、高電位側電源である駆動電位Ｖccの側に電気的に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ１４のコレクタは、低電位側電源であるグランド電位ＧＮＤの側に電気的に接続されている。
【００３５】
ここで、第１のプッシュプル回路８３１のＮＰＮトランジスタＱ１１とＰＮＰトランジスタＱ１２のエミッタ同士の接続点Ｐ１１と、第２のプッシュプル回路８３２のＮＰＮトランジスタＱ１３とＰＮＰトランジスタＱ１４のエミッタ同士の接続点Ｐ１２との間に圧力発生素子１７が電気的に接続されている。この圧力発生素子１７も、容量性負荷Ｃ１として表され、かつ、内部抵抗Ｒ１０を有している。
【００３６】
さらに、本形態では、第１のプッシュプル回路８３１のＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタと駆動電位Ｖｃｃとの間には第１のトランス９１の一次側コイルＬ１１が電気的に接続され、第２のプッシュプル回路８３２のＰＮＰトランジスタＱ１４のコレクタとグランド電位ＧＮＤとの間には、ダイオードＤ３および第１のトランス９１の二次側コイルＬ１２が電気的に接続されている。この第１のトランス９１において、一次側コイルＬ１１にはダイオードＤ１８および容量素子Ｃ２３が電気的に接続している。また、第１のトランス９１において、二次側コイルＬ１２にはダイオードＤ１９が電気的に接続している。
【００３７】
同様に、第１のプッシュプル回路８３１のＰＮＰトランジスタＱ１２のコレクタとグランド電位ＧＮＤとの間には、ダイオードＤ４および第２のトランス９２の一次側コイルＬ１３が電気的に接続され、第２のプッシュプル回路８３２のＮＰＮトランジスタＱ１３のコレクタと駆動電位Ｖｃｃとの間には第２のトランス９２の二次側コイルＬ１４が電気的に接続されている。この第２のトランス９２において、一次側コイルＬ１３にはダイオードＤ１５が電気的に接続している。また、第２のトランス９２において、二次側コイルＬ１４にはダイオードＤ１６および容量素子Ｃ２５が電気的に接続している。
本形態において、第１のトランス９１および第２のトランス９２については、熱損失を押さえるという観点からすれば、ヒステリシス損失等を少ないコア材、たとえば、ケイ素鋼板等の材料よりフェライトまたはアモルファス系の方が適している。
なお、駆動電位Ｖccと第２のトランス９２との間において、グランド電位ＧＮＤとの間には容量素子Ｃ２６が電気的に接続している。
このように構成した駆動信号生成回路８において、図６（Ｂ）に示すように、波形生成回路８１で生成された充放電パルス８０は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２までの間に直線的に電圧上昇した後、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの間、一定電位に保持され、しかる後、時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４までの間に直線的に電位が下降する。これに対して、図６（Ｃ）に示すように、波形生成回路８１で生成された充放電パルス８０の反転出力信号８０′は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２までの間に直線的に電圧降下した後、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの間、一定電位に保持され、しかる後、時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４までの間に直線的に電位が上昇する。
【００３８】
従って、時刻Ｔ２１において、第１のプッシュプル回路８３１でＮＰＮトランジスタＱ１１でベース電位がエミッタ電位よりも高くなって、かつ、第２のプッシュプル回路８３２でＰＮＰトランジスタＱ１４でベース電位がエミッタ電位よりも低くなると、ＮＰＮトランジスタＱ１１およびＰＮＰトランジスタＱ１４がオンする。
【００３９】
その結果、駆動電位Ｖccの側からＮＰＮトランジスタＱ１１を介して圧力発生素子１７への充電が起こる。このとき、ＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタと駆動電位Ｖcとの間には、第１のトランス９１の一次側コイルＬ１１が電気的に接続されているので、この一次側コイルＬ１１には充電電流によって誘導起電力（逆起電力）が発生し、ＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタ電位を低下させる。従って、図６（Ａ）に示すように、充電時において、ＮＰＮトランジスタＱ１１のエミッタ−コレクタ間電圧は、圧力発生素子１７の電位と駆動電位Ｖccとの電位差と比較して、第１のトランス９１の一次側コイルＬ１１の誘導起電力分だけは低下し、その電位はＶ１１で表される。また、第１のトランス９１の一次側コイルＬ１１に充電電流が流れたとき、第１のトランス９１では、二次側コイルＬ１２には二次誘導起電力が発生し、ＰＮＰトランジスタＱ１４のコレクタ電位を上昇させる。
【００４０】
たとえば、第１のトランス９１で一次側コイルＬ１１と二次側コイルＬ１２との巻線比が１：１の場合は、二次側コイルＬ１２には一次側コイルＬ１２と略同等の電圧が発生する。従って、図６（Ａ）に示すように、充電時において、ＰＮＰＮトランジスタＱ１４のエミッタ−コレクタ間電圧は、圧力発生素子１７の電位とグランド電位ＧＮＤとの電位差がそのまま加わるのではなく、第１のトランス９１の二次側コイルＬ１２の起電力分だけは低下し、その電位はＶ１２で表される。
【００４１】
一方、時刻Ｔ２３において、充放電パルス８０の電位が低下して、第１のプッシュプル回路８３１でＰＮＰトランジスタＱ１２でベース電位がエミッタ電位よりも低くなるとともに、充放電パルス８０の反転出力信号８０′が上昇して、第２のプッシュプル回路８３２でＮＰＮトランジスタＱ１３でベース電位がエミッタ電位よりも高くなって、ＰＮＰトランジスタＱ１２およびＮＰＮトランジスタＱ１３がオンすると、圧力発生素子１７からＰＮＰトランジスタＱ１２を介してグランド電位ＧＮＤへの放電が起こる。このとき、ＰＮＰトランジスタＱ１２のコレクタとグランドＧＮＤとの間には、第２のトランス９２の一次側コイルＬ１３が電気的に接続されているので、この一次側コイルＬ１３には放電電流によって誘導起電力が発生し、図６（Ａ）に示すように、ＰＮＰトランジスタＱ１２のコレクタ電位を上昇させる。従って、放電時において、ＰＮＰトランジスタＱ１２のエミッタ−コレクタ間電圧は、圧力発生素子１７の電位とグランドＧＮＤとの電位差と比較して、第２のトランスの一次側コイルＬ１３の誘導起電力分だけは低下し、その電位はＶ２１で表される。
【００４２】
また、第２のトランス９２の一次側コイルＬ１３に放電電流が流れたとき、第２のトランス９２では、二次側コイルＬ１４には二次誘導起電力が発生し、図６（Ａ）に示すように、ＮＰＮトランジスタＱ１３のコレクタ電位を低下させる。たとえば、第２のトランス９２で一次側コイルＬ１３と二次側コイルＬ１４との巻線比が１：１の場合は、二次側コイルＬ１４には一次側コイルＬ１３と略同等の電圧が発生する。従って、放電時において、ＮＰＮトランジスタＱ１３のエミッタ−コレクタ間電圧は、圧力発生素子１７の電位と駆動Ｖccとの電位差がそのまま加わるのではなく、第２のトランス９２の二次側コイルＬ１４の起電力分だけは低下し、その電位はＶ２２で表される。
【００４３】
このように、本形態では、圧力発生素子１７に対する充電時および放電時に第１のトランス９１の一次側コイルＬ１１、および第２のトランス９２の一次側コイルＬ１３での誘導起電力によって、ＮＰＮトランジスタＱ１１およびＰＮＰトランジスタＱ１２のエミッタ−コレクタ間電圧を低下させるので、ＮＰＮトランジスタＱ１１およびＰＮＰトランジスタＱ１２の発熱を抑えることができる。また、圧力発生素子１７に対する充電時および放電時には、ＰＮＰトランジスタＱ１４およびＮＰＮトランジスタＱ１３にも電流が流れるが、これらのＰＮＰトランジスタＱ１４およびＮＰＮトランジスタＱ１３のエミッタ−コレクタ間電圧は、第１のトランス９１の二次側コイルＬ１２、および第２のトランス９２の二次側コイルＬ１４での起電力によって低下させられるので、ＰＮＰトランジスタＱ１４およびＮＰＮトランジスタの発熱を抑えることができる。それ故、インクジェット記録装置１において、装置が不要である。
【００４４】
また、充電時および放電時にＮＰＮトランジスタＱ１１、Ｑ１３およびＰＮＰトランジスタＱ１２、Ｑ１４での発熱が小さく、かつ、これらのトランジスタにおいて発熱が分散して起こるので、個々のトランジスタとしては小型で、かつ、周波数特性を優先して考慮した選定を行えるという利点もある。
【００４５】
さらに、第１および第２のトランス９１、９２での誘導起電力を利用するといっても、充電電流や放電電流が流れないときには、第１および第２のトランス９１、９２には誘導起電力が発生しないので、駆動信号ＣＯＭのピーク電圧などには影響がない。
【００４６】
【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記録装置では、駆動信号生成回路の電流増幅回路において、プッシュプル接続したトランジスタのエミッタ−コレクタ間の電圧をインダクタの誘導起電力で低下させるので、トランジスタでの発熱の原因となっている電力損失を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るインクジェット記録装置における駆動信号生成回路および圧力発生素子との接続関係を示す回路図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図３に示す駆動信号生成回路を用いたときの圧力発生素子の端子電圧などの電位変化を示す波形図、および波形生成回路からトランジスタのベースに印加される充放電パルスの波形図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るインクジェット記録装置における駆動信号生成回路および圧力発生素子との接続関係を示す回路図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図５に示す駆動信号生成回路を用いたときの圧力発生素子の端子電圧などの電位変化を示す波形図、波形生成回路からトランジスタのベースに印加される充放電パルスの波形図、およびその反転信号の波形図である。
【図７】従来のインクジェット記録装置における駆動信号生成回路および圧力発生素子との接続関係を示す回路図である。
【図８】図７に示す駆動信号生成回路を用いたときの圧力発生素子の端子電圧などの電位変化を示す波形図である。
【符号の説明】
１  インクジェット記録装置
５  プリントエンジン
６  制御部
８  駆動信号生成回路
１７  圧力発生素子
４０  プリントコントローラ
８０  充放電パルス
８０′  充放電パルスの反転出力信号
８１  信号生成回路
８２  電圧増幅回路
８３  電流増幅回路
９０  トランス
９１  第１のトランス
９２  第２のトランス
１１１  ノズル開口
１１３  圧力発生室
８３０  プッシュプル回路
８３１  第１のプッシュプル回路
８３２  第２のプッシュプル回路
ＣＯＭ  駆動信号
Ｌ１、Ｌ１１、Ｌ１３  一次側コイル
Ｌ２、Ｌ１２、Ｌ１４  一次側コイル
Ｑ１、Ｑ１１、Ｑ１３  ＮＰＮトランジスタ
Ｑ２、Ｑ１２、Ｑ１４  ＰＮＰトランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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