(57)【要約】【課題】低消費電力を維持しつつ、コストを抑えて駆動電圧の応答性を改善して、インクの吐出圧力を大きくする。【解決手段】インク吐出手段として容量性負荷である圧電体素子３１を備え、電荷の充放電を行なう３つの蓄積容量Ｃ１〜Ｃ３と、上記複数の蓄積容量Ｃ１〜Ｃ３と上記圧電体素子３１との接続を切り替えるスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４とを有し、上記スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４によって接続が順次切り替えられて上記蓄積容量Ｃ１〜Ｃ３と上記圧電体素子３１との間で順次形成される充放電経路のうち、蓄積容量Ｃ２と圧電体素子３１との間に形成される充放電経路に、インダクタＬが挿入されている。【選択図】  図１
2004306395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出手段として容量性負荷を備えたインクジェットヘッドの駆動回路において、
容量性負荷との間で電荷の充放電を行なう複数のキャパシタと、
上記複数のキャパシタの一端を電源端子とし、
上記複数の電源端子と上記容量性負荷との接続を順次切り替える切替手段とを有し、
上記切替手段によって接続が順次切り替えられて上記電源端子と上記容量性負荷との間で形成される充放電経路に、インダクタンスを有する回路素子が挿入されていることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動回路。
【請求項２】
上記インダクタンスを有する回路素子は、上記切替手段と上記容量性負荷との間に挿入されてい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。
【請求項３】
上記電源端子の抵抗成分をＲ（Ω）、上記インダクタンスを有する回路素子のインダクタンス成分をＬ（ｎＨ）、上記キャパシタのキャパシタンス成分をＣ（Ｆ）とし、Ｒ＝５０Ω、Ｃ＝４００ｐＦの条件下において、下記の関係式（１）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定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。
−２９０００≦（Ｒ２−４・Ｌ／Ｃ）≦０・・・・・（１）
【請求項４】
上記複数の電源端子のうち、最上位の電源および最下位の電源の充放電経路には、上記インダクタンスを有する回路素子が挿入されていないこと特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの駆動回路。
【請求項５】
上記切替手段は、任意の充放電経路とこの充放電経路の次に形成される充放電経路とが同時に存在する期間を有するように、電源端子と容量性負荷との間の接続を切り替え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。
【請求項６】
上記インダクタンスを有する回路素子の電源端子側配線と電源および接地電極との間には、逆バイアスとなるダイオードが挿入されてい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。
【請求項７】
上記電源端子の抵抗成分をＲ（Ω）、上記インダクタンスを有する回路素子のインダクタンス成分をＬ（ｎＨ）、上記キャパシタのキャパシタンス成分をＣ（Ｆ）としたとき、下記の関係式（２）または（３）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定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。
０．０３≦ｅｘｐ（−α・Ｔｆ）≦０．６２・・・・・（２）
０．６３≦Φ≦１．３０                  ・・・・・（３）
（ただし、α＝Ｒ／２・Ｌ，ω２＝１／Ｌ・Ｃ，β＝ω２−α２，Φ＝ｔａｎ−１（β／α），Ｔｆ＝（π−Φ）／βとする。）
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッドの駆動回路を搭載したことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出させる手段として、圧電体やキャパシタンス素子等の容量性負荷を備えたインクジェットヘッドに関し、特にインクジェットヘッドを駆動するためのインクジェットヘッドの駆動回路およびこの駆動回路を備えたインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクを吐出させる手段として、圧電体（圧電素子）やキャパシタンス素子等の容量性負荷を有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタが提案されている。
【０００３】
例えば、容量性負荷として圧電体を有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタでは、圧電体に対して電荷の供給／放電を繰り返すことにより、圧電体を変形させ、これによって生じる吐出圧力によって、インクを吐出して、印字するようになっている。
【０００４】
近年では、上記のような容量性負荷を有するインクジェットヘッドにおいて、消費される電力を低減するための技術が種々提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、容量性負荷としての圧電素子から放電される電荷をキャパシタに蓄えておき、この蓄えた電荷を、該圧電素子の充電時に使用することで、消費電力を低減する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、容量性負荷としてのキャパシタンス素子から放電される電荷をインダクタンス素子に蓄えておき、この蓄えた電荷を、該キャパシタンス素子の充電時に使用することで、消費電力を低減する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１７０５２９号公報（平成１１年６月２９日公開）
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−２１８７８２号公報（平成１２年８月８日公開）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の各特許文献において、圧電素子やキャパシタンス素子等の容量性負荷に対して電荷の充放電を行なう場合、少なくとも一端が電源に接続されている充電用のスイッチング素子１個と一端がＧＮＤに接続されている放電用のスイッチング素子１個が必要である。
【００１０】
したがって、充放電における過渡現象は、スイッチング素子が持つオン抵抗に代表される抵抗成分（Ｒ）と、容量性負荷の静電容量（Ｃ）によって構成されるＲＣ等価回路によって決定される。つまり、容量性負荷に対する電荷の充電または放電に要する時間（容量性負荷に印加される駆動電圧の立ち上がりまたは立ち下がり時間）は、ＲＣ等価回路の時定数の約５倍となる。具体的には、抵抗成分（Ｒ）を５０〔Ω〕、静電容量（Ｃ）を４００〔ｐＦ〕とした場合、５×ＲＣ＝１００〔ｎｓｅｃ〕が充電または放電に要する時間となる。つまり、容量性負荷に印加される駆動電圧の立ち上がり時間または立ち下がり時間が１００〔ｎｓｅｃ〕となる。
【００１１】
ここで、消費電力を低減させる方法として、電荷を蓄積するための電荷蓄積素子（キャパシタ、インダクタンス素子）を複数段設け、１段毎に設けられたスイッチ等を順次ＯＮ／ＯＦＦさせることで、複数段の電荷蓄積素子と容量性負荷との間での電荷の授受を行なう方法が提案されている。
【００１２】
例えば、ｎ段の電荷蓄積素子の場合、１段の電荷蓄積素子に比べて消費電力は１／ｎになる。これは、充電時には、容量性負荷への充電に必要な全電荷量の１−１／ｎは電荷回収用の素子（電荷蓄積素子）から供給され、残りの１／ｎのみが電源から供給され、放電時には、充電された容量性負荷中の全電荷量の１−１／ｎが電荷蓄積素子に回収され、残りの１／ｎがグランドに捨てられることになるからである。
【００１３】
そこで、特許文献１、２の場合においても、消費電力のさらなる低減のために、上記のような電荷蓄積素子（キャパシタ、インダクタンス素子）を複数段にすることが考える。
【００１４】
しかしながら、特許文献１、２に開示された構成を複数段（ｎ段）にしただけでは、各段における電荷の充放電における過渡現象は、上述した１段のＲＣ等価回路の場合と同じである。したがって、１段当たりの充電または放電にかかる時間は、ＲＣ等価回路の時定数の約５倍となるため、ｎ段の場合では５ＲＣ×ｎの時間が充電または放電にかかる時間となる。具体的には、電荷蓄積素子が３段設けられ、各段における抵抗値（Ｒ）を５０〔Ω〕、静電容量（Ｃ）を４００〔ｐＦ〕とした場合、５ＲＣ×ｎ＝５×５０×４００×３＝３００〔ｎｓｅｃ〕が容量性負荷への駆動電圧の立ち上がり時間または立ち下がり時間となる。この場合、１段の場合に比べて、容量性負荷に印加する駆動電圧の立ち上がりまたは立ち下がり時間は３倍になっている。
【００１５】
したがって、特許文献１、２の構成を単純に複数段（ｎ段）にした場合、１段の場合に比べて、駆動電圧の立ち上がりまた立ち下がり時間はｎ倍になる。これでは、インクの吐出圧力を十分に得ることができず、適切な印字を行なうことができないという問題が生じる。
【００１６】
そこで、上記のように電荷蓄積素子を複数段設けた場合の駆動電圧の立ち上がりまたは立ち下がり速度を改善する方法として、例えば、主な抵抗成分であるスイッチング素子のオン抵抗を小さくすることが考えられるが、コストが高くなるという問題が生じる。つまり、オン抵抗を１／３にしようとする場合、スイッチング素子を構成する半導体素子の面積を３倍にする必要があるので、該半導体素子の面積増大分のコスト上昇を招く。
【００１７】
従って、スイッチング素子のオン抵抗を小さくしようとすれば、コスト上昇を招き、結果として、インクジェットプリンタの価格上昇を招くという問題が生じる。
【００１８】
本発明は、上記の各問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、低消費電力を維持しつつ、コストを抑えて駆動電圧の応答性を改善して、インクの吐出圧力が十分に得ることのできるインクジェットヘッドの駆動回路およびこれを備えたインクジェットプリンタを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、上記の課題を解決すべく、鋭意検討した結果、電荷を蓄積するキャパシタを有する複数の電源端子と、容量性負荷との接続を順次切り替えて複数段の充放電経路を使用し、この複数段の充放電経路にインダクタンスを有する回路素子（以下、インダクタンス素子と称する）を挿入することによって、容量性負荷の駆動電圧が速やかに立ち上がりおよび立ち下がるようになり、該容量性負荷の応答性が向上することを見出した。
【００２０】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドの駆動回路は、インク吐出手段として容量性負荷を備えたインクジェットヘッドの駆動回路において、容量性負荷との間で電荷の充放電を行なう複数のキャパシタと、上記複数のキャパシタの一端を電源端子とし、上記複数の電源端子と上記容量性負荷との接続を順次切り替える切替手段とを有し、上記切替手段によって接続が順次切り替えられて上記電源端子と上記容量性負荷との間で形成される充放電経路に、インダクタンスを有する回路素子が挿入されていることを特徴としている。
【００２１】
一般に、インダクタンスを有さない場合（ＲＣ直列回路）の充電の過渡現象は、容量性負荷の静電容量：Ｃとスイッチング素子等の抵抗成分：Ｒで決まり、次式で表される。
【００２２】
Ｖｃ＝Ｅ｛１−ｅｘｐ（−ｔ／ＣＲ）｝
ｉ＝Ｅ／Ｒ・ｅｘｐ（−ｔ／ＣＲ）＝（Ｅ−Ｖｃ）／Ｒ
ここで、Ｖｃは容量性負荷の電圧、ｉは容量性負荷に流れ込む電流、Ｅは電源電圧、ｔは充電時間である。この式からも判るように、スイッチング素子をＯＮ状態にした当初（ｔ＝０）は、充電電流が大きく（ｉ＝Ｅ／Ｒ）、容量性負荷の電圧の上昇速度（ｄＶｃ／ｄｔ）も大きいが、双方とも時間と共に（充電が進むにつれて）小さくなり、図５の細線で示すように、電源電圧付近では容量性負荷の電圧がなかなか電源電圧に達しない状態となる。結局、ほぼ電源電圧に等しい（電源電圧の９９％）に到達するには、時定数（ＣＲ）の約５倍の時間を要する。
【００２３】
上記のような充放電経路を複数段設け、切替手段によって順次切り替えて、容量性負荷の充電を行なう場合、各段において同様な過渡現象があり、駆動電圧トータルの上昇速度は段数が多くなるほど鈍化する。この現象は、容量性負荷の放電の場合も同様である。すなわち、駆動電圧トータルの下降速度は段数が多くなるほど鈍化する。
【００２４】
そこで、上記の構成のように、切替手段によって接続が順次切り替えられて電源端子と容量性負荷との間で形成される充放電経路に、インダクタンスを有する回路素子（以下、インダクタンス素子と称する）を挿入することで、駆動電圧の上昇および下降速度を向上できる。
【００２５】
これは、インダクタンス素子の特性を利用して実現できるものである。インダクタンス素子は、自身が挿入されている経路における電流の状態を維持しようと作用する。このため、該経路に電流が流れていない定常状態では、電流を流れにくくするように働く一方、充放電が開始され、該経路に電流が流れれば、その電流を維持するよう働き、充放電を促進するかのように作用する。つまり、各段（充放電経路毎）において、インダクタンスがないＣＲ直列回路の場合の各電源電圧付近での充放電速度の鈍化現象がなく、速やかに各電源電圧まで到達させることが出来る。
【００２６】
また、複数段を順次スイッチングして最終的な駆動電圧（振幅）に充放電する際において、インダクタンスを共通化した場合は、前段（前の充放電経路）の最後の充放電電流が次の段（次の充放電経路）の初期電流として引き継がれるので、スイッチングのために休止することなく、充放電を継続できる。したがって、駆動電圧トータルの充放電過渡の時間を最小化し、充放電速度を向上させることが出来る。
【００２７】
これらにより、キャパシタを有する電源端子と容量性負荷との間における電荷のやり取りに要する時間を短縮することができるため、全ての段の充放電経路にインダクタンス素子が挿入されていない場合と比べて、駆動電圧の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができる。
【００２８】
よって、駆動電圧の応答性が向上するので、容量性負荷におけるインクの吐出圧力も高めることができる。しかも、スイッチング素子のオン抵抗を小さくすることなく、駆動電圧の応答性を向上させることが可能となるので、低消費電力を維持しつつ、コストを抑えてインクの吐出圧力を大きくすることが可能となる。
【００２９】
上記のインダクタンス素子としては、例えば、固定コイルとしてのインダクタや、フェライトなどの電磁材料や、配線の寄生インダクタを利用するため意図的に配線長を長くしたもの等を使用することが可能である。
【００３０】
また、上記インダクタンス素子は、上記切替手段と上記容量性負荷との間に挿入されていてもよい。
【００３１】
この場合、複数の充放電経路を切り替える切替手段と容量性負荷との間にインダクタンス素子が挿入されていることで、該インダクタンス素子を充放電経路毎に挿入する必要がなく、必要な充放電経路を、切替手段を介して一つのインダクタンス素子に接続するようにすれば、部材の共通化を図ることが可能となる。これにより、駆動回路の回路構成を簡素化することが可能となる。
【００３２】
また、上記電源端子の抵抗成分をＲ（Ω）、上記インダクタンス素子のインダクタンス成分をＬ（ｎＨ）、上記キャパシタのキャパシタンス成分をＣ（Ｆ）とし、Ｒ＝５０Ω、Ｃ＝４００ｐＦの条件下において、下記の関係式（１）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定するようにしてもよい。
【００３３】
−２９０００≦（Ｒ２−４・Ｌ／Ｃ）≦０・・・・・（１）
これにより、上記抵抗成分（Ｒ成分）、インダクタンス成分（Ｌ成分）、キャシタンス成分（Ｃ成分）によって構成されるＲＬＣ回路の一般的な条件として、例えば、アナログスイッチ等の切替手段のＲ成分として採用したＯＮ抵抗値Ｒ＝５０Ω、キャパシタンス成分Ｃ＝４００ｐＦの条件下においては、上記の関係式（１）を満たすようにインダクタンス成分のＬ（ｎＨ）を設定することにより、適度なダンピングを有する振動的な過渡応答を経て所望の電圧に収束させることができ、且つ最も速い立ち上がり速度と比較して１．５倍未満の立ち上がり時間を得ることができる。
【００３４】
すなわち、実験結果より、Ｌ＝６３１ｎＨで（Ｒ２−４・Ｌ／Ｃ）＝−３８１０の場合に、最も速い立ち上がり速度Ｔｆ＝４６ｎｓが得られ、（Ｒ２−４・Ｌ／Ｃ）≧−２９，０００ｎＨ（Ｌ≦３．１５μＨ）の条件下であれば、Ｔｆ＝４６ｎｓの１．５倍である６９ｎｓ未満に立ち上がり時間を抑えることができ、高速応答が可能になる。
【００３５】
これにより、高速な過渡応答が得られ、容量性負荷を所望の電圧値に収束させることができる。
【００３６】
また、上記最上段の充放電経路、および最下段の充放電経路には、上記インダクタンスを有する回路素子が挿入されないようにしてもよい。
【００３７】
最上段の充放電経路、および最下段の充放電経路に上記インダクタンスを有する回路素子が挿入されている場合、駆動電圧が過渡的にオーバーシュート、またはアンダーシュートとなり、駆動回路の電源電圧範囲を超えてしまうことで該駆動回路のラッチアップ等による破損が発生する恐れがある。
【００３８】
従って、最上段の充放電経路、および最下段の充放電経路に上記インダクタンスを有する回路素子を挿入しないことによって、該駆動回路のラッチアップや破損を防止することができる。
【００３９】
さらに、上記切替手段は、任意の充放電経路とこの充放電経路の次に形成される充放電経路とが同時に存在する期間を有するように、電源端子と容量性負荷との間の接続を切り替えるようにしてもよい。
【００４０】
この場合、連続して形成される２つの充放電経路が同時に存在する期間を有するようになるので、容量性負荷を充電する際に、充放電経路が全く形成されないことにより発生するサージパルスを未然に防止し、駆動回路のラッチアップや破損の発生を防止できる。
【００４１】
また、前段の充放電経路に流れている電流が、次段の充放電経路の初期電流とすることができるので、駆動電圧の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００４２】
また、上記インダクタンス素子の電源端子側配線と電源および接地電極との間に、通常逆バイアスとなるダイオードを挿入してもよい。
【００４３】
この場合、インダクタンス素子の電源端子側配線と電源および接地電極との間に挿入されたダイオード（サージキラーダイオード）によって、ある電源端子と容量性負荷との接続が解除された状態となった場合に、該インダクタンス素子に流れつづけようとする電流によって発生するサージパルスを吸収することができる。これによって、サージパルスの発生による駆動回路のラッチアップや破損を防止できる。
【００４４】
また、上記電源端子の抵抗成分をＲ（Ω）、上記インダクタンス素子のインダクタンス成分をＬ（ｎＨ）、上記キャパシタのキャパシタンス成分をＣ（Ｆ）としたとき、下記の関係式（２）または（３）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定してもよい。
【００４５】
０．０３≦ｅｘｐ（−α・Ｔｆ）≦０．６２・・・・・（２）
０．６３≦Φ≦１．３０                  ・・・・・（３）
（ただし、α＝Ｒ／２・Ｌ，ω２＝１／Ｌ・Ｃ，β＝ω２−α２，Φ＝ｔａｎ−１（β／α），Ｔｆ＝（π−Φ）／βとする。）
これにより、ベストモードである、ｅｘｐ（−ａ・Ｔｆ）≒０．１６、Ｔｆ≒４６ｎｓ、Φ≒０．８９（５１ｄｅｇ）の１．５倍以内の範囲時間に抑えることができるとともに、残留振動を半減させて、圧電体を所望の電圧値に収束させることができる。
【００４６】
上記のようなインクジェットヘッドの駆動回路をインクジェットプリンタに搭載することで、非常に安価で、インクの吐出圧力の高いインクジェットプリンタを実現できる。すなわち、表示品位の高いインクジェットプリンタを安価に提供することが可能となる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、インクジェットプリンタの概略構成について説明し、その後で該インクジェットプリンタに備えられているインクジェットヘッドの駆動回路について詳細に説明する。
【００４８】
図２は、本実施の形態に係るインクジェットプリンタの概略斜視図である。
【００４９】
上記インクジェットプリンタ１０は、図２に示すように、給紙部（給紙装置）１、分離部（図示せず）、搬送部２、印刷部３、および排出部４から構成される。
【００５０】
給紙部１は、印刷を行なう際に記録用紙Ｓを供給するものであり、給紙トレイ１１およびピックアップローラ１２を備えている。印刷を行なわない際には、記録用紙Ｓを保管する機能を果たす。
【００５１】
分離部は、上記給紙部１より供給される記録用紙Ｓを、印刷部３へ１枚づつ供給するためのものであり、給紙ローラおよび分離装置を備えている。この分離装置では、パッド部（記録用紙Ｓとの接触部分）と記録用紙Ｓとの摩擦が、記録用紙Ｓ間の摩擦より大きくなるように設定されている。また、給紙ローラでは、給紙ローラと記録用紙Ｓとの摩擦が、パッドと記録用紙Ｓとの摩擦や、記録用紙Ｓ間の摩擦よりも大きくなるように設定されている。そのため、２枚の記録用紙Ｓが上記分離部まで送られてきたとしても、給紙ローラによって、この記録用紙Ｓを分離し、上側の記録用紙Ｓのみを搬送部に送ることができる。
【００５２】
搬送部２は、分離部より１枚ずつ供給される記録用紙Ｓを、印刷部３へと搬送するためのものであり、ガイド板（図示せず）およびローラ対（搬送押えローラ１４・搬送ローラ１５）よりなる。このローラ対は、記録用紙Ｓを印字ヘッド（インクジェットヘッド）１３とプラテン１６の間に送り込む際に、印字ヘッド１３からのインクが記録用紙Ｓの適切な位置に吹き付けられるように、記録用紙Ｓの搬送を調整する部材である。
【００５３】
印刷部３は、搬送部２のローラ対より供給される記録用紙Ｓヘの印刷を行なうためのものであり、印字ヘッド１３、この印字ヘッド１３を搭載したキャリッジ２０、キャリッジ２０を案内するための部材であるガイドシャフト（キャリッジ保持シャフト）２１、印字ヘッド１３にインクを供給するためのインクカートリッジ２２、および印刷時に記録用紙Ｓの台となるプラテン１６を備えている。また、インクカートリッジ２２と、キャリッジ２０内に設けられたサブインクタンク（図示せず）とは、インク供給経路（チューブ）２３により、互いに接続されている。なお、サブインクタンクは、メインとなるインクカートリッジ２２のインクを、安定して印字ヘッド１３に供給するために設けられたインクタンクである。
【００５４】
排出部４は、印刷が行われた記録用紙Ｓをインクジェットプリンタ１０の外へ排出するためのものであり、排出ローラ（排出ローラ１８ａ・１８ｂ）および排出トレイ２５を備えている。
【００５５】
上記の構成において、インクジェットプリンタ１０は、次のような動作によって印刷を行なう。
【００５６】
まず、図示しないコンピュータ等から、画像情報に基づく印刷要求が、インクジェットプリンタ１０に対して送信される。印刷要求を受信したインクジェットプリンタ１０は、給紙トレイ１１上の記録用紙Ｓを、ピックアップローラ１２によって給紙部１より搬出する。
【００５７】
次に、搬出された記録用紙Ｓは、給紙ローラによって分離部を通過し、搬送部２へと送られる。搬送部２では、ローラ対（搬送押えローラ１４・搬送ローラ１５）によって、記録用紙Ｓを印字ヘッド１３とプラテン１６の間へと搬送する。
【００５８】
そして、印刷部３では、印字ヘッド１３の吐出し、ノズルによりプラテン１６上の記録用紙Ｓへ、画像情報に対応してインクが吹き付けられる。このとき、記録用紙Ｓはプラテン１６上で一旦停止されている。インクを吹き付けつつ、キャリッジ２０は、ガイドシャフト２１に案内されて、主走査方向に渡って一ライン分走査される。それが終了すると、記録用紙Ｓは、プラテン１６上で副走査方向に一定の幅だけ移動させられる。印刷部３において、上記処理が画像情報に対応し継続して実施されることにより、記録用紙Ｓ全面に印刷がなされる。
【００５９】
印刷が行われた記録用紙Ｓは、図示しないインク乾燥部を経て、排出部４の排出ローラ１８ａ・１８ｂによって排出トレイ２５に排出される。その後、記録用紙Ｓは印刷物としてユーザに提供される。
【００６０】
上記インクジェットプリンタ１０は、以上のような構成、動作により、記録用紙に対して画像データに対応した印刷を行なうことができるようになっている。このインクジェットプリンタ１０に使用される印字ヘッド１３は、インクを吐出するためのインク吐出手段としての圧電体素子（容量性負荷）を複数個備えており、この圧電体素子に印加する駆動電圧を制御することでインク吐出量を制御することが可能なインクジェットヘッドである。
【００６１】
図１は、インクジェットヘッドの駆動回路、すなわち、印字ヘッド１３の駆動回路を示す図である。
【００６２】
図１に示すように、インクジェットヘッドの駆動回路３０は、容量性負荷としての圧電体素子３１に電圧を印加することで、該圧電体素子３１を変形させ、印字ヘッド１３からのインク吐出量を制御するようになっている。このために、上記駆動回路３０は、一つの容量性負荷Ｃ０としての圧電体素子（ピエゾ）３１に、切替手段としての複数段のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４等を備えた容量性負荷駆動回路である。
【００６３】
すなわち、上記駆動回路３０は、電荷の充放電を行なうキャパシタを含む複数の電源端子（電源ＶＨと抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４を含む）と、上記複数の電源端子と上記圧電体素子３１との接続を順次切り替える切替手段（スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４）とを有し、上記切替手段によって接続が順次切り替えられて上記電源端子と上記容量性負荷との間で形成される充放電経路に、インダクタンスを有する回路素子（インダクタＬ）が挿入されている構成となっている。
【００６４】
具体的には、上記駆動回路３０は、図１に示すように、４段のマルチタップ型であって、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４、電源側コンデンサＣ１〜Ｃ３、分圧器としての抵抗Ｒ１〜Ｒ３、サージキラーダイオード（ダイオード）３２ａ・３２ｂおよびインダクタＬを備えている。
【００６５】
４段のマルチタップの各段には、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４が設けられており、各段の間には、キャパシタとしての電源側コンデンサＣ１〜Ｃ３および分圧器としての抵抗Ｒ１〜Ｒ３が設けられ、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の側において電源ＶＨと接地電極とに接続されている。
【００６６】
なお、図１は、本発明のインクジェットヘッドの駆動回路の代表的な基本回路を示すものである。抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４はそれぞれスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン抵抗であって、個別に設けられたものではない。通常、これらのスイッチング素子は半導体素子で構成されるため、機械的な接点を有するスイッチに比べてオン時の抵抗は大きく、駆動回路の動作を考える上で無視できない。この図では、説明の便宜上、半導体スイッチを機械的な接点を有するスイッチと抵抗で表している。電源側コンデンサＣ１〜Ｃ３の静電容量（キャパシタンス）は圧電体素子３１の静電容量（キャパシタンス）よりも充分に大きく、該圧電体素子３１との間で電荷のやり取りをしても駆動電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧変動が殆どないものである。
【００６７】
ここで、上記駆動回路３０による圧電体素子３１の駆動について説明する。
【００６８】
まず、分圧器としての抵抗Ｒ１〜Ｒ３に応じて電源側コンデンサＣ１〜Ｃ３に電荷が蓄積されている。
【００６９】
スイッチング素子ＳＷ１がＯＮの場合には、圧電体素子３１はＧＮＤレベルであり、完全に放電された状態である。次に、スイッチング素子のＯＮ状態をＳＷ２，ＳＷ３へ順次切り替えていくことで、電源側コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３から圧電体素子３１へ電荷が供給され、電圧Ｖ１，Ｖ２レベルに昇圧される。そして、スイッチング素子ＳＷ４をＯＮした場合には、圧電体素子３１には、電源電圧と同じＶＨの電圧が印加される。その後、スイッチング素子のＯＮ状態を、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１へ切り替えていくことで、圧電体素子３１に蓄積された電荷は、電源側コンデンサＣ３、Ｃ２、Ｃ１に移動（回収）しながら、圧電体素子３１に印加される電圧をグランドレベルまで下げることができる。
【００７０】
このように、本実施の形態のインクジェットプリンタ１０では、１個の圧電体素子３１毎に、複数段の電源側コンデンサＣ１〜Ｃ３を備えたマルチタップ型の容量性負荷の駆動回路３０を備えており、圧電体素子３１へ電荷を供給するとともに、その電荷を電源側コンデンサＣ１〜Ｃ３へ回収しながら圧電体素子３１を駆動している。これにより、一旦圧電体素子３１に蓄積された電荷を効率よく利用することができるので、圧電体素子３１の駆動電力の消費量を低減することができる。
【００７１】
ここで、本実施の形態のインクジェットプリンタ１０が備えているインクジェットヘッド（印字ヘッド１３）の駆動回路３０においては、スイッチング素子ＳＷ２・ＳＷ３と圧電体素子３１との間に、インダクタＬ（インダクタンスを有する回路素子）を挿入している。
【００７２】
これにより、圧電体素子３１に蓄積された電荷を電源側コンデンサＣ１・Ｃ２に回収する際に、インダクタＬが電荷を回収するため、圧電体素子３１の応答性を向上させることができる。逆に、電源側コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷をインダクタＬが回収して、効率よく圧電体素子３１へ電荷を蓄積することができる。よって、マルチタップ型のインクジェットヘッドの駆動回路３０を備えたインクジェットプリンタ１０では、簡素な構成で、圧電体素子３１に印加される駆動電圧の立ち上がり速度（スルーレート）及び立ち下り速度、すなわち応答速度を向上させることができ、十分な応答速度で圧電体素子３１を駆動することができる。
【００７３】
従って、圧電体素子３１によるインク吐出圧力が十分に得られるようになるので、印字を適切に行なうことが可能となる。
【００７４】
図３は、上記駆動回路３０における圧電体素子３１に印加される駆動電圧の波形図とそのときのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。この図において、駆動電圧の波形図の太い実線は、図１に示した駆動回路３０を動作させたときの圧電体素子３１に印加される駆動電圧の電圧波形を示したものである。同じく細い破線は、図１のインダクタＬがない場合のものを示しているものである。なお、インダクタＬのない場合のスイッチング素子ＳＷの状態は省略している。但し、インダクタＬがない場合（駆動波形図の細い破線の電圧波形を得る場合）には、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３のＯＮの時間を長くする必要がある。
【００７５】
図３に示す駆動波形図から、駆動回路３０内にインダクタＬが設けられているものが、インダクタＬが設けられていない場合に比べて、駆動電圧の立ち上がり速度／立ち下がり速度が向上していることが分かる。
【００７６】
その理由として、駆動電圧を、ＧＮＤレベルから電圧Ｖ１に昇圧する場合で説明する。
【００７７】
インダクタＬが挿入されていない場合、抵抗Ｒ１２と圧電体素子３１で構成されるＣＲ直列回路の充電特性によって、ＧＮＤレベルから電圧Ｖ１に昇圧するにしたがって、電圧の上昇速度が低下し、なかなか電圧Ｖ１に到達しない（図３の細い破線）。一方、適度な値のインダクタンスがある場合（図４に示す等価回路（ＲＬＣ回路）と同等の場合）、インダクタＬはその時々の電流を維持しようと作用するため、スイッチング素子ＳＷ２のＯＮ初期段階では電流が流れにくく電圧の上昇速度は遅いが、電流が流れ始めると電圧の上昇速度が高まり、急速に電圧Ｖ１に達することが出来る（図３の太い実線）。この１段当たりの昇圧の様子をインダクタＬの値を変化させ調べた結果が、後述する表１、図５〜図７である。
【００７８】
また、駆動電圧を、電圧Ｖ１からＶ２へ昇圧させる時、電圧ＶＨから電圧Ｖ２へ降圧させる時、電圧Ｖ２からＶ１へ降圧させる時も同様である。但し、電圧Ｖ２からＶＨへ昇圧させる時と、電圧Ｖ１からＧＮＤへ降圧させる時は、インダクタＬを介さないので、当然細い破線と同様の挙動を示す。
【００７９】
また、本実施の形態の駆動回路３０では、図１に示すように、最上段のスイッチング素子ＳＷ４と最下段のスイッチング素子ＳＷ１には、インダクタＬは挿入されていない。これにより、駆動電圧が過渡的にオーバーシュートやアンダーシュートによる駆動回路のラッチアップや破損の発生を防止できる。
【００８０】
また、本実施の形態のインクジェットプリンタ１０では、駆動回路３０によって圧電体素子３１を駆動する際に、例えば、スイッチング素子ＳＷ１からＳＷ２へ切り替える場合に、双方のＳＷがＯＮ状態となる期間を有するように各スイッチング素子ＳＷを切り替えるようになっている。
【００８１】
これにより、双方のＳＷがＯＦＦ状態となって生じるサージパルスを抑制することで、駆動回路３０のラッチアップや破損の発生を防止できる。また、前段のＳＷの充電電流が次段のＳＷの初期電流となるため、立ち上がり時間を短縮できる。
【００８２】
さらに、インダクタＬの電源電圧側の端子と接地電極および電源との間には、通常逆バイアスとなるサージキラーダイオード３２ａ・３２ｂが挿入されている。
【００８３】
これにより、スイッチング素子ＳＷを準じ切り替えている際に、隣り合うＳＷが双方ＯＦＦ状態となってサージパルスが発生した場合でも、サージキラーダイオード３２ａ・３２ｂがこれを吸収することで、駆動回路３０のラッチアップや破損の発生を防止できる。
【００８４】
上記構成のインクジェットプリンタ１０に備えられたインクジェットヘッドの駆動回路３０では、成分Ｒ・Ｌ・Ｃを、以下に示すような関係を満たすように設定している。
【００８５】
ここで、図４に示すような、ＲＬＣのモデル回路において、Ｒ＝５０Ω、Ｃ＝４００ｐＦとして、Ｌを変化させ、所望の電圧値５Ｖに到達するまでの時間を計測する実験を行った。
【００８６】
すなわち、図１におけるインダクタＬを介した１段の回路を、図４に示すＲＬＣ直列回路を等価回路として、この等価回路の充電特性をインダクタＬの値を変化させて調べた結果が表１、図６、図７である。
【００８７】
【表１】
2004306395.tif 000003
【００８８】
具体的には、図４において、一端が安定した電源Ｖｉｎに接続されたＲＬＣ直列回路のスイッチング素子ＳＷをＯＮした時点を時間軸の原点とし、負荷側（圧電体素子を示すコンデンサＣ側）の電圧ＶｏｕｔがＶｉｎの９９％に達する時間を測定した。その結果が、上述のように、表１、図６、図７である。なお、図５は、インダクタンスなしの場合とインダクタンスありの場合で、Ｌ＝６３１ｎＨ（最良の結果が得られた）場合の電圧波形を代表的に示したものである。
【００８９】
上記の実験結果から、Ｌ＝６３１ｎＨにおいて立ち上がり速度が最も速く（４５．８ｎｓｅｃ）なることが分かった。この結果から、上記条件下においては、ベストモードに対するマージンを考慮して、最速の立ち上がり速度である４５．８ｎｓｅｃの５０％増の約６８ｎｓｅｃまでを許容範囲とした場合には、表１、図７より、（Ｒ２−４Ｌ／Ｃ）≧−２９０００とすることで、常に立ち上がり速度を高い状態で維持することができることになる。
【００９０】
一方、（Ｒ２−４Ｌ／Ｃ）の上限値については、振動的な過渡応答が得られる０を基準とすることで、所望の電圧値に収束させることができる。
【００９１】
よって、Ｒ＝５０Ω、Ｃ＝４００ｐＦの条件下においては、下記の関係式（１）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定することで、常に応答速度の速い状態を維持できる。
【００９２】
−２９０００≦（Ｒ２−４Ｌ／Ｃ）≦０・・・・・（１）
また、Ｒ、Ｃについての条件を問わない、Ｒ、Ｌ、Ｃについての一般的な関係についても、以下に示すような関係式（２）または（３）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定することで、常に応答速度を向上させたインクジェットヘッドの駆動回路（容量性負荷駆動回路）３０を得ることができる。
【００９３】
０．０３≦ｅｘｐ（−αＴｆ）≦０．６２・・・・・（２）
０．６３≦Φ≦１．３・・・・・（３）
なお、上記の関係式（２）、（３）についての詳細は、後述する。
【００９４】
Ｒ、Ｌ、Ｃの過渡現象については、図４に示すＲＬＣ回路において、ｔ＝０でスイッチング素子ＳＷをＯＮしたときには、以下のような式で示すことができる。
【００９５】
Ｌ（ｄＩ（ｔ）／ｄｔ）＋ＲＩ（ｔ）＋（１／Ｃ）∫Ｉ（ｔ）ｄｔ＝ｅ（ｔ）・・・・・（４）
ここで、キャパシタンスＣの初期電圧Ｖ０、インダクタＬの初期電流ｉ０、電源電圧Ｅとすると、キャパシタンスＣの端子電圧Ｅｃ（ｔ）は、
Ｅｃ（ｔ）＝Ｅ１（ｔ）＋Ｅ２（ｔ）＋Ｖ０・・・・・（５）
Ｅ１（ｔ）＝（Ｉ０／Ｃ）（１／ｂ）ｅｘｐ（−αｔ）ｓｉｎ（βｔ）・・・・・（６）
Ｅ２（ｔ）＝（Ｅ−Ｖ０）｛１−（ω／β）ｅｘｐ（−αｔ）ｓｉｎ（βｔ＋Φ）｝・・・・・（７）
（ただし、α＝Ｒ／（２Ｌ）、β＝ω２−α２、Ｔｆ＝（π−Φ）／β、ω２＝１／（ＬＣ）、Φ＝ｔａｎ−１（β／α）とする。）
となる。
【００９６】
一方、キャパシタンスＣに流れる電流をＩ（ｔ）とすると、
Ｉ（ｔ）＝Ｉ１（ｔ）＋Ｉ２（ｔ）・・・・・（８）
Ｉ１（ｔ）＝Ｉ０ｅｘｐ（−αｔ）ｃｏｓ（βｔ）・・・・・（９）
Ｉ２（ｔ）＝〔｛Ｅ−（Ｉ０・Ｒ／２）｝／Ｌ〕（１／ｂ）ｅｘｐ（−αｔ）ｓｉｎ（βｔ）・・・・・（１０）
（ただし、α＝Ｒ／（２Ｌ）、β＝ω２−α２、ω２＝１／（ＬＣ）、Φ＝ｔａｎ−１（β／α）とする。）
以上のような式（４）〜（１０）から、正規化したＥ１、Ｅ２、および、ｅｘｐ（−αｔ）（凡例ではｅｘｐと略記）、ｓｉｎ（βｔ＋Φ）（凡例ではｓｉｎΦと略記）、ｓｉｎ（βｔ）（凡例ではｓｉｎと略記）は、図８に示すようなグラフとなる。
【００９７】
図８および上記の関係式（４）〜（１０）から明らかなように、初期電圧、初期電流がゼロの時、目標電圧に到達してスイッチング素子を切り替えるタイミング（正規化Ｅ１＝１となるタイミング）のとき、ｓｉｎ（βｔ＋Φ）＝０であり、よって、βｔ＋Φ＝πとなる。立上り時間（切替え時間）Ｔｆ＝（π−Φ）／βが小さくなるように諸条件を設定すればよい。
【００９８】
ここで、表１で示した実験結果（Ｒ＝５０Ω、Ｃ＝４００ｐＦの条件）を基準として、駆動電圧の立ち上がり時間Ｔｆを評価するために△Ｔｆ／△Ｌを求め図示したのが図９であり、◇がＴｆ（第１Ｙ軸）、△が△Ｔｆ／△Ｌ（第２Ｙ軸）を示している。
【００９９】
また、抵抗Ｒを１０倍、１／１０倍、コンデンサの蓄積容量Ｃを１０倍、１／１０倍にした場合の、インダクタＬとＴＥ（ｎｓ）の関係を示す実線（第１Ｙ軸）およびｅｘｐ（−αＴ）との関係を示す破線（第２Ｙ軸）は、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すようになる。
【０１００】
図９に示すグラフから、基準実験設定においては、△Ｔｆ／△Ｌの曲線よりＬ＞３１６（ｎＨ）に設定すればよいことがわかる。また、Ｔｆの曲線より６３１（ｎＨ）＜Ｌ＜１２５９（ｎＨ）に設定すれば切替時間をほぼ最短にできることが示されている。
【０１０１】
ところが、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、抵抗Ｒ、コンデンサの蓄積容量Ｃが１０倍、１／１０倍に変化すると最適のインダクタンスは１０倍、１／１０倍に変化するが、各条件を示すグラフはほぼ同じ傾向を示すことが分かる。
【０１０２】
図９、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すグラフをまとめたものを表２に示す。
【０１０３】
【表２】
2004306395.tif 000004
【０１０４】
この表２から、応答速度が最短となるＬの値、そのときの共振周波数ω、その周期Ｔω等は、桁が変化するものの、Φ（ｒａｄ）、ｅｘｐ（−αＴｆ）は変化せず、一定となっていることがわかる。
【０１０５】
このことから、Φあるいはｅｘｐ（−αＴｆ）をある条件下に収まるように設定することで、常にベストモードに近い応答速度が得られることがわかる。
【０１０６】
そこで、ベストモードとなるＬ＝６３１ｎＨにおけるその他の条件を振って、ベストモードの５０％増を上限とするΦおよびｅｘｐ（−αＴｆ）についての条件式を求めると、表３より、以下の関係式（２）および（３）を導くことができる。
【０１０７】
【表３】
2004306395.tif 000005
【０１０８】
０．０３≦ｅｘｐ（−αＴｆ）≦０．６２・・・・・（２）
０．６３≦Φ≦１．３・・・・・（３）
上記の関係式（２）、（３）を満たすことで、Ｒ、Ｃについての条件を問わない、Ｒ、Ｌ、Ｃについての一般的な関係において、常に応答速度を向上させたインクジェットヘッドの駆動回路（容量性負荷駆動回路）３０を得ることができる。
【０１０９】
なお、上記インクジェットプリンタ１０では、インクジェットヘッドの駆動回路３０として、図１に示す回路の他に、図１１に示す駆動回路４０、図１２に示す駆動回路５０であっても同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
すなわち、図１では、エネルギ回収用のコンデンサがラダー抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）によって分割された、隣り合う電位間に接続されているのに対して、図１２では、ラダー抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）によって分割された電位とＧＮＤに接続されている点で構成上の違いはあるが、機能・効果は同じである。
【０１１１】
従って、上記のようなインクジェットヘッドの駆動回路３１をインクジェットプリンタ１０に搭載することで、非常に安価で、インクの吐出圧力の高いインクジェットプリンタを実現できる。すなわち、表示品位の高いインクジェットプリンタを安価に提供することが可能となる。
【０１１２】
また、上記のインダクタンス素子としては、本実施の形態では、固定コイルとしてのインダクタを用いたが、これに限定されるものではなく、例えばフェライトなどの電磁材料や、配線の寄生インダクタを利用するため意図的に配線長を長くしたもの等を使用することが可能である。
【０１１３】
なお、図１、図１１、図１２に示す各駆動回路は、段数が３段（ｎ＝３）であるが、これに限定されるものではなく、２段以上（ｎ≧２）であれば、本発明の効果を奏することができる。
【０１１４】
そして、本実施の形態の各駆動回路では、何れも、初段の充放電経路にインダクタンス素子が挿入されない例を示しているが、全ての段の充放電経路にインダクタンス素子を挿入してもよい。この場合、駆動電圧のオーバーシュート、アンダーシュート等の問題が生じる虞があるが、消費電力低減のために、複数段の充放電経路を備え場合に、全くインダクタンス素子を挿入しない場合に比べて、駆動電圧の応答速度は速くなる。
【０１１５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドの駆動回路は、以上のように、インク吐出手段として容量性負荷を備えたインクジェットヘッドの駆動回路において、電荷の充放電を行なうキャパシタを含む複数の電源端子と、上記複数の電源端子と上記容量性負荷との接続を順次切り替える切替手段とを有し、上記切替手段によって接続が順次切り替えられて上記電源端子と上記容量性負荷との間で形成される充放電経路に、インダクタンスを有する回路素子が挿入されている構成である。
【０１１７】
それゆえ、切替手段によって接続が順次切り替えられて電源端子と容量性負荷との間で順次形成される充放電経路に、インダクタンスを有する回路素子（以下、インダクタンス素子と称する）を挿入することで、駆動電圧の立ち上がりに存在するなまりが解消され、駆動電圧の上昇時間（充電時間）を短縮できる。
【０１１８】
また、複数段を順次スイッチングして最終的な駆動電圧（振幅）に充放電する際において、インダクタンスを共通化した場合は、前段（前の充放電経路）の最後の充放電電流が次の段（次の充放電経路）の初期電流として引き継がれるので、スイッチングのために休止することなく、充放電を継続できる。したがって、駆動電圧トータルの充放電過渡の時間を最小化し、充放電速度を向上させることが出来る。
【０１１９】
これらにより、キャパシタを有する電源端子と容量性負荷との間における電荷のやり取りに要する時間を短縮することができるため、全ての段の充放電経路にインダクタンス素子が挿入されていない場合と比べて、駆動電圧の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができる。
【０１２０】
よって、駆動電圧の応答性が向上するので、容量性負荷におけるインクの吐出圧力も高めることができる。しかも、スイッチング素子のオン抵抗を小さくすることなく、駆動電圧の応答性を向上させることが可能となるので、低消費電力を維持しつつ、コストを抑えてインクの吐出圧力を大きくすることができるという効果を奏する。
【０１２１】
上記のインダクタンス素子としては、例えば、固定コイルとしてのインダクタや、フェライトなどの電磁材料や、配線の寄生インダクタを利用するため意図的に配線長を長くしたもの等を使用することが可能である。
【０１２２】
また、上記インダクタンス素子は、上記切替手段と上記容量性負荷との間に挿入されていてもよい。
【０１２３】
この場合、複数の充放電経路を切り替える切替手段と容量性負荷との間にインダクタンス素子が挿入されていることで、該インダクタンス素子を充放電経路毎に挿入する必要がなく、必要な充放電経路を、切替手段を介して一つのインダクタンス素子に接続するようにすれば、部材の共通化を図ることが可能となる。これにより、駆動回路の回路構成を簡素化することができるという効果を奏する。
【０１２４】
また、上記電源端子の抵抗成分をＲ（Ω）、上記インダクタンス素子のインダクタンス成分をＬ（ｎＨ）、上記キャパシタのキャパシタンス成分をＣ（Ｆ）とし、Ｒ＝５０Ω、Ｃ＝４００ｐＦの条件下において、下記の関係式（１）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定してもよい。
【０１２５】
−２９０００≦（Ｒ２−４・Ｌ／Ｃ）≦０・・・・・（１）
これにより、上記抵抗成分（Ｒ成分）、インダクタンス成分（Ｌ成分）、キャシタンス成分（Ｃ成分）によって構成されるＲＬＣ回路の一般的な条件として、例えば、アナログスイッチ等の切替手段のＲ成分として採用したＯＮ抵抗値Ｒ＝５０Ω、キャパシタンス成分Ｃ＝４００ｐＦの条件下においては、上記の関係式（１）を満たすようにインダクタンス成分のＬ（ｎＨ）を設定することにより、適度なダンピングを有する振動的な過渡応答を経て所望の電圧に収束させることができるとともに、最も速い立ち上がり速度と比較して１．５倍未満の立ち上がり時間を得ることができる。
【０１２６】
すなわち、実験結果より、Ｌ＝６３１ｎＨで（Ｒ２−４・Ｌ／Ｃ）＝−３８１０の場合に、最も速い立ち上がり速度Ｔｆ＝４６ｎｓが得られ、（Ｒ２−４・Ｌ／Ｃ）≧−２９，０００ｎＨ（Ｌ≦３．１５μＨ）の条件下であれば、Ｔｆ＝４６ｎｓの１．５倍である６９ｎｓ未満に立ち上がり時間を抑えることができ、高速応答が可能になる。
【０１２７】
これにより、高速な過渡応答が得られ、容量性負荷を所望の電圧値に収束させることができるという効果を奏する。
【０１２８】
また、最上段の充放電経路、および最下段の充放電経路に上記インダクタンスを有する回路素子を挿入しないようにしてもよい。
【０１２９】
インダクタンスを有する回路素子（インダクタンス素子）を挿入した場合、駆動電圧が過渡的にオーバーシュート、アンダーシュートとなり、該駆動電圧が不安定となって駆動回路の電源電圧範囲を超えてしまうことで該駆動回路のラッチアップや破損が発生する。
【０１３０】
従って、最上段の充放電経路、および最下段の充放電経路に上記インダクタンスを有する回路素子を挿入しないようにすることで、駆動電圧が過渡的にオーバーシュートやアンダーシュートとなることを防止し、該駆動回路のラッチアップや破損を防止することができる。
【０１３１】
さらに、上記切替手段は、任意の充放電経路とこの充放電経路の次に形成される充放電経路とが同時に存在する期間を有するように、電源端子と容量性負荷との間の接続を切り替えるようにしてもよい。
【０１３２】
この場合、連続して形成される２つの充放電経路が同時に存在する期間を有するようになるので、容量性負荷を充電する際に、充放電経路が全く形成されないことにより発生するサージパルスを未然に防止し、駆動回路のラッチアップや破損の発生を防止できる。
【０１３３】
また、前段の充放電経路に流れている電流が、次段の充放電経路の初期電流とすることができるので、駆動電圧の立ち上がり時間を短縮することができるという効果を奏する。
【０１３４】
また、上記インダクタンス素子の電源端子側配線と電源および接地電極との間に、通常逆バイアスとなるダイオードを挿入してもよい。
【０１３５】
この場合、インダクタンス素子の電源端子側配線と電源および接地電極との間に挿入されたダイオードによって、ある電源端子と容量性負荷との接続が解除された状態となった場合に、該インダクタンス素子に流れつづけようとする電流によって発生するサージパルスを吸収することができる。これによって、サージパルスの発生による駆動回路のラッチアップや破損を防止できるという効果を奏する。
【０１３６】
また、上記電源端子の抵抗成分をＲ（Ω）、上記インダクタンス素子のインダクタンス成分をＬ（ｎＨ）、上記キャパシタのキャパシタンス成分をＣ（Ｆ）としたとき、下記の関係式（２）または（３）を満たすようにインダクタンス成分Ｌを設定してもよい。
【０１３７】
０．０３≦ｅｘｐ（−α・Ｔｆ）≦０．６２・・・・・（２）
０．６３≦Φ≦１．３０                  ・・・・・（３）
（ただし、α＝Ｒ／２・Ｌ，ω２＝１／Ｌ・Ｃ，β＝ω２−α２，Φ＝ｔａｎ−１（β／α），Ｔｆ＝（π−Φ）／βとする。）
これにより、ベストモードである、ｅｘｐ（−ａ・Ｔｆ）≒０．１６、Ｔｆ≒４６ｎｓ、Φ≒０．８９（５１ｄｅｇ）の１．５倍以内の範囲時間に抑えることができるとともに、残留振動を半減させて、圧電体を所望の電圧値に収束させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるインクジェットヘッドの駆動回路を示す回路図である。
【図２】インクジェットプリンタの概略斜視構成図である。
【図３】図１に示す駆動回路の駆動波形図と各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ状態との関係を示す図である。
【図４】図１に示す駆動回路のうち、Ｒ成分、Ｌ成分、Ｃ成分を直列に接続したＲＣＬ直列回路を示す回路図である。
【図５】インクジェットヘッドの駆動回路において、インダクタの有無による充電特性を示すグラフである。
【図６】図４に示すＲＣＬ直列回路において、Ｌ成分を変化させた場合の電圧到達率所要時間を測定した結果を示すグラフである。
【図７】図４に示すＲＣＬ直列回路において、Ｌ成分を変化させた場合の電圧到達率所要時間を測定した結果を示す他の例のグラフである。
【図８】図４に示すＲＣＬ直列回路において、各条件において、インダクタを流れる電流値と、キャパシタに印加される電圧との関係を示すグラフである。
【図９】図４に示すＲＣＬ直列回路において、駆動電圧の立ち上がり時間を評価するためのグラフである。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、図９に示す駆動電圧の立ち上がり時間の評価の比較例を示すグラフである。
【図１１】本発明のインクジェットヘッドの駆動回路の他の例を示す回路図である。
【図１２】本発明のインクジェットヘッドの駆動回路のさらに他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  給紙部
２  搬送部
３  印刷部
４  排出部
１０  インクジェットプリンタ
１１  給紙トレイ
１２  ピックアップローラ
１３  印字ヘッド
１６  プラテン
１８ａ・１８ｂ  排出ローラ
２０  キャリッジ
２１  ガイドシャフト
２２  インクカートリッジ
２３  インク供給経路
２５  排出トレイ
３０  駆動回路
３１  圧電体素子（容量性負荷）
３２ａ・３２ｂ  サージキラーダイオード（ダイオード）
４０  駆動回路
５０  駆動回路
Ｃ１〜Ｃ３  電源側コンデンサ（キャパシタ、キャパシタンス成分）
Ｅ  電源電圧（電源端子）
Ｌ  インダクタ（インダクタンスを有する回路素子、インダクタンス成分）
Ｒ１１〜Ｒ１４  抵抗（抵抗成分）
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチング素子（切替手段）
Ｔｆ  立上り時間
Ｔω  周期
Ｖ１  電圧（駆動電圧）
Ｖ２  電圧（駆動電圧）
ＶＨ  電源
【図１】
2004306395.tif 000006
【図２】
2004306395.tif 000007
【図３】
2004306395.tif 000008
【図４】
2004306395.tif 000009
【図５】
2004306395.tif 000010
【図６】
2004306395.tif 000011
【図７】
2004306395.tif 000012
【図８】
2004306395.tif 000013
【図９】
2004306395.tif 000014
【図１０】
2004306395.tif 000015
【図１１】
2004306395.tif 000016
【図１２】
2004306395.tif 000017