(57)【要約】【課題】簡単な構成により、無負荷状態から高負荷状態に移行する時にも、電流増幅回路のトランジスタの発振を防止し、また、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズを低減する。【解決手段】ヘッド駆動装置３００において、駆動波形生成回路８０及び電流増幅回路８９がプリンタ本体２側に設けられており電流増幅回路８９がフレキシブルフラットケーブル９０を介して駆動素子としての圧電素子１７に対して配線されている。ダミーの負荷となる回路素子としてのコンデンサ１０６がプリンタヘッド１０側に設けられている。ダミーの負荷となる回路素子としてのコンデンサ１０６は、真正な負荷である圧電素子１７の駆動と同様に、フレキシブルフラットケーブル９０を介して電流増幅回路８９のトランジスタに影響するので、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズを有効に低減することができる。【選択図】    図３
2004299303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた駆動素子を、所定の印字タイミングで選択的に駆動波形生成回路からの駆動信号を電流増幅回路により増幅して駆動し、対応するノズルからインク滴を吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置であって、前記電流増幅回路から駆動素子までの間に、ダミーの負荷となる回路素子を備えていることを特徴とする、インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
【請求項２】
前記駆動波形生成回路及び電流増幅回路がプリンタ本体側に設けられており、前記電流増幅回路がフレキシブルフラットケーブルを介して駆動素子に対して配線されており、前記ダミーの負荷となる回路素子がプリンタヘッド側に設けら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式プリンタのヘッド駆動装置。
【請求項３】
前記駆動素子が圧電素子であり、且つ前記ダミーの負荷となる回路素子が少なくともキャパシタンス（Ｃ）素子を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
【請求項４】
前記駆動素子が抵抗（Ｒ）素子であり、且つ前記ダミーの負荷となる回路素子が少なくとも抵抗（Ｒ）素子を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載のヘッド駆動装置を備えたことを特徴とする、インクジェット式プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印字ヘッドにてインク滴を吐出することにより印刷を行うインクジェット式プリンタのヘッド駆動技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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インクジェット式カラープリンタが普及してきており、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ために広く用いられている。
【０００３】
例えば、インク吐出のための駆動素子として圧電素子を用いたインクジェット式プリンタでは、印字ヘッドの複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた複数個の圧電素子を選択的に駆動することにより、各圧電素子の動圧に基づいてノズルからインク滴を吐出させ、印刷用紙にインク滴を付着させることにより、印刷用紙にドットを形成して、印刷を行なうようにしている。
【０００４】
ここで、各圧電素子は、インク滴を吐出するためのノズルに対応して設けられており、プリンタ本体又は印字ヘッド内に実装されたドライバＩＣから供給される駆動信号により駆動され、インク滴を吐出させるようになっている。
【０００５】
このようなヘッド駆動装置は、例えば図４に示すように構成されている。図４において、ヘッド駆動装置２００は、インクジェットプリンタの印字ヘッド２０７内の複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた圧電素子１７と、各圧電素子１７に対応して設けられた複数のアナログスイッチ１６ａから成るスイッチ回路１６と、各圧電素子１７の一方の電極１７ａに対して駆動信号を供給するための、本実施形態ではプリンタ本体２０２内に設けられた駆動波形生成回路８０、電流増幅回路８９、及び印字データに基づき各アナログスイッチ１６ａに制御信号（印字データ信号ＳＩ）を入力する制御回路１８とから構成されている。
【０００６】
圧電素子１７は、例えばピエゾ素子であって、双方の電極１７ａ，１７ｂ間に印加される電圧により変位するように構成されている。そして、圧電素子１７は、常時中間電位付近に充電されており、駆動波形生成回路８０から電流増幅回路８９を介して出力される駆動信号ＣＯＭに基づいて放電する際に対応するノズル内のインクに圧力を加えることにより、このノズルからインク滴を吐出する。
【０００７】
駆動波形生成回路８０は、ドライバＩＣとして構成されている。電流増幅回路８９は、二つのトランジスタ８９ａ，８９ｂから構成されている。このうち、第一のトランジスタ８９ａは、コレクタが定電圧電源（例えば、４２Ｖ）に接続され、ベースが駆動波形生成回路８０の出力に接続されると共に、エミッタが各アナログスイッチ１６ａの入力側に接続されている。これにより、駆動波形生成回路８０からの信号に基づいて導通して、定電圧を各アナログスイッチ１６ａを介して圧電素子１７に供給する。
【０００８】
また、第二のトランジスタ８９ｂは、エミッタが各アナログスイッチ１６ａの入力側に接続され、ベースが駆動波形生成回路８０の出力に接続されると共に、コレクタがグランドにアース接続されている。これにより、駆動波形生成回路８０からの信号に基づいて導通して、圧電素子１７を各アナログスイッチ１６ａを介して放電させる。
【０００９】
各アナログスイッチ１６ａは、制御信号（印字データＳＩ）が入力されることにより、対応する圧電素子１７の駆動タイミングでオンされ、駆動信号ＣＯＭを圧電素子１７に出力するようになっている。即ち、複数のアナログスイッチ１６ａから成るスイッチ回路１６は、各圧電素子１７をそれぞれオンオフするための所謂トランスミッションゲートとして構成されている。
【００１０】
ここで、圧電素子１７，スイッチ回路１６及び制御回路１８は、印字ヘッド２０７に搭載されており、また駆動波形生成回路８０，電流増幅回路８９は、プリンタ本体２０２側に搭載されたメイン基板上に実装されている。
【００１１】
そして、印字ヘッド２０７とプリンタ本体２０２側の基板の間の駆動信号，グランド信号及び指令信号の各ラインは、互いにフレキシブルフラットケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ、以下、ＦＦＣと呼ぶ）２０９を介して接続されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成のヘッド駆動装置２００においては、特に、無負荷状態から高負荷状態に移行する時に、上述した電流増幅回路８９の第一及び第二のトランジスタ８９ａ及び８９ｂの状態が急激に変わる結果、ヘッド駆動波形（駆動信号ＣＯＭ）に、いわゆるスパイクノイズを生じる場合がある。このスパイクノイズを生じるのは、無負荷状態から高負荷状態に移行する時には、多数のアナログスイッチ１６ａがＯＦＦからＯＮに切り替わるため、該多数のアナログスイッチ１６ａの両端に電位差を生じるためである。
【００１３】
また、無負荷状態から高負荷状態に急激に移行する時には、電流増幅回路８９の第一及び第二のトランジスタ８９ａ及び８９ｂが発振してしまう虞れがあるため、かかる発振を防止する対策も必要である。
【００１４】
そこで、本発明の課題は、簡単な構成により、無負荷状態から高負荷状態に移行する時にも、電流増幅回路のトランジスタの発振を防止でき、また、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズを低減できるインクジェット式プリンタ及びそのヘッド駆動装置を提供することにある。
【００１５】
【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、無負荷状態から高負荷状態に移行する時でも電流増幅回路のトランジスタへの影響を緩和するために、電流増幅回路から出力されて圧電素子に印加される駆動信号のライン上にダミーの負荷を設けるようにした。
【００１６】
即ち、本発明のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置では、複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた駆動素子を、所定の印字タイミングで選択的に駆動波形生成回路からの駆動信号を電流増幅回路により増幅して駆動し、対応するノズルからインク滴を吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置であって、前記電流増幅回路から駆動素子までの間に、ダミーの負荷となる回路素子を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、無負荷状態でも、上記回路素子により、電流増幅回路のトランジスタには、ダミーの負荷が課せられているので、高負荷状態に移行しても、電流増幅回路のトランジスタの状態が急激に変化することがない。また、かかる回路素子の定数を調整することで、トランジスタの発振を防止可能である。
【００１８】
また、本発明のヘッド駆動装置においては、前記駆動波形生成回路及び電流増幅回路がプリンタ本体側に設けられており、前記電流増幅回路がフレキシブルフラットケーブルを介して駆動素子に対して配線されており、前記ダミーの負荷となる回路素子がプリンタヘッド側に設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、ダミーの負荷となる回路素子は、真正な負荷である駆動素子の駆動と同様に、フレキシブルフラットケーブルを介して電流増幅回路のトランジスタに影響するので、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズを有効に低減することができる。
【００２０】
また、本発明のヘッド駆動装置においては、前記駆動素子が圧電素子であり、且つ前記ダミーの負荷となる回路素子が少なくともキャパシタンス（Ｃ）素子を含むことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、実際（真正）の負荷となる圧電素子と同様のキャパシタンス素子によりダミーの負荷を形成しうるので、スパイクノイズをより有効に低減することができる。
【００２２】
更にまた、本発明のヘッド駆動装置においては、前記駆動素子が抵抗（Ｒ）素子であり、且つ前記ダミーの負荷となる回路素子が少なくとも抵抗（Ｒ）素子を含むことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、実際（真正）の負荷となる駆動素子と同様のインダクタンス素子によりダミーの負荷を形成しうるので、スパイクノイズをより有効に低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態に係るインクジェット式プリンタ及びそのヘッド駆動装置について説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態のインクジェット式プリンタの機能ブロック図である。図１において、本実施形態のインクジェット式プリンタは、プリンタ本体２、キャリッジ機構１２、紙送り機構１１、および印字ヘッド１０から構成されている。紙送り機構１１は、紙送りモータ（図示せず）および紙送りローラ（図示せず）などからなり、印刷用紙などの記録媒体（図示せず）を順次送り出して副走査を行うものである。キャリッジ機構１２は、印字ヘッド１０を搭載するキャリッジ（図示せず）と、このキャリッジをタイミングベルト（図示せず）を介して走行させるキャリッジモータ（図示せず）などからなり、印字ヘッド１０を主走査させるものである。
【００２６】
プリンタ本体２は、ホストコンピュータ（図示せず）などからの多値階層情報を含む印字データなどを受信するインターフェース３と、多値階層情報を含む印字データなどの各種データの記憶を行うＲＡＭ４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ＲＯＭ５と、ＣＰＵなどからなる制御部６と、発振回路７と、ドットパターンデータに展開された印字データＳＩを印字ヘッド１０に送信するなどの機能を担うインターフェース９とを備えている。ここで、印字ヘッド１０は、プリンタ本体２に対してＦＦＣ９０を介して回路接続されている。
【００２７】
このように構成したインクジェットプリンタでは、ホストコンピュータなどから送られた多値階層情報を含む印字データはインターフェース３を介してプリンタ内部の受信バッファ４Ａに保持される。受信バッファ４Ａに保持された記録データは、コマンド解析が行われ、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、解析したデータを印刷用イメージデータとして出力バッファ４Ｃに展開し、記憶させる。尚、ＲＡＭ４には、各種作業データ等を一時的に記憶するワークメモリ（作業領域）４Ｂも設けられている。
【００２８】
印字ヘッド１０の１スキャン分に相当する印刷用イメージデータが得られると、この印刷用イメージデータは、インターフェース９を介して印字ヘッド１０にシリアル転送される。印字ヘッド１０は、副走査方向にたとえば６４個などの多数のノズル開口を有し、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る。この印字ヘッド１０には、シフトレジスタ１３、ラッチ回路１４、レベルシフタ１５および複数のアナログスイッチ１６０を含むスイッチ回路１６から成る制御回路１８が構成されている。プリンタ本体２の側で印刷用イメージデータに展開された印字データは、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９からシフトレジスタ１３にシリアル転送される。このシリアル転送された印字データ（ＳＩ／印字データ）は、一旦、ラッチ回路１４によってラッチされる。ラッチされた印字データＳＩは、電圧増幅器であるレベルシフタ１５によって、各アナログスイッチ１６０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印字データＳＩはアナログスイッチ１６０に与えられる。各アナログスイッチ１６ａの入力側には、駆動波形生成回路８０により生成され電流増幅回路８９により増幅された駆動信号（ＣＯＭ）が印加されており、アナログスイッチ１６ａの出力側は、圧力発生素子１７としての圧電振動子が接続されている。
【００２９】
印字データＳＩは、アナログスイッチ１６ａの動作を制御する。たとえば、アナログスイッチ１６ａに加わる印字データが「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、圧力発生室のインクが加圧されてノズル開口から吐出される。一方、アナログスイッチ１６ａに加わる印字データが「０」である期間中は、圧電振動子１７への駆動信号ＣＯＭの供給が遮断されるので、インク滴の吐出が行われない。
【００３０】
また、本実施形態では、図１に示すように、駆動波形生成回路８０および電流増幅回路８９の双方とも、プリンタ本体２側に形成されている。従って、電流増幅回路８９から出力される電流増幅後の駆動信号ＣＯＭは、プリンタ本体２側と印字ヘッド１０とを接続するインターフェース９及び長いＦＦＣ９０を介して印字ヘッド１０に印加されて制御回路１８に出力される。よって、電流増幅後の駆動信号ＣＯＭは、プリンタ本体２側と印字ヘッド１０とを接続する長いＦＦＣ９０に含まれる寄生容量等の影響を受ける。
【００３１】
図２は、本実施形態のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置の構成を示している。図２において、ヘッド駆動装置１００は、図１に示したインクジェット式プリンタの複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた圧電素子１７と、各圧電素子１７の一方の電極１７ａに対して駆動信号を供給するため駆動波形生成回路８０と、この駆動波形生成回路８０と各圧電素子１７との間に設けられた電流増幅回路８９及びスイッチ回路１６と、さらにスイッチ回路１６の各アナログスイッチ１６ａをオンオフ制御する制御回路１８と、プリンタ本体部１０２において電流増幅回路８９とＦＦＣ９０との間にダミーの負荷として設けられた回路素子（キャパシタンス素子）としてのコンデンサ１０６と、から構成されている。
【００３２】
上記コンデンサ１０６は、プリンタ本体部１０２において電流増幅回路８９とＦＦＣ９０との間の駆動信号ＣＯＭの伝送ライン中に設けられており、電流増幅回路８９の第一のトランジスタ８９ａ及び第二のトランジスタ８９ｂに対するダミーの負荷を構成する。
【００３３】
ここで、コンデンサ１０６は、その回路定数が、電流増幅回路８９の第一及び第二のトランジスタ８９ａ及び８９ｂの発振を防止するように、適宜に選定されている。
【００３４】
以上のように、第１の実施形態によるヘッド駆動装置１００は、複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた駆動素子としての圧電素子１７を、所定の印字タイミングで選択的に駆動波形生成回路８０からの駆動信号ＣＯＭを電流増幅回路８９により増幅して駆動し、対応するノズルからインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置１００であって、電流増幅回路８９から圧電素子１７までの間に、ダミーの負荷となる回路素子として所定の定数に設定したコンデンサ１０６を備えている。
【００３５】
従って、無負荷状態でも、コンデンサ１０６により、電流増幅回路８９の第一及び第二のトランジスタ８９ａ及び８９ｂには、ダミーの負荷が課せられているので、高負荷状態に移行しても、これら第一及び第二のトランジスタ８９ａ及び８９ｂの状態が急激に変化することがない。また、かかる回路素子の定数を調整することで、トランジスタの発振を防止可能である。
【００３６】
このように、この第１の実施形態によるヘッド駆動装置１００は、以上のように構成されているので、無負荷状態から高負荷状態に移行する時にも、電流増幅回路のトランジスタの発振を防止でき、また、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズをある程度低減できる。更に、プリンタ本体２側に搭載されたメイン基板上にダミーの負荷としてのコンデンサ１０６を実装すれば良いので、ダミー負荷の組み込みがし易いという利点がある。
【００３７】
しかしながら、この第１の実施形態によるヘッド駆動装置１００では、電流増幅回路８９の第一及び第二のトランジスタ８９ａ及び８９ｂとの関係では、実負荷である各圧電素子１７は長いＦＦＣ９０に含まれる寄生容量等の影響を受けるのに対し、ダミー負荷としてのコンデンサ１０６はＦＦＣ９０に含まれる寄生容量等の影響を受けない。このため、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズの低減効果が十分であるとは言えない。
【００３８】
そこで、本発明者は、更に、以下の第２の実施形態を案出した。図３には、本発明の第２の実施形態によるヘッド駆動装置３００が示されている。即ち、この第２の実施形態によるヘッド駆動装置３００においては、駆動波形生成回路８０及び電流増幅回路８９がプリンタ本体２側に設けられており電流増幅回路８９がフレキシブルフラットケーブル９０を介して駆動素子としての圧電素子１７に対して配線されているのは第１の実施形態と同様であるが、ダミーの負荷となる回路素子としてのコンデンサ１０６がプリンタヘッド１０側に設けられている。
【００３９】
この構成によれば、ダミーの負荷となる回路素子としてのコンデンサ１０６は、真正な負荷である圧電素子１７の駆動と同様に、フレキシブルフラットケーブル９０を介して電流増幅回路８９のトランジスタに影響するので、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズを第１の実施形態よりも更に有効に低減することができる。
【００４０】
尚、駆動素子が圧電素子１７であれば、ダミーの負荷となる回路素子は、少なくともキャパシタンス素子であるコンデンサ１０６を含むのが好適である。
【００４１】
この構成によれば、実際（真正）の負荷となる圧電素子と同様のキャパシタンス素子によりダミーの負荷を形成しうるので、スパイクノイズをより有効に低減することができる。しかしながら、キャパシタンス素子であるコンデンサ１０６の他に、図３に破線で示すように、Ｒ素子として抵抗１０７を設けても良い。
【００４２】
また、例えば、抵抗素子に通電した場合に生じる発熱を利用して気泡を生じさせてインクを吐出させる種類のプリンタ等、駆動素子がコイルである場合には、ダミーの負荷となる回路素子が少なくとも抵抗（Ｒ）素子を含むのが良い。この構成によれば、実際（真正）の負荷となる駆動素子と同様のＲ素子によりダミーの負荷を形成しうる。
【００４３】
このようにして、本発明によるインクジェット式プリンタ及びそのヘッド駆動装置によれば、簡単な構成により、無負荷状態から高負荷状態に移行する時にも、電流増幅回路のトランジスタの発振を防止でき、また、ヘッド駆動波形に生じるスパイクノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態によるインクジェット式プリンタの全体構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の第一の実施形態によるヘッド駆動装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第二の実施形態によるヘッド駆動装置の構成を示すブロック図
【図４】従来のヘッド駆動装置の一例の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１００，２００，３００  ヘッド駆動装置、    １７  圧電素子、
１７ａ  一方の電極、    １７ｂ  グランド側の電極、
８０  駆動波形生成回路、    ８９  電流増幅回路、
１６  スイッチ回路、    １８  制御回路、
１０６  コンデンサ、    １０７  抵抗、
１０  印字ヘッド
【図１】
2004299303.tif 000003
【図２】
2004299303.tif 000004
【図３】
2004299303.tif 000005
【図４】
2004299303.tif 000006