(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＡＡ電圧の印加により動作するインクジェットヘッドを負荷とし、
前記ＶＡＡ電圧より低いＶＤＤ電圧の入力により動作し、かつ論理機能や演算機能等を有し、印刷データに基づいて前記インクジェットヘッドに対する駆動パルスを発生する駆動パルス発生回路と、
前記ＶＡＡ電圧より高いＶＣＣ電圧の入力により動作し、前記駆動パルス発生回路から発せられる駆動パルスに応じた半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等の駆動により、前記インクジェットヘッドに対する前記ＶＡＡ電圧の印加を制御するヘッド駆動回路と、
を備えたインクジェットヘッド駆動装置において、
前記ヘッド駆動回路に対する前記ＶＣＣ電圧の供給路に設けられ、オン動作によりＶＣＣ電圧をヘッド駆動回路に供給する第１のスイッチ手段と、
前記駆動パルス発生回路への前記ＶＤＤ電圧の入力に伴い動作して前記第１のスイッチ手段をオン動作させる第２のスイッチ手段と、
前記第１のスイッチ手段の出力端から前記インクジェットヘッドへの電圧供給路に設けられ、第１のスイッチ手段から出力されるＶＣＣ電圧を前記ＶＡＡ電圧まで降圧制御する降圧手段と、
を備え、電源の立ち上がり時に、先ずＶＤＤ電圧を駆動パルス発生回路へ供給し、続いてＶＣＣ電圧をヘッド駆動回路に供給し、最後にＶＡＡ電圧をインクジェットヘッドに印加し、電源の遮断時にはヘッド駆動回路へのＶＣＣ電圧およびインクジェットヘッドへのＶＡＡ電圧を略同時に立ち下げる、
ことを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置の電圧供給装置。
【請求項２】
前記インクジェットヘッドは、前記ＶＡＡ電圧が印加されることにより動作する圧電部材を有し、この圧電部材の動作によりインクを吐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の電圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッド駆動装置を動作させるための３種類の電圧を出力するインクジェットヘッド駆動装置の電圧供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、インク吐出の駆動手段として圧電部材を使用したインクジェットヘッドを駆動する駆動装置は、図４に示すように、入力信号を論理機能等で処理する処理部１、ＦＥＴなどの半導体スイッチ素子２のスイッチング動作によって圧電部材の電極にＶＡＡ電圧を印加する負荷部及び処理部１からの信号に応動して半導体スイッチ素子２をスイッチング駆動する駆動部３を備えている。そして、入力信号によって処理部１が動作し、この動作によって駆動部３が動作し、この駆動部３の動作によって半導体スイッチ素子２がスイッチング動作し、圧電部材の電極にＶＡＡ電圧を印加する制御を行うことで圧電部材が変形動作してインク室からインクが吐出する構成になっている。
【０００３】
このような駆動装置では、処理部１には電源電圧として例えば５Ｖ程度のＶＤＤ電圧が供給され、駆動部３には電源電圧として例えば３０〜４０Ｖ程度のＶＣＣ電圧が供給され、圧電部材の電極には例えば２０Ｖを越える程度のＶＡＡ電圧が供給されるようになっている。
【０００４】
なお、最初に制御回路に＋５Ｖを供給し、この供給電圧が＋４Ｖ以上になると、＋２２Ｖ電源をヘッドに電源電圧として印加するものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１９１６１５公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４の駆動装置において、ＶＤＤ電圧が供給されずにＶＣＣ電圧が供給されると、ラインＡのレベルが不安定となり、また、ＶＣＣ電圧が供給されずにＶＡＡ電圧が供給されると、ラインＢのレベルが不安定になる。このように、ラインＡ及びラインＢのレベルが不安定になることがあると、半導体スイッチ素子２に過電流が流れ、半導体スイッチ素子が破壊される虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ＶＤＤ＜ＶＡＡ＜ＶＣＣの関系にある電源電圧を、論理機能や演算機能等を有するデータや信号の処理部に対してはＶＤＤ電圧を、半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等によって駆動される負荷部に対してはＶＡＡ電圧を、処理部からの信号やデータに応動して半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等を駆動する駆動部に対してはＶＣＣ電圧を供給するインクジェットヘッド駆動装置において、必ずＶＤＤ電圧が立ち上がった後にＶＣＣ電圧が立ち上がり、ＶＣＣ電圧が立ち上がった後にＶＡＡ電圧が立ち上がるように制御し、これにより、半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等が破壊されるのを防止できるインクジェットヘッド駆動装置の電圧供給装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のインクジェットヘッド駆動装置の電圧供給装置は、ＶＡＡ電圧の印加により動作するインクジェットヘッドを負荷とし、前記ＶＡＡ電圧より低いＶＤＤ電圧の入力により動作し、かつ論理機能や演算機能等を有し、印刷データに基づいて前記インクジェットヘッドに対する駆動パルスを発生する駆動パルス発生回路と、前記ＶＡＡ電圧より高いＶＣＣ電圧の入力により動作し、前記駆動パルス発生回路から発せられる駆動パルスに応じた半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等の駆動により、前記インクジェットヘッドに対する前記ＶＡＡ電圧の印加を制御するヘッド駆動回路と、を備えたインクジェットヘッド駆動装置において、前記ヘッド駆動回路に対する前記ＶＣＣ電圧の供給路に設けられ、オン動作によりＶＣＣ電圧をヘッド駆動回路に供給する第１のスイッチ手段と、前記駆動パルス発生回路への前記ＶＤＤ電圧の入力に伴い動作して前記第１のスイッチ手段をオン動作させる第２のスイッチ手段と、前記第１のスイッチ手段の出力端から前記インクジェットヘッドへの電圧供給路に設けられ、第１のスイッチ手段から出力されるＶＣＣ電圧を前記ＶＡＡ電圧まで降圧制御する降圧手段と、を備え、電源の立ち上がり時に、先ずＶＤＤ電圧を駆動パルス発生回路へ供給し、続いてＶＣＣ電圧をヘッド駆動回路に供給し、最後にＶＡＡ電圧をインクジェットヘッドに印加し、電源の遮断時にはヘッド駆動回路へのＶＣＣ電圧およびインクジェットヘッドへのＶＡＡ電圧を略同時に立ち下げる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は本発明をシェアモードタイプのインクジェットヘッド駆動装置に適用したものについて述べる。
【００１０】
図１に示すように、論理機能や演算機能等を有し、入力される印刷データに基づいてインクジェットヘッド１１を駆動するための駆動パルスを発生する、処理部としての駆動パルス発生回路１２を設け、この駆動パルス発生回路１２に例えば、５ＶのＶＤＤ電圧を電源として供給している。前記駆動パルス発生回路１２から発生する駆動パルスを、駆動部を構成するヘッド駆動回路１３に供給している。
【００１１】
前記インクジェットヘッド１１は、図２に示すように、２枚の圧電部材２１，２２を接着剤で接着固定して積層し、これをセラミック材からなる基板２３上に接着固定したものを使用している。そして、前記圧電部材２１，２２に対して切削加工によって一定の間隔で平行に同じ幅、同じ深さ、同じ長さの複数の溝を形成し、この各溝に電極２４を設け、この各溝を天板２５で覆ってインク室２６を形成している。前記各圧電部材２１，２２は、例えば圧電セラミックからなるピエゾ素子からなり、それぞれ図中矢印で示すように板厚方向で互いに対向する方向に分極している。前記各インク室２６の前面にはオリィフィスプレート（図示せず）が貼り付けられ、このオリィフィスプレートには各インク室２６に対応してインク吐出口２７が設けられている。
【００１２】
前記ヘッド駆動回路１３は、トランジスタなどの半導体スイッチング素子やドライバＩＣ等を駆動し、これにより、インクジェットヘッド１１の各インク室２６に設けられた電極２４間には、駆動パルスに応じて駆動電圧を印加するようになっている。例えば、インク吐出を行うインク室２６の電極とその両隣のインク室２６の電極２４との間に、両隣のインク室２６の電極２４から見て正となる電圧を印加し、続いて負となる電圧を印加することで、インク吐出を行うインク室２６の両側の壁を一旦外側へ変形させてから内側へ変形させる。これにより、インク室２６のインクに圧力を加えてインク吐出口２７からインクを吐出させる。
【００１３】
前記インクジェットヘッド１１にはＶＤＤ電圧よりも大きい、例えば２２ＶのＶＡＡ電圧が電源として供給されている。また、前記ヘッド駆動回路１３にはＶＡＡ電圧よりも大きい、例えば３６．５ＶのＶＣＣ電圧が電源として供給されている。
前記インクジェットヘッド１１に印加するＶＡＡ電圧及び前記ヘッド駆動回路１３に印加するＶＣＣ電圧の供給は、図３に示す電圧供給装置によって行うようになっている。
【００１４】
すなわち、第１のスイッチ手段としてＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）３１を備え、このＦＥＴ３１にＶＣＣ電圧源からＶＣＣ電圧を取込み、このＦＥＴ３１がオン動作したときそのＶＣＣ電圧を出力するようになっている。また、第２のスイッチ手段としてＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ３２を備え、このバイポーラトランジスタ３２のコレクタを、抵抗３３を介して前記ＦＥＴ３１のゲートに接続し、そのエミッタを接地している。そして、ＶＤＤ電圧源からのＶＤＤ電圧を、抵抗３４を介して前記バイポーラトランジスタ３２のベースに入力している。
【００１５】
前記ＦＥＴ３１から出力するＶＣＣ電圧を、降圧手段を構成する３端子レギュレータ３５に入力している。前記３端子レギュレータ３５は入力されるＶＣＣ電圧を降圧制御してＶＡＡ電圧を出力するようになっている。そして、前記ＦＥＴ３１から出力するＶＣＣ電圧を前記ヘッド駆動回路１３に供給し、前記３端子レギュレータ３５から出力するＶＡＡ電圧を前記インクジェットヘッド１１に供給している。
【００１６】
このような構成においては、ＶＤＤ電圧源からＶＤＤ電圧が発生しなければバイポーラトランジスタ３２がオン動作しないので、ＦＥＴ３１はオフ状態を保持する。従って、ＶＤＤ電圧源からＶＤＤ電圧が発生しない状態で、先にＶＣＣ電圧源からＶＣＣ電圧が発生してもＶＣＣ電圧がヘッド駆動回路１３に供給されることはない。
【００１７】
すなわち、先ず、ＶＤＤ電圧源からＶＤＤ電圧が発生し、駆動パルス発生回路１２にＶＤＤ電圧が供給される。そして、ＶＤＤ電圧の発生によってバイポーラトランジスタ３２がオン動作する。この状態で、ＶＣＣ電圧源からＶＣＣ電圧が発生すると、ＦＥＴ３１がオン動作し、ＶＣＣ電圧がヘッド駆動回路１３に供給される。ＶＣＣ電圧が発生すると、３端子レギュレータ３５によりＶＡＡ電圧が発生し、インクジェットヘッド１１に供給される。
【００１８】
このように、ヘッド駆動回路１３へのＶＣＣ電圧の供給が行われた後にインクジェットヘッド１１へのＶＡＡ電圧の供給が行われる。
このように、ＶＤＤ電圧、ＶＣＣ電圧、ＶＡＡ電圧という３種類の電圧を電源として供給するものにおいて、電源の立ち上がり時には、先ず、ＶＤＤ電圧が供給され、続いて、ＶＣＣ電圧が供給され、最後にＶＡＡ電圧が供給されるという順番が確実に守られる。従って、先にＶＡＡ電圧が供給されることで立ち上がり時に半導体スイッチング素子やドライバＩＣ等に過電流が流れて素子が破壊されると言う事態は発生しない。すなわち、電源の立ち上がり時における半導体スイッチング素子やドライバＩＣ等の破壊を確実に防止できる。
【００１９】
また、電源を遮断する時には、ＶＡＡ電圧及びＶＣＣ電圧は略同時に立下がるので、半導体スイッチング素子やドライバＩＣに悪影響を与えることはない。なお、ＶＤＤ電圧は電圧レベルが低いので投入状態が継続されていても素子等に悪影響を与える虞は全くない。
【００２０】
なお、この実施の形態は本発明をシェアモードタイプのインクジェットヘッド駆動装置に適用したものについて述べたがこれに限定するものでないのは勿論である。すなわち、ＶＤＤ電圧、ＶＣＣ電圧、ＶＡＡ電圧に相当する３種類の電圧を電源とし、論理機能や演算機能等を有するデータや信号の処理部に対してはＶＤＤ電圧を、半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等によって駆動される負荷部に対してはＶＡＡ電圧を、処理部からの信号やデータに応動して半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等を駆動する駆動部に対してはＶＣＣ電圧を供給するものにおいて適用できるものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ＶＤＤ＜ＶＡＡ＜ＶＣＣの関系にある電源電圧を、論理機能や演算機能等を有するデータや信号の処理部に対してはＶＤＤ電圧を、半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等によって駆動される負荷部に対してはＶＡＡ電圧を、処理部からの信号やデータに応動して半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等を駆動する駆動部に対してはＶＣＣ電圧を供給するインクジェットヘッド駆動装置において、必ずＶＤＤ電圧が立ち上がった後にＶＣＣ電圧が立ち上がり、ＶＣＣ電圧が立ち上がった後にＶＡＡ電圧が立ち上がるように制御するので、
半導体スイッチ素子やドライバＩＣ等の破壊を防止できるインクジェットヘッド駆動装置の電圧供給装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッド駆動装置の要部構成を示すブロック図。
【図２】  同実施の形態におけるインクジェットヘッドの構成を示す部分断面図。
【図３】  同実施の形態における電圧供給装置の回路構成図。
【図４】  従来例を示す図。
【符号の説明】
１１…インクジェットヘッド（負荷部）、１２…駆動パルス発生回路（処理部）、１３…ヘッド駆動回路（駆動部）、３１…ＦＥＴ（第１のスイッチ手段）、３２…バイポーラトランジスタ（第２のスイッチ手段）、３５…３端子レギュレータ（降圧手段）。
【図１】
0004231352.tif 000002
【図２】
0004231352.tif 000003
【図３】
0004231352.tif 000004
【図４】
0004231352.tif 000005