(57)【要約】【課題】電源電圧の変動などに影響されない、安定した特性のインクジェット記録装置を得る。【解決手段】電流レジスタ回路と複数のアクチュエータ駆動回路と基準電流回路を有し、前記アクチュエータ駆動回路が前記電流レジスタ回路の出力信号で制御されるスイッチ回路と、前記スイッチ回路で出力電流を切り替える多連出力形カレントミラー回路と、前記出力電流を出力端子から出力する電流駆動回路を有し、前記多連出力形カレントミラー回路が前記基準電流回路の電流を前記電流レジスタ回路の指定する倍率で増すインクジェット駆動回路を用いる。【選択図】 図１
2009018531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクチュエータを有するインクジェットヘッドとインクジェット駆動回路を有するインクジェット記録装置において、前記インクジェット駆動回路が電流レジスタ回路と複数のアクチュエータ駆動回路と基準電流回路を有し、前記アクチュエータ駆動回路が前記電流レジスタ回路の出力信号で制御されるスイッチ回路と、前記スイッチ回路で出力電流の値を切り替える多連出力形カレントミラー回路と、前記出力電流を出力端子から出力する電流駆動回路を有し、前記多連出力形カレントミラー回路が前記基準電流回路の電流を前記電流レジスタ回路の指定する倍率で増すことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ駆動回路がスイッチ切替信号を作成するタイミング信号作成回路を有し、前記電流駆動回路が前記アクチュエータ駆動回路の出力端子からの電流を流出する第１の電流駆動回路と前記出力端子から電流を引き込む第２の電流駆動回路を有し、前記第１の電流駆動回路と前記第２の電流駆動回路が前記スイッチ切替信号により切り替えられて動作することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記インクジェット駆動回路がＣＭＯＳトランジスタの半導体集積回路から成り、前記電流駆動回路がＭＯＳトランジスタで構成された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記録装置。
【請求項４】
インクジェット記録装置の複数のアクチュエータを有するインクジェットヘッドを駆動するインクジェット駆動回路であり、電流レジスタ回路と複数のアクチュエータ駆動回路と基準電流回路を有し、前記アクチュエータ駆動回路が前記電流レジスタ回路の出力信号で制御されるスイッチ回路と、前記スイッチ回路で出力電流を切り替える多連出力形カレントミラー回路と、前記出力電流を出力端子から出力する電流駆動回路を有し、前記多連出力形カレントミラー回路が前記基準電流回路の電流を前記電流レジスタ回路の指定する倍率で増すことを特徴とするインクジェット駆動回路。
【請求項５】
前記アクチュエータ駆動回路がスイッチ切替信号を作成するタイミング信号作成回路を有し、前記電流駆動回路が前記アクチュエータ駆動回路の出力端子からの電流を流出する第１の電流駆動回路と前記出力端子から電流を引き込む第２の電流駆動回路を有し、前記第１の電流駆動回路と前記第２の電流駆動回路が前記スイッチ切替信号により切り替えられて動作することを特徴とする請求項４記載のインクジェット駆動回路。
【請求項６】
前記インクジェット駆動回路がＣＭＯＳトランジスタの半導体集積回路から成り、前記電流駆動回路がＭＯＳトランジスタで構成されたことを特徴とする請求項４又は５に記載のインクジェット駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアクチュエータ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記録装置及びインクジェット駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インク液滴を吐出するための複数のノズルと、各ノズルに対応して設けた電気機械変換素子や発熱抵抗体などのアクチュエータとを備えたインクジェットヘッドを用いて、記録信号に応じてノズルからインク液滴を記録材（インク液滴が付着するもの）に吐出することによって、高速、高密度、高品質の記録を行なうものである。このインクジェット記録装置は、印刷品質の高品質化に伴い、ノズルの配置が高密度化の傾向にあり、それに対応するため、特許文献１のように、複数のアクチュエータ駆動回路によって１つのノズル当たりのアクチュエータを駆動する手法が提案されている。１つのノズル及びアクチュエータで構成される部分をチャンネルと呼ぶ。
【０００３】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開平９−９９５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、各チャンネル毎に、ノズルやアクチュエータやアクチュエータ駆動回路に製造上のバラツキが存在するので、ノズルのインク液滴吐出特性差が発生し、インク液滴吐出速度、インク液滴体積および吐出安定性が影響されるので、印刷品質が低下するという問題がある。例えばチャンネル毎に、アクチュエータ駆動回路から出力される駆動パルス信号の立上がり時間や立下がり時間などがばらつくと、そのチャンネルのノズルのインク液滴吐出速度がばらつき、それにより、隣接するチャンネルの印刷領域で、ドット位置ずれが生じたり、あるいはカラー記録の場合には色ずれや滲みが発生し画像品質が低下する問題があった。この問題は、ノズルやアクチュエータやアクチュエータ駆動回路の製造上のバラツキによっても発生する。
【０００５】
また、インクジェットヘッドのアクチュエータに圧電素子を用いると、アクチュエータ１個当たりの静電容量は７００ｐＦから３０００ｐＦ程度あり、３００ノズル程度のインクジェットヘッドの全静電容量は０．２μＦから０．９μＦにも達する。そのアクチュエータの圧電素子を駆動して微小液滴を吐出させる場合、短時間で大きな電位差を持った駆動波形が必要であり、最低でも１０Ｖ／μｓのスルーレートが要求される。このスルーレートを得るには、インクジェットヘッド全体で、最大９アンペアの電流が必要であり、従来はこのために低出力インピーダンスの電力増幅回路を各アクチェエータ毎のアクチュエータ駆動回路に使用していた。しかし、そうすると、各アクチュエータ駆動回路の構成が複雑になり、その回路の実装面積が大きくなると共にアクチュエータ駆動回路のコストも高くなる。更に、電力増幅回路の消費電力が大きいため全アクチュエータ駆動回路の消費電力が大きくなり、発熱量も膨大になる問題があった。
【０００６】
そのため、本発明は、複数のチャンネルを有するインクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置において、電源電圧の変動などに印刷性能が影響されない安定性を有し、また、製造バラツキを補正した、高い品質の印刷性能を持つインクジェット記録装置を得ることを課題とし、また、インクジェット記録装置のアクチュエータ駆動回路の小型化と低消費電力化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、この課題を解決するために、複数のアクチュエータを有するインクジェットヘッドとインクジェット駆動回路を有するインクジェット記録装置において、前記インクジェット駆動回路が電流レジスタ回路と複数のアクチュエータ駆動回路と基準電流回路を有し、前記アクチュエータ駆動回路が前記電流レジスタ回路の出力信号で制御されるスイッチ回路と、前記スイッチ回路で出力電流の値を切り替える多連出力形カレントミラー回路と、前記出力電流を出力端子から出力する電流駆動回路を有し、前記多連出力形カレントミラー回路が前記基準電流回路の電流を前記電流レジスタ回路の指定する倍率で増すことを特徴とするインクジェット記録装置である。
【０００８】
また、本発明は、上記アクチュエータ駆動回路がスイッチ切替信号を作成するタイミング信号作成回路を有し、上記電流駆動回路が上記アクチュエータ駆動回路の出力端子からの電流を流出する第１の電流駆動回路と前記出力端子から電流を引き込む第２の電流駆動回路を有し、前記第１の電流駆動回路と前記第２の電流駆動回路が前記スイッチ切替信号により切り替えられて動作することを特徴とする上記のインクジェット記録装置である。
【０００９】
また、本発明は、上記インクジェット駆動回路がＣＭＯＳトランジスタの半導体集積回路から成り、上記電流駆動回路がＭＯＳトランジスタで構成されたことを特徴とする上記のインクジェット記録装置である。
【００１０】
また、本発明は、インクジェット記録装置の複数のアクチュエータを有するインクジェットヘッドを駆動するインクジェット駆動回路であり、電流レジスタ回路と複数のアクチュエータ駆動回路と基準電流回路を有し、前記アクチュエータ駆動回路が前記電流レジスタ回路の出力信号で制御されるスイッチ回路と、前記スイッチ回路で出力電流を切り替える多連出力形カレントミラー回路と、前記出力電流を出力端子から出力する電流駆動回路を有し、前記多連出力形カレントミラー回路が前記基準電流回路の電流を前記電流レジスタ回路の指定する倍率で増すことを特徴とするインクジェット駆動回路である。
【００１１】
また、本発明は、上記アクチュエータ駆動回路がスイッチ切替信号を作成するタイミング信号作成回路を有し、上記電流駆動回路が上記アクチュエータ駆動回路の出力端子からの電流を流出する第１の電流駆動回路と前記出力端子から電流を引き込む第２の電流駆動回路を有し、前記第１の電流駆動回路と前記第２の電流駆動回路が前記スイッチ切替信号により切り替えられて動作することを特徴とする上記のインクジェット駆動回路である。
【００１２】
また、本発明は、上記インクジェット駆動回路がＣＭＯＳトランジスタの半導体集積回路から成り、上記電流駆動回路がＭＯＳトランジスタで構成されたことを特徴とする上記のインクジェット駆動回路である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のインクジェット記録装置によれば、アクチュエータを駆動するインクジェット駆動回路が、多連出力形カレントミラー回路により、基準電流を電流レジスタ回路の指定する任意に設定した倍率に増した駆動電流を出力端子ＯＵＴに流しアクチュエータを駆動できるので、装置の製造バラツキによるインク液滴吐出速度のバラツキを補正し高画質の印刷を可能にするインクジェット記録装置が得られる効果がある。また、本発明のインクジェット駆動回路のアクチュエータ駆動回路は、その駆動電流を、電力増幅回路を用いずに、ＭＯＳトランジスタのカレントミラー回路の電流駆動回路を用いて出力するので消費電力を低減できる効果がある。そして、インクジェット駆動回路のそれ以外の回路はＣＭＯＳトランジスタで構成したので、消費電力を少なくでき、インクジェット駆動回路のチップサイズを小さくできる効果があり、インクジェット駆動回路の製造コストを低減できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は本発明を示すブロック図であり、図２は本発明の第１の実施形態のアクチュエータ駆動回路１０の概略の回路図であり、図３は本発明の動作のタイミングチャートを示す。
（インクジェット記録装置の概要）
本実施形態のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドにインク液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応する圧電素子等の電気変換素子或いはヒータ等の電気熱変換体からなる１から５００程の複数のアクチュエータ１を備える。図１のように、この複数のアクチュエータ１ａ〜１ｎを、制御装置２０が制御するインクジェット駆動回路２が、並行して駆動する。それにより各ノズルからインク液滴を吐出して記録材に画像を記録する。なお、１つのノズル及びアクチュエータ１で構成される部分をチャンネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、・・・ＣＨｎ）と呼ぶ。
【００１５】
（インクジェット駆動回路の構成）
本実施形態のインクジェット記録装置は、図１のように、ＣＭＯＳの半導体集積回路から成るインクジェット駆動回路２を有する。そのインクジェット駆動回路２に、インクジェットヘッドの各アクチュエータ１（１ａ〜１ｎ）を駆動するアクチュエータ駆動回路１０を複数備える。また、インクジェット駆動回路２は、ＣＭＯＳトランジスタで構成する電流レジスタ回路４と信号レジスタ回路５を有し、インクジェット記録装置の制御回路２０のデータバスにシリアルインターフェースあるいはパラレルインターフェースで接続し、制御回路２０から各レジスタ回路にデータを設定する。アクチュエータ駆動回路１０は、図２のように、ＣＭＯＳトランジスタで構成するタイミング信号作成回路６と駆動電流流出回路８と駆動電流流入回路９を有する。駆動電流流出回路８は、多連出力形カレントミラー回路と第１のスイッチ回路１２ａと第１の電流駆動回路１５ａを有する。駆動電流流入回路９は、第２の多連出力形カレントミラー回路１４と第２のスイッチ回路１２ｂと第２の電流駆動回路１５ｂを有する。インクジェット駆動回路２の基準電流回路７の作成した基準電流を各アクチュエータ駆動回路１０の各多連出力形カレントミラー回路の第１のトランジスタに流す。
【００１６】
（駆動電流流出回路と駆動電流流入回路）
アクチュエータ駆動回路１０は、駆動電流流出回路８内にｎＭＯＳトランジスタで構成する第１の多連出力形カレントミラー回路１３と第１のスイッチ回路１２ａを有し、駆動電流流入回路９内にｐＭＯＳトランジスタで構成する第２の多連出力形カレントミラー回路１４と第２のスイッチ回路１２ｂを有する。そして、電流レジスタ回路４が、その信号線をスイッチ回路１２ａ、１２ｂの入力端子に接続してスイッチを切り替え、多連出力形カレントミラー回路の複数の電流入力端子の電流を切り替える。それにより、第１の多連出力形カレントミラー回路１３および第２の多連出力形カレントミラー回路１４が、電流レジスタ回路４の信号が指定する倍率で基準電流を倍化した電流を流す。その多連出力形カレントミラー回路の電流に対応する駆動電流を、ＭＯＳトランジスタで形成したカレントミラー回路の電流駆動回路１５ａ、１５ｂが出力端子ＯＵＴから流出あるいは流入させる。
【００１７】
（タイミング信号作成回路）
以下で、アクチュエータ駆動回路１０のタイミング信号作成回路６の動作を説明する。インクジェット駆動回路２の信号レジスタ回路５が、各アクチュエータ駆動回路１０毎の駆動指令、すなわち、各アクチュエータ駆動回路１０毎の出力端子ＯＵＴからの出力の可否を指令する駆動信号を、各アクチュエータ駆動回路１０のタイミング信号作成回路６に
送付する。図３のように、そうして駆動を指令されたアクチュエータ駆動回路１０のタイミング信号作成回路６が駆動タイミング信号ＩＮを作成する。なお、駆動タイミング信号ＩＮはタイミング信号作成回路６の外から、例えばインクジェット駆動回路２内で作成して各アクチュエータ駆動回路１０のタイミング信号作成回路６に送付ても良い。タイミング信号作成回路６は、信号レジスタ回路５から駆動を指令された場合に、駆動タイミング信号ＩＮから、第１のスイッチ切替信号ＵＰと、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮを作成する。第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＮ（オン）の期間と、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＮ（オン）の期間の間には、ノンオーバーラップタイムを設け、第１のスイッチ切替信号ＵＰと第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮが同時にはＯＮにならないようにする。例えば、第１のスイッチ切替信号ＵＰは、駆動タイミング信号ＩＮの電圧パルスの立ち上がり時間よりもノンオーバーラップタイムだけ遅れて立ち上がる信号にする。第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮは、駆動タイミング信号ＩＮの正負を逆転（立ち上がりと立下りが逆転）したタイミング信号にし、その信号の立ち上りのタイミングは、駆動タイミング信号ＩＮの電圧パルスの立ち下がり時間よりもノンオーバーラップタイムだけ遅れて立ち上がる信号にする。
【００１８】
（電流駆動回路）
図２のように、駆動電流流出回路８内に、ｐＭＯＳトランジスタで構成した第１の電流駆動回路１５ａを電位ＶＣＣが約２８Ｖの第１の電源端子に接続する。第１の電流駆動回路１５ａは、タイミング信号作成回路６が作成した第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＦＦの期間の間、ＭＯＳトランジスタのスイッチ回路で電流駆動回路１５ａを切り替えてカレントミラー回路の構成にする。また、第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＮの期間に、第１の多連出力形カレントミラー回路１３をＭＯＳトランジスタのスイッチ回路で第１の電流駆動回路１５ａに接続する。第１の多連出力形カレントミラー回路１３はグラウンド端子に接続する。これにより、第１の電流駆動回路１５ａのカレントミラー回路が、第１の多連出力形カレントミラー回路１３に流れる電流に対応する駆動電流を出力端子ＯＵＴに流出させる。また、駆動電流流入回路９内のｎＭＯＳトランジスタで構成し、グラウンド端子に接続した第２の電流駆動回路１５ｂを、第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＦＦの期間の間に、ＭＯＳトタンジスタのスイッチ回路で回路を切り替えてカレントミラー回路の構成にする。また、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＮの期間に、ＭＯＳトランジスタのスイッチ回路により第２の多連出力形カレントミラー回路１４を第２の電流駆動回路１５ｂに接続する。第２の多連出力形カレントミラー回路１４は約３Ｖの電圧ＶＤＤの第２の電源端子に接続する。これにより、第２の電流駆動回路１５ｂのカレントミラー回路が、第２の多連出力形カレントミラー回路１４に流れる電流に対応する電流を出力端子ＯＵＴから引き込む。すなわち、第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＮの間、第１の電流駆動回路１５ａが出力端子ＯＵＴに電流を流出し、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＮの間、出力端子ＯＵＴから第２の電流駆動回路１５ｂが電流を引き込む。
【００１９】
（多連出力形カレントミラー回路）
以下で、図２を参照して、アクチュエータ駆動回路１０の駆動電流流出回路８と駆動電流流入回路９の各多連出力形カレントミラー回路の動作を説明する。アクチュエータ駆動回路１０の駆動電流流出回路８は、ｎＭＯＳトランジスタの第１の多連出力形カレントミラー回路１３を有し、基準電流回路７が出力する基準電流を第１の多連出力形カレントミラー回路１３の第１のｎＭＯＳトランジスタに流す。その基準電流を第１の多連出力形カレントミラー回路１３で倍化するが、その倍率は、第１のスイッチ回路１２ａのスイッチにより、第１の多連出力形カレントミラー回路１３の各ｎＭＯＳトランジスタの電流入力端子の電流を電流レジスタ回路４の指令に従って切り替えることで制御する。
【００２０】
第１の多連出力形カレントミラー回路１３の、電流レジスタ回路４のＤ０信号で電流の断続を切り替える第２のｎＭＯＳトランジスタは、第１のｎＭＯＳトランジスタに流れる
電流に対応する電流を流すトラジスタで構成し、Ｄ１信号で切り替える第３のｎＭＯＳトランジスタは、第１のｎＭＯＳトランジスタに流れる電流の２倍の量の電流を流すトラジスタで構成し、Ｄ２信号で切り替える第４のｎＭＯＳトランジスタは、第１のｎＭＯＳトランジスタに流れる電流の４倍の量の電流を流すトラジスタで構成する。それらのｎＭＯＳトランジスタに流す電流の総和が第１の多連出力形カレントミラー回路１３に流れる。電流駆動回路１５ａが、第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＮの期間にＭＯＳトランジスタのスイッチ回路で回路をカレントミラー回路に切り替え、第１の多連出力形カレントミラー回路１３に流れる電流に対応する電流を出力端子ＯＵＴから流出させる。こうして、出力端子ＯＵＴから流出する電流の基準電流に対する倍率を、電流レジスタ回路４が制御する第１のスイッチ回路１２ａで自由に変えることができる。
【００２１】
また、ｐＭＯＳトランジスタで構成される第２の多連出力形カレントミラー回路１４は、第１の多連出力形カレントミラー回路１３と同様に、電流レジスタ回路４の出力信号で制御される複数のスイッチから成る第２のスイッチ回路１２ｂで自由に第２の電流倍率を変える。そして、電流駆動回路１５ｂが第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＮの期間に、出力端子ＯＵＴから基準電流回路７の基準電流に対する第２の電流倍率の電流を引き込む。
【００２２】
なお、インクジェット駆動回路２は、必ずしも１つの半導体集積回路で構成しなくても良く、例えば、電流レジスタ回路４と信号レジスタ回路５を１つの半導体集積回路で構成し、アクチュエータ駆動回路１０群と基準電流回路７は別の半導体集積回路で構成しても良い。あるいは、電流レジスタ回路４を独立したＲＯＭ（リードオンリイメモリ）で構成しその設定値を固定して指定し、一方、信号レジスタ回路５はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）で構成し、印刷パターンに応じて出力信号を変える回路構成にすることもできる。
【００２３】
（インクジェット駆動回路の動作タイミング）
次に、インクジェット駆動回路２によるインクジェットヘッドの駆動手順を、図１を参照して説明する。先ず、インクジェット記録装置の制御回路２０が、インクジェット駆動回路２の電流レジスタ回路４と信号レジスタ回路５に所定の値を書き込む。次に、電流レジスタ回路４が、第１の電流倍率信号で第１のスイッチ回路１２ａを制御し、第２の電流倍率信号で第２のスイッチ回路１２ｂを制御する。第１のスイッチ回路１２ａが、第１の電流倍率信号に従って第１の多連出力形カレントミラー回路１３の入力端子の電源電流の断続を切り替え、第２のスイッチ回路１２ｂが、第２の電流倍率信号に従って第２の多連出力形カレントミラー回路１４の入力端子の電流の断続を切り替える。
【００２４】
（第１の電流出力動作）
次に、信号レジスタ回路５が、タイミング信号作成回路６の入力端子にチャンネル駆動信号を送る。タイミング信号作成回路６が、そのチャンネル駆動信号がＯＮの場合は駆動タイミング信号ＩＮを作成し、それを元にして第１のスイッチ切替信号ＵＰを例えば４μｓの間ＯＮにするように作成する。第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＦＦの期間に、第１の電流駆動回路１５ａを、ＭＯＳトランジスタのスイッチ回路により、第１の多連出力形カレントミラー回路１３の電流に対応する電流、すなわち基準電流の第１の電流倍率の電流を出力するカレントミラー回路に切り替える。更に、その期間内で第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＮの期間に、第１の多連出力形カレントミラー回路１３をＭＯＳトランジスタのスイッチ回路で第１の電流駆動回路１５ａに接続して動作させる。こうして、第１の電流駆動回路１５ａが、駆動電流流出回路８から、基準電流の第１の電流倍率の電流を出力端子ＯＵＴから流出させる。例えば１１．２ｍＡの電流を出力端子ＯＵＴから流出させる。
【００２５】
出力端子ＯＵＴには、例えば１０００ｐＦの圧電素子のアクチュエータ１を接続する。これにより、図３のように、出力端子ＯＵＴの電流がアクチュエータ１の圧電素子の容量負荷を充電させ、２．５μｓ後にアクチュエータ１の圧電素子に加える電圧が第１の電源端子の電位ＶＣＣの２８Ｖまで上昇して飽和する。そして、第１のスイッチ切替信号ＵＰの残りの期間の間出力端子ＯＵＴの電位はＶＣＣの電位、すなわち２８Ｖの電位を維持する。次に、第１のスイッチ切替信号ＵＰが立下ると、電流駆動回路１５ａが出力回路ＯＵＴからの電流の流出を停止するが、出力端子ＯＵＴの電圧は２８Ｖの一定値に維持される。こうして、出力端子ＯＵＴからの出力電流がアクチュエータ１の圧電素子の電圧を上昇させる。この上昇のスルーレートは（２８Ｖ）／（２．５μｓ）＝１１．２Ｖ／μｓが得られる。
【００２６】
（第２の電流出力動作）
次に、タイミング信号作成回路６が、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮを例えば４μｓ間ＯＮにするように作成する。第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＦＦの期間に、第２の電流駆動回路１５ｂをＭＯＳトランジスタのスイッチ回路により第２の多連出力形カレントミラー回路１３の電流と同量の電流を流入させるカレントミラー回路に切り替える。更に、その期間内で第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＮの期間に、第２の多連出力形カレントミラー回路１４を第２の電流駆動回路１５ｂに接続して動作させる。こうして、第２の電流駆動回路１５ｂが、アクチュエータ１の圧電素子に接続した出力端子ＯＵＴから、信号レジスタ回路５の出力信号で指定された第２の電流倍率の電流を駆動電流流入回路９に流入させる。例えば１１．２ｍＡの電流を出力端子ＯＵＴから流入させる。
【００２７】
これにより、アクチュエータ１の圧電素子に蓄積された２８Ｖの電荷を出力端子ＯＵＴから２．５μｓで放電させ、出力端子ＯＵＴの電圧をグラウンド電位の０Ｖまで下降させる。その０Ｖの電圧が第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮの残りの期間の間維持される。次に、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮが立ち下がると、電流駆動回路１５ｂが出力端子ＯＵＴからの電流の引き込みを停止するが、出力端子ＯＵＴの電圧は０Ｖの一定値に維持される。こうして、出力端子ＯＵＴからの出力電流がアクチュエータ１の圧電素子の電圧を下降させる。この下降のスルーレートは（２８Ｖ）／（２．５μｓ）＝１１．２Ｖ／μｓが得られる。
【００２８】
本実施形態で、第１の電流駆動回路１５ａと第２の電流駆動回路１５ｂによりアクチュエータ駆動回路１０の出力端子ＯＵＴから出力するアクチュエータ１の駆動電流を制御することで、その出力端子ＯＵＴは圧電素子等から成るアクチュエータ１に対して低インピーダンス出力ができる効果がある。一方、基準電流回路７は、電流駆動回路１５から独立して安定に基準電流を作成しインクジェット駆動回路２を制御するので、アクチュエータ１の圧電素子等の素子のバラツキや、駆動すべきチャンネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、・・・ＣＨｎ）の数に影響されず基準電流の波形が歪むことがない効果がある。
【００２９】
本実施形態では、チャンネル毎のアクチュエータ駆動回路１０毎に、電流レジスタ回路４の指定する電流値に自由に駆動電流を設定してアクチュエータ１を駆動できるので、インクジェットヘッドのノズルやアクチュエータ１やアクチュエータ駆動回路１０の製造バラツキによるインク液滴吐出速度のバラツキを補正することができる効果がある。それにより、ドット位置ずれや色ずれや滲みの無い高画質で印刷することができるインクジェット記録装置が得られる効果がある。
【００３０】
また、インクジェット駆動回路２のアクチュエータ駆動回路１０の出力端子ＯＵＴから出力する駆動電流を制御する回路をｐＭＯＳトランジスタあるいはｎＭＯＳトランジスタのカレントミラー回路から成る電流駆動回路１５で構成し、電力増幅回路を用いずに駆動電流を作成させる回路構成にし、それ以外のインクジェット駆動回路２の素子をＣＭＯＳ
トランジスタで構成したので、消費電力を少なくでき、インクジェット駆動回路２のチップサイズを小さくできる効果があり、そのチップサイズを小さくすることで製造コストを低減できる効果がある。また、チップサイズを小さくし１つのインクジェット駆動回路２内に各チャンネルのアクチュエータ駆動回路１０を作り込むことで、各チャンネルの特性を揃えることができる効果がある。
【００３１】
また、多連出力形カレントミラー回路により、基準電流回路７の基準電流の所定倍率の電流を駆動電流として出力するようにしたため、電源電圧の変動や、また、半導体集積回路などのインクジェット駆動回路２の経年変化による特性の変化があっても、安定した正確な値の駆動電流をアクチュエータ１に出力できる効果がある。それにより、インクジェット記録装置の印刷を安定に保つことができる高品質の印刷を実現できる効果がある。特に、装置の立ち上げ段階から定常状態段階までの装置の温度の経時変化に影響されず安定した高品質の印刷を可能にする効果がある。更に、本実施形態のインクジェット駆動回路２は、その第１の多連出力形カレントミラー回路１３および第２の多連出力形カレントミラー回路１４の出力電流の基準電流に対する倍率を電流レジスタ回路４で自由に設定できるので、特性の異なるアクチュエータ１を用いるインクジェット記録装置に対しても、電流レジスタ回路４の設定値を変えるだけで適合させることができ、汎用に用いることができる効果がある。
【００３２】
なお、本実施形態においては、インクジェットヘッドのアクチュエータ１として圧電素子を用いた例について説明したが、本発明は、圧電素子に限らず、液室内に気泡を発生させるための発熱抵抗体を用いるものや、その他のインクを噴射させるためのエネルギー変換素子を用いるものにも同様に適用することができる。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
図４は本発明の第２の実施形態のアクチュエータ駆動回路１０の概略の回路図を示す。インクジェット駆動回路２のブロック図は第１の実施形態と同様に図１の構成であり、回路の動作のタイミングは第１の実施形態と同様に図３のタイミングチャートに従う。本実施形態が第１の実施形態と相違する点は、第２の実施形態では、駆動電流流出回路８及び駆動電流流入回路９のスイッチ回路１２ａ、１２ｂが、それぞれの多連出力形カレントミラー回路のＭＯＳトランジスタのゲート電位をＭＯＳトランジスタのスイッチ回路で切り替えることで、多連出力形カレントミラー回路の電流を制御する点である。
【００３４】
（多連出力形カレントミラー回路）
以下で、図４を参照して本実施形態の駆動電流流出回路８と駆動電流流入回路９の各多連出力形カレントミラー回路の動作を説明する。第１の多連出力形カレントミラー回路１３の第１のｎＭＯＳトランジスタに基準電流回路７の基準電流を流す。第１の多連出力形カレントミラー回路１３の第２のｎＭＯＳトランジスタには、そのゲート電極に、第１のｎＭＯＳトランジスタのゲート電位を、電流レジスタ回路４のＤ０信号により第１のスイッチ回路１２ａが切り替える。すなわち、Ｄ０信号がＯＮの場合に、第２のｎＭＯＳトランジスタのゲート電極に第１のｎＭＯＳトランジスタのゲート電圧と同じ電圧を加えることで、第２のｎＭＯＳトランジスタのドレンイン電流を流す。そして、Ｄ０信号がＯＦＦの場合に、第２のｎＭＯＳトランジスタのゲート電極の電位をグラウンド電位の０Ｖまで下降させることで第２のｎＭＯＳトランジスタのドレイン電流を切る。
【００３５】
第１の多連出力形カレントミラー回路１３の第３のｎＭＯＳトランジスタも、同様に電流レジスタ回路４のＤ１信号で制御する第１のスイッチ回路１２ａを切り替えることで、第３のｎＭＯＳトランジスタのゲート電極の電位を、第１のｎＭＯＳトランジスタのゲートの電位と同じ電位にするか、あるいはグラウンド電位に切り替えてドレイン電流を切り替える。第４のｎＭＯＳトランジスタも、同様にＤ２信号で第１のスイッチ回路１２ａを
切り替えてドレイン電流を切り替える。それらのｎＭＯＳトランジスタに流す電流の総和が第１の多連出力形カレントミラー回路１３に流れる。電流駆動回路１５ａが、第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＮの期間にＭＯＳトランジスタのスイッチ回路でカレントミラー回路に切り替え、第１の多連出力形カレントミラー回路１３に流れる電流に対応する駆動電流を出力端子ＯＵＴから流出させる。これにより、出力端子ＯＵＴから流出する電流の基準電流に対する倍率を、電流レジスタ回路４が制御する第１のスイッチ回路１２ａで自由に変える。ｐＭＯＳトランジスタで構成される第２の多連出力形カレントミラー回路１４も、同様に、第２のスイッチ回路１２ｂでそのｐＭＯＳトランジスタのゲート電極の電位を切り替えて電流を制御する。
【００３６】
そして、これらの多連出力形カレントミラー回路の電流を電流駆動回路１５ａおよび１５ｂがスイッチ切替信号により出力端子ＯＵＴに接続する多連出力形カレントミラー回路を切り替えて、第１のスイッチ切替信号ＵＰの電圧がＯＮの間、第１の電流駆動回路１５ａが出力端子ＯＵＴに電流を流出し、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＮの間、出力端子ＯＵＴから第２の電流駆動回路１５ｂが電流を引き込む。
【００３７】
＜第３の実施形態＞
図５は、本発明の第３の実施形態のアクチュエータ駆動回路１０の概略の回路図を示す。回路の動作のタイミングは、第１の実施形態と同様に図３のタイミングチャートに従う。第３の実施形態が第１及び第２の実施形態と相違する点は、第３の実施形態では、第１の多連出力形カレントミラー回路１３と第２の多連出力形カレントミラー回路１４の間にｐＭＯＳトランジスタの第１の電流駆動回路１５ｃとｎＭＯＳトランジスタの第２の電流駆動回路１５ｄを設置した。その電流駆動回路１５ｃ、１５ｄのゲート端子の電位をスイッチ切替信号によりＶＣＣと０に切り替えるスイッチ回路により切り替えることで、第１の多連出力形カレントミラー回路１３と第２の多連出力形カレントミラー回路１４の出力電流を交互に出力端子ＯＵＴに流すようにした点である。
【００３８】
（アクチュエータ駆動回路の動作）
本実施形態のアクチュエータ駆動回路１０の動作を図３のタイミング図を用いて説明する。先ず、第１の実施形態と同様に、信号レジスタ回路５がチャネル毎のアクチュエータ１のＯＮ／ＯＦＦ切り替えデータを記憶し、信号レジスタ回路５から、駆動すべきアクチュエータ１のアクチュエータ駆動回路１０のタイミング信号作成回路６に駆動の可否を指令する信号が与えられる。そして、第１の実施形態と同様にして、タイミング信号作成回路６が駆動タイミング信号ＩＮに同期した第１のスイッチ切替信号ＵＰと第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮを作成する。
【００３９】
（第１の電流出力動作）
図５のように、信号レジスタ回路５の信号で指定されたタイミング信号作成回路６は、駆動タイミング信号ＩＮに同期した第１のスイッチ切替信号ＵＰがＯＮの期間の間、ｐＭＯＳトタンジスタの第１の電流駆動回路１５ｃのゲート電位をスイッチ回路によりグラウンド電位（０Ｖ）に切り替えることで第１の多連出力形カレントミラー回路１３の電流を出力端子ＯＵＴからアクチュエータ１に流す。一方、第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮがＯＮの期間は、ｐＭＯＳトタンジスタの第１の電流駆動回路１５ｃのゲート電位をスイッチ回路によりＶＣＣ（２８Ｖ）に切り替えることで第１の多連出力形カレントミラー回路１３を出力端子ＯＵＴから切り離す。そして、ｎＭＯＳトタンジスタの第２の電流駆動回路１５ｄのゲート電位を第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮでスイッチ回路を切り替えてＶＣＣ（２８Ｖ）にすることで、第２の電流駆動回路１５ｄが第２の多連出力形カレントミラー回路１４を出力端子ＯＵＴに接続する。それにより、出力端子ＯＵＴから、アクチュエータ１に充電された電荷を第２の多連出力形カレントミラー回路１４が引き込むことでアクチュエータ１を放電させる。
【００４０】
（変形例１）
第３の実施形態の以上の例では、スイッチ切替信号ＵＰとＤＯＷＮが電流駆動回路１５ｃと１５ｄを切り替えて各多連出力形カレントミラー回路の電流を切り替えて出力端子ＯＵＴから出力したが、本実施形態はこの回路構成に限定されず、図５の電流駆動回路１５ｃと１５ｄを用いずに、スイッチ回路１２ａと１２ｂを第１の電流駆動回路と第２の電流駆動回路として用いることも可能である。すなわち、第１のスイッチ回路１２ａは、電流レジスタ回路４の出力信号と第１のスイッチ切替信号ＵＰの論理積回路の出力信号により切り替えることで、第１のスイッチ切替信号の期間の間のみ出力端子ＯＵＴに接続する。また、第２のスイッチ回路１２ｂは、電流レジスタ回路４の出力信号と第２のスイッチ切替信号ＤＯＷＮの論理積回路の出力信号により切り替えることで、第２のスイッチ切替信号の期間の間のみ出力端子ＯＵＴに接続する。こうして、第１のスイッチ回路１２ａを第１の電流駆動回路とし、第２のスイッチ回路１２ｂを第２の電流駆動回路として用いることが可能である。
【００４１】
このように、本実施形態では、電流駆動回路１５ｃと１５ｄで出力端子ＯＵＴに接続する多連出力形カレントミラー回路を切り替える回路構成にしたので、第１の実施形態の効果に加え、以下の効果がある。すなわち、多連出力形カレントミラー回路の電流を直接に出力端子ＯＵＴに出力することで、大電流を流す回路を二重に設けないので、消費電力を低減できる効果がある。そのため回路規模を小さくできる効果がある。それにより、インクジェット駆動回路２の半導体集積回路のチップサイズを小さくできる効果があり、その製造コストを低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態のインクジェット駆動回路のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のアクチュエータ駆動回路の概略の回路図である。
【図３】本発明の実施形態のアクチュエータ駆動回路の動作のタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態のアクチュエータ駆動回路の概略の回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のアクチュエータ駆動回路の概略の回路図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｎ・・・アクチュエータ
２・・・インクジェット駆動回路
４・・・電流レジスタ回路
５・・・信号レジスタ回路
６・・・タイミング信号作成回路
７・・・基準電流回路
８・・・駆動電流流出回路
９・・・駆動電流流入回路
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｎ・・・アクチュエータ駆動回路
１２ａ、１２ｂ・・・スイッチ回路
１３・・・第１の多連出力形カレントミラー回路
１４・・・第２の多連出力形カレントミラー回路
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・電流駆動回路
２０・・・制御回路
ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨｎ・・・チャンネル
ＯＵＴ・・・出力端子
ＩＮ・・・駆動タイミング信号
ＵＰ・・・第１のスイッチ切替信号
ＤＯＷＮ・・・第２のスイッチ切替信号
【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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