画像形成装置および駆動電圧生成回路
【課題】アクチュエータを駆動するための駆動電圧生成回路を、必要な特性をもつが、電流定格の高い（高価な）部品を使用せず、少ない部品点数で構成することで、そのコストを安価に抑える。
【解決手段】容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置において、アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路に電流増幅回路を複数備え、各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子によって構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、各々の電流増幅回路から出力された駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた駆動電圧波形を印加する構成とする。
【解決手段】容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置において、アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路に電流増幅回路を複数備え、各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子によって構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、各々の電流増幅回路から出力された駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた駆動電圧波形を印加する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および駆動電圧生成回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アクチュエータにピエゾ素子を用いたインクジェットプリンタでは、インク滴の滴サイズやインク滴の吐出速度を制御するために、ピエゾ素子に駆動波形と呼ぶ電圧波形を印加する。このピエゾ素子の容量性負荷が大きい場合や、駆動波形の電圧変動幅が増大した場合や、駆動波形のスルーレートが急峻な場合は、ピエゾ素子に供給する電流の最大値が増加するので、駆動波形の生成回路は大電流出力に対応できるようにしなければならない。
【０００３】
大電流出力に対応する回路構成としては、個々のトランジスタをより定格電流の大きなものに変更する方法や、または複数の増幅回路を並列に配置し電流負荷を分散させる方法が知られている。
【０００４】
特許文献１には、電圧波形生成回路への過負荷を回避する目的で、複数の駆動波形発生回路を用意し、この駆動波形発生回路への負荷が一定水準以下に収まるように、個々のピエゾ素子がどの駆動波形発生回路から駆動波形の供給を受けるかを制御する装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、今までの回路構成では、大電流定格のトランジスタに変更する場合には周波数応答性が低下して急峻な駆動波形を出力できなくなる問題や、複数の駆動回路に負荷分散させた場合には一部の回路に負荷が偏るケースが発生するために低定格品を採用できず結局高価になるという問題や、または特許文献１に開示の技術のように負荷の偏りを制御するために、スイッチ回路や制御信号の追加で部品の追加や回路の複雑化によりコストアップとなる問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像形成装置において容量性負荷を用いたアクチュエータを駆動するための駆動電圧生成回路における電流増幅回路を、必要な特性をもつが、電流定格の高い（高価な）部品を使用せず、少ない部品点数で構成することで、そのコストを安価に抑えることができる画像形成装置および駆動電圧生成回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置において、前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路に電流増幅回路を複数備え、各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子によって構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、各々の電流増幅回路から出力された駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加する構成としたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置における、前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路であって、電流増幅回路を複数備え、各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子によって構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、各々の電流増幅回路から出力される駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いる画像形成装置において、アクチュエータに供給する駆動電圧の電流増幅を、安価な構成部品の電流定格内で行えるので、画像形成装置およびその駆動電圧生成回路のコストを安価に抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一実施形態であるインクジェット記録装置の外観の一例を示す図である。
【図２】図２は、同実施形態のインクジェット記録装置の全体の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、同実施形態のインクジェット記録装置の電気的システム構成を示す図である。
【図４】図４は、駆動電圧生成部について説明する図である。
【図５】図５は、駆動波形によるピエゾ素子の駆動について説明する図である。
【図６】図６は、一般的な電流アンプ回路の回路構成について説明する図である。
【図７】図７は、負荷電流の偏りについて説明する図である。
【図８】図８は、同実施形態における電流アンプ間の電流負荷を均等にすることができる回路構成ついて説明する図である。
【図９】図９は、同実施形態における電流調整機能付き電流アンプ回路について説明する図である。
【図１０】図１０は、同実施形態における電流調整用抵抗の配置について説明する図である。
【図１１】図１１は、同実施形態における負荷変動での波形変形を抑制する抵抗の配置について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の一実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、一実施形態であるインクジェット記録装置の外観の一例を示す図である。同図に示すインクジェット記録装置１は、装置本体に、給紙トレイ２と、排紙トレイ３と、カートリッジ装填部６と、操作部７と、を備える。
【００１３】
給紙トレイ２は、インクジェット記録装置１に装着した記録媒体である用紙を装填するために備えられており、画像が記録（形成）された用紙は、排紙トレイ３にてストックされる。
【００１４】
カートリッジ装填部６は、インクジェット記録装置１の前面４の一端部側に備えられ、前面４から前方側に突き出し、上面５よりも低くなるよう備えられている。
【００１５】
また、カートリッジ装填部６の前面４から突き出た上面には、操作キーや表示器などの操作部７が備えられる。なお、カートリッジ装填部６は、インクカートリッジ１０の脱着を行うために開閉可能な前カバー８を有している。
【００１６】
図１においてインクカートリッジ１０は４個（着色剤：黒、シアン、マゼンタ、イエロー）しか図示していないが、この他に処理液用カートリッジが１〜４個（処理液を必要とする着色剤インク用に）装着される。なお、噴射信頼性が高い色など処理液が必要でない場合もある。
【００１７】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置の概略構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の全体の概略構成を示す図である。
【００１８】
図２に示すインクジェット記録装置１は、ラインプリンタとも呼ばれ、印字時には、ライン上に印字幅分の印字ヘッド１１（以下、ヘッド１１と記す）を固定して配置し、搬送されてきた記録用紙に印字するようになっている。このヘッド１１には、インクを吐出するための複数のピアゾ素子とこの複数のピアゾ素子に対応した複数のノズルが配置される。通常、印字ヘッドユニット１２（以下、ヘッドユニット１２と記す）に搭載されるヘッド１１は、複数のものが千鳥状に並べて配置されるものであるが、ラインヘッドとして、１つのユニットを搭載しても構わない。
【００１９】
このヘッドユニット１２には、通常、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを吐出する複数のヘッド１１を用紙搬送方向に配置し、インク吐出方向を下方に向けて装着している。なお、インク色の数及び用紙搬送方向に対しての配列順序はこれに限るものではない。
【００２０】
また、図面には記載していないが、ヘッドユニット１２には、各ヘッド１１に各色のインクを供給するためのサブタンクを搭載している。この各色のサブタンクにはインク供給チューブを介して、カートリッジ装填部に装着されたインクカートリッジ（インクタンク）からインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部にはインクカートリッジ（インクタンク）内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられている。
【００２１】
通常、インクジェット記録装置１のヘッドユニット１２は、ヘッド１１のノズル開口部のインク乾燥防止のため、維持ユニット１３でキャップした状態で待機している。ユーザが印字開始を始めるとヘッドユニット１２は維持ユニット１３でのキャップを解除し、印字開始するためのホームポジションへ移動する。印字は通常この位置で固定して行われる。印字が終わり、ヘッドユニット１２をキャップさせたい場合は、待機状態として維持ユニット１３へ移動しキャップさせる。長時間印字させない場合や電源を落とす場合は、この維持ユニット１３でヘッド１１のノズル開口部をキャップした状態にしておく。
【００２２】
図２の給紙ユニット１４には、用紙をセットする給紙トレイが搭載されており、この給紙トレイから用紙を１枚ずつ分離し給送するようになっている。この給紙トレイは任意の用紙サイズに適用できるよう構成されており、用紙がセットされた際にセンサで検知して、用紙サイズと用紙の方向（縦か横か）も判別できるようになっている。また、センサにより給紙トレイの用紙が無くなった時や給紙時のエラ−も検知できるようになっている。また、連続で印字する時は、紙間も変更可能であり、用紙サイズや搬送速度（印字速度）に応じてその都度調整することも可能である。
【００２３】
給紙された用紙は、エアー吸着用ファン１５によって発生される負圧によって、エアー吸着用の搬送ベルト１６に吸着され一枚毎に搬送される。そこで用紙がヘッドユニット１２を通過する時に各ヘッド１１よりインクを吐出させて文字や画像を印字する。印字終了した用紙は、排紙ユニット１７へ搬送され排紙トレイに蓄積される。
【００２４】
また、図１に示さないが、空吐出する際の廃液インクを収める廃液ユニット１８がヘッドユニット１２の下の所定の位置に配置されている。通常、この廃液ユニットは満タンになるとセンサで検知しユーザが廃液として捨てるようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置の電気的システム構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態のインクジェット記録装置の電気的システム構成を示す図である。
【００２６】
図３に示すインクジェット記録装置１は、大まかに、複数のヘッド１１を備え印字を行うヘッドユニット１２と、用紙を給紙トレイから給紙し搬送させるための給紙ユニット１４と、ヘッド１１のメンテナンス等を行うための維持ユニット１３と、ヘッドユニット１２を制御するヘッドコントロールボード１９や各ユニットを制御する各種コントロールボード２０から構成されている。
【００２７】
ヘッドコントロールボード１９は、外部のＰＣ３０からの印刷データに基づきヘッド１１の各ピエゾ素子に対するインク滴の吐出やインク滴の吐出量を制御する。その際、駆動電圧生成部１９１は、後述するピエゾ素子に対する駆動電圧の生成を行う。このヘッドコントロールボード１９、および各種コントロールボード２０は、ＣＰＵや、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ又はＤＲＡＭなどの揮発性メモリ等のメモリを実装した制御手段である。ヘッドコントロールボード１９のメモリには、ヘッドユニット１２を制御するための制御プログラム等が記憶されている。
【００２８】
各ユニットと情報処理装置であるＰＣ３０とはＵＳＢで接続され、ＰＣ３０と各ユニットとのデータやコマンドのやりとりはＵＳＢ通信によって行われる。本インクジェット記録装置１では、給紙ユニット１４と維持ユニット１３はＲＳ２３２Ｃで通信しているが、共通化を図るため、ＲＳ２３２ＣをＵＳＢに変換している。これは市販の変換ケーブルを使用しており、これによりＰＣ３０とは全てのユニットがＵＳＢ通信できることになり、ＰＣ３０では、接続された全てのユニットを異なるＵＳＢ機器として認識し、各識別ＩＤにより通信、制御することができる。
【００２９】
また、ヘッドユニット１２は、複数のヘッド１１を制御できるヘッドコントロールボード１９をそれぞれＵＳＢで接続し、ＵＳＢハブでまとめてＰＣ３０と接続するようになっている。図３では、ライン上に配置した１０個のヘッド１１を１枚のヘッドコントロールボード１９で制御するように示しているが、印字サイズ等により１枚のヘッドコントロールボード１９で制御できるヘッド１１の数は１０個に限定するものではない。
【００３０】
上記構成では、ヘッド１１の構成を変更したい場合、それに対応したヘッドコントロールボード１９をＵＳＢで接続するだけで変更に対応することができるようになる。また、ＰＣ３０からみれば、ＵＳＢ機器として認識されるので今まで通リ容易に対応が可能となる。
【００３１】
また、本実施形態では、給紙ユニット１４からの所定のディスクリート信号をヘッドコントロールボード１９にパラレルに接続する構成としている。よってヘッドコントロールボード１９を追加する場合、このディスクリート信号をパラレルに接続していけば容易に対応することができる。
【００３２】
次に、駆動電圧生成部１９１にいて説明する。図４は、駆動電圧生成部１９１について説明する図である。
【００３３】
駆動電圧生成部１９１は、波形データ生成部４１、Ｄ／Ａコンバータ４２、電圧増幅回路であるオペアンプ等の電圧アンプ４３、および電流増幅回路である電流アンプ回路４４（以下、電流アンプ４４と記す）を備えている。ヘッドユニット１２には、ヘッド１１を構成するピエゾ素子４６と、駆動電圧生成部１９１からの駆動波形およびヘッドコントロールボード１９から渡される所定の制御信号（階調データ）に従いこのピエゾ素子４６によるインク液の吐出を制御するヘッドドライバ４５を備える。なお、波形データ生成部４１は、波形データを記憶した不揮発性メモリを用いて実現してもよいし、ヘッドコントロールボード１９に備わるＣＰＵが所定の制御プログラムに従い波形データを生成するようにすることで実現してもよい。
【００３４】
上記構成のもと、波形データ生成部４１で生成された波形データは、Ｄ／Ａコンバータ４２でアナログ電圧に変換され電圧アンプ４３で電圧増幅される。電圧増幅された波形は電流アンプ４４で電流増幅され、ヘッドドライバ４５に送られる。この駆動電圧生成部１９１からヘッドユニット１２側へ出力される電圧波形は、ピエゾ素子４６を駆動するための波形であり、駆動波形と呼ばれる。
【００３５】
次に、駆動波形によるピエゾ素子４６の駆動について、図５を用いて説明する。図５は、駆動波形によるピエゾ素子４６の駆動について説明する図である。
【００３６】
ピエゾ素子４６をアクチュエータとするインクジェット記録装置１では、ヘッドドライバ４５に駆動波形と階調データを入力し、次段の各ピエゾ素子４６に対して、形成する画像に応じて選択的に駆動波形を伝達し、狙いのピエゾ素子４６から指定した階調のインク滴を吐出させる。
【００３７】
ところで、電流アンプ４４が出力すべき電流は、駆動するピエゾ素子４６の数が多いほど、また電圧の変動が大きいほど大きくなる。つまり、形成する画像の印字率が高く濃度の濃いチャートであれば、多数のピエゾ素子４６を多数回駆動させる必要があり、電流アンプ回路は大電流を出力する必要がある。一方、チャートの印字率も濃度も低い場合には電流アンプ回路は微少な電流を出力すればよい。
【００３８】
続いて、一般的な電流アンプ回路の回路構成について、図６を用いて説明する。図６は、一般的な電流アンプ回路の回路構成について説明する図である。
【００３９】
一般的な電流アンプ回路には、図６に示す電流アンプ４４のように、バイポーラトランジスタ（以下、トランジスタと略記）を用いた２段以上のＢ級アンプ方式が用いられる。この方式でピエゾ素子４６に大電流を供給するケースでは、後段のソーストランジスタ４４ａおよびシンクトランジスタ４４ｂが、大きなコレクタ−エミッタ間電流を流す必要がある。このとき、各トランジスタにはコレクタ−エミッタ間電圧とコレクタ−エミッタ間電流の積となる損失が発生するので、一般的には、この損失を許容できる部品を選定する必要があるが、単純に許容損失の大きなトランジスタを選定すると部品が大型で高価になる。このため、比較的安価なトランジスタを用いた複数の回路を用意し、ピエゾ素子４６をグループ分けして各電流アンプ回路に負荷を分担させることでコストを抑える手法も知られている（前述）。
【００４０】
次いで、負荷電流の偏りについて、図７を用いて説明する。図７は、負荷電流の偏りについて説明する図である。
【００４１】
ここでは、一例として、ヘッド１・１１−１にマゼンタ（Ｍ）とイエロー（Ｙ）のインク吐出ノズルを持ち、ヘッド２・１１−２にシアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）のインク吐出ノズルを持ち、ヘッド１・１１−１の駆動を行う駆動波形は電流アンプ１・４４−１で出力し、ヘッド２・１１−２の駆動を行う駆動波形は電流アンプ２・４４−２で出力するインクジェット記録装置１を考える。なお、図７のヘッドドライバ１・４５−１およびヘッドドライバ２・４５−２はそれぞれヘッド１・１１−１およびヘッド２・１１−２のアクチュエータを制御するものである。この装置で高濃度の赤色チャートを出力するにはＭとＹのインクを同時に多数出力する必要があり、電流アンプ１・４４−１のみに高負荷がかかる。一方でＣとＫは吐出しないのであれば、電流アンプ２・４４−２は動作しないで良い。このように、形成する画像によってはインク吐出を行うノズルの分布に偏りが発生し、その結果各電流アンプの電流負荷にも偏りが発生する。
【００４２】
次に、本実施形態において特徴的な電流アンプ間の電流負荷を均等にすることができる回路構成ついて、図８を用いて説明する。図８は、電流アンプ間の電流負荷を均等にすることができる回路構成ついて説明する図である。なお、図８では、２つの電流アンプを例示しているが、その数は任意であって、３つ以上の電流アンプを用いるようにしてもよい。
【００４３】
本実施形態では、チャートによらず複数の電流アンプが均等の電流負荷で電流を出力するインクジェット記録装置１を提供する。つまり、例えば図８に示すように、２つの電流アンプ４４−１，４４−２を用いた装置の場合、その出力を結合させる回路構成で、２回路で一つの駆動波形を生成したのち、複数のヘッドドライバ（図８では、ヘッドドライバ１・４５−１，ヘッドドライバ２・４５−２）に分岐させて本実施形態におけるアクチュエータであるピエゾ素子４６を駆動する。これにより例えばＭとＹについてだけ大きな電流負荷が発生した場合にも、２つの電流アンプ（電流アンプ１・４４−１，電流アンプ２・４４−２）で電流を供給することができる。つまり、それぞれの電流アンプの電流負荷を低減（図８の例では半減）させることができる。また、画像形成時にＣＭＹＫの各色のアクチュエータのすべてに対する駆動波形が大電流を出力するケースは、印刷媒体への過剰なインク塗布となるために発生しないことから、各電流アンプの出力を結合することで、個々の電流アンプが出力する最大電流を低減することができる。
【００４４】
ただし、一般に複数の電流アンプを用いて一つの駆動波形を生成する場合、個々の電流アンプの部品特性のばらつきにより一部の回路に電流が偏ってしまってその回路における最大電流が増大するため、何らかの負荷均一化制御が必要になる。本実施形態では、後述のように、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子のみからなる電流調整機能付き電流アンプを複数並列に接続して、個々の（複数のトランジスタからなる）電流アンプが出力する最大電流を抑えるとともに、個々の電流アンプが均等の負荷で電流を供給する回路を実現する。
【００４５】
（実施例１）
ここでは、実施例１として、電流調整機能付き電流アンプ回路の構成について、図９を用いて説明する。図９は、電流調整機能付き電流アンプ回路について説明する図である。
【００４６】
電流調整機能付き電流アンプ回路の具体的な構成としては、図９に示すように前段５０がトランジスタ５１ａ，５１ｂからなるエミッタコモンの増幅回路で、後段６０がトランジスタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄからなるコレクタコモンの増幅回路であるインバーテッドダーリントン方式とし、この後段の増幅回路を少なくとも２つ以上並列に接続する構成とする。この構成により電流負荷を分散させることができるので、個々のトランジスタが出力する最大電流を低減する効果が得られる。
【００４７】
（実施例２）
次に、電流調整機能付き電流アンプ回路における負荷均等化のための電流調整用抵抗の配置について、図１０を用いて説明する。図１０は、電流調整用抵抗の配置について説明する図である。
【００４８】
電流調整機能は前段トランジスタのコレクタ端子５１ａ，５１ｂと後段トランジスタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄのベース端子間に抵抗７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを配置することで実現する。これは、例えば一方の増幅回路のソース側トランジスタ６１ａがもう一方のソース側トランジスタ６１ｂよりも多くのコレクタ−エミッタ電流を流した場合、トランジスタ６１ａ，６１ｂのｈＦＥに応じた電流が流れるため、抵抗７１ａにより大きな電流が流れて抵抗７１ａの端子間に電流×抵抗値の電位差を発生する。これにより、トランジスタ５１ａ−６１ａ間には５１ａ−６１ｂ間よりも大きな電位差を生じ、後段トランジスタ６１ａの電流を抑制する作用を生じる（逆も同様であり、シンク側も同様である）。よって、抵抗７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄは、相対的に大きな電流が流れた増幅回路（トランジスタ）の電流を抑制するバランサーとして機能して、各回路の電流負荷を均等化することができる。
【００４９】
（実施例３）
次に、負荷変動に伴う駆動波形の変形を抑制するための抵抗の配置について、図１１を用いて説明する。図１１は、負荷変動での波形変形を抑制する抵抗の配置について説明する図である。
【００５０】
ピエゾ素子４６をアクチュエータとする場合、ピエゾ素子４６の容量が大きい場合と小さい場合で駆動波形が変形するという問題もある。つまり、多数のノズルから同時にインク吐出する場合にはヘッドドライバ４５内のスイッチ回路（アナログスイッチ）４７が多数オンすることで、ヘッドドライバ４５の合成抵抗が極めて小さくなり、その負荷容量が大きくなってアクチュエータへ瞬間的に大電流が流れ込む。この大電流は伝送路の寄生インダクタンスによって電圧波形の変形を引き起こしピエゾ素子４６の駆動に異常をきたす。
【００５１】
そこで、図１１に示すように、前段トランジスタ５１ａ，５１ｂのエミッタ端子と後段トランジスタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの各コレクタ端子間に抵抗７２ａ，７２ｂを配置した構成とする。なお、図１１に示した構成は、上述の実施例２の構成に抵抗７２ａ，７２ｂをさらに配置したものであるが、これに限るものではなく、上述の実施例１の構成に抵抗７２ａ，７２ｂを同様に配置した構成とすることもできる。この構成により、同時オンするノズル数が多くとも電流アンプ４４からピエゾ素子４６までの抵抗値を一定以上に保つことができ、瞬間的な電流の流れ込みを抑制することができる。その結果、駆動波形の変形を抑制することができる。
【００５２】
以上、説明したように、安価な部品（定格電流の小さいトランジスタおよび抵抗）を用いて、かつ最低限の部品点数で構成される上述の電流アンプ４４を、ピエゾ素子４６等の容量値が変動しうる容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いる画像形成装置に採用することで、アクチュエータに供給する駆動電圧の電流増幅を、安価な構成部品の電流定格内で行えるので、電流増幅回路および画像形成装置のシステム全体のコストを安価に抑えることができる。
【００５３】
なお、上記にて、発明を実施するための実施の形態について説明を行ったが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ インクジェット記録装置
１１ 印字ヘッド（ヘッド）
１２ 印字ヘッドユニット（ヘッドユニット）
１３ 維持ユニット
１４ 給紙ユニット
１５ エアー吸着用ファン
１６ 搬送ベルト
１７ 排紙ユニット
１８ 廃液ユニット
１９ ヘッドコントロールボード
２０ 各種コントロールボード
３０ ＰＣ
４１ 波形データ生成部
４２ Ｄ／Ａコンバータ
４３ 電圧アンプ
４４ 電流アンプ回路
４５ ヘッドドライバ
４６ ピエゾ素子
４７ スイッチ回路（アナログスイッチ）
１９１ 駆動電圧生成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００６−０８８６９５公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および駆動電圧生成回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アクチュエータにピエゾ素子を用いたインクジェットプリンタでは、インク滴の滴サイズやインク滴の吐出速度を制御するために、ピエゾ素子に駆動波形と呼ぶ電圧波形を印加する。このピエゾ素子の容量性負荷が大きい場合や、駆動波形の電圧変動幅が増大した場合や、駆動波形のスルーレートが急峻な場合は、ピエゾ素子に供給する電流の最大値が増加するので、駆動波形の生成回路は大電流出力に対応できるようにしなければならない。
【０００３】
大電流出力に対応する回路構成としては、個々のトランジスタをより定格電流の大きなものに変更する方法や、または複数の増幅回路を並列に配置し電流負荷を分散させる方法が知られている。
【０００４】
特許文献１には、電圧波形生成回路への過負荷を回避する目的で、複数の駆動波形発生回路を用意し、この駆動波形発生回路への負荷が一定水準以下に収まるように、個々のピエゾ素子がどの駆動波形発生回路から駆動波形の供給を受けるかを制御する装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、今までの回路構成では、大電流定格のトランジスタに変更する場合には周波数応答性が低下して急峻な駆動波形を出力できなくなる問題や、複数の駆動回路に負荷分散させた場合には一部の回路に負荷が偏るケースが発生するために低定格品を採用できず結局高価になるという問題や、または特許文献１に開示の技術のように負荷の偏りを制御するために、スイッチ回路や制御信号の追加で部品の追加や回路の複雑化によりコストアップとなる問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像形成装置において容量性負荷を用いたアクチュエータを駆動するための駆動電圧生成回路における電流増幅回路を、必要な特性をもつが、電流定格の高い（高価な）部品を使用せず、少ない部品点数で構成することで、そのコストを安価に抑えることができる画像形成装置および駆動電圧生成回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置において、前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路に電流増幅回路を複数備え、各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子によって構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、各々の電流増幅回路から出力された駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加する構成としたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置における、前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路であって、電流増幅回路を複数備え、各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子によって構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、各々の電流増幅回路から出力される駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いる画像形成装置において、アクチュエータに供給する駆動電圧の電流増幅を、安価な構成部品の電流定格内で行えるので、画像形成装置およびその駆動電圧生成回路のコストを安価に抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一実施形態であるインクジェット記録装置の外観の一例を示す図である。
【図２】図２は、同実施形態のインクジェット記録装置の全体の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、同実施形態のインクジェット記録装置の電気的システム構成を示す図である。
【図４】図４は、駆動電圧生成部について説明する図である。
【図５】図５は、駆動波形によるピエゾ素子の駆動について説明する図である。
【図６】図６は、一般的な電流アンプ回路の回路構成について説明する図である。
【図７】図７は、負荷電流の偏りについて説明する図である。
【図８】図８は、同実施形態における電流アンプ間の電流負荷を均等にすることができる回路構成ついて説明する図である。
【図９】図９は、同実施形態における電流調整機能付き電流アンプ回路について説明する図である。
【図１０】図１０は、同実施形態における電流調整用抵抗の配置について説明する図である。
【図１１】図１１は、同実施形態における負荷変動での波形変形を抑制する抵抗の配置について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の一実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、一実施形態であるインクジェット記録装置の外観の一例を示す図である。同図に示すインクジェット記録装置１は、装置本体に、給紙トレイ２と、排紙トレイ３と、カートリッジ装填部６と、操作部７と、を備える。
【００１３】
給紙トレイ２は、インクジェット記録装置１に装着した記録媒体である用紙を装填するために備えられており、画像が記録（形成）された用紙は、排紙トレイ３にてストックされる。
【００１４】
カートリッジ装填部６は、インクジェット記録装置１の前面４の一端部側に備えられ、前面４から前方側に突き出し、上面５よりも低くなるよう備えられている。
【００１５】
また、カートリッジ装填部６の前面４から突き出た上面には、操作キーや表示器などの操作部７が備えられる。なお、カートリッジ装填部６は、インクカートリッジ１０の脱着を行うために開閉可能な前カバー８を有している。
【００１６】
図１においてインクカートリッジ１０は４個（着色剤：黒、シアン、マゼンタ、イエロー）しか図示していないが、この他に処理液用カートリッジが１〜４個（処理液を必要とする着色剤インク用に）装着される。なお、噴射信頼性が高い色など処理液が必要でない場合もある。
【００１７】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置の概略構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の全体の概略構成を示す図である。
【００１８】
図２に示すインクジェット記録装置１は、ラインプリンタとも呼ばれ、印字時には、ライン上に印字幅分の印字ヘッド１１（以下、ヘッド１１と記す）を固定して配置し、搬送されてきた記録用紙に印字するようになっている。このヘッド１１には、インクを吐出するための複数のピアゾ素子とこの複数のピアゾ素子に対応した複数のノズルが配置される。通常、印字ヘッドユニット１２（以下、ヘッドユニット１２と記す）に搭載されるヘッド１１は、複数のものが千鳥状に並べて配置されるものであるが、ラインヘッドとして、１つのユニットを搭載しても構わない。
【００１９】
このヘッドユニット１２には、通常、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを吐出する複数のヘッド１１を用紙搬送方向に配置し、インク吐出方向を下方に向けて装着している。なお、インク色の数及び用紙搬送方向に対しての配列順序はこれに限るものではない。
【００２０】
また、図面には記載していないが、ヘッドユニット１２には、各ヘッド１１に各色のインクを供給するためのサブタンクを搭載している。この各色のサブタンクにはインク供給チューブを介して、カートリッジ装填部に装着されたインクカートリッジ（インクタンク）からインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部にはインクカートリッジ（インクタンク）内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられている。
【００２１】
通常、インクジェット記録装置１のヘッドユニット１２は、ヘッド１１のノズル開口部のインク乾燥防止のため、維持ユニット１３でキャップした状態で待機している。ユーザが印字開始を始めるとヘッドユニット１２は維持ユニット１３でのキャップを解除し、印字開始するためのホームポジションへ移動する。印字は通常この位置で固定して行われる。印字が終わり、ヘッドユニット１２をキャップさせたい場合は、待機状態として維持ユニット１３へ移動しキャップさせる。長時間印字させない場合や電源を落とす場合は、この維持ユニット１３でヘッド１１のノズル開口部をキャップした状態にしておく。
【００２２】
図２の給紙ユニット１４には、用紙をセットする給紙トレイが搭載されており、この給紙トレイから用紙を１枚ずつ分離し給送するようになっている。この給紙トレイは任意の用紙サイズに適用できるよう構成されており、用紙がセットされた際にセンサで検知して、用紙サイズと用紙の方向（縦か横か）も判別できるようになっている。また、センサにより給紙トレイの用紙が無くなった時や給紙時のエラ−も検知できるようになっている。また、連続で印字する時は、紙間も変更可能であり、用紙サイズや搬送速度（印字速度）に応じてその都度調整することも可能である。
【００２３】
給紙された用紙は、エアー吸着用ファン１５によって発生される負圧によって、エアー吸着用の搬送ベルト１６に吸着され一枚毎に搬送される。そこで用紙がヘッドユニット１２を通過する時に各ヘッド１１よりインクを吐出させて文字や画像を印字する。印字終了した用紙は、排紙ユニット１７へ搬送され排紙トレイに蓄積される。
【００２４】
また、図１に示さないが、空吐出する際の廃液インクを収める廃液ユニット１８がヘッドユニット１２の下の所定の位置に配置されている。通常、この廃液ユニットは満タンになるとセンサで検知しユーザが廃液として捨てるようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置の電気的システム構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態のインクジェット記録装置の電気的システム構成を示す図である。
【００２６】
図３に示すインクジェット記録装置１は、大まかに、複数のヘッド１１を備え印字を行うヘッドユニット１２と、用紙を給紙トレイから給紙し搬送させるための給紙ユニット１４と、ヘッド１１のメンテナンス等を行うための維持ユニット１３と、ヘッドユニット１２を制御するヘッドコントロールボード１９や各ユニットを制御する各種コントロールボード２０から構成されている。
【００２７】
ヘッドコントロールボード１９は、外部のＰＣ３０からの印刷データに基づきヘッド１１の各ピエゾ素子に対するインク滴の吐出やインク滴の吐出量を制御する。その際、駆動電圧生成部１９１は、後述するピエゾ素子に対する駆動電圧の生成を行う。このヘッドコントロールボード１９、および各種コントロールボード２０は、ＣＰＵや、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ又はＤＲＡＭなどの揮発性メモリ等のメモリを実装した制御手段である。ヘッドコントロールボード１９のメモリには、ヘッドユニット１２を制御するための制御プログラム等が記憶されている。
【００２８】
各ユニットと情報処理装置であるＰＣ３０とはＵＳＢで接続され、ＰＣ３０と各ユニットとのデータやコマンドのやりとりはＵＳＢ通信によって行われる。本インクジェット記録装置１では、給紙ユニット１４と維持ユニット１３はＲＳ２３２Ｃで通信しているが、共通化を図るため、ＲＳ２３２ＣをＵＳＢに変換している。これは市販の変換ケーブルを使用しており、これによりＰＣ３０とは全てのユニットがＵＳＢ通信できることになり、ＰＣ３０では、接続された全てのユニットを異なるＵＳＢ機器として認識し、各識別ＩＤにより通信、制御することができる。
【００２９】
また、ヘッドユニット１２は、複数のヘッド１１を制御できるヘッドコントロールボード１９をそれぞれＵＳＢで接続し、ＵＳＢハブでまとめてＰＣ３０と接続するようになっている。図３では、ライン上に配置した１０個のヘッド１１を１枚のヘッドコントロールボード１９で制御するように示しているが、印字サイズ等により１枚のヘッドコントロールボード１９で制御できるヘッド１１の数は１０個に限定するものではない。
【００３０】
上記構成では、ヘッド１１の構成を変更したい場合、それに対応したヘッドコントロールボード１９をＵＳＢで接続するだけで変更に対応することができるようになる。また、ＰＣ３０からみれば、ＵＳＢ機器として認識されるので今まで通リ容易に対応が可能となる。
【００３１】
また、本実施形態では、給紙ユニット１４からの所定のディスクリート信号をヘッドコントロールボード１９にパラレルに接続する構成としている。よってヘッドコントロールボード１９を追加する場合、このディスクリート信号をパラレルに接続していけば容易に対応することができる。
【００３２】
次に、駆動電圧生成部１９１にいて説明する。図４は、駆動電圧生成部１９１について説明する図である。
【００３３】
駆動電圧生成部１９１は、波形データ生成部４１、Ｄ／Ａコンバータ４２、電圧増幅回路であるオペアンプ等の電圧アンプ４３、および電流増幅回路である電流アンプ回路４４（以下、電流アンプ４４と記す）を備えている。ヘッドユニット１２には、ヘッド１１を構成するピエゾ素子４６と、駆動電圧生成部１９１からの駆動波形およびヘッドコントロールボード１９から渡される所定の制御信号（階調データ）に従いこのピエゾ素子４６によるインク液の吐出を制御するヘッドドライバ４５を備える。なお、波形データ生成部４１は、波形データを記憶した不揮発性メモリを用いて実現してもよいし、ヘッドコントロールボード１９に備わるＣＰＵが所定の制御プログラムに従い波形データを生成するようにすることで実現してもよい。
【００３４】
上記構成のもと、波形データ生成部４１で生成された波形データは、Ｄ／Ａコンバータ４２でアナログ電圧に変換され電圧アンプ４３で電圧増幅される。電圧増幅された波形は電流アンプ４４で電流増幅され、ヘッドドライバ４５に送られる。この駆動電圧生成部１９１からヘッドユニット１２側へ出力される電圧波形は、ピエゾ素子４６を駆動するための波形であり、駆動波形と呼ばれる。
【００３５】
次に、駆動波形によるピエゾ素子４６の駆動について、図５を用いて説明する。図５は、駆動波形によるピエゾ素子４６の駆動について説明する図である。
【００３６】
ピエゾ素子４６をアクチュエータとするインクジェット記録装置１では、ヘッドドライバ４５に駆動波形と階調データを入力し、次段の各ピエゾ素子４６に対して、形成する画像に応じて選択的に駆動波形を伝達し、狙いのピエゾ素子４６から指定した階調のインク滴を吐出させる。
【００３７】
ところで、電流アンプ４４が出力すべき電流は、駆動するピエゾ素子４６の数が多いほど、また電圧の変動が大きいほど大きくなる。つまり、形成する画像の印字率が高く濃度の濃いチャートであれば、多数のピエゾ素子４６を多数回駆動させる必要があり、電流アンプ回路は大電流を出力する必要がある。一方、チャートの印字率も濃度も低い場合には電流アンプ回路は微少な電流を出力すればよい。
【００３８】
続いて、一般的な電流アンプ回路の回路構成について、図６を用いて説明する。図６は、一般的な電流アンプ回路の回路構成について説明する図である。
【００３９】
一般的な電流アンプ回路には、図６に示す電流アンプ４４のように、バイポーラトランジスタ（以下、トランジスタと略記）を用いた２段以上のＢ級アンプ方式が用いられる。この方式でピエゾ素子４６に大電流を供給するケースでは、後段のソーストランジスタ４４ａおよびシンクトランジスタ４４ｂが、大きなコレクタ−エミッタ間電流を流す必要がある。このとき、各トランジスタにはコレクタ−エミッタ間電圧とコレクタ−エミッタ間電流の積となる損失が発生するので、一般的には、この損失を許容できる部品を選定する必要があるが、単純に許容損失の大きなトランジスタを選定すると部品が大型で高価になる。このため、比較的安価なトランジスタを用いた複数の回路を用意し、ピエゾ素子４６をグループ分けして各電流アンプ回路に負荷を分担させることでコストを抑える手法も知られている（前述）。
【００４０】
次いで、負荷電流の偏りについて、図７を用いて説明する。図７は、負荷電流の偏りについて説明する図である。
【００４１】
ここでは、一例として、ヘッド１・１１−１にマゼンタ（Ｍ）とイエロー（Ｙ）のインク吐出ノズルを持ち、ヘッド２・１１−２にシアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）のインク吐出ノズルを持ち、ヘッド１・１１−１の駆動を行う駆動波形は電流アンプ１・４４−１で出力し、ヘッド２・１１−２の駆動を行う駆動波形は電流アンプ２・４４−２で出力するインクジェット記録装置１を考える。なお、図７のヘッドドライバ１・４５−１およびヘッドドライバ２・４５−２はそれぞれヘッド１・１１−１およびヘッド２・１１−２のアクチュエータを制御するものである。この装置で高濃度の赤色チャートを出力するにはＭとＹのインクを同時に多数出力する必要があり、電流アンプ１・４４−１のみに高負荷がかかる。一方でＣとＫは吐出しないのであれば、電流アンプ２・４４−２は動作しないで良い。このように、形成する画像によってはインク吐出を行うノズルの分布に偏りが発生し、その結果各電流アンプの電流負荷にも偏りが発生する。
【００４２】
次に、本実施形態において特徴的な電流アンプ間の電流負荷を均等にすることができる回路構成ついて、図８を用いて説明する。図８は、電流アンプ間の電流負荷を均等にすることができる回路構成ついて説明する図である。なお、図８では、２つの電流アンプを例示しているが、その数は任意であって、３つ以上の電流アンプを用いるようにしてもよい。
【００４３】
本実施形態では、チャートによらず複数の電流アンプが均等の電流負荷で電流を出力するインクジェット記録装置１を提供する。つまり、例えば図８に示すように、２つの電流アンプ４４−１，４４−２を用いた装置の場合、その出力を結合させる回路構成で、２回路で一つの駆動波形を生成したのち、複数のヘッドドライバ（図８では、ヘッドドライバ１・４５−１，ヘッドドライバ２・４５−２）に分岐させて本実施形態におけるアクチュエータであるピエゾ素子４６を駆動する。これにより例えばＭとＹについてだけ大きな電流負荷が発生した場合にも、２つの電流アンプ（電流アンプ１・４４−１，電流アンプ２・４４−２）で電流を供給することができる。つまり、それぞれの電流アンプの電流負荷を低減（図８の例では半減）させることができる。また、画像形成時にＣＭＹＫの各色のアクチュエータのすべてに対する駆動波形が大電流を出力するケースは、印刷媒体への過剰なインク塗布となるために発生しないことから、各電流アンプの出力を結合することで、個々の電流アンプが出力する最大電流を低減することができる。
【００４４】
ただし、一般に複数の電流アンプを用いて一つの駆動波形を生成する場合、個々の電流アンプの部品特性のばらつきにより一部の回路に電流が偏ってしまってその回路における最大電流が増大するため、何らかの負荷均一化制御が必要になる。本実施形態では、後述のように、複数のバイポーラトランジスタと複数の抵抗素子のみからなる電流調整機能付き電流アンプを複数並列に接続して、個々の（複数のトランジスタからなる）電流アンプが出力する最大電流を抑えるとともに、個々の電流アンプが均等の負荷で電流を供給する回路を実現する。
【００４５】
（実施例１）
ここでは、実施例１として、電流調整機能付き電流アンプ回路の構成について、図９を用いて説明する。図９は、電流調整機能付き電流アンプ回路について説明する図である。
【００４６】
電流調整機能付き電流アンプ回路の具体的な構成としては、図９に示すように前段５０がトランジスタ５１ａ，５１ｂからなるエミッタコモンの増幅回路で、後段６０がトランジスタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄからなるコレクタコモンの増幅回路であるインバーテッドダーリントン方式とし、この後段の増幅回路を少なくとも２つ以上並列に接続する構成とする。この構成により電流負荷を分散させることができるので、個々のトランジスタが出力する最大電流を低減する効果が得られる。
【００４７】
（実施例２）
次に、電流調整機能付き電流アンプ回路における負荷均等化のための電流調整用抵抗の配置について、図１０を用いて説明する。図１０は、電流調整用抵抗の配置について説明する図である。
【００４８】
電流調整機能は前段トランジスタのコレクタ端子５１ａ，５１ｂと後段トランジスタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄのベース端子間に抵抗７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを配置することで実現する。これは、例えば一方の増幅回路のソース側トランジスタ６１ａがもう一方のソース側トランジスタ６１ｂよりも多くのコレクタ−エミッタ電流を流した場合、トランジスタ６１ａ，６１ｂのｈＦＥに応じた電流が流れるため、抵抗７１ａにより大きな電流が流れて抵抗７１ａの端子間に電流×抵抗値の電位差を発生する。これにより、トランジスタ５１ａ−６１ａ間には５１ａ−６１ｂ間よりも大きな電位差を生じ、後段トランジスタ６１ａの電流を抑制する作用を生じる（逆も同様であり、シンク側も同様である）。よって、抵抗７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄは、相対的に大きな電流が流れた増幅回路（トランジスタ）の電流を抑制するバランサーとして機能して、各回路の電流負荷を均等化することができる。
【００４９】
（実施例３）
次に、負荷変動に伴う駆動波形の変形を抑制するための抵抗の配置について、図１１を用いて説明する。図１１は、負荷変動での波形変形を抑制する抵抗の配置について説明する図である。
【００５０】
ピエゾ素子４６をアクチュエータとする場合、ピエゾ素子４６の容量が大きい場合と小さい場合で駆動波形が変形するという問題もある。つまり、多数のノズルから同時にインク吐出する場合にはヘッドドライバ４５内のスイッチ回路（アナログスイッチ）４７が多数オンすることで、ヘッドドライバ４５の合成抵抗が極めて小さくなり、その負荷容量が大きくなってアクチュエータへ瞬間的に大電流が流れ込む。この大電流は伝送路の寄生インダクタンスによって電圧波形の変形を引き起こしピエゾ素子４６の駆動に異常をきたす。
【００５１】
そこで、図１１に示すように、前段トランジスタ５１ａ，５１ｂのエミッタ端子と後段トランジスタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの各コレクタ端子間に抵抗７２ａ，７２ｂを配置した構成とする。なお、図１１に示した構成は、上述の実施例２の構成に抵抗７２ａ，７２ｂをさらに配置したものであるが、これに限るものではなく、上述の実施例１の構成に抵抗７２ａ，７２ｂを同様に配置した構成とすることもできる。この構成により、同時オンするノズル数が多くとも電流アンプ４４からピエゾ素子４６までの抵抗値を一定以上に保つことができ、瞬間的な電流の流れ込みを抑制することができる。その結果、駆動波形の変形を抑制することができる。
【００５２】
以上、説明したように、安価な部品（定格電流の小さいトランジスタおよび抵抗）を用いて、かつ最低限の部品点数で構成される上述の電流アンプ４４を、ピエゾ素子４６等の容量値が変動しうる容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いる画像形成装置に採用することで、アクチュエータに供給する駆動電圧の電流増幅を、安価な構成部品の電流定格内で行えるので、電流増幅回路および画像形成装置のシステム全体のコストを安価に抑えることができる。
【００５３】
なお、上記にて、発明を実施するための実施の形態について説明を行ったが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ インクジェット記録装置
１１ 印字ヘッド（ヘッド）
１２ 印字ヘッドユニット（ヘッドユニット）
１３ 維持ユニット
１４ 給紙ユニット
１５ エアー吸着用ファン
１６ 搬送ベルト
１７ 排紙ユニット
１８ 廃液ユニット
１９ ヘッドコントロールボード
２０ 各種コントロールボード
３０ ＰＣ
４１ 波形データ生成部
４２ Ｄ／Ａコンバータ
４３ 電圧アンプ
４４ 電流アンプ回路
４５ ヘッドドライバ
４６ ピエゾ素子
４７ スイッチ回路（アナログスイッチ）
１９１ 駆動電圧生成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００６−０８８６９５公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置において、
前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路に電流増幅回路を複数備え、
各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタを含んで構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、
各々の電流増幅回路から出力された駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加する構成とした
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電流増幅回路は、
バイポーラトランジスタによるＢ級アンプ方式であり、
前段が複数のバイポーラトランジスタを用いたエミッタコモンの増幅回路であり、後段が複数のバイポーラトランジスタを用いたコレクタコモンの増幅回路であるインバーテッドダーリントン方式で構成され、
少なくとも後段は、複数の前記コレクタコモンの増幅回路を並列接続した
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記前段のバイポーラトランジスタのコレクタ端子と前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子間に、前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子と対になった抵抗を接続したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記前段のバイポーラトランジスタの各々のエミッタ端子と前記後段の各バイポーラトランジスタの全コレクタ端子間に、それぞれ抵抗を接続したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置における、前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路であって、
電流増幅回路を複数備え、
各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタを含んで構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、
各々の電流増幅回路から出力される駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加するようにした
ことを特徴とする駆動電圧生成回路。
【請求項６】
前記電流増幅回路は、
バイポーラトランジスタによるＢ級アンプ方式であり、
前段が複数のバイポーラトランジスタを用いたエミッタコモンの増幅回路であり、後段が複数のバイポーラトランジスタを用いたコレクタコモンの増幅回路であるインバーテッドダーリントン方式で構成され、
少なくとも後段は、複数の前記コレクタコモンの増幅回路を並列接続した
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項７】
前記前段のバイポーラトランジスタのコレクタ端子と前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子間に、前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子と対になった抵抗を接続したことを特徴とする請求項６に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項８】
前記前段のバイポーラトランジスタの各々のエミッタ端子と前記後段の各バイポーラトランジスタの全コレクタ端子間に、それぞれ抵抗を接続したことを特徴とする請求項６に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項１】
容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置において、
前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路に電流増幅回路を複数備え、
各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタを含んで構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、
各々の電流増幅回路から出力された駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加する構成とした
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電流増幅回路は、
バイポーラトランジスタによるＢ級アンプ方式であり、
前段が複数のバイポーラトランジスタを用いたエミッタコモンの増幅回路であり、後段が複数のバイポーラトランジスタを用いたコレクタコモンの増幅回路であるインバーテッドダーリントン方式で構成され、
少なくとも後段は、複数の前記コレクタコモンの増幅回路を並列接続した
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記前段のバイポーラトランジスタのコレクタ端子と前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子間に、前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子と対になった抵抗を接続したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記前段のバイポーラトランジスタの各々のエミッタ端子と前記後段の各バイポーラトランジスタの全コレクタ端子間に、それぞれ抵抗を接続したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
容量性負荷をインク吐出用のアクチュエータとして用いた複数のヘッドを有する画像形成装置における、前記アクチュエータに印加する駆動電圧を出力する駆動電圧生成回路であって、
電流増幅回路を複数備え、
各々の電流増幅回路は、複数のバイポーラトランジスタを含んで構成され、各々の電流増幅回路のバイポーラトランジスタの出力電流負荷が均等になるよう動作する回路からなり、
各々の電流増幅回路から出力される駆動電圧波形を結合させ、各々のヘッドのアクチュエータを制御する各々のヘッドドライバに、結合させた前記駆動電圧波形を印加するようにした
ことを特徴とする駆動電圧生成回路。
【請求項６】
前記電流増幅回路は、
バイポーラトランジスタによるＢ級アンプ方式であり、
前段が複数のバイポーラトランジスタを用いたエミッタコモンの増幅回路であり、後段が複数のバイポーラトランジスタを用いたコレクタコモンの増幅回路であるインバーテッドダーリントン方式で構成され、
少なくとも後段は、複数の前記コレクタコモンの増幅回路を並列接続した
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項７】
前記前段のバイポーラトランジスタのコレクタ端子と前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子間に、前記後段のバイポーラトランジスタのベース端子と対になった抵抗を接続したことを特徴とする請求項６に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項８】
前記前段のバイポーラトランジスタの各々のエミッタ端子と前記後段の各バイポーラトランジスタの全コレクタ端子間に、それぞれ抵抗を接続したことを特徴とする請求項６に記載の駆動電圧生成回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２５０３８６（Ｐ２０１２−２５０３８６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３３１６（Ｐ２０１１−１２３３１６）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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