JP2011050132A - Liquid discharge device and liquid discharge method - Google Patents

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Hisahiro Hayashi
寿宏 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an inductor current from becoming larger or smaller than a predetermined current value, when charging and discharging a piezoelectric element from an inductor. <P>SOLUTION: A liquid discharging device includes the piezoelectric element which is operated by being charged or discharged and discharges a liquid; the inductor for charging or discharging the piezoelectric element by storing energy; switches provided between one end of the inductor and a first power supply and between the one end of the inductor and a second power supply having a potential which is lower than that of the first power supply respectively; switches provided between the other end of the inductor and the first power supply and between the other end of the inductor and the second power supply respectively; and a control unit for controlling ON/OFF of each of the switches. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体噴出装置及び液体噴出方法に関する。   The present invention relates to a liquid ejection device and a liquid ejection method.

圧電素子に電圧を印加して動作することにより液体を噴出させ、記録を行う液体噴出装置が知られている。液体噴出装置としては、例えば、インクジェットプリンターや染色装置等が一般的であるが、このような液体噴出装置においては、複数の圧電素子を駆動させるために十分な量の電流を供給する必要がある。そのため、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタを相補的に接続した増幅回路によりアナログ信号の電流を増幅することで駆動信号を生成する方法が用いられている（例えば特許文献１）。しかし、このような駆動信号生成回路では、トランジスタ部における消費電力増大による発熱が問題となっていた。そこで、インダクタとコンデンサとが直列に接続されたＬ−Ｃ共振回路を用いて補助的な駆動信号生成回路を設け、トランジスタ部での消費電力を低減する方法が提案されている（例えば特許文献２）。   2. Description of the Related Art A liquid ejecting apparatus that performs recording by ejecting a liquid by applying a voltage to a piezoelectric element to perform recording is known. As the liquid ejecting apparatus, for example, an ink jet printer or a dyeing apparatus is generally used. However, in such a liquid ejecting apparatus, it is necessary to supply a sufficient amount of current to drive a plurality of piezoelectric elements. . Therefore, a method of generating a drive signal by amplifying an analog signal current by an amplifier circuit in which an NPN transistor and a PNP transistor are complementarily connected is used (for example, Patent Document 1). However, in such a drive signal generation circuit, heat generation due to an increase in power consumption in the transistor portion has been a problem. Therefore, a method has been proposed in which an auxiliary drive signal generation circuit is provided using an L-C resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in series to reduce power consumption in the transistor portion (for example, Patent Document 2). ).

特開２００１−６３０４０号公報JP 2001-63040 A 特開２００７−１４３２７７号公報JP 2007-143277 A

圧電素子に充放電する際の、消費電力を低減する方法として、エネルギーを蓄えたインダクタを電流源として使用する方法が考えられる。このような方法によれば、従来のようにトランジスタを用いた電流増幅回路を設ける必要がないため、トランジスタ部における発熱等の問題は生じない。しかし、インダクタのエネルギーを電流源として利用する場合、圧電素子に印加するべき所要の電流値より大きすぎる電流が流れたり、逆に電流値が小さすぎたりして、圧電素子の駆動をうまく制御できないという問題がある。
本発明では、インダクタから圧電素子に充放電する際に、インダクタ電流が所要の電流値よりも大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりするのを防止することを課題としている。 As a method of reducing power consumption when charging / discharging the piezoelectric element, a method of using an inductor storing energy as a current source is conceivable. According to such a method, since there is no need to provide a current amplifier circuit using a transistor as in the prior art, problems such as heat generation in the transistor portion do not occur. However, when the energy of the inductor is used as a current source, the current that is larger than the required current value to be applied to the piezoelectric element flows or the current value is too small, and the driving of the piezoelectric element cannot be controlled well. There is a problem.
An object of the present invention is to prevent an inductor current from becoming too large or too small from a required current value when charging / discharging from an inductor to a piezoelectric element.

上記目的を達成するための主たる発明は、充電、または、放電することで動作して、液体を噴出する圧電素子と、エネルギーを蓄えることで、前記圧電素子に充電、または、放電を行うインダクタと、前記インダクタの一端と第１の電源との間、及び、前記インダクタの一端と第１の電源よりも低い電位を有する第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチと、前記インダクタの他端と第１の電源との間、及び、前記インダクタの他端と第１の電源よりも低い電位を有する第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチと、前記各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部と、を備える液体噴出装置である。   A main invention for achieving the above object includes a piezoelectric element that operates by charging or discharging and ejects a liquid, and an inductor that charges or discharges the piezoelectric element by storing energy. A switch provided between one end of the inductor and the first power source and between one end of the inductor and a second power source having a lower potential than the first power source; A switch provided between one end and the first power supply, and between the other end of the inductor and a second power supply having a lower potential than the first power supply, and ON / OFF of each switch And a control unit that controls the liquid ejecting apparatus.

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。   Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

印刷システムの全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a printing system. 図２Ａは、本実施形態のプリンターの構成を説明する図である。図２Ｂは、本実施形態のプリンターの構成を説明する側面図である。FIG. 2A is a diagram illustrating the configuration of the printer according to the present embodiment. FIG. 2B is a side view illustrating the configuration of the printer according to the present embodiment. ヘッドの構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of a head. 図４Ａは、駆動信号生成回路（アナログ式）８０の構成を示すブロック図である。図４Ｂは、図４Ａの変形例を示す図である。FIG. 4A is a block diagram showing the configuration of the drive signal generation circuit (analog type) 80. FIG. 4B is a diagram illustrating a modification of FIG. 4A. 駆動信号生成回路（デジタル式）７０の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a configuration of a drive signal generation circuit (digital type) 70. FIG. 図６Ａは、印刷動作１サイクルにおいて、ピエゾ素子ＰＺＴに印加される電圧ＶＣ及び電流ＩＣの波形を示す図である。図６Ｂは、印刷動作１サイクルにおいて、インダクタ７１に流れる電流ＩＬの波形を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating waveforms of the voltage V C and the current I C applied to the piezo element PZT in one cycle of the printing operation. Figure 6B is, in the printing operation one cycle is a diagram showing the waveform of the current I L flowing through the inductor 71. ＳＴＡＴＥ１（充電）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the electric current in STATE1 (charge). ＳＴＡＴＥ２（放電）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the electric current in STATE2 (discharge). ＳＴＡＴＥ３（正充電印加）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the electric current in STATE3 (positive charge application). ＳＴＡＴＥ４（正放電印加）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the electric current in STATE4 (positive discharge application). ＳＴＡＴＥ５（逆充電印加）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the electric current in STATE5 (reverse charge application). ＳＴＡＴＥ６（逆放電印加）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the electric current in STATE6 (reverse discharge application). ＳＴＡＴＥ７（正電流保持）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the current in STATE7 (positive current holding). ＳＴＡＴＥ８（逆電流保持）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the current in STATE8 (reverse current holding). ＳＴＡＴＥ９（完全放電）における電流の流れを表した図である。It is a figure showing the flow of the electric current in STATE9 (complete discharge). 制御フローを説明する図である。It is a figure explaining a control flow.

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.

充電、または、放電することで動作して、液体を噴出する圧電素子と、エネルギーを蓄えることで、前記圧電素子に充電、または、放電を行うインダクタと、前記インダクタの一端と第１の電源との間、及び、前記インダクタの一端と前記第１の電源よりも低い電位を有する第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチと、前記インダクタの他端と前記第１の電源との間、及び、前記インダクタの他端と前記第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチと、前記各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部と、を備える液体噴出装置。
このような液体噴出装置によれば、インダクタから圧電素子に充放電する際に、インダクタ電流が所要の電流値よりも大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりするのを防止することができる。 A piezoelectric element that operates by charging or discharging and ejects liquid; an inductor that charges or discharges the piezoelectric element by storing energy; one end of the inductor; and a first power source And between a switch provided between one end of the inductor and a second power source having a lower potential than the first power source, and between the other end of the inductor and the first power source. And a switch provided between the other end of the inductor and the second power source, and a controller for controlling ON / OFF of each switch.
According to such a liquid ejecting apparatus, when charging / discharging the piezoelectric element from the inductor, it is possible to prevent the inductor current from becoming too large or too small from a required current value.

かかる液体噴出装置であって、前記インダクタから前記圧電素子に充放電を行う際に、前記スイッチをそれぞれＯＮ／ＯＦＦし、前記インダクタ両端の電位差を変化させることで、前記インダクタを流れる電流の増減を調整することが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、スイッチング制御により、インダクタ電流の大きさをコントロールすることができる。 In this liquid ejecting apparatus, when charging / discharging the piezoelectric element from the inductor, each of the switches is turned ON / OFF, and the potential difference between both ends of the inductor is changed to increase / decrease the current flowing through the inductor. It is desirable to adjust.
According to such a liquid ejecting apparatus, the magnitude of the inductor current can be controlled by switching control.

かかる液体噴出装置であって、前記インダクタから前記圧電素子に充電を行う際に、前記インダクタの一端と前記第１の電源との間のスイッチをＯＦＦにして、他端を前記圧電素子に接続することで、インダクタを流れる電流を増加させながら、前記圧電素子の充電を行い、前記インダクタの一端と前記第２の電源との間のスイッチをＯＮにして、他端を前記圧電素子に接続することで、インダクタを流れる電流を減少させながら、前記圧電素子の充電を行うことが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、充電時にインダクタ電流が増えすぎたり、減りすぎたりした場合でも、自由に電流値の調整ができる。 In this liquid ejecting apparatus, when charging the piezoelectric element from the inductor, a switch between one end of the inductor and the first power supply is turned OFF, and the other end is connected to the piezoelectric element. Thus, charging the piezoelectric element while increasing the current flowing through the inductor, turning on a switch between one end of the inductor and the second power supply, and connecting the other end to the piezoelectric element. Therefore, it is desirable to charge the piezoelectric element while reducing the current flowing through the inductor.
According to such a liquid ejecting apparatus, even when the inductor current is excessively increased or decreased during charging, the current value can be freely adjusted.

かかる液体噴出装置であって、前記圧電素子から前記インダクタに放電を行う際に、前記インダクタの一端を前記圧電素子に接続し、他端と前記第２の電源との間のスイッチをＯＮにすることで、インダクタを流れる電流を増加させながら、前記圧電素子の放電を行い、前記インダクタの一端を前記圧電素子に接続し、他端と前記第１の電源との間のスイッチをＯＦＦにすることで、インダクタを流れる電流を減少させながら、前記圧電素子の放電を行うことが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、放電時にインダクタ電流が増えすぎたり、減りすぎたりした場合でも、自由に電流値の調整ができる。 In this liquid ejection device, when discharging from the piezoelectric element to the inductor, one end of the inductor is connected to the piezoelectric element, and a switch between the other end and the second power source is turned on Thus, discharging the piezoelectric element while increasing the current flowing through the inductor, connecting one end of the inductor to the piezoelectric element, and turning off the switch between the other end and the first power supply Therefore, it is desirable to discharge the piezoelectric element while reducing the current flowing through the inductor.
According to such a liquid ejection device, the current value can be freely adjusted even when the inductor current is excessively increased or decreased during discharge.

かかる液体噴出装置であって、前記インダクタを流れる電流が所要の電流値まで増減するのにかかる時間を計算し、前記計算された時間により、前記各スイッチをＯＮ／ＯＦＦするタイミングを決定することが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、計算値に基づく予測制御ができるため、電流値の大きさを計測してフィードバック制御をする必要がなく、液体噴出装置のコントローラー部にかかる負荷を小さくすることができる。 In this liquid ejecting apparatus, the time required for the current flowing through the inductor to increase or decrease to a required current value is calculated, and the timing for turning on / off each switch is determined based on the calculated time. desirable.
According to such a liquid ejecting apparatus, predictive control based on the calculated value can be performed, so there is no need to measure the magnitude of the current value and perform feedback control, and to reduce the load on the controller unit of the liquid ejecting apparatus. Can do.

かかる液体噴出装置であって、前記インダクタから前記圧電素子に充電、または、前記圧電素子から前記インダクタに放電を行う際に、前記インダクタを流れる電流の方向が一定であり、前記インダクタの電流の流れ方向の下流側の電位が、上流側の電位よりも高いことが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、電位が低い側から高い側に電流が流れるため、インダクタ電流の大きさを徐々に小さくしていくことができる。 In such a liquid ejection device, when charging the piezoelectric element from the inductor or discharging from the piezoelectric element to the inductor, the direction of the current flowing through the inductor is constant, and the current flow of the inductor It is desirable that the potential on the downstream side in the direction is higher than the potential on the upstream side.
According to such a liquid ejecting apparatus, since the current flows from the low potential side to the high potential side, the magnitude of the inductor current can be gradually reduced.

また、インダクタに蓄えられたエネルギーによって、圧電素子に充電、または、放電を行うことと、前記インダクタの一端と前記第１の電源との間、及び、前記インダクタの一端と前記第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることと、前記インダクタの他端と第１の電源との間、及び、前記インダクタの他端と前記第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることと、充電、または、放電された圧電素子を動作させることで、液体を噴出する液体噴出方法が明らかとなる。   Further, charging or discharging of the piezoelectric element by energy stored in the inductor, between one end of the inductor and the first power source, and one end of the inductor and the second power source, Between the other end of the inductor and the first power source, and between the other end of the inductor and the second power source, respectively. The liquid ejecting method for ejecting the liquid becomes clear by turning on / off the switch and operating the charged or discharged piezoelectric element.

＝＝＝液体噴出装置の基本的構成＝＝＝
発明を実施するための液体噴出装置の形態として、インクジェットプリンター（プリンター１）を例に挙げて説明する。 === Basic configuration of liquid ejection device ===
An ink jet printer (printer 1) will be described as an example as a form of a liquid ejection device for carrying out the invention.

＜プリンターの構成＞
図１は、プリンター１の全体構成を示すブロック図である。
プリンター１は、紙・布・フィルム等の媒体に文字や画像を記録（印刷）する液体噴出装置であり、外部装置であるコンピューター１１０と通信可能に接続されている。 <Printer configuration>
FIG. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of the printer 1.
The printer 1 is a liquid ejection device that records (prints) characters and images on a medium such as paper, cloth, and film, and is connected to a computer 110 that is an external device so as to be communicable.

コンピューター１１０にはプリンタードライバーがインストールされている。プリンタードライバーは、表示装置（不図示）にユーザーインターフェースを表示させ、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データに変換させるためのプログラムである。このプリンタードライバーは、フレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体（コンピューターが読み取り可能な記録媒体）に記録されている。また、プリンタードライバーはインターネットを介してコンピューター１１０にダウンロードすることも可能である。なお、このプログラムは、各種の機能を実現するためのコードから構成されている。
コンピューター１１０はプリンター１に画像を印刷させるため、印刷させる画像に応じた印刷データをプリンター１に出力する。 A printer driver is installed in the computer 110. The printer driver is a program for displaying a user interface on a display device (not shown) and converting image data output from an application program into print data. This printer driver is recorded on a recording medium (computer-readable recording medium) such as a flexible disk FD or a CD-ROM. Also, the printer driver can be downloaded to the computer 110 via the Internet. In addition, this program is comprised from the code | cord | chord for implement | achieving various functions.
The computer 110 outputs print data corresponding to the image to be printed to the printer 1 in order to cause the printer 1 to print an image.

プリンター１は、搬送ユニット２０と、キャリッジユニット３０と、ヘッドユニット４０と、検出器群５０と、コントローラー６０と、駆動信号生成回路（デジタル式）７０と、駆動信号生成回路（アナログ式）８０とを有する。コントローラー６０は、外部装置であるコンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて各ユニットを制御し、媒体に画像を印刷する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は検出器群５０から出力された検出結果に基づいて各ユニットを制御する。   The printer 1 includes a transport unit 20, a carriage unit 30, a head unit 40, a detector group 50, a controller 60, a drive signal generation circuit (digital type) 70, and a drive signal generation circuit (analog type) 80. Have The controller 60 controls each unit based on print data received from the computer 110 that is an external device, and prints an image on a medium. The situation in the printer 1 is monitored by the detector group 50, and the detector group 50 outputs the detection result to the controller 60. The controller 60 controls each unit based on the detection result output from the detector group 50.

＜搬送ユニット２０＞
図２は、本実施形態のプリンター１の構成を表した図である。
搬送ユニット２０は、媒体（例えば紙Ｓなど）を所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。ここで、搬送方向はキャリッジの移動方向と交差する方向である。搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する（図２Ａ及び図２Ｂ）。
給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された紙をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。搬送モーター２２の動作はプリンター側のコントローラー６０により制御される。プラテン２４は、印刷中の紙Ｓを、紙Ｓの裏側から支持する部材である。排紙ローラー２５は、紙Ｓをプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。 <Transport unit 20>
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the printer 1 according to the present embodiment.
The transport unit 20 is for transporting a medium (for example, paper S) in a predetermined direction (hereinafter referred to as a transport direction). Here, the transport direction is a direction that intersects the moving direction of the carriage. The transport unit 20 includes a paper feed roller 21, a transport motor 22, a transport roller 23, a platen 24, and a paper discharge roller 25 (FIGS. 2A and 2B).
The paper feed roller 21 is a roller for feeding the paper inserted into the paper insertion slot into the printer. The transport roller 23 is a roller that transports the paper S fed by the paper feed roller 21 to a printable region, and is driven by the transport motor 22. The operation of the transport motor 22 is controlled by a controller 60 on the printer side. The platen 24 is a member that supports the paper S being printed from the back side of the paper S. The paper discharge roller 25 is a roller for discharging the paper S to the outside of the printer, and is provided on the downstream side in the transport direction with respect to the printable area.

＜キャリッジユニット３０＞
キャリッジユニット３０は、ヘッドユニット４０が取り付けられたキャリッジ３１を所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモータとも言う）とを有する（図２Ａ及び図２Ｂ）。
キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。キャリッジモーター３２の動作はプリンター側のコントローラー６０により制御される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。 <Carriage unit 30>
The carriage unit 30 is for moving (also referred to as “scanning”) the carriage 31 to which the head unit 40 is attached in a predetermined direction (hereinafter referred to as a moving direction). The carriage unit 30 includes a carriage 31 and a carriage motor 32 (also referred to as a CR motor) (FIGS. 2A and 2B).
The carriage 31 can reciprocate in the moving direction and is driven by a carriage motor 32. The operation of the carriage motor 32 is controlled by a controller 60 on the printer side. Further, the carriage 31 detachably holds an ink cartridge that stores ink.

＜ヘッドユニット４０＞
ヘッドユニット４０は、紙Ｓにインクを噴出するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１を備える。このヘッド４１はキャリッジ３１に設けられ、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に噴出することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が紙に形成される。 <Head unit 40>
The head unit 40 is for ejecting ink onto the paper S. The head unit 40 includes a head 41 having a plurality of nozzles. The head 41 is provided on the carriage 31, and when the carriage 31 moves in the movement direction, the head 41 also moves in the movement direction. Then, when the head 41 is intermittently ejected while moving in the moving direction, dot lines (raster lines) along the moving direction are formed on the paper.

図３は、ヘッド４１の構造を示した断面図である。ヘッド４１は、ケース４１１と、流路ユニット４１２と、ピエゾ素子群ＰＺＴとを有する。ケース４１１はピエゾ素子群ＰＺＴを収納し、ケース４１１の下面に流路ユニット４１２が接合されている。流路ユニット４１２は、流路形成板４１２aと、弾性板４１２ｂと、ノズルプレート４１２ｃとを有する。流路形成板４１２aには、圧力室４１２ｄとなる溝部、ノズル連通口４１２eとなる貫通口、共通インク室４１２ｆとなる貫通口、インク供給路４１２ｇとなる溝部が形成されている。弾性板４１２ｂはピエゾ素子ＰＺＴの先端が接合されるアイランド部４１２ｈを有する。そして、アイランド部４１２ｈの周囲には弾性膜４１２ｉによる弾性領域が形成されている。インクカートリッジに貯留されたインクが、共通インク室４１２ｆを介して、各ノズルＮｚに対応した圧力室４１２ｄに供給される。ノズルプレート４１２ｃはノズルＮｚが形成されたプレートである。ノズル面では、イエローインクを吐出するイエローノズル列Ｙと、マゼンタインクを吐出するマゼンタノズル列Ｍと、シアンインクを吐出するシアンノズル列Ｃと、ブラックインクを吐出するブラックノズル列Ｋと、が形成されている。各ノズル列では、ノズルＮｚが搬送方向に所定間隔Ｄにて並ぶことによって構成されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the head 41. The head 41 includes a case 411, a flow path unit 412, and a piezo element group PZT. The case 411 houses the piezo element group PZT, and the flow path unit 412 is joined to the lower surface of the case 411. The flow path unit 412 includes a flow path forming plate 412a, an elastic plate 412b, and a nozzle plate 412c. The flow path forming plate 412a is formed with a groove portion serving as a pressure chamber 412d, a through hole serving as a nozzle communication port 412e, a through port serving as a common ink chamber 412f, and a groove portion serving as an ink supply path 412g. The elastic plate 412b has an island portion 412h to which the tip of the piezo element PZT is joined. An elastic region is formed by an elastic film 412i around the island portion 412h. The ink stored in the ink cartridge is supplied to the pressure chamber 412d corresponding to each nozzle Nz via the common ink chamber 412f. The nozzle plate 412c is a plate on which the nozzles Nz are formed. On the nozzle surface, a yellow nozzle row Y for discharging yellow ink, a magenta nozzle row M for discharging magenta ink, a cyan nozzle row C for discharging cyan ink, and a black nozzle row K for discharging black ink are formed. Has been. In each nozzle row, the nozzles Nz are arranged at a predetermined interval D in the transport direction.

ピエゾ素子群ＰＺＴは、櫛歯状の複数のピエゾ素子（駆動素子）を有し、ノズルＮｚに対応する数分だけ設けられている。ヘッド制御部ＨＣなどが実装された配線基板（不図示）によって、ピエゾ素子に駆動信号ＣＯＭが印加され、駆動信号ＣＯＭの電位に応じてピエゾ素子は上下方向に伸縮する。ピエゾ素子ＰＺＴが伸縮すると、アイランド部４１２ｈは圧力室４１２ｄ側に押されたり、反対方向に引かれたりする。このとき、アイランド部４１２ｈ周辺の弾性膜４１２ｉが変形し、圧力室４１２ｄ内の圧力が上昇・下降することにより、ノズルからインク滴が吐出される。   The piezo element group PZT has a plurality of comb-like piezo elements (drive elements), and is provided by the number corresponding to the nozzles Nz. A drive signal COM is applied to the piezo element by a wiring board (not shown) on which the head controller HC and the like are mounted, and the piezo element expands and contracts in the vertical direction according to the potential of the drive signal COM. When the piezo element PZT expands and contracts, the island portion 412h is pushed toward the pressure chamber 412d or pulled in the opposite direction. At this time, the elastic film 412i around the island portion 412h is deformed, and the pressure in the pressure chamber 412d rises and falls, thereby ejecting ink droplets from the nozzles.

＜検出器群５０＞
検出器群５０は、プリンター１の状況を監視するためのものである。検出器群５０には、リニア式エンコーダ５１、ロータリー式エンコーダ５２、紙検出センサ５３、及び光学センサ５４等が含まれる（図２Ａ及び図２Ｂ）。
リニア式エンコーダ５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダ５２は、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサ５３は、給紙中の紙Ｓの先端の位置を検出する。光学センサ５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により、対向する位置の紙Ｓの有無を検出し、例えば、移動しながら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサ５４は、状況に応じて、紙Ｓの先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。 <Detector group 50>
The detector group 50 is for monitoring the status of the printer 1. The detector group 50 includes a linear encoder 51, a rotary encoder 52, a paper detection sensor 53, an optical sensor 54, and the like (FIGS. 2A and 2B).
The linear encoder 51 detects the position of the carriage 31 in the moving direction. The rotary encoder 52 detects the rotation amount of the transport roller 23. The paper detection sensor 53 detects the position of the leading edge of the paper S being fed. The optical sensor 54 detects the presence or absence of the paper S at the opposing position by the light emitting unit and the light receiving unit attached to the carriage 31, for example, detects the position of the edge of the paper while moving, and sets the width of the paper. Can be detected. The optical sensor 54 also has a leading edge (an end portion on the downstream side in the transport direction, also referred to as an upper end) and a rear end (an end portion on the upstream side in the transport direction, also referred to as the lower end) of the paper S depending on the situation. It can be detected.

＜コントローラー６０＞
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニット（制御部）である。コントローラー６０は、インターフェース部６１と、負荷カウンター６２と、ＣＰＵ６３と、メモリ６４と、ユニット制御回路６５と、プリドライバ６６とを有する。 <Controller 60>
The controller 60 is a control unit (control unit) for controlling the printer. The controller 60 includes an interface unit 61, a load counter 62, a CPU 63, a memory 64, a unit control circuit 65, and a pre-driver 66.

インターフェース部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。負荷カウンター６２は、コンピューター１１０で作成された画素データから、ある印刷サイクル（ピエゾ素子ＰＺＴがインクを１回噴出するために行われる動作サイクル）において、インクを噴出するノズルの数を集計し、ＣＰＵ６３に負荷データとして送信する。ここで、画素データとは、画像を構成する単位要素の印刷データであり、例えば、紙Ｓ上に形成されるドットの階調値などである。送信された負荷データは、ＣＰＵ６３で負荷容量として算出され、後述するインダクタへの電流印加時間決定のために用いられる。ＣＰＵ６３は、プリンター１の全体の制御を行うための演算処理装置である。なお、より高速な演算を行う為にＣＰＵの代わりにＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いてもよい。メモリ６４は、ＣＰＵ６３のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子によって構成される。そして、ＣＰＵ６３は、メモリ６４に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６５を介して搬送ユニット２０等の各ユニットを制御したり、プリドライバ６６を介して、後述する駆動信号生成回路（デジタル式）７０の各スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ）のＯＮ／ＯＦＦを制御したりする。   The interface unit 61 transmits and receives data between the computer 110 that is an external device and the printer 1. The load counter 62 counts the number of nozzles that eject ink in a certain print cycle (an operation cycle performed for the piezo element PZT to eject ink once) from the pixel data created by the computer 110, and the CPU 63. As load data. Here, the pixel data is print data of unit elements constituting an image, and is, for example, a gradation value of dots formed on the paper S. The transmitted load data is calculated as a load capacity by the CPU 63 and used for determining a current application time to an inductor described later. The CPU 63 is an arithmetic processing device for performing overall control of the printer 1. Note that a DSP (Digital Signal Processor) may be used instead of the CPU in order to perform higher-speed computation. The memory 64 is for securing an area for storing a program of the CPU 63, a work area, and the like, and is configured by a storage element such as a RAM or an EEPROM. Then, the CPU 63 controls each unit such as the transport unit 20 via the unit control circuit 65 according to a program stored in the memory 64, or a drive signal generation circuit (digital type) described later via the pre-driver 66. ) ON / OFF of each switch (MOSFET) of 70 is controlled.

また、ＣＰＵ６３は、駆動信号ＣＯＭを生成するためのデジタル制御信号を駆動信号生成回路（アナログ式）８０に出力する。なお、この制御信号はＤＡＣ値と呼ばれ、駆動信号ＣＯＭの波形を定めるための波形情報に相当する。   Further, the CPU 63 outputs a digital control signal for generating the drive signal COM to the drive signal generation circuit (analog type) 80. This control signal is called a DAC value and corresponds to waveform information for determining the waveform of the drive signal COM.

＜駆動信号生成回路（アナログ式）８０について＞
図４Ａは、本実施形態における駆動信号生成回路（アナログ式）８０の構成を示すブロック図である。駆動信号生成回路（アナログ式）８０は、ピエゾ素子ＰＺＴを伸縮させてインクを噴出するための駆動信号ＣＯＭを生成する。従来はこのような回路により生成された駆動信号のみにより印刷を行うことが一般的であった。図４Ａに示すように、駆動信号生成回路（アナログ式）８０は、波形生成回路８１と、電流増幅回路８２と、コンパレーター８３と、抵抗８４と、差動前段増幅回路８６と、を有する。以下、駆動信号生成回路（アナログ式）８０のことを単純にアナログ回路８０ともいう。 <About the drive signal generation circuit (analog type) 80>
FIG. 4A is a block diagram showing a configuration of a drive signal generation circuit (analog type) 80 in the present embodiment. The drive signal generation circuit (analog type) 80 generates a drive signal COM for ejecting ink by expanding and contracting the piezo element PZT. Conventionally, printing is generally performed only by a drive signal generated by such a circuit. As illustrated in FIG. 4A, the drive signal generation circuit (analog type) 80 includes a waveform generation circuit 81, a current amplification circuit 82, a comparator 83, a resistor 84, and a differential pre-amplification circuit 86. Hereinafter, the drive signal generation circuit (analog type) 80 is also simply referred to as an analog circuit 80.

波形生成回路８１は、ＣＰＵ６３から送られてくるＤＡＣ値から駆動信号ＣＯＭの基となる電圧変化パターンであるアナログ波形信号ＣＯＭ´を生成する。波形生成回路８１は、ＤＡＣ回路８１１とプリアンプ８１２とから構成される。ＤＡＣ回路８１１は、デジタルデータであるＤＡＣ値（波形情報）に対応するアナログ波形信号を出力し、プリアンプ８１２は、ＤＡＣ回路８１１から出力されたアナログ波形信号を調整し、ＣＯＭ´として電流増幅回路８２へ入力する。すなわち、波形生成回路８１は、ピエゾ素子ＰＺＴの動作を定めるアナログ信号を生成するアナログ信号生成部に相当する。   The waveform generation circuit 81 generates an analog waveform signal COM ′ that is a voltage change pattern that is the basis of the drive signal COM from the DAC value sent from the CPU 63. The waveform generation circuit 81 includes a DAC circuit 811 and a preamplifier 812. The DAC circuit 811 outputs an analog waveform signal corresponding to a DAC value (waveform information) that is digital data, and the preamplifier 812 adjusts the analog waveform signal output from the DAC circuit 811 and sets the current amplification circuit 82 as COM ′. Enter. That is, the waveform generation circuit 81 corresponds to an analog signal generation unit that generates an analog signal that determines the operation of the piezo element PZT.

電流増幅回路８２は、波形生成回路８１で生成された電圧波形信号であるＣＯＭ´の入力を受けて、その電流を増幅し、駆動信号ＣＯＭとして出力する。電流増幅回路８２は、相補的に接続されたＮＰＮ型トランジスタ８２１と、ＰＮＰ型トランジスタ８２２とによって構成される。   The current amplification circuit 82 receives the input of COM ′, which is a voltage waveform signal generated by the waveform generation circuit 81, amplifies the current, and outputs it as a drive signal COM. The current amplifying circuit 82 includes an NPN transistor 821 and a PNP transistor 822 that are complementarily connected.

ＮＰＮ型トランジスタ８２１は、電圧波形信号ＣＯＭ´の電圧上昇時に作用し、ＣＯＭ´の電流を増幅して主電源たる第１の電源からピエゾ素子ＰＺＴへ充電する。すなわち、ＮＰＮ型トランジスタ８２１は、ピエゾ素子ＰＺＴの充電時に動作する充電用トランジスタである。ＮＰＮ型トランジスタ８２１のエミッタは駆動信号ＣＯＭの供給線に接続され、ベースは電圧波形信号ＣＯＭ´の供給線に接続され、コレクタは第１の電源に接続される。以下、第１の電源は、便宜上、主電源Ｖｄｄとする。   The NPN transistor 821 operates when the voltage waveform signal COM ′ rises, amplifies the current of COM ′, and charges the piezo element PZT from the first power source as the main power source. That is, the NPN transistor 821 is a charging transistor that operates when the piezo element PZT is charged. The emitter of the NPN transistor 821 is connected to the supply line of the drive signal COM, the base is connected to the supply line of the voltage waveform signal COM ′, and the collector is connected to the first power supply. Hereinafter, the first power supply is assumed to be a main power supply Vdd for convenience.

一方、ＰＮＰ型トランジスタ８２２は、電圧波形信号ＣＯＭ´の電圧下降時に作用し、ＣＯＭ´の電流を増幅してピエゾ素子ＰＺＴに充電されていた電荷を、第１の電源よりも低い電位を有する第２の電源へと放出する。すなわち、ＰＮＰ型トランジスタ８２２は、ピエゾ素子ＰＺＴの放電時に動作する放電用トランジスタである。ＰＮＰ型トランジスタ８２２のエミッタは駆動信号ＣＯＭの供給線に接続され、ベースは電圧波形信号ＣＯＭ´の供給線に接続され、コレクタは第２の電源に接続される。以下、第２の電源は、便宜上、グランドとする。   On the other hand, the PNP transistor 822 operates when the voltage waveform signal COM ′ drops, amplifies the current of COM ′, and charges the piezo element PZT with a potential lower than that of the first power supply. Release to power source 2. That is, the PNP transistor 822 is a discharging transistor that operates when the piezo element PZT is discharged. The emitter of the PNP transistor 822 is connected to the supply line of the drive signal COM, the base is connected to the supply line of the voltage waveform signal COM ′, and the collector is connected to the second power supply. Hereinafter, the second power source is assumed to be ground for convenience.

なお、本実施形態では、電流増幅回路８２と、波形生成回路８１との間に、該電流増幅回路８２の出力電圧をフィードバックして、波形生成回路８１の出力に対して一定の電圧増幅率で追従させるために、差動前段増幅回路８６が設けられている。   In the present embodiment, the output voltage of the current amplification circuit 82 is fed back between the current amplification circuit 82 and the waveform generation circuit 81, and the output of the waveform generation circuit 81 is set at a constant voltage amplification factor. In order to follow, a differential pre-stage amplifier circuit 86 is provided.

コンパレーター８３Ａ、抵抗８４Ａ、及び、コンパレーター８３Ｂ、抵抗８４Ｂは、ピエゾ素子ＰＺＴの充放電時に、トランジスタ８２１、８２２を流れる電流の大きさを検出し、判定するために設けられる。具体的には、所定のレファレンス電圧をコンパレーターのマイナス側入力に設定しておき、一方、トランジスタに流れる電流が抵抗８４Ａ、８４Ｂを通過する際に発生する電位差を、コンパレーターのプラス側端子に入力し、両者を比較することで、トランジスタに流れる電流の大きさが所定の範囲内に入っているか否かを判定する。コンパレーターが作動した場合は、想定していた値よりも大きな電流がトランジスタに流れているということなので、インダクタに電流を流す時間（印加時間）の補正を行うことで、インダクタ電流ＩＬの波形（図６Ｂ参照）を調節する。これにより、ＩＬの波形の精度を保ち、正確な駆動波形を生成することによって、ピエゾ素子ＰＺＴを正確に動作させることが可能となる。詳細は後で説明する。 The comparator 83A, the resistor 84A, the comparator 83B, and the resistor 84B are provided to detect and determine the magnitude of the current flowing through the transistors 821 and 822 when the piezo element PZT is charged and discharged. Specifically, a predetermined reference voltage is set to the negative input of the comparator, while the potential difference generated when the current flowing through the transistor passes through the resistors 84A and 84B is applied to the positive terminal of the comparator. By inputting and comparing the two, it is determined whether or not the magnitude of the current flowing through the transistor is within a predetermined range. If the comparator is activated, it means that assuming they were current larger than a value is flowing to the transistor, by performing the correction of the time to flow a current to the inductor (application time), the inductor current I L of the waveform (See FIG. 6B). Thus, maintaining the accuracy of the waveform of I L, by generating an accurate drive waveform, it is possible to operate correctly the piezo element PZT. Details will be described later.

充電時の電流を検出するために、ＮＰＮ型トランジスタ８２１のコレクタ端子にコンパレーター８３Ａ、及び、抵抗８４Ａが接続され、放電時の電流を検出するために、ＰＮＰ型トランジスタ８２２のコレクタ端子にコンパレーター８３Ｂ、及び、抵抗８４Ｂが接続される。なお、該部分における電流を検出する必要がない場合には、必ずしもコンパレーター８３、及び、抵抗８４を設けなくてもよい。   In order to detect the current during charging, a comparator 83A and a resistor 84A are connected to the collector terminal of the NPN transistor 821, and in order to detect the current during discharging, a comparator is connected to the collector terminal of the PNP transistor 822. 83B and resistor 84B are connected. Note that the comparator 83 and the resistor 84 are not necessarily provided when it is not necessary to detect the current in the portion.

コンパレーター８３Ａ、８３Ｂの代わりに、Ａ／Ｄコンバーターを設けることにより、該部分にかかる電圧をデジタル値として検出する方法も考えられる。しかし、この方法の場合、Ａ／Ｄコンバーター自体のコストが高いことや、検出された電圧の大きさに対して、別途の判定手段を設ける必要が生じるため、上述のようにコンパレーターを用いた方が、より簡便であり、コスト面でも有利である。   A method of detecting the voltage applied to the portion as a digital value by providing an A / D converter instead of the comparators 83A and 83B is also conceivable. However, in the case of this method, the cost of the A / D converter itself is high, and it is necessary to provide a separate determination means for the detected voltage, so the comparator is used as described above. This is simpler and more advantageous in terms of cost.

一方、図４Ｂに示すように、コンパレーター８３、及び、抵抗８４に替えて、抵抗８４が設けられていた位置に、電流計８５を設けてもよい。この方法によれば、トランジスタに流れる電流の変動を直接検出することが可能になるため、インダクタ電流ＩＬの補正をより詳細に行うことができる。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, an ammeter 85 may be provided at a position where the resistor 84 is provided instead of the comparator 83 and the resistor 84. According to this method, it becomes possible to detect the variation of the current flowing through the transistor directly, it is possible to correct the inductor current I L in more detail.

＜プリンターの印刷動作＞
プリンター１の印刷動作について簡単に説明する。コントローラー６０は、コンピューター１１０からインターフェース部６１を介して印刷命令を受信し、各ユニットを制御することにより、給紙処理・ドット形成処理・搬送処理等を行う。 <Printer operation>
The printing operation of the printer 1 will be briefly described. The controller 60 receives a print command from the computer 110 via the interface unit 61 and controls each unit to perform a paper feed process, a dot formation process, a transport process, and the like.

給紙処理は、印刷すべき紙をプリンター内に供給し、印刷開始位置（頭出し位置とも言う）に紙を位置決めする処理である。コントローラー６０は、給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき紙を搬送ローラー２３まで送る。続いて、搬送ローラー２３を回転させ、給紙ローラー２１から送られてきた紙を印刷開始位置に位置決めする。   The paper feed process is a process of supplying paper to be printed into the printer and positioning the paper at a print start position (also referred to as a cue position). The controller 60 rotates the paper feed roller 21 and sends the paper to be printed to the transport roller 23. Subsequently, the transport roller 23 is rotated, and the paper fed from the paper feed roller 21 is positioned at the print start position.

ドット形成処理は、移動方向（走査方向）に沿って移動するヘッドからインクを断続的に噴出させ、紙上にドットを形成する処理である。コントローラー６０は、キャリッジ３１を移動方向に移動させ、キャリッジ３１が移動している間に、印刷データに基づいてヘッド４１からインクを噴出させる。噴出されたインク滴が紙上に着弾すると、紙上にドットが形成され、紙上には移動方向に沿った複数のドットからなるドットラインが形成される。   The dot forming process is a process for forming dots on paper by ejecting ink intermittently from a head moving in the moving direction (scanning direction). The controller 60 moves the carriage 31 in the movement direction, and ejects ink from the head 41 based on the print data while the carriage 31 is moving. When the ejected ink droplets land on the paper, dots are formed on the paper, and a dot line composed of a plurality of dots along the moving direction is formed on the paper.

搬送処理は、紙をヘッドに対して搬送方向に沿って相対的に移動させる処理である。コントローラー６０は、搬送ローラー２３を回転させて紙を搬送方向に搬送する。この搬送処理により、ヘッド４１は、先ほどのドット形成処理によって形成されたドットの位置とは異なる位置に、ドットを形成することが可能になる。   The carrying process is a process of moving the paper relative to the head in the carrying direction. The controller 60 rotates the transport roller 23 to transport the paper in the transport direction. By this carrying process, the head 41 can form dots at positions different from the positions of the dots formed by the previous dot formation process.

コントローラー６０は、印刷すべきデータがなくなるまで、ドット形成処理と搬送処理とを交互に繰り返し、ドットラインにより構成される画像を徐々に紙に印刷する。そして、印刷すべきデータがなくなると、排紙ローラーを回転させてその紙を排紙する。なお、排紙を行うか否かの判断は、印刷データに含まれる排紙コマンドに基づいても良い。
次の紙に印刷を行う場合は同処理を繰り返し、行わない場合は、印刷動作を終了する。 The controller 60 alternately repeats the dot formation process and the conveyance process until there is no more data to be printed, and gradually prints an image composed of dot lines on paper. When there is no more data to be printed, the paper discharge roller is rotated to discharge the paper. The determination of whether or not to discharge paper may be based on a paper discharge command included in the print data.
The same processing is repeated when printing on the next paper, and the printing operation is terminated when not printing.

＝＝＝駆動信号生成回路(デジタル式)７０について＝＝＝
図５に、本実施形態における駆動信号生成回路（デジタル式）７０の構成を示す。
本実施形態における駆動信号生成回路（デジタル式）７０は、ピエゾ素子ＰＺＴを駆動するための充放電を、前述のアナログ回路８０とは別に、インダクタを用いることによって行う。駆動信号生成回路（デジタル式）７０は、インダクタ７１と、入力側回路７２と、出力側回路７３とから構成される。以下、駆動信号生成回路（デジタル式）７０のことを単純にデジタル回路７０ともいう。 === About the Drive Signal Generation Circuit (Digital Type) 70 ===
FIG. 5 shows a configuration of a drive signal generation circuit (digital type) 70 in the present embodiment.
The drive signal generation circuit (digital type) 70 in this embodiment performs charging / discharging for driving the piezo element PZT by using an inductor separately from the analog circuit 80 described above. The drive signal generation circuit (digital type) 70 includes an inductor 71, an input side circuit 72, and an output side circuit 73. Hereinafter, the drive signal generation circuit (digital type) 70 is simply referred to as a digital circuit 70.

＜インダクタ７１＞
インダクタ７１は、あらかじめ電流を流すことにより電磁エネルギーとしてエネルギーを蓄え、ピエゾ素子ＰＴＺへの充電時には電流源として、また、ピエゾ素子ＰＴＺの放電時には放電先として機能する。
インダクタ７１の両端はそれぞれ入力側回路７２及び出力側回路７３に接続される。インダクタ７１にエネルギーを蓄える際には入力側回路７２を介して主電源Ｖｄｄからインダクタ７１へと電流が流れ、蓄えたエネルギーは出力側回路７３を介してピエゾ素子ＰＺＴに電流として供給されることで、ピエゾ素子ＰＺＴの充電を行う。そして、ピエゾ素子ＰＺＴの放電時には、入力側回路７２を介してインダクタ７１へと電流が流れ、出力側回路７３を介してグランドに放電、または主電源Ｖｄｄに電流が回生される。回路全体の動作の詳細については後で説明する。 <Inductor 71>
The inductor 71 stores energy as electromagnetic energy by flowing a current in advance, and functions as a current source when charging the piezo element PTZ and as a discharge destination when discharging the piezo element PTZ.
Both ends of the inductor 71 are connected to the input side circuit 72 and the output side circuit 73, respectively. When energy is stored in the inductor 71, current flows from the main power supply Vdd to the inductor 71 via the input side circuit 72, and the stored energy is supplied as current to the piezo element PZT via the output side circuit 73. The piezoelectric element PZT is charged. When the piezo element PZT is discharged, a current flows to the inductor 71 via the input side circuit 72, and is discharged to the ground via the output side circuit 73 or regenerated to the main power supply Vdd. Details of the operation of the entire circuit will be described later.

＜入力側回路７２＞
入力側回路７２は、インダクタ７１の入力側に、主電源Ｖｄｄの電圧またはグランド電圧を選択的に印加したり、ピエゾ素子ＰＺＴから放電された電流をインダクタ７１に印加したりするために用いられる。入力側回路７２は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７２１と、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７２２と、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７２３と、ダイオード７２４とから構成される。 <Input-side circuit 72>
The input side circuit 72 is used to selectively apply the voltage of the main power supply Vdd or the ground voltage to the input side of the inductor 71 and to apply the current discharged from the piezo element PZT to the inductor 71. The input side circuit 72 includes a MOSFET (P type) 721, a MOSFET (N type) 722, a MOSFET (N type) 723, and a diode 724.

ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７２１は、主電源Ｖｄｄとインダクタ７１との間のスイッチ素子であり、ソースは主電源Ｖｄｄに、ドレインはインダクタ７１とＭＯＳＦＥＴ７２３との間に接続される。一方、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７２２は、グランドとインダクタ７１との間のスイッチ素子であり、ソースはグランドに、ドレインはインダクタ７１とＭＯＳＦＥＴ７２３との間に接続される。ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７２１及びＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７２２は、対となって機能するスイッチであり、プリドライバ６６を介してＣＰＵ６３から伝達される信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御されることで、インダクタ７１の入力側に、主電源Ｖｄｄの電圧またはグランド電圧を選択的に印加する。したがって、本実施形態においてＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７２１及びＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７２２が同時にＯＮ状態になる場合はない（同時にＯＦＦ状態になる場合はある）。これにより、インダクタ７１への電流印加や、ピエゾ素子ＰＺＴの充放電等をコントロールすることができる。ＯＮ／ＯＦＦ制御の詳細については後で説明する。   The MOSFET (P type) 721 is a switching element between the main power supply Vdd and the inductor 71, the source is connected to the main power supply Vdd, and the drain is connected between the inductor 71 and the MOSFET 723. On the other hand, the MOSFET (N-type) 722 is a switching element between the ground and the inductor 71, the source is connected to the ground, and the drain is connected between the inductor 71 and the MOSFET 723. A MOSFET (P type) 721 and a MOSFET (N type) 722 function as a pair, and are ON / OFF controlled by a signal transmitted from the CPU 63 via the pre-driver 66, whereby the inductor 71 The voltage of the main power supply Vdd or the ground voltage is selectively applied to the input side. Therefore, in this embodiment, the MOSFET (P type) 721 and the MOSFET (N type) 722 are not simultaneously turned on (may be turned off simultaneously). As a result, current application to the inductor 71, charge / discharge of the piezo element PZT, and the like can be controlled. Details of the ON / OFF control will be described later.

ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７２３は、ピエゾ素子ＰＺＴからインダクタ７１に放電する際に使用されるスイッチ素子であり、ソースはインダクタ７１の入力側に、ドレインはダイオード７２４を介してピエゾ素子ＰＺＴに接続される。スイッチとして使用する際のＯＮ／ＯＦＦ制御はＣＰＵ６３によって行う。   A MOSFET (N-type) 723 is a switch element used when discharging from the piezo element PZT to the inductor 71, and has a source connected to the input side of the inductor 71 and a drain connected to the piezo element PZT via the diode 724. . On / off control when used as a switch is performed by the CPU 63.

ダイオード７２４は、入力側回路７２に流れる電流をピエゾ素子ＰＺＴ及びアナログ回路８０側からインダクタ７１の方向へと制限し、逆方向の電流が流れないようにするために設けられる。   The diode 724 is provided in order to limit the current flowing through the input side circuit 72 from the piezoelectric element PZT and the analog circuit 80 toward the inductor 71 so that no reverse current flows.

＜出力側回路７３＞
出力側回路７３は、インダクタ７１の出力側に、主電源Ｖｄｄの電圧またはグランド電圧を選択的に印加したり、ピエゾ素子ＰＺＴを充電するための電流をインダクタ７１から印加したりするために用いられる。出力側回路７３は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７３１と、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７３２と、ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７３３と、ダイオード７３４と、ダイオード７３５とから構成される。 <Output side circuit 73>
The output side circuit 73 is used to selectively apply the voltage of the main power supply Vdd or the ground voltage to the output side of the inductor 71 and to apply a current from the inductor 71 for charging the piezo element PZT. . The output side circuit 73 includes a MOSFET (P type) 731, a MOSFET (N type) 732, a MOSFET (P type) 733, a diode 734, and a diode 735.

ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７３１は、主電源Ｖｄｄとインダクタ７１との間のスイッチ素子であり、ソースは主電源Ｖｄｄに、ドレインはインダクタ７１とＭＯＳＦＥＴ７３３との間に接続される。一方、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７３２は、グランドとインダクタ７１との間のスイッチ素子であり、ソースはグランドに、ドレインはインダクタ７１とＭＯＳＦＥＴ７３３との間に接続される。ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７３１及びＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７３２は、前述のＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７２１及びＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）７２２と同様に、対となって機能するスイッチであり、プリドライバ６６を介してＣＰＵ６３から伝達される信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御されることで、インダクタ７１の出力側に、主電源Ｖｄｄの電圧またはグランド電圧を選択的に印加する。   The MOSFET (P-type) 731 is a switch element between the main power supply Vdd and the inductor 71, the source is connected to the main power supply Vdd, and the drain is connected between the inductor 71 and the MOSFET 733. On the other hand, the MOSFET (N-type) 732 is a switch element between the ground and the inductor 71, the source is connected to the ground, and the drain is connected between the inductor 71 and the MOSFET 733. The MOSFET (P type) 731 and the MOSFET (N type) 732 are switches that function as a pair, like the MOSFET (P type) 721 and the MOSFET (N type) 722 described above. The voltage of the main power supply Vdd or the ground voltage is selectively applied to the output side of the inductor 71 by ON / OFF control by a signal transmitted from the CPU 63.

ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）７３３は、インダクタ７１からピエゾ素子ＰＺＴに充電する際に使用されるスイッチ素子であり、ソースはインダクタ７１の出力側に、ドレインはダイオード７３４を介してピエゾ素子ＰＺＴに接続される。スイッチとして使用する際のＯＮ／ＯＦＦ制御はＣＰＵ６３によって行う。   The MOSFET (P type) 733 is a switch element used when charging the piezo element PZT from the inductor 71, the source is connected to the output side of the inductor 71, and the drain is connected to the piezo element PZT via the diode 734. . On / off control when used as a switch is performed by the CPU 63.

ダイオード７３４は、出力側回路７３の電流をインダクタ７１からピエゾ素子ＰＺＴ及びアナログ回路８０の方向へと制限し、逆方向の電流が流れないようにするために設けられる。
ダイオード７３５は、インダクタ７１に蓄えられたエネルギーを完全放電する際（後述のＳＴＡＴＥ９）に、主電源Ｖｄｄへと回生させる方向に電流を流すために設けられる。 The diode 734 is provided in order to limit the current of the output side circuit 73 from the inductor 71 to the direction of the piezo element PZT and the analog circuit 80 so that no reverse current flows.
The diode 735 is provided to allow a current to flow in the direction of regeneration to the main power supply Vdd when the energy stored in the inductor 71 is completely discharged (STATE 9 described later).

＜駆動信号生成回路(デジタル式)７０の動作説明＞
まず、印刷動作１サイクル（ピエゾ素子ＰＺＴがインクを１回噴出するために行われる動作サイクル）において、インダクタ７１に流れる電流の波形について説明する。 <Description of Operation of Drive Signal Generation Circuit (Digital Type) 70>
First, a waveform of a current flowing through the inductor 71 in one cycle of printing operation (an operation cycle performed for the piezo element PZT to eject ink once) will be described.

図６Ａに、印刷動作１サイクルにおいて、ピエゾ素子ＰＺＴに印加される電圧ＶＣ及び電流ＩＣの波形の例を示す。ＶＣの波形は駆動波形ＣＯＭに相当し、セグメント１〜３の３つの部分から構成される。セグメント１は１サイクルのうちある一定の期間における波形部分であり、同様に、セグメント２及びセグメント３も、印刷動作１サイクル中の一定期間における波形部分である。プリンター１は、各セグメントにおける波形（パルス波形）の形状を変化させて組み合わせることで、ピエゾ素子ＰＺＴの伸縮の大きさを段階的に変えて、噴出されるインク液滴の大きさを調整することができる。 FIG. 6A shows an example of waveforms of the voltage V C and the current I C applied to the piezo element PZT in one cycle of the printing operation. Waveform V C corresponds to the driving waveform COM, composed of three parts of the segment 1-3. Segment 1 is a waveform portion in a certain period of one cycle. Similarly, segment 2 and segment 3 are waveform portions in a certain period in one cycle of the printing operation. The printer 1 adjusts the size of ink droplets to be ejected by changing the shape of the waveform (pulse waveform) in each segment and changing the expansion and contraction of the piezo element PZT step by step. Can do.

本実施形態では、ピエゾ素子ＰＺＴを駆動させる駆動信号ＣＯＭを、デジタル回路７０を用いて生成することを特徴としている。図６Ｂに、印刷動作１サイクルにおいて、インダクタ７１に流れる電流ＩＬの波形を示す。前述のように、本実施形態では、インダクタ７１にあらかじめ電流を流すことによってエネルギーを蓄えておき、ピエゾ素子ＰＺＴを充電するための電流源としていることから、ＩＬの波形を制御することで、ＩＣの波形も制御することができる。しかし、ＩＬの波形をＩＣに示すような一定の電流値からなる波形（矩形波）にすることは難しく、各セグメントにおけるＩＬの波形は図６Ｂに示されるような“のこぎり波”となる。これは、短期間に各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えながらピエゾ素子ＰＺＴへの電流印加を繰り返すためであるが、狙いの電流値に対する過不足分の電流をアナログ回路８０から補償することにより、“のこぎりの刃”の部分を平滑化することができる。詳細は後述する。 The present embodiment is characterized in that a drive signal COM for driving the piezo element PZT is generated by using the digital circuit 70. Figure 6B, the printing operation one cycle, shows the waveform of the current I L flowing through the inductor 71. As described above, in this embodiment, by storing energy by passing the pre-current to the inductor 71, since it is a current source for charging the piezo element PZT, by controlling the waveform of I L, waveform I C can also be controlled. However, the waveform consisting of a constant current value as shown the waveform of I L to I C (rectangular wave) is difficult, the waveform of I L in each segment and "sawtooth" as shown in FIG. 6B Become. This is because the application of current to the piezo element PZT is repeated while switching on / off of each switch in a short period of time, but by compensating the excess / deficiency current with respect to the target current value from the analog circuit 80, “ The portion of the “saw blade” can be smoothed. Details will be described later.

ＩＬの波形は、前述のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２１〜７２３、７３１〜７３３の各個についてＯＮ／ＯＦＦを随時切り替えることで、デジタル回路７０内に９通りの電流の流れを形成する（以下、この各状態をＳＴＡＴＥと呼ぶ）。各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ切り替えのタイミングについては後述する。図６Ｂの破線で区切られた領域がそれぞれＳＴＡＴＥ１〜９を表し、各ＳＴＡＴＥを組み合わせることで電流波形ＩＬが生成される。表１は、各ＳＴＡＴＥにおいてＯＮとなるスイッチを○印で表したものである。以下、各ＳＴＡＴＥについて説明する。 The waveform of I L, by switching the ON / OFF at any time for each individual MOSFET721~723,731~733 a preceding switching element to form a current flow nine in the digital circuit 70 (hereinafter, this each The state is called STATE). The ON / OFF switching timing of each switch will be described later. Area bounded by broken lines in FIG. 6B, each represent STATE1～9, the current waveform I L is generated by combining each STATE. Table 1 shows the switches that are turned ON in each STATE by ◯ marks. Hereinafter, each STATE will be described.

Figure 2011050132
Figure 2011050132

ＳＴＡＴＥ１（充電）では、入力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２１と出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３２がＯＮになるため（表１）、主電源Ｖｄｄからの電流がＭＯＳＦＥＴ７２１を介してインダクタ７１へ、そして、ＭＯＳＦＥＴ７３２を介してグランドへと流れる（図７Ａ）。これにより、電流がインダクタ７１を流れ、インダクタ７１には電磁エネルギーが蓄えられる。
ＳＴＡＴＥ２（放電）では、グランドから入力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２２を介してインダクタ７１へ、そして、出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３１を介して主電源Ｖｄｄへと電流が流れる（図７Ｂ）。電流はインダクタ７１の入力側から出力側へと流れるが、これは、電位が低い側（グランド）から電位が高い側（主電源Ｖｄｄ）へと向かう流れとなるため、インダクタ７１のエネルギーは徐々に減少（放電）していき、図６Ｂに示されるように電流ＩＬは弱くなっていく。 In STATE 1 (charging), the MOSFET 721 that is the input side switching element and the MOSFET 732 that is the output side switching element are turned ON (Table 1), so that the current from the main power supply Vdd passes through the MOSFET 721 to the inductor 71, It flows to the ground through the MOSFET 732 (FIG. 7A). As a result, current flows through the inductor 71, and electromagnetic energy is stored in the inductor 71.
In STATE 2 (discharge), a current flows from the ground to the inductor 71 via the MOSFET 722 serving as the input side switching element, and to the main power supply Vdd via the MOSFET 731 serving as the output side switching element (FIG. 7B). The current flows from the input side to the output side of the inductor 71. This is a flow from the low potential side (ground) to the high potential side (main power supply Vdd), so the energy of the inductor 71 gradually increases. It decreases (discharges), and the current IL becomes weaker as shown in FIG. 6B.

ＳＴＡＴＥ３（正充電印加）では、主電源Ｖｄｄから入力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２１を介してインダクタ７１へ、そして、出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３３及びダイオード７３４を介してピエゾ素子ＰＺＴへと電流が流れる（図７Ｃ）。これにより、インダクタ７１に蓄えられていた電磁エネルギーが電流としてピエゾ素子ＰＺＴに印加される。同時にインダクタ７１にもさらにエネルギーが蓄えられる。したがって、図６Ｂに示されるようにインダクタ電流ＩＬを強くしつつ、ピエゾ素子ＰＺＴへの充電を行うことができる。
ＳＴＡＴＥ４（正放電印加）では、グランドから入力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２２を介してインダクタ７１へ、そして、出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３３及びダイオード７３４を介してピエゾ素子ＰＺＴへと電流が流れる（図７Ｄ）。これにより、インダクタ７１に蓄えられていた電磁エネルギーが電流としてピエゾ素子ＰＺＴに印加される。一方、電位が低い側（グランド）から高い側（インダクタ７１）へ電流を流そうとするため、インダクタ７１のエネルギーは徐々に減少していき、電流ＩＬは弱くなっていく。したがって、図６Ｂに示されるようにインダクタ電流ＩＬを弱くしつつ、ピエゾ素子ＰＺＴへの充電を行うことができる。
ピエゾ充電時においては、ＳＴＡＴＥ３（正充電印加）とＳＴＡＴＥ４（正放電印加）を繰り返すことで、インダクタ電流ＩＬの値を一定の範囲内に保ちながら、ピエゾ素子ＰＺＴへの充電を行う。ＳＴＡＴＥ３及びＳＴＡＴＥ４の切り替えのタイミングについて後で説明する。
これにより、ＩＬの値が所定の電流値より大きくなりすぎたり、逆に小さくなりすぎたりすることなく、安定した電流をピエゾ素子ＰＺＴに供給しやすくなる。さらに、後述するアナログ回路８０からの電流補償により、より精度の高い駆動波形ＶＣを生成することができる。 In STATE 3 (positive charge application), current flows from the main power supply Vdd to the inductor 71 via the MOSFET 721 which is the input side switching element, and to the piezo element PZT via the MOSFET 733 and the diode 734 which are the output side switching elements. Flow (FIG. 7C). Thereby, the electromagnetic energy stored in the inductor 71 is applied to the piezo element PZT as a current. At the same time, further energy is stored in the inductor 71. Thus, while strongly inductor current I L as shown in Figure 6B, it can be charged to the piezo element PZT.
In STATE 4 (positive discharge application), a current flows from the ground to the inductor 71 via the MOSFET 722 which is the input side switching element, and to the piezo element PZT via the MOSFET 733 and the diode 734 which are the output side switching elements ( FIG. 7D). Thereby, the electromagnetic energy stored in the inductor 71 is applied to the piezo element PZT as a current. On the other hand, in order to flow a current from the low potential side (ground) to the high potential side (inductor 71), the energy of the inductor 71 gradually decreases and the current IL becomes weak. Therefore, as shown in FIG. 6B, the piezo element PZT can be charged while the inductor current IL is weakened.
During piezoelectric charge, by repeating the STATE3 (positive charge is applied) STATE 4 (positive discharge is applied), while keeping the value of inductor current I L within a certain range, to charge the piezo element PZT. The timing for switching between STATE3 and STATE4 will be described later.
Thus, become too value of I L is greater than a predetermined current value, without or too small Conversely, easily supply a stable current to the piezo element PZT. Furthermore, it is possible by the current compensation from the analog circuit 80 to be described later, to generate a more accurate driving waveform V C.

ＳＴＡＴＥ５（逆充電印加）では、ピエゾ素子ＰＺＴから入力側のダイオード７２４及びＭＯＳＦＥＴ７２３を介してインダクタ７１へ、そして、出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３２を介してグランドへと電流が流れる（図７Ｅ）。これにより、ピエゾ素子ＰＺＴに蓄えられた電荷は、インダクタ７１を通りグランドへ放電される。この際、インダクタ７１にも一部エネルギーが蓄えられる。したがって、図６Ｂに示されるようにインダクタ電流ＩＬを強くしつつ、ピエゾ素子ＰＺＴから放電を行うことができる。
ＳＴＡＴＥ６（逆放電印加）では、ピエゾ素子ＰＺＴから入力側のダイオード７２４及びＭＯＳＦＥＴ７２３を介してインダクタ７１へ、そして、出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３１を介して主電源Ｖｄｄへと電流が流れる（図７Ｆ）。これにより、ピエゾ素子ＰＺＴに蓄えられた電荷は、インダクタ７１を通り主電源へと回生される。この際、電位が低い側（ピエゾ素子ＰＺＴ）から高い側（主電源Ｖｄｄ）へ電流を流そうとするため、インダクタ７１のエネルギーは徐々に減少していく。したがって、図６Ｂに示されるようにインダクタ電流ＩＬを弱くしつつ、ピエゾ素子ＰＺＴから放電を行うことができる。
ピエゾ放電時においては、ＳＴＡＴＥ５（逆充電印加）とＳＴＡＴＥ６（逆放電印加）を繰り返すことで、インダクタ電流ＩＬの値を一定の範囲内に保ちながら、ピエゾ素子ＰＺＴからの放電を行う。ＳＴＡＴＥ５及びＳＴＡＴＥ６の切り替えのタイミングについて後で説明する。
これにより、ＩＬの値が所定の電流値より大きくなりすぎたり、逆に小さくなりすぎたりすることなく、安定した電流をピエゾ素子ＰＺＴから放出しやすくなる。さらに、後述するアナログ回路８０からの電流補償により、より精度の高い駆動波形ＶＣを生成することができる。 In STATE 5 (reverse charge application), a current flows from the piezo element PZT to the inductor 71 via the input-side diode 724 and MOSFET 723 and to the ground via the MOSFET 732 serving as the output-side switch element (FIG. 7E). Thereby, the electric charge stored in the piezo element PZT passes through the inductor 71 and is discharged to the ground. At this time, part of the energy is also stored in the inductor 71. Therefore, it is possible to perform while strongly inductor current I L as shown in FIG. 6B, the discharge from the piezoelectric element PZT.
In STATE6 (reverse discharge application), current flows from the piezo element PZT to the inductor 71 via the input-side diode 724 and MOSFET 723, and to the main power supply Vdd via the MOSFET 731 which is the output-side switch element (FIG. 7F). ). Thereby, the electric charge stored in the piezo element PZT passes through the inductor 71 and is regenerated to the main power source. At this time, the energy of the inductor 71 gradually decreases in order to flow current from the low potential side (piezo element PZT) to the high potential side (main power supply Vdd). Therefore, it is possible to perform while weaken the inductor current I L as shown in FIG. 6B, the discharge from the piezoelectric element PZT.
During piezo discharges, by repeating the STATE5 (reverse charging is applied) STATE 6 (inverse discharge is applied), while keeping the value of inductor current I L within a certain range, to discharge the piezo element PZT. The switching timing of STATE 5 and STATE 6 will be described later.
Thus, become too value of I L is greater than a predetermined current value, without or too small conversely, be easily released to stable current from piezoelectric element PZT. Furthermore, it is possible by the current compensation from the analog circuit 80 to be described later, to generate a more accurate driving waveform V C.

ＳＴＡＴＥ７（正電流保持）では、インダクタ７１の両端に、それぞれ、入力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２１と、出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３１を介して主電源Ｖｄｄの電位が等しく印加されるため（図７Ｇ）、電流ＩＬはこの間で保持される。
ＳＴＡＴＥ８（逆電流保持）では、インダクタ７１の両端に、それぞれ、入力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２２と、出力側のスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７３２を介してグランドの電位が等しく印加されるため（図７Ｈ）、電流ＩＬはこの間で保持される。 In STATE 7 (holding positive current), the potential of the main power supply Vdd is equally applied to both ends of the inductor 71 via the MOSFET 721 which is an input side switching element and the MOSFET 731 which is an output side switching element (FIG. 7G), current I L is held in this period.
In STATE 8 (reverse current holding), the ground potential is equally applied to both ends of the inductor 71 via the MOSFET 722 that is the input side switching element and the MOSFET 732 that is the output side switching element (FIG. 7H). The current IL is held during this time.

ＳＴＡＴＥ９（完全放電）では、インダクタ７１の入力側にスイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴ７２２を介してグランドの電位が印加され、出力側のダイオード７３５を介して主電源Ｖｄｄの電位が印加される。電流ＩＬは電位の低い方から高い方へと流れようとするため（図７Ｉ）インダクタ７１のエネルギーは減少していき、最終的には完全に放電される。 In STATE 9 (complete discharge), the ground potential is applied to the input side of the inductor 71 via the MOSFET 722 as a switching element, and the potential of the main power supply Vdd is applied to the output side diode 735. Current I L energy for trying to flow and from low to high potential (Figure 7I) inductor 71 gradually decreases, and eventually is completely discharged.

＜制御方法について＞
次に、駆動波形生成のための制御方法について説明する。図８は印刷動作１サイクルにおける波形ＩＬ生成のためにコントローラー６０が行う制御フローである。 <About control method>
Next, a control method for generating a drive waveform will be described. Figure 8 is a control flow controller 60 is performed for the waveform I L generated in the printing operation one cycle.

負荷容量計算（Ｓ１０１）は、次に説明する予備充電期間を算出するために、印刷開始直後に行われる処理である。ここで、負荷容量とは、印刷動作１サイクルにおける使用ノズル数にノズルあたりの容量を乗じた数で表される。具体的には、まず、各印刷サイクルの開始時に、負荷カウンター６２がコンピューター１１０で作成された画素データから、その印刷サイクルにおいて使用されるノズル数（インクを噴出するノズル数）を集計して負荷データを作成する。そして、ＣＰＵ６３によって、該負荷データとノズルあたり容量を乗じることで算出される。   The load capacity calculation (S101) is a process performed immediately after the start of printing in order to calculate a precharge period to be described next. Here, the load capacity is represented by a number obtained by multiplying the number of nozzles used in one cycle of the printing operation by the capacity per nozzle. Specifically, first, at the start of each printing cycle, the load counter 62 totals the number of nozzles used in the printing cycle (the number of nozzles that eject ink) from the pixel data created by the computer 110 to load. Create data. Then, it is calculated by the CPU 63 by multiplying the load data and the capacity per nozzle.

なお、本実施形態では、負荷カウンター６２を、コントローラー６０内にハードウェアとして備えているが、印刷時のノズル負荷を集計できる機能を有するものであれば、別途装置を設けずにソフトウェアーとしてメモリ６４に記憶させておき、ＣＰＵ６３で全て処理する方法でも良い。   In this embodiment, the load counter 62 is provided as hardware in the controller 60. However, as long as the load counter 62 has a function capable of counting nozzle loads during printing, a memory is provided as software without providing a separate device. Alternatively, a method may be used in which the CPU 63 stores the data and the CPU 63 performs all processing.

予備充電期間計算（Ｓ１０２）は、図６Ｂの各セグメント開始の際に、ＳＴＡＴＥ１の充電（またはＳＴＡＴＥ２の放電）を開始するタイミング及び充電（放電）期間を決定するための処理である。   The preliminary charging period calculation (S102) is a process for determining the timing for starting charging of STATE1 (or discharging of STATE2) and the charging (discharging) period at the start of each segment in FIG. 6B.

予備充電期間は、遷移時間ｔｇとスイッチング時間ｔｓｗとの和から算出される。遷移時間ｔｇとは、各ＳＴＡＴＥの持続時間であり、図６Ｂにおいては破線で区切られた各ＳＴＡＴＥの幅で表される。スイッチング時間ｔｓｗはＭＯＳＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦ制御する際の損失時間である。例えば、セグメント１の予備充電時間（ＳＴＡＴＥ１の幅）は、遷移時間が約１００ｎｓ、スイッチング時間が約５０ｎｓで、合計１５０ｎｓ（ナノ秒）程度となる。 Pre-charging period is calculated from the sum of the transition time t g and switching time t sw. The transition time t g, a duration of each STATE, in FIG. 6B is represented by the width of each STATE separated by dashed lines. The switching time t sw is a loss time when the MOSFET is ON / OFF controlled. For example, the precharge time of segment 1 (the width of STATE 1) is approximately 100 ns (nanoseconds), with a transition time of about 100 ns and a switching time of about 50 ns.

また、予備充電期間計算（Ｓ１０２）では、駆動波形ＣＯＭを生成するために、アナログ回路８０とデジタル回路７０を組み合わせて使用するか、それともアナログ回路８０のみを使用してデジタル回路７０を使用しないかの判断も行う。つまり、ピエゾ素子ＰＺＴを駆動するためにインダクタ７１を使用するか否かの判断を行う。詳細は後述する。   In the precharge period calculation (S102), in order to generate the drive waveform COM, whether the analog circuit 80 and the digital circuit 70 are used in combination, or only the analog circuit 80 is used and the digital circuit 70 is not used. Judgment is also made. That is, it is determined whether or not the inductor 71 is used to drive the piezo element PZT. Details will be described later.

印加極性判定（Ｓ１０４Ａ〜Ｃ）は、 ピエゾ素子ＰＺＴに充放電する際に、正充電印加（ＳＴＡＴＥ３）をするか、若しくは正放電印加（ＳＴＡＴＥ４）をするかを判定する処理である。また、逆充電印加（ＳＴＡＴＥ５）か、逆放電印加（ＳＴＡＴＥ６）かの判定も行う。   The applied polarity determination (S104A to C) is a process for determining whether to perform positive charge application (STATE3) or positive discharge application (STATE4) when charging / discharging the piezo element PZT. It is also determined whether reverse charge application (STATE 5) or reverse discharge application (STATE 6).

具体的な判定方法を説明する。まず、各セグメントにおける電圧ＶＣの勾配（図６Ａ）の正負を判定し、正ならＳＴＡＴＥ３またはＳＴＡＴＥ４、負ならＳＴＡＴＥ５またはＳＴＡＴＥ６を選択する。例えば、セグメント１では、ＶＣの電圧勾配が正であるため（図６Ａ）、ピエゾ素子ＰＺＴへの充放電はＳＴＡＴＥ３またはＳＴＡＴＥ４を選択する（図６Ｂ）。 A specific determination method will be described. First, determine the sign of the gradient (Fig. 6A) of the voltage V C in each segment, if positive STATE3 or STATE 4, selects the negative if STATE5 or STATE 6. For example, in segment 1, because the voltage gradient of V C is positive (FIG. 6A), the charge and discharge of the piezo elements PZT selects STATE3 or STATE 4 (Figure 6B).

次に、ピエゾ電圧ＶＣが主電源Ｖｄｄの半分の値（Ｖｄｄ／２）よりも大きいか否かを判定し、次の状態がＳＴＡＴＥ３（ＳＴＡＴＥ５）になるか、またはＳＴＡＴＥ４（ＳＴＡＴＥ６）になるかを決定する。Ｖｄｄ／２を判断基準としているのは、図６Ｂの各セグメントにおいて“のこぎり波”となる部分を平滑にするためにアナログ回路８０から過不足分の電流を補償する際に（この電流補償についての詳細は後述する）、電流増幅回路８２のトランジスタ８２１または８２２を流れる電流を極力少なくするためである。 Then, either a piezo voltage V C is determined whether greater or not than half the value of the main power supply Vdd (Vdd / 2), or the next state is STATE3 (STATE5), or becomes STATE 4 (STATE 6) To decide. Vdd / 2 is used as a judgment criterion when compensating for excess / deficiency current from the analog circuit 80 in order to smooth the portion that becomes a “sawtooth wave” in each segment of FIG. 6B (about this current compensation). This is for the purpose of minimizing the current flowing through the transistor 821 or 822 of the current amplification circuit 82 as much as possible.

例えば、本実施形態では主電源Ｖｄｄ＝４２Ｖであるが、セグメント１の開始時の電圧ＶＣＯ１＝１２Ｖであり（図６Ａ）、ＶＣＯ１＜Ｖｄｄ／２となる。このとき、主電源ＶｄｄとＶＣＯ１との電位差は（Ｖｄｄ−ＶＣＯ１）＝３０Ｖであるのに対して、ＶＣＯ１とグランドとの電位差は（ＶＣＯ１−０）＝１２Ｖであり、後者の電位差の方が小さくなる。ここで、トランジスタにおける消費エネルギーは電圧に電流を乗じた値で表されることから、同じ量の電流を流すのであれば電位差が小さい方が発熱も小さくなる。 For example, in the present embodiment, the main power supply Vdd = 42V, but the voltage V CO 1 = 12V at the start of segment 1 (FIG. 6A), and V CO 1 <Vdd / 2. At this time, the potential difference between the main power supply Vdd and V CO 1 is (Vdd−V CO 1) = 30V, whereas the potential difference between V CO 1 and ground is (V CO 1-0) = 12V. The latter potential difference is smaller. Here, since the energy consumption in the transistor is represented by a value obtained by multiplying the voltage by the current, if the same amount of current is passed, the smaller the potential difference, the smaller the heat generation.

したがって、狙いの電流値ＩＬＴ１に対して過不足分の電流をアナログ回路８０を用いて補償する場合、充電用トランジスタ８２１を介して主電源Ｖｄｄから不足分電流として充電するよりも、放電用トランジスタ８２２を介してグランドへ余剰分電流として放電したほうが、電流増幅回路８２における発熱量が小さくなる。よって、セグメント１では狙いの電流値ＩＬＴ１より大きめの電流ＩＬＯ１を最初に流しておき、ＳＴＡＴＥ４の正放電印加から開始している（図６Ｂ）。 Therefore, when the analog circuit 80 is used to compensate for the excess / deficiency current with respect to the target current value I LT 1, the discharge current is less than the charge from the main power supply Vdd via the charging transistor 821. The amount of heat generated in the current amplifying circuit 82 is reduced by discharging the excess current to the ground via the transistor 822. Therefore, in segment 1, a current I LO 1 larger than the target current value I LT 1 is first supplied, and the positive discharge of STATE 4 is started (FIG. 6B).

一方、セグメント２では初期電圧がＶＣＯ２＝４０Ｖと大きく、Ｖｄｄ／２＜ＶＣＯ２となる。このとき、主電源ＶｄｄとＶＣＯ２との電位差は（Ｖｄｄ−ＶＣＯ２）＝２Ｖであるのに対して、ＶＣＯ２とグランドとの電位差は（ＶＣＯ２−０）＝４０Ｖであり、前者の電位差の方が小さくなる。 On the other hand, in segment 2, the initial voltage is as large as V CO 2 = 40 V, and Vdd / 2 <V CO 2 is satisfied. At this time, the potential difference between the main power supply Vdd and V CO 2 is (Vdd−V CO 2) = 2V, whereas the potential difference between V CO 2 and ground is (V CO 2-0) = 40V. The former potential difference becomes smaller.

したがって、放電用トランジスタ８２２を介してグランドへ余剰分電流として放電するよりも、充電用トランジスタ８２１を介して主電源Ｖｄｄから不足分電流として充電する方が、電流増幅回路８２を流れる電流が少なくなる。よって、セグメント２では、狙いの電流値ＩＬＴ２より大きめの電流ＩＬＯ２を最初に流しておき、ＳＴＡＴＥ６の逆放電印加から開始している（図６Ｂ）。 Therefore, the current flowing through the current amplifying circuit 82 is smaller when charging from the main power supply Vdd via the charging transistor 821 as the deficient current than when discharging as the surplus current to the ground via the discharging transistor 822. . Therefore, in segment 2, a current I LO 2 larger than the target current value I LT 2 is first passed, and the reverse discharge application of STATE 6 is started (FIG. 6B).

印加時間計算（Ｓ１０５）は、各ＳＴＡＴＥにおける電流印加時間を算出する処理である。本実施形態においては、印加時間は各ＳＴＡＴＥの遷移時間に等しい。遷移時間は、ＳＴＡＴＥ３〜６においてピエゾ素子ＰＺＴへの充放電によりインダクタ電流ＩＬが増減していく間に、所定の電流値に達するまでの時間を、ＣＰＵ（ＤＳＰ）６３により予測計算した値である。ここで、インダクタに流すべき狙いの電流値をＩＬＴ、許容できる電流値の最小誤差をｎとすると、上述の所定の電流値とは、ＩＬＴ±ｎで表される値である。例えば、図６Ｂにおいて、セグメント１で狙いの電流値ＩＬＴ１に対して、最小誤差を１Ａとすると、インダクタ電流ＩＬの値がＩＬＴ１±１Ａとなるまでの時間を計算し、その計算された時間が、ＳＴＡＴＥ３とＳＴＡＴＥ４を切り替えるための印加時間（遷移時間）となる。 The application time calculation (S105) is a process of calculating a current application time in each STATE. In the present embodiment, the application time is equal to the transition time of each STATE. Transition time, while going to the inductor current I L increases or decreases by charging and discharging of the piezoelectric element PZT in STATE3～6, the time to reach a predetermined current value, a value predicted calculated by CPU (DSP) 63 is there. Here, if the target current value to be passed through the inductor is I LT , and the minimum allowable current value error is n, the above-described predetermined current value is a value represented by I LT ± n. For example, in FIG. 6B, if the minimum error is 1 A with respect to the target current value I LT 1 in segment 1, the time until the value of the inductor current I L becomes I LT 1 ± 1A is calculated and the calculation is performed. The applied time is an application time (transition time) for switching between STATE3 and STATE4.

つまり、本実施形態では、狙いの電流値ＩＬＴに対して、インダクタ電流Ｌの増減を計測し、電流値によるフィードバック制御を行うのではなく、あらかじめ予測計算した時間を基準としてスイッチング制御（予測制御）を行う。これにより、各ＳＴＡＴＥの切り替えごとに、その都度、電流値を測定しながらフィードバック制御をする場合に比べて、ＣＰＵ（ＤＳＰ）６３にかかる負荷が軽くなり、高速の印刷が可能となる。 That is, in the present embodiment, the increase / decrease in the inductor current L is measured with respect to the target current value I LT and the feedback control based on the current value is not performed, but the switching control (predictive control) is performed based on the time calculated in advance. )I do. This reduces the load on the CPU (DSP) 63 and enables high-speed printing as compared with the case where feedback control is performed while measuring the current value each time each STATE is switched.

一方、このような予測制御だけでは、ＩＬが想定の値から大きくずれていった場合に、ずれを修正することができない。上述の予測計算により算出された印加時間が、実際に電流を印加すべき時間よりもずれていた場合には、最小誤差である１Ａ以上の電流が印加されることになり、インダクタ電流ＩＬは狙いの電流値ＩＬＴから徐々にずれていってしまうことになる。これに対して、電流値ＩＬ自体にはフィードバックをかけることができないからである。なお、この印加時間の計算のずれは、各機器の印刷開始時における温度（熱）の影響や、プリンターごとの個体差により生じることが考えられる。 On the other hand, such a predictive control only, if I L went largely deviated from the value assumed, it is impossible to correct the deviation. When the application time calculated by the above-described prediction calculation is deviated from the time when the current is actually applied, a current of 1 A or more which is the minimum error is applied, and the inductor current IL is It will be gradually deviated from the target current value ILT . In contrast, the current value IL itself cannot be fed back. Note that this difference in calculation of the application time may be caused by the influence of temperature (heat) at the start of printing of each device and individual differences for each printer.

しかし、ＩＬに想定よりも大きなずれが生じた場合には、ずれた分の電流をアナログ回路８０側から補償するために、充放電用トランジスタ８２１、８２２にも、より大きな電流が流れることになる。したがって、トランジスタ８２１、８２２の電流検出機構として設けられたコンパレーター８３により、トランジスタを流れる電流の大きさを監視することで、ＩＬのずれを検出することができる。トランジスタに流れる電流値が想定値を超えると、コンパレーター８３の出力電圧が最大値に切り替わるので、この出力値が切り替わるタイミングを計測しておき、適正な印加時間を算出しなおして、次回以降の電流印加を正常な状態に修正する。コントローラー６０により、このようなキャリブレーションを行うことで、本実施形態においては、ＩＬを適正な波形に保つことができる。 However, when the resulting large displacement than expected in I L is the amount of current which is shifted in order to compensate for the analog circuit 80 side, in the charge and discharge transistors 821 and 822, that a larger current flows Become. Therefore, the comparator 83 provided as a current detection mechanism of the transistors 821 and 822 by monitoring the magnitude of current flowing through the transistor, it is possible to detect the deviation of the I L. When the value of the current flowing through the transistor exceeds the assumed value, the output voltage of the comparator 83 switches to the maximum value. Therefore, the timing at which this output value switches is measured, the appropriate application time is recalculated, Correct the current application to a normal state. By the controller 60, by performing such calibration, in the present embodiment, it is possible to keep the I L to an appropriate waveform.

その後、決定された印加時間にしたがって電流が印加され（Ｓ１０６）、印加極性判定（Ｓ１０４）と印加時間計算（Ｓ１０５）及び電流印加（Ｓ１０６）を繰り返すことで、１セグメントが構成される。１セグメントが終了すると、次のセグメント開始のための予備充電期間計算（Ｓ１０２）に移行する。本実施形態では、この動作を３セグメント繰り返すことで、１サイクルの印刷動作を完了する。   Thereafter, a current is applied according to the determined application time (S106), and an application polarity determination (S104), application time calculation (S105), and current application (S106) are repeated to form one segment. When one segment ends, the process proceeds to a precharge period calculation (S102) for starting the next segment. In this embodiment, this operation is repeated for three segments to complete one cycle of printing operation.

＜本実施形態の効果＞
本実施形態による効果を説明するために、まず、比較例としてアナログ回路８０のみにより、駆動信号ＣＯＭを生成する場合について考える。前述の通り、アナログ回路８０では、駆動波形生成回路８１により生成されたアナログ信号を充放電用のトランジスタで増幅することによって駆動信号ＣＯＭを生成する。この場合、電流増幅時にトランジスタを流れる電流は、エネルギーとして消費され、発熱の原因となっていた。 <Effect of this embodiment>
In order to explain the effect of this embodiment, first, a case where the drive signal COM is generated only by the analog circuit 80 will be considered as a comparative example. As described above, the analog circuit 80 generates the drive signal COM by amplifying the analog signal generated by the drive waveform generation circuit 81 using the charge / discharge transistor. In this case, the current flowing through the transistor during current amplification is consumed as energy, causing heat generation.

これに対して、本実施形態では、まず、デジタル回路７０のインダクタ７１において、大まかな電流波形ＩＬを生成する（図６Ｂ）。しかし、ＩＬの波形はその制御方式から図６ＡのＩＣで表されるような“矩形波”にはならず、図６Ｂに表されるような“のこぎり”波となっている。そのため、ＩＬだけでは図６ＡのＶＣで表されるような台形波である駆動信号ＣＯＭを生成することが難しく、ピエゾ素子ＰＺＴを正確に駆動させることができない。そこで、本実施形態では要求される電流値に対する過不足分をアナログ回路８０から補うという方法をとっている。すなわち、図６Ｂの斜線部分で示されるように、電流波形ＩＬの“のこぎり波”部分と、電流の狙い値ＩＬＴとの差分だけアナログ回路８０の充放電用トランジスタ８２１及び８２２を介して主電源Ｖｄｄから過不足分の電流を補償している。 In contrast, in this embodiment, first, a rough current waveform IL is generated in the inductor 71 of the digital circuit 70 (FIG. 6B). However, the waveform of I L does not become the "square wave" as represented by I C of Figure 6A from the control system, is "saw" wave, as represented in Figure 6B. Therefore, only I L difficult to produce a driving signal COM is a trapezoidal wave as represented by V C of Figure 6A, it is not possible to accurately drive the piezo element PZT. Therefore, in this embodiment, a method is employed in which an excess or deficiency with respect to the required current value is compensated from the analog circuit 80. That is, as shown by the shaded portion in FIG. 6B, the main through the "sawtooth" portion of the current waveform I L, the charge and discharge transistors 821 and 822 only the analog circuit 80 the difference between the target value I LT current The excess and deficiency current is compensated from the power supply Vdd.

その結果、ＩＬはピエゾ素子ＰＺＴに印加される時点では矩形波となり、良好な印刷が可能となる。そして、充放電用トランジスタ８２１及び８２２を流れる電流は、上述の差分だけとなることから、比較例のようにアナログ回路８０のみによって駆動信号ＣＯＭを生成する場合よりも大幅にエネルギー消費量が少なくなる。したがって、課題となっていたトランジスタでの発熱を抑えることが可能になり、大規模な冷却装置によるプリンターの大型化といった問題も解消される。 As a result, I L becomes a square wave at the time is applied to the piezo element PZT, it is possible to good printing. Since the currents flowing through the charge / discharge transistors 821 and 822 are only the above-described difference, the energy consumption is significantly reduced compared to the case where the drive signal COM is generated only by the analog circuit 80 as in the comparative example. . Therefore, it is possible to suppress heat generation in the transistor, which has been a problem, and problems such as an increase in the size of the printer due to a large-scale cooling device are solved.

また、デジタル回路７０を並列に並べる構造とすれば、一方の回路のインダクタからピエゾ素子ＰＺＴに充電している間に、他方の回路のインダクタに主電源Ｖｄｄからエネルギーを蓄えるといった制御も可能となり、より良好な追従性を有する印刷が実現できる。   Further, if the digital circuit 70 is arranged in parallel, it is possible to perform control such that energy is stored from the main power supply Vdd in the inductor of the other circuit while charging the piezo element PZT from the inductor of one circuit. Printing with better followability can be realized.

ただし、常にアナログ回路８０とデジタル回路７０を組み合わせてピエゾ駆動信号を生成し、印刷を行うわけではない。上述の場合、インダクタ７１の電流不足分をアナログ回路８０で補償するのであるが、その補償分及び各ＳＴＡＴＥ切り替え時のスイッチングロス分が、アナログ回路８０単独で駆動信号を生成する場合の電流よりも大きくなる場合がある。例えば、印刷時にノズルを１つしか使用しないような低負荷運転の場合、スイッチング制御をすると、かえってエネルギー損失が大きくなることが考えられる。また、ＶＣの電圧勾配が非常に緩やかな場合等も同様である。そこで、前述の負荷容量計算で算出された値を参照することによって、デジタル回路７０は用いず、アナログ回路８０のみを用いて印刷を行うことも考慮することで、より効率の良い印刷が可能となる。 However, the analog circuit 80 and the digital circuit 70 are not always combined to generate a piezo drive signal and perform printing. In the above-described case, the current shortage of the inductor 71 is compensated by the analog circuit 80. The compensation amount and the switching loss at the time of switching each STATE are more than the current when the analog circuit 80 generates the drive signal alone. May be larger. For example, in the case of a low load operation in which only one nozzle is used at the time of printing, it is conceivable that the energy loss is increased if switching control is performed. The same applies to such case the voltage gradient of V C is very gentle. Therefore, by referring to the value calculated in the load capacity calculation described above, it is possible to perform more efficient printing by considering that printing is performed using only the analog circuit 80 without using the digital circuit 70. Become.

逆に、アナログ回路８０による電流補償を行わずに、デジタル回路７０のみにより駆動信号を生成して印刷を行うことも可能である。ピエゾ素子ＰＺＴの駆動を正確に制御する必要がない場合、例えば媒体の全面にわたって濃淡のない単色の印刷を行う場合などには、デジタル回路７０のみを使用することで、電流増幅回路８２を流れる電流はゼロとなるため、トランジスタでの発熱の問題は生じない。   On the contrary, it is also possible to perform printing by generating a drive signal only by the digital circuit 70 without performing the current compensation by the analog circuit 80. When it is not necessary to accurately control the driving of the piezo element PZT, for example, when performing monochrome printing with no shading over the entire surface of the medium, the current flowing through the current amplifying circuit 82 by using only the digital circuit 70 is used. Is zero, so there is no problem of heat generation in the transistor.

＝＝＝まとめ＝＝＝
本実施形態では、インダクタ７１に蓄えたエネルギーを利用して、ピエゾ素子ＰＺＴに充放電を行い、ピエゾ素子を動作させることで液体を噴出させている。そして、インダクタ７１の両端と、第１の電源（主電源Ｖｄｄ）及び第２の電源（グランド）との間にはそれぞれスイッチが設けられており、インダクタの両端に異なる電位を選択的に印加できるようになっている。そして、これらのスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることで、インダクタ両端にかかる電位を変化させ、インダクタ電流ＩＬの大きさをコントロールしている。 === Summary ===
In the present embodiment, the energy stored in the inductor 71 is used to charge and discharge the piezoelectric element PZT, and the liquid is ejected by operating the piezoelectric element. A switch is provided between both ends of the inductor 71 and the first power supply (main power supply Vdd) and the second power supply (ground), and different potentials can be selectively applied to both ends of the inductor. It is like that. Then, by ON / OFF of the switches, the potential across the inductor across varied, and controls the magnitude of the inductor current I L.

また、本実施形態においては、インダクタ７１を流れる電流の向きは常に一定方向に保たれている。したがって、上述のスイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、電流の流れ方向下流側の電位を、上流側の電位より高くすることもできる。この場合、電流は電位の低い方から高い方へ流れようとするため、電流は徐々に小さくなる。例えば、インダクタ７１の入力側とグランドとの間のスイッチをＯＮにして、出力側をピエゾ素子ＰＺＴに接続すれば、インダクタ７１の入力側電位が出力側電位よりも低くなるため、電流ＩＬを減少させながらピエゾ素子に充電を行うことができる。
逆に、電流の流れ方向上流側の電位を下流側の電位よりも高くすれば、電流ＩＬを増大させながらピエゾ素子に充電を行うことができる。
このように、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御しながらピエゾ素子への充放電を行うことで、インダクタ電流ＩＬの増減をコントロールすることができ、インダクタ電流ＩＬが流れすぎたり、減りすぎたりするといった問題を解消することができる。 In the present embodiment, the direction of the current flowing through the inductor 71 is always kept constant. Therefore, by controlling ON / OFF of the switch described above, the potential on the downstream side in the current flow direction can be made higher than the potential on the upstream side. In this case, since the current tends to flow from the lower potential to the higher potential, the current gradually decreases. For example, a switch between the input side and the ground of the inductor 71 and to ON, by connecting the output side to the piezoelectric element PZT, because the input side potential of the inductor 71 is lower than the output side potential, the current I L The piezo element can be charged while decreasing.
Conversely, if the potential of the flow direction upstream of the current higher than the potential of the downstream side, can be charged to the piezoelectric element while increasing the current I L.
Thus, by performing the charging and discharging of the piezoelectric element while controlling the ON / OFF of the switches, it is possible to control the increase or decrease of the inductor current I L, or the inductor current I L is too flow, too reduced Can solve the problem.

なお、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦは、予めスイッチの切り替えタイミングの時間を計算することにより制御される。すなわち、インダクタ電流ＩＬが増減していき、所定の電流値に達するまでの時間を、ＣＰＵ６３により予測して算出し、その算出された時間を基準として、増減するＩＬが一定の範囲内に収まるよう、順次各スイッチのＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。これにより、予測計算のみでスイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御が可能となるため、印刷中、常時インダクタ電流ＩＬの大きさを計測しながらフィードバック制御をする場合等よりも、ＣＰＵにかかる負荷を軽くすることができる。 Note that ON / OFF of each switch is controlled by calculating the time of switch switching timing in advance. That is, the inductor current I L will increase or decrease, the time to reach a predetermined current value, calculated predicted by CPU 63, as a reference the calculated time, in the range, increase or decrease I L is constant Each switch is switched on and off in order so as to fit. Accordingly, since it becomes possible ON / OFF control of the switch only in the prediction calculation, during printing, than if such a magnitude of constantly inductor current I L to the while feedback control measurement, to lighten the load on the CPU be able to.

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。 === Other Embodiments ===
Although a printer or the like as one embodiment has been described, the above embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.

＜液体噴出装置について＞
前述の各実施形態では、発熱を低減した液体噴出装置の一例としてプリンターが説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造型機、液体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体噴出装置に、本実施形態と同様の技術を適用してもよい。 <About liquid ejection device>
In each of the above-described embodiments, a printer has been described as an example of a liquid ejection device that reduces heat generation, but the present invention is not limited to this. For example, color filter manufacturing apparatus, dyeing apparatus, fine processing apparatus, semiconductor manufacturing apparatus, surface processing apparatus, three-dimensional molding machine, liquid vaporizer, organic EL manufacturing apparatus (especially polymer EL manufacturing apparatus), display manufacturing apparatus, film formation You may apply the technique similar to this embodiment to the various liquid ejection apparatuses which applied inkjet technology, such as an apparatus and a DNA chip manufacturing apparatus.

＜電流増幅用トランジスタについて＞
前述の各実施形態では、電流増幅回路８２が有する充電用トランジスタとしてＮＰＮ型トランジスタ８２１を例示し、放電用トランジスタとしてＰＮＰ型トランジスタ８２２を例示した。しかし、電圧波形信号ＣＯＭ´（アナログ信号）について電流の増幅を行えるものであれば、他の種類のトランジスタを用いてもよい。 <About current amplification transistor>
In each of the above-described embodiments, the NPN transistor 821 is exemplified as the charging transistor included in the current amplification circuit 82, and the PNP transistor 822 is exemplified as the discharging transistor. However, other types of transistors may be used as long as the voltage waveform signal COM ′ (analog signal) can be amplified.

＜ＭＯＳＦＥＴについて＞
前述の各実施形態では、スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴを例示して説明したが、これに限られるものではない。コントローラー６０により、ＯＮ／ＯＦＦの制御が自在であり、応答性に問題がなければリレー等他のスイッチ素子を用いてもよい。 <About MOSFET>
In each of the above-described embodiments, the MOSFET has been described as an example of the switch element. However, the present invention is not limited to this. Other switching elements such as a relay may be used as long as the controller 60 can freely control ON / OFF and there is no problem in responsiveness.

＜ピエゾ素子について＞
前述の各実施形態では、液体を噴出させるための動作を行う素子としてピエゾ素子ＰＺＴを例示したが、他の素子であってもよい。例えば、発熱素子や静電アクチュエーターを用いてもよい。 <About piezo elements>
In each of the above-described embodiments, the piezo element PZT is exemplified as the element that performs the operation for ejecting the liquid. However, other elements may be used. For example, a heating element or an electrostatic actuator may be used.

＜他の装置について＞
前述の各実施形態では、ヘッド４１をキャリッジとともに移動させるタイプのプリンター１を例に挙げて説明したが、プリンターはヘッドが固定された、いわゆるラインプリンターでもよい。 <About other devices>
In each of the above-described embodiments, the type of printer 1 that moves the head 41 together with the carriage has been described as an example. However, the printer may be a so-called line printer in which the head is fixed.

１ プリンター、２０ 搬送ユニット、２１ 給紙ローラー、
２２ 搬送モータ、２３ 搬送ローラー、２４ プラテン、
２５ 排紙ローラー、３０ キャリッジユニット、３１ キャリッジ、
３２ キャリッジモータ、４０ ヘッドユニット、
４１ ヘッド、４１１ ケース、４１２ 流路ユニット、
４１２ａ 流路形成板、４１２ｂ 弾性板、４１２ｃ ノズルプレート、
４１２ｄ 圧力室、４１２e ノズル連通口、４１２ｆ 共通インク室、
４１２ｇ インク供給路、４１２ｈ アイランド部、４１２ｉ 弾性膜、
５０ 検出器群、５１ リニア式エンコーダ、５２ ロータリー式エンコーダ、
５３ 紙検出センサ、５４ 光学センサ、６０ コントローラー、
６１ インターフェース部、６２ 負荷カウンター、６３ ＣＰＵ、
６４ メモリ、６５ ユニット制御回路、６６ プリドライバ、
７０ 駆動信号生成回路（デジタル式）、７１ インダクタ、
７２ 入力側回路、７２１ ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）、
７２２ ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）、７２３ ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）、
７２４ ダイオード、７３ 出力側回路、７３１ ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）、
７３２ ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）、７３３ ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型）、
７３４ ダイオード、７３５ ダイオード、
８０ 駆動信号生成回路（アナログ式）、
８１ 波形生成回路、８１１ ＤＡＣ回路、８１２ プリアンプ、
８２ 電流増幅回路、８２１ ＮＰＮ型トランジスタ、
８２２ ＰＮＰ型トランジスタ、
８３Ａ コンパレーター、８３Ｂ コンパレーター、
８４Ａ 抵抗、８４Ｂ 抵抗、８５Ａ 電流計、８５Ｂ 電流計、
８６ 差動前段増幅回路、１１０ コンピューター 1 printer, 20 transport unit, 21 paper feed roller,
22 transport motor, 23 transport roller, 24 platen,
25 paper discharge roller, 30 carriage unit, 31 carriage,
32 Carriage motor, 40 head unit,
41 head, 411 case, 412 flow path unit,
412a flow path forming plate, 412b elastic plate, 412c nozzle plate,
412d pressure chamber, 412e nozzle communication port, 412f common ink chamber,
412g Ink supply path, 412h island part, 412i elastic film,
50 detector groups, 51 linear encoder, 52 rotary encoder,
53 paper detection sensor, 54 optical sensor, 60 controller,
61 interface unit, 62 load counter, 63 CPU,
64 memories, 65 unit control circuit, 66 pre-driver,
70 drive signal generation circuit (digital type), 71 inductor,
72 input side circuit, 721 MOSFET (P type),
722 MOSFET (N type), 723 MOSFET (N type),
724 diode, 73 output side circuit, 731 MOSFET (P type),
732 MOSFET (N type), 733 MOSFET (P type),
734 diode, 735 diode,
80 Drive signal generation circuit (analog type),
81 waveform generation circuit, 811 DAC circuit, 812 preamplifier,
82 current amplifier circuit, 821 NPN transistor,
822 PNP transistor,
83A comparator, 83B comparator,
84A resistance, 84B resistance, 85A ammeter, 85B ammeter,
86 Differential pre-amplifier circuit, 110 computers

Claims (7)

充電、または、放電することで動作して、液体を噴出する圧電素子と、
エネルギーを蓄えることで、前記圧電素子に充電、または、放電を行うインダクタと、
前記インダクタの一端と第１の電源との間、及び、前記インダクタの一端と前記第１の電源よりも低い電位を有する第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチと、
前記インダクタの他端と前記第１の電源との間、及び、前記インダクタの他端と前記第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチと、
前記各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部と、
を備える液体噴出装置。 A piezoelectric element that operates by charging or discharging and ejects liquid;
An inductor that charges or discharges the piezoelectric element by storing energy; and
A switch provided between one end of the inductor and the first power source, and between the one end of the inductor and a second power source having a lower potential than the first power source;
Switches provided between the other end of the inductor and the first power supply, and between the other end of the inductor and the second power supply,
A control unit for controlling ON / OFF of each switch;
A liquid ejection device comprising: 請求項１に記載の液体噴出装置であって、
前記インダクタから前記圧電素子に充電、または、前記圧電素子から前記インダクタに放電を行う際に、
前記スイッチをそれぞれＯＮ／ＯＦＦし、前記インダクタ両端の電位差を変化させることで、前記インダクタを流れる電流の増減を調整することを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to claim 1,
When charging the piezoelectric element from the inductor, or discharging from the piezoelectric element to the inductor,
A liquid ejecting apparatus that adjusts increase / decrease of a current flowing through the inductor by turning on / off each of the switches and changing a potential difference between both ends of the inductor. 請求項１または２に記載の液体噴出装置であって、
前記インダクタから前記圧電素子に充電を行う際に、
前記インダクタの一端と前記第１の電源との間のスイッチをＯＦＦにして、他端を前記圧電素子に接続することで、インダクタを流れる電流を増加させながら、前記圧電素子の充電を行い、
前記インダクタの一端と前記第２の電源との間のスイッチをＯＮにして、他端を前記圧電素子に接続することで、インダクタを流れる電流を減少させながら、前記圧電素子の充電を行うことを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to claim 1 or 2,
When charging the piezoelectric element from the inductor,
By turning off the switch between one end of the inductor and the first power supply and connecting the other end to the piezoelectric element, charging the piezoelectric element while increasing the current flowing through the inductor,
By turning on a switch between one end of the inductor and the second power source and connecting the other end to the piezoelectric element, the piezoelectric element is charged while reducing a current flowing through the inductor. A liquid ejecting apparatus. 請求項１〜３に記載の液体噴出装置であって、
前記圧電素子から前記インダクタに放電を行う際に、
前記インダクタの一端を前記圧電素子に接続し、他端と前記第２の電源との間のスイッチをＯＮにすることで、インダクタを流れる電流を増加させながら、前記圧電素子の放電を行い、
前記インダクタの一端を前記圧電素子に接続し、他端と前記第１の電源との間のスイッチをＯＦＦにすることで、インダクタを流れる電流を減少させながら、前記圧電素子の放電を行うことを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to claim 1,
When discharging from the piezoelectric element to the inductor,
By connecting one end of the inductor to the piezoelectric element and turning on a switch between the other end and the second power source, the piezoelectric element is discharged while increasing a current flowing through the inductor,
One end of the inductor is connected to the piezoelectric element, and the switch between the other end and the first power supply is turned OFF, thereby discharging the piezoelectric element while reducing the current flowing through the inductor. A liquid ejecting apparatus. 請求項１〜４に記載の液体噴出装置であって、
前記インダクタを流れる電流が所要の電流値まで増減するのにかかる時間を計算し、
前記計算された時間により、前記各スイッチをＯＮ／ＯＦＦするタイミングを決定することを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to claim 1,
Calculate the time taken for the current flowing through the inductor to increase or decrease to the required current value,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a timing for turning on / off each of the switches is determined based on the calculated time. 請求項１〜５に記載の液体噴出装置であって、
前記インダクタから前記圧電素子に充電、または、前記圧電素子から前記インダクタに放電を行う際に、
前記インダクタを流れる電流の方向が一定であり、
前記インダクタの電流の流れ方向の下流側の電位が、上流側の電位よりも高いことを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to claim 1,
When charging the piezoelectric element from the inductor, or discharging from the piezoelectric element to the inductor,
The direction of the current flowing through the inductor is constant,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a downstream potential in the current flow direction of the inductor is higher than an upstream potential. インダクタに蓄えられたエネルギーによって、圧電素子に充電、または、放電を行うことと、
前記インダクタの一端と前記第１の電源との間、及び、前記インダクタの一端と前記第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることと、
前記インダクタの他端と前記第１の電源との間、及び、前記インダクタの他端と前記第２の電源との間にそれぞれ設けられたスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることと、
充電、または、放電された圧電素子を動作させることで、液体を噴出する液体噴出方法。 Charging or discharging the piezoelectric element with the energy stored in the inductor;
Turning on / off a switch provided between one end of the inductor and the first power source and between one end of the inductor and the second power source;
Turning on / off switches provided between the other end of the inductor and the first power source and between the other end of the inductor and the second power source;
A liquid ejection method for ejecting liquid by operating a charged or discharged piezoelectric element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2498124A1 (en) 2011-03-08 2012-09-12 Sony Corporation Front-lit reflective dispay having a uniform image luminance
JP2019165432A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 富士ゼロックス株式会社 Capacitive load drive circuit and image formation apparatus

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