JP2011178172A - Liquid injector and liquid injection printer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid injector which can reduce power consumption. <P>SOLUTION: When outputting a drive waveform signal WCOM as a driving signal COM by pulse modulating the drive waveform signal WCOM by a modulation circuit 26, power amplifying its modulation signal by a digital power amplifier circuit 28, and smoothing the power amplified modulation signal APWM by a smoothing filter 29, if the electric potential of the driving signal COM, which is not necessary to supply a current to an actuator 22 of a capacitive load, is not changed, that is, if the electric potential of the drive waveform signal WCOM does not change, an action stop signal/Disable is set to a low level so that the switching element Q1 on the high side of a digital power amplifier circuit 28, and the switching element Q2 on the low side of the digital power amplifier circuit 28 are both set to OFF states to stop the action of the digital power amplifier circuit 28. Thus, the power consumption quantities of the switching element Q1 on the high side, and the switching element Q2 on the low side as well as a coil L in the smoothing filter 29 can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエータに駆動信号を印加して液体を噴射する液体噴射装置に関し、例えば微小な液体を液体噴射ヘッドのノズルから噴射して、微粒子(ドット)を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射型印刷装置に好適なものである。   The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects liquid by applying a drive signal to an actuator, for example, by ejecting a minute liquid from a nozzle of a liquid ejecting head to form fine particles (dots) on a print medium, The present invention is suitable for a liquid jet printing apparatus that prints predetermined characters, images, and the like.

液体噴射型印刷装置では、液体噴射ヘッドのノズルから液体を噴射するために、圧電素子などのアクチュエータが設けられ、このアクチュエータに所定の駆動信号を印加しなければならない。この駆動信号は、比較的電位の高いものなので、駆動信号の基準となる駆動波形信号を電力増幅回路で電力増幅しなければならない。そこで、下記特許文献1では、アナログ電力増幅器に比べて、電力損失が極めて小さく、小型化が可能なデジタル電力増幅回路を用い、駆動波形信号を変調回路でパルス変調して変調信号とし、その変調信号をデジタル電力増幅回路で電力増幅して電力増幅変調信号とし、その電力増幅変調信号を平滑フィルタで平滑化して、駆動信号としている。   In a liquid ejection type printing apparatus, an actuator such as a piezoelectric element is provided in order to eject liquid from a nozzle of a liquid ejection head, and a predetermined drive signal must be applied to the actuator. Since this drive signal has a relatively high potential, it is necessary to power-amplify a drive waveform signal serving as a reference for the drive signal by a power amplifier circuit. Therefore, in Patent Document 1 below, a digital power amplifier circuit that has an extremely small power loss and can be downsized as compared with an analog power amplifier is used, and a drive waveform signal is pulse-modulated by a modulation circuit to form a modulation signal. The signal is amplified by a digital power amplification circuit to obtain a power amplification modulation signal, and the power amplification modulation signal is smoothed by a smoothing filter to obtain a drive signal.

特開2007−168172号公報JP 2007-168172 A

ところで、液体噴射型印刷装置のアクチュエータに印加する駆動信号、或いはその基準となる駆動波形信号には、電位の変化しない部分(時間)がある。アクチュエータとして用いられる圧電素子は容量性負荷であり、駆動信号の電位が変化しないときにはアクチュエータに電流を供給する必要がない。しかしながら、前記特許文献1に記載される液体噴射型印刷装置では、駆動信号の電位が変化しないときにもデジタル電力増幅回路が動作し続け、デジタル電力増幅回路並びに平滑フィルタで電力が消費されてしまうという問題がある。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、消費電力を低減することが可能な液体噴射装置および液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置を提供することを目的とするものである。
Incidentally, the drive signal applied to the actuator of the liquid jet printing apparatus or the reference drive waveform signal has a portion (time) in which the potential does not change. The piezoelectric element used as the actuator is a capacitive load, and it is not necessary to supply current to the actuator when the potential of the drive signal does not change. However, in the liquid jet printing apparatus described in Patent Document 1, the digital power amplifier circuit continues to operate even when the potential of the drive signal does not change, and power is consumed by the digital power amplifier circuit and the smoothing filter. There is a problem.
The present invention has been developed paying attention to these problems, and an object thereof is to provide a liquid ejecting apparatus capable of reducing power consumption and a liquid ejecting printing apparatus using the liquid ejecting apparatus. To do.

上記諸問題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、アクチュエータの駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス変調して変調信号とする変調回路と、前記変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号とするデジタル電力増幅回路と、前記電力増幅変調信号を平滑化して前記駆動信号とする平滑フィルタと、前記アクチュエータの電位を一定に保つ場合に動作する電力増幅停止手段とを備えたことを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、アクチュエータの電位を一定に保つとき、即ち駆動波形信号の電位を一定に保つときにデジタル電力増幅回路の動作を停止することとしたため、デジタル電力増幅回路並びに平滑フィルタでの電力消費量を低減することができる。
In order to solve the above problems, a liquid ejecting apparatus of the present invention includes a modulation circuit that modulates a drive waveform signal that is a reference of an actuator drive signal to generate a modulation signal, and amplifies the power by amplifying the modulation signal. A digital power amplifying circuit as a modulation signal; a smoothing filter that smoothes the power amplification modulation signal as the drive signal; and a power amplification stop means that operates when the potential of the actuator is kept constant. It is a feature.
According to this liquid ejecting apparatus, since the operation of the digital power amplifier circuit is stopped when the potential of the actuator is kept constant, that is, when the potential of the drive waveform signal is kept constant, the digital power amplifier circuit and the smoothing filter are used. The power consumption can be reduced.

また、前記デジタル電力増幅回路はスイッチング素子を備え、前記電力増幅停止手段は、前記デジタル電力増幅回路のすべてのスイッチング素子をオフとすることによって、前記デジタル電力増幅回路の動作を停止することを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、デジタル電力増幅回路のすべてのスイッチング素子をオフとすることにより、それらスイッチング素子をハイインピーダンス状態とすることができ、これにより容量性負荷であるアクチュエータからの放電を抑制することができる。
また、前記変調回路は、前記電力増幅停止手段によってデジタル電力増幅回路の動作が停止されるときには、前記変調信号の出力を停止することを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、変調信号そのものの出力を停止することにより、変調回路並びにデジタル電力増幅回路の消費電力が削減される。
The digital power amplifier circuit includes a switching element, and the power amplification stop means stops the operation of the digital power amplifier circuit by turning off all the switching elements of the digital power amplifier circuit. It is what.
According to this liquid ejecting apparatus, by turning off all the switching elements of the digital power amplifier circuit, the switching elements can be brought into a high impedance state, thereby suppressing discharge from the actuator that is a capacitive load. can do.
Further, the modulation circuit stops output of the modulation signal when the operation of the digital power amplifier circuit is stopped by the power amplification stop means.
According to this liquid ejecting apparatus, the power consumption of the modulation circuit and the digital power amplification circuit is reduced by stopping the output of the modulation signal itself.

また、前記変調回路は、第1の変調周波数を用いて前記駆動波形信号のパルス変調を行い、前記変調回路は、前記駆動波形信号の電位が変化している状態から前記駆動波形信号の電位が変化しない状態に移行するときには、パルス変調の変調周波数を前記第1の変調周波数よりも増加することを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、デジタル電力増幅回路の動作を停止したときのリップル電圧を抑制することができ、電位が変化しないときの駆動信号の電位を目標値に一致させることが可能となる。
The modulation circuit performs pulse modulation of the drive waveform signal using a first modulation frequency, and the modulation circuit changes the potential of the drive waveform signal from a state where the potential of the drive waveform signal changes. When shifting to a state in which no change occurs, the modulation frequency of pulse modulation is increased more than the first modulation frequency.
According to this liquid ejecting apparatus, the ripple voltage when the operation of the digital power amplifier circuit is stopped can be suppressed, and the potential of the drive signal when the potential does not change can be matched with the target value.

また、前記変調回路は、第1の変調周波数を用いて前記駆動波形信号のパルス変調を行い、前記変調回路は、前記駆動波形信号の電位が変化していない状態から前記駆動波形信号の電位が変化する状態に移行するときには、パルス変調の変調周波数を前記第1の変調周波数よりも増加することを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、デジタル電力増幅回路の動作を再開したときのリップル電圧を抑制することができる。
The modulation circuit performs pulse modulation of the drive waveform signal using a first modulation frequency, and the modulation circuit changes the potential of the drive waveform signal from a state where the potential of the drive waveform signal is not changed. When shifting to the changing state, the modulation frequency of the pulse modulation is increased more than the first modulation frequency.
According to this liquid ejecting apparatus, it is possible to suppress a ripple voltage when the operation of the digital power amplifier circuit is resumed.

また、前記変調信号のハイレベルの期間は第1の期間であり、また、前記変調信号のローレベルの期間は第2の期間であり、前記変調回路は、前記駆動波形信号の電位が変化していない状態から前記駆動波形信号の電位が変化する状態に移行するときには、開始直後の変調信号のハイレベルもしくはローレベルの期間を、前記第1の期間もしくは第2の期間の半分とすることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、駆動波形信号の電位が変化していない状態から変化するときのリップル電圧を抑制することができる。
The high level period of the modulation signal is a first period, the low level period of the modulation signal is a second period, and the modulation circuit changes the potential of the drive waveform signal. When shifting from a non-operating state to a state in which the potential of the drive waveform signal changes, the high-level or low-level period of the modulation signal immediately after the start is set to be half of the first period or the second period. It is a feature.
According to this liquid ejecting apparatus, it is possible to suppress a ripple voltage when the potential of the drive waveform signal changes from a state where it does not change.

また、前記電力増幅停止手段は、前記デジタル電力増幅回路の動作停止中、前記デジタル電力増幅回路の動作を一時的に再開することを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、容量性負荷からなるアクチュエータの自己放電による電位の低下を抑制することが可能となる。
また、前記駆動波形信号を記憶するメモリを備え、前記メモリは駆動波形電位差データが記憶されていることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、駆動波形信号の電位が変化するか否かの判定が容易になる。
The power amplification stop means temporarily restarts the operation of the digital power amplifier circuit while the operation of the digital power amplifier circuit is stopped.
According to this liquid ejecting apparatus, it is possible to suppress a decrease in potential due to self-discharge of an actuator including a capacitive load.
In addition, a memory for storing the driving waveform signal is provided, and the memory stores driving waveform potential difference data.
According to this liquid ejecting apparatus, it is easy to determine whether or not the potential of the drive waveform signal changes.

また、前記駆動波形信号を記憶するメモリを備え、前記メモリは駆動波形電位データと前記駆動波形信号の電位が変化しているか否かの情報が記憶されていることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、駆動波形信号の電位が変化するか否かの判定そのものが不要となる。
In addition, a memory for storing the drive waveform signal is provided, and the memory stores drive waveform potential data and information on whether or not the potential of the drive waveform signal is changed.
According to this liquid ejecting apparatus, it is not necessary to determine whether or not the potential of the drive waveform signal changes.

また、前記駆動波形信号を記憶するメモリを備え、前記メモリは駆動波形電位データが記憶され、前記電力増幅停止手段は前記メモリから読出した駆動波形電位データの差分を算出し、前記差分が0である場合に前記デジタル電力増幅回路の動作を停止することを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、メモリの容量が少なくてよい。
また、前記メモリは、前記変調回路による変調周波数が記憶されていることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、変調周波数を自在に設定することが可能となる。
And a memory for storing the drive waveform signal, wherein the memory stores drive waveform potential data, and the power amplification stop means calculates a difference between the drive waveform potential data read from the memory, and the difference is zero. In some cases, the operation of the digital power amplifier circuit is stopped.
According to this liquid ejecting apparatus, the memory capacity may be small.
In addition, the memory stores a modulation frequency by the modulation circuit.
According to this liquid ejecting apparatus, it is possible to freely set the modulation frequency.

本発明の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置の一実施形態を示す概略構成正面図である。1 is a front view of a schematic configuration showing an embodiment of a liquid jet printing apparatus using a liquid jet apparatus of the present invention. 図1の液体噴射型印刷装置に用いられる液体噴射ヘッド近傍の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the vicinity of a liquid jet head used in the liquid jet printing apparatus of FIG. 1. 図1の液体噴射型印刷装置の制御装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control device of the liquid jet printing apparatus of FIG. 1. 各液体噴射ヘッド内のアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。6 is an explanatory diagram of a drive signal for driving an actuator in each liquid ejecting head. FIG. スイッチングコントローラのブロック図である。It is a block diagram of a switching controller. アクチュエータの駆動回路のブロック図である。It is a block diagram of the drive circuit of an actuator. 図6の駆動回路の一例を示す詳細なブロック図である。FIG. 7 is a detailed block diagram illustrating an example of the drive circuit of FIG. 6. 図7の駆動回路における変調信号、ゲート−ソース間信号、出力信号の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a modulation signal, a gate-source signal, and an output signal in the drive circuit of FIG. 7. 図8の変調信号の詳細な説明図である。FIG. 9 is a detailed explanatory diagram of the modulation signal of FIG. 8. 図9の変調信号の詳細な説明図である。FIG. 10 is a detailed explanatory diagram of the modulation signal of FIG. 9. 駆動波形信号の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of a drive waveform signal. 本発明の第1実施形態を示すメモリ内容の説明図である。It is explanatory drawing of the memory content which shows 1st Embodiment of this invention. 図12のメモリ内容に応じて図7のコントローラで行われる演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the arithmetic processing performed with the controller of FIG. 7 according to the memory content of FIG. 本発明の第2実施形態を示すメモリ内容の説明図である。It is explanatory drawing of the memory content which shows 2nd Embodiment of this invention. 図14のメモリ内容に応じて図7のコントローラで行われる演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the arithmetic processing performed with the controller of FIG. 7 according to the memory content of FIG. 本発明の第3実施形態を示すメモリ内容の説明図である。It is explanatory drawing of the memory content which shows 3rd Embodiment of this invention. 図16のメモリ内容に応じて図7のコントローラで行われる演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the arithmetic processing performed with the controller of FIG. 7 according to the memory content of FIG. 図6の駆動回路の他の例を示す詳細なブロック図である。FIG. 7 is a detailed block diagram illustrating another example of the drive circuit of FIG. 6.

次に、本発明の液体噴射装置の第1実施形態として、液体噴射型印刷装置に適用されたものについて説明する。
図1は、第1実施形態の液体噴射型印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体1は、図の左から右に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
Next, the first embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the invention will be described as applied to a liquid ejecting printing apparatus.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the liquid jet printing apparatus according to the first embodiment. In the figure, a print medium 1 is conveyed in the direction of an arrow from the left to the right in the figure, and in a printing area in the middle of the conveyance. A line head type printing apparatus to be printed.

図1中の符号2は、印刷媒体1の搬送ライン上方に設けられた複数の液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に2列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート11に固定されている。各液体噴射ヘッド2の最下面には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。ノズルは、図2に示すように、噴射する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列と呼んだり、その列方向をノズル列方向と呼んだりする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液体噴射ヘッド2のノズル列によって、印刷媒体1の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体1は、これらの液体噴射ヘッド2のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。   Reference numeral 2 in FIG. 1 denotes a plurality of liquid ejecting heads provided above the conveyance line of the print medium 1, arranged in two rows in the print medium conveyance direction and in a direction intersecting the print medium conveyance direction. And fixed to the head fixing plate 11, respectively. A large number of nozzles are formed on the lowermost surface of each liquid jet head 2, and this surface is called a nozzle surface. As shown in FIG. 2, the nozzles are arranged in rows in the direction intersecting the print medium conveyance direction for each color of the liquid to be ejected. The rows are called nozzle rows, or the row directions are nozzles. Sometimes called the row direction. A line head that extends over the entire length in the direction intersecting the transport direction of the print medium 1 is formed by the nozzle rows of all the liquid jet heads 2 arranged in the direction intersecting the print medium transport direction. When the print medium 1 passes below the nozzle surfaces of these liquid ejecting heads 2, printing is performed by ejecting liquid from a large number of nozzles formed on the nozzle surfaces.

液体噴射ヘッド2には、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のインクなどの液体が、図示しない液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。そして、液体噴射ヘッド2に形成されているノズルから同時に必要箇所に必要量の液体を噴射することにより、印刷媒体1上に微小なドットを形成する。これを各色毎に行うことにより、搬送部4で搬送される印刷媒体1を一度通過させるだけで、1パスによる印刷を行うことができる。   For example, liquid such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) ink is supplied to the liquid ejecting head 2 from a liquid tank (not shown) via a liquid supply tube. The Then, by ejecting a necessary amount of liquid from a nozzle formed in the liquid ejecting head 2 to a necessary portion at the same time, minute dots are formed on the print medium 1. By performing this for each color, printing by one pass can be performed only by passing the print medium 1 conveyed by the conveyance unit 4 once.

液体噴射ヘッド2のノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、第1実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、アクチュエータである圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液体がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液体の噴射量を調整することが可能となる。なお、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。   As a method for ejecting the liquid from the nozzle of the liquid ejecting head 2, there are an electrostatic method, a piezo method, a film boiling liquid ejecting method, and the like, and the piezo method is used in the first embodiment. In the piezo method, when a drive signal is given to a piezoelectric element that is an actuator, the diaphragm in the cavity is displaced to cause a pressure change in the cavity, and the liquid is ejected from the nozzle by the pressure change. The liquid ejection amount can be adjusted by adjusting the peak value of the drive signal and the voltage increase / decrease slope. Note that the present invention can be similarly applied to liquid ejection methods other than the piezo method.

液体噴射ヘッド2の下方には、印刷媒体1を搬送方向に搬送するための搬送部4が設けられている。搬送部4は、駆動ローラ8及び従動ローラ9に搬送ベルト6を巻回して構成され、駆動ローラ8には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト6の内側には、当該搬送ベルト6の表面に印刷媒体1を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体1を搬送ベルト6に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体1を搬送ベルト6に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ5によって給紙部3から印刷媒体1を一枚だけ搬送ベルト6上に送給し、電動モータによって駆動ローラ8を回転駆動すると、搬送ベルト6が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト6に印刷媒体1が吸着されて搬送される。この印刷媒体1の搬送中に、液体噴射ヘッド2から液体を噴射して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体1は、搬送方向下流側の排紙部10に排紙される。なお、前記搬送ベルト6には、例えばリニアエンコーダなどで構成される印刷基準信号出力装置が取付けられている。この印刷基準信号出力装置は、搬送ベルト6とそれに吸着されて搬送される印刷媒体1とが同期して移動されることに着目し、印刷媒体1が搬送経路中の所定位置を通過した後は、搬送ベルト6の移動に伴って要求される印刷解像度相当のパルス信号を出力し、このパルス信号に応じて、後述する駆動回路から駆動信号をアクチュエータに出力することで印刷媒体1上の所定位置に所定の色の液体を噴射し、そのドットによって印刷媒体1上に所定の画像を描画する。   Below the liquid jet head 2, a transport unit 4 for transporting the print medium 1 in the transport direction is provided. The conveying unit 4 is configured by winding a conveying belt 6 around a driving roller 8 and a driven roller 9, and an electric motor (not shown) is connected to the driving roller 8. An adsorption device (not shown) for adsorbing the print medium 1 to the surface of the conveyance belt 6 is provided inside the conveyance belt 6. As this adsorption device, for example, an air suction device that adsorbs the print medium 1 to the conveyance belt 6 by negative pressure, an electrostatic adsorption device that adsorbs the print medium 1 to the conveyance belt 6 by electrostatic force, or the like is used. Accordingly, when only one sheet of the printing medium 1 is fed from the sheet feeding unit 3 to the conveying belt 6 by the sheet feeding roller 5 and the driving roller 8 is rotationally driven by the electric motor, the conveying belt 6 is rotated in the printing medium conveying direction. The print medium 1 is adsorbed to the conveyance belt 6 by the adsorption device and conveyed. While the printing medium 1 is being conveyed, printing is performed by ejecting liquid from the liquid ejecting head 2. The print medium 1 that has finished printing is discharged to the paper discharge unit 10 on the downstream side in the transport direction. The transport belt 6 is attached with a printing reference signal output device composed of, for example, a linear encoder. This printing reference signal output device pays attention to the fact that the transport belt 6 and the print medium 1 that is attracted and transported by the transport belt 6 are moved synchronously, and after the print medium 1 passes through a predetermined position in the transport path. A pulse signal corresponding to the printing resolution required in accordance with the movement of the transport belt 6 is output, and a drive signal is output from the drive circuit described later to the actuator in accordance with the pulse signal, whereby a predetermined position on the print medium 1 is output. A liquid of a predetermined color is ejected onto the print medium 1 and a predetermined image is drawn on the print medium 1 by the dots.

第1実施形態の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置内には、液体噴射型印刷装置を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、図3に示すように、ホストコンピュータ60から入力された印刷データ読込むための入力インタフェース61と、この入力インタフェース61から入力された印刷データに基づいて印刷処理等の演算処理を実行するマイクロコンピュータで構成される制御部62と、前記給紙ローラ5に接続されている給紙ローラモータ17を駆動制御する給紙ローラモータドライバ63と、液体噴射ヘッド2を駆動制御するヘッドドライバ65と、前記駆動ローラ8に接続されている電動モータ7を駆動制御する電動モータドライバ66と、給紙ローラドライバ63、ヘッドドライバ65、電動モータドライバ66と給紙ローラモータ17、液体噴射ヘッド2、電動モータ7とを接続するインタフェース67とを備えて構成される。   A control device for controlling the liquid jet printing apparatus is provided in the liquid jet printing apparatus using the liquid jet apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the control device executes an input interface 61 for reading print data input from the host computer 60, and arithmetic processing such as print processing based on the print data input from the input interface 61. A control unit 62 constituted by a microcomputer, a paper feed roller motor driver 63 for driving and controlling the paper feed roller motor 17 connected to the paper feed roller 5, and a head driver 65 for driving and controlling the liquid ejecting head 2 , An electric motor driver 66 for driving and controlling the electric motor 7 connected to the drive roller 8, a paper feed roller driver 63, a head driver 65, an electric motor driver 66 and a paper feed roller motor 17, the liquid ejecting head 2, An interface 67 for connecting the motor 7 is provided.

制御部62は、印刷処理等の各種処理を実行するCPU(Central Processing Unit)62aと、入力インタフェース61を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するRAM(Random Access Memory)62cと、CPU62aで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるROM(Read-Only Memory)62dを備えている。この制御部62は、入力インタフェース61を介してホストコンピュータ60から印刷データ(画像データ)を入手すると、CPU62aが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかというノズル選択データ(駆動パルス選択データ)を算出し、この印刷データや駆動パルス選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、給紙ローラモータドライバ63、ヘッドドライバ65、電動モータドライバ66に駆動信号及び制御信号を出力する。これらの駆動信号及び制御信号により、給紙ローラモータ17、電動モータ7、液体噴射ヘッド2内のアクチュエータ22などが夫々作動して、印刷媒体1の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体1への印刷処理が実行される。なお、制御部62内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。   The control unit 62 temporarily stores a CPU (Central Processing Unit) 62a that executes various processes such as a print process, and print data input through the input interface 61 or various data when the print data print process is executed. A random access memory (RAM) 62c that temporarily stores a program such as a print process or a nonvolatile semiconductor memory that stores a control program executed by the CPU 62a. ) 62d. When the control unit 62 obtains print data (image data) from the host computer 60 via the input interface 61, the CPU 62a executes a predetermined process on the print data, and from which nozzle the liquid is ejected. Alternatively, nozzle selection data (drive pulse selection data) indicating how much liquid is to be ejected is calculated, and based on the print data, drive pulse selection data, and input data from various sensors, the paper feed roller motor driver 63, the head A drive signal and a control signal are output to the driver 65 and the electric motor driver 66. By these drive signals and control signals, the paper feed roller motor 17, the electric motor 7, the actuator 22 in the liquid ejecting head 2, etc. are actuated to feed, convey and discharge the print medium 1, and the print medium 1. The printing process is executed. Each component in the control unit 62 is electrically connected through a bus (not shown).

図4には、第1実施形態の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド2に供給され、圧電素子からなるアクチュエータ22を駆動するための駆動信号COMの一例を示す。第1実施形態では、中間電位を中心に電位が変化する信号とした。この駆動信号COMは、アクチュエータ22を駆動して液体を噴射する単位駆動信号としての駆動パルスPCOMを時系列的に接続したものであり、駆動パルスPCOMの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ(圧力室)の容積を拡大して液体を引込む(液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える)段階であり、駆動パルスPCOMの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す(液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える)段階であり、液体を押出した結果、液体がノズルから噴射される。   FIG. 4 shows an example of a drive signal COM that is supplied to the liquid ejecting head 2 from the control device of the liquid ejecting printing apparatus using the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment and drives the actuator 22 made of a piezoelectric element. Show. In the first embodiment, a signal whose potential changes centering on the intermediate potential is used. This drive signal COM is a time series connection of drive pulses PCOM as unit drive signals for driving the actuator 22 to eject liquid, and a cavity (pressure chamber) in which the rising portion of the drive pulse PCOM communicates with the nozzle. ) Is expanded and the liquid is drawn in (it can be said that the meniscus is drawn in considering the liquid ejection surface), and the falling portion of the drive pulse PCOM reduces the volume of the cavity to push out the liquid (the liquid Considering the ejection surface, it can be said that the meniscus is extruded). As a result of the liquid being extruded, the liquid is ejected from the nozzle.

この電圧台形波からなる駆動パルスPCOMの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液体の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスPCOMを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスPCOMを選択してアクチュエータ22に供給し、液体を噴射したり、複数の駆動パルスPCOMを選択してアクチュエータ22に供給し、液体を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液体を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液体を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。なお、図4の左端の駆動パルスPCOM1は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液体を噴射せずにノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。   By variously changing the voltage increase / decrease slope and peak value of the drive pulse PCOM consisting of this voltage trapezoidal wave, it is possible to change the amount of liquid drawn in, the speed of drawing in, the amount of liquid pushed out, and the speed of extrusion. Different sizes of dots can be obtained by changing the ejection amount. Therefore, even when a plurality of drive pulses PCOM are connected in time series, a single drive pulse PCOM is selected and supplied to the actuator 22 to eject liquid or select a plurality of drive pulses PCOM to select the actuator. It is possible to obtain dots of various sizes by supplying the liquid 22 and ejecting the liquid a plurality of times. That is, if a plurality of liquids are landed at the same position before the liquid is dried, it is substantially the same as ejecting a large liquid, and the size of the dots can be increased. By combining such techniques, it is possible to increase the number of gradations. Note that the driving pulse PCOM1 at the left end in FIG. This is called microvibration, and is used to suppress or prevent the increase in the viscosity of the nozzle without ejecting liquid.

液体噴射ヘッド2には、前記駆動信号COMの他、前記図3の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのアクチュエータ22の駆動信号COMへの接続タイミングを決定する駆動パルス選択データSI&SP、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動パルス選択データSI&SPに基づいて駆動信号COMと液体噴射ヘッド2のアクチュエータ22とを接続させるラッチ信号LAT及びチャンネル信号CH、駆動パルス選択データSI&SPをシリアル信号として液体噴射ヘッド2に送信するためのクロック信号SCKが入力されている。なお、これ以後、アクチュエータ22を駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスPCOMとし、駆動パルスPCOMが時系列的に連結された信号全体を駆動信号COMと記す。即ち、ラッチ信号LATで一連の駆動信号COMが出力され始め、チャンネル信号CH毎に駆動パルスPCOMが出力されることになる。   In addition to the drive signal COM, the liquid ejection head 2 selects a nozzle to be ejected based on print data as a control signal from the control device of FIG. 3 and connects to the drive signal COM of an actuator 22 such as a piezoelectric element. Drive pulse selection data SI & SP for determining timing, latch signal LAT and channel for connecting the drive signal COM and the actuator 22 of the liquid jet head 2 based on the drive pulse selection data SI & SP after nozzle selection data is input to all nozzles A clock signal SCK for transmitting the signal CH and the drive pulse selection data SI & SP to the liquid jet head 2 as a serial signal is input. Hereinafter, the minimum unit of the drive signal for driving the actuator 22 is referred to as a drive pulse PCOM, and the entire signal in which the drive pulses PCOM are connected in time series is referred to as a drive signal COM. That is, a series of drive signals COM starts to be output in response to the latch signal LAT, and a drive pulse PCOM is output for each channel signal CH.

図5には、駆動信号COM(駆動パルスPCOM)をアクチュエータ22に供給するために液体噴射ヘッド2内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるノズルに対応した圧電素子などのアクチュエータ22を指定するための駆動パルス選択データSI&SPを保存するシフトレジスタ211と、シフトレジスタ211のデータを一時的に保存するラッチ回路212と、ラッチ回路212の出力をレベル変換して選択スイッチ201に供給することにより、駆動信号COMをピエゾ素子などのアクチュエータ22に接続するレベルシフタ213を備えて構成されている。   FIG. 5 shows a specific configuration of a switching controller built in the liquid ejecting head 2 in order to supply the drive signal COM (drive pulse PCOM) to the actuator 22. The switching controller includes a shift register 211 that stores drive pulse selection data SI & SP for designating an actuator 22 such as a piezoelectric element corresponding to a nozzle that ejects liquid, and a latch circuit that temporarily stores data of the shift register 211. 212 and a level shifter 213 for connecting the drive signal COM to the actuator 22 such as a piezo element by converting the level of the output of the latch circuit 212 and supplying the output to the selection switch 201.

シフトレジスタ211には、駆動パルス選択データSI&SPが順次入力されると共に、クロック信号SCKの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路212は、ノズル数分の駆動パルス選択データSI&SPがシフトレジスタ211に格納された後、入力されるラッチ信号LATによってシフトレジスタ211の各出力信号をラッチする。ラッチ回路212に保存された信号は、レベルシフタ213によって次段の選択スイッチ201をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号COMが、ラッチ回路212の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ201の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ213によって選択スイッチ201が閉じられる圧電素子などのアクチュエータ22は駆動パルス選択データSI&SPの接続タイミングで駆動信号COM(駆動パルスPCOM)に接続される。また、シフトレジスタ211の駆動パルス選択データSI&SPがラッチ回路212に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ211に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路212の保存データを順次更新する。なお、図中の符号HGNDは、圧電素子などのアクチュエータ22のグランド端である。また、この選択スイッチ201により、圧電素子などのアクチュエータ22を駆動信号COM(駆動パルスPCOM)から切り離した後も、当該アクチュエータ22の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。   The drive pulse selection data SI & SP is sequentially input to the shift register 211, and the storage area is sequentially shifted from the first stage to the subsequent stage in accordance with the input pulse of the clock signal SCK. The latch circuit 212 latches each output signal of the shift register 211 by the input latch signal LAT after the drive pulse selection data SI & SP for the number of nozzles is stored in the shift register 211. The signal stored in the latch circuit 212 is converted by the level shifter 213 to a voltage level at which the selection switch 201 at the next stage can be turned on / off. This is because the drive signal COM is higher than the output voltage of the latch circuit 212, and the operating voltage range of the selection switch 201 is set higher accordingly. Accordingly, the actuator 22 such as a piezoelectric element whose selection switch 201 is closed by the level shifter 213 is connected to the drive signal COM (drive pulse PCOM) at the connection timing of the drive pulse selection data SI & SP. In addition, after the drive pulse selection data SI & SP of the shift register 211 is stored in the latch circuit 212, the next print information is input to the shift register 211, and the stored data of the latch circuit 212 is sequentially updated in accordance with the liquid ejection timing. . In addition, the code | symbol HGND in a figure is a ground end of actuators 22, such as a piezoelectric element. Further, even after the actuator 22 such as a piezoelectric element is disconnected from the drive signal COM (drive pulse PCOM) by the selection switch 201, the input voltage of the actuator 22 is maintained at the voltage just before the disconnection.

図6には、アクチュエータ22の駆動回路の概略構成を示す。このアクチュエータ駆動回路は、前記制御回路内の制御部62及びヘッドドライバ65内に構築されている。第1実施形態の駆動回路は、予め記憶されている駆動波形データDWCOMに基づいて、駆動信号COM(駆動パルスPCOM)の元、つまりアクチュエータ22の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号WCOMを生成する駆動波形信号発生回路25と、駆動波形信号発生回路25で生成された駆動波形信号WCOMをパルス変調する変調回路26と、変調回路26でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅回路28と、デジタル電力増幅回路28で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して、駆動信号COM(駆動パルスPCOM)として液体噴射ヘッド2に供給する平滑フィルタ29とを備えて構成され、この駆動信号COM(駆動パルスPCOM)が前記選択スイッチ201からアクチュエータ22に供給される。   FIG. 6 shows a schematic configuration of the drive circuit of the actuator 22. This actuator drive circuit is constructed in the control unit 62 and the head driver 65 in the control circuit. The drive circuit according to the first embodiment is based on the drive waveform data DWCOM stored in advance, and is based on the drive signal COM (drive pulse PCOM), that is, the drive waveform signal WCOM serving as a reference for a signal for controlling the drive of the actuator 22. Drive waveform signal generating circuit 25 for generating the signal, modulation circuit 26 for pulse-modulating the drive waveform signal WCOM generated by the drive waveform signal generating circuit 25, and digital power for amplifying the power of the modulation signal pulse-modulated by the modulation circuit 26 An amplification circuit 28, and a smoothing filter 29 that smoothes the power amplification modulated signal amplified by the digital power amplification circuit 28 and supplies it to the liquid jet head 2 as a drive signal COM (drive pulse PCOM). This drive signal COM (drive pulse PCOM) is sent from the selection switch 201 to the actuator 22. It is fed.

図7には、アクチュエータ駆動回路の具体的な構成を示す。図7aは、駆動波形信号発生回路25及び変調回路26を、図7bは、デジタル電力増幅回路28、平滑フィルタ29及び液体噴射ヘッド2を示す。駆動波形信号発生回路25は、デジタル電位データなどで構成される駆動波形信号の駆動波形データを記憶するメモリ31と、メモリ31から読込んだ駆動波形データを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすると共に、後述する三角波発振器に向けて三角波信号の周波数や波形、或いは波形出力タイミングを指示するコントローラ32と、コントローラ32から出力される電圧信号をアナログ変換して駆動波形信号WCOMとして出力するD/Aコンバータ33を備えて構成される。なお、コントローラ32は、デジタル電力増幅回路28中の後述するゲートドライブ回路30に向けて、デジタル電力増幅回路28の動作を停止する動作停止信号も出力する。動作停止信号/Disableはローレベルであるときにデジタル電力増幅回路28の動作を停止するものとする。   FIG. 7 shows a specific configuration of the actuator drive circuit. FIG. 7 a shows the drive waveform signal generation circuit 25 and the modulation circuit 26, and FIG. 7 b shows the digital power amplification circuit 28, the smoothing filter 29, and the liquid jet head 2. The drive waveform signal generation circuit 25 stores a drive waveform data of a drive waveform signal composed of digital potential data and the like, and converts the drive waveform data read from the memory 31 into a voltage signal, for a predetermined sampling period. A controller 32 for instructing the frequency, waveform, or waveform output timing of a triangular wave signal to a triangular wave oscillator, which will be described later, and a voltage signal output from the controller 32 are converted to analog and output as a drive waveform signal WCOM. / A converter 33 is provided. The controller 32 also outputs an operation stop signal for stopping the operation of the digital power amplifier circuit 28 toward a gate drive circuit 30 described later in the digital power amplifier circuit 28. It is assumed that the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped when the operation stop signal / Disable is at a low level.

また、変調回路26には、周知のパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)回路を用いた。そのため、この変調回路26は、前記コントローラ32から指示された周波数や波形、波形出力タイミングに応じて基準信号となる三角波信号を出力する三角波発振器34と、前記D/Aコンバータ33から出力された駆動波形信号WCOMと三角波発振器34から出力された三角波信号とを比較し、駆動波形信号WCOMが三角波信号より大きいときにオンデューティとなるパルスデューティの変調信号を出力する。なお、三角波信号(基準信号)の周波数を変調周波数(一般にキャリア周波数などと呼ばれている)と定義する。また、変調回路26には、この他にパルス密度変調(PDM)回路などの周知のパルス変調回路を用いることができる。   As the modulation circuit 26, a known pulse width modulation (PWM) circuit is used. Therefore, the modulation circuit 26 includes a triangular wave oscillator 34 that outputs a triangular wave signal serving as a reference signal in accordance with the frequency, waveform, and waveform output timing instructed by the controller 32, and the drive output from the D / A converter 33. The waveform signal WCOM is compared with the triangular wave signal output from the triangular wave oscillator 34, and a pulse duty modulation signal that is on-duty is output when the drive waveform signal WCOM is larger than the triangular wave signal. The frequency of the triangular wave signal (reference signal) is defined as a modulation frequency (generally called a carrier frequency). The modulation circuit 26 may be a known pulse modulation circuit such as a pulse density modulation (PDM) circuit.

デジタル電力増幅回路28は、実質的に電力を増幅するためのハイサイド側スイッチング素子Q1及びローサイド側スイッチング素子Q2からなるハーフブリッジ出力段21と、変調回路26からの変調信号に基づいて、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲート−ソース間信号GH、GLを調整するためのゲートドライブ回路30とを備えて構成されている。デジタル電力増幅回路28では、変調信号がハイレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Q1のゲート−ソース間信号GHはハイレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲート−ソース間信号GLはローレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Q1はオン状態となり、ローサイド側スイッチング素子Q2はオフ状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段21の出力Vaは、供給電圧VDDとなる。一方、変調信号がローレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Q1のゲート−ソース間信号GHはローレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲート−ソース間信号GLはハイレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Q1はオフ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Q2はオン状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段21の出力Vaは0となる。   The digital power amplifying circuit 28 is based on a half-bridge output stage 21 composed of a high-side switching element Q1 and a low-side switching element Q2 for substantially amplifying power and a modulation signal from the modulation circuit 26. And a gate drive circuit 30 for adjusting the gate-source signals GH and GL of the low-side switching element Q2 and the low-side switching element Q2. In the digital power amplifier circuit 28, when the modulation signal is at a high level, the gate-source signal GH of the high-side switching element Q1 is at a high level, and the gate-source signal GL of the low-side switching element Q2 is at a low level. Therefore, the high-side switching element Q1 is turned on and the low-side switching element Q2 is turned off. As a result, the output Va of the half bridge output stage 21 becomes the supply voltage VDD. On the other hand, when the modulation signal is at a low level, the gate-source signal GH of the high-side switching element Q1 is at a low level, and the gate-source signal GL of the low-side switching element Q2 is at a high level. The side switching element Q1 is turned off and the low side switching element Q2 is turned on. As a result, the output Va of the half-bridge output stage 21 becomes zero.

このようにハイサイド側スイッチング素子Q1及びローサイド側スイッチング素子Q2がデジタル駆動される場合には、オン状態のスイッチング素子に電流が流れるが、ドレイン−ソース間の抵抗値は非常に小さく、損失は殆ど発生しない。また、オフ状態のスイッチング素子には電流が流れないので損失は発生しない。従って、このデジタル電力増幅回路28の損失そのものは極めて小さく、小型のMOSFET等のスイッチング素子を使用することができる。   In this way, when the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 are digitally driven, current flows through the on-state switching element, but the resistance value between the drain and the source is very small, and the loss is almost none. Does not occur. Further, since no current flows through the switching element in the off state, no loss occurs. Accordingly, the loss itself of the digital power amplifier circuit 28 is extremely small, and a switching element such as a small MOSFET can be used.

なお、前記コントローラ32から出力される動作停止信号/Disableがローレベルにあるときには、ゲートドライブ回路30はハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2を共にオフ状態とする。前述のように、デジタル電力増幅回路28の動作時には、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2の何れかがオン状態となる。ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2を共にオフ状態とすることは、デジタル電力増幅回路28の動作を停止することと同義であり、電気的には容量性負荷である圧電素子からなるアクチュエータ22がハイインピーダンス状態に維持されることになる。アクチュエータ22がハイインピーダンス状態に維持されると、容量性負荷であるアクチュエータ22に貯えられた電荷が保持され、充放電状態が維持されるか、僅かな自己放電に抑制される。   When the operation stop signal / Disable output from the controller 32 is at a low level, the gate drive circuit 30 turns off both the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2. As described above, when the digital power amplifier circuit 28 operates, either the high-side switching element Q1 or the low-side switching element Q2 is turned on. Turning off both the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 is synonymous with stopping the operation of the digital power amplifier circuit 28, and is electrically composed of a piezoelectric element that is a capacitive load. The actuator 22 is maintained in a high impedance state. When the actuator 22 is maintained in a high impedance state, the electric charge stored in the actuator 22 that is a capacitive load is maintained, and the charge / discharge state is maintained or suppressed to a slight self-discharge.

平滑フィルタ29には、1つのコンデンサCとコイルLからなる2次のフィルタを用いた。この平滑フィルタ29によって、前記変調回路26で生じた変調周波数、即ちパルス変調の周波数成分を減衰して除去し、前述したような波形特性の駆動信号COM(駆動パルスPCOM)を出力する。なお、図7は、理解を容易にするために回路化して示してあるが、駆動波形信号発生回路25及び変調回路26は、図3の制御部62内で行われるプログラミングによって構築されている。また、平滑フィルタ29は回路配線で発生する浮遊インダクタンスや浮遊容量、もしくはアクチュエータなどを利用して構成可能であり、必ずしも回路化する必要はない。また、メモリ31は、前記ROM62d内に形成されている。   As the smoothing filter 29, a secondary filter composed of one capacitor C and a coil L was used. The smoothing filter 29 attenuates and removes the modulation frequency generated by the modulation circuit 26, that is, the frequency component of pulse modulation, and outputs the drive signal COM (drive pulse PCOM) having the waveform characteristics as described above. Although FIG. 7 is shown as a circuit for easy understanding, the drive waveform signal generation circuit 25 and the modulation circuit 26 are constructed by programming performed in the control unit 62 of FIG. Further, the smoothing filter 29 can be configured using a stray inductance or stray capacitance generated in the circuit wiring, or an actuator, and is not necessarily formed into a circuit. The memory 31 is formed in the ROM 62d.

図8には、第1実施形態で行われるデジタル電力増幅の制御態様を示す。図8の上方には、通常のデジタル電力増幅の状態を従来例として示し、図8の下方に、第1実施形態のデジタル電力増幅制御の実施例を示す。従来、行われてきた通常のデジタル電力増幅では、駆動信号COMの電位が変化してもしなくても、常時、デジタル電力増幅回路を動作させ続けている。例えば、オーディオの分野で使用されるデジタル電力増幅回路は、入力が常に変化することを前提としているので、動作を停止するということがない。一方、圧電素子などのアクチュエータ22は容量性負荷なので、駆動信号COMの電位が変化しないときには電流を流す必要がない。にもかかわらず、デジタル電力増幅回路28のハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2をオン・オフし続けると、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2と平滑フィルタ29のコイルLで電力が消費されてしまう。   FIG. 8 shows a control mode of digital power amplification performed in the first embodiment. The upper part of FIG. 8 shows a normal digital power amplification state as a conventional example, and the lower part of FIG. 8 shows an example of digital power amplification control of the first embodiment. In the conventional digital power amplification that has been conventionally performed, the digital power amplification circuit is always operated even if the potential of the drive signal COM does not change. For example, a digital power amplifier circuit used in the audio field is based on the premise that the input constantly changes, and therefore does not stop operating. On the other hand, since the actuator 22 such as a piezoelectric element is a capacitive load, it is not necessary to pass a current when the potential of the drive signal COM does not change. Nevertheless, if the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 of the digital power amplifier circuit 28 are kept on and off, the high-side switching element Q1, the low-side switching element Q2 and the coil L of the smoothing filter 29 Power is consumed.

そこで、第1実施形態では、下記表1の真理値表にも示すように、駆動信号COM(電力増幅される以前の駆動波形信号WCOMでも同じ)の電位が変化しないときには、動作停止信号/Disableをローレベルとしてデジタル電力増幅回路28の動作を停止し、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2を共にオフ状態とする。ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2を共にオフ状態とすると、容量性負荷であるアクチュエータ22がハイインピーダンス状態に維持され、自己放電が僅かな状態に保持される。また、第1実施形態では、デジタル電力増幅回路28の動作を停止するとき、つまり駆動信号COM(駆動波形信号WCOM)の電位が変化しないときには、変調信号PWMも出力しない(ローレベルに維持する)。これにより、変調回路26やゲートドライブ回路30の消費電力も削減できる。   Therefore, in the first embodiment, as shown in the truth table of Table 1 below, when the potential of the drive signal COM (the same applies to the drive waveform signal WCOM before power amplification) does not change, the operation stop signal / Disable Is set to a low level to stop the operation of the digital power amplifier circuit 28, and both the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 are turned off. When both the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 are turned off, the actuator 22, which is a capacitive load, is maintained in a high impedance state, and the self-discharge is maintained in a slight state. In the first embodiment, when the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped, that is, when the potential of the drive signal COM (drive waveform signal WCOM) does not change, the modulation signal PWM is not output (maintained at a low level). . Thereby, the power consumption of the modulation circuit 26 and the gate drive circuit 30 can also be reduced.

Figure 2011178172
Figure 2011178172

ちなみに、変調信号PWMを出力しない(ローレベルに維持する)だけでは、デジタル電力増幅回路28のハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2を共にオフ状態とすることはできない。なぜならば、変調信号PWMがローレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Q1のゲート−ソース間信号GHはローレベルとなるが、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲート−ソース間信号GLはハイレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Q1はオフ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Q2はオン状態となってしまうからである。そのため、ゲートドライブ回路30は動作停止信号/Disableがローレベルであるときに、ハイサイド側スイッチング素子Q1のゲート−ソース間信号GHも、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲート−ソース間信号GLも共にローレベルとする。   Incidentally, both the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 of the digital power amplifier circuit 28 cannot be turned off only by not outputting the modulation signal PWM (maintaining at a low level). This is because when the modulation signal PWM is at a low level, the gate-source signal GH of the high-side switching element Q1 is at a low level, but the gate-source signal GL of the low-side switching element Q2 is at a high level. This is because the high-side switching element Q1 is turned off and the low-side switching element Q2 is turned on. Therefore, when the operation stop signal / Disable is at a low level, the gate drive circuit 30 is low in both the gate-source signal GH of the high-side switching element Q1 and the gate-source signal GL of the low-side switching element Q2. Level.

図9には、変調回路26で行われるPWM変調の詳細を示す。図9aは、駆動波形信号WCOMの電位が次第に増加し、一定に保持された後、次第に減少する状態を示している。また、図9bは、駆動波形信号WCOMの電位が次第に減少し、一定に保持された後、次第に増加する状態を示している。第1実施形態では、駆動波形信号WCOMが増加する場合も、減少する場合も、駆動波形信号WCOMの電位が変化している状態から電位が変化しない状態に移行する場合に、パルス変調の変調周波数(三角波信号TRI周波数)を増加する。同様に、駆動波形信号WCOMが増加する場合も、減少する場合も、駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から電位が変化する状態に移行する場合にも、パルス変調の変調周波数(三角波信号TRI周波数)を増加する。具体的に、通常のパルス変調の変調周波数(三角波信号TRI周波数)を500kHzとし、駆動波形信号WCOMの電位が変化している状態から電位が変化しない状態に移行する場合、及び駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から電位が変化する状態に移行する場合のパルス変調の変調周波数(三角波信号TRI周波数)を1000kHzとする。このようにすることで、夫々の移行期における駆動信号COMのリップル電圧を抑制することができ、特に電位が変化しないときの駆動信号の電位を目標値に一致させることが可能となる。なお、変調周波数の切り換えは2段階に限定されるものではなく、更に切り換え段数を多くしたり、次第に変化させたりするようにしてもよい。   FIG. 9 shows details of the PWM modulation performed by the modulation circuit 26. FIG. 9a shows a state in which the potential of the drive waveform signal WCOM gradually increases and then decreases after being held constant. FIG. 9b shows a state in which the potential of the drive waveform signal WCOM gradually decreases and gradually increases after being held constant. In the first embodiment, when the drive waveform signal WCOM increases or decreases, when the potential of the drive waveform signal WCOM is changed to a state where the potential does not change, the modulation frequency of pulse modulation is used. Increase (triangular wave signal TRI frequency). Similarly, when the drive waveform signal WCOM increases, decreases, or when the potential of the drive waveform signal WCOM changes from a state where the potential does not change to a state where the potential changes, the modulation frequency of the pulse modulation (triangular wave) Signal TRI frequency). Specifically, when the modulation frequency of the normal pulse modulation (triangular wave signal TRI frequency) is 500 kHz and the potential of the drive waveform signal WCOM is changed to a state where the potential does not change, and the drive waveform signal WCOM The modulation frequency (triangular wave signal TRI frequency) of pulse modulation when shifting from a state where the potential is not changed to a state where the potential is changed is set to 1000 kHz. By doing so, the ripple voltage of the drive signal COM in each transition period can be suppressed, and in particular, the potential of the drive signal when the potential does not change can be matched with the target value. Note that the switching of the modulation frequency is not limited to two stages, and the number of switching stages may be further increased or gradually changed.

更に、第1本実施形態では、駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から電位が変化する状態に移行する開始直後の変調信号PWMのハイレベルもしくはローレベルの期間を、本来の変調信号PWMの期間の半分とする。具体的には、図10に示すように、駆動波形信号WCOMが三角波信号TRIより大きいときに変調信号PWMがハイレベル、駆動波形信号WCOMが三角波信号TRIより小さいときに変調信号PWMがローレベルになるように設定されているので、三角波信号TRIの下の頂点から変調信号PWMの出力を開始するようにすれば、ハイレベルの期間を半分にすることができる。また、三角波信号TRIの上の頂点から変調信号PWMの出力を開始するようにすれば、ローレベルの期間を半分にすることができる。例えば、図9aでは、駆動波形信号WCOMの電位が一定の状態から、減少開始と同時に、三角波信号TRIが上の頂点から開始されるように、コントローラ32から三角波発振器34に三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングが指示される。一方、図9bでは、駆動波形信号WCOMの電位が一定の状態から、増加開始と同時に、三角波信号TRIが下の頂点から開始されるように、コントローラ32から三角波発振器34に三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングが指示される。そして、このようにすることで、夫々の移行期における駆動信号COMのリップル電圧が抑制される。   Further, in the first embodiment, the high-level or low-level period of the modulation signal PWM immediately after the start of the transition from the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM is not changed to the state in which the potential is changed is changed to the original modulation signal. The half of the PWM period. Specifically, as shown in FIG. 10, when the drive waveform signal WCOM is greater than the triangular wave signal TRI, the modulation signal PWM is high level, and when the drive waveform signal WCOM is smaller than the triangular wave signal TRI, the modulation signal PWM is low level. Therefore, if the output of the modulation signal PWM is started from the lower vertex of the triangular wave signal TRI, the high level period can be halved. Further, if the output of the modulation signal PWM is started from the top of the triangular wave signal TRI, the low level period can be halved. For example, in FIG. 9A, the waveform of the triangular wave signal TRI from the controller 32 to the triangular wave oscillator 34 is changed from the controller 32 so that the triangular wave signal TRI starts from the upper apex at the same time as the decrease starts from the state where the potential of the drive waveform signal WCOM is constant. The waveform output timing is instructed. On the other hand, in FIG. 9B, the waveform of the triangular wave signal TRI from the controller 32 to the triangular wave oscillator 34 is started from the controller 32 so that the triangular wave signal TRI starts from the lower vertex at the same time as the increase starts from the state where the potential of the drive waveform signal WCOM is constant. The waveform output timing is instructed. And by doing in this way, the ripple voltage of the drive signal COM in each transition period is suppressed.

また、第1実施形態では、デジタル電力増幅回路28の動作停止中、当該デジタル電力増幅回路の動作を一時的に再開する。具体的には、動作停止信号/Disableをハイレベルとしてゲートドライブ回路30の動作を再開し、合わせて変調回路26から変調信号PWMを出力してデジタル電力増幅回路28のハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2をオン・オフ制御する。デジタル電力増幅回路28の動作が停止されるのは、駆動波形信号WCOMの電位が変化していないときなので、アクチュエータ22に供給される駆動信号COMの電位も、デジタル電力増幅回路28の動作が停止されている前後の電位と同じである。このようにすることにより、容量性負荷からなるアクチュエータ22の自己放電による電位の低下を抑制することが可能となる。   In the first embodiment, while the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped, the operation of the digital power amplifier circuit is temporarily resumed. Specifically, the operation stop signal / Disable is set to the high level to restart the operation of the gate drive circuit 30, and the modulation signal PWM is also output from the modulation circuit 26 to output the high-side switching element Q1 of the digital power amplifier circuit 28. The low-side switching element Q2 is turned on / off. The operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped when the potential of the drive waveform signal WCOM is not changed. Therefore, the operation of the digital power amplifier circuit 28 is also stopped by the potential of the drive signal COM supplied to the actuator 22. It is the same as the potential before and after being applied. By doing so, it is possible to suppress a decrease in potential due to self-discharge of the actuator 22 composed of a capacitive load.

例えば、駆動波形信号WCOMが、図11に示すように、期間0〜期間2の電位が0V、期間3の電位が2V、期間4の電位が4V、期間5の電位が6V、期間6の電位が8V、期間7〜期間11の電位が10V、期間12の電位が8V、期間13の電位が6V、期間14の電位が4V、期間15の電位が2V、期間16〜期間18の電位が0Vである場合、前記メモリ31には、例えば図12のようなデータが記憶されている。この第1実施形態では、各期間間の電位差を出力電圧差分値Vdとして記憶すると共に、各期間における変調周波数(図ではPWM周波数)fpwmを記憶している。
図13は、前記図12のメモリ31の記憶データを用いて、前記コントローラ32で行われる演算処理のフローチャートである。この演算処理では、まずステップS1で、前回電位値Vsをクリアする。
For example, as shown in FIG. 11, the drive waveform signal WCOM has a potential of 0 to 0 in period 0, 2 V in period 3, 4 V in period 4, 6 V in period 5, and 6 in period 6. Is 8V, the potential of period 7 to period 11 is 10V, the potential of period 12 is 8V, the potential of period 13 is 6V, the potential of period 14 is 4V, the potential of period 15 is 2V, and the potential of period 16 to period 18 is 0V In this case, the memory 31 stores data as shown in FIG. In the first embodiment, the potential difference between the periods is stored as the output voltage difference value Vd, and the modulation frequency (PWM frequency in the figure) fpwm in each period is stored.
FIG. 13 is a flowchart of arithmetic processing performed by the controller 32 using the data stored in the memory 31 of FIG. In this calculation process, first, in step S1, the previous potential value Vs is cleared.

次にステップS2に移行して、メモリアドレスカウンタNをクリアする。
次にステップS3に移行して、メモリ31からアドレスNの波形データ(出力電圧差分値)Vdを読出す。
次にステップS4に移行して、ステップS3で読出された波形データ(出力電圧差分値)Vdが波形終了データであるか否かを判定し、波形終了データである場合には演算処理を終了し、そうでない場合にはステップS5に移行する。
In step S2, the memory address counter N is cleared.
In step S3, the waveform data (output voltage difference value) Vd at the address N is read from the memory 31.
Next, the process proceeds to step S4, where it is determined whether or not the waveform data (output voltage difference value) Vd read in step S3 is waveform end data. If not, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、ステップS3で読出された波形データ(出力電圧差分値)Vdの判定を行う。このとき、直前の出力電圧差分値Vdが0で、且つ現在読出されている出力電圧差分値Vdが0である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態が継続しているものとしてステップS6に移行する。また、直前の出力電圧差分値Vdが0でなく、且つ現在読出されている出力電圧差分値Vdが0である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態に移行したものとしてステップS11に移行する。また、直前の出力電圧差分値Vdが0で、且つ現在読出されている出力電圧差分値Vdが正値である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態から増加状態に移行したものとしてステップS13に移行する。また、直前の出力電圧差分値Vdが0で、且つ現在読出されている出力電圧差分値Vdが負値である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態から減少状態に移行したものとしてステップS14に移行する。また、その他の場合、即ち、直前の出力電圧差分値Vdが0でなく、且つ現在読出されている出力電圧差分値Vdが0でないような場合にはステップS15に移行する。   In step S5, the waveform data (output voltage difference value) Vd read in step S3 is determined. At this time, when the immediately preceding output voltage difference value Vd is 0 and the currently read output voltage difference value Vd is 0, the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM has not changed continues. As a thing, it transfers to step S6. If the immediately preceding output voltage difference value Vd is not 0 and the currently read output voltage difference value Vd is 0, it is determined that the potential of the drive waveform signal WCOM has changed to step S11. Migrate to When the output voltage difference value Vd immediately before is 0 and the currently read output voltage difference value Vd is a positive value, the potential of the drive waveform signal WCOM has shifted from an unchanged state to an increased state. As shown in FIG. Further, when the immediately preceding output voltage difference value Vd is 0 and the currently read output voltage difference value Vd is a negative value, the potential of the drive waveform signal WCOM has shifted from a state where it does not change to a decrease state. As shown in FIG. In other cases, that is, when the immediately preceding output voltage difference value Vd is not 0 and the currently read output voltage difference value Vd is not 0, the process proceeds to step S15.

ステップS6では、メモリ31から読出された変調周波数fpwmの判定を行う。このとき、直前の変調周波数fpwmが0で、且つ現在読出されている変調周波数fpwmが0でない場合には、デジタル電力増幅回路28の動作の一時的な再開であるとしてステップS7に移行する。また、直前の変調周波数fpwmが0でなく、且つ現在読出されている変調周波数fpwmが0である場合には、デジタル電力増幅回路28の動作を停止するものとしてステップS8に移行する。また、直前の変調周波数fpwmが0で、且つ現在読出されている変調周波数fpwmが0である場合には、デジタル電力増幅回路28の動作停止を継続するものとしてステップS10に移行する。
ステップS7では、本来の変調信号PWMのオンデューティ期間を半分にして出力し、ステップS9に移行する。
ステップS9では、動作停止信号/Disableをハイレベルとして、デジタル電力増幅回路28、変調回路26を動作させ、ステップS12に移行する。
In step S6, the modulation frequency fpwm read from the memory 31 is determined. At this time, if the immediately preceding modulation frequency fpwm is 0 and the currently read modulation frequency fpwm is not 0, it is determined that the operation of the digital power amplifier circuit 28 is temporarily resumed, and the process proceeds to step S7. If the immediately preceding modulation frequency fpwm is not 0 and the currently read modulation frequency fpwm is 0, the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped and the process proceeds to step S8. When the immediately preceding modulation frequency fpwm is 0 and the currently read modulation frequency fpwm is 0, the operation of the digital power amplifier circuit 28 is continued to be stopped, and the process proceeds to step S10.
In Step S7, the original duty cycle of the modulation signal PWM is output in half, and the process proceeds to Step S9.
In step S9, the operation stop signal / Disable is set to a high level to operate the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26, and the process proceeds to step S12.

また、ステップS8では、変調周期の終了まで待機し、ステップS10に移行する。
また、ステップS11でも、変調周期の終了まで待機し、ステップS10に移行する。
ステップS10では、動作停止信号/Disableをローレベルとすると共に、デジタル電力増幅回路28、変調回路26の動作を停止し、ステップS12に移行する。
In step S8, the process waits until the end of the modulation cycle, and proceeds to step S10.
Also in step S11, the process waits until the end of the modulation period, and proceeds to step S10.
In step S10, the operation stop signal / Disable is set to a low level, the operations of the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26 are stopped, and the process proceeds to step S12.

一方、ステップS13では、前述したように三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングを調整することにより、変調信号PWMのハイレベルの期間を本来の変調信号のハイレベルの期間の半分にして出力し、ステップS15に移行する。
また、ステップS14では、前述したように三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングを調整することにより、変調信号PWMのローレベルの期間を本来の変調信号のローレベルの期間の半分にして出力し、ステップS15に移行する。
ステップS15では、前回電位値Vsに出力電圧差分値Vdを加算して今回電位値Vを算出し、ステップS16に移行する。
On the other hand, in step S13, by adjusting the waveform of the triangular wave signal TRI and the waveform output timing as described above, the high level period of the modulation signal PWM is set to half of the high level period of the original modulation signal, and output. The process proceeds to step S15.
Further, in step S14, by adjusting the waveform of the triangular wave signal TRI and the waveform output timing as described above, the low level period of the modulation signal PWM is set to half the low level period of the original modulation signal, and output. The process proceeds to step S15.
In step S15, the current potential value V is calculated by adding the output voltage difference value Vd to the previous potential value Vs, and the process proceeds to step S16.

ステップS16では、ステップS15で算出された今回電位値VをD/Aコンバータ33に出力し、ステップS17に移行する。
ステップS17では、メモリ31から読出した変調周波数fpwmを変調回路26(三角波発振器34)に出力し、ステップS18に移行する。
ステップS18では、動作停止信号/Disableをハイレベルとすると共に、デジタル電力増幅回路28、変調回路26を動作させ、ステップS19に移行する。
In step S16, the current potential value V calculated in step S15 is output to the D / A converter 33, and the process proceeds to step S17.
In step S17, the modulation frequency fpwm read from the memory 31 is output to the modulation circuit 26 (triangular wave oscillator 34), and the process proceeds to step S18.
In step S18, the operation stop signal / Disable is set to high level, the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26 are operated, and the process proceeds to step S19.

ステップS19では、今回電位値Vを前回電位値Vsとして更新記憶してからステップS12に移行する。
ステップS12では、メモリ31の読出しタイミングまで待機し、ステップS20に移行する。
ステップS20では、メモリアドレスカウンタNをインクリメントしてからステップS3に移行する。
In step S19, the current potential value V is updated and stored as the previous potential value Vs, and then the process proceeds to step S12.
In step S12, the process waits until the read timing of the memory 31, and proceeds to step S20.
In step S20, the memory address counter N is incremented, and then the process proceeds to step S3.

この演算処理によれば、アクチュエータ22に電流を供給する必要のない駆動信号COMの電位の変化のないとき、即ち駆動波形信号WCOMの電位が変化しないときにデジタル電力増幅回路28の動作を停止することにより、デジタル電力増幅回路28を構成するハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2並びに平滑フィルタ29中のコイルLでの電力消費量を低減することができる。   According to this arithmetic processing, the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped when there is no change in the potential of the drive signal COM that does not require supplying current to the actuator 22, that is, when the potential of the drive waveform signal WCOM does not change. As a result, the power consumption in the coil L in the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 and the smoothing filter 29 constituting the digital power amplifier circuit 28 can be reduced.

また、デジタル電力増幅回路28のハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2を共にオフとすることにより、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2をハイインピーダンス状態とすることができ、これにより容量性負荷であるアクチュエータ22からの放電を抑制することができる。
また、デジタル電力増幅回路28の動作が停止されるときには、変調信号PWMそのものの出力を停止することにより、変調回路26並びにデジタル電力増幅回路28のゲートドライブ回路30の消費電力が削減される。
Further, by turning off both the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 of the digital power amplifier circuit 28, the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 can be brought into a high impedance state. Thereby, the discharge from the actuator 22 which is a capacitive load can be suppressed.
When the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped, the power consumption of the modulation circuit 26 and the gate drive circuit 30 of the digital power amplifier circuit 28 is reduced by stopping the output of the modulation signal PWM itself.

また、駆動波形信号WCOMの電位が変化している状態から電位が変化しない状態に移行するときには、パルス変調の変調周波数fpwmを増加することにより、デジタル電力増幅回路28の動作を停止したときのリップル電圧を抑制することができ、電位が変化しないときの駆動信号COMの電位を目標値に一致させることが可能となる。
また、駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から電位が変化する状態に移行するときには、パルス変調の変調周波数fpwmを増加することにより、デジタル電力増幅回路28の動作を再開したときのリップル電圧を抑制することができる。
Further, when shifting from the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM is changed to the state in which the potential is not changed, the ripple when the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped by increasing the modulation frequency fpwm of the pulse modulation. The voltage can be suppressed, and the potential of the drive signal COM when the potential does not change can be matched with the target value.
Further, when shifting from the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM is not changed to the state in which the potential is changed, the ripple when the operation of the digital power amplifier circuit 28 is resumed by increasing the modulation frequency fpwm of the pulse modulation. Voltage can be suppressed.

また、駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から電位が増加方向に変化する状態に移行開始直後の変調信号PWMのハイレベルの期間を、本来の変調信号のハイレベルの期間の半分とすることにより、リップル電圧を抑制することができる。
また、駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から電位が減少方向に変化する状態に移行開始直後の変調信号PWMのローレベルの期間を、本来の変調信号のローレベルの期間の半分とすることにより、リップル電圧を抑制することができる。
Further, the high-level period of the modulation signal PWM immediately after the start of transition from the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM is not changed to the state in which the potential changes in the increasing direction is set to be half of the high-level period of the original modulation signal. By doing so, the ripple voltage can be suppressed.
Further, the low level period of the modulation signal PWM immediately after the start of transition from the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM is not changed to the state in which the potential is changed in a decreasing direction is set to be half of the low level period of the original modulation signal. By doing so, the ripple voltage can be suppressed.

また、デジタル電力増幅回路28の動作停止中、当該デジタル電力増幅回路28の動作を一時的に再開することにより、容量性負荷からなるアクチュエータ22の自己放電による電位の低下を抑制することが可能となる。
また、駆動波形信号WCOMを出力電圧差分値Vdのデータとしてメモリ31に記憶したことにより、駆動波形信号WCOMの電位が変化するか否かの判定が容易になる。
また、メモリ31内に、変調回路26による変調周波数fpwmも記憶することにより、変調周波数fpwmを自在に設定することが可能となる。
Further, by temporarily resuming the operation of the digital power amplifier circuit 28 while the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped, it is possible to suppress a potential drop due to self-discharge of the actuator 22 composed of a capacitive load. Become.
Further, since the drive waveform signal WCOM is stored in the memory 31 as data of the output voltage difference value Vd, it is easy to determine whether or not the potential of the drive waveform signal WCOM changes.
Further, the modulation frequency fpwm by the modulation circuit 26 is also stored in the memory 31, so that the modulation frequency fpwm can be set freely.

次に、本発明の液体噴射装置の第2実施形態について説明する。本実施形態の液体噴射装置は、前記第1実施形態と同様に、液体噴射型印刷装置に適用されたものであり、その概略構成、液体噴射ヘッド近傍、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、アクチュエータ駆動回路、変調信号、ゲート−ソース間信号、出力信号は、前記第1実施形態と同様である。第2実施形態では、メモリ31に記憶されているデータの内容、並びにその記憶データを用いてコントローラ32で行われる演算処理が異なる。   Next, a second embodiment of the liquid ejecting apparatus of the invention will be described. The liquid ejecting apparatus according to the present embodiment is applied to the liquid ejecting printing apparatus as in the first embodiment, and includes a schematic configuration, the vicinity of the liquid ejecting head, a control device, a drive signal, a switching controller, and an actuator. The drive circuit, modulation signal, gate-source signal, and output signal are the same as those in the first embodiment. In the second embodiment, the contents of data stored in the memory 31 and the arithmetic processing performed by the controller 32 using the stored data are different.

例えば、駆動波形信号の波形が、前記第1実施形態の図11と同様であるとして、第2実施形態では、図14に示す内容のデータがメモリ31に記憶されている。第2実施形態でメモリ31に記憶されているデータは、各期間における駆動波形信号WCOMの出力電圧値(駆動波形電位データ)V、各期間における駆動波形状態D0、D2、各期間における変調周波数(図14ではPWM周波数)fpwmが記憶されている。駆動波形状態D0、D2は3ビットデータで表され、[000]は駆動波形信号WCOMの電位が変化していないことを示し、[011]は駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から増加方向に変化することを示し、[111]は駆動波形信号WCOMの電位が変化し続けていることを示し、[010]は駆動波形信号WCOMの電位が変化している状態から変化しない状態に移行することを示し、[101]はデジタル電力増幅回路28の動作を一時的に再開することを示し、[100]はデジタル電力増幅回路28の動作を停止することを示し、[001]は駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態から減少方向に変化することを示す。
図15は、図14のメモリ31の記憶データを用いて、コントローラ32で行われる演算処理のフローチャートである。この演算処理では、まずステップS101で、前回電位値Vsをクリアする。
For example, assuming that the waveform of the drive waveform signal is the same as that of FIG. 11 of the first embodiment, data having the contents shown in FIG. 14 is stored in the memory 31 in the second embodiment. The data stored in the memory 31 in the second embodiment includes the output voltage value (drive waveform potential data) V of the drive waveform signal WCOM in each period, the drive waveform states D0 and D2 in each period, and the modulation frequency in each period ( In FIG. 14, the PWM frequency) fpwm is stored. The drive waveform states D0 and D2 are represented by 3-bit data, [000] indicates that the potential of the drive waveform signal WCOM has not changed, and [011] indicates that the potential of the drive waveform signal WCOM has not changed. [111] indicates that the potential of the drive waveform signal WCOM continues to change, and [010] indicates that the potential of the drive waveform signal WCOM has changed from a state where it has not changed. [101] indicates that the operation of the digital power amplifier circuit 28 is temporarily resumed, [100] indicates that the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped, and [001] indicates driving. It shows that the potential of the waveform signal WCOM changes in a decreasing direction from a state in which it does not change.
FIG. 15 is a flowchart of arithmetic processing performed by the controller 32 using the data stored in the memory 31 of FIG. In this calculation process, first, in step S101, the previous potential value Vs is cleared.

次にステップS102に移行して、メモリアドレスカウンタNをクリアする。
次にステップS103に移行して、メモリ31からアドレスNの波形データ(出力電圧値)Vを読出す。
次にステップS104に移行して、ステップS103で読出された波形データ(出力電圧値)Vが波形終了データであるか否かを判定し、波形終了データである場合には演算処理を終了し、そうでない場合にはステップS105に移行する。
In step S102, the memory address counter N is cleared.
In step S103, the waveform data (output voltage value) V at the address N is read from the memory 31.
Next, the process proceeds to step S104, where it is determined whether or not the waveform data (output voltage value) V read in step S103 is waveform end data. If the waveform data is waveform end data, the arithmetic processing is terminated. Otherwise, the process proceeds to step S105.

ステップS105では、ステップS103で読出された駆動波形状態D0、D2の判定を行う。このとき、駆動波形状態D0、D2が[101]である場合には、デジタル電力増幅回路28の動作の一時的な再開であるとしてステップS107に移行する。また、駆動波形状態D0、D2が[100]である場合には、デジタル電力増幅回路28の動作を停止するものとしてステップS108に移行する。また、駆動波形状態D0、D2が[000]である場合には、デジタル電力増幅回路28の動作停止を継続するものとしてステップS110に移行する。また、駆動波形状態D0、D2が[010]である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化している状態から変化しない状態に移行したものとしてステップS111に移行する。駆動波形状態D0、D2が[011]である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態から増加状態に移行したものとしてステップS113に移行する。また、駆動波形状態D0、D2が[001]である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態から減少状態に移行したものとしてステップS114に移行する。また、駆動波形状態D0、D2が[00*](*は0又は1の何れか)である場合には、その他の状態であるとしてステップS116に移行する。   In step S105, the drive waveform states D0 and D2 read in step S103 are determined. At this time, if the drive waveform states D0 and D2 are [101], it is determined that the operation of the digital power amplifier circuit 28 is temporarily resumed, and the process proceeds to step S107. On the other hand, if the drive waveform states D0 and D2 are [100], the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped and the process proceeds to step S108. On the other hand, if the drive waveform states D0 and D2 are [000], the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped and the process proceeds to step S110. If the drive waveform states D0 and D2 are [010], the process proceeds to step S111 on the assumption that the potential of the drive waveform signal WCOM has changed from the change state to the non-change state. When the drive waveform states D0 and D2 are [011], it is determined that the potential of the drive waveform signal WCOM has changed from an unchanged state to an increased state, and the process proceeds to step S113. If the drive waveform states D0 and D2 are [001], the process proceeds to step S114 on the assumption that the potential of the drive waveform signal WCOM has changed from a state in which the drive waveform signal WCOM has not changed. If the drive waveform states D0 and D2 are [00 *] (* is either 0 or 1), the process proceeds to step S116 because it is in another state.

ステップS107では、本来の変調信号PWMのオンデューティ期間を半分にして出力し、ステップS109に移行する。
ステップS109では、動作停止信号/Disableをハイレベルとして、デジタル電力増幅回路28、変調回路26を動作させ、ステップS112に移行する。
In step S107, the original duty cycle of the modulation signal PWM is halved and output, and the process proceeds to step S109.
In step S109, the operation stop signal / Disable is set to the high level to operate the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26, and the process proceeds to step S112.

また、ステップS108では、変調周期の終了まで待機し、ステップS110に移行する。
また、ステップS111でも、変調周期の終了まで待機し、ステップS110に移行する。
ステップS110では、動作停止信号/Disableをローレベルとすると共に、デジタル電力増幅回路28、変調回路26の動作を停止し、ステップS112に移行する。
In step S108, the process waits until the end of the modulation period, and proceeds to step S110.
Also in step S111, the process waits until the end of the modulation period, and proceeds to step S110.
In step S110, the operation stop signal / Disable is set to the low level, and the operations of the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26 are stopped, and the process proceeds to step S112.

一方、ステップS113では、前述したように三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングを調整することにより、変調信号PWMのハイレベルの期間を本来の変調信号のハイレベルの期間の半分にして出力し、ステップS116に移行する。
また、ステップS114では、前述したように三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングを調整することにより、変調信号PWMのローレベルの期間を本来の変調信号のローレベルの期間の半分にして出力し、ステップS116に移行する。
ステップS116では、ステップS103で読出された出力電圧値VをD/Aコンバータ33に出力し、ステップS117に移行する。
On the other hand, in step S113, by adjusting the waveform of the triangular wave signal TRI and the waveform output timing as described above, the high level period of the modulation signal PWM is set to half the high level period of the original modulation signal, and output. The process proceeds to step S116.
Further, in step S114, by adjusting the waveform of the triangular wave signal TRI and the waveform output timing as described above, the low level period of the modulation signal PWM is set to half the low level period of the original modulation signal, and output. The process proceeds to step S116.
In step S116, the output voltage value V read in step S103 is output to the D / A converter 33, and the process proceeds to step S117.

ステップS117では、メモリ31から読出した変調周波数fpwmを変調回路26(三角波発振器34)に出力し、ステップS118に移行する。
ステップS118では、動作停止信号/Disableをハイレベルとすると共に、デジタル電力増幅回路28、変調回路26を動作させ、ステップS112に移行する。
ステップS112では、メモリ31の読出しタイミングまで待機し、ステップS20に移行する。
ステップS120では、メモリアドレスカウンタNをインクリメントしてからステップS103に移行する。
In step S117, the modulation frequency fpwm read from the memory 31 is output to the modulation circuit 26 (triangular wave oscillator 34), and the process proceeds to step S118.
In step S118, the operation stop signal / Disable is set to the high level, the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26 are operated, and the process proceeds to step S112.
In step S112, the process waits until the read timing of the memory 31, and proceeds to step S20.
In step S120, the memory address counter N is incremented, and then the process proceeds to step S103.

この演算処理によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、駆動波形信号WCOMが出力電圧値(駆動波形電位データ)Vとしてメモリ31に記憶され、当該メモリ31には駆動波形状態(駆動波形信号の電位が変化しているか及び変化していないかの情報)D0、D2も記憶されているため、駆動波形信号WCOMの電位が変化するか否かの判定そのものが不要となる。   According to this arithmetic processing, in addition to the effect of the first embodiment, the drive waveform signal WCOM is stored in the memory 31 as the output voltage value (drive waveform potential data) V, and the drive waveform state (drive) Information on whether or not the potential of the waveform signal is changed) Since D0 and D2 are also stored, it is not necessary to determine whether or not the potential of the drive waveform signal WCOM changes.

次に、本発明の液体噴射装置の第3実施形態について説明する。第3実施形態の液体噴射装置は、前記第1実施形態と同様に、液体噴射型印刷装置に適用されたものであり、その概略構成、液体噴射ヘッド近傍、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、アクチュエータ駆動回路、変調信号、ゲート−ソース間信号、出力信号は、前記第1実施形態と同様である。第3実施形態では、メモリ31に記憶されているデータの内容、並びにその記憶データを用いてコントローラ32で行われる演算処理が異なる。例えば、駆動波形信号の波形が、前記第1実施形態の図11と同様であるとして、第3実施形態では、図16に示す内容のデータがメモリ31に記憶されている。第3実施形態でメモリ31に記憶されているデータは、各期間における駆動波形信号WCOMの出力電圧値(駆動波形電位データ)V、各期間における変調周波数(図16ではPWM周波数)fpwmが記憶されている。
図17は、図16のメモリ31の記憶データを用いて、コントローラ32で行われる演算処理のフローチャートである。この演算処理では、まずステップS201で、前回電位値Vsをクリアする。
Next, a third embodiment of the liquid ejecting apparatus of the invention will be described. The liquid ejecting apparatus according to the third embodiment is applied to the liquid ejecting printing apparatus as in the first embodiment, and includes a schematic configuration, the vicinity of the liquid ejecting head, a control device, a drive signal, a switching controller, The actuator drive circuit, modulation signal, gate-source signal, and output signal are the same as in the first embodiment. In the third embodiment, the contents of data stored in the memory 31 and the arithmetic processing performed by the controller 32 using the stored data are different. For example, assuming that the waveform of the drive waveform signal is the same as that of FIG. 11 of the first embodiment, data having the contents shown in FIG. 16 is stored in the memory 31 in the third embodiment. The data stored in the memory 31 in the third embodiment stores the output voltage value (drive waveform potential data) V of the drive waveform signal WCOM in each period and the modulation frequency (PWM frequency in FIG. 16) fpwm in each period. ing.
FIG. 17 is a flowchart of arithmetic processing performed by the controller 32 using the data stored in the memory 31 of FIG. In this calculation process, first, in step S201, the previous potential value Vs is cleared.

次にステップS202に移行して、メモリアドレスカウンタNをクリアする。
次にステップS203に移行して、メモリ31からアドレスNの波形データ(出力電圧値)Vを読出す。
次にステップS204に移行して、ステップS203で読出された波形データ(出力電圧値)Vが波形終了データであるか否かを判定し、波形終了データである場合には演算処理を終了し、そうでない場合にはステップS205に移行する。
In step S202, the memory address counter N is cleared.
In step S203, the waveform data (output voltage value) V at the address N is read from the memory 31.
Next, the process proceeds to step S204, where it is determined whether or not the waveform data (output voltage value) V read in step S203 is waveform end data. If the waveform data is waveform end data, the arithmetic processing is terminated. Otherwise, the process proceeds to step S205.

ステップS205では、ステップS203で読出された波形データ(出力電圧値)Vの判定を行う。このとき、直前の出力電圧値Vから2つ前の出力電圧値を減じた値が0で、且つ現在読出されている出力電圧値Vから直前の出力電圧値Vを減じた値が0である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化していない状態が継続しているものとしてステップS206に移行する。また、直前の出力電圧値Vから2つ前の出力電圧値Vを減じた値が0でなく、且つ現在読出されている出力電圧値Vから直前の出力電圧値Vを減じた値が0である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態に移行したものとしてステップS211に移行する。また、直前の出力電圧値Vから2つ前の出力電圧値Vを減じた値が0で、且つ現在読出されている出力電圧値Vから直前の出力電圧値を減じた値が正値である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態から増加状態に移行したものとしてステップS213に移行する。また、直前の出力電圧値Vから2つ前の出力電圧値Vを減じた値が0で、且つ現在読出されている出力電圧値Vから直前の出力電圧値を減じた値が負値である場合には、駆動波形信号WCOMの電位が変化しない状態から減少状態に移行したものとしてステップS214に移行する。また、その他の場合にはステップS216に移行する。   In step S205, the waveform data (output voltage value) V read in step S203 is determined. At this time, the value obtained by subtracting the previous output voltage value V from the previous output voltage value V is 0, and the value obtained by subtracting the previous output voltage value V from the currently read output voltage value V is 0. In this case, the process proceeds to step S206 assuming that the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM has not changed continues. Further, the value obtained by subtracting the output voltage value V immediately before the previous output voltage value V is not 0, and the value obtained by subtracting the previous output voltage value V from the currently read output voltage value V is 0. In some cases, it is determined that the potential of the drive waveform signal WCOM has not changed, and the process proceeds to step S211. Further, the value obtained by subtracting the immediately preceding output voltage value V from the immediately preceding output voltage value V is 0, and the value obtained by subtracting the immediately preceding output voltage value V from the currently read output voltage value V is a positive value. In this case, the process proceeds to step S213 assuming that the drive waveform signal WCOM has changed from the state in which the potential of the drive waveform signal WCOM does not change to the increase state. Also, the value obtained by subtracting the output voltage value V immediately before from the previous output voltage value V is 0, and the value obtained by subtracting the previous output voltage value from the currently read output voltage value V is a negative value. In such a case, it is assumed that the potential of the drive waveform signal WCOM has changed from a state in which the potential does not change, and the process proceeds to step S214. In other cases, the process proceeds to step S216.

ステップS206では、メモリ31から読出された変調周波数fpwmの判定を行う。このとき、直前の変調周波数fpwmが0で、且つ現在読出されている変調周波数fpwmが0でない場合には、デジタル電力増幅回路28の動作の一時的な再開であるとしてステップS207に移行する。また、直前の変調周波数fpwmが0でなく、且つ現在読出されている変調周波数fpwmが0である場合には、デジタル電力増幅回路28の動作を停止するものとしてステップS208に移行する。また、直前の変調周波数fpwmが0で、且つ現在読出されている変調周波数fpwmが0である場合には、デジタル電力増幅回路28の動作停止を継続するものとしてステップS210に移行する。   In step S206, the modulation frequency fpwm read from the memory 31 is determined. At this time, if the immediately preceding modulation frequency fpwm is 0 and the currently read modulation frequency fpwm is not 0, it is determined that the operation of the digital power amplifier circuit 28 is temporarily resumed, and the process proceeds to step S207. If the immediately preceding modulation frequency fpwm is not 0 and the currently read modulation frequency fpwm is 0, the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped and the process proceeds to step S208. If the immediately preceding modulation frequency fpwm is 0 and the currently read modulation frequency fpwm is 0, the operation of the digital power amplifier circuit 28 is continued and the process proceeds to step S210.

ステップS207では、本来の変調信号PWMのオンデューティ期間を半分にして出力し、ステップS209に移行する。
ステップS209では、動作停止信号/Disableをハイレベルとして、デジタル電力増幅回路28、変調回路26を動作させ、ステップS212に移行する。
また、ステップS208では、変調周期の終了まで待機し、ステップS210に移行する。
また、ステップS211でも、変調周期の終了まで待機し、ステップS210に移行する。
ステップS210では、動作停止信号/Disableをローレベルとすると共に、デジタル電力増幅回路28、変調回路26の動作を停止し、ステップS12に移行する。
In step S207, the on-duty period of the original modulation signal PWM is halved and output, and the process proceeds to step S209.
In step S209, the operation stop signal / Disable is set to the high level to operate the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26, and the process proceeds to step S212.
In step S208, the process waits until the end of the modulation period, and proceeds to step S210.
Also in step S211, the process waits until the end of the modulation period, and proceeds to step S210.
In step S210, the operation stop signal / Disable is set to a low level, the operations of the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26 are stopped, and the process proceeds to step S12.

一方、ステップS213では、前述したように三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングを調整することにより、変調信号PWMのハイレベルの期間を本来の変調信号のハイレベルの期間の半分にして出力し、ステップS216に移行する。
また、ステップS214では、前述したように三角波信号TRIの波形及び波形出力タイミングを調整することにより、変調信号PWMのローレベルの期間を本来の変調信号のローレベルの期間の半分にして出力し、ステップS216に移行する。
ステップS216では、ステップS203で読出された出力電圧値VをD/Aコンバータ33に出力し、ステップS217に移行する。
On the other hand, in step S213, by adjusting the waveform of the triangular wave signal TRI and the waveform output timing as described above, the high level period of the modulation signal PWM is set to half the high level period of the original modulation signal, and output. The process proceeds to step S216.
Further, in step S214, by adjusting the waveform of the triangular wave signal TRI and the waveform output timing as described above, the low level period of the modulation signal PWM is set to half of the low level period of the original modulation signal, and output. The process proceeds to step S216.
In step S216, the output voltage value V read in step S203 is output to the D / A converter 33, and the process proceeds to step S217.

ステップS217では、メモリ31から読出した変調周波数fpwmを変調回路26(三角波発振器34)に出力し、ステップS218に移行する。
ステップS218では、動作停止信号/Disableをハイレベルとすると共に、デジタル電力増幅回路28、変調回路26を動作させ、ステップS212に移行する。
ステップS212では、メモリ31の読出しタイミングまで待機し、ステップS220に移行する。
ステップS220では、メモリアドレスカウンタNをインクリメントしてからステップS203に移行する。
In step S217, the modulation frequency fpwm read from the memory 31 is output to the modulation circuit 26 (triangular wave oscillator 34), and the process proceeds to step S218.
In step S218, the operation stop signal / Disable is set to the high level, the digital power amplifier circuit 28 and the modulation circuit 26 are operated, and the process proceeds to step S212.
In step S212, the process waits until the read timing of the memory 31, and proceeds to step S220.
In step S220, the memory address counter N is incremented, and then the process proceeds to step S203.

この演算処理によれば、前記第1及び第2実施形態の効果に加えて、駆動波形信号WCOMは出力電圧値(駆動波形電位データ)Vとしてメモリ31に記憶され、コントローラ32がメモリ31から読出した出力電圧値(駆動波形電位データ)Vの差分を算出し、出力電圧値(駆動波形電位データ)Vの差分が0である場合にデジタル電力増幅回路28の動作を停止することとしたため、メモリ31の容量が少なくてよい。   According to this arithmetic processing, in addition to the effects of the first and second embodiments, the drive waveform signal WCOM is stored in the memory 31 as the output voltage value (drive waveform potential data) V, and the controller 32 reads out from the memory 31. Since the difference of the output voltage value (drive waveform potential data) V is calculated and the difference of the output voltage value (drive waveform potential data) V is 0, the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped. The capacity of 31 may be small.

次に、前述したアクチュエータ駆動回路の変形例について説明する。図18は、アクチュエータ駆動回路の他の例を示すブロック図である。このアクチュエータ駆動回路は、前記図7のアクチュエータ駆動回路に類似しており、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。前記図7のアクチュエータ駆動回路では、コントローラ32から動作停止信号/Disableをゲートドライブ回路30に出力し、動作停止信号/Disableがローレベルであるときにデジタル電力増幅回路28のハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2を共にオフ状態として、当該デジタル電力増幅回路28の動作を停止した。なぜならば、前述したように、ゲートドライブ回路30が一つだけで、例えばハイサイド側スイッチング素子Q1へのゲート−ソース間信号GHを反転してローサイド側スイッチング素子Q2へのゲート−ソース間信号GLを出力する場合には、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2へのゲート−ソース間信号GH、GLを共にローレベルにすることができないからである。   Next, a modified example of the actuator drive circuit described above will be described. FIG. 18 is a block diagram illustrating another example of the actuator drive circuit. This actuator drive circuit is similar to the actuator drive circuit of FIG. 7, and the same reference numerals are given to the same components, and detailed description thereof is omitted. In the actuator drive circuit of FIG. 7, the controller 32 outputs an operation stop signal / Disable to the gate drive circuit 30, and when the operation stop signal / Disable is at a low level, the high-side switching element Q1 of the digital power amplifier circuit 28 is output. The low-side switching element Q2 is turned off, and the operation of the digital power amplifier circuit 28 is stopped. This is because, as described above, there is only one gate drive circuit 30, and for example, the gate-source signal GL to the low-side switching element Q2 is inverted by inverting the gate-source signal GH to the high-side switching element Q1. This is because the gate-source signals GH and GL to the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 cannot be set to the low level.

そこで、本変形例では、ゲートドライブ回路30を、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2の夫々に備えた。そして、比較器35からは、駆動波形信号WCOMが三角波信号TRIより大きいときにハイレベルとなるパルス変調信号PWMPと、その反転パルス変調信号PWMNとを出力するものとし、ハイサイド側スイッチング素子Q1のゲートドライブ回路30にはパルス変調信号PWMPを出力し、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲートドライブ回路30には反転パルス変調信号PWMNを出力する。コントローラ32は、デジタル電力増幅回路28を停止する場合、即ち駆動波形信号WCOMの電位が変化しないときには、比較器35から出力される変調信号PWMP、PWMNを何れもローレベルに保持する。これにより二つのゲートドライブ回路30から出力されるゲート−ソース間信号GH、GLは共にローレベルとなり、ハイサイド側スイッチング素子Q1、ローサイド側スイッチング素子Q2が共にオフ状態となる。デジタル電力増幅回路28の動作及び動作停止は、下記表2の真理値表にも示す通りである。   Therefore, in this modification, the gate drive circuit 30 is provided in each of the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2. The comparator 35 outputs a pulse modulation signal PWMP that is high when the drive waveform signal WCOM is greater than the triangular wave signal TRI and its inverted pulse modulation signal PWMN, and outputs the pulse modulation signal PWMN of the high side switching element Q1. A pulse modulation signal PWMP is output to the gate drive circuit 30, and an inverted pulse modulation signal PWMN is output to the gate drive circuit 30 of the low-side switching element Q2. When the digital power amplifier circuit 28 is stopped, that is, when the potential of the drive waveform signal WCOM does not change, the controller 32 holds both the modulation signals PWMP and PWMN output from the comparator 35 at a low level. As a result, the gate-source signals GH and GL output from the two gate drive circuits 30 both become low level, and both the high-side switching element Q1 and the low-side switching element Q2 are turned off. The operation and operation stop of the digital power amplifier circuit 28 are as shown in the truth table of Table 2 below.

Figure 2011178172
Figure 2011178172

なお、前記第1〜第3実施形態では、本発明の液体噴射装置をラインヘッド型の液体噴射型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の液体噴射装置は、マルチパス型の液体噴射型印刷装置にも同様に適用可能である。   In the first to third embodiments, only the case where the liquid ejecting apparatus of the present invention is used in a line head type liquid ejecting printing apparatus has been described in detail. The present invention can be similarly applied to the liquid jet printing apparatus.

また、本発明の液体噴射装置は、インク以外の他の液体(液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む)や液体以外の流体(流体として流して噴射できる固体など)を噴射する液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッサンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。   In addition, the liquid ejecting apparatus of the present invention may be a liquid other than ink (including a liquid material in which particles of functional material are dispersed and a fluid such as a gel) and a fluid other than a liquid (fluid) It is also possible to embody a liquid ejecting apparatus that ejects a solid that can be ejected as For example, a liquid material ejecting apparatus that ejects a liquid material that contains materials such as electrode materials and color materials used in the manufacture of liquid crystal displays, EL (electroluminescence) displays, surface-emitting displays, color filters, and the like in a dispersed or dissolved form. Further, it may be a liquid ejecting apparatus that ejects a bio-organic matter used for biochip manufacturing, or a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid that is used as a precision pipette and serves as a sample. In addition, transparent resin liquids such as UV curable resins for forming liquid injection devices that inject lubricating oil onto precision machines such as watches and cameras, micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements, etc. Examples include a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid onto a substrate, a liquid ejecting apparatus that ejects an etching solution such as acid or alkali to etch the substrate, a fluid ejecting apparatus that ejects a gel, and a powder such as toner. It may be a fluid ejection recording apparatus that ejects a solid. The present invention can be applied to any one of these injection devices.

1は印刷媒体、2は液体噴射ヘッド、3は給紙部、4は搬送部、5は給紙ローラ、6は搬送ベルト、7は電動モータ、8は駆動ローラ、9は従動ローラ、10は排紙部、11はヘッド固定プレート、21はハーフブリッジ出力段、22はアクチュエータ、25は駆動波形信号発生回路、26は変調回路、28はデジタル電力増幅回路、29は平滑フィルタ、30はゲートドライブ回路、31はメモリ、32はコントローラ、33はD/Aコンバータ、34は三角波発振器、35は比較器、65はヘッドドライバ   1 is a print medium, 2 is a liquid ejecting head, 3 is a paper feed unit, 4 is a transport unit, 5 is a paper feed roller, 6 is a transport belt, 7 is an electric motor, 8 is a drive roller, 9 is a driven roller, 10 is A paper discharge unit, 11 is a head fixing plate, 21 is a half-bridge output stage, 22 is an actuator, 25 is a drive waveform signal generation circuit, 26 is a modulation circuit, 28 is a digital power amplification circuit, 29 is a smoothing filter, 30 is a gate drive Circuit, 31 memory, 32 controller, 33 D / A converter, 34 triangular wave oscillator, 35 comparator, 65 head driver

Claims (12)

アクチュエータの駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス変調して変調信号とする変調回路と、
前記変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号とするデジタル電力増幅回路と、
前記電力増幅変調信号を平滑化して前記駆動信号とする平滑フィルタと、
前記アクチュエータの電位を一定に保つ場合に動作する電力増幅停止手段と
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
A modulation circuit that modulates a drive waveform signal that serves as a reference for the drive signal of the actuator to generate a modulation signal;
A digital power amplifier circuit that amplifies the modulated signal to obtain a power amplified modulated signal;
A smoothing filter that smoothes the power amplification modulation signal to obtain the drive signal;
A liquid ejecting apparatus comprising: power amplification stopping means that operates when the potential of the actuator is kept constant.
前記デジタル電力増幅回路はスイッチング素子を備え、前記電力増幅停止手段は、前記デジタル電力増幅回路のすべてのスイッチング素子をオフとすることによって、前記デジタル電力増幅回路の動作を停止することを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。   The digital power amplifier circuit includes a switching element, and the power amplification stop unit stops the operation of the digital power amplifier circuit by turning off all the switching elements of the digital power amplifier circuit. The liquid ejecting apparatus according to claim 1. 前記変調回路は、前記電力増幅停止手段によってデジタル電力増幅回路の動作が停止されるときには、前記変調信号の出力を停止することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射装置。   The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the modulation circuit stops the output of the modulation signal when the operation of the digital power amplification circuit is stopped by the power amplification stop unit. 前記変調回路は、第1の変調周波数を用いて前記駆動波形信号のパルス変調を行い、前記変調回路は、前記駆動波形信号の電位が変化している状態から前記駆動波形信号の電位が変化しない状態に移行するときには、パルス変調の変調周波数を前記第1の変調周波数よりも増加することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の液体噴射装置。   The modulation circuit performs pulse modulation of the drive waveform signal using a first modulation frequency, and the modulation circuit does not change the potential of the drive waveform signal from the state where the potential of the drive waveform signal changes. 4. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein when transitioning to a state, the modulation frequency of pulse modulation is increased more than the first modulation frequency. 5. 前記変調回路は、第1の変調周波数を用いて前記駆動波形信号のパルス変調を行い、前記変調回路は、前記駆動波形信号の電位が変化していない状態から前記駆動波形信号の電位が変化する状態に移行するときには、パルス変調の変調周波数を前記第1の変調周波数よりも増加することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の液体噴射装置。   The modulation circuit performs pulse modulation of the drive waveform signal using a first modulation frequency, and the modulation circuit changes the potential of the drive waveform signal from a state where the potential of the drive waveform signal does not change. 5. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein when transitioning to a state, a modulation frequency of pulse modulation is increased more than the first modulation frequency. 6. 前記変調信号のハイレベルの期間は第1の期間であり、また、前記変調信号のローレベルの期間は第2の期間であり、前記変調回路は、前記駆動波形信号の電位が変化していない状態から前記駆動波形信号の電位が変化する状態に移行ときには、開始直後の変調信号のハイレベル、もしくはローレベルの期間を、前記第1の期間もしくは前記第2の期間半分とすることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の液体噴射装置。   The high level period of the modulation signal is a first period, and the low level period of the modulation signal is a second period. In the modulation circuit, the potential of the drive waveform signal does not change. When shifting from a state to a state in which the potential of the drive waveform signal changes, the high-level or low-level period of the modulation signal immediately after the start is set to the first period or half of the second period The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記電力増幅停止手段は、前記デジタル電力増幅回路の動作停止中、前記デジタル電力増幅回路の動作を一時的に再開することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の液体噴射装置。   The liquid ejection according to claim 1, wherein the power amplification stop unit temporarily restarts the operation of the digital power amplifier circuit while the operation of the digital power amplifier circuit is stopped. apparatus. 前記駆動波形信号を記憶するメモリを備え、前記メモリは駆動波形電位差データが記憶されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の液体噴射装置。   The liquid ejecting apparatus according to claim 1, further comprising a memory that stores the drive waveform signal, wherein the memory stores drive waveform potential difference data. 前記駆動波形信号を記憶するメモリを備え、前記メモリは駆動波形電位データと前記駆動波形信号の電位が変化しているか否かの情報が記憶されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の液体噴射装置。   8. The memory according to claim 1, further comprising a memory for storing the driving waveform signal, wherein the memory stores driving waveform potential data and information indicating whether or not the potential of the driving waveform signal is changing. The liquid ejecting apparatus according to any one of the above. 前記駆動波形信号を記憶するメモリを備え、前記メモリは駆動波形電位データが記憶され、前記電力増幅停止手段は前記メモリから読出した駆動波形電位データの差分を算出し、前記差分が0である場合に前記デジタル電力増幅回路の動作を停止することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の液体噴射装置。   A memory for storing the drive waveform signal, wherein the memory stores drive waveform potential data, and the power amplification stop means calculates a difference of the drive waveform potential data read from the memory, and the difference is 0 The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the operation of the digital power amplifier circuit is stopped. 前記メモリは、前記変調回路による変調周波数が記憶されていることを特徴とする請求項8乃至10の何れか一項に記載の液体噴射装置。   The liquid ejecting apparatus according to claim 8, wherein a modulation frequency by the modulation circuit is stored in the memory. 請求項1乃至11の何れか一項に記載の液体噴射装置を備えた液体噴射型印刷装置。   A liquid jet printing apparatus comprising the liquid jet apparatus according to claim 1.
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