JP2015051523A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フローティング電源として機能する容量素子をチャージするための電流によって、液体の誤吐出や圧電素子の破損のおそれを低減させることが可能な液体吐出装置を提供する。
【解決手段】ダイオード３８２はチャージポンプ３８１の電源電位ＧＶＤＤの出力端子とハイサイドゲートドライバー３８５の電源端子との間に設けられ、キャパシター３８３はハイサイドゲートドライバーの電源端子と、第１スイッチＱＨと第２スイッチＱＬとの接続ノードＳＷＮとの間に設けられている。ハイサイドゲートドライバーの基準端子はＳＷＮノードと接続される。ローサイドゲートドライバーの電源端子には電源電位ＧＶＤＤが供給され、基準端子には基準電位が供給される。第１スイッチのドレイン端子には電源電位ＶＨＶが供給され、第２スイッチのソース端子には基準電位が供給される。信号変換部２９はＳＷＮノードの信号を圧電素子ＰＺＴの駆動信号ＣＯＭに変換する。
【選択図】図９

Description

本発明は、アクチュエーターに駆動信号を印加して液体を吐出（噴射）する液体吐出装置（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。

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ーが設けられ、このアクチュエーター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元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、元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ーで平滑化して、駆動信号としている。この駆動信号、或いはその基準となる元信号には、電位の変化しない部分（時間）があるが、アクチュエーター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ーに電流を供給する必要がない。そこで、特許文献１に記載される液体噴射型印刷装置では、アクチュエーターの電位を一定に保つとき、即ち元信号の電位を一定に保つときに、デジタル電力増幅回路に備えられているハイサイド側スイッチング素子Ｑ１とローサイド側スイッチング素子Ｑ２をともにオフすることによって動作を停止することにより、デジタル電力増幅回路並びに平滑フィルターでの電力消費量を低減している。

特開２０１１−５７３３号公報

ところで、特許文献１では、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はグランド電位を基準に動作すればよいが、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１は、出力ノード（ローサイド側スイッチング素子Ｑ２との接続ノード）の電位を基準に動作する必要がある。そのため、特許文献１では図示されていないが、外部電源とデジタル電力増幅回路の出力ノードとの間にフローティング電源として機能するブートストラップ容量が接続される。さらに、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１がオンする時に出力ノードが高電位となるため、出力ノードから外部電源側に電流が逆流しないように、外部電源とブートストラップ容量の間に逆流防止用のダイオードが設けられる。

このような従来のデジタル電力増幅回路では、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２がオンする時に、外部電源からダイオードを介してグランドに電流が流れてブートストラップ容量がチャージされる。特に、外部電源が立ち上がった状態で、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２が最初にオンする時、外部電源からグランドに瞬間的に大電流が流れるため、仮に、この大電流の一部が、平滑フィルターを介してアクチュエーターとして用いられる圧電素子に流れると、誤ってノズルから液体が吐出され、あるいは、圧電素子が破損するおそれがある。さらに、この大電流により、外部電源の出力電圧が瞬間的に大きく低下し、ダイオードの順方向電流が０になりきらないうちに逆バイアスがかかって大きな逆方向電流（リバース電流）が流れるため、発熱によりダイオードが破損しないように、電流耐
量の大きなダイオードやファーストリカバリーダイオード等を用いる必要があり、コストアップの要因となっていた。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、フローティング電源として機能する容量素子をチャージするための電流によって、液体の誤吐出や圧電素子の破損のおそれを低減させることが可能な液体吐出装置を提供することができる。

（１）本発明の液体吐出装置は、基準電位から上昇し、一定電位となる第１の電源電位を出力する電源電位出力部と、元駆動信号の変調信号に応じて第１スイッチ駆動信号を生成する第１スイッチ駆動部と、前記変調信号に応じて第２スイッチ駆動信号を生成する第２スイッチ駆動部と、前記第１スイッチ駆動信号に応じて動作する第１スイッチと、前記第２スイッチ駆動信号に応じて動作する第２スイッチと、前記電源電位出力部の出力端子と前記第１スイッチ駆動部の第１端子との間に設けられている整流素子と、前記第１スイッチの第２端子と、前記第２スイッチの第１端子と、を電気的に接続する接続ノードと、前記第１スイッチ駆動部の前記第１端子と、前記接続ノードとの間に設けられている容量素子と、前記接続ノードに発生する信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号により変形し、液体を吐出させるための動作を実行可能な圧電素子と、を含み、前記第２スイッチ駆動部の第１端子には前記第１の電源電位が供給され、前記第２スイッチ駆動部の第２端子には前記基準電位が供給され、前記第１スイッチの第１端子には第２の電源電位が供給され、前記第１スイッチ駆動部の第２端子は、前記接続ノードと接続され、前記第２スイッチの前記第２端子には前記基準電位が供給されることを特徴とする。

本発明の液体吐出装置によれば、第１の電源電位が基準電位から上昇し、一定電位となることで、電源電位出力部の出力端子から第１スイッチと第２スイッチとの接続ノードを介して圧電素子に瞬時に大電流が流れるおそれを低減させることができるので、圧電素子の破損や液体の誤吐出のおそれを低減することができる。

（２）また、前記液体吐出装置は、前記電源電位出力部の前記出力端子と前記容量素子との間に、前記整流素子と直列に設けられている抵抗素子を含むことを特徴としてもよい。

この液体吐出装置によれば、電源電位出力部の出力端子から圧電素子に流れる電流を抵抗素子により制限することができるので、圧電素子の破損や液体の誤吐出のおそれをより低減することができる。

（３）また、前記液体吐出装置は、前記第１の電源電位が前記一定電位に達するまでに前記第２のスイッチの前記第１端子と前記第２のスイッチの前記第２端子とが導通することを特徴としてもよい。

この液体吐出装置によれば、第１の電源電位が一定電位となる前のより低い電位の時に第２スイッチがオンし、第２スイッチを介して電源電位出力部の出力端子から基準電位ノードへの電流経路が形成される。これにより、電源電位出力部の出力端子から基準電位ノードに瞬時に流れる電流量が低減し、第１の電源電位の瞬時の低下量が小さくなるので、整流素子に流れる逆方向電流が小さくなり、整流素子の破損のおそれを低減させることができる。

（４）また、前記液体吐出装置は、前記第１の電源電位が前記基準電位から上昇し始める時に、前記第２のスイッチ前記第２のスイッチの前記第１端子と前記第２のスイッチの
前記第２端子とが導通し始めることを特徴としてもよい。

この液体吐出装置によれば、第１の電源電位が上昇し始めるとすぐに第２スイッチがオンし始めるので、第１の電源電位がより低い時に、第２スイッチを介して電源電位出力部の出力端子から基準電位ノードへの電流経路が形成される。これにより、電源電位出力部の出力端子から基準電位ノードに瞬時に流れる電流量がより低減し、第１の電源電位の瞬時の低下量がより小さくなるので、整流素子に流れる逆方向電流がより小さくなり、整流素子の破損のおそれをより低減させることができる。

（５）また、前記液体吐出装置は、前記第２スイッチ駆動信号と前記基準電位との電位差が閾値よりも高い時に、前記第２のスイッチの前記第１端子と前記第２のスイッチの前記第２端子とが導通し、前記第１の電源電位が前記基準電位から上昇し始める時に、前記第２スイッチ駆動信号の電位も上昇し始めることを特徴としてもよい。

この液体吐出装置によれば、第１の電源電位が上昇し始めるとすぐに第２スイッチ駆動信号の電位も上昇し始め、第２スイッチ駆動信号と基準電位との電位差が閾値を超えた時点で第２スイッチがオンするので、第１の電源電位がより低い時に、第２スイッチを介して電源電位出力部の出力端子から基準電位ノードへの電流経路が形成される。これにより、電源電位出力部の出力端子から基準電位ノードに瞬時に流れる電流量がより低減し、第１の電源電位の瞬時の低下量がより小さくなるので、整流素子に流れる逆方向電流がより小さくなり、整流素子の破損のおそれをより低減させることができる。

（６）また、前記液体吐出装置は、前記第１の電源電位は、第１の電位と、前記第１の電位より高い第２の電位と、前記第２の電位より高い第３の電位と、前記第３の電位より高い第４の電位と、前記第４の電位より高い第５の電位と、を含む複数の電位となることが可能であり、前記第１スイッチは、オン状態と、オフ状態と、オンまたはオフのいずれにもなりえる不安定状態とを有し、前記第２スイッチは、オン状態と、オフ状態と、オンまたはオフのいずれにもなりえる不安定状態とを有し、前記第１の電源電位が前記第１の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオン状態となる第１状態と、前記第１の電源電位が前記第２の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチが不安定状態となる第２状態と、前記第１の電源電位が前記第３の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第３状態と、前記第１の電源電位が前記第４の電位で、前記第１スイッチが不安定状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第４状態と、前記第１の電源電位が前記第５の電位で、前記第１スイッチがオンで、前記第２スイッチがオフ状態となる第５状態と、を有し、前記第１状態から前記第２状態へ、前記第２状態から前記第３状態へ、前記第３状態から前記第４状態へ、前記第４状態から前記第５状態へ、と状態が遷移していくことを特徴としてもよい。

（７）前記液体吐出装置は、前記第１の電源電位は、さらに、前記第５の電位より高い第６の電位と、前記第６の電位より高い第７の電位と、前記７の電位より高い第８の電位と、前記第８の電位より高い第９の電位と、前記第９の電位より高い第１０の電位と、前記第１０の電位より高い第１１の電位と、前記第１１の電位より高い第１２の電位と、前記第１２の電位より高い第１３の電位と、を含む複数の電位となることが可能であり、前記第１の電源電位が前記第６の電位で、前記第１スイッチがオン状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第６状態と、前記第１の電源電位が前記第７の電位で、前記第１スイッチが不安定状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第７状態と、前記第１の電源電位が前記第８の電位で、前記第１スイッチがオフで、前記第２スイッチがオフ状態となる第８状態と、前記第１の電源電位が前記第９の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチが不安定状態となる第９状態と、前記第１の電源電位が前記第１０の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオンとなる第１０状態と、前
記第１の電源電位が前記第１１の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオン状態となる第１１状態と、前記第１の電源電位が前記第１２の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチが不安定状態となる第１２状態と、前記第１の電源電位が前記第１３の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第１３状態と、をさらに有し、前記第５状態から前記第６状態へ、前記第６状態から前記第７状態へ、前記第７状態から前記第８状態へ、前記第８状態から前記第９状態へ、前記第９状態から前記第１０状態へ、前記第１０状態から前記第１１状態へ、前記第１１状態から前記第１２状態へ、前記第１２状態から前記第１３状態へ、と状態がさらに遷移していくことを特徴としてもよい。

印刷システムの全体構成を示すブロック図である。 プリンターの概略断面図である。 プリンターの概略上面図である。 ヘッドの構造を説明するための図である。 駆動信号生成部からの駆動信号ＣＯＭおよびドット形成に用いられる制御信号を説明するための図である。 ヘッド制御部の構成を説明するブロック図である。 駆動信号ＣＯＭの生成までの流れを説明する図である。 第１実施形態の駆動信号生成部等の詳細ブロック図である。 第１実施形態の信号増幅部の回路構成例を示す図である。 信号増幅部の信号波形の一例を示す図である。 第２実施形態の信号増幅部の回路構成例を示す図である。 第３実施形態の信号変調部、信号増幅部及び信号変換部の回路構成例を示す図である。 第３実施形態のレベルシフト回路の構成例を示す図である。 第４実施形態の信号変調部、信号増幅部及び信号変換部の回路構成例を示す図である。 第４実施形態のＯＥ制御回路の構成例を示す図である。 第５実施形態の駆動信号生成部の回路構成例を示す図である。

１．第１実施形態
本発明の液体吐出装置の実施形態として、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。

１．１．印刷システムの構成
図１は、第１実施形態の液体噴射型印刷装置（プリンター１）を含む印刷システムの全体構成を示すブロック図である。後述するように、プリンター１は用紙Ｓ（図２、図３参照）が所定の方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッドプリンターである。

プリンター１はコンピューター８０と通信可能に接続されており、コンピューター８０内にインストールされているプリンタードライバーが、プリンター１に画像を印刷させるための印刷データを作成し、プリンター１に出力する。プリンター１は、コントローラー１０と、用紙搬送機構３０と、ヘッドユニット４０と、検出器群７０と、を有する。なお、プリンター１は複数のヘッドユニット４０を含んでもよいが、ここでは、１つのヘッドユニット４０を代表させて図１に示して説明する。

プリンター１内のコントローラー１０は、プリンター１における全体的な制御を行うた
めのものである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピューター８０との間でデータの送受信を行う。そして、インターフェース部１１は、コンピューター８０から受け取ったデータのうち、印刷データ１１１をＣＰＵ１２に出力する。印刷データ１１１は例えば画像データ、印刷モードを指定するデータ等を含む。

ＣＰＵ１２は、プリンター１の全体的な制御を行うための演算処理装置であり、駆動信号生成部１４、制御信号生成部１５、搬送信号生成部１６を介してヘッドユニット４０、用紙搬送機構３０を制御する。メモリー１３は、ＣＰＵ１２のプログラム、データを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。検出器群７０によってプリンター１内の状況が監視され、コントローラー１０は検出器群７０からの検出結果に基づき制御を行う。なお、ＣＰＵ１２のプログラム、データはストレージメディア１１３に格納されていてもよい。ストレージメディア１１３は、例えばハードディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光学ディスク、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーのいずれかであってもよいが、特に限定されるものではない。図１のように、ＣＰＵ１２はプリンター１に接続されたストレージメディア１１３にアクセス可能であってもよい。また、ストレージメディア１１３はコンピューター８０に接続されており、ＣＰＵ１２はインターフェース部１１およびコンピューター８０を介してストレージメディア１１３にアクセス可能（経路は不図示）であってもよい。

駆動信号生成部１４は、ヘッド４１に含まれる圧電素子ＰＺＴを変位させる駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号生成部１４は、後述するように、元駆動信号生成部２５の一部、信号変調部２６、信号増幅部２８（デジタル電力増幅回路）、信号変換部２９（平滑フィルター）を含む（図７参照）。駆動信号生成部１４は、ＣＰＵ１２からの指示に従って、元駆動信号生成部２５で元駆動信号１２５を生成し、信号変調部２６で元駆動信号１２５をパルス変調して変調信号１２６を生成し、信号増幅部２８で変調信号１２６を増幅し、信号変換部２９で増幅変調信号１２８（増幅された変調信号１２６）を平滑化して駆動信号ＣＯＭを生成する。

制御信号生成部１５は、ＣＰＵ１２からの指示に従って制御信号を生成する。制御信号は、例えば噴射するノズルを選択するといったヘッド４１の制御に用いられる信号である。本実施形態では、制御信号生成部１５は、クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰを含む制御信号を生成するが、これらの信号の詳細については後述する。なお、制御信号生成部１５はＣＰＵ１２に含まれる構成（すなわち、ＣＰＵ１２が制御信号生成部１５の機能を兼ねる構成）であってもよい。

ここで、駆動信号生成部１４が生成する駆動信号ＣＯＭは連続的に電圧が変化するアナログ信号であり、制御信号であるクロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰはデジタル信号である。駆動信号ＣＯＭと制御信号は、フレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣとも記載する）であるケーブル２０を経由してヘッドユニット４０のヘッド４１へと伝送される。制御信号については、差動シリアル方式を用いて複数種類の信号を時分割で伝送してもよい。このとき、制御信号を種類毎にパラレルに伝送する場合と比べて、必要な伝送線の数を減らすことができ、多くのＦＦＣの重ね合わせによる摺動性の低下を回避し、コントローラー１０およびヘッドユニット４０に設けるコネクターのサイズも小さくなる。

搬送信号生成部１６は、ＣＰＵ１２からの指示に従って、用紙搬送機構３０を制御する信号を生成する。用紙搬送機構３０は、例えばロール状に巻かれた連続する用紙Ｓを回転可能に支持すると共に回転により用紙Ｓを搬送し、印刷領域にて所定の文字や画像等が印刷されるようにする。例えば用紙搬送機構３０は、搬送信号生成部１６で生成された信号
に基づいて用紙Ｓを所定の方向に搬送する。なお、搬送信号生成部１６はＣＰＵ１２に含まれる構成（すなわち、ＣＰＵ１２が搬送信号生成部１６の機能を兼ねる構成）であってもよい。

ヘッドユニット４０は、液体吐出部としてのヘッド４１を含んでいる。紙面の都合上、図１では１つのヘッド４１だけを示しているが、本実施形態のヘッドユニット４０は複数のヘッド４１を含んでいてもよい。ヘッド４１は、圧電素子ＰＺＴ、キャビティＣＡ、ノズルＮＺを含むアクチュエーター部を含み、圧電素子ＰＺＴの変位を制御するヘッド制御部ＨＣも含んでいる。アクチュエーター部は、駆動信号ＣＯＭによって変位可能な圧電素子ＰＺＴと、内部に液体が充填されており、圧電素子ＰＺＴの変位により内部の圧力が増減されるキャビティＣＡと、キャビティＣＡに連通しており、キャビティＣＡ内の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルＮＺを含む。ヘッド制御部ＨＣは、コントローラー１０からの駆動信号ＣＯＭおよび制御信号に基づいて圧電素子ＰＺＴの変位を制御する。

ここで、各アクチュエーター部に含まれる要素を区別する場合には、符号に括弧書きの数字を付すものとする。図１の例では、アクチュエーター部は３つあり、第１のアクチュエーター部は、第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第１キャビティＣＡ（１）、第１ノズルＮＺ（１）を含み、第２のアクチュエーター部は、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第２キャビティＣＡ（２）、第２ノズルＮＺ（２）を含み、第３のアクチュエーター部は、第３圧電素子ＰＺＴ（３）、第３キャビティＣＡ（３）、第３ノズルＮＺ（３）を含む。なお、アクチュエーター部は３つに限るものではなく、例えば１つ又は２つでもよいし、４つ以上であってもよい。また、図１では、図示の都合上、第１〜第３のアクチュエーター部が１つのヘッド４１に含まれているが、その一部が不図示の別のヘッド４１に含まれていてもよい。

駆動信号ＣＯＭは、図１のように駆動信号生成部１４で生成されて、ケーブル２０、ヘッド制御部ＨＣを経由して第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第３圧電素子ＰＺＴ（３）へと伝えられる。また、クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰを含む制御信号は、図１のように制御信号生成部１５で生成されて、ケーブル２０を経由して、ヘッド制御部ＨＣにおける制御に用いられる。

１．２．プリンターの構成
図２はプリンター１の概略断面図である。図２の例では、用紙Ｓはロール状に巻かれた連続紙であるとして説明するが、プリンター１が画像を印刷する記録媒体は連続紙に限らず、カット紙でもよいし、布やフィルム等でもよい。

プリンター１は、回転により用紙Ｓを繰り出す巻軸２１と、巻軸２１から繰り出された用紙Ｓを巻き掛けて上流側搬送ローラー対３１に導く中継ローラー２２と、を有する。そして、プリンター１は用紙Ｓを巻き掛けて送る複数の中継ローラー３２，３３と、印刷領域よりも搬送方向の上流側に配設された上流側搬送ローラー対３１と、印刷領域よりも搬送方向の下流側に配設された下流側搬送ローラー対３４と、を有する。上流側搬送ローラー対３１及び下流側搬送ローラー対３４は、それぞれ、モーター（不図示）に連結されて駆動回転する駆動ローラー３１ａ，３４ａと、駆動ローラー３１ａ，３４ａの回転に伴って回転する従動ローラー３１ｂ，３４ｂと、を有する。そして、上流側搬送ローラー対３１及び下流側搬送ローラー対３４がそれぞれ用紙Ｓを挟持した状態で駆動ローラー３１ａ，３４ａが駆動回転することにより用紙Ｓに搬送力が付与される。プリンター１は、下流側搬送ローラー対３４から送られた用紙Ｓを巻き掛けて送る中継ローラー６１と、中継ローラー６１から送られた用紙Ｓを巻取る巻取り駆動軸６２と、を有する。巻取り駆動軸６
２の回転駆動に伴って印刷済みの用紙Ｓはロール状に順次巻き取られる。なお、これらのローラーや不図示のモーターは、図１の用紙搬送機構３０に対応する。

プリンター１は、ヘッドユニット４０と、印刷領域にて用紙Ｓを印刷面の反対側面から支持するプラテン４２と、を有する。プリンター１は、複数のヘッドユニット４０を備えていてもよい。プリンター１は、例えばインクの色毎にヘッドユニット４０を用意してもよく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出可能な４個のヘッドユニット４０を搬送方向に並べる構成であってもよい。なお、以下の説明においては、１つのヘッドユニット４０を代表させて説明するが、そのノズルごとにインクの色が割り当てられておりカラー印刷が可能であるものとする。

図３に示すように、ヘッドユニット４０では、複数のヘッド４１（１）〜４１（４）が、用紙Ｓの搬送方向と交差する用紙Ｓの幅方向（Ｙ方向）に並んでいる。なお、説明のため、Ｙ方向の奥側のヘッド４１から順に小さい番号を付す。また、各ヘッド４１における用紙Ｓとの対向面（下面）では、インクを吐出する多数のノズルＮＺがＹ方向に所定の間隔おきに並んでいる。なお、図３では、ヘッドユニット４０を上から見たときのヘッド４１とノズルＮＺの位置を仮想的に示す。Ｙ方向に隣り合うヘッド４１（例えば、４１（１）と４１（２））の端部のノズルＮＺの位置は少なくとも一部が重複しており、ヘッドユニット４０の下面では、用紙Ｓの幅長さ以上に亘って、ノズルＮＺがＹ方向に所定の間隔おきに並んでいる。よって、ヘッドユニット４０の下を停まることなく搬送される用紙Ｓに対してヘッドユニット４０がノズルＮＺからインクを吐出することにより、用紙Ｓに２次元の画像が印刷される。

なお、図３では、紙面の都合上、ヘッドユニット４０に属するヘッド４１を４個として示しているがこれに限るものではない。つまり、ヘッド４１は４個より多くても少なくてもよい。また、図３のヘッド４１は千鳥格子状に配置されているが、このような配置に限るものではない。ここで、ノズルＮＺからのインク吐出方式は、本実施形態では圧電素子ＰＺＴに電圧をかけてインク室を膨張・収縮させることによりインクを吐出させるピエゾ方式であるが、発熱素子を用いてノズルＮＺ内に気泡を発生させ、その気泡によりインクを吐出させるサーマル方式でもよい。

また、本実施形態では、プラテン４２の水平な面で用紙Ｓを支持しているがこれに限らず、例えば、用紙Ｓの幅方向を回転軸として回転する回転ドラムをプラテン４２とし、回転ドラムに用紙Ｓを巻き掛けて搬送しつつヘッド４１からインクを吐出してもよい。この場合、回転ドラムの円弧形状の外周面に沿ってヘッドユニット４０が傾斜して配置される。また、ヘッド４１から吐出されるインクが、例えば、紫外線を照射することにより硬化するＵＶインクである場合には、ヘッドユニット４０の下流側に紫外線を照射する照射器を設けてもよい。

ここで、プリンター１は、ヘッドユニット４０のクリーニングを行うためにメンテナンス領域を設けている。プリンター１のメンテナンス領域には、ワイパー５１と、複数のキャップ５２と、インク受け部５３が存在する。メンテナンス領域は、プラテン４２（すなわち、印刷領域）よりもＹ方向の奥側に位置し、クリーニング時にヘッドユニット４０はＹ方向の奥側に移動する。

ワイパー５１とキャップ５２は、インク受け部５３で支持され、インク受け部５３によってＸ方向（用紙Ｓの搬送方向）に移動可能となっている。ワイパー５１は、インク受け部５３から立設した板状の部材であり、弾性部材や布、フェルト等で形成されている。キャップ５２は、弾性部材等で形成された直方体の部材であり、ヘッド４１毎に設けられている。そして、ヘッドユニット４０におけるヘッド４１（１）〜４１（４）の配置に合わ
せて、キャップ５２（１）〜５２（４）も幅方向に並んでいる。よって、ヘッドユニット４０がＹ方向の奥側に移動するとヘッド４１とキャップ５２が対向し、ヘッドユニット４０が下降すると（又はキャップ５２が上昇すると）、ヘッド４１のノズル開口面にキャップ５２が密着し、ノズルＮＺを封止することができる。インク受け部５３は、ヘッド４１のクリーニング時にノズルＮＺから吐出されたインクを受ける役割も担う。

ヘッド４１に設けられたノズルＮＺからインクが吐出される際には、メインのインク滴と共に微小なインク滴が発生し、その微小なインク滴がミストとして舞い上がり、ヘッド４１のノズル開口面に付着する。また、ヘッド４１のノズル開口面には、インクだけでなく、埃や紙粉等も付着する。これらの異物をヘッド４１のノズル開口面に付着させたまま放置して堆積させてしまうと、ノズルＮＺが塞がれ、ノズルＮＺからのインク吐出が阻害されてしまう。そこで、本実施形態のプリンター１では、ヘッドユニット４０のクリーニングとしてワイピング処理が定期的に行われる。

１．３．駆動信号および制御信号
以下に、ケーブル２０で伝送されるコントローラー１０からの駆動信号ＣＯＭおよび制御信号の詳細について説明する。まず、ヘッド４１の構造を説明し、駆動信号ＣＯＭおよび制御信号の波形を例示した後に、ヘッド制御部ＨＣの構成について説明する。

１．３．１．ヘッドの構造
図４は、ヘッド４１の構造を説明するための図である。図４には、ノズルＮＺ、圧電素子ＰＺＴ、インク供給路４０２、ノズル連通路４０４、及び、弾性板４０６が示されている。インク供給路４０２、ノズル連通路４０４はキャビティＣＡに対応する。

インク供給路４０２には、不図示のインクタンクからインク滴が供給される。そして、インク滴はノズル連通路４０４に供給される。圧電素子ＰＺＴには、駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＣＯＭが印加される。駆動パルスＰＣＯＭが印加されると波形に従って圧電素子ＰＺＴが伸縮（変位）し、弾性板４０６を振動させる。そして、駆動パルスＰＣＯＭの振幅に対応する量のインク滴がノズルＮＺから吐出されるようになっている。このようなノズルＮＺ、圧電素子ＰＺＴ等からなるアクチュエーター部が図３のように並んで、ノズル列を有するヘッド４１を構成している。

１．３．２．信号の波形
図５は、駆動信号生成部１４からの駆動信号ＣＯＭおよびドット形成に用いられる制御信号を説明するための図である。駆動信号ＣＯＭは、圧電素子ＰＺＴに印加されて液体を噴射させ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の立ち上がり部分がノズルに連通するキャビティＣＡの容積を拡大して液体を引込む段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティＣＡの容積を縮小して液体を押出す段階であり、液体を押出した結果、液体がノズルから噴射される。

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を選択して圧電素子ＰＺＴに印加し、液体を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択して圧電素子ＰＺＴに印加し、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。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５の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、駆動パルスＰＣＯＭ２〜ＰＣＯＭ４とは異なり、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。

ヘッド制御部ＨＣには、駆動信号生成部１４からの駆動信号ＣＯＭの他、制御信号生成部１５からの制御信号として、クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰが入力される。このうち、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨは、駆動信号ＣＯＭのタイミングを定める制御信号であり、図５のように、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。駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰは、インク滴を吐出させるべきノズルに対応した圧電素子ＰＺＴを指定する画素データＳＩ（ＳＩＨ、ＳＩＬ）及び駆動信号ＣＯＭの波形パターンデータＳＰを含む。ＳＩＨ、ＳＩＬは、それぞれ、２ビットの画素データＳＩの上位ビット、下位ビットに対応する。

１．３．３．ヘッド制御部
図６は、ヘッド制御部ＨＣの構成を説明するブロック図である。ヘッド制御部ＨＣは、液体を噴射させるノズルに対応した圧電素子ＰＺＴ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ー２１１と、シフトレジスター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の電圧を圧電素子ＰＺＴに印加するレベルシフター２１３を備えて構成されている。

シフトレジスター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がシフトレジスター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ー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、レベルシフター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、レベルシフター２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子ＰＺＴ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、シフトレジスター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ー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、この選択スイッチ２０１により、圧電素子ＰＺＴを駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該圧電素子ＰＺＴの入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。

１．３．４．駆動信号
図７は、駆動信号ＣＯＭの生成までの流れを説明する図である。前記のように、図７の元駆動信号生成部２５の一部、信号変調部２６、信号増幅部２８（デジタル電力増幅回路）、信号変換部２９（平滑フィルター）は駆動信号生成部１４に対応している。元駆動信号生成部２５は、インターフェース部１１からの印刷データ１１１に基づいて例えば図７のような元駆動信号１２５を生成する。

元駆動信号生成部２５は、後述するようにＣＰＵ１２、ＤＡＣ３９等を含み、ＣＰＵ１２が印刷データ１１１に基づいて元駆動データを選択して、ＤＡＣ３９に出力することで元駆動信号１２５を生成する。

信号変調部２６は、元駆動信号生成部２５からの元駆動信号１２５を受け取ると、所定の変調を行って変調信号１２６を生成する。所定の変調とは、本実施形態ではパルス密度変調（Pulse-Density Modulation、PDM）であるが、例えばパルス幅変調（Pulse-Width Modulation、PWM）といった他の変調方式が用いられてもよい。

信号増幅部２８は、変調信号１２６を受け取って電力増幅を行って増幅変調信号１２８を生成し、信号変換部２９は、増幅変調信号１２８を平滑化して、広いパルス幅に変調されている部分は電圧値が高く、狭いパルス幅に変調されている部分は電圧値が低いアナログの駆動信号ＣＯＭを生成する。

１．４．駆動信号生成部の構成
図８は、本実施形態のプリンター１の駆動信号生成部１４等の詳細ブロック図である。ヘッド４１は、ノズルに対応する多くの圧電素子ＰＺＴを含んでいる。例えば、図８に示された第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第３圧電素子ＰＺＴ（３）は、図１の３つの圧電素子に対応するが、これらは全体の圧電素子ＰＺＴ（例えば数千個）の一部である。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭが、第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第３圧電素子ＰＺＴ（３）を含む全ての圧電素子ＰＺＴに印加され得る。なお、図８では、キャビティＣＡやノズルＮＺの図示を省略している。

また、図８のように、ヘッド４１はヘッド制御部ＨＣを含み、ヘッド制御部ＨＣは圧電素子ＰＺＴのそれぞれに駆動信号ＣＯＭの電圧を印加するかを選択する選択スイッチ２０１を含んでいる。なお、図８では、ヘッド制御部ＨＣの選択スイッチ２０１以外の機能ブロック（例えばシフトレジスター２１１等、図６参照）の図示を省略している。

ここで、信号増幅部２８で生成される増幅変調信号１２８は、コイルＬとコンデンサーＣとを組み合わせたローパスフィルターで実現される信号変換部２９を経由して駆動信号ＣＯＭとなるが、駆動信号ＣＯＭは全ての圧電素子ＰＺＴ（例えば数千個）を駆動可能である必要があり、増幅変調信号１２８は、信号増幅部２８で十分に増幅される。

元駆動信号生成部２５は、デジタル電位データなどで構成される元駆動信号１２５の元駆動データを記憶するメモリー１３と、インターフェース部１１からの印刷データ１１１に基づいてメモリー１３から元駆動データを読み込み、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ＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２から出力される電圧信号をアナログ変換して元駆動信号１２５として出力するＤＡＣ３９と、を含む。なお、ＣＰＵ１２は、信号増幅部２８中の後述するゲートドライブ回路３８に向けて、出力イネーブル信号ＯＥと発振開始信号ＳＴを出力する。

信号変調部２６は、パルス密度変調（ＰＤＭ：Pulse Density Modulation）回路であって、ＤＡＣ３９から出力された元駆動信号１２５と駆動信号ＣＯＭとの差分を増幅するエラーアンプ３７と、エラーアンプ３７から出力された信号の電位を所定の電位と比較し、パルス密度変調された変調信号１２６を生成する比較器３５と、を含み、その基本的な原理及び特徴は、量子化器、遅延器、積分器から構成されるΔΣ変調器と同様となる。ΔΣ変調の特徴としては、オーバーサンプリングとノイズシェーピングといった２つの特性により量子化器で発生する誤差（量子化ノイズ）を入力信号より高い周波数帯域に追いやるため、低域信号に対する精度が良いこと、高周波数帯域に追いやられた量子化ノイズが広帯域に分布し、入力信号レベルに対応してパルス周波数が変化することが挙げられる。パルス密度変調方式は、入力信号レベルに対応して自励発振するので出力電圧の範囲が広くヘッド駆動回路に適している。

ただし、本実施形態では、ΔΣ変調器に含まれる積分器に代えてエラーアンプ３７を用い、また、量子化器として機能する比較器３５は元駆動信号１２５と駆動信号ＣＯＭとの誤差に基づいて量子化することに特徴がある。本実施形態の構成によれば、比較器３５、信号増幅部２８及び信号変換部２９による信号遅延と信号変換部２９による位相遅れをエラーアンプ３７の位相進み補正によって減少させることができ、積分器が不要な分、遅延時間が小さく回路の高速化に向いている。なお、信号変調部２６は、この他にパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）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。

信号増幅部２８は、実質的に電力を増幅するためのハイサイド側の第１スイッチＱＨ及びローサイド側の第２スイッチＱＬからなるハーフブリッジ出力段と、信号変調部２６からの変調信号１２６に応じて、第１スイッチと第２スイッチをそれぞれ駆動するための第１スイッチ駆動信号ＧＨと第２スイッチ駆動信号ＧＬを生成するゲートドライブ回路３８を含む。第１スイッチ及び第２スイッチとしては、例えばパワーＭＯＳＦＥＴを用いることができるが、これに限られない。

信号増幅部２８では、変調信号１２６がハイレベルであるとき、第１スイッチＱＨはオン状態となり、第２スイッチＱＬはオフ状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段から出力される増幅変調信号１２８の電圧は供給電圧ＶＨＶとなる。一方、変調信号１２６がローレベルであるとき、第１スイッチＱＨはオフ状態となり、第２スイッチＱＬはオン状態となり、その結果、増幅変調信号１２８の電圧は０Ｖとなる。

このように第１スイッチＱＨ及び第２スイッチＱＬがデジタル駆動される場合には、オン状態のスイッチに電流が流れるが、スイッチの抵抗が非常に小さければ、損失は殆ど発生しない。また、オフ状態のスイッチには電流が流れないので損失は発生しない。従って、この信号増幅部２８の損失そのものは極めて小さく、第１スイッチ及び第２スイッチに小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができる。

信号増幅部２８で生成される増幅変調信号１２８は、コイルＬとコンデンサーＣとを組み合わせたローパスフィルターで実現される信号変換部２９を経由して駆動信号ＣＯＭとなるが、駆動信号ＣＯＭは全ての圧電素子ＰＺＴ（例えば数千個）を駆動可能である必要があるため、信号増幅部２８で十分に増幅される。

圧電素子ＰＺＴは容量性負荷なので、駆動信号ＣＯＭの電位（元駆動信号１２５でも同じ）が変化しないときには電流を流す必要がない。そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１２は、駆動信号ＣＯＭの電位が変化しないときには、出力イネーブル信号ＯＥをローレベルとし、ゲートドライブ回路３８は、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルにあるときには、第１スイッチと第２スイッチを共にオフ状態とする。第１スイッチＱＨ、第２スイッチＱＬを共にオフ状態とすると、容量性負荷である圧電素子ＰＺＴがハイインピーダンス状態に維持され、圧電素子ＰＺＴ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。このように、駆動信号ＣＯＭの電位が変化しないときには第１スイッチと第２スイッチを共にオフ状態とすることで、第１スイッチＱＨ、第２スイッチＱＬと信号変換部２９のコイルＬで無駄に消費される電力を削減できる。

１．５．信号増幅部の構成
図９は、本実施形態のプリンター１の信号増幅部２８の回路構成例を示す図である。図９では、第１スイッチＱＨ及び第２スイッチＱＬとして、ＮＭＯＳトランジスターが用いられている。第１スイッチＱＨの第１端子であるドレイン端子には、例えば数十Ｖの電源電位ＶＨＶ（第２の電源電位）が供給され、第２スイッチＱＬの第２端子であるソース端子には、例えば０Ｖの基準電位が供給され、第１スイッチＱＨの第２端子であるソース端
子と第２スイッチＱＬの第１端子であるドレイン端子が接続されている。第１スイッチＱＨはゲート端子に入力される第１スイッチ駆動信号ＧＨに応じて動作し、第２スイッチＱＬはゲート端子に入力される第２スイッチ駆動信号ＧＬに応じて動作する。そして、信号変換部２９は、第１スイッチＱＨのソース端子と第２スイッチＱＬのドレイン端子とを電気的に接続する接続ノードＳＷＮに発生する信号を駆動信号ＣＯＭに変換する。

ゲートドライブ回路３８は、チャージポンプ３８１、整流素子であるダイオード３８２、容量素子であるキャパシター３８３、ドライバー制御回路３８４、ハイサイドゲートドライバー３８５、ローサイドゲートドライバー３８６を含む。

チャージポンプ３８１は、ＣＰＵ１２からＳＴ端子に入力される発振開始信号ＳＴに応じて、例えば３．３Ｖの電源電位ＶＤＤの昇圧を開始する。チャージポンプ３８１の出力端子から出力される電源電位ＧＶＤＤ（第１の電源電位）は、基準電位（０Ｖ）から緩やかに上昇し、例えば数ｍｓオーダーで、第１スイッチ及び第２スイッチがそれぞれオン状態になるために必要なゲート−ソース間の電位差Ｖｔ以上の一定電位（例えば１０Ｖ）に達する。このチャージポンプ３８１は、ハイサイドゲートドライバー３８５及びローサイドゲートドライバー３８６の電源電位ＧＶＤＤを出力する電源電位出力部として機能する。

ダイオード３８２は、チャージポンプ３８１の出力端子とハイサイドゲートドライバー３８５の第１端子との間に設けられており、ダイオード３８２のアノード端子がチャージポンプ３８１の出力端子と接続され、ダイオード３８２のカソード端子がハイサイドゲートドライバー３８５の第１端子である電源端子と接続されている。

キャパシター３８３は、ハイサイドゲートドライバー３８５の電源端子と、第１スイッチＱＨのソース端子と第２スイッチＱＬのドレイン端子との接続ノードＳＷＮとの間に設けられており、キャパシター３８３の第１端子がハイサイドゲートドライバー３８５の電源端子と接続され、キャパシター３８３の第２端子がＳＷＮノードと接続されている。また、ＳＷＮノードには、ハイサイドゲートドライバー３８５の第２端子である基準端子も接続されている。このキャパシター３８３は、ブートストラップ容量として機能する。

ドライバー制御回路３８４は、ＣＰＵ１２からＯＥ端子に入力される出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルのときは、信号変調部２６からＩＮ端子に入力される変調信号１２６に応じて、ハイサイドゲートドライバー３８５の入力信号ＩＮ＿Ｈとローサイドゲートドライバー３８６の入力信号ＩＮ＿Ｌを生成する。本実施形態では、ドライバー制御回路３８４は、変調信号１２６がハイレベルのときは、入力信号ＩＮ＿Ｈがハイレベル、入力信号ＩＮ＿Ｌがローレベルとなり、変調信号１２６がローレベルのときは、入力信号ＩＮ＿Ｈがローレベル、入力信号ＩＮ＿Ｌがハイレベルとなる。また、ドライバー制御回路３８４は、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルのときは、入力信号ＩＮ＿Ｈと入力信号ＩＮ＿Ｌを共にローレベルにする。

ハイサイドゲートドライバー３８５は、その電源端子と基準端子の間に設けられているキャパシター３８３をフローティング電源として動作し、入力信号ＩＮ＿Ｈに応じて第１スイッチ駆動信号ＧＨを生成する。本実施形態では、ハイサイドゲートドライバー３８５は、入力信号ＩＮ＿Ｈがハイレベルのときは第１スイッチ駆動信号ＧＨをハイレベルにし、入力信号ＩＮ＿Ｈがローレベルのときは第１スイッチ駆動信号ＧＨをローレベルにする。このハイサイドゲートドライバー３８５は、第１スイッチＱＨを駆動する第１スイッチ駆動部として機能する。

ローサイドゲートドライバー３８６は、第１端子である電源端子にはチャージポンプ３
８１が出力する電源電位ＧＶＤＤが供給され、第２端子である基準端子には基準電位（０Ｖ）が供給されて動作し、入力信号ＩＮ＿Ｌに応じて第２スイッチ駆動信号ＧＬを生成する。本実施形態では、ローサイドゲートドライバー３８６は、入力信号ＩＮ＿Ｌがハイレベルのときは第２スイッチ駆動信号ＧＬをハイレベルにし、入力信号ＩＮ＿Ｌがローレベルのときは第２スイッチ駆動信号ＧＬをローレベルにする。このローサイドゲートドライバー３８６は、第２スイッチＱＬを駆動する第２スイッチ駆動部として機能する。

図１０は、発振開始信号ＳＴが入力されたときの信号増幅部２８の信号波形の一例を示す図である。なお、本実施形態では、発振開始信号ＳＴがローレベルのとき変調信号１２６がローレベルとなるようにし、これにより、ハイサイドゲートドライバー３８５の入力信号ＩＮ＿Ｈはローレベル、ローサイドゲートドライバー３８６の入力信号ＩＮ＿Ｌはハイレベルとなっているものとする。

発振開始信号ＳＴがローレベルからハイレベルになると、チャージポンプ３８１が昇圧を開始し、チャージポンプ３８１が出力する電源電位ＧＶＤＤが緩やかに上昇する。ローサイドゲートドライバー３８６は、電源電位ＧＶＤＤで動作し、ＩＮ＿Ｌがハイレベルなので、第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位は電源電位ＧＶＤＤに追従して緩やかに上昇する。そして、第２スイッチＱＬは、ゲート−ソース間の電位差である第２スイッチ駆動信号ＧＬと基準電位（０Ｖ）との電位差が所定の閾値よりも高くなるとオン状態となる。

すると、チャージポンプ３８１の出力端子から、ダイオード３８２、キャパシター３８３及び第２スイッチを介して、基準電位ノード（グランド）に電流が流れ、この電流によりキャパシター３８３が緩やかにチャージされる。ハイサイドゲートドライバー３８５は、ＳＷＮノードの電位を基準にして、キャパシター３８３の両端子間の電位差に等しい電源電位で動作を開始し、ＩＮ＿Ｈがローレベルなので、第１スイッチ駆動信号ＧＨの電位はＳＷＮノードの電位と等しいままである。そのため、第１スイッチＱＨは、ゲート−ソース間の電位差である第１スイッチ駆動信号ＧＨとＳＷＮノードの電位との電位差が閾値よりも低く、オフ状態のままである。

このように、電源電位ＧＶＤＤが緩やかに上昇し、電源電位ＧＶＤＤが第１の電位Ｖ１で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬがオン状態となる第１状態が発生する。この第１状態では駆動信号ＣＯＭの電位は基準電位（０Ｖ）であり、この駆動信号ＣＯＭが信号変調部２６の入力となり、第１状態の後、変調信号１２６がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、ローサイドゲートドライバー３８６の入力信号ＩＮ＿Ｌはハイレベルからローレベルに変化し、その後、ハイサイドゲートドライバー３８５の入力信号ＩＮ＿Ｈはローレベルからハイレベルに変化する。

ＩＮ＿Ｌがローレベルになると、第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位がＧＶＤＤから基準電位（０Ｖ）に変化する。この変化点では、第２スイッチＱＬは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも高い状態から低い状態となるため、オン又はオフのいずれにもなりえる不安定状態となる。すなわち、第１状態から、電源電位ＧＶＤＤが第１の電位Ｖ１よりも高い第２の電位Ｖ２で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬが不安定状態となる第２状態に遷移する。

そして、第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位が基準電位（０Ｖ）になると、第２スイッチＱＬは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも低くなるため、オフ状態となる。すなわち、第２状態から、電源電位ＧＶＤＤが第２の電位Ｖ２よりも高い第３の電位Ｖ３で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬがオフ状態となる第３状態に遷移する。

その後、ＩＮ＿Ｈがハイレベルになると、第１スイッチ駆動信号ＧＨとＳＷＮノードと
の電位差がキャパシター３８３の両端子間の電位差に等しくなるように変化する。この変化点では、第１スイッチＱＨは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも低い状態から高い状態となるため、オン又はオフのいずれにもなりえる不安定状態となる。すなわち、第３状態から、電源電位ＧＶＤＤが第３の電位よりも高い第４の電位Ｖ４で、第１スイッチＱＨが不安定状態で、第２スイッチＱＬがオフ状態となる第４状態に遷移する。

そして、第１スイッチ駆動信号ＧＨとＳＷＮノードとの電位差がキャパシター３８３の両端子間の電位差に等しくなると、第１スイッチＱＨは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも高くなるため、オン状態となる。すなわち、第４状態から、電源電位ＧＶＤＤが第４の電位Ｖ４よりも高い第５の電位Ｖ５で、第１スイッチＱＨがオン状態で、第２スイッチＱＬがオフ状態となる第５状態に遷移する。

その後、電源電位ＧＶＤＤが上昇し、第５状態から、電源電位ＧＶＤＤが第５の電位よりも高い第６の電位Ｖ６で、第１スイッチＱＨがオン状態で、第２スイッチＱＬがオフ状態となる第６状態に遷移する。第５状態及び第６状態では駆動信号ＣＯＭの電位は電源電位ＶＨＶ（例えば４２Ｖ）であり、この駆動信号ＣＯＭが信号変調部２６の入力となり、第６状態の後、変調信号１２６がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、ハイサイドゲートドライバー３８５の入力信号ＩＮ＿Ｈはハイレベルからローレベルに変化し、その後、ローサイドゲートドライバー３８６の入力信号ＩＮ＿Ｌはローレベルからハイレベルに変化する。

ＩＮ＿Ｈがローレベルになると、第１スイッチ駆動信号ＧＨの電位がＳＷＮノードの電位に変化する。この変化点では、第１スイッチＱＨは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも高い状態から低い状態となるため、オン又はオフのいずれにもなりえる不安定状態となる。すなわち、第６状態から、電源電位ＧＶＤＤが第６の電位Ｖ６よりも高い第７の電位Ｖ７で、第１スイッチＱＨが不安定状態で、第２スイッチＱＬがオフ状態となる第７状態に遷移する。

そして、第１スイッチ駆動信号ＧＨの電位がＳＷＮノードの電位になると、第１スイッチＱＨは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも低くなるため、オフ状態となる。すなわち、第７状態から、電源電位ＧＶＤＤが第７の電位Ｖ７よりも高い第８の電位Ｖ８で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬがオフ状態となる第８状態に遷移する。

その後、ＩＮ＿Ｌがハイレベルになると、第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位が電源電位ＧＶＤＤに変化する。この変化点では、第２スイッチＱＬは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも低い状態から高い状態となるため、オン又はオフのいずれにもなりえる不安定状態となる。すなわち、第８状態から、電源電位ＧＶＤＤが第８の電位よりも高い第９の電位Ｖ９で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬが不安定状態となる第９状態に遷移する。

そして、第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位が電源電位ＧＶＤＤになると、第２スイッチＱＬは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも高くなるため、オン状態となる。すなわち、第９状態から、電源電位ＧＶＤＤが第９の電位Ｖ９よりも高い第１０の電位Ｖ１０で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬがオン状態となる第１０状態に遷移する。

その後、電源電位ＧＶＤＤが上昇し、第１０状態から、電源電位ＧＶＤＤが第１０の電位よりも高い第１１の電位Ｖ１１で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬがオン状態となる第１１状態に遷移する。第１０状態及び第１１状態では駆動信号ＣＯＭ
の電位は基準電位（０Ｖ）であり、この駆動信号ＣＯＭが信号変調部２６の入力となり、第１１状態の後、変調信号１２６がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、ローサイドゲートドライバー３８６の入力信号ＩＮ＿Ｌはハイレベルからローレベルに変化し、その後、ハイサイドゲートドライバー３８５の入力信号ＩＮ＿Ｈはローレベルからハイレベルに変化する。

ＩＮ＿Ｌがローレベルになると、第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位がＧＶＤＤから基準電位（０Ｖ）に変化する。この変化点では、第２スイッチＱＬは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも高い状態から低い状態となるため、オン又はオフのいずれにもなりえる不安定状態となる。すなわち、第１１状態から、電源電位ＧＶＤＤが第１１の電位Ｖ１１よりも高い第１２の電位Ｖ１２で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬが不安定状態となる第１２状態に遷移する。

そして、第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位が基準電位（０Ｖ）になると、第２スイッチＱＬは、ゲート−ソース間の電位差が閾値よりも低くなるため、オフ状態となる。すなわち、第１２状態から、電源電位ＧＶＤＤが第１２の電位Ｖ１２よりも高い第１３の電位Ｖ１３で、第１スイッチＱＨがオフ状態で、第２スイッチＱＬがオフ状態となる第１３状態に遷移する。

以降は、同様の遷移を繰り返しながら、信号変調部２６、信号増幅部２８及び信号変換部２９で構成される回路が発振し、元駆動信号１２５に応じた駆動信号ＣＯＭが生成される。

以上に説明した信号増幅部２８では、ローサイド側の第２スイッチＱＬは基準電位（０Ｖ）を基準に動作するが、ハイサイド側の第２スイッチＱＬは、第１スイッチＱＨと第２スイッチＱＬとが接続されるＳＷＮノードの電位を基準に動作するため、チャージポンプ３８１の出力端子とＳＷＮノードとの間にフローティング電源として機能するブートストラップ用のキャパシター３８３が接続されている。さらに、ハイサイド側の第１スイッチＱＨがオンする時にＳＷＮノードが高電位ＶＨＶ（例えば４２Ｖ）となるため、ＳＷＮノードからチャージポンプ３８１側に電流が逆流しないように、チャージポンプ３８１の出力端子とキャパシター３８３の間に逆流防止用のダイオード３８２が設けられている。そして、発振開始信号ＳＴが入力され、ローサイド側の第２スイッチＱＬがオンする時に、チャージポンプ３８１からダイオード３８２を介して基準電位ノード（例えばグランド）に電流が流れてキャパシター３８３がチャージされる。

本実施形態では、チャージポンプ３８１が出力する電源電位ＧＶＤＤがｍｓオーダーで緩やかに上昇し始めるとすぐに、ローサイドゲートドライバー３８６が出力する第２スイッチ駆動信号ＧＬの電位も上昇し始める。その結果、電源電位ＧＶＤＤが比較的低電位のうちにローサイド側の第２スイッチＱＬがオン状態となるので、キャパシター３８３をチャージするための初期電流を十分に小さくすることができる。また、この初期電流が流れる時、第１スイッチＱＨがオフ状態なので、電源電位ＶＨＶから基準電位への電流経路が遮断されており、ＳＷＮノードを流れる電流はキャパシター３８３をチャージするための初期電流のみとなる。従って、ＳＷＮノードから信号変換部２９を介して、仮にこの小さな初期電流の一部が圧電素子ＰＺＴに流れてもインクの誤吐出や圧電素子の破壊のおそれを低減することができる。

また、本実施形態によれば、チャージポンプ３８１が出力する電源電位ＧＶＤＤがｍｓオーダーで緩やかに上昇することで、キャパシター３８３は緩やかにチャージされる。さらに、上記の通り、チャージ用の初期電流を十分に小さくすることで、チャージポンプ３８１が出力する電源電位ＧＶＤＤの瞬間的な低下量を十分に小さくすることができるので
、ダイオード３８２の順方向電流が０になりきらないうちに逆バイアスがかかることがなく、あるいは、逆バイアスがかかっても逆方向電流（リバース電流）が小さいため、ダイオード３８２が破損するおそれを低減させることができる。従って、ダイオード３８２として、電流耐量の大きなダイオードやファーストリカバリーダイオード等を用いなくてもよく、不要なコストアップを防止することができる。例えば、ダイオード３８２を、信号増幅部２８と同じＩＣチップに内蔵する場合、チップ面積の削減と低コスト化が図れる。

さらに、初期電流が流れる時の電源電位ＧＶＤＤの低下量が小さいため、チャージポンプの３８１の出力端子に大きな安定化コンデンサーを付ける必要がなく、低ノイズ及び定コスト化が実現できる。

なお、電源電位ＧＶＤＤの立ち上げ時間、すなわち、基準電位（０Ｖ）から上昇して最大電位（例えば１０Ｖ）に達するまでの時間は、キャパシター３８３の充電時定数よりも長くするのが好ましい。

２．第２実施形態
第２実施形態のプリンター１は、信号増幅部２８が、チャージポンプ３８１の出力端子とキャパシター３８３との間に、ダイオード３８２と直列に設けられている抵抗素子を含む。

図１１は、第２実施形態のプリンター１の信号増幅部２８の回路構成例を示す図である。図１１において、図９と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。図１１の回路は、図９の回路に対して抵抗素子３８７が追加されており、抵抗素子３８７は、その一端がチャージポンプ３８１の出力端子と接続され、他端がハイサイドゲートドライバー３８５の電源端子と接続されている。この抵抗素子３８７は、キャパシター３８３のチャージ用の電流を制限する制限抵抗として機能する。

従って、第２実施形態によれば、第１実施形態と比較して、チャージポンプ３８１の出力端子から基準電位ノード（グランド）に流れる電流をより小さくすることができるので、インクの誤吐出や圧電素子ＰＺＴの破壊のおそれ、あるいは、ダイオード３８２の破損のおそれをより低減させることができる。

３．第３実施形態
上記各実施形態では、信号変調部２６におけるパルス変調と信号増幅部２８における復調で発生する誤差に起因して駆動信号ＣＯＭにリップルノイズが残る。しかしながら、このリップルは、圧電素子ＰＺＴまでの伝送路を伝わる際に駆動信号ＣＯＭの波形がなまり、圧電素子ＰＺＴの直前ではリップルノイズは消えてしまい、あるいは、リップルノイズが残ってもノイズの振幅・周波数によってインクのメニスカスが追従しない程度であれば、インクの吐出には影響なく、プリンター１の性能劣化とはならない。

一方、上記各実施形態では、消費電力を削減するために、駆動信号ＣＯＭの電位が変化しないときには、出力イネーブル信号ＯＥをローレベルとして、信号変調部２６、信号増幅部２８及び信号変換部２９で構成される回路による発振を停止させている。この発振停止時には、第１スイッチと第２スイッチを共にオフ状態としているが、それ以外の回路は動作状態にあるので、比較器３５の入力信号にノイズが乗ると次に出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルとなって発振を開始した時の状態が不定となる。この不定状態は、発振開始時の駆動信号ＣＯＭに生じるリップル位相を不安定にするため駆動信号ＣＯＭの波形安定性が損なわれる。そこで、第３実施形態では、発振開始状態を常に同じ状態に固定することで、駆動信号ＣＯＭのリップル位相の安定性を向上させる。

図１２は、第３実施形態のプリンター１の信号変調部２６、信号増幅部２８及び信号変換部２９の回路構成例を示す図である。図１２において、図８又は図９と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。第３実施形態では、信号変調部２６において、エラーアンプ３７と比較器３５の間にレベルシフト回路９０が設けられている点が上記各実施形態と異なる。

レベルシフト回路９０は、エラーアンプ３７の出力信号がＡ端子に入力され、出力イネーブル信号ＯＥがＯＥ端子に入力され、出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルの時はＢ端子からエラーアンプ３７の出力信号を出力し、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時はＢ端子の電位を次段の比較器３５における比較電圧よりも低い電位あるいは高い電位に固定する。

図１３（Ａ）は、レベルシフト回路９０の構成例を示す図である。図１３（Ａ）では、レベルシフト回路９０は、Ａ端子とＢ端子の間に接続されている抵抗素子２２１と、Ｂ端子と基準電位ノード（グランド）との間に直列に接続されている抵抗素子２２２及びスイッチ２２３とを含む。スイッチ２２３は、ＯＥ端子に入力される出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルであればオフ状態となり、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルであればオン状態となる。すなわち、出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルの時（発振動作時）は、Ｂ端子にはＡ端子に入力されるエラーアンプ３７の出力信号が伝搬し、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）は、出力端子Ｂの電位は、スイッチ２２３のオン抵抗を無視すると、Ａ端子と基準電位ノード（０Ｖ）との電位差が抵抗素子２２１と抵抗素子２２２により抵抗分割された電位となる。従って、出力端子Ｂの電位は、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）に、基準電位（０Ｖ）の方向にレベルシフトされる。例えば、抵抗素子２２２の抵抗値を抵抗素子２２１の抵抗値よりも十分大きくしておくことで、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）の出力端子Ｂの電位は、基準電位（０Ｖ）に近くなり、次段の比較器３５における比較電圧よりも低くなる。その結果、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）は、比較器３５の出力が基準電位（０Ｖ）に固定される。なお、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）に、出力端子Ｂの電位が電源電位の方向にレベルシフトされるようにしてもよく、この場合は比較器３５が出力する変調信号１２６が電源電位ＶＤＤに固定される。

図１３（Ｂ）は、レベルシフト回路９０の他の構成例を示す図である。図１３（Ｂ）では、レベルシフト回路９０は、基準電位を基準として一定電圧を生成する定電圧源２２４と、Ａ端子に入力されるエラーアンプ３７の出力信号又は定電圧源２２４からの一定電圧を選択してＢ端子に出力するスイッチ２２５とを含む。スイッチ２２５は、ＯＥ端子に入力される出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルであればエラーアンプ３７の出力信号を選択してＢ端子に出力し、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルであれば定電圧源２２４からの一定電圧を選択してＢ端子に出力する。すなわち、出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルの時（発振動作時）は、Ｂ端子にはＡ端子に入力されるエラーアンプ３７の出力信号が伝搬し、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）は、出力端子Ｂの電位は一定電位となる。この定電圧源２２４が生成する一定電位を次段の比較器３５における比較電圧よりも低くすれば、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）、比較器３５が出力する変調信号１２６が基準電位（０Ｖ）に固定される。また、定電圧源２２４が生成する一定電位を比較器３５における比較電圧よりも高くすれば、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時（発振停止時）、変調信号１２６が電源電位ＶＤＤに固定される。

このように、第３実施形態によれば、発振開始状態が固定になるので、発振開始時の駆動信号ＣＯＭのリップル位相の安定性を向上させることができる。

４．第４実施形態
上記第３実施形態では、発振開始状態を常に同じ状態に固定しているが、発振停止状態は固定されていない。そこで、第４実施形態では、発振開始状態と発振停止状態を常に同じ状態に固定することで、駆動信号ＣＯＭのリップル位相の安定性をさらに向上させる。

図１４は、第４実施形態のプリンター１の信号変調部２６、信号増幅部２８及び信号変換部２９の回路構成例を示す図である。図１４において、図１２と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。第４実施形態では、信号変調部２６において、エラーアンプ３７と比較器３５の間にレベルシフト回路９０の代わりに出力イネーブル（ＯＥ）制御回路９２が設けられている点が第３実施形態と異なる。

ＯＥ制御回路９２は、エラーアンプ３７の出力信号がＡ端子に入力され、出力イネーブル信号ＯＥがＯＥ端子に入力され、比較器３５が出力する変調信号１２６がＣ端子に入力され、出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルの時はＢ端子からエラーアンプ３７の出力信号を出力し、出力イネーブル信号ＯＥがローレベルの時は、Ｂ端子の電位を次段の比較器３５における比較電圧よりも低い電位あるいは高い電位に固定する。また、ＯＥ制御回路９２は、出力イネーブル信号ＯＥと変調信号１２６に応じてゲートドライブ回路３８用のＯＥ信号を生成してＤ端子から出力する。

図１５（Ａ）は、ＯＥ制御回路９２の構成例を示す図である。図１５（Ａ）では、ＯＥ制御回路９２は、Ａ端子とＢ端子の間に接続されている抵抗素子２３１と、Ｂ端子と基準電位ノード（グランド）との間に直列に接続されている抵抗素子２３２及びスイッチ２３３と、内部ＯＥ生成回路２３４とを含む。内部ＯＥ生成回路２３４は、出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルの時はハイレベルの内部ＯＥ信号を出力し、出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルからローレベルに変化した時は、変調信号１２６の立ち下がりでローレベルとなる内部ＯＥ信号を出力する。この内部ＯＥ信号はＤ端子から出力され、ゲートドライブ回路３８のＯＥ端子に入力される。従って、内部ＯＥ信号がハイレベルからローレベルに変化して発振が停止する時は、比較器３５の出力が必ず基準電位（０Ｖ）になっており、発振停止時の状態が固定される。

スイッチ２３３は、内部ＯＥ生成回路２３４が生成する内部ＯＥ信号がハイレベルであればオフ状態となり、内部ＯＥ信号がローレベルであればオン状態となる。すなわち、内部ＯＥ信号がハイレベルの時（発振動作時）は、Ｂ端子にはＡ端子に入力されるエラーアンプ３７の出力信号が伝搬し、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）は、出力端子Ｂの電位は、スイッチ２３３のオン抵抗を無視すると、Ａ端子と基準電位ノード（０Ｖ）との電位差が抵抗素子２３１と抵抗素子２３２により抵抗分割された電位となる。従って、出力端子Ｂの電位は、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）に、基準電位（０Ｖ）の方向にレベルシフトされる。例えば、抵抗素子２３２の抵抗値を抵抗素子２３１の抵抗値よりも十分大きくしておくことで、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）の出力端子Ｂの電位は、基準電位（０Ｖ）に近くなり、次段の比較器３５における比較電圧よりも低くなる。その結果、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）は、比較器３５の出力が基準電位（０Ｖ）に固定される。これにより、次の発振開始時の状態も固定される。

なお、内部ＯＥ生成回路２３４は、出力イネーブル信号ＯＥがハイレベルからローレベルに変化した時は、変調信号１２６の立ち上がりローレベルとなる内部ＯＥ信号を出力するようにしてもよい。この場合でも、内部ＯＥ信号がハイレベルからローレベルに変化して発振が停止する時は、比較器３５の出力が必ず電源電位ＶＤＤになっており、発振停止時の状態が固定される。

また、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）に、出力端子Ｂの電位が電源電位の方向にレベルシフトされるようにしてもよく、この場合は比較器３５が出力する変調信号１２６が電源電位ＶＤＤに固定される。これにより、次の発振開始時の状態も固定される。

図１５（Ｂ）は、ＯＥ制御回路９２の他の構成例を示す図である。図１５（Ｂ）では、ＯＥ制御回路９２は、内部ＯＥ生成回路２３４と、基準電位を基準として一定電圧を生成する定電圧源２３５と、Ａ端子に入力されるエラーアンプ３７の出力信号又は定電圧源２３５からの一定電圧を選択してＢ端子に出力するスイッチ２３６とを含む。内部ＯＥ生成回路２３４の機能は図１３（Ａ）と同じであるため、その説明を省略する。この内部ＯＥ生成回路２３４により、発振停止時の状態が固定される。

スイッチ２３６は、内部ＯＥ信号がハイレベルであればエラーアンプ３７の出力信号を選択してＢ端子に出力し、内部ＯＥ信号がローレベルであれば定電圧源２３５からの一定電圧を選択してＢ端子に出力する。すなわち、内部ＯＥ信号がハイレベルの時（発振動作時）は、Ｂ端子にはＡ端子に入力されるエラーアンプ３７の出力信号が伝搬し、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）は、出力端子Ｂの電位は一定電位となる。この定電圧源２３５が生成する一定電位を次段の比較器３５における比較電圧よりも低くすれば、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）、比較器３５が出力する変調信号１２６が基準電位（０Ｖ）に固定される。また、定電圧源２３５が生成する一定電位を比較器３５における比較電圧よりも高くすれば、内部ＯＥ信号がローレベルの時（発振停止時）、変調信号１２６が電源電位ＶＤＤに固定される。これにより、次の発振開始時の状態も固定される。

このように、第４実施形態によれば、発振停止状態が固定になるので、発振開始時の駆動信号ＣＯＭのリップル位相の安定性を向上させることができるとともに、発振開始状態も固定になるので、発振停止時の駆動信号ＣＯＭの電位を安定化させることができる。

５．第５実施形態
上記各実施形態では、例えば、信号変換部２９に含まれるコイルＬとコンデンサーＣのばらつき等に起因して自励発振周波数がばらつき、駆動信号ＣＯＭに生じるリップルの振幅がばらつく。リップルの振幅がばらつくと、リップルの中心電圧もばらつき、駆動信号ＣＯＭの波形精度が劣化するおそれがある。そこで、第５実施形態では、駆動信号ＣＯＭに生じるリップルの中心電圧を自動調整する機能を追加する。

図１６は、第５実施形態のプリンター１の駆動信号生成部１４の回路構成例を示す図である。図１６において、図８又は図９と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。第５実施形態では、駆動信号生成部１４において、駆動信号ＣＯＭに生じるリップルに応じてＤＡＣ３９の基準電圧を調整するＤＡＣ調整部９４が設けられている点が上記各実施形態と異なる。

ＤＡＣ調整部９４は、平均値測定回路２４１と、補正値計算回路２４２と、基準電圧調整回路２４３とを含む。本実施形態では、ＣＰＵ１２がＤＡＣ３９の基準電圧調整モードに移行し、このモードではＤＡＣ３９のｍ個の入力端子ＤＩＮ１〜ＤＩＮｍがそれぞれ固定値に設定される。この状態で、平均値測定回路２４１は、駆動信号ＣＯＭに生じるリップルの平均値を測定する。次に、補正値計算回路２４２は、平均値測定回路２４１が測定するリップルの平均値が目標値範囲内に収まるまで、基準電圧調整回路２４３に補正値を送る。基準電圧調整回路２４３は、補正値計算回路２４２からの補正値に応じて、ＤＡＣ３９の高電位側の基準電圧ＶＲＨと低電位側の基準電圧ＶＲＬを調整する。そして、基準
電圧調整回路２４３は、リップルの平均値が目標値範囲内に収まった時の補正値に対応する基準電圧ＶＲＨ及び基準電圧ＶＲＬを保持し、ＣＰＵ１２が通常動作モード（駆動信号ＣＯＭの出力モード）に移行する。このＤＡＣ３９の基準電圧調整モードは、例えば、プリンター１の電源投入毎に自動的に実施される。

このように、第５実施形態によれば、駆動信号ＣＯＭの電圧誤差が自動補正されるので、部品のばらつきや経時変化によらず駆動信号ＣＯＭの波形精度を維持することができる。従って、誤差が大きい、より低コストな部品を使用することも可能である。

なお、上記各実施形態は、ラインヘッド方式の液体噴射型印刷装置に限らず、例えばシリアルヘッド方式等の他の方式の液体噴射型印刷装置であっても、同様の効果を得られるものである。

６．その他
本発明は、上記の実施例および適用例で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施例等で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施例等で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施例等で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上記各実施形態では、ハイサイドゲートドライバー３８５及びローサイドゲートドライバー３８６の電源としてチャージポンプ３８１を用いたが、チャージポンプに限らず、緩やかに立ち上がる電源電位を出力可能な電源であればよく、例えば、ＲＣ時定数回路を利用した電源であってもよい。

上述した実施形態は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

１ プリンター、１０ コントローラー、１１ インターフェース部、１２ ＣＰＵ、１３ メモリー、１４ 駆動信号生成部、１５ 制御信号生成部、１６ 搬送信号生成部、２０ ケーブル、２１ 巻軸、２２ 中継ローラー、２５ 元駆動信号生成部、２６ 信号変調部、２８ 信号増幅部、２９ 信号変換部、３０ 用紙搬送機構、３１ａ 駆動ローラー、３１ｂ 従動ローラー、３２ 中継ローラー、３３ 中継ローラー、３４ａ 駆動ローラー、３４ｂ 従動ローラー、３５ 比較器、３７ エラーアンプ、３８ ゲートドライブ回路、４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、４２ プラテン、５１ ワイパー、５２ キャップ、５３ インク受け部、６１ 中継ローラー、６２ 巻取り駆動軸、７０ 検出器群、８０ コンピューター、９０ レベルシフト回路、９２ 出力イネーブル（ＯＥ）制御回路、９４ ＤＡＣ調整部、１１１ 印刷データ、１１２ 増幅指示信号、１２５ 元駆動信号、１２６ 変調信号、１２８ 増幅変調信号、２０１ 選択スイッチ、２１１ シフトレジスター、２１２ ラッチ回路、２１３ レベルシフター、２２１ 抵抗素子、２２２ 抵抗素子、２２３ スイッチ、２２４ 定電圧源、２２５ スイッチ、２３１ 抵抗素子、２３２ 抵抗素子、２３３ スイッチ、２３４ 内部ＯＥ生成回路、２３５ 定電圧源、２３６ スイッチ、２４１ 平均値測定回路、２４２ 補正値計算回路、２４３ 基準電圧調整回路、３８１ チャージポンプ、３８２ ダイオード、３８３ キャパシター、３８４ ドライバー制御回路、３８５ ハイサイドゲートドライバー
、３８６ ローサイドゲートドライバー、３８７ 抵抗素子、４０２ インク供給路、４０４ ノズル連通路、４０６ 弾性板、Ｃ コンデンサー、ＣＡ キャビティ、ＣＨ チャンネル信号、ＣＯＭ 駆動信号、ＧＨ ゲート入力信号、ＧＬ ゲート入力信号、ＧＶＤＤ 電源電位、ＨＣ ヘッド制御部、ＩＮ＿Ｈ ハイサイドゲートドライバーの入力信号、ＩＮ＿Ｌ ローサイドゲートドライバーの入力信号、Ｌ コイル、ＬＡＴ ラッチ信号、ＮＺ ノズル、ＯＥ 出力イネーブル信号、ＰＣＯＭ 駆動パルス、ＰＺＴ 圧電素子、ＱＨ スイッチング素子、ＱＬ スイッチング素子、Ｓ 用紙、ＳＣＫ クロック信号、ＳＩ＆ＳＰ 駆動パルス選択データ、ＳＩ 画素データ、ＳＰ 波形パターンデータ、ＳＴ 発振開始信号、ＶＨＶ 電源電位

Claims (7)

1. 基準電位から上昇し、一定電位となる第１の電源電位を出力する電源電位出力部と、
   元駆動信号の変調信号に応じて第１スイッチ駆動信号を生成する第１スイッチ駆動部と、
   前記変調信号に応じて第２スイッチ駆動信号を生成する第２スイッチ駆動部と、
   前記第１スイッチ駆動信号に応じて動作する第１スイッチと、
   前記第２スイッチ駆動信号に応じて動作する第２スイッチと、
   前記電源電位出力部の出力端子と前記第１スイッチ駆動部の第１端子との間に設けられている整流素子と、
   前記第１スイッチの第２端子と、前記第２スイッチの第１端子と、を電気的に接続する接続ノードと、
   前記第１スイッチ駆動部の前記第１端子と、前記接続ノードとの間に設けられている容量素子と、
   前記接続ノードに発生する信号を駆動信号に変換する信号変換部と、
   前記駆動信号により変形し、液体を吐出させるための動作を実行可能な圧電素子と、を含み、
   前記第２スイッチ駆動部の第１端子には前記第１の電源電位が供給され、
   前記第２スイッチ駆動部の第２端子には前記基準電位が供給され、
   前記第１スイッチの第１端子には第２の電源電位が供給され、
   前記第１スイッチ駆動部の第２端子は、前記接続ノードと接続され、
   前記第２スイッチの前記第２端子には前記基準電位が供給されることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記電源電位出力部の前記出力端子と前記容量素子との間に、前記整流素子と直列に設けられている抵抗素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第１の電源電位が前記一定電位に達するまでに前記第２のスイッチの前記第１端子と前記第２のスイッチの前記第２端子とが導通することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記第１の電源電位が前記基準電位から上昇し始める時に、前記第２のスイッチ前記第２のスイッチの前記第１端子と前記第２のスイッチの前記第２端子とが導通し始めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
5. 前記第２スイッチ駆動信号と前記基準電位との電位差が閾値よりも高い時に、前記第２のスイッチの前記第１端子と前記第２のスイッチの前記第２端子とが導通し、
   前記第１の電源電位が前記基準電位から上昇し始める時に、前記第２スイッチ駆動信号の電位も上昇し始めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
6. 前記第１の電源電位は、
   第１の電位と、前記第１の電位より高い第２の電位と、前記第２の電位より高い第３の電位と、前記第３の電位より高い第４の電位と、前記第４の電位より高い第５の電位と、を含む複数の電位となることが可能であり、
   前記第１スイッチは、
   オン状態と、オフ状態と、オンまたはオフのいずれにもなりえる不安定状態とを有し、
   前記第２スイッチは、
   オン状態と、オフ状態と、オンまたはオフのいずれにもなりえる不安定状態とを有し、
   前記第１の電源電位が前記第１の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２ス
   イッチがオン状態となる第１状態と、
   前記第１の電源電位が前記第２の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチが不安定状態となる第２状態と、
   前記第１の電源電位が前記第３の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第３状態と、
   前記第１の電源電位が前記第４の電位で、前記第１スイッチが不安定状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第４状態と、
   前記第１の電源電位が前記第５の電位で、前記第１スイッチがオンで、前記第２スイッチがオフ状態となる第５状態と、
   を有し、
   前記第１状態から前記第２状態へ、前記第２状態から前記第３状態へ、前記第３状態から前記第４状態へ、前記第４状態から前記第５状態へ、
   と状態が遷移していくことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
7. 前記第１の電源電位は、
   さらに、前記第５の電位より高い第６の電位と、前記第６の電位より高い第７の電位と、前記７の電位より高い第８の電位と、前記第８の電位より高い第９の電位と、前記第９の電位より高い第１０の電位と、前記第１０の電位より高い第１１の電位と、前記第１１の電位より高い第１２の電位と、前記第１２の電位より高い第１３の電位と、を含む複数の電位となることが可能であり、
   前記第１の電源電位が前記第６の電位で、前記第１スイッチがオン状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第６状態と、
   前記第１の電源電位が前記第７の電位で、前記第１スイッチが不安定状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第７状態と、
   前記第１の電源電位が前記第８の電位で、前記第１スイッチがオフで、前記第２スイッチがオフ状態となる第８状態と、
   前記第１の電源電位が前記第９の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチが不安定状態となる第９状態と、
   前記第１の電源電位が前記第１０の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオンとなる第１０状態と、
   前記第１の電源電位が前記第１１の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオン状態となる第１１状態と、
   前記第１の電源電位が前記第１２の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチが不安定状態となる第１２状態と、
   前記第１の電源電位が前記第１３の電位で、前記第１スイッチがオフ状態で、前記第２スイッチがオフ状態となる第１３状態と、
   をさらに有し、
   前記第５状態から前記第６状態へ、前記第６状態から前記第７状態へ、前記第７状態から前記第８状態へ、前記第８状態から前記第９状態へ、前記第９状態から前記第１０状態へ、前記第１０状態から前記第１１状態へ、前記第１１状態から前記第１２状態へ、前記第１２状態から前記第１３状態へ、
   と状態がさらに遷移していくことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。