JP2017165037A - 液体吐出装置及びヘッドユニット - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも吐出安定性を向上させることが可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体を吐出する吐出部６００を備えたヘッド２０と、吐出部を駆動し液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路５０−ａ，５０−ｂと、ヘッドと駆動回路とを搭載したキャリッジ２４と、キャリッジを支持するキャリッジ支持部３２と、を有し、キャリッジ支持部と駆動回路との最短距離は、キャリッジ支持部とキャリッジ支持部に最も近い吐出部との最短距離よりも短い。【選択図】図１６

Description

本発明は、液体吐出装置及びヘッドユニットに関する。

インクを吐出して画像や文書を印刷するインクジェットプリンターなどの液体吐出装置には、圧電素子（例えばピエゾ素子）を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッド（インクジェットヘッド）において複数のノズルのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号にしたがって駆動されることにより、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク（液体）が吐出されて、ドットが形成される。圧電素子は、電気的にみればコンデンサーのような容量性負荷であるので、各ノズルの圧電素子を動作させるためには十分な電流を供給する必要がある。このため、上述の液体吐出装置においては、駆動回路が増幅回路によって増幅した駆動信号をヘッドに供給して、圧電素子を駆動する構成となっている。

例えば、ヘッドが搭載されたキャリッジが走査されて印刷が行われるシリアルプリンターなどの液体吐出装置においては、一般に、プリンターの本体側に設けられた増幅回路で増幅した高電圧の駆動信号がケーブルを介してキャリッジに搭載されたヘッドに供給される。この液体吐出装置においては、ケーブルの長さはキャリッジの走査幅の２倍以上必要となり、ケーブルが筐体内の部材と擦れることで生じる静電気や、ケーブルがループ状となっているためにアンテナ効果によって拾いやすい電波ノイズなど、各種外乱ノイズの影響によって、ケーブルを伝搬する駆動信号の波形が歪み、印字品質が低下するといった問題がある。特に、一般にＡ２判サイズ以上の大きな紙に印刷可能な大判プリンター（ラージフォーマットプリンター）では、ケーブルがより長くなるため、ケーブルを伝搬する駆動信号の波形がより歪みやすく、印字品質が低下しやすい。この問題に対して、キャリッジにヘッドとともに駆動回路も搭載して駆動信号の伝搬経路を短くすることによって、ノイズの影響による駆動波形の歪みを低減する液体吐出装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、増幅回路としてＡＢ級アンプを用いた駆動回路をキャリッジに搭載することにより、駆動波形の歪みを低減する技術が開示されている。しかしながら、ＡＢ級アンプでは大電流が流れるため消費電力や発熱量が大きく、キャリッジに放熱用のヒートシンクを搭載する必要があるため、キャリッジのサイズや搭載重量が増大する。その結果、駆動回路の消費電力やキャリッジを走査するモーターの消費電力が大きくなるとともに、当該モーターの寿命が短くなるため、液体吐出装置の省電力性や耐久性が低下する問題がある。

これに対して、特許文献２には、圧電素子の充放電を段階的に行うとともに圧電素子から放電された電荷の回収及び再利用を行うことが可能な駆動回路をキャリッジに搭載することにより、駆動波形の歪みを低減する技術が開示されている。また、特許文献３には、増幅回路としてＤ級アンプを用いた駆動回路をキャリッジに搭載することにより、駆動波形の歪みを低減する技術が開示されている。特許文献２に記載の駆動回路や特許文献３に記載の駆動回路は、特許文献１に記載の駆動回路よりも消費電力や発熱量が小さいので、キャリッジのサイズや搭載重量が減少し、液体吐出装置の省電力性や耐久性を向上させることができる。

特開２０００−３４３６９０号公報 特開２０１４−１８４５８６号公報 特開２０１４−０７６５６７号公報

本願発明者は、キャリッジに搭載される駆動回路の重量がヘッドの重量に対して無視できない場合、駆動回路の搭載位置によって、インク（液体）の吐出安定性に差が生じ、印刷品質に影響を与えることを発見した。しかしながら、前述の通り、特許文献１〜３において、キャリッジにヘッドと駆動回路とを搭載することは開示されているものの、キャリッジのどの位置に駆動回路を搭載すればより高い印刷品質を実現可能かについては一切論じられていない。

本発明のいくつかの態様によれば、従来よりも吐出安定性を向上させることが可能な液体吐出装置及びヘッドユニットを提供することができる。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係る液体吐出装置は、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを支持するキャリッジ支持部と、を有し、前記キャリッジ支持部と前記駆動回路との最短距離は、前記キャリッジ支持部と前記キャリッジ支持部に最も近い前記吐出部との最短距離よりも短い。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、相対的に重量が大きい駆動回路がキャリッジ支持部の近くに配置されるので、キャリッジとキャリッジ支持部との接点と、キャリッジ、ヘッド及び駆動回路を含むヘッドユニットの重心との距離が短くなり、キャリッジの移動時のブレ（がたつき）を小さくすることができる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、ヘッドの吐出部から液体が吐出される際のヘッドの振動を低く抑えることができるので、吐出安定性を向上させることができる。

［適用例２］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記駆動回路は、Ｄ級増幅によって前記駆動信号を生成してもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、駆動回路がＡＢ級増幅によって駆動信号を生成する場合と比較して、消費電力や発熱量が小さく、キャリッジに放熱用のヒートシンクを搭載する必要がないため、キャリッジのサイズや搭載重量を小さくすることができる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、省電力性を向上させることができるとともに、キャリッジを走査するモーターの負荷が低減されてモーターの寿命が長くなるため、耐久性も向上させることができる。

［適用例３］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記駆動回路は、容量素子または２次電池による回生回路を利用して前記駆動信号を生成してもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、駆動回路がＡＢ級増幅によって駆動信号を生成する場合と比較して、消費電力や発熱量が小さく、キャリッジに放熱用のヒートシンクを
搭載する必要がないため、キャリッジのサイズや搭載重量を小さくすることができる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、省電力性を向上させることができるとともに、キャリッジを走査するモーターの負荷が低減されてモーターの寿命が長くなるため、耐久性も向上させることができる。

［適用例４］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ヘッドは、複数の前記吐出部からなる吐出部列と、前記吐出部列に含まれる前記複数の前記吐出部に前記液体を供給する供給口と、を備え、前記供給口と前記吐出部列の中央にある前記吐出部との距離は、前記供給口と前記吐出部列の両端にある２つの前記吐出部の各々との距離よりも短くてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、供給口が吐出部列の中央に近い位置に設けられているので、供給口から両端の吐出部までの距離を短くすることができる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、供給口から吐出部への液体の供給に要する時間が短くなり、液体の供給不足による吐出不良が発生しにくいので、吐出安定性をさらに向上させることができる。

［適用例５］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記供給口と前記吐出部列の一端にある前記吐出部との距離と、前記供給口と前記吐出部列の他端にある前記吐出部との距離とが略等しくてもよい。

「略等しい」とは、これらの距離が正確に等しい場合のみならず、インクの供給不足による吐出不良が発生しない程度にこれらの距離が異なっていることを許容するものである。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、供給口から両端の吐出部までの流体経路の抵抗が小さくなり、供給口からインクを供給するための圧力が低くてもよくなるため、ヘッドの構造をより単純化することができる。

［適用例６］
本適用例に係るヘッドユニットは、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを支持するキャリッジ支持部との接続部と、を有し、前記接続部と前記駆動回路との最短距離は、前記接続部と前記接続部に最も近い前記吐出部との最短距離よりも短い。

本適用例に係るヘッドユニットは、相対的に重量が大きい駆動回路がキャリッジ支持部との接続部の近くに配置されるので、キャリッジがキャリッジ支持部によって支持された状態において、キャリッジとキャリッジ支持部との接点と、ヘッドユニットの重心との距離が短くなり、キャリッジの移動時のブレ（がたつき）を小さくすることができる。従って、本適用例に係るヘッドユニットによれば、ヘッドの吐出部から液体が吐出される際のヘッドの振動を低く抑えることができるので、吐出安定性を向上させることができる。

液体吐出装置の斜視図である。 液体吐出装置の斜視図である。 液体吐出装置の内部の概略構成を示す図である。 液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 ヘッドにおける吐出部の構成を示す図である。 ヘッドにおけるノズル配列を示す図である。 図６に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。 ヘッドユニットにおける選択制御部の動作を説明するための図である。 ヘッドユニットにおける選択制御部の構成を示す図である。 ヘッドユニットにおけるデコーダーのデコード内容を示す図である。 ヘッドユニットにおける選択部の構成を示す図である。 選択部により選択される駆動信号を示す図である。 駆動回路（容量性負荷駆動回路）の回路構成を示す図である。 駆動回路の動作を説明するための図である。 第１実施形態に係る液体吐出装置におけるヘッドユニットを主走査方向から視た側面図である。 第１実施形態に係る液体吐出装置におけるヘッドユニットをヘッドの吐出面側から視た平面図である。 第２実施形態に係る液体吐出装置におけるヘッドユニットを主走査方向から視た側面図である。 第２実施形態に係る液体吐出装置におけるヘッドユニットをヘッドの吐出面側から視た平面図である。 第３実施形態に係る液体吐出装置におけるヘッドを吐出面側から視た平面図である。 第４実施形態に係る液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 駆動回路が有する経路選択部の構成の一例を示す図である。 経路選択部における各レベルシフターの動作範囲等を示す図である。 経路選択部における入力と出力との関係の一例を示す図である。 経路選択部における入力と出力との関係の一例を示す図である。 レベルシフターにおける入力と出力との関係の一例を示す図である。 レベルシフターにおける入力と出力との関係の一例を示す図である。 レベルシフターにおける入力と出力との関係の一例を示す図である。 経路選択部における電流（電荷）の流れを説明するための図である。 経路選択部における電流（電荷）の流れを説明するための図である。 経路選択部における電流（電荷）の流れを説明するための図である。 経路選択部における電流（電荷）の流れを説明するための図である。 経路選択部の充放電時の損失を説明するため図である。 経路選択部の充放電時の損失を説明するため図である。 経路選択部の充放電時の損失を説明するため図である。 経路選択部の充放電時の損失を説明するため図である。 駆動回路が有する電源回路の構成の一例を示す図である。 駆動回路が有する電源回路の構成の一例を示す図である。 電源回路の動作説明図である。 電源回路の動作説明図である。 電源回路の電圧変更を示す図である。 比較例に係る経路選択部の構成を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．第１実施形態
１−１．液体吐出装置の概要
本実施形態に係る液体吐出装置の一例としての印刷装置は、外部のホストコンピューターから供給された画像データに応じてインクを吐出させることによって、紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像（文字、図形等を含む）を印刷するインクジェットプリンターである。

なお、液体吐出装置としては、例えば、プリンター等の印刷装置、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出装置、立体造形装置（いわゆる３Ｄプリンター）、捺染装置等を挙げることができる。

図１及び図２は、液体吐出装置１の斜視図である。図１及び図２に示されるように、液体吐出装置１は、筐体５と、筐体５に開閉可能に設けられたカバー６とを有している。図１に示されるように、カバー６が閉じられた状態では開口部５ａはカバー６によって塞がれている。また、図２に示されるように、カバー６が開けられた状態になると開口部５ａが現れ、開口部５ａから筐体５の内部が視認可能になる。

図３は、液体吐出装置１の筐体５の内部の概略構成を示す斜視図である。図３において、筐体５やカバー６の図示は省略されている。図３に示されるように、液体吐出装置１は、ヘッドユニット２を、主走査方向に移動（往復動）させる移動機構３を備える。

移動機構３は、ヘッドユニット２の駆動源となるキャリッジモーター３１と、両端が固定されたキャリッジガイド軸３２と、キャリッジガイド軸３２とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター３１により駆動されるタイミングベルト３３と、を有している。

ヘッドユニット２のキャリッジ２４は、所定数のインクカートリッジ２２を載置可能に構成されている。例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、及び、ブラックの４色に対応する４個のインクカートリッジ２２がキャリッジ２４に搭載されており、各インクカートリッジ２２に対応する色のインクが充填されている。

キャリッジ２４は、キャリッジガイド軸３２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト３３の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター３１によりタイミングベルト３３を正逆走行させると、ヘッドユニット２がキャリッジガイド軸３２に案内されて往復動する。すなわち、キャリッジモーター３１は、キャリッジ２４を移動させるためのモーターである。

また、移動機構３は、ヘッドユニット２の主走査方向における位置を検出するためのリニアエンコーダー９０を備える。ヘッドユニット２の主走査方向における位置は、リニアエンコーダー９０によって検出される。

また、ヘッドユニット２のうち、印刷媒体Ｐと対向する部分にはヘッド２０（記録ヘッド）が設けられる。このヘッド２０は、後述するように、多数のノズルからインク滴（液滴）を吐出させるための液体噴射ヘッドであり、ヘッドユニット２には、フレキシブルケーブル１９０を介して各種の制御信号等が供給される構成となっている。

液体吐出装置１は、印刷媒体Ｐを、副走査方向にプラテン４０上で搬送させる搬送機構４を備える。搬送機構４は、駆動源である搬送モーター４１と、搬送モーター４１により回転して、印刷媒体Ｐを副走査方向に搬送する搬送ローラー４２と、を備える。

印刷媒体Ｐが搬送機構４によって搬送されたタイミングで、ヘッド２０が当該印刷媒体Ｐにインク滴を吐出することによって、印刷媒体Ｐの表面に画像が形成される。

ヘッドユニット２の移動範囲内における端部領域には、ヘッドユニット２の走査の基点となるホームポジションが設定されている。ホームポジションには、ヘッド２０のノズル形成面を封止するキャッピング部材７０と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材７１とが配置されている。そして、液体吐出装置１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてヘッドユニット２が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にヘッドユニット２が戻る復動時との双方向で印刷媒体Ｐの表面に画像を形成する。

プラテン４０の主走査方向の端部には、フラッシング動作の際にヘッド２０から吐出されたインク滴を捕集するフラッシングボックス７２が配置されている。フラッシング動作とは、ノズル付近のインクの増粘によりノズルが目詰まりしたり、ノズル内に気泡が混入したりして、適正な量のインクが吐出されなくなってしまうことを防止するために、印刷対象の画像データとは関係なく、強制的に各ノズルからインクを吐出させる動作である。詳しくは、プラテン４０における印刷媒体Ｐに対してインク滴が吐出される領域（インク吐出領域）から外れた領域、より詳しくは、インク吐出領域よりも主走査方向の外側に外れた領域であって、液体吐出装置１が対応可能な最大サイズの印刷媒体Ｐがプラテン４０上に配置されたときの当該印刷媒体Ｐの幅方向端部（最大記録幅）よりも外側となる位置にフラッシングボックス７２が配置されている。なお、フラッシングボックス７２は、プラテン４０の主走査方向の両側に設けられていることが望ましいが、少なくとも一方に設けられていればよい。

ヘッドユニット２は、印刷媒体Ｐの上方およびフラッシングボックス７２の上方を移動し、印刷媒体Ｐに向けてインク滴を吐出する動作、およびフラッシングボックス７２に向けてインク滴を吐出するフラッシング動作を行う。

１−２．液体吐出装置の電気的構成
図４は、液体吐出装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図４に示されるように、液体吐出装置１では、制御ユニット１０とヘッドユニット２とがフレキシブルケーブル１９０を介して接続される。

制御ユニット１０は、制御部１００と、キャリッジモータードライバー３５と、搬送モータードライバー４５と、を有する。このうち、制御部１００は、ホストコンピューターから画像データが供給されたときに、各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。

詳細には、制御部１００は、リニアエンコーダー９０の検出信号（エンコーダーパルス）に基づいてヘッドユニット２の走査位置（現在位置）を把握する。そして、制御部１００は、ヘッドユニット２の走査位置に基づいて、キャリッジモータードライバー３５に対して制御信号Ｃｔｒ１を供給し、キャリッジモータードライバー３５は、当該制御信号Ｃｔｒ１に従ってキャリッジモーター３１を駆動する。これにより、キャリッジ２４における主走査方向の移動が制御される。

また、制御部１００は、搬送モータードライバー４５に対して制御信号Ｃｔｒ２を供給し、搬送モータードライバー４５は、当該制御信号Ｃｔｒ２に従って搬送モーター４１を駆動する。これにより、搬送機構４による副走査方向の移動が制御される。

また、制御部１００は、ヘッドユニット２に、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔ
ａ、制御信号ＬＡＴ，ＣＨ、デジタルのデータｄＡ，ｄＢを供給する。

また、制御部１００は、メンテナンスユニット８０に、吐出部６００におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理を実行させる。メンテナンスユニット８０は、メンテナンス処理として、吐出部６００内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ（図示省略）により吸引するクリーニング処理（ポンピング処理）を行うためのクリーニング機構８１を有していてもよい。また、メンテナンスユニット８０は、メンテナンス処理として、吐出部６００のノズル近傍に付着した紙粉等の異物をワイパー部材７１により拭き取るワイピング処理を行うためのワイピング機構８２を有していてもよい。

ヘッドユニット２は、駆動回路５０−ａ，５０−ｂと、選択制御部２１０と、複数の選択部２３０と、ヘッド２０と、を有する。

詳細については後述するが、駆動回路５０−ａ、５０−ｂは、それぞれ、ヘッド２０が備える吐出部６００を駆動しインク（液体）を吐出させる駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを生成する。具体的には、駆動回路５０−ａは、データｄＡをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ａを生成し、選択部２３０のそれぞれに供給する。同様に、駆動回路５０−ｂは、データｄＢをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ｂを生成し、選択部２３０のそれぞれに供給する。ここで、データｄＡは、選択部２３０に供給する駆動信号のうち、駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を規定し、データｄＢは、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形を規定する。

駆動回路５０−ａ，５０−ｂについては、入力するデータ、および、出力する駆動信号が異なるのみであり、後述するように回路的な構成は同一である。このため、駆動回路５０−ａ，５０−ｂについて特に区別する必要がない場合（例えば後述する図１３を説明する場合）には、「−（ハイフン）」以下を省略し、単に符号を「５０」として説明する。

選択制御部２１０は、選択部２３０のそれぞれに対して駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれかを選択すべきか（または、いずれも非選択とすべきか）を、制御部１００から供給されるクロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ及び制御信号ＬＡＴ，ＣＨによって指示する。

選択部２３０のそれぞれは、選択制御部２１０の指示に従って、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択し、ヘッド２０が有する圧電素子６０のそれぞれの一端に駆動信号として供給する。なお、図４では、この駆動信号の電圧をＶｏｕｔと表記している。圧電素子６０のそれぞれにおける他端は、電圧ＶＢＳが共通に印加されている。

圧電素子６０は、駆動信号が印加されることで変位する。圧電素子６０は、ヘッド２０における複数の吐出部６００のそれぞれに対応して設けられる。そして、圧電素子６０は、選択部２３０により選択された駆動信号の電圧Ｖｏｕｔと電圧ＶＢＳとの差に応じて変位してインクを吐出させる。そこで次に、圧電素子６０への駆動によってインクを吐出させるための構成について簡単に説明する。

１−３．吐出部の構成
図５は、ヘッド２０において、１つの吐出部６００に対応した概略構成を示す図である。図５に示されるように、ヘッド２０は、吐出部６００と、リザーバー６４１とを含む。

リザーバー６４１は、インクの色毎に設けられており、キャリッジ２４にインクカートリッジ２２が搭載されると、インクカートリッジ２２の内部に貯留されたインクが供給口
６６１からリザーバー６４１に導入される。

吐出部６００は、圧電素子６０と振動板６２１とキャビティー（圧力室）６３１とノズル６５１とを含む。このうち、振動板６２１は、図において上面に設けられた圧電素子６０によって変位（屈曲振動）し、インクが充填されるキャビティー６３１の内部容積を拡大／縮小させるダイヤフラムとして機能する。ノズル６５１は、ノズルプレート６３２に設けられるとともに、キャビティー６３１に連通する開孔部である。キャビティー６３１は、内部に液体（例えば、インク）が充填され、圧電素子６０の変位により、内部容積が変化する。ノズル６５１は、キャビティー６３１に連通し、キャビティー６３１の内部容積の変化に応じてキャビティー６３１内の液体を液滴として吐出する。

図５で示される圧電素子６０は、圧電体６０１を一対の電極６１１，６１２で挟んだ構造である。この構造の圧電体６０１にあっては、電極６１１，６１２により印加された電圧に応じて、電極６１１，６１２、振動板６２１とともに図５において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。具体的には、圧電素子６０は、駆動信号の電圧Ｖｏｕｔが高くなると、上方向に撓む一方、電圧Ｖｏｕｔが低くなると、下方向に撓む構成となっている。この構成において、上方向に撓めば、キャビティー６３１の内部容積が拡大するので、インクがリザーバー６４１から引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティー６３１の内部容積が縮小するので、縮小の程度によっては、インクがノズル６５１から吐出される。

なお、圧電素子６０は、図示した構造に限られず、圧電素子６０を変形させてインクのような液体を吐出させることができる型であればよい。また、圧電素子６０は、屈曲振動に限られず、いわゆる縦振動を用いる構成でもよい。

また、圧電素子６０は、ヘッド２０においてキャビティー６３１とノズル６５１とに対応して設けられ、当該圧電素子６０は、図３において、選択部２３０にも対応して設けられる。このため、圧電素子６０、キャビティー６３１、ノズル６５１および選択部２３０のセットは、ノズル６５１毎に設けられることになる。

１−４．駆動信号の構成
図６は、ノズル６５１の配列の一例を示す図である。図６に示されるように、ノズル６５１は、例えば２列で次のように配列している。詳細には、１列分でみたとき、複数個のノズル６５１が副走査方向に沿ってピッチＰｖで配置する一方、２列同士では、主走査方向にピッチＰｈだけ離間して、かつ、副走査方向にピッチＰｖの半分だけシフトした関係となっている。

なお、ノズル６５１は、カラー印刷する場合には、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）などの各色に対応したパターンが例えば主走査方向に沿って設けられるが、以下の説明では、簡略化するために、単色で階調を表現する場合について説明する。

図７は、図６に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。なお、この図は、説明を簡易化するために、ノズル６５１からインク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法（第１方法）の例であり、黒塗りの丸印がインク滴の着弾により形成されるドットを示している。

ヘッドユニット２が、主走査方向に速度ｖで移動するとき、図７に示されるように、インク滴の着弾によって形成されるドットの（主走査方向の）ドット間隔Ｄと、当該速度ｖとは、次のような関係にある。

すなわち、１回のインク滴の吐出で１ドットが形成される場合、ドット間隔Ｄは、速度ｖを、インクの吐出周波数ｆで除した値（＝ｖ／ｆ）、換言すれば、インク滴が繰り返し吐出される周期（１／ｆ）においてヘッドユニット２が移動する距離で示される。

なお、図６及び図７の例では、ピッチＰｈがドット間隔Ｄに対して係数ｎで比例する関係にして、２列のノズル６５１から吐出されるインク滴が、印刷媒体Ｐにおいて同一列で揃うように着弾させている。このため、図７に示されるように、副走査方向のドット間隔が、主走査方向のドット間隔の半分となっている。ドットの配列は、図示の例に限られないことは言うまでもない。

ところで、高速印刷を実現するためには、単純には、ヘッドユニット２が主走査方向に移動する速度ｖを高めればよい。ただし、単に速度ｖを高めるだけでは、ドット間隔Ｄが長くなってしまう。このため、ある程度の解像度を確保した上で、高速印刷を実現するためには、インクの吐出周波数ｆを高めて、単位時間当たりに形成されるドット数を増やす必要がある。

また、印刷速度とは別に、解像度を高めるためには、単位面積当たりで形成されるドット数を増やせばよい。ただし、ドット数を増やす場合に、インクを少量にしないと、隣り合うドット同士が結合してしまうだけでなく、インクの吐出周波数ｆを高めないと、印刷速度が低下する。

このように、高速印刷および高解像度印刷を実現するためには、インクの吐出周波数ｆを高める必要があるのは、上述した通りである。

一方、印刷媒体Ｐにドットを形成する方法としては、インク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法のほかに、単位期間にインク滴を２回以上吐出可能として、単位期間において吐出された１以上のインク滴を着弾させ、当該着弾した１以上のインク滴を結合させることで、１つのドットを形成する方法（第２方法）や、これら２以上のインク滴を結合させることなく、２以上のドットを形成する方法（第３方法）がある。以降の説明では、ドットを上記第２方法によって形成する場合について説明する。

本実施形態では、第２方法について、次のような例を想定して説明する。すなわち、本実施形態において、１つのドットについては、インクを最多で２回吐出させることで、大ドット、中ドット、小ドットおよび非記録の４階調を表現させる。この４階調を表現するために、本実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを用意して、それぞれにおいて、１周期に前半パターンと後半パターンとを持たせている。１周期のうち、前半・後半において駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを、表現すべき階調に応じて選択して（または選択しないで）、圧電素子６０に供給する構成となっている。

そこで、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂについて説明し、この後、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択するための構成について説明する。なお、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂについては、それぞれ駆動回路５０によって生成されるが、駆動回路５０については、便宜的に、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択するための構成の後に説明する。

図８は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂの波形等を示す図である。図８に示されるように、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＬＡＴが出力されて（立ち上がって）から制御信号ＣＨが出力されるまでの期間Ｔ１に配置された台形波形Ａｄｐ１と、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＣＨが出力されてから次の制御信号ＬＡＴが出力され
るまでの期間Ｔ２に配置された台形波形Ａｄｐ２とを連続させた波形となっている。

本実施形態において台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子６０の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子６０に対応するノズル６５１から所定量、具体的には中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。

駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、期間Ｔ１に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを連続させた波形となっている。本実施形態において台形波形Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Ｂｄｐ１は、ノズル６５１の開孔部付近のインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波である。このため、仮に台形波形Ｂｄｐ１が圧電素子６０の一端に供給されたとしても、当該圧電素子６０に対応するノズル６５１からインク滴が吐出されない。また、台形波形Ｂｄｐ２は、台形波形Ａｄｐ１（Ａｄｐ２）とは異なる波形となっている。仮に台形波形Ｂｄｐ２が圧電素子６０の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子６０に対応するノズル６５１から上記所定量よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。

なお、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２の開始タイミングでの電圧と、終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Ｖｃで共通である。すなわち、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２は、それぞれ電圧Ｖｃで開始し、電圧Ｖｃで終了する波形となっている。

１−５．選択制御部及び選択部の構成
図９は、図４における選択制御部２１０の構成を示す図である。図９に示されるように、選択制御部２１０には、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ、ＣＨが制御ユニット１０から供給される。選択制御部２１０では、シフトレジスター（Ｓ／Ｒ）２１２とラッチ回路２１４とデコーダー２１６との組が、圧電素子６０（ノズル６５１）のそれぞれに対応して設けられている。

データ信号Ｄａｔａは、画像の１ドットを形成するにあたって、当該ドットのサイズを規定する。本実施形態では、非記録、小ドット、中ドットおよび大ドットの４階調を表現するために、データ信号Ｄａｔａは、上位ビット（ＭＳＢ）および下位ビット（ＬＳＢ）の２ビットで構成される。

データ信号Ｄａｔａは、クロック信号Ｓｃｋに同期してノズルごとに、ヘッドユニット２の主走査に合わせて制御部１００からシリアルで供給される。シリアルで供給されたデータ信号Ｄａｔａを、ノズルに対応して２ビット分、一旦保持するための構成がシフトレジスター２１２である。

詳細には、圧電素子６０（ノズル）に対応した段数のシフトレジスター２１２が互いに縦続接続されるとともに、シリアルで供給されたデータ信号Ｄａｔａが、クロック信号Ｓｃｋに従って順次後段に転送される構成となっている。

なお、圧電素子６０の個数をｍ（ｍは複数）としたときに、シフトレジスター２１２を区別するために、データ信号Ｄａｔａが供給される上流側から順番に１段、２段、…、ｍ段と表記している。

ラッチ回路２１４は、シフトレジスター２１２で保持されたデータ信号Ｄａｔａを制御信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチする。

デコーダー２１６は、ラッチ回路２１４によってラッチされた２ビットのデータ信号Ｄａｔａをデコードして、制御信号ＬＡＴと制御信号ＣＨとで規定される期間Ｔ１、Ｔ２ごとに、選択信号Ｓａ、Ｓｂを出力して、選択部２３０での選択を規定する。

図１０は、デコーダー２１６におけるデコード内容を示す図である。図１０において、ラッチされた２ビットのデータ信号Ｄａｔａについては（ＭＳＢ、ＬＳＢ）と表記している。デコーダー２１６は、例えばラッチされたデータ信号Ｄａｔａが（０，１）であれば、選択信号Ｓａ，Ｓｂの論理レベルを、期間Ｔ１ではそれぞれＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２ではそれぞれＬ、Ｈレベルとして、出力するということを意味している。

なお、選択信号Ｓａ，Ｓｂの論理レベルについては、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ，ＣＨの論理レベルよりも、レベルシフター（図示省略）によって、高振幅論理にレベルシフトされる。

図１１は、図４における圧電素子６０（ノズル６５１）の１個分に対応する選択部２３０の構成を示す図である。

図１１に示されるように、選択部２３０は、インバーター（ＮＯＴ回路）２３２ａ，２３２ｂと、トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂとを有する。

デコーダー２１６からの選択信号Ｓａは、トランスファーゲート２３４ａにおいて丸印が付されていない正制御端に供給される一方で、インバーター２３２ａによって論理反転されて、トランスファーゲート２３４ａにおいて丸印が付された負制御端に供給される。同様に、選択信号Ｓｂは、トランスファーゲート２３４ｂの正制御端に供給される一方で、インバーター２３２ｂによって論理反転されて、トランスファーゲート２３４ｂの負制御端に供給される。

トランスファーゲート２３４ａの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ａが供給され、トランスファーゲート２３４ｂの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ｂが供給される。トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂの出力端同士は、共通接続されるとともに、対応する圧電素子６０の一端に接続される。

トランスファーゲート２３４ａは、選択信号ＳａがＨレベルであれば、入力端および出力端の間を導通（オン）させ、選択信号ＳａがＬレベルであれば、入力端と出力端との間を非導通（オフ）させる。トランスファーゲート２３４ｂについても同様に選択信号Ｓｂに応じて、入力端および出力端の間をオンオフさせる。

次に、選択制御部２１０と選択部２３０との動作について図８を参照して説明する。

データ信号Ｄａｔａが、制御部１００からノズル毎に、クロック信号Ｓｃｋに同期してシリアルで供給されて、ノズルに対応するシフトレジスター２１２において順次転送される。そして、制御部１００がクロック信号Ｓｃｋの供給を停止させると、シフトレジスター２１２のそれぞれには、ノズルに対応したデータ信号Ｄａｔａが保持された状態になる。なお、データ信号Ｄａｔａは、シフトレジスター２１２における最終ｍ段、…、２段、１段のノズルに対応した順番で供給される。

ここで、制御信号ＬＡＴが立ち上がると、ラッチ回路２１４のそれぞれは、シフトレジスター２１２に保持されたデータ信号Ｄａｔａを一斉にラッチする。図８において、ＬＴ１、ＬＴ２、…、ＬＴｍは、データ信号Ｄａｔａが、１段、２段、…、ｍ段のシフトレジスター２１２に対応するラッチ回路２１４によってラッチされたデータ信号Ｄａｔａを示
している。

デコーダー２１６は、ラッチされたデータ信号Ｄａｔａで規定されるドットのサイズに応じて、期間Ｔ１，Ｔ２のそれぞれにおいて、選択信号Ｓａ，Ｓｂの論理レベルを図１０に示されるような内容で出力する。

すなわち、第１に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（１，１）であって、大ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ，Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてもＨ，Ｌレベルとする。第２に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（０，１）であって、中ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ，Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとする。第３に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（１，０）であって、小ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ，Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとする。第４に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（０，０）であって、非記録を規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ，Ｈレベルとし、期間Ｔ２においてＬ，Ｌレベルとする。

図１２は、データ信号Ｄａｔａに応じて選択されて、圧電素子６０の一端に供給される駆動信号の電圧波形を示す図である。

データ信号Ｄａｔａが（１，１）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ，Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａがオンし、トランスファーゲート２３４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。選択信号Ｓａ，Ｓｂは期間Ｔ２においてもＨ，Ｌレベルとなるので、選択部２３０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ２を選択する。

このように期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１が選択され、期間Ｔ２において台形波形Ａｄｐ２が選択されて、駆動信号として圧電素子６０の一端に供給されると、当該圧電素子６０に対応したノズル６５１から、中程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Ｐにはそれぞれのインクが着弾し合体して、結果的に、データ信号Ｄａｔａで規定される通りの大ドットが形成されることになる。

データ信号Ｄａｔａが（０，１）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ，Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａがオンし、トランスファーゲート２３４ｂはオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ，Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。

従って、ノズルから、中程度および小程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Ｐには、それぞれのインクが着弾して合体して、結果的に、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの中ドットが形成されることになる。

データ信号Ｄａｔａが（１，０）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１においてともにＬレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１，Ｂｄｐ１のいずれも選択されない。トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂがともにオフする場合、当該トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂの出力端同士の接続点から圧電素子６０の一端までの経路は、電気的にどの部分にも接続されないハイ・インピーダンス状態になる。ただし、圧電素子６０は、自己が有する容量性によって、トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂがオフする直前の電圧（Ｖｃ−ＶＢＳ）を保持する。

次に、選択信号Ｓａ，Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。このため、ノズル６５１から、期間Ｔ２においてのみ小程度の量のインクが吐出されるので、印刷媒体Ｐには、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの小ドットが形成されることになる。

データ信号Ｄａｔａが（０，０）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１においてＬ，Ｈレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａがオフし、トランスファーゲート２３４ｂがオンする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてともにＬレベルとなるので、台形波形Ａｄｐ２，Ｂｄｐ２のいずれも選択されない。

このため、期間Ｔ１においてノズル６５１の開孔部付近のインクが微振動するのみであり、インクは吐出されないので、結果的に、ドットが形成されない、すなわち、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの非記録になる。

このように、選択部２３０は、選択制御部２１０による指示に従って駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択し（または選択しないで）、圧電素子６０の一端に供給する。このため、各圧電素子６０は、データ信号Ｄａｔａで規定されるドットのサイズに応じて駆動されることになる。

なお、図８に示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂはあくまでも一例である。実際には、ヘッドユニット２の移動速度や印刷媒体Ｐの性質などに応じて、予め用意された様々な波形の組み合わせが用いられる。

また、ここでは、圧電素子６０が、電圧の上昇に伴って上方向に撓む例で説明したが、電極６１１，６１２に供給する電圧を逆転させると、圧電素子６０は、電圧の上昇に伴って下方向に撓むことになる。このため、圧電素子６０が、電圧の上昇に伴って下方向に撓む構成では、図１２に例示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂが、電圧Ｖｃを基準に反転した波形となる。

このように本実施形態において、印刷媒体Ｐに対して１ドットは単位期間である印刷周期Ｔａを単位として形成される。このため、印刷周期Ｔａにおいて（最多で）２回のインク滴の吐出により１ドットを形成する本実施形態では、インクの吐出周波数ｆは２／Ｔａとなり、ドット間隔Ｄは、ヘッドユニット２が移動する速度ｖを、インクの吐出周波数ｆ（＝２／Ｔａ）で除した値となる。

一般に、単位期間Ｔにおいてインク滴がＱ（Ｑは２以上の整数）回吐出可能であって、当該Ｑ回のインク滴の吐出で１ドットが形成される場合、インクの吐出周波数ｆはＱ／Ｔと表すことができる。

本実施形態のように、印刷媒体Ｐに異なるサイズのドットを形成する場合の方が、１回のインク滴の吐出で１ドットを形成する場合と比較して、１ドットを形成するために要する時間（周期）が同じでも、１回のインク滴を１回吐出するため時間を短くする必要がある。

なお、２以上のインク滴を結合させないで２以上のドットを形成する第３方法については、特段の説明は要しないであろう。

１−６．駆動回路の構成
続いて、駆動回路５０−ａ，５０−ｂについて説明する。このうち、一方の駆動回路５０−ａについて概略すると、次のようにして駆動信号ＣＯＭ−Ａを生成する。すなわち、駆動回路５０−ａは、第１に、制御部１００から供給されるデータｄＡをアナログ変換し、第２に、出力の駆動信号ＣＯＭ−Ａを帰還するとともに、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａに基づく信号（減衰信号）と目標信号との偏差を、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分で補正して、当該補正した信号に従って変調信号を生成し、第３に、当該変調信号に従ってトランジスターをスイッチングすることによって増幅変調信号を生成し、第４に、当該増幅変調信号をローパスフィルターで平滑化（復調）して、当該平滑化した信号を駆動信号ＣＯＭ−Ａとして出力する。

他方の駆動回路５０−ｂについても同様な構成であり、データｄＢから駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する点についてのみ異なる。そこで以下の図１３においては、駆動回路５０−ａ、５０−ｂについて区別しないで、駆動回路５０として説明する。

ただし、入力されるデータや出力される駆動信号については、ｄＡ（ｄＢ）、ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）などと表記して、駆動回路５０−ａの場合には、データｄＡを入力して駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力し、駆動回路５０−ｂの場合には、データｄＢを入力して駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する、ということを表すことにする。

図１３は、駆動回路（容量性負荷駆動回路）５０の回路構成を示す図である。なお、図１３では、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力するための構成を示している。

図１３に示されるように、駆動回路５０は、集積回路装置（容量性負荷駆動用集積回路装置）５００や、出力回路５５０のほか、抵抗やコンデンサーなどの各種素子から構成される。

本実施形態における駆動回路５０は、源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部５１０と、変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバー５２０と、増幅制御信号に基づいて、変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスター（第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２）と、増幅変調信号を復調して駆動信号を生成するローパスフィルター５６０と、駆動信号を変調部５１０に帰還する帰還回路（第１帰還回路５７０および第２帰還回路５７２）と、昇圧回路５４０と、を備えている。また、駆動回路５０は、圧電素子６０の駆動信号が印加される端子と異なる端子に信号を印加する第１電源部５３０を備えていてもよい。

本実施形態における集積回路装置５００は、変調部５１０と、ゲートドライバー５２０と、を備えている。

集積回路装置５００は、制御部１００から端子Ｄ０〜Ｄ９を介して入力した１０ビットのデータｄＡ（源信号）に基づいて、第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２のそれぞれにゲート信号（増幅制御信号）を出力するものである。このため、集積回路装置５００は、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）５１１と、加算器５１２、加算器５１３と、コンパレーター５１４と、積分減衰器５１６、減衰器５１７と、インバーター５１５と、第１ゲートドライバー５２１、第２ゲートドライバー５２２と、第１電源部５３０と、昇圧回路５４０と、基準電圧生成部５８０と、を含む。

基準電圧生成部５８０は、第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶ（高電圧側基準電圧）と第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶ（低電圧側基準電圧）とを生成し、ＤＡＣ５１１に供給する。

ＤＡＣ５１１は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を規定するデータｄＡを、第１基準電圧Ｄ
ＡＣ＿ＨＶと第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶとの間の電圧の元駆動信号Ａａに変換し、加算器５１２の入力端（＋）に供給する。なお、この元駆動信号Ａａの電圧振幅は、その最大値および最小値がそれぞれ第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶおよび第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶで決まり（例えば１〜２Ｖ程度）、この電圧を増幅したものが、駆動信号ＣＯＭ−Ａとなる。つまり、元駆動信号Ａａは、駆動信号ＣＯＭ−Ａの増幅前の目標となる信号である。

積分減衰器５１６は、端子Ｖｆｂを介して入力した端子Ｏｕｔの電圧、すなわち、駆動信号ＣＯＭ−Ａを減衰するとともに、積分して、加算器５１２の入力端（−）に供給する。

加算器５１２は、入力端（＋）の電圧から入力端（−）の電圧を差し引いて積分した電圧の信号Ａｂを加算器５１３の入力端（＋）に供給する。

なお、ＤＡＣ５１１からインバーター５１５までに至る回路の電源電圧は、低振幅の３．３Ｖ（電源端子Ｖｄｄから供給される電源電圧ＶＤＤ）である。このため、元駆動信号Ａａの電圧が最大でも２Ｖ程度であるのに対し、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧が最大で４０Ｖを超える場合があるので、偏差を求めるにあたって両電圧の振幅範囲を合わせるため、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧を積分減衰器５１６によって減衰させている。

減衰器５１７は、端子Ｉｆｂを介して入力した駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分を減衰して、加算器５１３の入力端（−）に供給する。加算器５１３は、入力端（＋）の電圧から入力端（−）の電圧を減算した電圧の信号Ａｓを、コンパレーター５１４に供給する。減衰器５１７の機能は、変調利得（感度）の調整である。すなわち、データｄＡ（源信号）に合わせて、変調信号Ｍｓの周波数やデューティー比が変化するが、減衰器５１７はこれらの変化量を調整する。

加算器５１３から出力される信号Ａｓの電圧は、元駆動信号Ａａの電圧から、端子Ｖｆｂに供給された信号の減衰電圧を差し引いて、端子Ｉｆｂに供給された信号の減衰電圧を減算した電圧である。このため、加算器５１３による信号Ａｓの電圧は、目標である元駆動信号Ａａの電圧から、端子Ｏｕｔから出力される駆動信号ＣＯＭ−Ａの減衰電圧を指し引いた偏差を、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分で補正した信号ということができる。

コンパレーター５１４は、加算器５１３による減算電圧に基づいて、次のようにパルス変調した変調信号Ｍｓを出力する。詳細には、コンパレーター５１４は、加算器５１３から出力される信号Ａｓが電圧上昇時であれば、電圧閾値Ｖｔｈ１以上になったときにＨレベルとなり、信号Ａｓが電圧下降時であれば、電圧閾値Ｖｔｈ２を下回ったときにＬレベルとなる変調信号Ｍｓを出力する。なお、後述するように、電圧閾値は、Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２という関係に設定されている。

コンパレーター５１４による変調信号Ｍｓは、インバーター５１５による論理反転を経て、第２ゲートドライバー５２２に供給される。一方、第１ゲートドライバー５２１には、論理反転を経ることなく変調信号Ｍｓが供給される。このため、第１ゲートドライバー５２１と第２ゲートドライバー５２２に供給される論理レベルは互いに排他的な関係にある。

第１ゲートドライバー５２１および第２ゲートドライバー５２２に供給される論理レベルは、実際には、同時にＨレベルとはならないように（第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２が同時にオンしないように）、タイミング制御してもよい。このため、ここでいう排他的とは、厳密にいえば、同時にＨレベルになることがない（第１トラ
ンジスターＭ１および第２トランジスターＭ２が同時にオンすることがない）、という意味である。

ところで、ここでいう変調信号は、狭義には、変調信号Ｍｓであるが、元駆動信号Ａａに応じてパルス変調したものと考えれば、変調信号Ｍｓの否定信号も変調信号に含まれる。すなわち、元駆動信号Ａａに応じてパルス変調した変調信号には、変調信号Ｍｓのみならず、当該変調信号Ｍｓの論理レベルを反転させたものや、タイミング制御されたものが含まれる。

なお、コンパレーター５１４が変調信号Ｍｓを出力するので、当該コンパレーター５１４またはインバーター５１５に至るまでの回路、すなわち、加算器５１２と、加算器５１３と、コンパレーター５１４と、インバーター５１５と、積分減衰器５１６と、減衰器５１７と、が変調信号を生成する変調部５１０に相当する。

第１ゲートドライバー５２１は、コンパレーター５１４の出力信号である低論理振幅を高論理振幅にレベルシフトして、端子Ｈｄｒから出力する。第１ゲートドライバー５２１の電源電圧のうち、高位側は、端子Ｂｓｔを介して印加される電圧であり、低位側は、端子Ｓｗを介して印加される電圧である。端子Ｂｓｔは、容量素子Ｃ５の一端および逆流防止用のダイオードＤ１０のカソード電極に接続される。端子Ｓｗは、第１トランジスターＭ１におけるソース電極、第２トランジスターＭ２におけるドレイン電極、容量素子Ｃ５の他端、および、インダクターＬ１の一端に接続される。ダイオードＤ１０のアノード電極は、端子Ｇｖｄの一端に接続され、昇圧回路５４０が出力する電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）が印加される。従って、端子Ｂｓｔと端子Ｓｗとの電位差は、容量素子Ｃ５の両端の電位差、すなわち電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）におよそ等しい。

第２ゲートドライバー５２２は、第１ゲートドライバー５２１よりも低電位側で動作する。第２ゲートドライバー５２２は、インバーター５１５の出力信号である低論理振幅（Ｌレベル：０Ｖ、Ｈレベル：３．３Ｖ）を高論理振幅（例えばＬレベル：０Ｖ、Ｈレベル：７．５Ｖ）にレベルシフトして、端子Ｌｄｒから出力する。第２ゲートドライバー５２２の電源電圧のうち、高位側として、電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）が印加され、低位側として、グラウンド端子Ｇｎｄを介して電圧ゼロが印加される、すなわちグラウンド端子Ｇｎｄはグラウンドに接地される。また、端子Ｇｖｄは、ダイオードＤ１０のアノード電極に接続される。

第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２は、例えばＮチャンネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。このうち、ハイサイドの第１トランジスターＭ１において、ドレイン電極には、電圧Ｖｈ（例えば４２Ｖ）が印加され、ゲート電極が、抵抗Ｒ１を介して端子Ｈｄｒに接続される。ローサイドの第２トランジスターＭ２については、ゲート電極が、抵抗Ｒ２を介して端子Ｌｄｒに接続され、ソース電極が、グラウンドに接地されている。

従って、第１トランジスターＭ１がオフ、第２トランジスターＭ２がオンの時は、端子Ｓｗの電圧は０Ｖとなり、端子Ｂｓｔには電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）が印加される。一方、第１トランジスターＭ１がオン、第２トランジスターＭ２がオフの時は、端子ＳｗにはＶｈ（例えば４２Ｖ）が印加され、端子ＢｓｔにはＶｈ＋Ｖｍ（例えば４９．５Ｖ）が印加される。

すなわち、第１ゲートドライバー５２１は、容量素子Ｃ５をフローティング電源として、第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２の動作に応じて、基準電位（端子Ｓｗの電位）が０Ｖ又はＶｈ（例えば４２Ｖ）に変化するので、Ｌレベルが０Ｖ近傍か
つＨレベルがＶｍ（例えば７．５Ｖ）近傍、または、ＬレベルがＶｈ（例えば４２Ｖ）近傍かつＨレベルがＶｈ＋Ｖｍ（例えば４９．５Ｖ）近傍の増幅制御信号を出力する。これに対して、第２ゲートドライバー５２２は、第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２の動作に関係なく、基準電位（グラウンド端子Ｇｎｄの電位）が０Ｖに固定されるので、Ｌレベルが０Ｖ近傍かつＨレベルがＶｍ（例えば７．５Ｖ）近傍の増幅制御信号を出力する。

インダクターＬ１の他端は、この駆動回路５０で出力となる端子Ｏｕｔであり、当該端子Ｏｕｔから駆動信号ＣＯＭ−Ａが、選択部２３０のそれぞれに供給される。

端子Ｏｕｔは、容量素子Ｃ１の一端と、容量素子Ｃ２の一端と、抵抗Ｒ３の一端と、にそれぞれ接続される。このうち、容量素子Ｃ１の他端は、グラウンドに接地されている。このため、インダクターＬ１と容量素子Ｃ１とは、第１トランジスターＭ１と第２トランジスターＭ２との接続点に現れる増幅変調信号を平滑化するローパスフィルター（Low Pass Filter）として機能する。

抵抗Ｒ３の他端は、端子Ｖｆｂおよび抵抗Ｒ４の一端に接続され、当該抵抗Ｒ４の他端には電圧Ｖｈが印加される。これにより、端子Ｖｆｂには、端子Ｏｕｔから第１帰還回路５７０（抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４で構成される回路）を通過した駆動信号ＣＯＭ−Ａがプルアップされて帰還されることになる。

一方、容量素子Ｃ２の他端は、抵抗Ｒ５の一端と抵抗Ｒ６の一端とに接続される。このうち、抵抗Ｒ５の他端はグラウンドに接地される。このため、容量素子Ｃ２と抵抗Ｒ５とは、端子Ｏｕｔからの駆動信号ＣＯＭ−Ａのうち、カットオフ周波数以上の高周波成分を通過させるハイパスフィルター（High Pass Filter）として機能する。なお、ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、例えば約９ＭＨｚに設定される。

また、抵抗Ｒ６の他端は、容量素子Ｃ４の一端と容量素子Ｃ３の一端とに接続される。このうち、容量素子Ｃ３の他端はグラウンドに接地される。このため、抵抗Ｒ６と容量素子Ｃ３とは、上記ハイパスフィルターを通過した信号成分のうち、カットオフ周波数以下の低周波成分を通過させるローパスフィルター（Low Pass Filter）として機能する。なお、ＬＰＦのカットオフ周波数は、例えば約１６０ＭＨｚに設定される。

上記ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、上記ローパスフィルターのカットオフ周波数よりも低く設定されているので、ハイパスフィルターとローパスフィルターとは、駆動信号ＣＯＭ−Ａのうち、所定の周波数域の高周波成分を通過させるバンドパスフィルター（Band Pass Filter）として機能する。

容量素子Ｃ４の他端は、集積回路装置５００の端子Ｉｆｂに接続される。これにより、端子Ｉｆｂには、上記バンドパスフィルターとして機能する第２帰還回路５７２（容量素子Ｃ２、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、容量素子Ｃ３および容量素子Ｃ４で構成される回路）を通過した駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分のうち、直流成分がカットされて帰還されることになる。

ところで、端子Ｏｕｔから出力される駆動信号ＣＯＭ−Ａは、第１トランジスターＭ１と第２トランジスターＭ２との接続点（端子Ｓｗ）における増幅変調信号を、インダクターＬ１および容量素子Ｃ１からなるローパスフィルターによって平滑化した信号である。この駆動信号ＣＯＭ−Ａは、端子Ｖｆｂを介して積分・減算された上で、加算器５１２に帰還されるので、帰還の遅延（インダクターＬ１および容量素子Ｃ１の平滑化による遅延と、積分減衰器５１６による遅延と、の和）と、帰還の伝達関数で定まる周波数で自励発
振することになる。

ただし、端子Ｖｆｂを介した帰還経路の遅延量が大であるために、当該端子Ｖｆｂを介した帰還のみでは、自励発振の周波数を、駆動信号ＣＯＭ−Ａの精度を十分に確保できるほど高くすることができない場合がある。

そこで、本実施形態では、端子Ｖｆｂを介した経路とは別に、端子Ｉｆｂを介して、駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分を帰還する経路を設けることによって、回路全体でみたときの遅延を小さくしている。このため、信号Ａｂに、駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分を加算した信号Ａｓの周波数は、端子Ｉｆｂを介した経路が存在しない場合と比較して、駆動信号ＣＯＭ−Ａの精度を十分に確保できるほど高くなる。

図１４は、信号Ａｓと変調信号Ｍｓとの波形を、元駆動信号Ａａとの波形と関連付けて示す図である。

図１４に示されるように、信号Ａｓは三角波であり、その発振周波数は、元駆動信号Ａａの電圧（入力電圧）に応じて変動する。具体的には、入力電圧が中間値である場合に最も高くなり、入力電圧が中間値から高くなるにつれて、または、低くなるにつれて低くなる。

また、信号Ａｓにおいて三角波の傾斜は、入力電圧が中間値付近であれば、上り（電圧の上昇）と下り（電圧の下降）とでほぼ等しくなる。このため、信号Ａｓをコンパレーター５１４によって電圧閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２と比較した結果である変調信号Ｍｓのデューティー比は、ほぼ５０％となる。入力電圧が中間値から高くなると、信号Ａｓの下りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号ＭｓがＨレベルとなる期間が相対的に長くなって、デューティー比が大きくなる。一方、入力電圧が中間値から低くなるにつれて、信号Ａｓの上りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号ＭｓがＨレベルとなる期間が相対的に短くなって、デューティー比が小さくなる。

このため、変調信号Ｍｓは、次のようなパルス密度変調信号となる。すなわち、変調信号Ｍｓのデューティー比は、入力電圧の中間値でほぼ５０％であり、入力電圧が中間値よりも高くなるにつれて大きくなり、入力電圧が中間値よりも低くなるにつれて小さくなる。

第１ゲートドライバー５２１は、変調信号Ｍｓに基づいて第１トランジスターＭ１をオン／オフさせる。すなわち、第１ゲートドライバー５２１は、第１トランジスターＭ１を、変調信号ＭｓがＨレベルであればオンさせ、変調信号ＭｓがＬレベルであればオフさせる。第２ゲートドライバー５２２は、変調信号Ｍｓの論理反転信号に基づいて第２トランジスターＭ２をオン／オフさせる。すなわち、第２ゲートドライバー５２２は、第２トランジスターＭ２を、変調信号ＭｓがＨレベルであればオフさせ、変調信号ＭｓがＬレベルであればオンさせる。

従って、第１トランジスターＭ１と第２トランジスターＭ２の接続点における増幅変調信号をインダクターＬ１および容量素子Ｃ１で平滑化した駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧は、変調信号Ｍｓのデューティー比が大きくなるにつれて高くなり、デューティー比が小さくなるにつれて低くなるので、結果的に、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、元駆動信号Ａａの電圧を拡大した信号となるように制御されて、出力されることになる。

この駆動回路５０は、パルス密度変調を用いているので、変調周波数が固定のパルス幅変調と比較して、デューティー比の変化幅を大きく取れる、という利点がある。

すなわち、回路全体で扱うことができる最小の正パルス幅と負パルス幅はその回路特性で制約されるので、周波数固定のパルス幅変調では、デューティー比の変化幅として所定の範囲（例えば１０％から９０％までの範囲）しか確保できない。これに対し、パルス密度変調では、入力電圧が中間値から離れるにつれて、発振周波数が低くなるため、入力電圧が高い領域においては、デューティー比をより大きくすることができ、また、入力電圧が低い領域においては、デューティー比をより小さくすることができる。このため、自励発振型パルス密度変調では、デューティー比の変化幅として、より広い範囲（例えば５％から９５％までの範囲）を確保することができるのである。

また、駆動回路５０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、変調信号Ｍｓ及び増幅変調信号が伝搬する信号経路を含み、自励発振する自励発振回路であり、他励発振のように高い周波数の搬送波を生成する回路が不要である。このため、高電圧を扱う回路以外の、すなわち集積回路装置５００の部分の、集積化が容易である、という利点がある。

加えて、駆動回路５０では、駆動信号ＣＯＭ−Ａの帰還経路として、端子Ｖｆｂを介した経路だけでなく、端子Ｉｆｂを介して高周波成分を帰還する経路があるので、回路全体でみたときの遅延が小さくなる。このため、自励発振の周波数が高くなるので、駆動回路５０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａを精度良く生成することが可能になる。

図１３に戻り、図１３に示される例では、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、第１トランジスターＭ１、第２トランジスターＭ２、容量素子Ｃ５、ダイオードＤ１０およびローパスフィルター５６０は、変調信号に基づいて増幅制御信号を生成し、増幅制御信号に基づいて駆動信号を生成して容量性負荷（圧電素子６０）に出力する出力回路５５０として構成されている。

第１電源部５３０は、圧電素子６０の駆動信号が印加される端子と異なる端子に信号を印加する。第１電源部５３０は、例えば、バンドギャップ・リファレンス回路のような定電圧回路で構成される。第１電源部５３０は、電圧ＶＢＳを端子Ｖｂｓから出力する。図１３に示される例では、第１電源部５３０は、グラウンド端子Ｇｎｄのグラウンド電位を基準として電圧ＶＢＳを生成する。

昇圧回路５４０は、ゲートドライバー５２０に電源供給する。図１３に示される例では、昇圧回路５４０は、グラウンド端子Ｇｎｄのグラウンド電位を基準として電源端子Ｖｄｄから供給される電源電圧ＶＤＤを昇圧し、第２ゲートドライバー５２２の高電位側の電源電圧となる電圧Ｖｍを生成する。昇圧回路５４０は、チャージポンプ回路やスイッチングレギュレーターなどで構成することができるが、チャージポンプ回路で構成した方が、スイッチングレギュレーターで構成する場合に比べて、ノイズの発生を抑制できる。そのため、駆動回路５０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａをより精度良く生成することが可能になり、圧電素子６０に印加される電圧を高精度に制御できるので、液体の吐出精度を向上させることができる。また、ゲートドライバー５２０の電源生成部をチャージポンプ回路で構成することで小型化したため集積回路装置５００に搭載可能となり、ゲートドライバー５２０の電源生成部を集積回路装置５００の外部に構成した場合と比較して、駆動回路５０の回路面積を全体として大幅に削減することができる。

なお、液体吐出装置１が例えば小ドットを吐出するための駆動信号の波形を周波数スペクトル解析すると、５０ｋＨｚ以上の周波数成分が含まれていることが判っている。このような５０ｋＨｚ以上の周波数成分を含む駆動信号を生成するためには、自励発振の周波数（変調信号Ｍｓの周波数）を１ＭＨｚ以上とする必要がある。もし、自励発振の周波数を１ＭＨｚよりも低くしてしまうと、再現される駆動信号の波形のエッジが鈍って丸くな
ってしまう。換言すれば、角が取れて波形が鈍ってしまう。駆動信号の波形が鈍ると、波形の立ち上がり、立ち下がりエッジに応じて動作する圧電素子６０の変位が緩慢になり、吐出時の尾引きや、吐出不良などを発生させて、印刷の品質を低下させてしまう。一方、自励発振の周波数を８ＭＨｚよりも高くすれば、駆動信号の波形の分解能は高まるが、トランジスターにおけるスイッチング周波数が上昇することによって、スイッチング損失が大きくなり、ＡＢ級アンプなどのリニア増幅と比べて、優位性を有する省電力性、省発熱性が損なわれてしまう。このため、自励発振の周波数は、１ＭＨｚ以上８ＭＨｚ以下であることが好ましい。

１−７．ヘッドユニットの構成
駆動回路５０−ａ，５０−ｂは、集積回路装置５００、トランジスター（第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２）、インダクターＬ１、容量素子Ｃ１及びその他の電子部品によって構成されるため、選択制御部２１０や選択部２３０と比較して相当重く、その重量はヘッド２０の重量に対しても無視できるものではない場合がある。そのため、駆動回路５０−ａ，５０−ｂがヘッドユニット２に搭載される本実施形態においては、駆動回路５０−ａ，５０−ｂの搭載位置によって、ヘッドユニット２の重心位置が変わる。ヘッドユニット２は、キャリッジ２４がキャリッジガイド軸３２に沿って主走査方向に移動しながら、キャリッジ２４に搭載されているヘッド２０が印刷媒体Ｐにインクを吐出して画像を形成するため、ヘッドユニット２の重心位置がキャリッジガイド軸３２から遠いほどキャリッジ２４の移動時のブレ（がたつき）が大きくなって吐出安定性が低下し、画質の劣化を招きやすい。そこで、本実施形態では、ヘッドユニット２の吐出安定性を高めるために、駆動回路５０−ａ，５０−ｂの搭載位置を工夫している。

図１５及び図１６は、本実施形態におけるヘッドユニット２の構造を示す図である。図１５は、ヘッドユニット２を主走査方向から視た側面図であり、図１６は、ヘッドユニット２をヘッド２０の吐出面２０ａ側（印刷媒体Ｐ側）から視た平面図である。なお、図１５及び図１６において、フレキシブルケーブル１９０の接続口の図示は省略されている。

図１５及び図１６に示されるように、ヘッドユニット２において、キャリッジ２４は、ヘッド２０と、駆動回路５０−ａ，５０−ｂとを搭載している。駆動回路５０−ａ，５０−ｂ（集積回路装置５００、トランジスター（第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２）及びその他の電子部品）は、回路基板１１０に実装されてケース２６に収容されている。図示を省略するが、回路基板１１０には、選択制御部２１０及び複数の選択部２３０も実装されている。

キャリッジ２４にはキャリッジガイド軸３２が挿入される挿入孔２４ａが設けられている。キャリッジガイド軸３２は、挿入孔２４ａ内に嵌合しており、キャリッジ２４を支持するキャリッジ支持部として機能する。また、挿入孔２４ａは、キャリッジ支持部との接続部として機能する。

ヘッド２０は、キャリッジ２４の下側（印刷媒体Ｐと対向する側）に搭載されている。そして、本実施形態では、駆動回路５０−ａ，５０−ｂは、ヘッド２０が有する各吐出部６００よりもキャリッジガイド軸３２に近くなるようにケース２６が設けられている。すなわち、図１５及び図１６に示されるように、キャリッジガイド軸３２と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離ｄ１は、キャリッジガイド軸３２とキャリッジガイド軸３２に最も近い吐出部６００との最短距離ｄ２よりも短い。挿入孔２４ａと駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離は、挿入孔２４ａと挿入孔２４ａに最も近い吐出部６００との最短距離よりも短いとも言える。また、一般的には、キャリッジガイド軸３２と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離は、キャリッジガイド軸３２とヘッド２０との最短距離よりも短い、あるいは、挿入孔２４ａと駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離は、挿入孔
２４ａとヘッド２０との最短距離よりも短いと言ってもよい。

キャリッジガイド軸３２と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとヘッド２０とがこのような位置関係を満たすべく、本実施形態では、図１６に示されるように、ヘッド２０の吐出面２０ａ側から視た平面視において、キャリッジガイド軸３２が、駆動回路５０−ａ，５０−ｂとヘッド２０との間の駆動回路５０−ａ，５０−ｂ寄りに位置するように、キャリッジ２４にケース２６が搭載されている。そして、駆動回路５０−ａ，５０−ｂが収容されたケース２６をこのような配置とすることで、例えば、図１５及び図１６に示されるように、ヘッドユニット２の重心ＣＧは、駆動回路５０−ａ，５０−ｂとヘッド２０との間に位置し、キャリッジガイド軸３２に比較的近い位置になる。従って、第１実施形態に係る液体吐出装置１及びヘッドユニット２によれば、キャリッジ２４の移動時のブレ（がたつき）が小さくなって吐出安定性が向上するので、印刷品質を高めることができる。

２．第２実施形態
第２実施形態に係る液体吐出装置１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１と同様の構成を有するが、ヘッドユニット２の構造が異なる。以下では、第１実施形態と重複する説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態と異なる内容について説明する。

図１７及び図１８は、第２実施形態におけるヘッドユニット２の構造を示す図である。図１７は、ヘッドユニット２を主走査方向から視た側面図であり、図１８は、ヘッドユニット２をヘッド２０の吐出面２０ａ側（印刷媒体Ｐ側）から視た平面図である。なお、図１７及び図１８において、フレキシブルケーブル１９０の接続口の図示は省略されている。

図１７及び図１８に示されるように、第２実施形態では、キャリッジ２４には先端部が湾曲したフック２８が設けられており、フック２８の先端部がキャリッジガイド軸３２の一部を挟み込んだ状態で、キャリッジ２４がキャリッジガイド軸３２に支持されて移動する。キャリッジガイド軸３２は、キャリッジ２４を支持するキャリッジ支持部として機能し、フック２８は、キャリッジ支持部との接続部として機能する。

第１実施形態と同様、第２実施形態でも、ヘッド２０は、キャリッジ２４の下側（印刷媒体Ｐと対向する側）に搭載されている。そして、第２実施形態でも、駆動回路５０−ａ，５０−ｂは、ヘッド２０が有する各吐出部６００よりもキャリッジガイド軸３２に近くなるようにケース２６が設けられている。すなわち、図１７及び図１８に示されるように、第２実施形態でも、キャリッジガイド軸３２と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離ｄ１は、キャリッジガイド軸３２とキャリッジガイド軸３２に最も近い吐出部６００との最短距離ｄ２よりも短い。フック２８と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離は、フック２８とフック２８に最も近い吐出部６００との最短距離よりも短いとも言える。また、一般的には、キャリッジガイド軸３２と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離は、キャリッジガイド軸３２とヘッド２０との最短距離よりも短い、あるいは、フック２８と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの最短距離は、フック２８とヘッド２０との最短距離よりも短いと言ってもよい。

キャリッジガイド軸３２と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとヘッド２０とがこのような位置関係を満たすべく、第２実施形態では、図１８に示されるように、ヘッド２０の吐出面２０ａ側から視た平面視において、ケース２６が、キャリッジガイド軸３２と駆動回路５０−ａ，５０−ｂとの間に位置するように、キャリッジ２４にケース２６が搭載されている。そして、駆動回路５０−ａ，５０−ｂが収容されたケース２６をこのような配置とすることで、例えば、図１７及び図１８に示されるように、ヘッドユニット２の重心ＣＧは、駆動回路５０−ａ，５０−ｂとヘッド２０との間に位置し、キャリッジガイド軸３２に
比較的近い位置になる。従って、第２実施形態に係る液体吐出装置１及びヘッドユニット２によれば、第１実施形態に係る液体吐出装置及びヘッドユニット２と同様、キャリッジ２４のブレが小さくなって吐出安定性が向上するので、印刷品質を高めることができる。

３．第３実施形態
第３実施形態に係る液体吐出装置１は、第１実施形態又は第２実施形態に係る液体吐出装置１と同様の構成を有し、さらに供給口６６１の配置に特徴を有する。以下では、第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容について説明する。

図１９は、第３実施形態におけるヘッド２０を吐出面２０ａ側（印刷媒体Ｐ側）から視た平面図である。図１９に示されるように、ヘッド２０の吐出面２０ａには、ノズルプレート６３２ａ〜６３２ｈが設けられている。

ノズルプレート６３２ａには複数のノズル６５１ａが副走査方向に一列に配置されており、ヘッド２０は、それぞれノズル６５１ａを有する複数の吐出部６００ａが副走査方向に一列に配置された吐出部列を備えている。同様に、ノズルプレート６３２ｂ〜６３２ｈにも、複数のノズル６５１ｂ〜６５１ｈがそれぞれ副走査方向に一列に配置され、ヘッド２０は、それぞれ複数の吐出部６００ａ〜６００ｈが副走査方向に一列に配置された複数の吐出部列を備えている。

また、ヘッド２０は、複数の吐出部６００ａにインク（液体）を供給する供給口６６１ａを備えている。同様に、ヘッド２０は、複数の吐出部６００ｂ〜６００ｈにそれぞれインク（液体）を供給する複数の供給口６６１ｂ〜６６１ｈを備えている。

そして、本実施形態では、供給口６６１ａと吐出部６００ａからなる吐出部列の中央にある吐出部６００ａとの距離ｄ０ａは、供給口６６１ａと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ａの各々との距離ｄ１ａ，ｄ２ａよりも短い。同様に、供給口６６１ｂと吐出部列の中央にある吐出部６００ｂとの距離ｄ０ｂは、供給口６６１ｂと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ｂの各々との距離ｄ１ｂ，ｄ２ｂよりも短い。同様に、供給口６６１ｃと吐出部列の中央にある吐出部６００ｃとの距離ｄ０ｃは、供給口６６１ｃと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ｃの各々との距離ｄ１ｃ，ｄ２ｃよりも短い。同様に、供給口６６１ｄと吐出部列の中央にある吐出部６００ｄとの距離ｄ０ｄは、供給口６６１ｄと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ｄの各々との距離ｄ１ｄ，ｄ２ｄよりも短い。同様に、供給口６６１ｅと吐出部列の中央にある吐出部６００ｅとの距離ｄ０ｅは、供給口６６１ｅと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ｅの各々との距離ｄ１ｅ，ｄ２ｅよりも短い。同様に、供給口６６１ｆと吐出部列の中央にある吐出部６００ｆとの距離ｄ０ｆは、供給口６６１ｆと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ｆの各々との距離ｄ１ｆ，ｄ２ｆよりも短い。同様に、供給口６６１ｇと吐出部列の中央にある吐出部６００ｇとの距離ｄ０ｇは、供給口６６１ｇと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ｇの各々との距離ｄ１ｇ，ｄ２ｇよりも短い。同様に、供給口６６１ｈと吐出部列の中央にある吐出部６００ｈとの距離ｄ０ｈは、供給口６６１ｈと当該吐出部列の両端にある２つの吐出部６００ｈの各々との距離ｄ１ｈ，ｄ２ｈよりも短い。

換言すれば、供給口６６１ａは、複数の吐出部６００ａがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられている。同様に、供給口６６１ｂは、複数の吐出部６００ｂがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられている。同様に、供給口６６１ｃは、複数の吐出部６００ｃがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中
心部に近い位置に設けられている。同様に、供給口６６１ｄは、複数の吐出部６００ｄがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられている。同様に、供給口６６１ｅは、複数の吐出部６００ｅがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられている。同様に、供給口６６１ｆは、複数の吐出部６００ｆがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられている。同様に、供給口６６１ｇは、複数の吐出部６００ｇがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられている。同様に、供給口６６１ｈは、複数の吐出部６００ｈがそれぞれ有するキャビティー６３１と連通するリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられている。

ここで、仮に、供給口６６１ａがリザーバー６４１の中心部から大きく外れた位置に設けられている場合、供給口６６１ａから両端の吐出部６００ａの一方までの距離が長くなり、流体経路の抵抗が大きくなるため、インクの供給に時間を要する。従って、複数の供給口６６１ａのノズル６５１ａから吐出されるインクの量が供給口６６１ａから供給されるインクの量よりも多くなる事態が発生し、インクの供給不足による吐出不良が発生するおそれがある。

これに対して、第３実施形態に係る液体吐出装置１及びヘッドユニット２では、実際には、供給口６６１ａがリザーバー６４１の中心部に近い位置に設けられているので、供給口６６１ａから両端の吐出部６００ａまでの距離を短くすることができるため、インクの供給不足による吐出不良が発生しにくい。

さらに、インクの供給不足による吐出不良の発生をより確実に抑止するために、供給口６６１ａと吐出部列の一端にある吐出部６００ａとの距離ｄ１ａと、供給口６６１ａと吐出部列の他端にある吐出部６００ａとの距離ｄ２ａとが略等しいことがより好ましい。逆に言えば、距離ｄ１ａと距離ｄ２ａとが略等しいとは、正確に等しい場合のみならず、インクの供給不足による吐出不良が発生しない程度に距離ｄ１ａと距離ｄ２ａとが異なっていることを許容するものである。また、このようにすれば、供給口６６１ａから両端の吐出部６００ａまでの流体経路の抵抗がより小さくなり、供給口６６１ａからインクを供給するための圧力がより低くてもよくなるため、ヘッド２０の構造をより単純化することができる。

このように、第３実施形態に係る液体吐出装置１及びヘッドユニット２によれば、第１実施形態又は第２実施形態と同様の効果を奏するとともに、さらに、インクの供給不足による吐出不良も発生しにくいため、印刷品質を高めることができる。

４．第４実施形態
第４実施形態に係る液体吐出装置１は、Ｄ級増幅によって駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ａを生成する駆動回路５０−ａ，５０−ｂを備えた第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態に係る液体吐出装置１と異なり、キャパシターまたは２次電池による回生を利用して吐出部６００を駆動する駆動信号を生成する駆動回路を備える。第４実施形態に係る液体吐出装置１のその他の構成は、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態に係る液体吐出装置１と同様であってもよい。以下では、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態と重複する説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態と異なる内容について説明する。

４−１．液体吐出装置の電気的構成
図２０は、第４実施形態に係る液体吐出装置１の電気的な構成を示す図である。図２０において、図４と同様の構成要素には同じ符号を付しており、以下では、図４と同様の構
成要素についての説明を省略又は簡略する。

図２０に示されるように、本実施形態では、制御ユニット１０は、制御部１００と、キャリッジモータードライバー３５と、搬送モータードライバー４５と、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）３０−ａ，３０−ｂと、を有する。キャリッジモータードライバー３５及び搬送モータードライバー４５の機能は、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態と同様である。

制御部１００は、ホストコンピューターから画像データが供給されたときに、各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。特に、本実施形態では、制御部１００は、ＤＡＣ３０−ａ，３０−ｂに、それぞれデジタルのデータｄＡ，ｄＢを供給する。

ＤＡＣ３０−ａは、データｄＡをアナログの制御信号ＣｔｒｌＡに変換してヘッドユニット２に供給する。同様に、ＤＡＣ３０−ｂは、データｄｂをアナログの制御信号ＣｔｒｌＢに変換してヘッドユニット２に供給する。

制御信号ＣｔｒｌＡの波形は、例えば、図８の駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形と相似形であり、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＬＡＴが出力されて（立ち上がって）から制御信号ＣＨが出力されるまでの期間Ｔ１に配置された台形波形Ａｄｐ１と、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＣＨが出力されてから次の制御信号ＬＡＴが出力されるまでの期間Ｔ２に配置された台形波形Ａｄｐ２とを連続させた波形となっている。同様に、制御信号ＣｔｒｌＢの波形は、例えば、図８の駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形と相似形であり、期間Ｔ１に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを連続させた波形となっている。

ヘッドユニット２は、駆動回路５０−ａ，５０−ｂと、選択制御部２１０と、複数の選択部２３０と、駆動回路２４０と、ヘッド２０と、を有する。

選択部２３０は、制御ユニット１０からフレキシブルケーブル１９０を介して供給される制御信号ＣｔｒｌＡ、ＣｔｒｌＢのいずれかを、選択制御部２１０による指示にしたがって選択し（または、いずれも選択しないで）、駆動回路２４０が有する経路選択部２５０の各々に対し制御信号Ｖｉｎとして供給する。選択制御部２１０の回路構成は、図９と同様であってもよい。また、選択部２３０の回路構成は、図１１と同様であってもよい。

経路選択部２５０は、電源回路２６０から供給される複数の電圧と、電源電圧Ｖ_Ｈ、Ｇとを用いて、選択部２３０から供給される制御信号Ｖｉｎにしたがって圧電素子６０を駆動する駆動信号を生成する。図２０では、この駆動信号の電圧をＶｏｕｔと表記している。なお、電源電圧Ｇは接地電位であり、特に説明のない限り、電圧ゼロの基準としている。また、電圧Ｖ_Ｈは、実施形態において電源電圧Ｇ（接地電位）に対し高位側としている。電源電圧Ｖ_Ｈ、Ｇは、制御ユニット１０からフレキシブルケーブル１９０を介して供給されてもよいし、ヘッドユニット２において生成されてもよい。

圧電素子６０の一端は、対応する経路選択部２５０の出力端に接続される一方、圧電素子６０の他端はグラウンドに共通に接地されている。

電源回路２６０は、具体的な構成については後述するが、電源電圧Ｖ_Ｈ、Ｇをチャージポンプ回路によって分圧・再配分することによって、電圧０Ｖ_Ｈ／６、１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６および５Ｖ_Ｈ／６を生成して、複数の経路選択部２５０にわたって共通に供給する。

電源回路２６０は、電源電圧Ｖ_Ｈ、Ｇから電圧０Ｖ_Ｈ／６、１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６および５Ｖ_Ｈ／６を生成して経路選択部２５０に供給し、経路選択部２５０は、これらの電圧を用いて、制御信号Ｖｉｎの電圧に追従する電圧Ｖｏｕｔを圧電素子６０に供給する。ここで、電圧０Ｖ_Ｈ／６は、電源回路２６０から経路選択部２５０に電源配線４１０を介して供給され、同様に、電圧１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６、５Ｖ_Ｈ／６は、電源配線４１１、４１２、４１３、４１４、４１５を介して供給される（図２１参照）。

これらの電圧の高低については、図２２で示されるように、０Ｖ_Ｈ／６＜１Ｖ_Ｈ／６＜２Ｖ_Ｈ／６＜３Ｖ_Ｈ／６＜４Ｖ_Ｈ／６＜５Ｖ_Ｈ／６である。

これらの電圧の表記において、例えば０Ｖ_Ｈ／６については電圧Ｖ_Ｈのゼロ倍を意味せず、また、電圧１Ｖ_Ｈ／６については電圧Ｖ_Ｈの６分の１倍を意味するものではないことに留意する必要がある。詳細については後述するように、本実施形態において電圧０Ｖ_Ｈ／６をある有意の値としたときに、当該有意の電圧と電源電圧Ｖ_Ｈとの間を６分割して、低位側から順に０Ｖ_Ｈ／６、１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６、５Ｖ_Ｈ／６、Ｖ_Ｈと表記している。また、電圧０Ｖ_Ｈ／６は、本実施形態では上記６分割した電圧をさらに３分割してグラウンドからみた電圧としている。したがって、電源電圧Ｇ（接地電位）を電圧ゼロとしたときに、厳密にいえば後述するように、電圧０Ｖ_Ｈ／６は電源電圧Ｖ_Ｈの１／１９倍であり、電圧１Ｖ_Ｈ／６は電源電圧Ｖ_Ｈの４／１９倍であり、電圧２Ｖ_Ｈ／６は電源電圧Ｖ_Ｈの７／１９倍であり、電圧３Ｖ_Ｈ／６は電源電圧Ｖ_Ｈの１０／１９倍であり、電圧４Ｖ_Ｈ／６は電源電圧Ｖ_Ｈの１３／１９倍であり、電圧５Ｖ_Ｈ／６は電源電圧Ｖ_Ｈの１６／１９倍である。

ただし、経路選択部２５０において６分割する関係上、判りやすさを優先させるために、電源回路２６０から供給される電圧を０Ｖ_Ｈ／６、１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６、５Ｖ_Ｈ／６、Ｖ_Ｈと表記している。

４−２．経路選択部の構成
図２１は、１個の圧電素子６０を駆動する経路選択部２５０の構成の一例を示す図である。図２１に示されるように、経路選択部２５０は、オペアンプ２５１と、単位回路２５２ａ〜２５２ｆと、コンパレーター２５４ａ〜２５４ｅとを含み、制御信号Ｖｉｎにしたがって圧電素子６０を駆動する構成となっている。

経路選択部２５０は、電源電圧Ｖ_Ｈ、Ｇを除くと、６種類の電圧、詳細には低い順に電圧０Ｖ_Ｈ／６、１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６、５Ｖ_Ｈ／６を用いる。これらの６種類の電圧は、それぞれ電源配線４１０〜４１５を介して電源回路２６０から供給される。

経路選択部２５０の入力端であるオペアンプ２５１の入力端（＋）には、選択部２３０で選択された制御信号Ｖｉｎが供給される。オペアンプ２５１の出力信号は、単位回路２５２ａ〜２５２ｆにそれぞれ供給されるとともに、抵抗Ｒｆを介してオペアンプ２５１の入力端（−）に負帰還され、さらに抵抗Ｒｉｎを介してグラウンドに接地される。このため、オペアンプ２５１は、制御信号Ｖｉｎを（１＋Ｒｆ／Ｒｉｎ）倍に非反転増幅することになる。

オペアンプ２５１の電圧増幅率は、抵抗Ｒｆ、Ｒｉｎによって設定することができるが、便宜上、以降においてはＲｆをゼロとし、Ｒｉｎを無限大とする。すなわち、以降においては、オペアンプ２５１の電圧増幅率を「１」に設定して、制御信号Ｖｉｎがそのまま単位回路２５２ａ〜２５２ｆに供給されるものとして説明する。なお、電圧増幅率が「１
」以外であっても良い。

単位回路２５２ａ〜２５２ｆは、上記６種類の電圧に電源電圧Ｖ_Ｈを加えた７種類の電圧のうち、互いに隣り合う２つの電圧に対応して電圧の低い順に設けられる。詳細には、単位回路２５２ａは電圧０Ｖ_Ｈ／６および電圧１Ｖ_Ｈ／６に対応し、単位回路２５２ｂは電圧１Ｖ_Ｈ／６および電圧２Ｖ_Ｈ／６に対応し、単位回路２５２ｃは電圧２Ｖ_Ｈ／６および電圧３Ｖ_Ｈ／６に対応し、単位回路２５２ｄは電圧３Ｖ_Ｈ／６および電圧４Ｖ_Ｈ／６に対応し、単位回路２５２ｅは電圧４Ｖ_Ｈ／６および電圧５Ｖ_Ｈ／６に対応し、単位回路２５２ｆは電圧５Ｖ_Ｈ／６および電圧Ｖ_Ｈに対応して設けられる。

単位回路２５２ａ〜２５２ｆの回路構成は互いに同じであり、レベルシフター２５３ａ〜２５３ｆのいずれか対応するもの１つと、バイポーラ型のＮＰＮ型のトランジスター２５５とＰＮＰ型のトランジスター２５６とを含む。

なお、単位回路２５２ａ〜２５２ｆについて、特定せずに一般的に説明するときには、単に符号を「２５２」として説明し、同様に、レベルシフター２５３ａ〜２５３ｆについて、特定せずに一般的に説明するときには、単に符号を「２５３」として説明する。

レベルシフター２５３は、イネーブル（enable）状態とディセーブル（disable）状態とのいずれかの状態をとる。詳細には、レベルシフター２５３は、丸印が付された負制御端に供給される信号がＬレベルであって、かつ、丸印が付されていない正制御端に供給される信号がＨレベルであるときに、イネーブル状態になり、それ以外のときは、ディセーブル状態となる。

後述するように上記６種類の電圧のうち、電圧０Ｖ_Ｈ／６を除いた５種類の電圧には、コンパレーター２５４ａ〜２５４ｅのそれぞれが一対一に対応付けられる。ここで、ある単位回路２５２に着目したときに、当該単位回路２５２におけるレベルシフター２５３の負制御端には、当該単位回路２５２に対応する２つの電圧のうち、高位側の電圧に対応付けられたコンパレーターの出力信号が供給され、当該レベルシフター２５３の正制御端には、当該単位回路に対応する２つの電圧のうち、低位側の電圧に対応付けられたコンパレーターの出力信号が供給される。ただし、単位回路２５２ｆにおけるレベルシフター２５３ｆの負制御端はＬレベルに相当する電圧ゼロのグラウンドに接地される一方、単位回路２５２ａにおけるレベルシフター２５３ａの正制御端は、Ｈレベルに相当する電圧Ｖ_Ｈを供給する電源配線４１６に接続される。

また、レベルシフター２５３は、イネーブル状態では、入力された制御信号Ｖｉｎの電圧をマイナス方向に所定値だけシフトさせてトランジスター２５５のベース端子に供給する一方、制御信号Ｖｉｎの電圧をプラス方向に所定値だけシフトさせてトランジスター２５６のベース端子に供給する。レベルシフター２５３は、ディセーブル状態では、制御信号Ｖｉｎにかかわらず、トランジスター２５５をオフさせる電圧、例えば電圧Ｖ_Ｈを当該トランジスター２５５のベース端子に供給するとともに、トランジスター２５６をオフさせる電圧、例えば電圧ゼロを当該トランジスター２５６のベース端子に供給する。

なお、所定値としては、例えばエミッター端子に電流が流れ始めるベース・エミッター間の電圧（バイアス電圧、約０．６ボルト）としている。このため、所定値は、トランジスター２５５、２５６の特性に応じて定められる性質ものであって、トランジスター２５５、２５６が理想的であればゼロである。

トランジスター２５５のコレクター端子は、対応する２電圧のうち、高位側電圧を供給する電源配線に接続され、トランジスター２５６のコレクター端子は、低位側電圧を供給
する電源配線に接続される。例えば、電圧０Ｖ_Ｈ／６および電圧１Ｖ_Ｈ／６に対応する単位回路２５２ａでは、トランジスター２５５のコレクター端子が電圧１Ｖ_Ｈ／６を供給する電源配線４１１に接続され、トランジスター２５６のコレクター端子が電圧０Ｖ_Ｈ／６を供給する電源配線４１０に接続される。また例えば、電圧１Ｖ_Ｈ／６および電圧２Ｖ_Ｈ／６に対応する単位回路２５２ｂでは、トランジスター２５５のコレクター端子が電圧２Ｖ_Ｈ／６を供給する電源配線４１２に接続され、トランジスター２５６のコレクター端子が電圧Ｖ_Ｈ／６を供給する電源配線４１１に接続される。なお、電圧５Ｖ_Ｈ／６および電圧Ｖ_Ｈに対応する単位回路２５２ｆでは、トランジスター２５５のコレクター端子が電圧Ｖ_Ｈを供給する電源配線４１６に接続され、トランジスター２５６のコレクター端子が電圧５Ｖ_Ｈ／６を供給する電源配線４１５に接続される。

一方、単位回路２５２ａ〜２５２ｆにおいてトランジスター２５５、２５６の各エミッター端子は、圧電素子６０の一端に共通接続される。そして、トランジスター２５５、２５６の各エミッター端子の共通接続点が、経路選択部２５０の出力端として圧電素子６０の一端に接続される。

コンパレーター２５４ａ〜２５４ｅは、上記５種類の電圧１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６、５Ｖ_Ｈ／６、Ｖ_Ｈに対応しており、２つの入力端に供給された電圧同士の高低を比較して、その比較結果を示す信号を出力する。ここで、コンパレーター２５４ａ〜２５４ｅにおける２つの入力端のうち、一端は、自身に対応する電圧を供給する電源配線に接続され、他端は、トランジスター２５５、２５６の各エミッター端子とともに圧電素子６０の一端に共通接続される。例えば電圧１Ｖ_Ｈ／６に対応するコンパレーター２５４ａは、２つの入力端のうち、一端は、自身に対応する電圧１Ｖ_Ｈ／６を供給する電源配線４１１に接続され、また、例えば電圧２Ｖ_Ｈ／６に対応するコンパレーター２５４ｂは、２つの入力端のうち、一端は、自身に対応する電圧２Ｖ_Ｈ／６を供給する電源配線４１２に接続される。

コンパレーター２５４ａ〜２５４ｅのそれぞれは、入力端における他端の電圧Ｖｏｕｔが一端の電圧以上であればＨレベルとし、電圧Ｖｏｕｔが一端の電圧未満であればＬレベルとした信号を出力する。

具体的には例えば、コンパレーター２５４ａは、電圧Ｖｏｕｔが電圧１Ｖ_Ｈ／６以上であればＨレベルとし、電圧１Ｖ_Ｈ／６未満であればＬレベルとした信号を出力する。また例えば、コンパレーター２５４ｂは、電圧Ｖｏｕｔが電圧２Ｖ_Ｈ／６以上であればＨレベルとし、電圧２Ｖ_Ｈ／６未満であればＬレベルとした信号を出力する。

５種類の電圧のうち、１つの電圧に着目したとき、当該着目した電圧に対応するコンパレーターの出力信号は、当該電圧を高位側電圧とする単位回路のレベルシフター２５３の負入力端と、当該電圧を低位側電圧とする単位回路のレベルシフター２５３の正入力端とにそれぞれ供給される点について上述した通りである。

例えば、電圧１Ｖ_Ｈ／６に対応するコンパレーター２５４ａの出力信号は、当該電圧１Ｖ_Ｈ／６を高位側電圧として対応付けられた単位回路２５２ａのレベルシフター２５３ａの負入力端と、当該電圧１Ｖ_Ｈ／６を低位側電圧として対応付けられた単位回路２５２ｂのレベルシフター２５３ｂの正入力端とにそれぞれ供給される。また例えば、電圧２Ｖ_Ｈ／６に対応するコンパレーター２５４ｂの出力信号は、当該電圧２Ｖ_Ｈ／６を高位側電圧として対応付けられた単位回路２５２ｂのレベルシフター２５３ｂの負入力端と、当該電圧２Ｖ_Ｈ／６を低位側電圧として対応付けられた単位回路２５２ｃのレベルシフター２５３ｃの正入力端とにそれぞれ供給される。

次に、経路選択部２５０の動作について説明する。まず、圧電素子６０で保持された電圧Ｖｏｕｔに対して、レベルシフター２５３ａ〜２５３ｆがどのような状態になるのかについて検討する。

図２２は、レベルシフター２５３ａ〜２５３ｆが電圧Ｖｏｕｔに対してイネーブル状態となる電圧の範囲を示す図である。

まず、電圧Ｖｏｕｔが電圧１Ｖ_Ｈ／６未満である第１状態では、コンパレーター２５４ａ〜２５４ｅの出力信号はすべてＬレベルとなる。このため、第１状態では、レベルシフター２５３ａのみがイネーブル状態になり、他のレベルシフター２５３ｂ〜２５３ｆはディセーブル状態になる。

電圧Ｖｏｕｔが電圧１Ｖ_Ｈ／６以上電圧２Ｖ_Ｈ／６未満である第２状態では、コンパレーター２５４ｂの出力信号だけがＨレベルとなり、他のコンパレーターの出力信号はＬレベルとなる。したがって、第２状態では、レベルシフター２５３ｂのみがイネーブル状態になり、他のレベルシフター２５３ａ、２５３ｃ〜２５３ｆはディセーブル状態になる。

以降詳細については省略するが、電圧Ｖｏｕｔが、電圧２Ｖ_Ｈ／６以上電圧３Ｖ_Ｈ／６未満の第３状態では、レベルシフター２５３ｃのみがイネーブル状態になり、電圧３Ｖ_Ｈ／６以上電圧４Ｖ_Ｈ／６未満の第４状態では、レベルシフター２５３ｄのみがイネーブル状態になり、電圧４Ｖ_Ｈ／６以上電圧５Ｖ_Ｈ／６未満の第５状態では、レベルシフター２５３ｅのみがイネーブル状態になり、電圧５Ｖ_Ｈ／６以上の第６状態では、レベルシフター２５３ｆのみがイネーブル状態になる。

なお、制御信号Ｖｉｎ（ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂ）が取り得る電圧範囲は、電圧０Ｖ_Ｈ／６以上電圧Ｖ_Ｈ未満に設定される。また、第１状態から第６状態までについては電圧Ｖｏｕｔで規定しているが、これは、圧電素子６０に保持（蓄積）された電荷の状態と言い換えることができる。

さて、第１状態においてレベルシフター２５３ａがイネーブル状態のとき、当該レベルシフター２５３ａは、制御信号Ｖｉｎをマイナス方向に所定値だけレベルシフトした電圧信号を単位回路２５２ａにおけるトランジスター２５５のベース端子に供給し、制御信号Ｖｉｎをプラス方向に所定値だけレベルシフトした電圧信号を当該単位回路２５２ａにおけるトランジスター２５６のベース端子に供給する。

ここで、制御信号Ｖｉｎの電圧が電圧Ｖｏｕｔ（エミッター端子同士の接続点電圧）よりも高いとき、その差（ベース・エミッター間の電圧、厳密にいえばベース・エミッター間の電圧から所定値だけ減じた電圧）に応じた電流がトランジスター２５５のコレクター端子からエミッター端子に流れる。このため、電圧Ｖｏｕｔが徐々に上昇して制御信号Ｖｉｎの電圧に近づき、やがて電圧Ｖｏｕｔが制御信号Ｖｉｎの電圧に一致すると、その時点でトランジスター２５５に流れていた電流がゼロになる。

一方、制御信号Ｖｉｎの電圧が電圧Ｖｏｕｔよりも低いとき、その差に応じた電流がトランジスター２５６のエミッター端子からコレクター端子に流れる。このため、電圧Ｖｏｕｔが徐々に低下して制御信号Ｖｉｎの電圧に近づき、やがて電圧Ｖｏｕｔが制御信号Ｖｉｎの電圧に一致すると、その時点でトランジスター２５６に流れる電流がゼロになる。

したがって、第１状態において、単位回路２５２ａのトランジスター２５５、２５６は、電圧Ｖｏｕｔを制御信号Ｖｉｎに一致させるような制御を実行することになる。

なお、第１状態において、単位回路２５２ａ以外の単位回路２５２ｂ〜２５２ｆでは、レベルシフター２５３がディセーブル状態となるので、トランジスター２５５のベース端子には電圧Ｖ_Ｈが供給され、トランジスター２５６のベース端子には電圧ゼロが供給される。このため、第１状態において、単位回路２５２ｂ〜２５２ｆでは、トランジスター２５５、２５６がオフするので、電圧Ｖｏｕｔの制御には関与しないことになる。

また、ここでは、第１状態であるときについて説明しているが、第２状態〜第６状態についても同様な動作となる。詳細には、圧電素子６０で保持された電圧Ｖｏｕｔに応じて、単位回路２５２ａ〜２５２ｆのいずれかが有効になるとともに、有効になった単位回路２５２のトランジスター２５５、２５６が電圧Ｖｏｕｔを制御信号Ｖｉｎに一致させるように制御する。このため、経路選択部２５０の全体としてみたときに、電圧Ｖｏｕｔが、制御信号Ｖｉｎの電圧に追従する動作となる。

したがって、図２３に示されるように、制御信号Ｖｉｎが例えば電圧０Ｖ_Ｈ／６から電圧Ｖ_Ｈまで上昇するとき、電圧Ｖｏｕｔも制御信号Ｖｉｎに追従して電圧０Ｖ_Ｈ／６から電圧Ｖ_Ｈまで変化する。また、図２４に示されるように、制御信号Ｖｉｎが電圧Ｖ_Ｈから電圧０Ｖ_Ｈ／６まで低下するとき、電圧Ｖｏｕｔも制御信号Ｖｉｎに追従して電圧Ｖ_Ｈから電圧０Ｖ_Ｈ／６まで変化する。

図２５〜図２７は、レベルシフターの動作を説明するための図である。制御信号Ｖｉｎが電圧０Ｖ_Ｈ／６から電圧Ｖ_Ｈまで上昇変化するとき、電圧Ｖｏｕｔも制御信号Ｖｉｎに追従して上昇する。この上昇の過程において、電圧Ｖｏｕｔが電圧１Ｖ_Ｈ／６未満の第１状態のとき、レベルシフター２５３ａがイネーブル状態になる。このため、図２５で示されるように、レベルシフター２５３ａによってトランジスター２５５のベース端子に供給される電圧（「Ｐ型」と表記）は、制御信号Ｖｉｎをマイナス方向に所定値だけシフトさせた電圧となり、トランジスター２５６のベース端子に供給される電圧（Ｎ型と表記）は、制御信号Ｖｉｎをプラス方向に所定値だけシフトさせた電圧となる。一方、第１状態以外のときに、レベルシフター２５３ａがディセーブル状態になるので、トランジスター２５５のベース端子に供給される電圧はＶ_Ｈとなり、トランジスター２５６のベース端子に供給される電圧はゼロとなる。

なお、図２６は、レベルシフター２５３ｂが出力する電圧波形を示し、図２７は、レベルシフター２５３ｆが出力する電圧波形を示す。レベルシフター２５３ｂは、電圧Ｖｏｕｔが電圧２Ｖ_Ｈ／６以上電圧２Ｖ_Ｈ／６未満の第２状態のときにイネーブル状態になり、レベルシフター２５３ｆは、電圧Ｖｏｕｔが電圧５Ｖ_Ｈ／６以上電圧Ｖ_Ｈ未満の第６状態のときにイネーブル状態になる点について留意すれば、特段の説明は要しないであろう。

また、制御信号Ｖｉｎの電圧（または電圧Ｖｏｕｔ）の上昇過程におけるレベルシフター２５３ｃ〜２５３ｅの動作についての説明や、制御信号Ｖｉｎの電圧（または電圧Ｖｏｕｔ）の下降過程におけるレベルシフター２５３ａ〜２５３ｆの動作の説明についても省略する。

次に、単位回路２５２ａ〜２５２ｆにおける電流（電荷）の流れについて、単位回路２５２ａ、２５２ｂを例にとり、充電時と放電時とにわけてそれぞれに説明する。

図２８は、第１状態（電圧Ｖｏｕｔが電圧１Ｖ_Ｈ／６未満の状態）のときに、圧電素子６０が充電されるときの動作を示す図である。第１状態では、レベルシフター２５３ａがイネーブル状態になり、他のレベルシフター２５３ｂ〜２５３ｆはディセーブル状態になるので、単位回路２５２ａのみに着目すれば良い。第１状態において制御信号Ｖｉｎの電圧が電圧Ｖｏｕｔよりも高いとき、単位回路２５２ａのトランジスター２５５はベース・
エミッター間の電圧に応じた電流を流す。一方、単位回路２５２ａのトランジスター２５６はオフである。

第１状態において充電時では、電流が、図２８において矢印で示されるように電源配線４１１→（単位回路２５２ａの）トランジスター２５５→圧電素子６０という経路で流れて、圧電素子６０に電荷が充電される。この充電により電圧Ｖｏｕｔが上昇する。やがて、電圧Ｖｏｕｔが制御信号Ｖｉｎの電圧に近づき、一致すると、単位回路２５２ａのトランジスター２５５がオフするので、圧電素子６０への充電が停止する。

一方で、制御信号Ｖｉｎが電圧１Ｖ_Ｈ／６以上に上昇する場合、電圧Ｖｏｕｔも制御信号Ｖｉｎに追従して電圧１Ｖ_Ｈ／６以上になるので、第１状態から第２状態（電圧Ｖｏｕｔが電圧１Ｖ_Ｈ／６以上電圧２Ｖ_Ｈ／６未満の状態）に移行する。

図２９は、第２状態において圧電素子６０が充電されるときの動作を示す図である。第２状態では、レベルシフター２５３ｂがイネーブル状態になり、他のレベルシフター２５３ａ、２５３ｃ〜２５３ｆはディセーブル状態になるので、単位回路２５２ｂのみに着目すれば良い。第２状態において制御信号Ｖｉｎが電圧Ｖｏｕｔよりも高いとき、単位回路２５２ｂのトランジスター２５５はベース・エミッター間の電圧に応じた電流を流す。一方、単位回路２５２ｂのトランジスター２５６はオフである。

第２状態において充電時では、電流が、図２９において矢印で示されるように、電源配線４１２→（単位回路２５２ｂの）トランジスター２５５→圧電素子６０という経路で流れて、圧電素子６０に電荷が充電される。すなわち、第２状態において圧電素子６０が充電される場合、圧電素子６０の一端は、電源回路２６０に対して電源配線４１２を介して電気的に接続されることになる。このように、電圧Ｖｏｕｔの上昇時において第１状態から第２状態に移行すると、電流の供給元が電源配線４１１から電源配線４１２に切り替わる。やがて、電圧Ｖｏｕｔが制御信号Ｖｉｎに近づき、一致すると、単位回路２５２ｂのトランジスター２５５がオフするので、圧電素子６０への充電が停止する。

一方で、制御信号Ｖｉｎが電圧２Ｖ_Ｈ／６以上に上昇する場合、電圧Ｖｏｕｔも制御信号Ｖｉｎに追従するので、電圧２Ｖ_Ｈ／６以上になる結果、第２状態から第３状態（電圧Ｖｏｕｔが電圧２Ｖ_Ｈ／６以上電圧３Ｖ_Ｈ／６未満の状態）に移行する。

なお、第３状態から第６状態までの充電動作については、ほぼ同様であるので、特に図示しないが、電流の供給元が電源配線４１３、４１４、４１５、４１６に順次に切り替わる。

図３０は、第２状態のときに、圧電素子６０が放電するときの動作を示す図である。第２状態では、レベルシフター２５３ｂがイネーブル状態になる。この状態において、制御信号Ｖｉｎが電圧Ｖｏｕｔよりも低いとき、単位回路２５２ｂのトランジスター２５６はベース・エミッター間の電圧に応じた電流を流す。一方、単位回路２５２ｂのトランジスター２５５はオフである。

第２状態において放電時では、電流が、図３０において矢印で示されるように、圧電素子６０→（単位回路２５２ｂの）トランジスター２５６→電源配線４１１という経路で流れて、圧電素子６０から電荷が放電される。すなわち、第１状態において圧電素子６０に電荷が充電される場合、および、第２状態において圧電素子６０から電荷が放電される場合、圧電素子６０の一端は、電源回路２６０に対して電源配線４１１を介して電気的に接続される。また、電源配線４１１は、第１状態の充電時では電流（電荷）を供給し、第２状態の放電時では電流（電荷）を回収することになる。回収された電荷は、後述する電源
回路２６０によって再分配、再利用されることなる。やがて、電圧Ｖｏｕｔが制御信号Ｖｉｎに近づき、一致すると、単位回路２５２ｂのトランジスター２５６がオフするので、圧電素子６０の放電が停止する。

一方で、制御信号Ｖｉｎが電圧１Ｖ_Ｈ／６未満に低下する場合、電圧Ｖｏｕｔも制御信号Ｖｉｎに追従して、電圧１Ｖ_Ｈ／６未満になるので、第２状態から第１状態に移行する。

図３１は、第１状態のときに、圧電素子６０が放電するときの動作を示す図である。第１状態では、レベルシフター２５３ａがイネーブル状態になる。この状態において、制御信号Ｖｉｎが電圧Ｖｏｕｔよりも低いとき、単位回路２５２ａのトランジスター２５６はベース・エミッター間の電圧に応じた電流を流す。なお、このとき単位回路２５２ａのトランジスター２５５はオフである。

第１状態において放電時では、電流が、図３１において矢印で示されるように、圧電素子６０→（単位回路２５２ａの）トランジスター２５６→電源配線４１０という経路で流れて、圧電素子６０から電荷が放電される。また、電源配線４１０は、第１状態の放電時に電流（電荷）を回収することになる。回収された電荷は、電源回路２６０によって再分配、再利用されることなる。

なお、ここでは、単位回路２５２ａ、２５２ｂを例にとって、充電時と放電時とにわけて説明したが、単位回路２５２ｃ〜２５２ｆについて、電流を制御するトランジスター２５５、２５６が異なる点を除けば、ほぼ同様な動作となる。また、各状態における放電経路および充電経路において、圧電素子６０の一端からトランジスター２５５、２５６におけるエミッター端子同士の接続点までの経路は共用である。

一般に、圧電素子６０のような容量性負荷の容量をＣとし、電圧振幅をＥとしたときに、容量性負荷に蓄えられるエネルギーＰＷは、ＰＷ＝（Ｃ・Ｅ^２）／２で表される。圧電素子６０は、このエネルギーＰＷによって変形して仕事をするが、インクを吐出させる仕事量は、エネルギーＰＷに対して１％以下である。したがって、圧電素子６０は、単なる容量とみなすことができる。容量Ｃを一定の電源で充電すると、（Ｃ・Ｅ^２）／２と同等のエネルギーが充電回路によって消費される。放電するときにも同等のエネルギーが放電回路によって消費される。

本実施形態において、経路選択部２５０では、圧電素子６０が電圧０Ｖ_Ｈ／６から電圧Ｖ_Ｈまで充電されるとき、圧電素子６０に電流を供給する電源配線が、第１状態では電源配線４１１、第２状態では電源配線４１２、第３状態では電源配線４１３、第４状態では電源配線４１４、第５状態では電源配線４１５、第６状態では電源配線４１６という６段階を経て順次切り替わる。反対に、経路選択部２５０では、圧電素子６０が電圧Ｖ_Ｈから電圧０／６Ｖ_Ｈまで放電するとき、圧電素子６０からの電流を回収する電源配線が、充電時とは順番を逆にして６段階を経て切り替わる。

ここで、比較例として、図４１に示されるように、電源回路２６０が電圧０Ｖ_Ｈ／６を生成せずに、単位回路２５２ａのトランジスター２５６のエミッター端子がグラウンドに接地された構成を想定してみる。この比較例では、充電時の損失は、図３４においてハッチングが付された領域の面積に相当する。詳細には、圧電素子６０において充電時の損失は、電圧ゼロから電圧Ｖ_Ｈまで一気に充電するリニア増幅と比較して、６／３６（＝１６．７％）である。比較例において、放電時の損失は、図３５においてハッチングが付された領域の面積に相当する分で示されるように、電圧Ｖ_Ｈから電圧ゼロまで一気に放電するリニア方式と比較して、同様に６／３６（＝１６．７％）で済む。ただし、放電時の損失
として計上された電荷のうち、電圧Ｖ_Ｈ／６から電圧ゼロまで放電するときの電荷（※を付した領域）を除き、電源回路２６０に回収されて再分配、再利用することができる。換言すれば、電圧Ｖ_Ｈ／６から電圧ゼロまで放電するときの電荷、すなわち、最も低い電圧に対応付けられた単位回路２５２ａを用いて圧電素子６０から放電された電荷については、電源回路２６０に回収することができない。

これに対して、本実施形態では、充電時の損失は図３２に示されるように、また、放電時の損失は図３３に示されるように、ほぼ同様である。しかしながら、単位回路２５２ａを用いて圧電素子６０から放電された電荷についても、電源配線４１０を介して電源回路２６０に回収できるので、比較例に対して、さらなる省電力化を図ることができるのである。

なお、図３２〜図３５は、経路選択部２５０よる圧電素子６０の駆動動作を説明するための概念図に過ぎない。圧電素子６０は、実際には、制御信号ＣｔｒｌＡ、ＣｔｒｌＢにおける台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２のうち、選択されたもので駆動されるので、常に電圧ゼロから電圧Ｖ_Ｈまでの振幅で駆動されるわけではない。

本実施形態に係る液体吐出装置１の経路選択部２５０では、出力段に相当するトランジスター２５５、２５６は、Ｄ級増幅のようなスイッチングをしないので、また、インダクターＬが用いられていないので、波形品質が悪い、ＥＭＩの対策が必要である、という問題が発生しない。また、本実施形態では、電圧Ｖｏｕｔが、制御信号Ｖｉｎの電圧に追従する動作となるので、圧電素子６０に対して精細に制御することができる。

４−３．電源回路の構成
図３６および図３７は、電源回路２６０の構成の一例を示す図である。図３６および図３７に示されるように、電源回路２６０は、スイッチＳｗ６ｕ、Ｓｗ６ｄ、Ｓｗ５ｕ、Ｓｗ５ｄ、Ｓｗ４ｕ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ３ｕ、Ｓｗ３ｄ、Ｓｗ２ｕ、Ｓｗ２ｄ、Ｓｗ１ｕ、Ｓｗ１ｄ、Ｓｗ０２ｄ、Ｓｗ０１ｕ、Ｓｗ０１ｄ、Ｓｗ００ｕと、容量素子Ｃ６、Ｃ５６、Ｃ５、Ｃ４５、Ｃ４、Ｃ３４、Ｃ３、Ｃ２３、Ｃ２、Ｃ１２、Ｃ１、Ｃ０１、Ｃ０１２、Ｃ０１１、Ｃ０とを含んだ構成となっている。

これらのうち、スイッチは、いずれも単極双投であり、共通端子を制御信号Ａ／Ｂにしたがって端子ａ、ｂのいずれかに接続する。制御信号Ａ／Ｂは、簡略化して説明すれば、例えばデューティー比が約５０％のパルス信号であり、その周波数は、制御信号ＣｔｒｌＡ、ＣｔｒｌＢの周波数に対して例えば２０倍程度に設定される。このような制御信号Ａ／Ｂは、電源回路２６０における内部発振器（図示省略）により生成しても良いし、フレキシブルケーブル１９０を介して制御ユニット１０から供給しても良い。

容量素子Ｃ５６、Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１が電荷移動用であり、容量素子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５はバックアップ（保持）用である。容量素子Ｃ０１２、Ｃ０１１、Ｃ０は、電荷移動用とバックアップ用とを兼用し、また、容量素子Ｃ６は、電源電圧Ｖ_Ｈの供給用である。

上記スイッチは、実際には半導体集積回路においてトランジスターを組み合わせて構成され、容量素子は、当該半導体集積回路に対して外付けで実装される。なお、上記半導体集積回路には、上述した複数個の経路選択部２５０についても形成される構成が望ましい。

さて、電源回路２６０において電圧Ｖ_Ｈを供給する電源配線４１６は、容量素子Ｃ６の一端とスイッチＳｗ６ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ６ｕの共通端子は容量素
子Ｃ５６の一端に接続され、容量素子Ｃ５６の他端はスイッチＳｗ６ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ６ｄの端子ａは、容量素子Ｃ５の一端とスイッチＳｗ５ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ５ｕの共通端子は容量素子Ｃ４５の一端に接続され、容量素子Ｃ４５の他端はスイッチＳｗ５ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ５ｄの端子ａは、容量素子Ｃ４の一端とスイッチＳｗ４ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ４ｕの共通端子は容量素子Ｃ３４の一端に接続され、容量素子Ｃ３４の他端はスイッチＳｗ４ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ４ｄの端子ａは、容量素子Ｃ３の一端とスイッチＳｗ３ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ３ｕの共通端子は容量素子Ｃ２３の一端に接続され、容量素子Ｃ２３の他端はスイッチＳｗ３ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ３ｄの端子ａは、容量素子Ｃ２の一端とスイッチＳｗ２ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ２ｕの共通端子は容量素子Ｃ１２の一端に接続され、容量素子Ｃ１２の他端はスイッチＳｗ２ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ２ｄの端子ａは、容量素子Ｃ１の一端とスイッチＳｗ１ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ１ｕの共通端子は容量素子Ｃ０１の一端に接続され、容量素子Ｃ０１の他端はスイッチＳｗ１ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ１ｄの端子ａは、スイッチＳｗ６ｕ、Ｓｗ５ｕ、Ｓｗ４ｕ、Ｓｗ３ｕ、Ｓｗ２ｕ、Ｓｗ１ｕにおける各端子ｂにそれぞれ接続される。

スイッチＳｗ１ｄの端子ａは、図３７に示されるように、さらに容量素子Ｃ０１２の一端と、スイッチＳｗ０１ｕ、Ｓｗ００ｕの各端子ａとにそれぞれ接続される。容量素子Ｃ０１２の他端はスイッチＳｗ０２ｄの共通端子に接続され、当該スイッチＳｗ０２ｄの端子ｂはスイッチＳｗ０１ｕの端子ｂに接続される。スイッチＳｗ０１ｕの共通端子は容量素子Ｃ０１１の一端に接続され、容量素子Ｃ０１１の他端はスイッチＳｗ０１ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ０１ｄの端子ｂはスイッチＳｗ００ｕの端子ｂに接続される。スイッチＳｗ００ｕの共通端子は容量素子Ｃ０の一端に接続される。

また、容量素子Ｃ５の一端は、電源配線４１５に接続される。同様に、容量素子Ｃ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０の一端は、それぞれ電源配線４１４、４１３、４１２、４１１、４１０に接続される。

なお、容量素子Ｃ６、Ｃ５、Ｃ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０の各他端と、スイッチＳｗ６ｄ、Ｓｗ５ｄ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ３ｄ、Ｓｗ２ｄ、Ｓｗ１ｄの各端子ｂと、スイッチＳｗ０２ｄ、Ｓｗ０１ｄの各端子ａとは、グラウンドに共通に接地される。

図３８および図３９は、電源回路２６０におけるスイッチの接続状態を示す図である。各スイッチは、制御信号Ａ／Ｂによって共通端子が端子ａに接続される状態（状態Ａ）と、共通端子が端子ｂに接続される状態（状態Ｂ）との２状態をとる。図３８は、電源回路２６０における状態Ａの接続を、図３９は、状態Ｂの接続を、それぞれ等価回路で簡易的に示したものである。

状態Ａでは、容量素子Ｃ０１２、Ｃ０１１、Ｃ０が互いに並列接続される。当該並列接続を、合成された１つの並列容量として考えると、状態Ａにおいては、容量素子Ｃ５６、Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１と、当該並列容量とが、電圧Ｖ_Ｈから電源電圧Ｇ（接地電位）までの電源電圧間に直列に接続される。

状態Ｂでは、容量素子Ｃ０１２、Ｃ０１１、Ｃ０が互いに直列接続される。当該直列接続を、合成された１つの直列容量として考えると、状態Ｂにおいては、容量素子Ｃ５６、Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１と、当該直列容量とが、電圧Ｖ_Ｈから切り離された状態で並列に接続される。このため、容量素子Ｃ５６、Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１と、当該合成容量との保持電圧が均等化される。

状態Ａ、Ｂが交互に繰り返されると、状態Ｂのときに均等化された電圧が、状態Ａにおいて積み上げられて、それぞれ容量素子Ｃ５、Ｃ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０に転送される。そして、当該転送された電圧が、電源配線４１５〜４１０を介して経路選択部２５０に供給される。なお、容量素子Ｃ５、Ｃ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０は、状態Ｂになって容量素子Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１から切り離されても、状態Ａにおいて転送された電圧を保持し続ける。

ここで、容量素子Ｃ５６、Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１と、容量素子Ｃ０１２、Ｃ０１１、Ｃ０とにおける容量が互いに等しく、かつ、状態Ｂにおいて直列容量を構成する容量素子Ｃ０１２、Ｃ０１１、Ｃ０の保持電圧をそれぞれ「１」としたとき、容量素子Ｃ５６、Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１の保持電圧はそれぞれ「３」となる。このため、電源電圧Ｖ_Ｈは「１９」となり、容量素子Ｃ５の一端（Ｃ４５の一端）の電圧は「１６」となり、容量素子Ｃ４の一端（Ｃ３４の一端）の電圧は「１３」となり、容量素子Ｃ３の一端（Ｃ２３の一端）の電圧は「１０」となり、容量素子Ｃ２の一端（Ｃ１２の一端）の電圧は「７」となり、容量素子Ｃ１の一端（Ｃ４５の一端）の電圧は「４」となり、容量素子Ｃ０の一端（Ｃ４５の一端）の電圧は「１」となる。

したがって、電源配線４１５の電圧５Ｖ_Ｈ／６は、上述したように電圧Ｖ_Ｈの１６／１９倍となり、以下同様に、電圧４Ｖ_Ｈ／６は電圧Ｖ_Ｈの１３／１９倍となり、電圧３Ｖ_Ｈ／６は電圧Ｖ_Ｈの１０／１９倍となり、電圧２Ｖ_Ｈ／６は電圧Ｖ_Ｈの７／１９倍となり、電圧１Ｖ_Ｈ／６は電圧Ｖ_Ｈの４／１９倍となり、電圧０Ｖ_Ｈ／６は電圧Ｖ_Ｈの１／１９倍となる。

さて、経路選択部２５０によって圧電素子６０が充放電されると、容量素子Ｃ０〜Ｃ５のうち保持電圧が変動するものが現れる。圧電素子６０の充電によって保持電圧が低下した容量素子には、状態Ａの直列接続によって電源から電荷が補給されるとともに、状態Ｂの並列接続による再配分で均等化される。一方、経路選択部２５０によって圧電素子６０が放電されると、保持電圧が上昇するものが現れるが、状態Ａの直列接続で電荷が吐き出されるとともに、状態Ｂの並列接続による再配分で均等化される。このため、電源回路２６０の全体でみれば、電圧０Ｖ_Ｈ／６、１Ｖ_Ｈ／６、２Ｖ_Ｈ／６、３Ｖ_Ｈ／６、４Ｖ_Ｈ／６、５Ｖ_Ｈ／６に保つようにバランスする。

なお、吐き出される電荷が容量素子Ｃ５６、Ｃ４５、Ｃ３４、Ｃ２３、Ｃ１２、Ｃ０１で吸収できずに余ったとき、余った電荷は、容量素子Ｃ６に吸収される、すなわち電源系に回生される。このように、電源回路２６０は、容量素子Ｃ６による回生回路として機能し、駆動回路２４０は、回生回路を利用して駆動信号を生成する。なお、駆動回路２４０は、容量素子Ｃ６による回生回路に代えて２次電池による回生回路を利用して駆動信号を生成してもよい。

電源系に回生された電荷は、圧電素子６０以外の他の負荷があれば、その負荷の駆動に用いられる。他の負荷がなければ、容量素子Ｃ６を含む他の容量素子に吸収されるので、電源電圧Ｖ_Ｈが上昇して、リップルが発生することになる。ただし、容量素子Ｃ６を含めてカップリングコンデンサーの容量を大きくすることによって実用的には回避できる。

制御信号Ｖｉｎの電圧波形は、インクをキャビティー６３１に引き込むための電圧上昇と、インクをノズル６５１から吐出させるための電圧下降とがセットであり、印刷動作では当該セットが繰り返される。このため、電源回路２６０では、圧電素子６０の放電によって回収された電荷は次回以降における充電に利用される。

したがって、本実施形態では、液体吐出装置１の全体でみたときに、圧電素子６０から
放電された電荷の回収・再利用と、経路選択部２５０における段階的な充電・放電（図３２および図３３参照）とによって、消費される電力を低く抑えることができるのである。

また、本実施形態では、低消費電力化を図ることができることに加えて、次のような利点もある。この点について詳述すると、制御信号Ｖｉｎ（ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂ）の振幅は、圧電素子６０の個別性能や、キャリッジ２４の移動速度、印刷媒体Ｐの性質などに応じて設定される。例えば、制御信号Ｖｉｎは、性能が高い（効率が高い）圧電素子６０を駆動するのであれば、図４０において波形ＷＡで示されるように比較的低振幅に設定される。また例えば、制御信号Ｖｉｎは、性能が低く（効率が低い）圧電素子６０を駆動するのであれば、波形ＷＢで示されるように大振幅に設定される。

このように制御信号Ｖｉｎの振幅は各種の設定によって異なるが、高振幅の波形ＷＡに合わせて電圧Ｖ_Ｈを高い状態で固定化してしまうと、損失が増える。特に、低振幅の波形ＷＡを駆動するときに無駄が多い。具体的には、経路選択部２５０において高振幅の波形ＷＡの駆動に際し、例えば６つの電圧範囲を用いる状態で電圧Ｖ_Ｈを固定化してしまうと、低振幅の波形ＷＢを駆動するのに５つの電圧範囲しか用いないことになり、経路選択部２５０で用いる電圧範囲の個数（電圧分割数）が少ないことから充放電時の損失が増えるのである。

本実施形態では、制御信号Ｖｉｎ（ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂ）の振幅に合わせて電源電圧Ｖ_Ｈを変更すれば、図４０に示されるように電源回路２６０によって生成される電圧は、電圧Ｖ_Ｈに対する比率を保ったまま変更される。このため、制御信号Ｖｉｎ（ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂ）の振幅が変更されても、電圧分割数が同じなので、充放電時における損失が増加しないのである。

なお、第４実施形態に係る液体吐出装置１及びヘッドユニット２は、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態と同様の効果も奏することは言うまでもない。

５．変形例
上記の各実施形態では、キャリッジ２４に搭載されたインクカートリッジ２２からヘッド２０にインクが供給されるが、液体吐出装置１の本体に固定されたインクタンクからインクチューブを介してヘッド２０にインクが供給される構成であってもよい。

また、上記の各実施形態では、制御ユニット１０とヘッドユニット２とはフレキシブルケーブル１９０で接続されており、制御ユニット１０からヘッドユニット２に各種信号は、有線で送信されるが、無線で送信されてもよい。すなわち、制御ユニット１０とヘッドユニット２とはフレキシブルケーブル１９０で接続されていなくてもよい。

また、上記の各実施形態に係る液体吐出装置１は、大判プリンターであってもよい。大判プリンターとは、例えば、印刷可能な媒体の最大サイズがＡ２判の用紙のサイズ（４２０ｍｍ×５９４ｍｍ）以上のプリンターである。大判プリンターにおいて、高速印刷や高精細印刷を実現するためにはノズル６５１の数が多くなり、その結果、ヘッドユニット２のサイズや重量が増大するため、その分、キャリッジ２４の高精度の走査が難しくなる。上記の各実施形態に係る液体吐出装置１によれば、ヘッドユニット２の重心位置がキャリッジガイド軸３２に比較的近いため、制御ユニット１０（制御部１００）はキャリッジ２４を高精度に走査することができ、高い印刷品質を実現することができる。

また、上記の各実施形態では、駆動回路の駆動対象として、インクを吐出する圧電素子を例にとって説明したが、駆動対象としては、圧電素子に限られず、例えば超音波モーターや、タッチパネル、平面スピーカー、液晶などのディスプレイなどの容量性負荷であっ
ても良い。すなわち、駆動回路は、このような容量性負荷を駆動するものであれば良い。

以上、本実施形態あるいは変形例について説明したが、本発明はこれら本実施形態あるいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記の各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施形態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、実施形態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、実施形態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、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…液体吐出装置、２…ヘッドユニット、３…移動機構、４…搬送機構、５…筐体、５ａ…開口部、６…カバー、１０…制御ユニット、２０…ヘッド、２０ａ…吐出面、２２…インクカートリッジ、２４…キャリッジ、２４ａ…挿入孔、２６…ケース、２８…フック、３０−ａ，３０−ｂ…ＤＡＣ、３１…キャリッジモーター、３２…キャリッジガイド軸、３３…タイミングベルト、３５…キャリッジモータードライバー、４０…プラテン、４１…搬送モーター、４２…搬送ローラー、４５…搬送モータードライバー、５０，５０−ａ，５０−ｂ…駆動回路、６０…圧電素子、７０…キャッピング部材、７１…ワイパー部材、７２…フラッシングボックス、８０…メンテナンスユニット、８１…クリーニング機構、８２…ワイピング機構、９０…リニアエンコーダー、１００…制御部、１１０…回路基板、１９０…フレキシブルケーブル、２１０…選択制御部、２１２…シフトレジスター、２１４…ラッチ回路、２１６…デコーダー、２３０…選択部、２３２ａ，２３２ｂ…インバーター、２３４ａ，２３４ｂ…トランスファーゲート、２５０…経路選択部、２５１…オペアンプ、２５２ａ〜２５２ｆ…単位回路、２５３ａ〜２５３ｆ…レベルシフター、２５４ａ〜２５４ｆ…コンパレーター、２５５，２５６…トランジスター、２６０…電源回路、４１０〜４１６…電源配線、５００…集積回路装置、５１０…変調部、５１１…ＤＡＣ、５１２，５１３…加算器、５１４…コンパレーター、５１５…インバーター、５１６…積分減衰器、５１７…減衰器、５２０…ゲートドライバー、５２１…第１ゲートドライバー、５２２…第２ゲートドライバー、５３０…第１電源部、５４０…昇圧回路、５５０…出力回路、５６０…ローパスフィルター、５７０…第１帰還回路、５７２…第２帰還回路、５８０…基準電圧生成部、６００，６００ａ〜６００ｈ…吐出部、６０１…圧電体、６１１，６１２…電極、６２１…振動板、６３１…キャビティー、６３２，６３２ａ〜６３２ｈ…ノズルプレート、６４１…リザーバー、６５１，６５１ｂ〜６５１ｈ…ノズル、６６１，６６１ｂ〜６６１ｈ…供給口

Claims (6)

1. 液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
   前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、
   前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載したキャリッジと、
   前記キャリッジを支持するキャリッジ支持部と、
   を有し、
   前記キャリッジ支持部と前記駆動回路との最短距離は、
   前記キャリッジ支持部と前記キャリッジ支持部に最も近い前記吐出部との最短距離よりも短い、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記駆動回路は、
   Ｄ級増幅によって前記駆動信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記駆動回路は、
   容量素子または２次電池による回生回路を利用して前記駆動信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記ヘッドは、
   複数の前記吐出部からなる吐出部列と、
   前記吐出部列に含まれる前記複数の前記吐出部に前記液体を供給する供給口と、を備え、
   前記供給口と前記吐出部列の中央にある前記吐出部との距離は、前記供給口と前記吐出部列の両端にある２つの前記吐出部の各々との距離よりも短い、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. 前記供給口と前記吐出部列の一端にある前記吐出部との距離と、前記供給口と前記吐出部列の他端にある前記吐出部との距離とが略等しい、
   ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
   前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、
   前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載したキャリッジと、
   前記キャリッジを支持するキャリッジ支持部との接続部と、
   を有し、
   前記接続部と前記駆動回路との最短距離は、
   前記接続部と前記接続部に最も近い前記吐出部との最短距離よりも短い、
   ことを特徴とするヘッドユニット。

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