JP2018034312A - 液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電素子60への駆動信号をD級増幅する場合に、回路素子同士の特性バラツキによる影響を小さくする。【解決手段】印刷装置1は、データdApを補正データAcに基づき補正してデータdAを出力する補正回路54aと、データdAをアナログ信号に変換した上でD級増幅して駆動信号COM−Aを出力する駆動回路5aと、データdBpを補正データBcに基づき補正してデータdBを出力する補正回路54bと、データdBをアナログ信号に変換した上でD級増幅する駆動回路5bと、含む。【選択図】図2
Description
本発明は、液体吐出装置に関する。
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、ヘッドユニットにおいて複数のノズルのそれぞれに対応して設けられる。圧電素子の各々がそれぞれ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、源信号を増幅回路で増幅した駆動信号をヘッドユニットに供給して、圧電素子を駆動する構成となっている。増幅回路としては、源信号をAB級などで電流増幅する方式が挙げられるが、エネルギー効率が悪いので、近年では、D級増幅が提案されている(特許文献1参照)。このD級増幅は、端的にいえば、源信号をパルス幅変調やパルス密度変調するとともに、当該変調信号にしたがって電源電圧間において直列に挿入されたハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターをスイッチングし、このスイッチングによる出力信号を、ローパスフィルターで復調することで、源信号を増幅する、というものである。
しかしながら、D級増幅は、AB級増幅と比較してエネルギー効率が良いものの、回路素子の部品数が多いので、当該回路素子同士の特性バラツキによる影響が指摘されている。
そこで、本発明のいくつかの態様の目的の一つは、圧電素子への駆動信号をD級増幅する液体吐出装置において、回路素子同士の特性バラツキによる影響を小さくする技術を提供することにある。
そこで、本発明のいくつかの態様の目的の一つは、圧電素子への駆動信号をD級増幅する液体吐出装置において、回路素子同士の特性バラツキによる影響を小さくする技術を提供することにある。
上記目的の一つを達成するために、本発明の一態様に係る液体吐出装置は、第1源信号を第1補正データに基づき補正して第1補正源信号を出力する第1補正回路と、前記第1補正源信号をパルス変調した第1変調信号を出力する第1変調回路と、前記第1変調信号を増幅して第1増幅変調信号を生成する第1トランジスター対と、前記第1増幅変調信号を平滑化して第1駆動信号を生成する第1ローパスフィルターと、第2源信号を第2補正データに基づき補正して第2補正源信号を出力する第2補正回路と、前記第2補正源信号をパルス変調した第2変調信号を出力する第2変調回路と、前記第2変調信号を増幅して第2増幅変調信号を生成する第2トランジスター対と、前記第2増幅変調信号を平滑化して第2駆動信号を生成する第2ローパスフィルターと、前記第1駆動信号または前記第2駆動信号により液滴を吐出する吐出部と、前記液体吐出部に前記第1駆動信号を供給するか否かを選択的に切り替える第1スイッチと、前記液体吐出部に前記第2駆動信号を供給するか否かを選択的に切り替える第2スイッチと、を有し、前記第1補正データは、前記第1変調回路、前記第1トランジスター対、前記第1ローパスフィルター、および、前記第1補正回路の少なくとも1つの特性に応じて決定され、前記第2補正データは、前記第2変調回路、前記第2トランジスター対、前記第2ローパスフィルター、および、前記第2補正回路の少なくとも1つの特性に応じて決定されることを特徴とする。
回路素子同士の特性にバラツキが生じると、第1駆動信号および第2駆動信号のいずれも、それぞれ所期の電圧値が得られなくなるが、上記液体吐出装置によれば、第1源信号を第1補正データに基づき補正して第1補正源信号とし、この第1補正源信号をパルス変調するので、第1ローパスフィルターで平滑化した第1駆動信号を、所期の電圧値に近づけることができる。第2源信号についても第2補正データに基づき補正して第2補正源信号とし、この第2補正源信号をパルス変調するので、第2ローパスフィルターで平滑化した第2駆動信号を、所期の電圧値に近づけることができる。
回路素子同士の特性にバラツキが生じると、第1駆動信号および第2駆動信号のいずれも、それぞれ所期の電圧値が得られなくなるが、上記液体吐出装置によれば、第1源信号を第1補正データに基づき補正して第1補正源信号とし、この第1補正源信号をパルス変調するので、第1ローパスフィルターで平滑化した第1駆動信号を、所期の電圧値に近づけることができる。第2源信号についても第2補正データに基づき補正して第2補正源信号とし、この第2補正源信号をパルス変調するので、第2ローパスフィルターで平滑化した第2駆動信号を、所期の電圧値に近づけることができる。
上記一態様に係る液体吐出装置において、前記第1補正データと、前記第2補正データとを保存するメモリユニットを有し、前記メモリユニットは、前記第1変調回路、前記第1トランジスター対、前記第1ローパスフィルター、前記第1補正回路、前記第2変調回路、前記第2トランジスター対、前記第2ローパスフィルター、および前記第2補正回路と同一の基板上に配置された構成としても良い。
上記一態様に係る液体吐出装置において、前記第1補正データを保存する第1メモリユニットと、前記第2補正データを保存する第2メモリユニットと、を有し、前記第1メモリユニットは、前記第1変調回路、前記第1トランジスター対、前記第1ローパスフィルター、および前記第1補正回路と同一の第1基板上に配置され、前記第2メモリユニットは、前記第2変調回路、前記第2トランジスター対、前記第2ローパスフィルター、および前記第2補正回路と同一の第2基板上に配置された構成としても良い。
この構成において、前記第1メモリユニットと、前記第2メモリユニットとにパラレルでアクセスしてデータを読出可能としても良い。
この構成において、前記第1メモリユニットと、前記第2メモリユニットとにパラレルでアクセスしてデータを読出可能としても良い。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
まず、第1実施形態に係る印刷装置について説明する。この印刷装置1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、紙などの媒体にインクドット群を形成する。すなわち、この印刷装置は、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、という液体吐出装置である。
図1は、印刷装置の内部の概略構成を示す斜視図である。
この図に示されるように、印刷装置1は、移動体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、移動体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。
移動体2のキャリッジ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、移動体2がキャリッジガイド軸32に案内されて往復動する。
また、移動体2のうち、媒体Pと対向する部分にはヘッドユニット20が設けられる。このヘッドユニット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ものであり、フレキシブルフラットケーブル19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。
この図に示されるように、印刷装置1は、移動体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、移動体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。
移動体2のキャリッジ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、移動体2がキャリッジガイド軸32に案内されて往復動する。
また、移動体2のうち、媒体Pと対向する部分にはヘッドユニット20が設けられる。このヘッドユニット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ものであり、フレキシブルフラットケーブル19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。
印刷装置1は、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、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。
媒体Pが搬送機構4によって搬送されたタイミングで、ヘッドユニット20が当該媒体Pにインク滴を吐出することによって、媒体Pの表面に画像が形成される。
媒体Pが搬送機構4によって搬送されたタイミングで、ヘッドユニット20が当該媒体Pにインク滴を吐出することによって、媒体Pの表面に画像が形成される。
図2は、第1実施形態に係る印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、印刷装置1は、制御ユニット10とヘッドユニット20とがフレキシブルフラットケーブル19を介して接続された構成となっている。
制御ユニット100は、制御部110およびオフセット電圧生成回路130を含む。
このうち、制御部110は、CPUや、RAM、ROMなどを有する一種のマイクロコンピューターであり、印刷対象となる画像データがホストコンピューター等から供給されたときに、所定のプログラムを実行して各部を制御するための各種の信号等をそれぞれ出力する。
この図に示されるように、印刷装置1は、制御ユニット10とヘッドユニット20とがフレキシブルフラットケーブル19を介して接続された構成となっている。
制御ユニット100は、制御部110およびオフセット電圧生成回路130を含む。
このうち、制御部110は、CPUや、RAM、ROMなどを有する一種のマイクロコンピューターであり、印刷対象となる画像データがホストコンピューター等から供給されたときに、所定のプログラムを実行して各部を制御するための各種の信号等をそれぞれ出力する。
具体的には、制御部110は、第1に、印刷動作に同期してデータdApおよびdBpを、それぞれ回路基板50にフレキシブルフラットケーブル19を介して供給する。ここで、データdApは、駆動信号COM−Aの電圧を規定するデジタルデータである。なお、データdApが補正前の第1源信号である。同様に、データdBpは、駆動信号COM−Bの電圧を規定するデジタルデータである。なお、データdBpが補正前の第2源信号である。
ここで、駆動信号COM−AおよびCOM−Bは、本実施形態においてはいずれも後述するように台形波形の繰り返し波形である。
ここで、駆動信号COM−AおよびCOM−Bは、本実施形態においてはいずれも後述するように台形波形の繰り返し波形である。
制御部110は、第2に、データdArおよびdBrを、それぞれ回路基板50にフレキシブルフラットケーブル19を介して供給する。ここで、データdArは、データdApの補正データを指定するデータであり、データdBrは、データdBpの補正データを指定するデータである。
制御部110は、第3に、移動機構3および搬送機構4に対する制御に同期して、ヘッドユニット20に各種の制御信号Ctrを供給する。なお、制御信号Ctrには、ノズルNから吐出させるインクの量を規定する印刷データData、当該印刷データの転送に用いるクロック信号Sck、印刷周期等を規定する制御信号LAT、CHが含まれる。
なお、制御部110は、移動機構3および搬送機構4を制御するが、このような構成については既知であるので説明を省略する。
なお、制御部110は、移動機構3および搬送機構4を制御するが、このような構成については既知であるので説明を省略する。
また、オフセット電圧生成回路130は、電圧VBSの保持信号を生成する。電圧VBSの保持信号は、フレキシブルフラットケーブル19およびヘッドユニット20を介して、複数の圧電素子60の他端にわたって共通に印加される。電圧VBSの保持信号は、複数の圧電素子60の他端を、それぞれ一定の状態に保つためのものである。
一方、ヘッドユニット20は、回路基板50とアクチュエーター基板55とに大別される。回路基板50には、メモリユニット52aおよび52bと、補正回路54aおよび54bと、駆動回路5aおよび5bと、選択制御部210と、複数の選択部230とが設けられる。また、アクチュエーター基板55には、圧電素子(ピエゾ素子)60が複数の選択部230と一対一に対応して設けられる。なお、回路基板50は、アクチュエーター基板55に対して例えばFPC(Flexible Printed Circuit)基板を介して接続される。
メモリユニット52a(第1メモリユニット)は、複数の補正データAcのセットを記憶する一方、制御部110からデータdArが入力されると、当該データdArで指定された補正データAc(第1補正データ)が読み出されて、補正回路54aに供給される構成となっている。同様に、メモリユニット52b(第2メモリユニット)は、複数の補正データBcのセットを記憶する一方、制御部110からデータdBrが入力されると、当該データdBrで指定された補正データBc(第2補正データ)が読み出されて、補正回路54bに供給される構成となっている。
なお、補正データAcおよびBcについては後述する。
なお、補正データAcおよびBcについては後述する。
補正回路54a(第1補正回路)は、データdApを補正データAcで補正し、データdA(第1補正源信号)として駆動回路5aに供給する。同様に、補正回路54b(第2補正回路)は、データdBpを補正データBcで補正し、データdB(第2補正源信号)として駆動回路5bに供給する。
駆動回路5aは、大別すると、変調回路500、トランジスター対540、およびローパスフィルター550を含み、データdAをアナログ信号に変換した上でD級増幅し、駆動信号COM−Aとして出力する。同様に、駆動回路5bは、変調回路500、トランジスター対540、およびローパスフィルター550を含み、データdBをアナログ信号に変換した上でD級増幅し、駆動信号COM−Bとして出力する。
なお、駆動回路5aおよび5bの詳細については後述する。
なお、駆動回路5aおよび5bの詳細については後述する。
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の選択を、制御部110から供給される制御信号等によって指示し、選択部230は、選択制御部210の指示にしたがって、駆動信号COM−AまたはCOM−Bのいずれかを選択し(または、いずれも非選択として)、圧電素子60の一端にそれぞれに駆動信号として供給する。なお、図では、この駆動信号の電圧をVoutと表記している。
圧電素子60は、ヘッドユニット20における複数のノズル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。
図3は、ヘッドユニット20において、ノズル1個分に対応した吐出部の概略構成を示す図である。
図に示されるように、ヘッドユニット20は、圧電素子60と振動板621とキャビティ(圧力室)631とリザーバー641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631に連通する開孔部である。
図に示されるように、ヘッドユニット20は、圧電素子60と振動板621とキャビティ(圧力室)631とリザーバー641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631に連通する開孔部である。
この図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。
このため、少なくとも圧電素子60、キャビティ631およびノズル651により液滴を吐出する吐出部が構成されることになる。
このため、少なくとも圧電素子60、キャビティ631およびノズル651により液滴を吐出する吐出部が構成されることになる。
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良い。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良い。
また、圧電素子60は、ヘッドユニット20においてキャビティ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1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。
また、圧電素子60は、ヘッドユニット20においてキャビティ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1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。
図4は、ノズル651の配列の一例を示す図である。
この図に示されるように、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。
この図に示されるように、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5は、図4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回吐出させた場合の例であり、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20が、主走査方向に速度vで移動するとき、図5に示されるように、インク滴の着弾によって形成される(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20が移動する距離で示される。
なお、図5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、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、(b)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。
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20が移動する距離で示される。
なお、図5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、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、(b)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20が主走査方向に移動する速度vを高めれば良い。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良い。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。
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良い。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、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および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た選択して(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。
そこで次に、駆動信号COM−AおよびCOM−Bについて説明し、この後、駆動信号COM−Aおよび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については駆動回路5aにより生成され、駆動信号COM−Bについては駆動回路5bにより生成されるが、駆動回路5aおよび5bについては、便宜的に、駆動信号COM−AおよびCOM−Bを選択するための構成の後に説明する。
そこで次に、駆動信号COM−AおよびCOM−Bについて説明し、この後、駆動信号COM−Aおよび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については駆動回路5aにより生成され、駆動信号COM−Bについては駆動回路5bにより生成されるが、駆動回路5aおよび5bについては、便宜的に、駆動信号COM−AおよびCOM−Bを選択するための構成の後に説明する。
図6は、駆動信号COM−A、COM−Bの波形等を示す図である。
図に示されるように、駆動信号COM−Aは、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、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。
図に示されるように、駆動信号COM−Aは、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、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形である。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。
図7は、図2における選択制御部210の構成を示す図である。
この図に示されるように、選択制御部210には、クロック信号Sck、印刷データ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(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。
この図に示されるように、選択制御部210には、クロック信号Sck、印刷データ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(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。
印刷データ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、印刷データ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。
印刷データ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20の主走査に合わせて制御部110からシリアルで供給される。シリアルで供給された印刷データ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印刷データDataが、クロック信号Sckにしたが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212を区別するために、印刷データ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。
印刷データ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20の主走査に合わせて制御部110からシリアルで供給される。シリアルで供給された印刷データ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印刷データDataが、クロック信号Sckにしたが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212を区別するために、印刷データ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212で保持された印刷データ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ビットの印刷データ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。
デコーダー216は、ラッチ回路214によってラッチされた2ビットの印刷データ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8は、デコーダー216におけるデコード内容を示す図である。
この図において、ラッチされた2ビットの印刷データ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印刷データ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、印刷データ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。
この図において、ラッチされた2ビットの印刷データ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印刷データ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、印刷データ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9は、図2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。
この図に示されるように、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。このため、トランスファーゲート234aが、駆動信号COM−Aを圧電素子60の一端に供給するか否かを、選択的に切り替える第1スイッチとして機能する。
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。このため、トランスファーゲート234bが、駆動信号COM−Bを圧電素子60の一端に供給するか否かを、選択的に切り替える第2スイッチとして機能する。
この図に示されるように、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。このため、トランスファーゲート234aが、駆動信号COM−Aを圧電素子60の一端に供給するか否かを、選択的に切り替える第1スイッチとして機能する。
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。このため、トランスファーゲート234bが、駆動信号COM−Bを圧電素子60の一端に供給するか否かを、選択的に切り替える第2スイッチとして機能する。
次に、選択制御部210と選択部230との動作について図6を参照して説明する。
印刷データDataが、制御部110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212において順次転送される。そして、制御部110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212のそれぞれには、ノズルに対応した印刷データDataが保持された状態になる。なお、印刷データDataは、シフトレジスタ222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212に保持された印刷データDataを一斉にラッチする。図5において、L1、L2、…、Lmは、印刷データDataが、1段、2段、…、m段のシフトレジスタ212に対応するラッチ回路214によってラッチされた印刷データDataを示している。
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212に保持された印刷データDataを一斉にラッチする。図5において、L1、L2、…、Lmは、印刷データDataが、1段、2段、…、m段のシフトレジスタ212に対応するラッチ回路214によってラッチされた印刷データDataを示している。
デコーダー216は、ラッチされた印刷データ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、Saの論理レベルを図7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、当該印刷データ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、当該印刷データ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、当該印刷データ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、当該印刷データ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。
すなわち、第1に、デコーダー216は、当該印刷データ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、当該印刷データ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、当該印刷データ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、当該印刷データ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10は、印刷データ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。
印刷データ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、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、印刷データ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。
印刷データ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、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、印刷データ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。
印刷データ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。
したがって、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、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、印刷データ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。
したがって、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、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、印刷データ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。
印刷データ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、媒体Pには、印刷データ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。
印刷データ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、印刷データDataで規定された通りの非記録になる。
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、印刷データ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による指示にしたがって駆動信号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、印刷データ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5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20の移動速度や媒体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を基準に反転したような波形となる。
なお、図5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20の移動速度や媒体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を基準に反転したような波形となる。
このように本実施形態において、媒体Pに対して1ドットは単位期間である周期Taを単位として形成される。このため、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、ヘッドユニットの速度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、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。
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、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。
続いて、駆動回路5aおよび5bについて説明する。
なお、駆動回路5aおよび5bの構成自体は同一であり、入出力信号のみが異なる。そこで以下については、データdAを入力して駆動信号COM−Aを出力する駆動回路5aを例にとって説明する。
なお、駆動回路5aおよび5bの構成自体は同一であり、入出力信号のみが異なる。そこで以下については、データdAを入力して駆動信号COM−Aを出力する駆動回路5aを例にとって説明する。
図11は、駆動回路5aの詳細な構成を示す図である。
この図に示されるように駆動回路5aは、変調回路500、トランジスター対540、およびローパスフィルター550のほか、抵抗やコンデンサーなどの各種の素子(部品)から構成される。
まず、駆動回路5aについて概略すると、第1に、変調回路500が、補正回路54aで補正されたデータdAをアナログの信号Aaに変換する一方、帰還された駆動信号COM−Aに基づく信号と目標信号である信号Aa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したがって、論理レベルが例えば排他的な関係にある変調信号を生成し、第2に、トランジスター対540を構成するハイサイドのトランジスターM1およびローサイドのトランジスターM2が、変調回路500で生成された変調信号によって互いに排他的にオンオフしてスイッチングし、これによりノードSdから増幅変調信号を出力し、第3に、ローパスフィルター550が、当該増幅変調信号を平滑化(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。
次に、駆動回路5aの各部について説明する。
この図に示されるように駆動回路5aは、変調回路500、トランジスター対540、およびローパスフィルター550のほか、抵抗やコンデンサーなどの各種の素子(部品)から構成される。
まず、駆動回路5aについて概略すると、第1に、変調回路500が、補正回路54aで補正されたデータdAをアナログの信号Aaに変換する一方、帰還された駆動信号COM−Aに基づく信号と目標信号である信号Aa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したがって、論理レベルが例えば排他的な関係にある変調信号を生成し、第2に、トランジスター対540を構成するハイサイドのトランジスターM1およびローサイドのトランジスターM2が、変調回路500で生成された変調信号によって互いに排他的にオンオフしてスイッチングし、これによりノードSdから増幅変調信号を出力し、第3に、ローパスフィルター550が、当該増幅変調信号を平滑化(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。
次に、駆動回路5aの各部について説明する。
変調回路500は、DAC(Digital to Analog Converter)502と、加算器504、510と、減衰器508、遅延器512と、コンパレーター520と、ゲートドライバー530と、を含む。
このうち、DAC502は、データdAをアナログ信号Aaに変換し、加算器504の入力端(+)に供給する。なお、このアナログ信号Aaの電圧振幅は、例えば0〜2ボルト程度であり、この電圧を約20倍に増幅したものが、駆動信号COM−A(COM−B)となる。つまり、アナログ信号Aaは、駆動信号COM−Aの増幅前の目標信号である。
このうち、DAC502は、データdAをアナログ信号Aaに変換し、加算器504の入力端(+)に供給する。なお、このアナログ信号Aaの電圧振幅は、例えば0〜2ボルト程度であり、この電圧を約20倍に増幅したものが、駆動信号COM−A(COM−B)となる。つまり、アナログ信号Aaは、駆動信号COM−Aの増幅前の目標信号である。
加算器504の入力端(−)には、端子Vfbの信号が、詳細には抵抗素子R4を介した駆動信号COM−Aが、抵抗素子R23によりプルアップされた状態で供給される。
加算器504は、入力端(−)の電圧を積分・減衰した上で、入力端(+)の電圧と演算する。詳細には、加算器504は、入力端(+)の電圧から、入力端(−)の積分・減衰電圧を差し引いた偏差を求め、当該偏差を示す信号Abを加算器510の入力端の一方に供給する。
なお、DAC502からコンパレーター520までに至る回路の電源電圧は、低振幅の例えば3.3ボルトである。アナログ信号Aaの電圧が最大でも2ボルト程度であるのに対し、駆動信号COM−Aの電圧が最大で40ボルト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の電圧を減衰させている。
加算器504は、入力端(−)の電圧を積分・減衰した上で、入力端(+)の電圧と演算する。詳細には、加算器504は、入力端(+)の電圧から、入力端(−)の積分・減衰電圧を差し引いた偏差を求め、当該偏差を示す信号Abを加算器510の入力端の一方に供給する。
なお、DAC502からコンパレーター520までに至る回路の電源電圧は、低振幅の例えば3.3ボルトである。アナログ信号Aaの電圧が最大でも2ボルト程度であるのに対し、駆動信号COM−Aの電圧が最大で40ボルト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の電圧を減衰させている。
減衰器508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510の入力端の他方に供給する。減衰器508による減衰は、加算器504における入力端(−)と同様に、駆動信号COM−Aを帰還するにあたって、電圧振幅を合わせるためである。加算器510は、入力端の一方における電圧と他方における電圧とを加算した電圧の信号Asを、遅延器512に供給する。
加算器510から出力される信号Asの電圧は、目標を示すアナログ信号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た偏差に、端子Ifbに供給された信号の減衰電圧を加算した電圧である。このため、加算器510による信号Asの電圧は、目標であるアナログ信号Aaの電圧から、出力である駆動信号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。
遅延器512は、信号Asを所定の時間だけ遅延させた信号Adを、コンパレーター520に供給する。
加算器510から出力される信号Asの電圧は、目標を示すアナログ信号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た偏差に、端子Ifbに供給された信号の減衰電圧を加算した電圧である。このため、加算器510による信号Asの電圧は、目標であるアナログ信号Aaの電圧から、出力である駆動信号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。
遅延器512は、信号Asを所定の時間だけ遅延させた信号Adを、コンパレーター520に供給する。
コンパレーター520は、遅延器512によって遅延させた信号Ad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520は、信号Ad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Ad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(後述する図12参照)。
Vth1>Vth2
という関係に設定されている(後述する図12参照)。
コンパレーター520による変調信号Msは、ゲートドライバー530に供給される。ゲートドライバー530は、変調信号Msを高論理振幅に変換して、トランジスターM1のゲート電極に端子Hdrを介して供給する一方、変調信号Msの論理レベルを反転した信号を高論理振幅に変換して、トランジスターM2のゲート電極に端子Ldrを介して供給する。
トランジスター対540において、トランジスターM1およびM2の各々は、例えばNチャネル型のFET(Field Effect Transistor)である。このうち、ハイサイドのトランジスターM1において、ドレイン電極には、電圧Vh(例えば42ボルト)が印加される。ローサイドのトランジスターM2については、ソース電極が、グランドに接地されている。そして、トランジスターM1のドレイン電極およびトランジスターM2のドレイン電極は共通接続されて、ノードSdとなっている。
トランジスターM1のゲート電極に供給される信号と、トランジスターM2のゲート電極に供給される信号とは、論理レベルが排他的になるので、一方のトランジスターがオンすれば、他方のトランジスターがオフし、また、一方のトランジスターがオフすれば、他方のトランジスターがオンすることになる。
なお、ゲートドライバー530が出力する2つのゲート信号の論理レベルは、実際には、同時にHレベルとはならないように(すなわち、Nチャネル型のトランジスターM1、M2が同時にオンしないように)、タイミング制御しても良い。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(トランジスターM1、M2でいえば、同時にオンすることがない)、という意味である。
トランジスターM1のゲート電極に供給される信号と、トランジスターM2のゲート電極に供給される信号とは、論理レベルが排他的になるので、一方のトランジスターがオンすれば、他方のトランジスターがオフし、また、一方のトランジスターがオフすれば、他方のトランジスターがオンすることになる。
なお、ゲートドライバー530が出力する2つのゲート信号の論理レベルは、実際には、同時にHレベルとはならないように(すなわち、Nチャネル型のトランジスターM1、M2が同時にオンしないように)、タイミング制御しても良い。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(トランジスターM1、M2でいえば、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、信号Aaに応じてパルス変調して、トランジスターM1、M2を駆動する信号である、と考えれば、トランジスターM1へのゲート信号や、トランジスターM2へのゲート信号も変調信号に含まれる。すなわち、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。
ローパスフィルター550は、インダクターL1とコンデンサーC1とを含む。
このうち、インダクターL1については、一端がノードSdに接続され、他端が駆動回路5aの出力となる端子Outとなっている。
なお、端子Outは、コンデンサーC1の一端と、コンデンサーC7の一端と、抵抗素子R4の一端とに、にそれぞれ接続されている。このうち、コンデンサーC1の他端は、グランドに接地されている。このため、インダクターL1とコンデンサーC1とでトランジスターM1、M2の接続点に現れる増幅変調信号を平滑化して復調することになる。
このうち、インダクターL1については、一端がノードSdに接続され、他端が駆動回路5aの出力となる端子Outとなっている。
なお、端子Outは、コンデンサーC1の一端と、コンデンサーC7の一端と、抵抗素子R4の一端とに、にそれぞれ接続されている。このうち、コンデンサーC1の他端は、グランドに接地されている。このため、インダクターL1とコンデンサーC1とでトランジスターM1、M2の接続点に現れる増幅変調信号を平滑化して復調することになる。
抵抗素子R4の他端は、端子fbおよび抵抗素子R23の一端に接続され、当該抵抗素子R23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からの駆動信号COM−Aがプルアップされて帰還される。
バンドパスフィルター560は、コンデンサーC7およびC8と、抵抗素子R18およびR10とを含む。
このうち、コンデンサーC7については、一端が端子Outに接続され、他端が抵抗素子R18の一端と抵抗素子R10の一端とに接続される。抵抗素子R18の他端はグランドに接地される。このため、コンデンサーC7と抵抗素子R18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として機能する。なお、HPFのカットオフ周波数は、例えば約9MHzに設定される。
また、抵抗素子R10の他端は、コンデンサーC5の一端とコンデンサーC8の一端とに接続される。このうち、コンデンサーC8の他端はグランドに接地される。このため、抵抗素子R10とコンデンサーC8とは、上記ハイパスフィルター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るので、ハイパスフィルターとローパスフィルターは、駆動信号COM−Aのうち、所定の周波数域の周波数成分を通過させるバンドパスフィルター560として機能する。
このうち、コンデンサーC7については、一端が端子Outに接続され、他端が抵抗素子R18の一端と抵抗素子R10の一端とに接続される。抵抗素子R18の他端はグランドに接地される。このため、コンデンサーC7と抵抗素子R18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として機能する。なお、HPFのカットオフ周波数は、例えば約9MHzに設定される。
また、抵抗素子R10の他端は、コンデンサーC5の一端とコンデンサーC8の一端とに接続される。このうち、コンデンサーC8の他端はグランドに接地される。このため、抵抗素子R10とコンデンサーC8とは、上記ハイパスフィルター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るので、ハイパスフィルターとローパスフィルターは、駆動信号COM−Aのうち、所定の周波数域の周波数成分を通過させるバンドパスフィルター560として機能する。
コンデンサーC5の他端は、変調回路500の端子Ifbに接続される。これにより、端子Ifbには、バンドパスフィルター560を通過した駆動信号COM−Aの高周波数成分のうち、直流成分がカットされて帰還されることになる。
なお、バンドパスフィルター560およびコンデンサーC5については、図2では省略している。
また、駆動回路5aでは、帰還経路として、端子Vfbを介した経路と端子Ifbを介した経路との2経路を有する。このうち、後述する自励発振の周波数を規定する経路として支配的となるのは、端子Ifbを介した経路である。
なお、バンドパスフィルター560およびコンデンサーC5については、図2では省略している。
また、駆動回路5aでは、帰還経路として、端子Vfbを介した経路と端子Ifbを介した経路との2経路を有する。このうち、後述する自励発振の周波数を規定する経路として支配的となるのは、端子Ifbを介した経路である。
端子Outから出力される駆動信号COM−Aは、トランジスターM1およびM2の接続点のノードSdから出力される増幅変調信号を、ローパスフィルター550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、加算器504に帰還されて、目標である信号Aaとの偏差である信号Abとして出力される。
ここで説明の便宜上、端子Ifbを介した帰還と、遅延器512による遅延とを除外した構成を想定したとき、駆動信号COM−Aは、端子Vfbを介して積分・減衰された上で、加算器504に帰還されるので、当該帰還経路の系では、ローパスフィルター550と加算器504とを経由する経路の伝達関数で定まる周波数にて自励発振が生じることになる。
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の波形精度を十分に確保できるほど高くすることができない。
ここで説明の便宜上、端子Ifbを介した帰還と、遅延器512による遅延とを除外した構成を想定したとき、駆動信号COM−Aは、端子Vfbを介して積分・減衰された上で、加算器504に帰還されるので、当該帰還経路の系では、ローパスフィルター550と加算器504とを経由する経路の伝達関数で定まる周波数にて自励発振が生じることになる。
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の波形精度を十分に確保できるほど高くすることができない。
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高くなり(すなわち、自励発振の周波数が高くなり)、駆動信号COM−Aにおいてリプル成分が少なくなって、波形の精度が高められている。
図12は、アナログ信号Aaの波形に対して、信号Asと変調信号Msとの理想的な関係を示す図である。
この図に示されるように、信号Asは三角波であり、その発振周波数は、アナログ信号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。なお、信号As(Ad)が自励発振信号である。
この図に示されるように、信号Asは三角波であり、その発振周波数は、アナログ信号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。なお、信号As(Ad)が自励発振信号である。
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520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L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。
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。
ゲートドライバー530は、上述したように変調信号Msに基づいてトランジスターM1、M2をオン/オフさせる。すなわち、ゲートドライバー530は、変調信号MsがHレベルであれば、トランジスターM1をオンさせるとともに、トランジスターM2をオフさせる一方、変調信号MsがLレベルであれば、トランジスターM1をオフさせるとともに、トランジスターM2をオンさせる。
したがって、ノードSdにおける増幅変調信号をインダクターL1およびコンデンサー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。このため、結果的に、駆動信号COM−Aは、アナログ信号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。
したがって、ノードSdにおける増幅変調信号をインダクターL1およびコンデンサー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。このため、結果的に、駆動信号COM−Aは、アナログ信号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5a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。
ただし、駆動回路5aにおいては、パルス密度変調ではなく、パルス幅変調を用いても良い。
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。
ただし、駆動回路5aにおいては、パルス密度変調ではなく、パルス幅変調を用いても良い。
また、駆動回路5aは、自励発振であり、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、すなわち変調回路が担う機能の集積化が容易である、という利点がある。
ここでは、駆動信号COM−Aを出力する駆動回路5aを例にとって説明したが、駆動回路5bについても同様な構成である。ただし、駆動回路5bについては、DAC502にデータdAの代わりにデータdBが入力され、ノードSdから駆動信号COM−Bが出力される。また、駆動回路5bにおいて、変調回路500が第2変調回路に相当し、トランジスター対540が第2トランジスター対に相当し、ローパスフィルター550が第2ローパスフィルターに相当することになる。
駆動回路5a(5b)によれば、自励発振の周波数が高くなり、駆動信号COM−A(COM−B)の波形精度が十分に確保されて、高品質の印刷物を得ることが期待できる。
しかしながら、D級増幅をする駆動回路5a(5b)では、AB級の増幅回路と比較して、回路素子の部品数が多いので、当該回路素子同士の特性バラツキによる影響が指摘されている。
しかしながら、D級増幅をする駆動回路5a(5b)では、AB級の増幅回路と比較して、回路素子の部品数が多いので、当該回路素子同士の特性バラツキによる影響が指摘されている。
具体的には、変調回路500、トランジスター対540およびローパスフィルター550を構成する素子、例えば、トランジスターM1およびM2のオン抵抗が相違していたり、インダクターL1のインダクタンスやコンデンサーC1の容量が相違したりすると、例えば目標とする電圧値からずれる、という点が指摘されている。電圧値がずれると、目標とする液体量を吐出させることができない、という問題だけでなく、次のような問題も引き起こす。すなわち、本実施形態のように、駆動回路5aにより駆動信号COM−Aを出力し、駆動回路5bにより駆動信号COM−Bを出力するとともに、駆動信号COM−AまたはCOM−Bのいずれかを吐出量に応じて選択し(または非選択として)、圧電素子60に印加する構成において、駆動回路5aおよび5bの特性が相違していると、駆動信号COM−Aの電圧Vcと、駆動信号COM−Bの電圧Vcとが異なってしまい、駆動信号COM−AおよびCOM−Bの一方から他方に切り替わったときに、圧電素子60の一端に印加される電圧に差が生じ、インクを誤吐出させて、印刷物の品質を低下させる、という問題も引き起こす。
そこで、本実施形態では、素子特性のバラついた駆動回路5aで増幅した駆動信号COM−Aが、予め規定される所期の(目標となる)電圧値となるように、データdApを補正データAcで増幅前に補正したデータdAが駆動回路5aに供給される構成となっている。
詳細には次の通りである。本実施形態では、駆動回路5aは、信号Aaを電圧増幅率20倍で増幅し、駆動信号COM−Aとして出力する一方、制御部110は、駆動信号COM−Aの電圧を、1/20に縮小した台形波形を規定するデータdApを出力する。このデータdApをそのままアナログ信号に変換して駆動回路5aにより電圧を20倍で増幅しても、素子特性のバラツキにより、予め規定される所期の電圧値にはならないので、駆動信号COM−Aが予め規定される所期の電圧値となるように、データdApを補正データAcで増幅前に補正し、当該補正したデータdAを駆動回路5aに供給する構成としているのである。
例えば、1.5ボルトの信号Aaが駆動回路5aで増幅されたとき、20倍の30.0ボルトで出力されるべきなのに31.0ボルトとなっているのであれば、1.0ボルトだけ高く出力されていることになる。そこで、1.5ボルトを規定するデータdApを、補正データAcにより0.05ボルトだけ低くするような補正をすると、当該補正したデータdAは1.45ボルトを規定することになる。この1.45ボルトを20倍すると29.0ボルトとなるが、上記駆動回路5aでは、1.0ボルト高く出力するので、所期の電圧値である30.0ボルトを得ることができるのである。
詳細には次の通りである。本実施形態では、駆動回路5aは、信号Aaを電圧増幅率20倍で増幅し、駆動信号COM−Aとして出力する一方、制御部110は、駆動信号COM−Aの電圧を、1/20に縮小した台形波形を規定するデータdApを出力する。このデータdApをそのままアナログ信号に変換して駆動回路5aにより電圧を20倍で増幅しても、素子特性のバラツキにより、予め規定される所期の電圧値にはならないので、駆動信号COM−Aが予め規定される所期の電圧値となるように、データdApを補正データAcで増幅前に補正し、当該補正したデータdAを駆動回路5aに供給する構成としているのである。
例えば、1.5ボルトの信号Aaが駆動回路5aで増幅されたとき、20倍の30.0ボルトで出力されるべきなのに31.0ボルトとなっているのであれば、1.0ボルトだけ高く出力されていることになる。そこで、1.5ボルトを規定するデータdApを、補正データAcにより0.05ボルトだけ低くするような補正をすると、当該補正したデータdAは1.45ボルトを規定することになる。この1.45ボルトを20倍すると29.0ボルトとなるが、上記駆動回路5aでは、1.0ボルト高く出力するので、所期の電圧値である30.0ボルトを得ることができるのである。
なお、駆動回路5bについても同様である。すなわち、駆動回路5bで増幅した駆動信号COM−Bが、予め規定される所期の電圧値となるように、データdBpを補正データBcで増幅前に補正してデータdBとし、当該データdBが当該駆動回路5bに供給される構成となっている。
また、この実施形態では、データdArが制御部110によりメモリユニット52aに供給されると、当該データdArで指定された補正データAcがメモリユニット52aから読み出される一方、データdBrが制御部110によりメモリユニット52bに供給されると、当該データdBrで指定された補正データBcがメモリユニット52bから読み出される。
このため、補正データAcは補正回路54aに、補正データBcは補正回路54bに、それぞれパラレルで供給されるので、データdApの補正と、データdBpの補正とは、相互に影響を及ぼし合うことなく独立して実行される。
したがって、駆動信号COM−AおよびCOM−Bの双方または一方の波形精度が一時的に低下する、という事態の発生を抑えることができる。
このため、補正データAcは補正回路54aに、補正データBcは補正回路54bに、それぞれパラレルで供給されるので、データdApの補正と、データdBpの補正とは、相互に影響を及ぼし合うことなく独立して実行される。
したがって、駆動信号COM−AおよびCOM−Bの双方または一方の波形精度が一時的に低下する、という事態の発生を抑えることができる。
上述した例では、駆動回路5a(5b)における素子特性のバラツキを主に問題としたが、データdAp(dBp)で規定される台形波形が所定の電圧増幅率で増幅されない原因は、データdAp(dBp)が入力される補正回路54a(54b)から各選択部230の入力端までの信号経路における回路の特性および配線の特性にある。
このため、補正データAcは、駆動回路5aを構成する変調回路500、トランジスター対540、ローパスフィルター550の特性のみならず、補正回路54aの特性、さらには、これらの信号経路(配線)の特性によって、決定される性質を有し、これらの特性を考慮しつつ、補正データAcが設定されることになる。同様に、補正データBcは、駆動回路5bを構成する変調回路500、トランジスター対540、ローパスフィルター550の特性のみならず、補正回路54bの特性、さらには、これらの信号経路(配線)の特性によって、決定される性質を有し、これらの特性を考慮しつつ、補正データBcが設定されることになる。
このため、補正データAcは、駆動回路5aを構成する変調回路500、トランジスター対540、ローパスフィルター550の特性のみならず、補正回路54aの特性、さらには、これらの信号経路(配線)の特性によって、決定される性質を有し、これらの特性を考慮しつつ、補正データAcが設定されることになる。同様に、補正データBcは、駆動回路5bを構成する変調回路500、トランジスター対540、ローパスフィルター550の特性のみならず、補正回路54bの特性、さらには、これらの信号経路(配線)の特性によって、決定される性質を有し、これらの特性を考慮しつつ、補正データBcが設定されることになる。
このような印刷装置1によれば、駆動信号COM−AおよびCOM−Bを高精度に出力でき、正しい量でインクが吐出されるので、高品位な印刷物を得ることができる。
また、駆動回路5aの素子特性は、温度、湿度等の環境によっても変化するので、環境に応じた補正データAc(Bc)をメモリユニット52a(52b)に予め複数セットを格納させておく一方、印刷時において環境を適度な時間間隔で測定し、制御部110が、当該測定結果に応じた補正データAc(Bc)を指定するデータdAr(dBr)を出力する。
これによって環境に応じた補正データAc(Bc)によってデータdAp(dBp)を適切に補正することができる。
これによって環境に応じた補正データAc(Bc)によってデータdAp(dBp)を適切に補正することができる。
図13は、第2実施形態に係る印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。図13に示される印刷装置が、図2に示した印刷装置と相違する点は、データdApを補正して駆動信号COM−Aを出力する回路を、回路基板50から回路基板70aに分離独立させた点と、データdBpを補正して駆動信号COM−Bを出力する回路を、回路基板50から回路基板70bに分離独立させた点とにある。
詳細には、メモリユニット52a、補正回路54a、および駆動回路5aが同じ回路基板70aに配置される。フレキシブルフラットケーブル19aは、データdApおよびdArを、制御ユニット100から回路基板70aに供給する。なお、駆動信号COM−Aは、例えばFPC基板により回路基板70aから回路基板50に供給される。同様に、メモリユニット52b、補正回路54b、および駆動回路5bが同じ回路基板70bに配置される。フレキシブルフラットケーブル19bは、データdBpおよびdBrを、制御ユニット100から回路基板70bに供給する。なお、駆動信号COM−Bは、例えばFPC基板により回路基板70bから回路基板50に供給される。
このように駆動回路5aが回路基板70aに配置され、駆動回路5bが回路基板70bに配置された構成においても、補正データAcは補正回路54aに、補正データBcは補正回路54bに、それぞれパラレルで供給されるので、データdApの補正と、データdBpの補正とは、相互に影響を及ぼし合うことなく独立して実行される。
したがって、第2実施形態においても、駆動信号COM−AおよびCOM−Bの双方または一方の波形精度が一時的に低下する、という事態の発生を抑えることができる。
したがって、第2実施形態においても、駆動信号COM−AおよびCOM−Bの双方または一方の波形精度が一時的に低下する、という事態の発生を抑えることができる。
なお、第1実施形態および第2実施形態では、データdAp(dBp)を補正データAc(Bc)で補正し、当該補正したデータdA(dB)をアナログ変換し、駆動回路5a(5b)で増幅して、駆動信号COM−A(COM−B)として出力する構成としたが、補正については、デジタル同士の処理のみならず、アナログ同士の処理でも良いし、アナログおよびデジタルの混在処理でも良い。
例えば、データdA(dB)に相当するアナログ信号を、補正データAc(Bc)を変換したアナログ信号で補正して、当該補正したアナログ信号を駆動回路5a(5b)で増幅して、駆動信号COM−A(COM−B)として出力する構成としても良い。
また例えば、データdA(dB)をアナログ信号に変換し、このアナログ信号を、補正データAc(Bc)を変換したアナログ信号で補正しても良い。
このため、第1源信号(第2源信号)、および、第1補正源信号(第2補正源信号)は、デジタルおよびアナログの双方が含まれる。
例えば、データdA(dB)に相当するアナログ信号を、補正データAc(Bc)を変換したアナログ信号で補正して、当該補正したアナログ信号を駆動回路5a(5b)で増幅して、駆動信号COM−A(COM−B)として出力する構成としても良い。
また例えば、データdA(dB)をアナログ信号に変換し、このアナログ信号を、補正データAc(Bc)を変換したアナログ信号で補正しても良い。
このため、第1源信号(第2源信号)、および、第1補正源信号(第2補正源信号)は、デジタルおよびアナログの双方が含まれる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形、応用が可能である。なお、次に述べる変形、応用の態様は、任意に選択された一または複数を適宜に組み合わせることもできる。
実施形態において、駆動回路5a(5b)は、変調信号Msの生成にあたって、増幅変調信号をローパスフィルター550で平滑化した駆動信号COM−A(COM−B)を帰還する構成としたが、変調信号Ms自体を帰還しても良い。例えば、特に図示しないが、変調信号Msと入力信号Asとの誤差を算出するとともに、当該誤差を遅延させた信号と、目標である信号Aaとを加算または減算させて、コンパレーター520の入力とする構成としても良い。
なお、トランジスターM1およびM2との接続点であるノードSdに現れる増幅変調信号は、変調信号Msと論理振幅が異なるだけであるので、例えば増幅変調信号を減衰した上で、変調信号Msと同様に帰還する構成とすれば良い。
なお、トランジスターM1およびM2との接続点であるノードSdに現れる増幅変調信号は、変調信号Msと論理振幅が異なるだけであるので、例えば増幅変調信号を減衰した上で、変調信号Msと同様に帰還する構成とすれば良い。
また、図2に示した実施形態では、説明の便宜のために、駆動回路5aが駆動信号COM−Aを、駆動回路5bが駆動信号COM−Bを、それぞれ出力する構成としたが、さらに駆動信号COM−C、COM−D、…を出力する駆動回路を設けても良い。すなわち、駆動回路の個数は「2」に限られない。駆動回路が「3」個以上であっても、各駆動回路に対応してメモリユニット、補正回路を設ければ良い。
印刷装置1については、複数のノズル651を有するヘッドユニット20を、主走査方向に往復動させながらインクを吐出する形式ではなく、ノズルを副走査方向に対して直交または斜めとなる方向に配列させたヘッドユニットを複数個備えて、ヘッドユニット20を筐体に対して固定させた、いわゆるラインプリンタであっても良い。
1…印刷装置(液体吐出装置)、10…制御ユニット、20…ヘッドユニット、5a、5b…駆動回路、60…圧電素子、52a、52b…メモリユニット、54a、54b…補正回路、500…変調回路、540…トランジスター対、550…ローパスフィルター、M1、M2…トランジスター、600…吐出部、631…キャビティ、651…ノズル。
Claims (4)
- 第1源信号を第1補正データに基づき補正して第1補正源信号を出力する第1補正回路と、
前記第1補正源信号をパルス変調した第1変調信号を出力する第1変調回路と、
前記第1変調信号を増幅して第1増幅変調信号を生成する第1トランジスター対と、
前記第1増幅変調信号を平滑化して第1駆動信号を生成する第1ローパスフィルターと、
第2源信号を第2補正データに基づき補正して第2補正源信号を出力する第2補正回路と、
前記第2補正源信号をパルス変調した第2変調信号を出力する第2変調回路と、
前記第2変調信号を増幅して第2増幅変調信号を生成する第2トランジスター対と、
前記第2増幅変調信号を平滑化して第2駆動信号を生成する第2ローパスフィルターと、
前記第1駆動信号または前記第2駆動信号により液滴を吐出する吐出部と、
前記吐出部に前記第1駆動信号を供給するか否かを選択的に切り替える第1スイッチと、
前記吐出部に前記第2駆動信号を供給するか否かを選択的に切り替える第2スイッチと、
を有し、
前記第1補正データは、
前記第1変調回路、前記第1トランジスター対、前記第1ローパスフィルター、および、前記第1補正回路の少なくとも1つの特性に応じて決定され、
前記第2補正データは、
前記第2変調回路、前記第2トランジスター対、前記第2ローパスフィルター、および、前記第2補正回路の少なくとも1つの特性に応じて決定される
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記第1補正データと、前記第2補正データとを保存するメモリユニットを有し、
前記メモリユニットは、
前記第1変調回路、前記第1トランジスター対、前記第1ローパスフィルター、前記第1補正回路、前記第2変調回路、前記第2トランジスター対、前記第2ローパスフィルター、および前記第2補正回路と同一の基板上に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の液体吐出装置。 - 前記第1補正データを保存する第1メモリユニットと、 前記第2補正データを保存する第2メモリユニットと、
を有し、
前記第1メモリユニットは、
前記第1変調回路、前記第1トランジスター対、前記第1ローパスフィルター、および前記第1補正回路と同一の第1基板上に配置され、
前記第2メモリユニットは、
前記第2変調回路、前記第2トランジスター対、前記第2ローパスフィルター、および前記第2補正回路と同一の第2基板上に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の液体吐出装置。 - 前記第1メモリユニットと、前記第2メモリユニットとにパラレルでアクセスしてデータを読出可能である
ことを特徴とする請求項3記載の液体吐出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016166563A JP2018034312A (ja) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 液体吐出装置 |
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