JP2018051821A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路をキャリッジに搭載する構成において、当該キャリッジが高速で往復動したときの問題の発生を抑える。【解決手段】元駆動信号を増幅した駆動信号を出力する駆動回路が実装された駆動回路基板２６と、駆動信号によって駆動される圧電素子を有し、当該圧電素子が駆動されることによって液体を吐出する吐出部を含むアクチュエーター基板４０と、駆動信号を駆動回路基板２６から圧電素子に向けて中継する中継基板２４と、アクチュエーター基板４０、中継基板２４、および駆動回路基板２６を搭載し、主走査方向のＸ方向に往復動するキャリッジに搭載されたヘッドユニット３とを含む。駆動回路基板２６は、実装面が、キャリッジの主走査方向であるＸ方向に沿う方向となるように中継基板２４に取り付けられている。【選択図】図１３

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印刷装置には、圧電素子（例えばピエゾ素子）を用いてインク（液体）を吐出するインクジェットプリンターが知られている。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、それぞれが駆動信号にしたがって駆動される。この駆動により、ノズルから所定のタイミングで所定量の液体が吐出されて、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、インクジェットプリンターでは、駆動信号の元となる元駆動信号を駆動回路（増幅回路）で増幅し、駆動信号として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。
ヘッドユニットは、一般には主走査方向に往復動するキャリッジに搭載されるので、インクジェットプリンターの筐体に駆動回路を設けるとともに、当該駆動回路で増幅した駆動信号を、キャリッジに向けてフレキシブルフラットケーブルを介して供給する構成が一般的であった。

駆動信号で圧電素子を駆動して液体を吐出する場合には、当該駆動信号には、４０ボルト程度の比較的大きな電圧振幅が要求されるが、上記構成ではフレキシブルフラットケーブルを介して大振幅の駆動信号を供給するため、損失、劣化およびノイズなどが発生する。このため、駆動回路をキャリッジに搭載して、フレキシブルフラットケーブルを介して大振幅の信号を供給しないで済ませた技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−１４４６９号公報

ところで近年では、印刷サイズの大型化および印刷の高速化の要求が著しい。印刷サイズの大型化に伴って、キャリッジにおける往復動距離が長くなり、印刷の高速化に伴って、往復動の移動速度も高速化される。このため、キャリッジに搭載された駆動回路には、相当な横Ｇ（往復動に伴って発生する、重力方向とほぼ直交する方向の加速度）が発生する。このため、キャリッジに駆動回路を搭載する際の取り付けなどが問題となりやすい。
そこで、本発明のいくつかの態様の目的の一つは、駆動回路をキャリッジに搭載する場合に、当該キャリッジが高速で往復動しても、問題の発生しにくい液体吐出装置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、元駆動信号を増幅した駆動信号を出力する駆動回路が実装された駆動回路基板と、前記駆動信号によって駆動される圧電素子を含み、当該圧電素子が駆動されることによって液体を吐出する吐出部と、前記駆動信号を前記駆動回路基板から前記圧電素子に向けて中継する中継基板と、前記吐出部、前記中継基板、および前記駆動回路基板を搭載し、主走査方向に往復動するキャリッジと、を含み、前記駆動回路基板は、当該駆動回路の実装面が前記キャリッジの主走査方向に沿う方向となるよう前記中継基板に取り付けられる。
上記一態様に係る液体吐出装置によれば、駆動回路基板の実装面がキャリッジの主走査方向に沿う方向に配置するので、横Ｇに伴うストレスに対処できるほか、キャリッジが往復動する際における駆動回路基板の空気抵抗を減らすことができる。なお、上記効果を奏するためには、駆動回路基板の実装面がキャリッジの主走査方向に対して±１０度以内で当該駆動回路が取り付けられれば良い。

上記一態様に係る液体吐出装置において、前記駆動回路基板は、前記駆動信号を出力する出力端子と、前記元駆動信号または当該元駆動信号以外の信号を入力する入力端子と、を含む構成としても良い。
上記一態様に係る液体吐出装置において、前記駆動回路基板を複数有しても良い。
上記一態様に係る液体吐出装置において、前記駆動回路基板は、コネクタを介して前記中継基板に接続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、前記駆動回路基板を前記中継基板に支持する支持部をさらに備えても良い。

上記一態様に係る液体吐出装置において、前記駆動回路は、所定の出力端と電源高位側電圧の給電点との間に接続されたハイサイドトランジスターと、前記出力端と電源低位側電圧の給電点との間に接続されたローサイドトランジスターと、前記元駆動信号の電圧と前記駆動信号に応じた電圧との差電圧を増幅した制御信号を出力する差動増幅器と、前記元駆動信号の電圧変化が上昇方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが閾値以上の第１の場合、前記制御信号を選択して、前記ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給し、前記元駆動信号の電圧変化が低下方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが前記閾値以上の第２の場合、前記制御信号を選択して、前記ローサイドトランジスターのゲート端子に供給するセレクターと、を有する構成としても良い。
このような構成において、前記セレクターは、前記第１の場合、前記ローサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、前記第２の場合、前記ハイサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給しても良い。
前記セレクターは、前記電圧変化の大きさが閾値未満の第３の場合、前記ローサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、前記ハイサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給しても良い。

また、上記一態様に係る液体吐出装置において、前記駆動回路基板の一方の面に、前記駆動回路が実装され、当該駆動回路基板の他方の面に、前記駆動回路とは別の駆動回路が実装され、前記中継基板は、前記別の駆動回路による駆動信号を前記駆動回路基板から前記圧電素子に向けて中継しても良い。
なお、液体吐出装置は、液体を吐出するものであれば良く、これには後述する印刷装置のほかに、立体造形装置（いわゆる３Ｄプリンター）、捺染装置なども含まれる。

印刷装置の概略構成を示す図である。 印刷装置のノズルの配列等を示す図である。 ノズルの配列を拡大して示す図である。 ヘッドユニットにおけるアクチュエーター基板の構成を示す断面図である。 印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。 駆動信号の波形等を説明するための図である。 選択制御部の構成を示す図である。 デコーダーのデコード内容を示す図である。 選択部の構成を示す図である。 選択部から圧電素子に供給される駆動信号を示す図である。 印刷装置における駆動回路の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。 ヘッドユニットにおける基板の接続構造を示す斜視図である。 駆動回路基板における表面および裏面の実装例を示す図である。 ヘッドユニットにおける基板の別の接続構造を示す斜視図である。

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、印刷装置を例にとって説明する。

図１は、印刷装置１の概略構成を示す斜視図である。
この図に示される印刷装置１は、液体の一例であるインクを吐出することによって、紙などの媒体Ｐにインクドット群を形成し、これにより、画像（文字や図形等などを含む）を印刷する液体吐出装置の一種である。

図１に示されるように、印刷装置１は、キャリッジ２０を、主走査方向（Ｘ方向）に移動（往復動）させる移動機構６を備える。
移動機構６は、キャリッジ２０を移動させるキャリッジモーター６１と、両端が固定されたキャリッジガイド軸６２と、キャリッジガイド軸６２とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター６１により駆動されるタイミングベルト６３と、を有している。
キャリッジ２０は、キャリッジガイド軸６２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト６３の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター６１によりタイミングベルト６３を正逆走行させると、キャリッジ２０がキャリッジガイド軸６２に案内されて往復動する。

キャリッジ２０には、ヘッドユニット３が搭載されている。このヘッドユニット３は、媒体Ｐと対向する部分に、インクを個別にＺ方向に吐出する複数のノズルを有する。なお、ヘッドユニット３は、図１においては破線で簡略化されているが、実際には、カラー印刷のために、概略的に４個のブロックに分かれている。４個のブロックの各々は、それぞれブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）のインクを吐出する。
なお、ヘッドユニット３には、フレキシブルフラットケーブル１９０を介してメイン基板（この図では省略）から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、プラテン８０上で搬送させる搬送機構８を備える。搬送機構８は、駆動源である搬送モーター８１と、搬送モーター８１により回転し、媒体Ｐを副走査方向（Ｙ方向）に搬送する搬送ローラー８２と、を備える。

このような構成において、キャリッジ２０の主走査に合わせてヘッドユニット３のノズルから印刷データに応じてインクを吐出させるとともに、媒体Ｐを搬送機構８によって搬送する動作を繰り返すことで、媒体Ｐの表面に画像が形成される。

図２は、ヘッドユニット３におけるインクの吐出面を媒体Ｐからみた場合の構成を示す図である。各ブロックは、主に直方体形状のアクチュエーター基板により構成される。図において符号４１は、当該アクチェーター基板の吐出面に設けられるノズル板である。
４個のアクチュエーター基板が、主走査方向であるＸ方向に沿って並んで配列するとともに、各アクチュエーター基板の長手方向がそれぞれ副走査方向であるＹ方向に沿うように配置する。このため、４つのノズル板４１についてもＸ方向に沿って並んで配列するとともに、各ノズル板４１の長手方向がＹ方向に沿うようにノズル板４１がそれぞれ配置する。なお、各ノズル板４１は、それぞれ取付板３２に取り付けられている。また、アクチュエーター基板の構成については、後述する。

図３は、ノズルの配列を示す図である。
この図に示されるように、ノズル板４１においては、複数のノズルＮが２列で配列する。ここで、説明の便宜上、この２列をそれぞれノズル列ＮａおよびＮｂとする。

ノズル列ＮａおよびＮｂでは、それぞれ複数のノズルＮが、副走査方向であるＹ方向に沿ってピッチＰ１で配列する。また、ノズル列ＮａおよびＮｂ同士は、Ｘ方向にピッチＰ２だけ離間する。ノズル列Ｎａに属するノズルＮとノズル列Ｎｂに属するノズルＮとは、Ｙ方向に、ピッチＰ１の半分だけシフトした関係となっている。
このようにノズルＮを、ノズル列ＮａおよびＮｂの２列で、Ｙ方向にピッチＰ１の半分だけシフトして配置させることにより、Ｙ方向の解像度を、１列の場合と比較して実質的に倍に高めることができる。
なお、１個のノズル板４１におけるノズルＮの個数を便宜的にｍ（ｍは２以上の整数）とする。

ヘッドユニット３は、後述するように、ｍ個のノズルＮと、これらｍ個のノズルＮの各々に対応して設けられる圧電素子とを含むアクチュエーター基板に、各種の回路が実装された基板が接続された構成である。そこで説明の便宜のために、アクチュエーター基板の構造について説明する。
なお、本説明において、接続とは、２以上の要素間の直接的および間接的な結合を意味し、当該２つ以上の要素間に、１または２以上の中間要素が存在することも含む。上

図４は、ヘッドドユニット３のうち、アクチュエーター基板４０の構造を示す断面図であって、図３におけるｇ−ｇ線で破断した場合の断面を示す図である。
図４に示されるように、アクチュエーター基板４０は、流路基板４２のうち、Ｚ方向の負側の面上に圧力室基板４４と振動板４６とが設けられる一方、Ｚ方向の正側の面上にノズル板４１が設置された構造体である。
アクチュエーター基板４０の各要素は、概略的にはＹ方向に長尺な略平板状の部材であり、例えば接着剤等により互いに固定される。また、流路基板４２および圧力室基板４４は、例えばシリコンの単結晶基板で形成される。

ノズルＮは、ノズル板４１に形成される。ノズル列Ｎａに属するノズルに対応する構造と、ノズル列Ｎｂに属するノズルに対応する構造とは、Ｙ方向にピッチＰ１の半分だけシフトした関係にあるが、それ以外では、略対称に形成されるので、以下においてはノズル列Ｎａに着目してアクチュエーター基板４０の構造を説明することにする。

流路基板４２は、インクの流路を形成する平板材であり、開口部４２２と供給流路４２４と連通流路４２６とが形成される。供給流路４２４および連通流路４２６は、ノズル毎に形成され、開口部４２２は、複数のノズルにわたって連続するように形成されるとともに、対応する色のインクが供給される構造となっている。この開口部４２２は、液体貯留室Ｓｒとして機能し、当該液体貯留室Ｓｒの底面は、例えばノズル板４１によって構成される。具体的には、流路基板４２における開口部４２２と各供給流路４２４と連通流路４２６とを閉塞するように流路基板４２の底面に固定される。

圧力室基板４４のうち流路基板４２とは反対側の表面に振動板４６が設置される。振動板４６は、弾性的に振動可能な平板状の部材であり、例えば酸化シリコン等の弾性材料で形成された弾性膜と、酸化ジルコニウム等の絶縁材料で形成された絶縁膜との積層で構成される。振動板４６と流路基板４２とは、圧力室基板４４の各開口部４２２の内側で互い間隔をあけて対向する。各開口部４２２の内側で流路基板４２と振動板４６とに挟まれた空間は、インクに圧力を付与するキャビティ４４２として機能する。各キャビティ４４２は、流路基板４２の連通流路４２６を介してノズルＮに連通する。
振動板４６のうち圧力室基板４４とは反対側の表面には、ノズルＮ（キャビティ４４２）毎に圧電素子Ｐztが形成される。

圧電素子Ｐztは、振動板４６の面上に形成された複数の圧電素子Ｐztにわたって共通の駆動電極７２と、当該駆動電極７２の面上に形成された圧電体７４と、当該圧電体７４の面上に圧電素子Ｐzt毎に形成された個別の駆動電極７６とを包含する。このような構成において、駆動電極７２および７６によって圧電体７４を挟んで対向する領域が圧電素子Ｐztとして機能する。

圧電体７４は、例えば加熱処理（焼成）を含む工程で形成される。具体的には、複数の駆動電極７２が形成された振動板４６の表面に塗布された圧電材料を、焼成炉内での加熱処理により焼成してから圧電素子Ｐzt毎に成形（例えばプラズマを利用したミーリング）することで圧電体７４が形成される。

なお、ノズル列Ｎｂに対応する圧電素子Ｐztも同様に、駆動電極７２と、圧電体７４と、駆動電極７６とを包含した構成である。
また、この例では、圧電体７４に対し、共通の駆動電極７２を下層とし、個別の駆動電極７６を上層としたが、逆に駆動電極７２を上層とし、駆動電極７６を下層とする構成としても良い。

圧電素子Ｐztの一端である駆動電極７６には、吐出すべきインク量に応じた駆動信号の電圧Ｖoutが回路基板から個別に印加される一方、圧電素子Ｐztの他端である駆動電極７２には、電圧Ｖ_ＢＳの保持信号が共通に印加される。
このため、圧電素子Ｐztは、駆動電極７２および７６に印加された電圧に応じて、上または下方向に変位する。詳細には、駆動電極７６を介して印加される駆動信号の電圧Ｖoutが低くなると、圧電素子Ｐztにおける中央部分が両端部分に対して上方向に撓む一方、当該電圧Ｖoutが高くなると、下方向に撓む構成となっている。
ここで、上方向に撓めば、キャビティ４４２の内部容積が拡大（圧力が減少）するので、インクが液体貯留室Ｓｒから引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティ４４２の内部容積が縮小（圧力が増加）するので、縮小の程度によっては、インク滴がノズルＮから吐出される。このように、圧電素子Ｐztに適切な駆動信号が印加されると、当該圧電素子Ｐztの変位によって、インクがノズルＮから吐出される。このため、少なくとも圧電素子Ｐzt、キャビティ４４２、およびノズルＮによってインクを吐出する吐出部が構成されることになる。

次に、印刷装置１の電気的な構成について説明する。
なお、実施形態に係る印刷装置１では、各色に対応した計４個のアクチュエーター基板４０が設けられ、メイン基板１００が、４個のアクチュエーター基板４０をそれぞれ独立に制御する。４個のアクチュエーター基板４０は、吐出するインクの色以外において異なることがないので、以下においては便宜的に１個のアクチュエーター基板４０を制御するための構成について説明する。

図５は、印刷装置１のうち、１個のアクチュエーター基板４０を制御するため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、メイン基板１００にフレキシブルフラットケーブル１９０を介してヘッドユニット３が接続された構成となっている。

図５において、メイン基板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、第１に、制御部１１０は、データｄＡおよびｄＢと、信号ＯＥａ、ＯＣａ、ＯＥｂおよびＯＣｂとを、それぞれヘッドユニット３に供給する。
ここで、データｄＡは、駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を時系列で規定するデジタルのデータ（離散値）である。信号ＯＥａおよびＯＣａの各々は、それぞれデータｄＡで規定される駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形の電圧変化に応じた論理レベルとなる信号であり、詳細については後述する。
同様に、データｄＢは、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形を時系列で規定するデジタルのデータである。信号ＯＥｂおよびＯＣｂの各々は、それぞれ、データｄＢで規定される駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形の電圧変化に応じた論理レベルとなる信号であり、詳細については後述する。

第２に、制御部１１０は、移動機構６および搬送機構８に対する制御に同期して、ヘッドユニット３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ＳＩ（吐出制御信号）、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信号ＬＡＴ、ＣＨが含まれる。
なお、制御部１１０は、移動機構６および搬送機構８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Ｖ_ＢＳの保持信号を生成する。なお、電圧Ｖ_ＢＳの保持信号は、アクチュエーター基板４０における複数の圧電素子Ｐztの他端にわたって共通に印加される。電圧Ｖ_ＢＳの保持信号は、複数の圧電素子Ｐzt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３は、中継基板２４、駆動回路基板２６、ＣＯＦ３６、およびアクチュエーター基板４０に大別される。
中継基板２４は、後述するように駆動回路基板２６とＣＯＦ（Chip On Film）３６とが取り付けられ、フレキシブルフラットケーブル１９０を介して供給された各種の信号を中継するとともに、駆動回路基板２６からの出力信号をＣＯＦ３６に向けて中継する。
駆動回路基板２６には、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ、Digital to Analog Converter）１１３ａおよび１１３ｂと、電圧増幅器１１５ａおよび１１５ｂと、駆動回路１２０ａおよび１２０ｂと、が実装される。

このうち、ＤＡＣ１１３ａは、デジタルのデータｄＡをアナログの信号ａinに変換する。電圧増幅器１１５ａは、信号ａinの電圧を例えば１０倍に増幅し、信号Ａinとして駆動回路１２０ａに供給する。同様に、ＤＡＣ１１３ｂは、デジタルのデータｄＢをアナログの信号ｂinに変換し、電圧増幅器１１５ｂは、信号ｂinの電圧を例えば１０倍に増幅し、信号Ｂinとして駆動回路１２０ｂに供給する。

駆動回路１２０ａは、詳細については後述するが、信号Ａinを、信号ＯＥａ、ＯＣａを用い、駆動能力を高めて（低インピーダンスに変換して）駆動信号ＣＯＭ−Ａとして出力する。同様に、駆動回路１２０ｂは、信号Ｂinを、信号ＯＥａ、ＯＣａを用い、駆動能力を高めて駆動信号ＣＯＭ−Ｂとして出力する。
また、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂ（アナログ変換後の信号ａin、ｂin、インピーダンス変換前の信号Ａin、Ｂin）については、それぞれ後述するように台形波形である。

また、ＣＯＦ３６は、例えばフィルム状の基板に半導体回路が実装されたものであり、当該半導体回路は、選択制御部５１０と、圧電素子Ｐztに一対一に対応した選択部５２０と、を有する。
このうち、選択制御部５１０は、選択部５２０の各々における選択をそれぞれ制御する。詳細には、選択制御部５１０は、制御部１１０からクロック信号に同期して供給される印刷データを、ヘッドユニット３のノズル（圧電素子Ｐzt）の数個分、一旦蓄積するとともに、各選択部５２０に対し、印刷データにしたがって駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂの選択を、タイミング信号で規定される印刷周期の開始タイミングで指示する。
各選択部５２０は、選択制御部５１０による指示にしたがって、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂのいずれかを選択し（または、いずれも選択せずに）、電圧Ｖoutの駆動信号として、対応する圧電素子Ｐztの一端に印加する。

信号ａin（ｂin）は、低耐圧の半導体回路のＤＡＣ１１３ａ（１１３ｂ）により変換されるので、例えば電圧０〜４Ｖ程度で比較的小さく振幅する。これに対して、圧電素子Ｐztに印加される駆動信号の組み合わせ元である駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）には、圧電素子Ｐztを十分に駆動するために０〜４０Ｖ程度の比較的大きな電圧振幅が必要となる。
このため、ＤＡＣ１１３ａ（１１３ｂ）により変換された信号ａin（ｂin）の電圧を、電圧増幅器１１５ａ（１１５ｂ）が増幅し、当該電圧増幅した信号Ａin（Ｂin）を、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）がインピーダンス変換して、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）として出力し、ある１つの圧電素子Ｐztに対応する選択部５２０が、吐出すべきインクの量に応じて、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを選択して（または、選択しないで）、当該圧電素子Ｐzt）の一端に印加する構成となっている。

一方、アクチュエーター基板４０は、図４で説明したように、ノズルＮ毎に圧電素子Ｐztが１個ずつ設けられる。圧電素子Ｐztの各々における他端は共通接続されて、当該他端にはオフセット電圧生成回路１３０による電圧Ｖ_ＢＳが印加される。

本実施形態において、１つのドットについては、１つのノズルＮからインクを最多で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を用意するとともに、各々の１周期にそれぞれ前半パターンと後半パターンとを持たせている。そして、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Ｐztに供給する構成となっている。
そこで先に、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を選択するための選択制御部５１０および選択部５２０の詳細な構成について説明する。

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、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とを繰り返す波形となっている。

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Ｐztの一端である駆動電極７６に供給されたとしたならば、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮ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とを繰り返す波形となっている。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Ｎ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Ｐztの一端に供給されたとしても、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮ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Ｐztの一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮ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。

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Ｖcenで共通である。すなわち、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２の各々は、それぞれ電圧Ｖcenで開始し、電圧Ｖcenで終了する波形となっている。
また、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２のうち、電圧最高値を便宜的にＶmaxと表記し、電圧最低値をＶminと表記している。

なお、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）は、本例では信号Ａin（Ｂin）をインピーダンス変換するものであるから、入力である信号Ａin（Ｂin）の波形は、多少の誤差を伴うものの、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の波形そのままである。一方で、信号Ａin（Ｂin）は、信号ａin（ｂin）の電圧を１０倍に増幅したものであるから、信号ａin（ｂin）の波形は、信号Ａin（Ｂin）の電圧を１／１０倍とした関係にある。信号ａin（ｂin）は、データｄＡ（ｄＢ）をアナログ変換したものであるので、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の電圧波形は、制御部１１０によって規定されることになる。

制御部１１０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形に応じて、次のような論理レベルとなる信号ＯＥａおよびＯＣａの各々を駆動回路１２０ａに向けてそれぞれ供給する。詳細には、第１に、制御部１１０は、信号ＯＥａ（指定信号）を、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（信号ａin）について電圧を低下させる期間と電圧を上昇させる期間とにわたってＬレベルとし、それ以外の駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧を一定とさせる期間にわたってＨレベルとする。第２に、制御部１１０は、信号ＯＣａを、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧を上昇させる期間にわたってＬレベルとし、それ以外の期間にわたってＨレベルとする。
これにより、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形において電圧が一定となる期間では、信号ＯＥａがＨレベルとなり、電圧が変化する期間では、信号ＯＥａがＬレベルとなる。さらに、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧が変化する期間（すなわち信号ＯＥａがＬレベルとなる期間）のうち、電圧が低下する期間では信号ＯＣａがＨレベルとなり、電圧が上昇する期間では信号ＯＣａがＬレベルとなる。

同様に、制御部１１０は、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形に応じて、次のような論理レベルとなる信号ＯＥｂおよびＯＣｂの各々を駆動回路１２０ｂに向けてそれぞれ供給する。詳細には、第１に、制御部１１０は、信号ＯＥｂを、駆動信号ＣＯＭ−Ｂ（信号ｂin）について電圧を低下させる期間と電圧を上昇させる期間とにわたってＬレベルとし、それ以外の駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧を一定とさせる期間にわたってＨレベルとする。第２に、制御部１１０は、信号ＯＣｂを、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧を上昇させる期間にわたってＬレベルとし、それ以外の期間にわたってＨレベルとする。
これにより、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形において電圧が一定となる期間では、信号ＯＥｂがＨレベルとなり、電圧が変化する期間では、信号ＯＥｂがＬレベルとなる。さらに、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧が変化する期間（すなわち信号ＯＥｂがＬレベルとなる期間）のうち、電圧が低下する期間では信号ＯＣｂがＨレベルとなり、電圧が上昇する期間では信号ＯＣｂがＬレベルとなる。

図７は、図５における選択制御部５１０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５１０には、クロック信号Ｓck、印刷データＳＩ、制御信号ＬＡＴおよびＣＨが供給される。選択制御部５１０では、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）５１２とラッチ回路５１４とデコーダー５１６との組が、圧電素子Ｐzt（ノズルＮ）のそれぞれに対応して設けられている。

印刷データＳＩは、印刷周期Ｔａにわたって、着目しているヘッドユニット３において、すべてのノズルＮによって形成すべきドットを規定するデータである。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、ノズル１個分の印刷データは、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ＳＩは、クロック信号Ｓckに同期してノズルＮ（圧電素子Ｐzt）毎に、媒体Ｐの搬送に合わせて制御部１１０から供給される。当該印刷データＳＩを、ノズルＮ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５１２である。
詳細には、ｍ個の圧電素子Ｐzt（ノズル）の各々に対応した計ｍ段のシフトレジスタ５１２が縦続接続されるとともに、図において左端に位置する１段のシフトレジスタ５１２に供給された印刷データＳＩが、クロック信号Ｓckにしたがって順次後段（下流側）に転送される構成となっている。
なお、図では、シフトレジスタ５１２を区別するために、印刷データＳＩ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５１４は、シフトレジスタ５１２で保持された印刷データＳＩを制御信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチする。
デコーダー５１６は、ラッチ回路５１４によってラッチされた２ビットの印刷データＳＩ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５２０での選択を規定する。

図８は、デコーダー５１６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ＳＩについては（ＭＳＢ、ＬＳＢ）と表記している。デコーダー５１６は、例えばラッチされた印刷データＳＩ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レベルで、期間Ｔ２ではそれぞれＬ、Ｈレベルで、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ＳＩ、制御信号ＬＡＴおよび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５における選択部５２０の構成を示す図である。
この図に示されるように、選択部５２０は、インバーター（ＮＯＴ回路）５２２ａおよび５２２ｂと、トランスファーゲート５２４ａおよび５２４ｂとを有する。
デコーダー５１６からの選択信号Ｓａは、トランスファーゲート５２４ａ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５２２ａによって論理反転されて、トランスファーゲート５２４ａ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５２４ｂの正制御端に供給される一方で、インバーター５２２ｂによって論理反転されて、トランスファーゲート５２４ｂの負制御端に供給される。
トランスファーゲート５２４ａ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５２４ｂ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５２４ａおよび５２４ｂ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Ｐztの一端に接続される。
トランスファーゲート５２４ａ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５２４ｂ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。

図６に示されるように、印刷データＳＩは、ノズル毎に、クロック信号Ｓckに同期して供給されて、ノズルに対応するシフトレジスタ５１２において順次転送される。そして、クロック信号Ｓckの供給が停止すると、シフトレジスタ５１２のそれぞれには、各ノズルに対応した印刷データＳＩが保持された状態になる。
ここで、制御信号ＬＡＴが立ち上がると、ラッチ回路５１４のそれぞれは、シフトレジスタ５１２に保持された印刷データＳＩを一斉にラッチする。図６において、Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｍ内の数字は、１段、２段、…、ｍ段のシフトレジスタ５１２に対応するラッチ回路５１４によってラッチされた印刷データＳＩを示している。

デコーダー５１６は、ラッチされた印刷データＳＩ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８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５１６は、当該印刷データＳＩ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５１６は、当該印刷データＳＩ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５１６は、当該印刷データＳＩ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５１６は、当該印刷データＳＩ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ＳＩに応じて選択されて、圧電素子Ｐzt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ＳＩ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５２４ａがオンし、トランスファーゲート５２４ｂ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５２０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Ｐztの一端に供給されると、当該圧電素子Ｐztに対応したノズルＮ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ＳＩ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ＳＩ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５２４ａがオンし、トランスファーゲート５２４ｂ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ＳＩ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ＳＩ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５２４ａ、５２４ｂ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５２４ａ、５２４ｂがともにオフする場合、当該トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂの出力端同士の接続点から圧電素子Ｐzt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Ｐztの両端では、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（Ｖcen−Ｖ_ＢＳ）が保持される。
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。このため、ノズルＮ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ＳＩ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ＳＩ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５２４ａがオフし、トランスファーゲート５２４ｂ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Ｎ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ＳＩで規定された通りの非記録になる。

このように、選択部５２０は、選択制御部５１０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Ｐztの一端に印加する。このため、各圧電素子Ｐztは、印刷データＳＩ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６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、媒体Ｐの性質や搬送速度などに応じて、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Ｐztが、電圧の低下に伴って上方向に撓む例で説明したが、駆動電極７２、７６に印加する電圧を逆転させると、圧電素子Ｐztは、電圧の低下に伴って下向に撓むことになる。このため、圧電素子Ｐztが、電圧の低下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Ｖcenを基準に反転した波形となる。

次に、駆動回路１２０ａおよび１２０ｂのうち、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａについて説明する。

図１１は、駆動回路１２０ａの構成を示す図である。この図に示されるように、駆動回路１２０ａは、差動増幅器２２１と、リニア増幅器２２２と、セレクター２２３と、トランジスター対と、コンデンサーＣ０とを含む。

差動増幅器２２１にあっては、負入力端（−）に信号Ａinが供給される一方、正入力端（＋）には出力である駆動信号ＣＯＭ−Ａが帰還されている。このため、差動増幅器２２１は、正入力端（＋）の電圧から負入力端（−）の電圧を減算した差電圧、つまり、出力である駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧から、入力である大振幅の信号Ａinの電圧を減算した差電圧を増幅して出力することになる。

なお、差動増幅器２２１は、特に図示しないが例えば電源の高位側を電圧Ｖ_Ｄ（＝４２Ｖ）とし、低位側をグランドＧnd（＝０Ｖ）としている。このため、出力電圧は、グランドＧndから電圧Ｖ_Ｄまでの範囲となる。
ただし、差動増幅器２２１の出力信号は、本実施形態ではトランジスター対をスイッチングさせるために用いられるので、Ｈレベル（電圧Ｖ_Ｄ）およびＬレベル（グランドＧnd）の２値的な論理信号と考えて良い。
また、駆動信号を降圧して帰還する一方、元駆動信号を電圧増幅して駆動信号として出力する場合もあるので、駆動信号に基づく信号が差動増幅器２２１に帰還される、と言っても良い。

セレクター２２３は、信号ＯＥａがＬレベルであって、かつ、信号ＯＣａがＬレベルであれば、信号Ｇt1として差動増幅器２２１の出力信号を選択して、トランジスター２３１のゲート端子に供給するとともに、信号Ｇt2としてＬレベルを選択し、トランジスター２３２のゲート端子に供給する。
一方、セレクター２２３は、信号ＯＥａがＬレベルであって、かつ、信号ＯＣａがＨレベルであれば、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、トランジスター２３１のゲート端子に供給するとともに、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、トランジスター２３２のゲート端子に供給する。
なお、セレクター２２３は、信号ＯＥａがＨレベルであれば、信号ＯＣａの論理レベルとは無関係に、信号Ｇt1としてＨレベルをトランジスター２３１のゲート端子に供給し、信号Ｇt2としてＬレベルをトランジスター２３２のゲート端子に供給する。

換言すれば、セレクター２２３は、第１に、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（信号Ａin）の電圧上昇期間であれば、トランジスター２３１のゲート端子に差動増幅器２２１の出力信号を供給し、トランジスター２３２のゲート端子に当該トランジスター２３２がオフする信号を供給し、第２に、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧下降期間であれば、トランジスター２３１のゲート端子に当該トランジスター２３１がオフする信号を供給し、トランジスター２３２のゲート端子に差動増幅器２２１の出力信号を供給し、第３に、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧平坦期間であれば、トランジスター２３１のゲート端子に、当該トランジスター２３１がオフする信号を供給し、トランジスター２３２のゲート端子に、当該トランジスター２３２がオフする信号を供給する。

トランジスター対は、トランジスター２３１および２３２によって構成される。このうち、高位側のトランジスター２３１（ハイサイドトランジスター）は、例えばＰチャネル型の電界効果トランジスターであり、ソース端子には電源の高位側電圧Ｖ_Ｄが印加されている。低位側のトランジスター２３２（ローサイドトランジスター）は、例えばＮチャネル型の電界効果トランジスターであり、ソース端子が電源の低位側となるグランドＧndに接地されている。
トランジスター２３１および２３２のドレイン端子同士は、互いに接続されて、駆動回路１２０ａの出力端であるノードＮ１となっている。すなわち、ノードＮ１から駆動信号ＣＯＭ−Ａが出力される構成となっている。

ノードＮ１は、差動増幅器２２１の正入力端（＋）に接続される。
また、コンデンサーＣ０は、異常発振の防止等のために設けられ、一端がノードＮ１に接続され、他端が一定電位の、例えばグランドＧndに接地されている。

ここでは、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａについて説明したが、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する駆動回路１２０ｂの構成については、駆動回路１２０ａと同一であって、入出力信号だけが異なる。すなわち、駆動回路１２０ｂは、信号ＯＥａの代わりに信号ＯＥｂが、信号ＯＣａの代わりに信号ＯＣｂが、信号Ａinの代わりに信号Ｂinが、それぞれ入力される一方、ノードＮ１から駆動信号ＣＯＭ−Ｂが出力される構成である。

次に、駆動回路１２０ａ、１２０ｂの動作について、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａを例にとって説明する。

図１２は、駆動回路１２０ａの動作を説明するための各部における電圧波形を示す図である。
この図において、信号Ａinは、駆動信号ＣＯＭ−Ａのインピーダンス変換前の信号であるので、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａとほぼ同波形である。また、上述したように、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期Ｔａにおいて２つの同じ台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２が繰り返された波形であるので、信号Ａinも同様な繰り返し波形である。

なお、図１２は、このような繰り返し波形のうち、１つの台形波形を示している。また、この図において、期間Ｐ１は、信号Ａinが電圧Ｖcenから電圧Ｖminまで低下する期間であり、当該期間Ｐ１に続く期間Ｐ２は、信号Ａinが電圧Ｖminで一定となる期間であり、当該期間Ｐ２に続く期間Ｐ３は、信号Ａinが電圧Ｖminから電圧Ｖmaxまで上昇する期間であり、当該期間Ｐ３に続く期間Ｐ４は、信号Ａinが電圧Ｖmaxで一定となる期間であり、当該期間Ｐ４に続く期間Ｐ５は、信号Ａinが電圧Ｖmaxから電圧Ｖcenまで低下する期間である。
図１２における複数の電圧波形の各々については、説明の便宜上、縦スケールは必ずしも揃っていない。

まず、期間Ｐ１は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）の電圧低下期間である。このため、期間Ｐ１では、信号ＯＥａがＬレベルになり、信号ＯＣａがＨレベルであるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択する。
期間Ｐ１では、信号Ｇt1がＨレベルであるので、Ｐチャネル型のトランジスター２３１はオフする。
一方、当該期間Ｐ１では、まず信号Ａinの電圧がノードＮ１の電圧よりも先んじて低下する。逆にいえば、ノードＮ１の電圧は、信号Ａinの電圧以上となる。このため、信号Ｇt2として選択される差動増幅器２２１の出力信号の電圧は、両者の差電圧に応じて高くなり、ほぼＨレベルに振れる。信号Ｇt2がＨレベルになると、トランジスター２３２がオンするので、電圧Ｏutが低下する。なお、ノードＮ１の電圧は、コンデンサーＣ０、および、負荷である圧電素子Ｐztの容量性により、実際には、一気にグランドＧndに低下することはなく、緩慢に低下する。

ノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧よりも低くなると、信号Ｇt2がＬレベルになり、トランジスター２３２がオフする。なお、トランジスター２３２がオフしても、ノードＮ１の電圧は、コンデンサーＣ０および圧電素子Ｐztの容量性により保持されるので、不定にはならない。
トランジスター２３２がオフすると、ノードＮ１の電圧の低下が中断するが、信号Ａinの電圧低下が継続しているので、再びノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧以上となる。このため、信号Ｇt2がＨレベルとなって、トランジスター２３２が再びオンすることになる。
期間Ｐ１では、信号Ｇt2がＨおよびＬレベルで交互に切り替えられ、これにより、トランジスター２３２は、オンオフを繰り返す動作、すなわちスイッチング動作をすることになる。このスイッチング動作により、ノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧の低下に追従するように制御されることになる。

次に、期間Ｐ２は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）が電圧Ｖminで一定となる期間である。このため、期間Ｐ２では、信号ＯＥａがＨレベルとなるので、セレクター２２３が、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する結果、トランジスター２３１および２３２がともにオフとなる。
このため、期間Ｐ２においてノードＮ１は、期間Ｐ１におけるスイッチング動作の停止時における電圧Ｖminにほぼ保持されることになる。

期間Ｐ３は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）の電圧上昇期間である。このため、期間Ｐ３では、信号ＯＥａがＬレベルになり、信号ＯＣａがＬレベルになるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する。
期間Ｐ３では、信号Ｇt2がＬレベルであるので、Ｎチャネル型のトランジスター２３２はオフする。
一方、当該期間Ｐ３では、まず信号ＡinがノードＮ１の電圧よりも先んじて上昇する。逆にいえば、ノードＮ１の電圧は、信号Ａinの電圧よりも低くなる。このため、信号Ｇt1として選択される差動増幅器２２１の出力信号の電圧は、両者の差電圧に応じて低くなり、ほぼＬレベルに振れる。信号Ｇt1がＬレベルになると、トランジスター２３１がオンするので、電圧Ｏutが上昇する。なお、電圧Ｏutは、コンデンサーＣ０および圧電素子Ｐztにより、実際には、一気に電圧Ｖ_Ｄに上昇することはなく、緩慢に上昇する。
ノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧以上になると、信号Ｇt2がＨレベルになり、トランジスター２３１がオフする。なお、トランジスター２３１がオフしても、ノードＮ１の電圧は、コンデンサーＣ０および圧電素子Ｐztの容量性により保持されるので、不定にはならない。
トランジスター２３１がオフすると、ノードＮ１の電圧上昇は停止するが、信号Ａinの電圧上昇が継続しているので、再びノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧よりも低くなる。このため、信号Ｇt1がＬレベルとなって、トランジスター２３１が再びオンすることになる。
期間Ｐ３では、信号Ｇt1がＨおよびＬレベルで交互に切り替えられ、これにより、トランジスター２３１は、スイッチング動作をすることになる。このスイッチング動作により、ノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧上昇に追従するように制御されることになる。

期間Ｐ４は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）が電圧Ｖmaxで一定となる期間である。このため、期間Ｐ４では、信号ＯＥａがＨレベルになるので、セレクター２２３が、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する結果、トランジスター２３１および２３２がともにオフとなる。
このため、期間Ｐ４においてノードＮ１は、期間Ｐ３におけるスイッチング動作の停止時における電圧Ｖmaxにほぼ保持されることになる。

期間Ｐ５は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）の電圧低下期間である。このため、期間Ｐ５は、期間Ｐ１と同様な動作となる。すなわち、信号Ｇt2がＨ、Ｌレベルで交互に切り替えられ、これによりトランジスター２３２がスイッチング動作となり、ノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧低下に追従するように制御されることになる。

期間Ｐ５の後の期間Ｐ６は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）が電圧Ｖcenで一定となる期間である。このため、期間Ｐ６では、信号ＯＥａがＨレベルになるので、セレクター２２３が、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する結果、トランジスター２３１、２３２がともにオフとなる。
このため、期間Ｐ６においてノードＮ１は、期間Ｐ５におけるスイッチング動作の停止時における電圧Ｖcenにほぼ保持されることになる。

図１１に示した駆動回路１２０ａによれば、期間Ｐ１〜Ｐ６毎に、次のような動作となる。
すなわち、信号Ａinの電圧が低下する期間Ｐ１およびＰ５ではトランジスター２３２のスイッチング動作により、また、信号Ａinの電圧が上昇する期間Ｐ３ではトランジスター２３１のスイッチング動作により、それぞれノードＮ１の電圧が信号Ａinの電圧に追従するように制御される。
一方、信号Ａinの電圧が一定となる期間Ｐ２、Ｐ４およびＰ６では、トランジスター２３１、２３２がオフとなるので、ノードＮ１は、スイッチング動作の停止時における電圧を保持することになる。

このような駆動回路１２０ａによれば、常時スイッチングするＤ級増幅と比較して、信号Ａinの電圧Ｖin一定である期間Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６では、トランジスター２３１、２３２がスイッチング動作をしない。また、Ｄ級増幅では、スイッチング信号を復調するＬＰＦ（Low Pass Filter）、特にコイルのようなインダクターが必要となるが、駆動回路１２０ａでは、そのようなＬＰＦは不要である。このため、駆動回路１２０ａによれば、Ｄ級増幅と比較して、スイッチング動作やＬＰＦで消費される電力を抑えることができるほか、回路の簡略化、小型化を図ることができる。

ここでは、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａを例にとって説明したが、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する駆動回路１２０ｂについても同様な動作となる。詳細には、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形と、当該波形に対する信号ＯＥｂおよびＯＣｂとについては図６で説明した通りであり、駆動回路１２０ｂについても、信号Ｂinの電圧に追従するような電圧の駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する。

駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）については台形波形に限られず、正弦波などのように傾きに連続性を有する波形であっても良い。
このような波形を出力する場合、例えば駆動回路１２０ａであれば、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧（信号Ａinの電圧）の変化が相対的に大きければ、具体的には、単位時間当たりの電圧変化が予め定められた閾値を超えているのであれば、信号ＯＥａをＬレベルとし、そのうち、電圧の低下時に信号ＯＣａをＨレベルとし、電圧の上昇時に信号ＯＣａをＬレベルとすれば良い。また例えば駆動回路１２０ｂであれば、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧（信号Ｂinの電圧）の変化が相対的に大きければ、具体的には、単位時間当たりの電圧変化が予め定められた閾値を超えているのであれば、信号ＯＥｂをＬレベルとし、そのうち、電圧の低下時に信号ＯＣｂをＨレベルとし、電圧の上昇時に信号ＯＣｂをＬレベルとすれば良い。

ところで、実施形態に係る印刷装置１では、ヘッドユニット３に、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、およびＹの各色に対応したアクチュエーター基板４０が４個設けられる。１個のアクチュエーター基板４０には、ＤＡＣ１１３ａおよび１１３ｂと、電圧増幅器１１５ａおよび１１５ｂと、駆動回路１２０ａおよび１２０ｂと、ＣＯＦ３６との１セットによって駆動信号が供給されるので、ヘッドユニット３では、上記セットが４つ必要となる。

本実施形態において、ヘッドユニット３におけるアクチュエーター基板４０の個数は「４」としているが、機種によっては、「５」以上の場合もあれば、「４」未満の場合もあり得る。つまり、アクチュエーター基板４０の個数は、機種によって異なる状況に対処する必要がある。一方、上記セットは、アクチュエーター基板４０に固有の性質を有する。
アクチュエーター基板４０の個数が異なる状況に対処するため、上記セットの回路を駆動回路基板に実装して、当該駆動回路基板をアクチュエーター基板４０に対応させた構成が好ましいと考えられる。この構成によれば、アクチュエーター基板４０の個数が異なっても、上記セットに対応する回路基板を増減させれば済むためである。
本実施形態では、このような事情を考慮して、１個のアクチュエーター基板４０に、上記１セットの回路を実装した１枚の回路基板（駆動回路基板）に対応させている。なお、本実施形態では、アクチュエーター基板４０を４個としているので、駆動回路基板の枚数（個数）も「４」となる。

製造時における組み立ての容易性やメンテナンスなどを考慮すると、キャリッジ２０に固定された基板（中継基板）に、複数枚（実施形態では４枚）の駆動回路を取り付ける構成が好ましいと考えられる。ただし、このような構成で考慮しなければならない点は、複数枚の駆動回路基板を、キャリッジ２０に固定された中継基板に対してどのように取り付けるか、である。キャリッジ２０が高速で往復動すると、すなわち、加速および減速を繰り返すと、当該キャリッジ２０には、当該加減速方向に大きな横Ｇが発生するためである。
そこで、このような点を考慮した駆動回路基板の取り付けについて説明する。

図１３は、ヘッドユニット３における基板の接続構造を示す斜視図である。
この図に示されるように、ヘッドユニット３の図示しない壁面に対して、基板面がＸＹ平面に沿うように、当該中継基板２４が固定される。
本実施形態では、各色に対応した４個のアクチュエーター基板４０が設けられるとともに、これらのアクチュエーター基板４０の各々に対応して、駆動回路１２０ａおよび１２０ｂと、ＤＡＣ１１２ａおよび１１３ｂと、電圧増幅器１１５ａおよび１１５ｂとのセットが設けられる。１セットが、１枚の駆動回路基板２６に実装される場合、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、およびＹの各色に対応してアクチュエーター基板４０が設けられる構成において、駆動回路基板２６の枚数は「４」となる。

本実施形態では、４枚の駆動回路基板２６が、中継基板２４の図において上面に、例えば２行２列のマトリクス状に、それぞれ基板面がＸＺ平面に沿うように取り付けられている。換言すれば、４枚の駆動回路基板２６は、それぞれ基板面が主走査方向であるＸ方向にそって、中継基板２４に対して直立するように取り付けられている。

中継基板２４は、図１３では省略されたフレキシブルフラットケーブル１９０を介した制御部１１０からの各種信号を、４枚の駆動回路基板２６のそれぞれに供給する一方、４枚の駆動回路基板２６のそれぞれからの駆動信号ＣＯＭ−ＡおよびＣＯＭ−Ｂを、それぞれに対応するＣＯＦ３６に供給する。

図１４は、駆動回路基板２６の基板面における表面および裏面の実装例を示す図である。駆動回路基板２６の基板面のうちの表面（図１３においてＹ方向正側の面）には、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力するための構成である半導体回路２２５と、トランジスター２３１および２３２が実装されている。詳細には、駆動回路基板２６の表面では、中継基板２４を下側にして駆動回路基板２６の基板面を平面視したときに、半導体回路２２５が左側に、トランジスター２３１および２３２が右側にそれぞれ配列した状態で実装される。なお、表面に実装される半導体回路２２５は、例えばＤＡＣ１１２ａと、電圧増幅器１１５ａと、駆動回路１２０ａを構成する差動増幅器２２１およびセレクター２２３を集積化したものである。
駆動回路基板２６の四辺のうち、中継基板２４への取付辺の左側（半導体回路２２５の側）には、制御部１００からの各種信号を入力するためのＬ字状の入力端子２２７が複数（図では６個）設けられ、また、取付辺の右側（トランジスター２３１および２３２の側）には、駆動信号ＣＯＭ−ＡをＣＯＦ３６に並列で出力するためのＬ字状の出力端子２２９が複数（図では３個）設けられている。

なお、入力端子２２７および出力端子２２９の各々は、中継基板２４に形成された配線パターンと駆動回路基板２６に形成された配線パターンとに、それぞれ半田付けされる。これにより、駆動回路基板２６が中継基板２４に対し直立した状態で固定される。

同様に、駆動回路基板２６の基板面のうちの裏面（図１３においてＹ方向負側の面）には、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力するための構成である半導体回路２２５と、トランジスター２３１および２３２とが実装されている。
詳細には、駆動回路基板２６の裏面では、中継基板２４を下側にして駆動回路基板２６の基板面を平面視したときに、半導体回路２２５が左側に、トランジスター２３１および２３２が右側にそれぞれ配列した状態で実装される。なお、裏面に実装される半導体回路２２５は、例えばＤＡＣ１１２ｂと、電圧増幅器１１５ｂと、駆動回路１２０ｂを構成する差動増幅器２２１およびセレクター２２３を集積化したものである。
駆動回路基板２６の四辺のうち、中継基板２４への取付辺の左側（半導体回路２２５の側）には、制御部１００からの各種信号を入力するための入力端子２２７が複数設けられ、また、取付辺の右側（トランジスター２３１および２３２の側）には、駆動信号ＣＯＭ−ＢをＣＯＦ３６に並列で出力するための出力端子２２９が複数設けられている。

なお、入力端子２２７における上記取付辺方向の幅Ｗ１は、出力端子２２９における上記取付辺方向の幅Ｗ２よりも狭くなっている。換言すれば、出力端子２２９における幅Ｗ２は、出力端子２２９における幅Ｗ１よりも広くなっている。
また、図１３および図１４において駆動回路基板２６の実装面には半導体回路２２５、トランジスター２３１および２３２のみを図示し、コンデンサーＣ０等の他の素子については省略している。

一方、図１３において、例えば中継基板２４の下面には、各色のそれぞれに対応した４個のＣＯＦ３６の一端が接続されている。ＣＯＦ３６の他端は、対応する色のアクチュエーター基板４０に接続されて、当該アクチュエーター基板４０におけるｍ個の圧電素子Ｐztの一端に、選択部５２０で選択された駆動信号ＣＯＭ−ＡまたはＣＯＭ−Ｂを印加する構成となっている。

なお、各色に対応した４個のアクチュエーター基板４０がＸ方向に沿って配列するとともに、１個のアクチュエーター基板４０が、長手方向（ノズルの配列方向）が副走査方向であるＹ方向に沿うように取付板３２に取り付けられている点については、上述した通りである。
図１３では、ＣＯＦ３６に実装された半導体回路、すなわち、選択制御部５１０およびｍ個の選択部５２０を集積した半導体回路は図示を省略している。また、図１３の例では、中継基板２４の下面にＣＯＦ３６の一端を接続した構成としたが、その接続の形態は任意である。また、中継基板２４に対するアクチュエーター基板４０の位置についても、中継基板２４の下面に限られない。

ここで、仮に駆動回路基板２６の実装面が副走査方向であるＹ方向に沿っている構成を比較例として想定すると、当該構成では、キャリッジ２０が往復動して、Ｘ方向の横Ｇが発生すると、取付辺が支点となって、当該横Ｇによって駆動回路基板２６が中継基板２４に対し大きくぐらつき、入力端子２２７および出力端子２２９における半田が剥離する恐れがある。また、駆動回路基板２６の実装面がＹ方向に沿っていると、主走査方向であるＸ方向に対して直交するので、往復動の際の空気抵抗が大きくなり、キャリッジ２０の高速な往復動の妨げとなる。

これに対して、本実施形態では、駆動回路基板２６の実装面が主走査方向であるＸ方向に沿って直立しているので、キャリッジ２０が往復動によりＸ方向の横Ｇが発生しても、取付辺が支点にならない。したがって、当該横Ｇによって駆動回路基板２６が中継基板２４に対しぐらつくことがないので、入力端子２２７および出力端子２２９で発生する応力が低減され、半田の剥離等が防止される。
くわえて、駆動回路基板２６の実装面がＸ方向に沿っているので、往復動の際の空気抵抗が小さくなり、キャリッジ２０の高速な往復動の妨げにならない。また、トランジスター２３１および２３２に放熱用フィンを設ければ、冷却性の向上も期待できる。
ここで、上記効果を奏するためには、駆動回路基板２６の実装面が主走査方向に対して±１０度以内で当該駆動回路２６が取り付けられれば良い。
なお、往復動における反転時、または、キャリッジ２０の停止時（待機時）では、放熱効果が期待できないが、反転時または停止時にあっては、駆動信号ＣＯＭ−ＡおよびＣＯＭ−Ｂが電圧Ｖcenで一定であり、トランジスター２３１および２３２がともにオフとなるので、放熱効果が期待できなくても、あまり問題にならない。

本実施形態のように、駆動回路基板２６に対して両面実装して、各面において入力端子２２７および出力端子２２９をそれぞれ設けると、駆動回路基板２６を平面視したときに、幅広の出力端子２２９が左右の両側に位置するので、取付強度の向上を図ることができる。詳細には、駆動回路基板２６の表面から見たときに、当該表面の右側には出力端子２２９が位置し、裏面に設けられた出力端子２２９が表面からみて左側に位置するので、左右の一方側に出力端子が偏る構成と比較して、取付強度の向上を図ることができるのである。
なお、両面実装ではなく、片面実装であっても良いのはもちろんである。

上記説明では、中継基板２４に対して駆動回路基板２６が直立して取り付けられるとして説明したが、駆動回路基板２６の実装面がキャリッジ２０の移動方向に沿っていれば、中継基板２４に対して駆動回路基板２６が傾斜した状態で取り付けられても良い。

上記説明では、駆動回路基板２６は、中継基板２４に対して入力端子２２７および出力端子２２９を介した半田付けによって取り付けられた構成であった。すなわち、入力端子２２７および出力端子２２９が、駆動回路基板２６を中継基板２４に固定する際の支持部として機能させた。
駆動回路基板２６を中継基板２４に固定する支持部としては、このほかにも図において駆動回路基板２６の上辺を固定して、当該駆動回路基板２６を吊下する構成などが考えられる。

また、上記説明では、駆動回路基板２６は、中継基板２４に対して入力端子２２７および出力端子２２９を介した半田付けによって取り付けられたが、故障などへの対処を考慮すれば、中継基板２４に対して交換可能な構成が好ましい。
そこで次に、駆動回路基板２６を中継基板２４に対して交換可能とした例について説明する。

図１５は、駆動回路基板２６を中継基板２４に対して交換可能とした構成において、ヘッドユニット３における基板の接続構造を示す斜視図である。
この図に示される例において、駆動回路基板２６の取付辺の一部は、突起２６Ｎとなっている。一方、中継基板２４には、駆動回路基板２６の各々に対応したコネクタＣｎが設けられている。このコネクタＣｎには、駆動回路基板２６の突起２６Ｎが挿入されて、駆動回路基板２６が中継基板２４に対して固定される構成となっている。

なお、突起２６Ｎには、図示省略されているが、複数の配線パターンが形成されており、この配線パターンには、制御部１１０からの各種信号を入力するための配線パターンや、駆動信号を出力するための配線パターンなどが含まれる。一方、コネクタＣｎには、上記配線パターンの各々に対応する接点が設けられて、突起２６Ｎが挿入されたときに、配線パターンと接点とがそれぞれ接続される構成となっている。

このような構成によれば、駆動回路基板２６がＸ方向の横Ｇが発生しても中継基板２４に対しぐらつくことが防止され、往復動の際の空気抵抗が低減され、さらには、駆動回路基板２６の組み立て、および交換が容易となる。

上記説明では、液体吐出装置を印刷装置１として説明したが、液体を吐出して立体を造形する立体造形装置や、液体を吐出して布地を染める捺染装置などであっても良い。

１…印刷装置（液体吐出装置）、３…ヘッドユニット、２０…キャリッジ、２４…中継基板、２６…駆動回路基板、４０…アクチュエーター基板、１００…メイン基板、１２０ａ、１２０ｂ…駆動回路、 ２２１…差動増幅器、２２３…セレクター、２２７…入力端子、２２９…出力端子、２３１、２３１…トランジスター、４４２…キャビティ、Ｐzt…圧電素子、Ｎ…ノズル、Ｃ０…コンデンサー、Ｃｎ…コネクター。

Claims (9)

1. 元駆動信号を増幅した駆動信号を出力する駆動回路が実装された駆動回路基板と、
   前記駆動信号によって駆動される圧電素子を含み、当該圧電素子が駆動されることによって液体を吐出する吐出部と、
   前記駆動信号を前記駆動回路基板から前記圧電素子に向けて中継する中継基板と、
   前記吐出部、前記中継基板、および前記駆動回路基板を搭載し、主走査方向に往復動するキャリッジと、
   を含み、
   前記駆動回路基板は、当該駆動回路の実装面が前記キャリッジの主走査方向に沿う方向となるよう前記中継基板に取り付けられた
   ことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記駆動回路基板は、
   前記駆動信号を出力する出力端子と、
   前記元駆動信号または当該元駆動信号以外の信号を入力する入力端子と、
   を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記駆動回路基板を複数有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記駆動回路基板は、
   コネクタを介して前記中継基板に接続される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出装置。
5. 前記駆動回路基板を前記中継基板に支持する支持部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出装置。
6. 前記駆動回路は、
   所定の出力端と電源高位側電圧の給電点との間に接続されたハイサイドトランジスターと、
   前記出力端と電源低位側電圧の給電点との間に接続されたローサイドトランジスターと、
   前記元駆動信号の電圧と前記駆動信号に応じた電圧との差電圧を増幅した制御信号を出力する差動増幅器と、
   前記元駆動信号の電圧変化が上昇方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが閾値以上の第１の場合、前記制御信号を選択して、前記ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給し、
   前記元駆動信号の電圧変化が低下方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが前記閾値以上の第２の場合、前記制御信号を選択して、前記ローサイドトランジスターのゲート端子に供給するセレクターと、
   を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液体吐出装置。
7. 前記セレクターは、
   前記第１の場合、前記ローサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、
   前記第２の場合、前記ハイサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
8. 前記セレクターは、
   前記電圧変化の大きさが閾値未満の第３の場合、
   前記ローサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、
   前記ハイサイドトランジスターをオフさせる信号を選択して、当該ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記駆動回路基板の一方の面に、前記駆動回路が実装され、
   当該駆動回路基板の他方の面に、前記駆動回路とは別の駆動回路が実装され、
   前記中継基板は、前記別の駆動回路による駆動信号を前記駆動回路基板から前記圧電素子に向けて中継する
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液体吐出装置。
   

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