JP2019130823A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体を吐出しない状態において、リーク電流に起因する電圧が圧電素子に供給されることで当該圧電素子が変位することに伴う応力を低減することが可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】出力端子から第１電圧信号を出力する駆動回路と、前記第１電圧信号が供給される第１電極と、第２電圧信号が供給される第２電極とを有し、前記第１電極と前記第２電極との電位差によって変位する圧電素子と、前記圧電素子の変位に伴いノズルから吐出される液体が充填されるキャビティーと、前記キャビティーと前記圧電素子との間に設けられている振動板と、前記出力端子と前記第１電極とに電気的に接続されているスイッチ素子と、を備え、前記液体が吐出されず、前記スイッチ素子がオフに制御され、前記第１電圧信号の電圧値は前記第２電圧信号の電圧値に近づくように制御されるモードを有する、液体吐出装置。【選択図】図２０

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

インク等の液体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（液体吐出装置）には、例えばピエゾ素子などの圧電素子を用いたものが知られている。圧電素子は、プリントヘッドにおいて、インクを吐出する複数のノズル、及びノズルから吐出されるインクを貯留するキャビティーに対応して設けられる。そして、圧電素子が駆動信号に従い変位することで、圧電素子とキャビティーとの間に設けられた振動板が撓み、キャビティーの容積が変化する。これにより、ノズルから所定のタイミングで所定量のインクが吐出され、媒体上にドットが形成される。

特許文献１には、上部電極と下部電極との間の電位差に基づき変位する圧電素子に対して、上部電極に印刷データに基づき生成された駆動信号を供給し、下部電極に基準電圧を供給し、選択回路（スイッチ回路）により駆動信号を供給するか否かを制御することで、圧電素子の変位を制御し、インクを吐出する液体吐出装置が開示されている。

特開２０１７−４３００７号公報

液体吐出装置には、上述したインクの吐出が可能な印刷状態以外に、印刷データが供給されておらずインクを吐出しない状態も存在する。インクを吐出しない状態としては、印刷データが供給された場合に短時間に印刷状態に移行することが可能な待機状態、待機状態に対して消費電力が低減されたスリープ状態、また、待機状態からスリープ状態に移行する間の移行状態等の複数の状態がある。圧電素子は、インクを吐出しない状態であっても、上部電極と下部電極との間に電位差が生じた場合には変位する。

特にスリープ状態においては、消費電力を低減させるためにスイッチ回路がオフに制御される場合がある。しかしながら、スイッチ回路がオフに制御された場合、当該スイッチ回路に含まれる抵抗成分、及び圧電素子の抵抗成分を介してリーク電流が流れることがある。その結果、圧電素子の上部電極と下部電極との間に意図しない電位差が生じ、圧電素子が変位する。このような圧電素子の意図しない変位は、振動板に想定よりも大きな撓みを生じさせる可能性がある。

スリープ状態は、印刷状態等に対して長時間継続する可能性がある。そのため、スリープ状態において圧電素子に意図しない変位が生じ、振動板に想定より大きな撓みが生じた場合、振動板には意図しない応力が継続して掛かる。

また、振動板に想定よりも大きな撓みが生じた状態で、スリープ状態から印刷状態となった場合、インクの吐出時において振動板に必要以上の負荷が掛かる。このような振動板に係る応力及び負荷は、振動板とキャビティーとの接点を中心に生じる。その結果、振動板にクラック等が生じるおそれがある。

振動板にクラックが生じた場合、当該クラックからキャビティーに貯留されたインクが
漏れ出し、キャビティーの容積の変化に対して吐出されるインク量にばらつきが生じるおそれがある。その結果、インクの吐出精度が悪化する。

さらに、当該クラックから漏れ出したインクが上部電極と下部電極との双方に付着した場合、上部電極と下部電極との間に当該インクを介して電流が流れる。そのため、下部電極に供給される基準電圧の電位が変動する。その結果、例えば、当該基準電圧が複数の圧電素子に共通に供給されている場合であっては、基準電圧の電位の変動が複数の圧電素子の変位に影響する。すなわち、クラックが生じた振動板に対応するノズルからの吐出精度に限らず、液体吐出装置全体におけるインクの吐出精度に影響を及ぼすおそれもある。

このようなインクを吐出しない状態において圧電素子に生じる意図しない変位、及び振動板に生じる意図しない撓みに起因する課題は、特許文献１にも開示されていない新規な課題である。

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、以下の態様として実現することが可能である。

本発明に係る液体吐出装置の一態様は、出力端子から第１電圧信号を出力する駆動回路と、前記第１電圧信号が供給される第１電極と、第２電圧信号が供給される第２電極とを有し、前記第１電極と前記第２電極との電位差によって変位する圧電素子と、前記圧電素子の変位に伴いノズルから吐出される液体が充填されるキャビティーと、前記キャビティーと前記圧電素子との間に設けられている振動板と、前記出力端子と前記第１電極とに電気的に接続されているスイッチ素子と、を備え、前記液体が吐出されず、前記スイッチ素子がオフに制御され、前記第１電圧信号の電圧値は前記第２電圧信号の電圧値に近づくように制御されるモードを有する。

また、前記態様の液体吐出装置において、前記ノズルは１インチあたり３００個以上の密度で複数設けられ、前記圧電素子は前記複数の前記ノズルに対応して複数設けられていてもよい。

また、前記態様の液体吐出装置は、前記モードでは、媒体に対して印刷を行わなくてもよい。

また、前記態様の液体吐出装置において、前記第１電圧信号の電圧値及び前記第２電圧信号の電圧値よりも高い電圧値の第３電圧信号が、前記出力端子と前記スイッチ素子とが電気的に接続されているノードに抵抗素子を介して入力されてもよい。

また、前記態様の液体吐出装置において、前記圧電素子の抵抗成分は、前記スイッチ素子のオフのときの抵抗成分よりも大きくてもよい。

また、前記態様の液体吐出装置において、前記駆動回路は、前記出力端子から出力される前記第１電圧信号を帰還する帰還回路と、前記第１電圧信号の元となる元信号と、前記第１電圧信号を帰還した信号と、に基づき変調信号を生成する変調回路と、前記変調信号を増幅して復調することで前記第１電圧信号を生成する出力回路と、を備えてもよい。

液体吐出装置の概略構成を示す斜視図である。 液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 液体吐出装置の動作モード間におけるモード遷移を説明するためのフローチャート図である。 状態信号ＭＣ１，ＭＣ２と各動作モードとの関係を示す図である。 駆動回路の回路構成を示す図である。 電圧信号Ａｓと変調信号Ｍｓとの波形を元駆動信号ａＡの波形と関連付けて示す図である。 吐出部の概略的な構成を示す断面図である。 記録ヘッドに設けられた複数のノズルの配置の一例を示す図である。 印刷モードにおける駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳを示す図である。 待機モード、移行モード及びスリープモードにおける駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳを示す図である。 ヘッドユニットの電気的構成を示す図である。 選択回路の構成を示す図である。 デコード内容を示す図である。 印刷モードにおけるヘッドユニットの動作を説明するための図である。 待機モード、移行モード及びスリープモードにおけるヘッドユニットの動作を説明するための図である。 駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳが圧電素子に供給される経路において、トランスファーゲート及び圧電素子の等価回路を示した図である。 図１６に示す構成において、圧電素子の第１電極の電圧の一例を示す図である。 圧電素子の変位及び振動板の撓みを模式的に示す図である。 液体吐出装置の一部の概略構成を示す構成図である。 待機モード、移行モード及びスリープモードにおける動作のタイミングを説明するためのタイミングチャート図である。 移行モードにおける駆動信号ＣＯＭの電圧値と基準電圧信号ＶＢＳの電圧値との関係を説明するための図である。

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。

以下では、本発明に係る液体吐出装置について、液体としてインクを吐出する印刷装置であるインクジェットプリンターを例に挙げて説明する。

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、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等を挙げることができる。

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ドットを形成し、これにより、当該画像データに応じた文字、図形等を含む画像を印刷するインクジェットプリンターである。

図１は、液体吐出装置１の概略構成を示す斜視図である。図１には、媒体Ｐが搬送される方向を方向Ｘ、方向Ｘと交差し移動体２が往復動する方向を方向Ｙ，インクが吐出され
る方向を方向Ｚとして図示する。なお、本実施形態では、方向Ｘ、方向Ｙ、方向Ｚは互いに直交する軸として説明を行う。

図１に示されるように、液体吐出装置１は、移動体２と、移動体２を方向Ｙに沿って往復動させる移動機構３と、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、を有する。

移動体２に含まれるキャリッジ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を駆動させることで、移動体２がキャリッジガイド軸３２に案内されて方向Ｙに沿って往復動する。

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、多数のノズルを有し、当該ノズルから方向Ｚに沿ってインクを吐出する。また、ヘッドユニット２０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。

液体吐出装置１は、媒体Ｐを、方向Ｘに向かいプラテン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を方向Ｘに向かい搬送する搬送ローラー４２と、を備える。

そして、媒体Ｐが搬送機構４により搬送されるタイミングにおいて、ヘッドユニット２０が媒体Ｐにインクを吐出することにより、媒体Ｐの表面に画像が形成される。

図２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２に示すように、液体吐出装置１は、制御ユニット１０とヘッドユニット２０とを有する。制御ユニット１０とヘッドユニット２０とは、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、制御回路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、駆動回路５０と、電圧生成回路７０と、検出回路８０と、を備える。

制御回路１００は、ホスト・コンピューターから供給された画像データに基づいて、各種構成を制御するための複数の制御信号等を出力する。

具体的には、制御回路１００は、キャリッジモータードライバー３５に対して制御信号ＣＴＲ１を供給する。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の方向Ｙにおける移動が制御される。

また、制御回路１００は、搬送モータードライバー４５に対して制御信号ＣＴＲ２を供給する。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による方向Ｘの移動が制御される。

また、制御回路１００は、駆動回路５０にデジタル信号であるデータｄＡを供給する。
詳細は後述するが、駆動回路５０は、データｄＡをアナログ変換した後、Ｄ級増幅して駆動信号ＣＯＭを生成し、ヘッドユニット２０に供給する。すなわち、データｄＡは、ヘッドユニット２０に供給する駆動信号ＣＯＭの波形を規定する信号である。

また、制御回路１００は、電圧生成回路７０に、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２を供給する。電圧生成回路７０は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２に基づいた基準電圧信号ＶＢＳを生成する。基準電圧信号ＶＢＳは、制御ユニット１０において分岐され、検出回路８０及びヘッドユニット２０に供給される。検出回路８０は、供給された基準電圧信号ＶＢＳの電圧値を検出し、検出結果を示す基準電圧値信号ＶＢＳＬＶを制御回路１００に供給する。

さらに、制御回路１００は、ヘッドユニット２０に、クロック信号ＳＣＫ、印刷データ信号ＳＩ、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨを供給する。

ヘッドユニット２０は、選択制御回路２１０と、複数の選択回路２３０と、記録ヘッド２１と、を備える。記録ヘッド２１は、圧電素子６０を含む複数の吐出部６００を有する。複数の吐出部６００は、複数の選択回路２３０に対応して設けられる。

詳細は後述するが、選択制御回路２１０は、各選択回路２３０に対して駆動信号ＣＯＭを選択すべきか非選択とすべきかを、制御回路１００から供給される印刷データ信号ＳＩ、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨに基づいて指示する。

選択回路２３０は、選択制御回路２１０の指示に従い、駆動信号ＣＯＭを選択し、駆動信号ＶＯＵＴとして記録ヘッド２１に含まれる吐出部６００が有する圧電素子６０の一端に供給する。圧電素子６０の他端には、基準電圧信号ＶＢＳが共通に供給されている。

吐出部６００に含まれる圧電素子６０は、記録ヘッド２１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、一端に供給される駆動信号ＶＯＵＴの電圧値と、他端に供給される基準電圧信号ＶＢＳの電圧値と、の電位差に応じて変位する。そして、圧電素子６０を変位させる当該電位差の変化に応じたインクが、ノズルから吐出される。

なお、図２では、液体吐出装置１は、１つのヘッドユニット２０を備えるものとして説明を行ったが、複数のヘッドユニット２０が備えられてもよい。また、図２では、ヘッドユニット２０は、１つの記録ヘッド２１を備えるものとして説明を行ったが、１つのヘッドユニット２０には、複数の記録ヘッド２１が備えられてもよい。また、駆動回路５０は、ヘッドユニット２０に備えられていてもよい。

ここで、本実施形態における液体吐出装置１は、複数の動作モードを有する。

具体的には、液体吐出装置１は、複数の動作モードの少なくとも一部として、印刷モード、待機モード、移行モード及びスリープモードを含む。印刷モードは、供給された画像データに基づき媒体Ｐに対してインクを吐出することで印刷が可能な動作モードである。待機モードは、印刷モードに対して消費電力を低減しながら画像データが供給された場合に短時間で印刷の再開が可能な動作モードである。移行モードは、待機モードからスリープモードに移行する間の動作モードである。スリープモードは、待機モードに対して消費電力をさらに低減することが可能な動作モードである。待機モード、移行モード及びスリープモードは、画像データが供給されておらず媒体Ｐに対してインクが吐出されずに印刷を行わないモードである。

ここで、液体吐出装置１が有する動作モード間の関係について、図３を用いて説明する。図３は、液体吐出装置１の動作モード間におけるモード遷移を説明するためのフローチャート図である。

図３に示すように、液体吐出装置１に電源が供給されると、制御回路１００は、動作モードを待機モードに制御する（Ｓ１１０）。そして、制御回路１００は、待機モードに遷移した後、所定の時間が経過したか否かの判断を行う（Ｓ１２０）。

所定の時間が経過していない場合（Ｓ１２０のＮ）、制御回路１００は、液体吐出装置１に画像データが供給されているか否かの判断を行う（Ｓ１３０）。

画像データが供給されていない場合（Ｓ１３０のＮ）、待機モードを継続する。一方、画像データが供給されている場合（Ｓ１３０のＹ）、制御回路１００は、動作モードを印刷モードに制御する（Ｓ１４０）。

印刷モードにおいて、供給された画像データに対応する印刷が完了すると、制御回路１００は、動作モードを待機モードに制御する（Ｓ１１０）。

また、所定の時間が経過した場合（Ｓ１２０のＹ）、制御回路１００は、動作モードを移行モードに制御し（Ｓ１５０）、その後、動作モードをスリープモードに制御する（Ｓ１６０）。

そして、制御回路１００は、スリープモードに遷移した後、制御回路１００は、液体吐出装置１に画像データが供給されているか否かの判断を行う（Ｓ１７０）。

画像データが供給されていない場合（Ｓ１７０のＮ）、スリープモードを継続する。一方、画像データが供給されている場合（Ｓ１７０のＹ）、制御回路１００は、動作モードを印刷モードに制御する（Ｓ１４０）。

本実施形態では、制御回路１００は、液体吐出装置１が印刷モード、待機モード、スリープモード及び移行モードのいずれの動作モードであるかを示す状態信号ＭＣ１，ＭＣ２を出力する。図４は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２と各動作モードとの関係を示す図である。

図４に示すように、液体吐出装置１が印刷モードである場合、制御回路１００は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２をともにＨレベルにして出力する。また、液体吐出装置１が待機モードであるとき、制御回路１００は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２をそれぞれＨレベル、Ｌレベルにして出力する。また、液体吐出装置１が移行モードである場合、制御回路１００は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２をともにＬレベルにして出力する。また、液体吐出装置１がスリープモードである場合、制御回路１００は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２をそれぞれＬレベル、Ｈレベルにして出力する。

なお、液体吐出装置１は、複数の動作モードとして、上述した動作モード以外の動作モードを含んでもよい。例えば、液体吐出装置１は、媒体Ｐに対してテスト印刷を行うテスト印刷モード、インク切れや媒体Ｐの搬送不良などにより動作を停止する停止モード等の動作モードを有してもよい。

また、本実施形態では、液体吐出装置１の動作モードは、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２の２つの信号を用いて示されるものとして説明を行うが、制御回路１００は、３つ以上の信号を用いて動作モードを示してもよく、また、特定のコマンドを用いて動作モードを示して
もよい。

２ 駆動回路の電気的構成
次に、図５を用いて、駆動回路５０の詳細について説明する。図５は、駆動回路５０の回路構成を示す図である。図５に示されるように、駆動回路５０は、制御回路１００から入力されるデータｄＡに基づき、ヘッドユニット２０が有する圧電素子６０を変位させるための駆動信号ＣＯＭを生成し出力する。

駆動回路５０は、集積回路５００と、出力回路５５０と、第１帰還回路５７０と、第２帰還回路５７２と、その他複数の回路素子と、を有する。

集積回路５００は、ＤＡＣ５１１（Digital to Analog Converter）と、変調回路５１０と、ゲートドライバー５２０と、基準電圧生成回路５８０と、を含む。また、集積回路５００は、端子Ｉｎ、端子Ｂｓｔ、端子Ｈｄｒ、端子Ｓｗ、端子Ｇｖｄ、端子Ｌｄｒ、端子Ｇｎｄ、端子Ｖｆｂ及び端子Ｉｆｂを含む複数の端子で外部と電気的に接続される。

集積回路５００は、端子Ｉｎから入力される駆動信号ＣＯＭの波形を規定するデータｄＡを変調し、出力回路５５０に含まれる第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２のそれぞれのゲートを駆動する第１増幅制御信号Ｈｇｄ及び第２増幅制御信号Ｌｇｄを生成し出力する。

基準電圧生成回路５８０は、第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶと第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶとを生成し、ＤＡＣ５１１に供給する。

ＤＡＣ５１１は、データｄＡを、第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶと第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶとの間の電圧のアナログ信号である元駆動信号ａＡに変換し、変調回路５１０に含まれる加算器５１２の入力端（＋）に供給する。

変調回路５１０は、加算器５１２、加算器５１３、コンパレーター５１４、インバーター５１５、積分減衰器５１６及び減衰器５１７を含む。

積分減衰器５１６は、端子Ｖｆｂを介して入力された駆動信号ＣＯＭの電圧を減衰するとともに積分し、当該電圧を加算器５１２の入力端（−）に供給する。

加算器５１２は、入力端（＋）に入力される元駆動信号ａＡの電圧から、入力端（−）に入力される積分減衰器５１６から出力された電圧を差し引き、積分した電圧を加算器５１３の入力端（＋）に供給する。

ここで、元駆動信号ａＡの最大電圧は第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶと第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶとで規定された２Ｖ程度であるのに対して、駆動信号ＣＯＭの最大電圧は４０Ｖを超える場合がある。このため、積分減衰器５１６は、偏差を求めるにあたり両電圧の振幅範囲を合わせるために、駆動信号ＣＯＭの電圧を減衰させている。

減衰器５１７は、端子Ｉｆｂを介して入力された駆動信号ＣＯＭの電圧の高周波成分を減衰し、当該電圧を加算器５１３の入力端（−）に供給する。

加算器５１３は、入力端（＋）に入力される加算器５１２から出力された電圧から、入力端（−）に入力される減衰器５１７から出力された電圧を減算した電圧信号Ａｓを、コンパレーター５１４に出力する。

この加算器５１３から出力される電圧信号Ａｓは、元駆動信号ａＡの電圧から端子Ｖｆｂに供給された電圧を差し引いて、さらに、端子Ｉｆｂに供給された電圧を差し引いた電圧である。すなわち、電圧信号Ａｓは、目標である元駆動信号ａＡの電圧から、出力される駆動信号ＣＯＭの減衰電圧を指し引いた偏差を、当該駆動信号ＣＯＭの高周波成分で補正した電圧信号といえる。

コンパレーター５１４は、入力される電圧信号Ａｓに基づいて変調信号Ｍｓを生成し出力する。具体的には、コンパレーター５１４は、加算器５１３から出力される電圧信号Ａｓが電圧上昇時、且つ後述する閾値Ｖｔｈ１以上になった場合にＨレベルとなり、電圧信号Ａｓが電圧下降時、且つ後述する閾値Ｖｔｈ２を下回った場合にＬレベルとなる変調信号Ｍｓを生成する。なお、閾値Ｖｔｈ１＞閾値Ｖｔｈ２という関係に設定されている。

そして、コンパレーター５１４は、生成した変調信号Ｍｓを後述するゲートドライバー５２０に含まれる第１ゲートドライバー５２１に出力する。また、コンパレーター５１４は、生成した変調信号Ｍｓを、インバーター５１５を介して、ゲートドライバー５２０に含まれる第２ゲートドライバー５２２に出力する。したがって、第１ゲートドライバー５２１に供給される信号と第２ゲートドライバー５２２に供給される信号とは、互いの論理レベルが排他的な関係にある。

ここで、第１ゲートドライバー５２１及び第２ゲートドライバー５２２に供給される信号の論理レベルが排他的な関係にあるとは、実際には、同時にＨレベルとはならないようにタイミングが制御されてもよい。すなわち、ここでいう排他的とは、第１ゲートドライバー５２１及び第２ゲートドライバー５２２に供給される信号の論理レベルが同時にＨレベルにならないとの概念を含む。

以上のように変調回路５１０は、元駆動信号ａＡ（データｄＡ）と、端子Ｖｆｂを介して帰還する駆動信号ＣＯＭの電圧と、に基づき、変調信号Ｍｓを生成し、後述するゲートドライバー５２０を介して出力回路５５０に出力する。

ところで、ここでいう変調信号とは、狭義には、変調信号Ｍｓであるが、デジタル信号であるデータｄＡに基づくアナログ信号である元駆動信号ａＡに応じてパルス変調したものであると考えれば、変調信号Ｍｓの否定信号も変調信号に含まれる。すなわち、変調回路５１０から出力される変調信号には、上述の変調信号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も含まれる。

また、変調信号Ｍｓは、データｄＡ（元駆動信号ａＡ）に合わせて周波数やデューティー比が変化する。そのため、減衰器５１７が変調利得（感度）を調整することで、周波数やデューティー比の変化量を調整することができる。

ゲートドライバー５２０は、第１ゲートドライバー５２１と、第２ゲートドライバー５２２とを含む。

第１ゲートドライバー５２１は、コンパレーター５１４から出力される変調信号Ｍｓをレベルシフトして、端子Ｈｄｒから第１増幅制御信号Ｈｇｄとして出力する。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を介して供給される電圧であり、低位側は、端子Ｓｗを介して供給される電圧である。端子Ｂｓｔは、コンデンサーＣ５の一端及び逆流防止用のダイオードＤ１のカソード電極に接続される。端子Ｓｗは、コンデンサーＣ５の他端に接続される。ダイオードＤ１のアノード電極は、端子Ｇｖｄに接続され、不図示の電源回路から電圧Ｖｍが供給される。したがって、端子Ｂｓｔと端子Ｓｗとの電位差は、コンデンサーＣ５の両端の電位差、すなわち電圧Ｖｍにおよそ等しくなる
。そして、第１ゲートドライバー５２１は、入力される変調信号Ｍｓにしたがい、端子Ｓｗに対して電圧Ｖｍだけ大きな電圧の第１増幅制御信号Ｈｇｄを生成し、端子Ｈｄｒから集積回路５００の外部に出力する。

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、コンパレーター５１４から出力された変調信号Ｍｓがインバーター５１５で反転された信号をレベルシフトして、端子Ｌｄｒから第２増幅制御信号Ｌｇｄとして出力する。第２ゲートドライバー５２２の電源電圧のうち高位側は、電圧Ｖｍが供給され、低位側は、端子Ｇｎｄを介してグラウンド電位（０Ｖ）が供給される。そして、第２ゲートドライバー５２２は、入力される変調信号Ｍｓの反転信号に従って、端子Ｇｎｄに対して電圧Ｖｍだけ大きな電圧を第２増幅制御信号Ｌｇｄとして端子Ｌｄｒから出力する。

出力回路５５０は、第１トランジスターＭ１と、第２トランジスターＭ２と、ローパスフィルター５６０（Low Pass Filter）と、を有する。出力回路５５０は、入力される変調信号Ｍｓを増幅して復調することで駆動信号ＣＯＭを生成する。なお、駆動信号ＣＯＭはデータｄＡに応じた元駆動信号ａＡが増幅されたものといえるので、換言すれば、データｄＡあるいは元駆動信号ａＡは、駆動信号ＣＯＭの元となる元信号である。

第１トランジスターＭ１のドレインには、電圧Ｖｈが供給される。また、第１トランジスターＭ１のゲートは、抵抗Ｒ１の一端と接続され、抵抗Ｒ１の他端は集積回路５００の端子Ｈｄｒと接続される。よって、第１トランジスターＭ１のゲートには、第１増幅制御信号Ｈｇｄが供給される。また、第１トランジスターＭ１のソースは、集積回路５００の端子Ｓｗと接続される。

第２トランジスターＭ２のドレインは、第１トランジスターＭ１のソースと接続される。また、第２トランジスターＭ２のゲートは、抵抗Ｒ２の一端と接続され、抵抗Ｒ２の他端は集積回路５００の端子Ｌｄｒに接続される。よって、第２トランジスターＭ２のゲートには、第２増幅制御信号Ｌｇｄが供給される。また、第２トランジスターＭ２のソースはグラウンド電位に接続される。

以上のように接続された第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２において、第１トランジスターＭ１がオフ、第２トランジスターＭ２がオンのとき、端子Ｓｗが接続される接続点の電圧はグラウンド電位となり、端子Ｂｓｔには電圧Ｖｍ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がオフのとき、端子Ｓｗが接続される接続点の電圧は電圧Ｖｈとなり、端子Ｂｓｔには電圧Ｖｈ＋Ｖｍが印加される。すなわち、第１トランジスターＭ１を駆動させる第１ゲートドライバー５２１は、コンデンサーＣ５をフローティング電源として、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２の動作に応じて、端子Ｓｗの電位が０Ｖ又は電圧Ｖｈに変化することで、第１トランジスターＭ１のゲートに、Ｌレベルが電圧Ｖｈ、Ｈレベルが電圧Ｖｈ＋電圧Ｖｍの第１増幅制御信号Ｈｇｄを出力する。そして、第１トランジスターＭ１は、第１増幅制御信号Ｈｇｄに基づきスイッチング動作を行う。

第２トランジスターＭ２を駆動させる第２ゲートドライバー５２２は、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２の動作に関係なく、端子Ｇｎｄの電位がグラウンド電位に固定されているため、Ｌレベルが０Ｖ、Ｈレベルが電圧Ｖｍの第２増幅制御信号Ｌｇｄを出力する。そして、第２トランジスターＭ２は、第２増幅制御信号Ｌｇｄに基づきスイッチング動作を行う。

以上のように、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２は、変調信号Ｍｓ
に基づく第１増幅制御信号Ｈｇｄ及び第２増幅制御信号Ｌｇｄによりスイッチング動作を行う。そして、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２のスイッチング動作により、第１トランジスターＭ１のソースと第２トランジスターＭ２のドレインとが接続される接続点に、変調信号Ｍｓが電圧Ｖｈに基づき増幅された増幅変調信号が生成される。すなわち、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２が、増幅回路として機能する。なお、このとき、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２を駆動する第１増幅制御信号Ｈｇｄ及び第２増幅制御信号Ｌｇｄは、前述のとおり排他的な関係であるため、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２は、同時にオンしないように制御される。

ローパスフィルター５６０は、インダクターＬ１とコンデンサーＣ１とを含む。

インダクターＬ１は、一端が第１トランジスターＭ１のソース及び第２トランジスターＭ２のドレインと共通に接続され、他端は駆動信号ＣＯＭが出力される端子Ｏｕｔと接続される。また、端子Ｏｕｔは、コンデンサーＣ１の一端とも接続され、コンデンサーＣ１の他端は、グラウンド電位に接続される。

これにより、インダクターＬ１とコンデンサーＣ１とが、第１トランジスターＭ１と第２トランジスターＭ２との接続点に供給される増幅変調信号を平滑して復調することで、駆動信号ＣＯＭを生成する。

以上のように、駆動信号ＣＯＭは、電圧Ｖｈに基づいて増幅された増幅変調信号を平滑することで生成される。すなわち、電圧Ｖｈは、駆動信号ＣＯＭよりも電圧値の大きな信号であり、前述した「第３電圧信号」に相当する。

第１帰還回路５７０は、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とを含む。抵抗Ｒ３の一端は、端子Ｏｕｔと接続され、他端は、端子Ｖｆｂ及び抵抗Ｒ４の一端に接続される。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、駆動回路５０の出力端子である端子Ｏｕｔから第１帰還回路５７０を通過した駆動信号ＣＯＭがプルアップされて帰還される。すなわち、第１帰還回路５７０は、前述した「帰還回路」に相当する。

第２帰還回路５７２は、コンデンサーＣ２，Ｃ３，Ｃ４と、抵抗Ｒ５，Ｒ６を含む。

コンデンサーＣ２の一端は端子Ｏｕｔと接続され、他端は抵抗Ｒ５の一端と抵抗Ｒ６の一端とに接続される。抵抗Ｒ５の他端はグラウンド電位に接続される。これにより、コンデンサーＣ２と抵抗Ｒ５とがハイパスフィルター（High Pass Filter）として機能する。なお、コンデンサーＣ２と抵抗Ｒ５とで構成される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、コンデンサーＣ４の一端とコンデンサーＣ３の一端とに接続される。コンデンサーＣ３の他端はグラウンドに接地される。これにより、抵抗Ｒ６とコンデンサーＣ３とは、ローパスフィルター（Low Pass Filter）として機能する。なお、抵抗Ｒ６とコンデンサーＣ３とで構成されるローパスフィルターのカットオフ周波数は、例えば約１６０ＭＨｚに設定される。このようにハイパスフィルターとローパスフィルターとを構成することで、第２帰還回路５７２は、駆動信号ＣＯＭの所定の周波数域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。

コンデンサーＣ４の他端は、集積回路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を通過した駆動信号ＣＯＭ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、駆動信号ＣＯＭは、増幅変調信号をローパスフィルター５６０によって平滑化
した信号である。この駆動信号ＣＯＭ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。よって、帰還の遅延と、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。しかしながら、端子Ｖｆｂを介した帰還経路の遅延量が大きいため、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、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の高周波成分を帰還する経路を設けることで、回路全体でみたときの遅延を小さくしている。これにより、電圧信号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の精度を十分に確保できるほど高くなる。

図６は、電圧信号Ａｓと変調信号Ｍｓとの波形を元駆動信号ａＡの波形と関連付けて示す図である。

図６に示されるように、電圧信号Ａｓは三角波であり、その発振周波数は、元駆動信号ａＡの電圧に応じて変動する。具体的には、当該電圧が中間値である場合に最も高くなり、電圧が中間値から高くなる又は低くなるにつれて低くなる。

また、電圧信号Ａｓの三角波の傾斜は、当該電圧が中間値付近であれば当該電圧の上昇と下降とでほぼ等しくなる。このため、電圧信号Ａｓをコンパレーター５１４により閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２と比較することで得られる変調信号Ｍｓのデューティー比は、ほぼ５０％となる。電圧信号Ａｓの電圧が中間値から高くなると、電圧信号Ａｓの下りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号ＭｓがＨレベルとなる期間は相対的に長くなり、変調信号Ｍｓのデューティー比が大きくなる。一方、電圧信号Ａｓの電圧が中間値から低くなると、電圧信号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り、変調信号Ｍｓのデューティー比が小さくなる。

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。

したがって、増幅変調信号をインダクターＬ１及びコンデンサーＣ１で平滑した駆動信号ＣＯＭ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。よって、駆動信号ＣＯＭは、データｄＡがアナログ信号に変換された元駆動信号ａＡの電圧を拡大した信号となるように制御される。なお、変調信号Ｍｓのデューティー比が一定の状態を継続したとき、駆動信号ＣＯＭは、一定の電圧信号となる。

この駆動回路５０は、パルス密度変調を用いるため、変調周波数が固定のパルス幅変調に対して、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。

駆動回路５０で用いる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。そのため、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しか確保できない。これに対し、パルス密度変調では、電圧信号Ａｓの電圧が中間値から離れるにつれて、発振周波数が低くなり、当該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、当該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。よって、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、より広い範囲を確保することができる。

以上に説明したように、駆動回路５０は、出力端子である端子Ｏｕｔから駆動信号ＣＯＭを出力し、駆動信号ＣＯＭは、前述した「第１電圧信号」に相当する。

３ ヘッドユニットの構成
次に、ヘッドユニット２０の構成及び動作について説明を行う。

まず、図７及び図８を用いて、記録ヘッド２１に設けられる吐出部６００の構成について説明する。次に、図９及び図１０を用いて、ヘッドユニット２０に供給される駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳの一例について説明する。その後、図１１から図１５を用いて、ヘッドユニット２０の構成及び動作について説明する。

図７は、吐出部６００を含むように記録ヘッド２１を切断した、吐出部６００の概略的な構成を示す断面図である。図７に示されるように、記録ヘッド２１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、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、振動板６２１、キャビティー６３１（圧力室）及びノズル６５１を含む。このうち、振動板６２１は、キャビティー６３１と圧電素子６０との間に設けられ、上面に設けられた圧電素子６０によって変位し、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内のインクをインク滴として吐出する。

図７で示される圧電素子６０は、圧電体６０１を一対の第１電極６１１、第２電極６１２で挟んだ構造である。第１電極６１１には、駆動信号ＶＯＵＴが供給され、第２電極６１２には基準電圧信号ＶＢＳが供給される。このような構造の圧電素子６０は、第１電極６１１と第２電極６１２との電位差、すなわち、駆動信号ＶＯＵＴと基準電圧信号ＶＢＳとの電位差に応じて、第１電極６１１、第２電極６１２及び振動板６２１とともに圧電体６０１の中央部分が両端部分に対して上下方向に変位する。そして、圧電素子６０の変位に伴いノズル６５１からインクが吐出される。具体的には、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の第２電極６１２に供給される基準電圧信号ＶＢＳは、前述した「第２電圧信号」に相当する。

図８は、方向Ｚに沿って液体吐出装置１を平面視した場合の、ヘッドユニット２０が備える複数の記録ヘッド２１と、記録ヘッド２１に設けられた複数のノズル６５１の配置の一例を示す図である。なお、図８では、ヘッドユニット２０は、４つの記録ヘッド２１を備えるものとして説明を行う。

図８に示すように、各記録ヘッド２１には、所定方向に列状に設けられた複数のノズル６５１からなるノズル列Ｌが形成されている。本実施形態では、各ノズル列Ｌは、方向Ｘに沿って列状に配置されたＭ個のノズル６５１によって形成されている。

なお、図８に示すノズル列Ｌは一例であり、他の構成であってもよい。例えば、各ノズル列Ｌにおいて、端から数えて偶数番目のノズル６５１と奇数番目のノズル６５１とで方向Ｙの位置が相違するように、Ｍ個のノズル６５１が千鳥状に配置されてもよい。また、各ノズル列Ｌは方向Ｘとは異なる方向に形成されてもよい。また、本実施形態では、各記録ヘッド２１に設けられるノズル列Ｌの列数を「１」として例示しているが、各記録ヘッド２１には、２列以上のノズル列Ｌが形成されてもよい。

ここで、本実施形態においては、ノズル列Ｌを形成するＭ個のノズル６５１は、記録ヘッド２１において、１インチあたり３００個以上の高密度で設けられている。そのため、記録ヘッド２１において、圧電素子６０も、Ｍ個のノズル６５１に対応して高密度でＭ個設けられている。

また、本実施形態においては、圧電素子６０に用いられる圧電体６０１は、厚さが例えば１μｍ以下の薄膜であることが好ましい。これにより、第１電極６１１と第２電極６１２との間の電位差に対する圧電素子６０の変位量を大きくすることができる。

ここで、圧電素子６０に供給される駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳについて、図９及び図１０を用いて説明する。

図９は、印刷モードにおける駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳを示す図である。図９には、ラッチ信号ＬＡＴが立ち上がってからチェンジ信号ＣＨが立ち上がるまでの期間Ｔ１と、期間Ｔ１の後、次にチェンジ信号ＣＨが立ち上がるまでの期間Ｔ２と、期間Ｔ２の後、ラッチ信号ＬＡＴが立ち上がるまでの期間Ｔ３とを示している。なお、この期間Ｔ１、期間Ｔ２及び期間Ｔ３からなる期間が、媒体Ｐに新たなドットを形成する周期Ｔａとなる。

図９に示すように、状態信号ＭＣ１及び状態信号ＭＣ２が共にＨレベルである印刷モードにおいて、駆動回路５０は、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐを生成する。圧電素子６０は、第１電極６１１に電圧波形Ａｄｐが供給されることにより、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吐出させるように変位する。

また、駆動回路５０は、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐを生成する。圧電素子６０は、第１電極６１１に電圧波形Ｂｄｐが供給されることにより、対応するノズル６５１から上記所定量よりも少ない小程度の量のインクを吐出させるように変位する。

また、駆動回路５０は、期間Ｔ３において電圧波形Ｃｄｐを生成する。圧電素子６０は、第１電極６１１に電圧波形Ｃｄｐが供給されることにより、対応するノズル６５１からインク滴が吐出されないように変位する。したがって、媒体Ｐには、ドットが形成されない。この電圧波形Ｃｄｐ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。このような、対応するノズル６５１からインク滴が吐出されない程度に圧電素子６０を変位させる状態を「微振動」と称する。

なお、電圧波形Ａｄｐ、電圧波形Ｂｄｐ及び電圧波形Ｃｄｐの開始タイミングでの電圧値や終了タイミングでの電圧値は、いずれも電圧Ｖｃで共通である。すなわち、電圧波形Ａｄｐ、電圧波形Ｂｄｐ及び電圧波形Ｃｄｐは、電圧値が電圧Ｖｃで開始し電圧Ｖｃで終了する電圧波形である。

したがって、印刷モードにおいて、駆動回路５０は、電圧波形Ａｄｐと電圧波形Ｂｄｐと電圧波形Ｃｄｐとが周期Ｔａにおいて連続した電圧波形を有する駆動信号ＣＯＭを出力する。

また、印刷モードにおいて、電圧生成回路７０は、周期Ｔａにおいて、電圧値が電圧Ｖｂｓ１の基準電圧信号ＶＢＳを生成して出力する。この基準電圧信号ＶＢＳが、圧電素子６０の変位に対する基準電圧として機能する。

そして、印刷モードの各周期Ｔａにおいて、圧電素子６０の第１電極６１１に、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐが供給され、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐが供給されることにより、ノズル６５１から中程度の量のインクと小程度の量のインクとが吐出され、媒体Ｐには「大ドット」が形成される。また、圧電素子６０の第１電極６１１に、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐが供給され、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐが供給されないことにより、ノズル６５１から中程度の量のインクが吐出され、媒体Ｐには「中ドット」が形成される。また、圧電素子６０の第１電極６１１に、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐが供給されず、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐが供給されることにより、ノズル６５１から小程度の量のインクが吐出され、媒体Ｐには「小ドット」が形成される。また、圧電素子６０の第１電極６１１に、期間Ｔ１，Ｔ２において電圧波形Ａｄｐ，Ｂｄｐが供給されず、期間Ｔ３において電圧波形Ｃｄｐが供給されることにより、ノズル６５１からインクは吐出されず、媒体Ｐにはドットが形成されない。

図１０は、待機モード、移行モード及びスリープモードにおける駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳを示す図である。図１０に示すように、液体吐出装置１が待機モード、移行モード及びスリープモードの場合、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨは、Ｌレベルの信号である。

状態信号ＭＣ１がＨレベルであり、且つ状態信号ＭＣ２がＬレベルである待機モードにおいて、駆動回路５０は、電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１の駆動信号ＣＯＭを生成して出力する。また、待機モードにおいて、電圧生成回路７０は、電圧値が電圧Ｖｂｓ１の基準電圧信号ＶＢＳを生成して出力する。

状態信号ＭＣ１がＬレベルであり、且つ状態信号ＭＣ２がＨレベルであるスリープモードにおいて、駆動回路５０は、電圧値が電圧Ｖｓｅｇ２の駆動信号ＣＯＭを生成して出力する。また、スリープモードにおいて、電圧生成回路７０は、電圧値が電圧Ｖｂｓ２の基準電圧信号ＶＢＳを生成して出力する。

状態信号ＭＣ１及び状態信号ＭＣ２が共にＬレベルである移行モードにおいて、駆動回路５０は、電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１から電圧Ｖｓｅｇ２へと変化する駆動信号ＣＯＭを生成して出力する。また、移行モードにおいて、電圧生成回路７０は、電圧値が電圧Ｖｂｓ１から電圧Ｖｂｓ２へと変化する基準電圧信号ＶＢＳを生成して出力する。

ここで、詳細は後述するが、待機モード、移行モード及びスリープモードにおいて、駆動信号ＣＯＭの電圧値は、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御される。すなわち、圧電素子６０の第１電極６１１と第２電極６１２との間の電位差が小さくなるように制御される。したがって、待機モード、移行モード及びスリープモードにおいて、圧電素子６０の変位は小さく、ノズル６５１からインクは吐出されない。

図１１は、ヘッドユニット２０の電気的構成を示す図である。図１１に示されるように、ヘッドユニット２０は、選択制御回路２１０と、複数の選択回路２３０と、記録ヘッド２１と、を含む。

選択制御回路２１０には、クロック信号ＳＣＫ、印刷データ信号ＳＩ、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨが供給される。選択制御回路２１０に
は、シフトレジスター２１２（Ｓ／Ｒ）とラッチ回路２１４とデコーダー２１６との組が、吐出部６００のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、ヘッドユニット２０が有するシフトレジスター２１２とラッチ回路２１４とデコーダー２１６との組の数は、ヘッドユニット２０に含まれる吐出部６００の総数ｎと同じである。

シフトレジスター２１２は、対応する吐出部６００毎に、印刷データ信号ＳＩに含まれる２ビットの印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］を一旦保持するための構成である。

詳細には、吐出部６００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印刷データ信号ＳＩ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、図１１では、シフトレジスター２１２を区別するために、印刷データ信号ＳＩが供給される上流側から順番に１段、２段、…、ｎ段と表記している。

ｎ個のラッチ回路２１４の各々は、ｎ個のシフトレジスター２１２の各々で保持された印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］をラッチ信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチする。

ｎ個のデコーダー２１６の各々は、ｎ個のラッチ回路２１４の各々によってラッチされた２ビットの印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］及び状態信号ＭＣ１，ＭＣ２をデコードして選択信号Ｓを生成し、選択回路２３０に出力する。

選択回路２３０は、吐出部６００のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、１つのヘッドユニット２０が有する選択回路２３０の数は、ヘッドユニット２０に含まれるノズル６５１の総数ｎと同じである。選択回路２３０は、入力される選択信号Ｓに基づき、駆動信号ＣＯＭの選択動作を行う。

図１２は、吐出部６００の１個分に対応する選択回路２３０の構成を示す図である。

図１２に示されるように、選択回路２３０は、インバーター２３２（ＮＯＴ回路）と、スイッチ素子であるトランスファーゲート２３４と、を有する。

デコーダー２１６が出力する選択信号Ｓは、トランスファーゲート２３４において丸印が付されていない正制御端に供給される。また選択信号Ｓは、インバーター２３２によって論理反転されて、トランスファーゲート２３４において丸印が付された負制御端にも供給される。

また、トランスファーゲート２３４は、駆動回路５０の端子Ｏｕｔと圧電素子６０の第１電極６１１とに電気的に接続されており、その入力端には駆動信号ＣＯＭが供給され、その出力端に生じる電圧信号が駆動信号ＶＯＵＴとして吐出部６００に供給される。

なお、トランスファーゲート２３４は、選択信号ＳがＨレベルであれば、入力端及び出力端の間を導通（オン）させ、選択信号Ｓ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。

ここで、図１３を用いて本実施形態におけるデコーダー２１６のデコード内容について説明を行う。図１３は、デコーダー２１６におけるデコード内容を示す図である。

デコーダー２１６には、ラッチ回路２１４から出力された２ビットの印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨが入力される。

デコーダー２１６は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２が共にＨレベルの印刷モードの場合、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨにより規定される期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のそれぞれにおいて、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］に基づく論理レベルの選択信号Ｓを出力する。

具体的には、デコーダー２１６は、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が「大ドット」を規定する［１，１］である場合、期間Ｔ１でＨレベル、期間Ｔ２でＨレベル、期間Ｔ３でＬレベルとなる選択信号Ｓを出力する。

また、デコーダー２１６は、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が「中ドット」を規定する［１，０］である場合、期間Ｔ１でＨレベル、期間Ｔ２でＬレベル、期間Ｔ３でＬレベルとなる選択信号Ｓを出力する。

また、デコーダー２１６は、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が「小ドット」を規定する［０，１］である場合、期間Ｔ１でＬレベル、期間Ｔ２でＨレベル、期間Ｔ３でＬレベルとなる選択信号Ｓを出力する。

また、デコーダー２１６は、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が「微振動」を規定する［０，０］である場合、期間Ｔ１でＬレベル、期間Ｔ２でＬレベル、期間Ｔ３でＨレベルとなる選択信号Ｓを出力する。

また、デコーダー２１６は、待機モード、移行モード及びスリープモードにおいて印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］及び期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３によらず選択信号Ｓの論理レベルを決定する。

具体的には、デコーダー２１６は、状態信号ＭＣ１がＨレベル、状態信号ＭＣ２がＬレベルである待機モードの場合、Ｈレベルの選択信号Ｓを出力する。

また、デコーダー２１６は、状態信号ＭＣ１がＬレベル、状態信号ＭＣ２がＬレベルである移行モードの場合、Ｈレベルの選択信号Ｓを出力する。

また、デコーダー２１６は、状態信号ＭＣ１がＬレベル、状態信号ＭＣ２がＨレベルであるスリープモードの場合、Ｌレベルの選択信号Ｓを出力する。

以上に説明したヘッドユニット２０において、駆動信号ＶＯＵＴが吐出部６００に供給される動作について、図１４及び図１５を用いて説明する。

図１４は、印刷モードにおけるヘッドユニット２０の動作を説明するための図である。

印刷モードでは、印刷データ信号ＳＩがクロック信号ＳＣＫに同期してシリアルで供給され、ノズル６５１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、クロック信号ＳＣＫの供給が停止すると、シフトレジスター２１２のそれぞれには、ノズル６５１に対応した印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が保持される。なお、印刷データ信号ＳＩは、シフトレジスター２１２における最終ｎ段、…、２段、１段のノズル６５１に対応した順番で供給される。

ここで、ラッチ信号ＬＡＴが立ち上がると、ラッチ回路２１４のそれぞれは、対応するシフトレジスター２１２に保持された印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］を一斉にラッチする。図１４において、ＬＴ１、ＬＴ２、…、ＬＴｎは、１段、２段、…、ｎ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印刷データ［ＳＩＨ，Ｓ
ＩＬ］を示す。

デコーダー２１６は、ラッチされた印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］で規定されるドットのサイズに応じて、期間Ｔ１、期間Ｔ２及び期間Ｔ３のそれぞれにおいて、図１３に示される内容に従う論理レベルの選択信号Ｓを出力する。

そして、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が［１，１］の場合、選択回路２３０は、選択信号Ｓに従い、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐを選択し、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐを選択し、期間Ｔ３において電圧波形Ｃｄｐを選択しない。その結果、図１４に示す大ドットに対応する駆動信号ＶＯＵＴが吐出部６００に供給される。

また、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が［１，０］の場合、選択回路２３０は、選択信号Ｓに従い、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐを選択し、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐを選択せず、期間Ｔ３において電圧波形Ｃｄｐを選択しない。その結果、図１４に示す中ドットに対応する駆動信号ＶＯＵＴが吐出部６００に供給される。

また、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が［０，１］の場合、選択回路２３０は、選択信号Ｓに従い、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐを選択せず、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐを選択し、期間Ｔ３において電圧波形Ｃｄｐを選択しない。その結果、図１４に示す小ドットに対応する駆動信号ＶＯＵＴが吐出部６００に供給される。

また、印刷データ［ＳＩＨ，ＳＩＬ］が［０，０］の場合、選択回路２３０は、選択信号Ｓに従い、期間Ｔ１において電圧波形Ａｄｐを選択せず、期間Ｔ２において電圧波形Ｂｄｐを選択し、期間Ｔ３において電圧波形Ｃｄｐを選択しない。その結果、図１４に示す微振動に対応する駆動信号ＶＯＵＴが吐出部６００に供給される。

図１５は、待機モード、移行モード及びスリープモードにおけるヘッドユニット２０の動作を説明するための図である。

待機モード、移行モード及びスリープモードでは印刷が行われないため、本実施形態では、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、クロック信号ＳＣＫ及び印刷データ信号ＳＩはいずれもＬレベルの信号である。したがって、シフトレジスター２１２及びラッチ回路２１４は動作しない。

前述のとおり、デコーダー２１６は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２に従って、選択信号Ｓの論理レベルを決定する。

そして、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２がそれぞれＨレベル、Ｌレベルの待機モードにおいて、選択回路２３０は、Ｈレベルの選択信号Ｓに従い、電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１の駆動信号ＣＯＭを選択する。その結果、図１５に示す電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１の駆動信号ＶＯＵＴが吐出部６００に供給される。

また、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２がともにＬレベルの移行モードにおいて、選択回路２３０は、Ｈレベルの選択信号Ｓに従い、電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１から電圧Ｖｓｅｇ２へと変化する駆動信号ＣＯＭを選択する。その結果、図１５に示す電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１から電圧Ｖｓｅｇ２へと変化する駆動信号ＶＯＵＴが吐出部６００に供給される。

また、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２がそれぞれＬレベル、Ｈレベルのスリープモードにおいて、選択回路２３０は、Ｌレベルの選択信号Ｓに従い、電圧値が電圧Ｖｓｅｇ２の駆動信号ＣＯＭを選択しない。その結果、駆動信号ＶＯＵＴは、移行モードからスリープモード
になる直前の電圧値、すなわち電圧Ｖｓｅｇ２を保持する。

４ リーク電流に起因する圧電素子に供給される電圧の上昇
以上に説明した液体吐出装置１において、スリープモードでは、選択回路２３０が有するトランスファーゲート２３４がオフに制御される。そのため、スリープモードにおいて、理想的には、圧電素子６０の第１電極６１１に供給される電圧及び電流が、トランスファーゲート２３４により遮断される。そして、圧電素子６０の第１電極６１１に供給される電圧は、当該トランスファーゲート２３４がオフに制御される直前の電圧値で保持される。したがって、トランスファーゲート２３４がオフに制御される直前において、第１電極６１１の電圧値を、第２電極６１２に供給される基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御することで、スリープモードにおいて圧電素子６０が変位した状態で保持されることを低減することができる。

しかしながら、トランスファーゲート２３４及び圧電素子６０は抵抗成分を有するため、トランスファーゲート２３４がオフに制御されている場合であっても、当該トランスファーゲート２３４の抵抗成分及び圧電素子６０の抵抗成分を介してリーク電流が流れる。そして、このリーク電流により圧電素子６０に電荷が蓄積されて第１電極６１１の電圧が上昇し、圧電素子６０が大きく変位するおそれがある。

ここで、リーク電流に起因して圧電素子６０の第１電極６１１に供給される電圧について、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、駆動信号ＣＯＭ及び基準電圧信号ＶＢＳが圧電素子６０に供給される経路において、トランスファーゲート２３４及び圧電素子６０の等価回路を示した図である。

図１６に示すように、トランスファーゲート２３４の等価回路は、スイッチ回路ＳＷｔｇと、スイッチ回路ＳＷｔｇに並列に寄生する抵抗成分Ｒｔｇとを含む。また、圧電素子６０の等価回路は、容量成分Ｃｐｚと、容量成分Ｃｐｚに並列に寄生する抵抗成分Ｒｐｚとを含む。

図１７は、図１６に示す構成において、圧電素子６０の第１電極６１１の電圧の一例を示す図である。図１７において、横軸は時間であり、縦軸は第１電極６１１の電圧である。

図１７に示すように、時間ｔ０においてスリープモードに遷移しスイッチ回路ＳＷｔｇがオフに制御されたときの、第１電極６１１の電圧値を電圧Ｖｅ１とする。その後、抵抗成分Ｒｔｇ及び抵抗成分Ｒｐｚを介して流れるリーク電流に起因して第１電極６１１の電圧が増加する。そして、この状態で一定の時間を経過した場合、第１電極６１１の電圧値は電圧Ｖｅ２となる。この電圧Ｖｅ２は、以下の式（１）により示される。

これより、第１電極６１１と第２電極６１２との間の電位差Ｖｄｉｆｆは、以下の式（２）により示される。

ここで、図１８を用いて、第１電極６１１の電圧値が、電圧Ｖｅ１から電圧Ｖｅ２に変化した場合における、圧電素子６０の変位及び振動板６２１の撓みについて説明する。

図１８は、第１電極６１１に供給される電圧が、電圧Ｖｅ１から電圧Ｖｅ２に変化した場合の圧電素子６０の変位及び振動板６２１の撓みを模式的に示す図である。また、図１８では、（１）に、第１電極６１１に電圧Ｖｅ１が供給されている場合における圧電素子６０の変位及び振動板６２１の撓みを示し、（２）に、第１電極６１１に電圧Ｖｅ１より大きな電圧Ｖｅ２が供給されている場合にける圧電素子６０の変位及び振動板６２１の撓みを示している。

図１８（１）に示すように、時間ｔ０において圧電素子６０は、電圧Ｖｅ１と電圧Ｖｂｓ２との電位差に基づき変位する。このとき、振動板６２１は圧電素子６０の変位に伴い撓む。電圧Ｖｅ１は、スリープモードに遷移する直前の電圧である。すなわち、電圧Ｖｅ１は、スリープ状態において、第１電極６１１に保持されることが想定された電圧値である。

したがって、圧電素子６０は想定された変位で保持され、振動板６２１には、想定された大きさの撓みが生じる。このとき、振動板６２１とキャビティー６３１との接点αには、想定された応力Ｆ１が生じる。

なお、図１８（１）では、電圧Ｖｅ１と電圧Ｖｂｓ２とが異なる電圧値であるとして説明しているが、同じで電圧値であってもよい。この場合、図１８（１）では、圧電素子６０の変位及び振動板６２１の撓みは生じない。

そして、圧電素子６０は、リーク電流に起因した電圧Ｖｅ１より大きな電圧Ｖｅ２と電圧Ｖｂｓ２との電位差に基づき変位する。このとき、振動板６２１は、圧電素子６０の変位に基づき撓み量が変化する。

その結果、図１８（２）に示すように、圧電素子６０の変位が想定よりも大きくなり、振動板６２１に生じる撓みも想定より大きくなる。したがって、振動板６２１とキャビティー６３１との接点αには、想定よりも大きな応力Ｆ２が生じる。

スリープモードは、印刷モードに対して長時間継続する可能性がある。そのため、振動板６２１に想定より大きな応力Ｆ２が長時間継続して掛かる。さらに、振動板６２１に想定よりも大きな撓みが生じた状態で、スリープ状態から印刷状態となった場合、インクの吐出時において振動板６２１に必要以上の負荷が掛かる。その結果、振動板６２１にクラックを生じさせるおそれがある。

また、式（１）及び式（２）に示すように、電圧Ｖｅ２及び電位差Ｖｄｉｆｆは抵抗成分Ｒｐｚの増加に伴い大きくなる。

前述の通り、本実施形態では、記録ヘッド２１においてノズル６５１が１インチあたり３００個以上の高密度で設けられており、圧電素子６０も高密度で設けられる。そのため、圧電素子６０の第１電極６１１及び第２電極６１２の面積が小さくなり、リーク電流が流れる経路の有効面積も小さくなるので、抵抗成分Ｒｐｚが増加する。

したがって、圧電素子６０の第１電極６１１の電圧値の上昇がより顕著となる。そのため、圧電素子６０が大きく変位し、圧電素子６０及び振動板６２１に大きな応力が長時間にわたり加わり、圧電素子６０及び振動板６２１にクラックを生じさせるおそれが高まる。

仮に振動板６２１にクラックが生じた場合、当該クラックからキャビティー６３１に充
填されたインクが漏れ出す。そのため、キャビティー６３１の内部容積の変化に対するインクの吐出量にばらつきが生じるおそれがある。その結果、インクの吐出精度が悪化する。

さらに、当該クラックから漏れ出したインクが、第１電極６１１と第２電極６１２との双方に付着した場合、第１電極６１１と第２電極６１２との間で、当該インクを介して電流が流れる。そのため、第２電極６１２に供給される基準電圧信号ＶＢＳの電圧値が変動する。本実施形態に示す液体吐出装置１は、基準電圧信号ＶＢＳが複数の圧電素子６０に共通に供給されている。そのため、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値の変動は、複数の圧電素子６０のそれぞれの変位に影響し、その結果、液体吐出装置１全体の吐出精度に影響を及ぼすおそれもある。

５ 待機モード、移行モード、及びスリープモードにおける液体吐出装置の動作
以上のような課題に対して、本実施形態における液体吐出装置１は、トランスファーゲート２３４がオフに制御されるスリープモードにおいて、駆動信号ＣＯＭの電圧値が基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御される。

ここで、図１９及び図２０を用いて、待機モード、移行モード及びスリープモードにおける液体吐出装置１の動作について具体的に説明する。

図１９は、液体吐出装置１の一部の概略構成を示す構成図である。また、図２０は、液体吐出装置１の待機モード、移行モード及びスリープモードにおける動作のタイミングを説明するためのタイミングチャート図である。なお、図１９には、選択回路２３０に含まれるトランスファーゲート２３４（ＴＧ）を簡略化して示している。

図２０に示されるように、液体吐出装置１は、印刷モードが終了すると待機モードに遷移する。

具体的には、制御回路１００は状態信号ＭＣ２をＬレベルにする。これにより、選択信号ＳがＨレベルとなり、トランスファーゲート２３４はオンに制御される。

待機モードにおいて、制御回路１００は、駆動回路５０に電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１の駆動信号ＣＯＭを生成させるためのデータｄＡを出力する。駆動回路５０が生成した電圧値が電圧Ｖｓｅｇ１の駆動信号ＣＯＭは、端子Ｏｕｔとトランスファーゲート２３４の一端とが接続されたノードａに供給される。このとき、電圧Ｖｓｅｇ１は、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御される。

具体的には、制御回路１００が出力するデータｄＡは、集積回路５００から出力される第１増幅制御信号Ｈｇｄのデューティー比が一定となるように制御するための信号である。このとき、第１増幅制御信号Ｈｇｄのデューティー比は、第１トランジスターＭ１のドレインに供給される電圧Ｖｈに対する基準電圧信号ＶＢＳの電圧値の比と同等の値となるように制御されてもよい。詳細には、例えば電圧Ｖｈが４２Ｖ、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値が５Ｖであるとき、第１増幅制御信号ＨｇｄのＨレベルのデューティー比が、約１２％（≒５／４２×１００）となるように制御される。

なお、電圧Ｖｓｅｇ１は基準電圧信号ＶＢＳの電圧値と同じでなくてもよく、例えば、電圧Ｖｓｅｇ１と基準電圧信号ＶＢＳの電圧値との差が２Ｖ以下に制御されていればよい。そのため、例えば電圧Ｖｈが４２Ｖ、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値が５Ｖである場合、電圧Ｖｓｅｇ１が３Ｖから７Ｖに制御されればよい。したがって、第１増幅制御信号ＨｇｄのＨレベルのデューティー比は、約７％（≒３／４２×１００）から約１７％（≒７／
４２×１００）までの範囲となるように制御されればよい。

ここで、前述のとおり、待機モード及び印刷モードにおける基準電圧信号ＶＢＳの電圧値は共に電圧Ｖｂｓ１に制御される。このように、待機モードにおいて、圧電素子６０の第２電極６１２に供給される基準電圧信号ＶＢＳの電圧値を、印刷モードと同じ電圧Ｖｂｓ１とすることで、印刷の再開に要する時間を短縮することができる。

液体吐出装置１は、待機モードに遷移後、所定の時間が経過すると、移行モードに遷移する。

具体的には、制御回路１００は状態信号ＭＣ１をＬレベルにする。これにより、選択信号ＳがＨレベルとなり、トランスファーゲート２３４はオンに制御される。

移行モードにおいて、電圧生成回路７０は、生成する基準電圧信号ＶＢＳの電圧値を電圧Ｖｂｓ１から電圧Ｖｂｓ２に向けて変化させる。電圧Ｖｂｓ２は、スリープモードにおける電圧値であり、電圧Ｖｂｓ１よりも小さい。すなわち、移行モードにおいて、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値は、低下するように制御される。

また、駆動信号ＣＯＭの電圧値は、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値の変化を追従するように電圧Ｖｓｅｇ１から電圧Ｖｓｅｇ２に向けて制御される。換言すれば、移行モードにおいて、駆動信号ＣＯＭの電圧値は、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御される。

図２１は、移行モードにおける駆動信号ＣＯＭの電圧値と基準電圧信号ＶＢＳの電圧値との関係を説明するための図である。

待機モードから移行モードに遷移すると、まず、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値は、電圧Ｖｂｓ１から電圧Ｖｂｓ１よりも小さな電圧値である電圧Ｖｂｓ−ａとなる。なお、本実施形態においては、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値は、状態信号ＭＣ１，ＭＣ２に基づいて電圧生成回路７０によって制御されるものとして説明を行うが、制御回路１００からの信号に基づいて制御される構成であってもよい。

検出回路８０は、電圧Ｖｂｓ−ａを検出し、検出結果を示す基準電圧値信号ＶＢＳＬＶを制御回路１００に出力する。例えば、検出回路８０は不図示のＡ／Ｄ変換器を含み、電圧Ｖｂｓ−ａをデジタル信号に変換した後、当該デジタル信号を基準電圧値信号ＶＢＳＬＶとして制御回路１００に出力してもよい。

制御回路１００は、入力された基準電圧値信号ＶＢＳＬＶに基づきデータｄＡを生成し、駆動回路５０に出力する。このときのデータｄＡは、駆動信号ＣＯＭの電圧値が、電圧Ｖｂｓ−ａと同等の電圧Ｖｓｅｇ−ａとなるように制御する信号である。例えば、データｄＡは、第１増幅制御信号Ｈｇｄのデューティー比が、電圧Ｖｈの電圧値に対する電圧Ｖｂｓ−ａの電圧値の比と同等の値となるように制御する信号であってもよい。

そして、駆動回路５０は、入力されたデータｄＡに基づいて電圧値が電圧Ｖｓｅｇ−ａの駆動信号ＣＯＭを生成し、ノードａに出力する。

その後、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値は、電圧Ｖｂｓ−ａから電圧Ｖｂｓ−ａよりも小さな電圧Ｖｂｓ−ｂとなる。

検出回路８０は、電圧Ｖｂｓ−ｂを検出し、検出結果を示す基準電圧値信号ＶＢＳＬＶ
を制御回路１００に出力する。

制御回路１００は、入力された基準電圧値信号ＶＢＳＬＶに基づきデータｄＡを生成し、駆動回路５０に出力する。このときのデータｄＡは、駆動信号ＣＯＭの電圧値が、電圧Ｖｂｓ−ｂと同等の電圧Ｖｓｅｇ−ｂとなるように制御する信号である。例えば、データｄＡは、第１増幅制御信号Ｈｇｄのデューティー比が、電圧Ｖｈの電圧値に対する電圧Ｖｂｓ−ｂの電圧値の比と同等の値となるように制御する信号であってもよい。

そして、駆動回路５０は、入力されたデータｄＡに基づいて電圧値が電圧Ｖｓｅｇ−ｂの駆動信号ＣＯＭを生成し、ノードａに出力する。

その後、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値は、電圧Ｖｂｓ−ｂから電圧Ｖｂｓ−ｂよりも小さい電圧Ｖｂｓ２となる。

検出回路８０は、電圧Ｖｂｓ２を検出し、検出結果を示す基準電圧値信号ＶＢＳＬＶを制御回路１００に出力する。

制御回路１００は、入力された基準電圧値信号ＶＢＳＬＶに基づきデータｄＡを生成し、駆動回路５０に出力する。このときのデータｄＡは、駆動信号ＣＯＭの電圧値が、電圧Ｖｂｓ２と同等の電圧Ｖｓｅｇ２となるように制御する信号である。例えば、データｄＡは、第１増幅制御信号Ｈｇｄのデューティー比が、電圧Ｖｈの電圧値に対する電圧Ｖｂｓ２の電圧値の比と同等の値となるように制御する信号であってもよい。

そして、駆動回路５０は、入力されたデータｄＡに基づいて電圧値が電圧Ｖｓｅｇ２の駆動信号ＣＯＭを生成し、ノードａに出力する。

その後、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値は、電圧Ｖｂｓ２を維持する。

制御回路１００は、駆動信号ＣＯＭの電圧値が電圧Ｖｓｅｇ２となるように制御するデータｄＡを出力してから所定時間の経過後、移行モードからスリープモードに遷移させる。

なお、本実施形態においては、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値が電圧Ｖｂｓ１から電圧Ｖｂｓ２に変化するまでに、電圧Ｖｂｓ−ａ，Ｖｂｓ−ｂの２つの段階の電圧値を介して変化するものとして説明したが、３つ以上の段階の電圧値を介して変化してもよく、また、１つの電圧値だけを介して変化してもよい。

液体吐出装置１がスリープモードに遷移すると、制御回路１００は状態信号ＭＣ２をＨレベルにする。これにより、選択信号ＳがＬレベルとなり、トランスファーゲート２３４はオフに制御される。

スリープモードにおいて、制御回路１００は、駆動回路５０に電圧値が電圧Ｖｓｅｇ２の駆動信号ＣＯＭを生成させるためのデータｄＡを出力する。駆動回路５０が生成した電圧値が電圧Ｖｓｅｇ２の駆動信号ＣＯＭはノードａに供給される。このとき、電圧Ｖｓｅｇ２は、基準電圧信号ＶＢＳの電圧Ｖｂｓ２に近づくように制御される。

例えば、データｄＡは、第１増幅制御信号Ｈｇｄのデューティー比が、電圧Ｖｈの電圧値に対する電圧Ｖｂｓ２の電圧値の比と同等の値となるように制御されてもよい。

ここで、スリープモードにおいては、消費電力を低減することが求められる。したがっ
て、電圧生成回路７０の動作が停止していることが好ましい。すなわち、スリープモードにおける基準電圧信号ＶＢＳの電圧Ｖｂｓ２は、グラウンド電位（０Ｖ）であることが好ましい。よって、第１増幅制御信号ＨｇｄのＨレベルのデューティー比が０％となるように制御されることが好ましく、換言すれば、第２トランジスターＭ２がオン状態を継続するように制御される。これにより、スリープモードにおける液体吐出装置１の消費電力をさらに低減することが可能となる。

以上に説明したように、液体吐出装置１では、スリープモードにおいて、トランスファーゲート２３４がオフに制御され、駆動信号ＣＯＭの電圧値は基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御される。これにより、圧電素子６０の第１電極６１１と第２電極６１２との電位差、すなわち式（２）で示される電位差Ｖｄｉｆｆを小さくすることが可能となる。よって、圧電素子６０及び振動板６２１の変位量を低減することができる。

さらに、圧電素子６０が高密度に設けられることにより当該圧電素子６０の抵抗成分Ｒｐｚがトランスファーゲート２３４の抵抗成分Ｒｔｇよりも大きい場合であっても、スリープモードにおいて、圧電素子６０の変位量が低減されるので、圧電素子６０及び振動板６２１に加わる応力を低減することができる。

なお、待機モード及びスリープモードにおいても、移行モードと同様に、検出回路８０が、所定の検出周期毎に基準電圧信号ＶＢＳの電圧値を検出し、検出結果を示す基準電圧値信号ＶＢＳＬＶを制御回路１００に出力し、制御回路１００は、入力された基準電圧値信号ＶＢＳＬＶに基づいて、データｄＡを生成してもよい。

これにより、待機モード及びスリープモードにおいて、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値が変動した場合であっても、駆動信号ＣＯＭの電圧値を基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御することが可能となり、圧電素子６０の変位量をさらに低減することが可能となる。

また、検出回路８０は、スリープモードにおいて、待機モードよりも長い検出周期で基準電圧信号ＶＢＳの電圧値を検出してもよい。これにより、スリープモードにおいて、検出回路８０の動作電力が低減されるので、全体の消費電力を低減することができる。

また、駆動回路５０は、図５及び図１９に示すように高電圧の電圧Ｖｈにプルアップされ、端子Ｏｕｔから出力される駆動信号ＣＯＭを帰還する第１帰還回路５７０を備える。すなわち、駆動信号ＣＯＭの電圧値及び基準電圧信号ＶＢＳの電圧値よりも高い電圧値の電圧Ｖｈが、第１帰還回路５７０に含まれる抵抗素子である抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４を介して、ノードａに入力される。そのため、駆動回路５０によりノードａに出力される駆動信号ＣＯＭが制御されていない場合、ノードａには、高電圧の電圧Ｖｈに基づく電圧値が不定の信号が供給される。

このような電圧値が不定の信号がノードａに供給された状態でトランスファーゲート２３４がオンに制御されると、当該不定の電圧値の電圧信号が第１電極６１１に供給され、圧電素子６０に意図しない変位が生じるおそれがある。あるいは、トランスファーゲート２３４がオフに制御されると、当該電圧値が不定の信号に基づくリーク電流により、第１電極６１１に意図しない電圧が供給され、圧電素子６０に意図しない変位が生じるおそれがある。

本実施形態においては、印刷モードにおいて、ノードａには電圧波形Ａｄｐ，Ｂｄｐ，Ｃｄｐが連続した電圧波形からなる駆動信号ＣＯＭが供給される。また、待機モードにおいて、ノードａには基準電圧信号ＶＢＳの電圧値である電圧Ｖｂｓ１に近づくように制御
された駆動信号ＣＯＭが供給される。また、移行モードにおいて、ノードａには電圧Ｖｂｓ１から電圧Ｖｂｓ２へと変化する基準電圧信号ＶＢＳの電圧値に近づくように制御された駆動信号ＣＯＭが供給される。また、スリープモードにおいて、ノードａには基準電圧信号ＶＢＳの電圧値である電圧Ｖｂｓ２に近づくように制御された駆動信号ＣＯＭが供給される。

以上のように、本実施形態の液体吐出装置１においてノードａに供給される電圧信号は、印刷モード、待機モード、移行モード及びスリープモードのいずれの場合であっても駆動信号ＣＯＭにより制御されている。したがって、圧電素子６０の第１電極６１１に意図しない電圧が供給されず、圧電素子６０に意図しない変位が生じるおそれが低減される。

６．変形例
上記の実施形態では、検出回路８０は、移行モードにおいて基準電圧信号ＶＢＳを検出し、基準電圧値信号ＶＢＳＬＶを生成し制御回路１００に出力しているが、検出回路８０は、移行モードにおいて駆動信号ＣＯＭと基準電圧信号ＶＢＳとを検出し、差分を示す基準電圧値信号ＶＢＳＬＶを制御回路１００に出力してもよい。これにより、移行モードにおける駆動信号ＣＯＭの電圧値を、基準電圧信号ＶＢＳの電圧値により近づけることが可能となる。さらには、待機モード及びスリープモードにおいても同様の制御を行ってもよい。

また、上記の実施形態では、液体吐出装置１は、吐出部６００を有するヘッドユニット２０がキャリッジ２４に設けられ、キャリッジ２４が移動することで媒体Ｐに対して印刷を行うシリアル型のインクジェットプリンターとしているが、媒体Ｐの搬送方向に直交する主走査方向である方向Ｘに沿って複数の記録ヘッド２１が設けられ、媒体Ｐを搬送するだけで印刷を行うラインヘッド型のインクジェットプリンターであってもよい。

以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明はこれらの実施形態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、上記の実施形態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、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及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又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…移動体、３…移動機構、４…搬送機構、１０…制御ユニット、２０…ヘッドユニット、２１…記録ヘッド、２４…キャリッジ、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…駆動回路、６０…圧電素子、７０…電圧生成回路、８０…検出回路、１００…制御回路、１９０…フレキシブルケーブル、２１０…選択制御回路、２１２…シフトレジスター、２１４…ラッチ回路、２１６…デコーダー、２３０…選択回路、２３２，５１５…インバーター、２３４…トランスファーゲート、５００…集積回路、５１０…変調回路、５１２，５１３…加算器、５１４…コンパレーター、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、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…基準電圧生成回路、６００…吐出部、６０１
…圧電体、６１１…第１電極、６１２…第２電極、６２１…振動板、６３１…キャビティー、６３２…ノズルプレート、６４１…リザーバー、６５１…ノズル、６６１…供給口、Ｌ…ノズル列、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５…コンデンサー、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…抵抗、Ｄ１…ダイオード、Ｍ１…第１トランジスター、Ｍ２…第２トランジスター、Ｌ１…インダクター、Ｂｓｔ，Ｇｎｄ，Ｇｖｄ，Ｈｄｒ，Ｉｆｂ，Ｉｎ，Ｌｄｒ，Ｏｕｔ，Ｓｗ，Ｖｆｂ…端子、Ｐ…媒体

Claims (6)

1. 出力端子から第１電圧信号を出力する駆動回路と、
   前記第１電圧信号が供給される第１電極と、第２電圧信号が供給される第２電極とを有し、前記第１電極と前記第２電極との電位差によって変位する圧電素子と、
   前記圧電素子の変位に伴いノズルから吐出される液体が充填されるキャビティーと、
   前記キャビティーと前記圧電素子との間に設けられている振動板と、
   前記出力端子と前記第１電極とに電気的に接続されているスイッチ素子と、
   を備え、
   前記液体が吐出されず、前記スイッチ素子がオフに制御され、前記第１電圧信号の電圧値は前記第２電圧信号の電圧値に近づくように制御されるモードを有する、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記ノズルは１インチあたり３００個以上の密度で複数設けられ、
   前記圧電素子は前記複数の前記ノズルに対応して複数設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記モードでは、媒体に対して印刷を行わない、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記第１電圧信号の電圧値及び前記第２電圧信号の電圧値よりも高い電圧値の第３電圧信号が、前記出力端子と前記スイッチ素子とが電気的に接続されているノードに抵抗素子を介して入力される、
   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. 前記圧電素子の抵抗成分は、前記スイッチ素子のオフのときの抵抗成分よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 前記駆動回路は、
   前記出力端子から出力される前記第１電圧信号を帰還する帰還回路と、
   前記第１電圧信号の元となる元信号と、前記第１電圧信号を帰還した信号と、に基づき変調信号を生成する変調回路と、
   前記変調信号を増幅して復調することで前記第１電圧信号を生成する出力回路と、
   を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

Images