JP2023140578A - 液体吐出装置、及び容量性負荷駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動信号の波形精度を向上できる液体吐出装置を提供すること【解決手段】駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドと、駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、を備え、容量性負荷駆動回路は、駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、コンデンサーを含み、増幅変調信号を復調することで駆動信号を出力する復調回路と、駆動信号を補正回路に帰還する帰還回路と、を有し、補正回路は、複数の容量性負荷の内、駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された補正基駆動信号を出力する、液体吐出装置。【選択図】図10
Description
本発明は、液体吐出装置、及び容量性負荷駆動回路に関する。
液体を吐出して媒体に画像や文書を形成する液体吐出装置には、圧電素子等の容量性負荷を用いたものが知られている。このような液体吐出装置において、容量性負荷は、液体を吐出する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従って駆動される。そして、容量性負荷の駆動によって、当該容量性負荷に対応して設けられたノズルから液体が吐出される。このような容量性負荷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。そのため、容量性負荷を駆動する駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路は、駆動信号の基なる源信号を増幅回路によって増幅する増幅回路を含んで構成されている。
特許文献1には、容量性負荷の1つである圧電素子を駆動する駆動信号を出力する駆動回路(容量性負荷駆動回路)であって、増幅回路としてD級増幅回路を含む駆動回路が開示されている。
しかしながら、液体吐出装置における液体の吐出精度のさらなる向上であって、容量性負荷駆動回路が出力する駆動信号の波形精度のさらなる向上との観点において、特許文献1に記載の技術では十分ではなく、改善の余地があった。
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、
を備え、
前記容量性負荷駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、
を備え、
前記容量性負荷駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
本発明に係る容量性負荷駆動回路の一態様は、
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドに、前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドに、前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
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。
以下の説明では、本発明に係る液体吐出装置の一例として、コンシューマー用のインクジェットプリンターを用いる。しかしながら、液体吐出装置は、コンシューマー用のインクジェットプリンターに限るものではなく、例えば、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であってもよい。
1.第1実施形態
1.1 液体吐出装置の構成
図1は、液体吐出装置1の構造の一例を示す図である。図1に示すように、液体吐出装置1は、移動体2と、移動体2を主走査方向に沿って往復移動させる移動ユニット3と、を備える。
1.1 液体吐出装置の構成
図1は、液体吐出装置1の構造の一例を示す図である。図1に示すように、液体吐出装置1は、移動体2と、移動体2を主走査方向に沿って往復移動させる移動ユニット3と、を備える。
移動ユニット3は、移動体2の主走査方向に沿った往復移動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は、キャリッジ24を有する。キャリッジ24は、キャリッジガイド軸32に往復移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。そして、キャリッジモーター31によりタイミングベルト33が正逆走行することで、キャリッジ24を有する移動体2が、キャリッジガイド軸32に案内されて往復移動する。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が位置している。すなわち、ヘッドユニット20は、キャリッジ24に搭載されている。そして、媒体Pと対向するヘッドユニット20の面に、液体としてのインクを吐出する多数のノズルが位置している。また、ヘッドユニット20には、ケーブル190を介してヘッドユニット20の動作を制御する各種制御信号が供給される。このようなケーブル190としては、移動体2の往復移動に追従して摺動可能なフレキシブルフラットケーブル等を用いることができる。
また、液体吐出装置1は、媒体Pを搬送方向に沿ってプラテン40上で搬送させる搬送ユニット4を備える。搬送ユニット4は、媒体Pの搬送の駆動源である搬送モーター41と、搬送モーター41により回転することで媒体Pを搬送方向に沿って搬送する搬送ローラー42と、を有する。
以上のように構成された液体吐出装置1では、媒体Pが搬送ユニット4によって搬送されるタイミングに同期して、当該媒体Pに対して、ヘッドユニット20がインクを吐出する。これにより、ヘッドユニット20が吐出するインクが媒体Pの所望の位置に着弾し、その結果、媒体Pの表面に所望の画像や文字が形成される。
次に、液体吐出装置1の機能構成について説明する。図2は、液体吐出装置1の機能構成の一例を示す図である。図2に示すように液体吐出装置1は、制御ユニット10、ヘッドユニット20、移動ユニット3、搬送ユニット4、及びケーブル190を備える。ケーブル190は、制御ユニット10とヘッドユニット20とを電気的に接続する。
制御ユニット10は、電源回路11、制御部100、及び駆動回路50を有する。
電源回路11は、液体吐出装置1の外部から供給される商用交流電源から所定の電圧値の電圧信号VHV,VDDを生成し、液体吐出装置1の各種の構成に出力する。ここで、電源回路11が出力する電圧信号VHVは、例えば、42Vの直流電圧であり、電圧信号VDDは、例えば、3.3Vの直流電圧である。このような、電源回路11は、例えば、商用交流電源から電圧信号VHVを生成するAC/DCコンバーターと、電圧信号VHVから電圧信号VDDを生成するDC/DCコンバーターと、を含んで構成されていてもよい。なお、電源回路11は、電圧信号VHV,VDDに加えて異なる電圧値の直流電圧を出力してもよい。
制御部100には、液体吐出装置1の外部に設けられる不図示の外部機器であって、例えば、ホストコンピューター等から画像データが供給される。制御部100は、供給される画像データに各種の画像処理等を施すことで、液体吐出装置1の各部を制御するための各種制御信号を生成し、対応する構成に出力する。
具体的には、制御部100は、移動体2の往復移動を制御するための制御信号Ctrl1を生成し、移動ユニット3に含まれるキャリッジモーター31に出力する。また、制御部100は、媒体Pの搬送を制御するための制御信号Ctrl2を生成し、搬送ユニット4に含まれる搬送モーター41に出力する。これにより、主走査方向に沿った移動体2の往復移動と、搬送方向に沿った媒体Pの搬送と、が制御部100により制御される。その結果、ヘッドユニット20は、媒体Pの搬送に同期した所定のタイミングで、媒体Pにインクを吐出することができる。これにより、媒体Pの所望の位置にインクが着弾し、媒体Pに所望の画像や文字を形成することができる。
なお、制御部100は、移動体2の往復移動を制御するための制御信号Ctrl1を、不図示のキャリッジモータードライバを介して移動ユニット3に供給してもよく、同様に、媒体Pの搬送を制御するための制御信号Ctrl2を、不図示の搬送モータードライバーを介して搬送ユニット4に供給してもよい。
また、制御部100は、駆動回路50に基駆動信号dAを出力する。この制御部100が出力する基駆動信号dAは、ヘッドユニット20に供給される駆動信号COMの波形を規定するデータを含む信号であって、例えば、デジタルの信号である。駆動回路50は、入力されるデジタルの基駆動信号dAをアナログの信号に変換した後、変換した信号を増幅することにより駆動信号COMを生成する。そして、駆動回路50は、生成した駆動信号COMを、ヘッドユニット20に供給する。なお、駆動回路50の構成、及び動作の詳細は後述する。
また、制御部100は、ヘッドユニット20の動作を制御するためのクロック信号SCK、ラッチ信号LAT、及び印刷データ信号SIを生成し、ヘッドユニット20に出力する。
ヘッドユニット20は、駆動信号選択回路200、及び液体吐出ヘッド21を有する。また、液体吐出ヘッド21は、複数の吐出部600を有し、複数の吐出部600は、それぞれが圧電素子60を含む。なお、以下の説明において、液体吐出ヘッド21が有する吐出部600の数は、n個であるとして説明を行う場合がある。
駆動信号選択回路200には、クロック信号SCK、ラッチ信号LAT、及び印刷データ信号SIが入力される。駆動信号選択回路200は、クロック信号SCKにより伝搬される印刷データ信号SIに基づいて、ラッチ信号LATで規定される期間において、複数の吐出部600のそれぞれに含まれる圧電素子60の一端に、駆動信号COMを駆動信号VOUTとして供給するか否かを切り替える。
また、複数の吐出部600のそれぞれに含まれる圧電素子60の他端には、基準電圧信号VBSが供給されている。基準電圧信号VBSは、駆動信号VOUTにより駆動する圧電素子60の駆動の基準電位として機能する信号であって、例えば、5.5Vや6V、グラウンド電位等の一定の電位の信号である。
圧電素子60は、一端に供給される駆動信号VOUTと他端に供給される基準電圧信号VBSとの電位差に応じて駆動する。この圧電素子60の駆動により、圧電素子60を含む吐出部600からインクが吐出される。
なお、図2では、ヘッドユニット20が1つの液体吐出ヘッド21を有する場合を図示しているが、ヘッドユニット20が有する液体吐出ヘッド21の数は、1つに限るものではなく、ヘッドユニット20は、吐出するインクの種類や数等に応じて複数の液体吐出ヘッド21を有してもよい。
以上のように、本実施形態における液体吐出装置1は、駆動信号COM,VOUTが供給されることで駆動する複数の圧電素子60を有し、複数の圧電素子60の駆動により液体との一例としてのインクを吐出する液体吐出ヘッド21と、駆動信号COMを出力する駆動回路50と、を備える。
1.2 吐出部の構成、及び動作
次に、ヘッドユニット20が有する複数の吐出部600の構成、及びヘッドユニット20における複数の吐出部600の配置の一例について説明する。図3は、ヘッドユニット20における複数の吐出部600の配置の一例を示す図である。なお図3では、ヘッドユニット20が4個の液体吐出ヘッド21を有する場合を例示している。
次に、ヘッドユニット20が有する複数の吐出部600の構成、及びヘッドユニット20における複数の吐出部600の配置の一例について説明する。図3は、ヘッドユニット20における複数の吐出部600の配置の一例を示す図である。なお図3では、ヘッドユニット20が4個の液体吐出ヘッド21を有する場合を例示している。
図3に示すように、4個の液体吐出ヘッド21は、それぞれが一方向に列状に設けられた複数の吐出部600を有する。すなわち、液体吐出ヘッド21は、吐出部600に含まれる後述するノズル651が一方向に並ぶノズル列Lを含む。また、液体吐出ヘッド21は、ヘッドユニット20において、ノズル列Lと交差する方向に並んで位置している。すなわち、ヘッドユニット20には、液体吐出ヘッド21の数と同数のノズル列Lが形成されている。なお、液体吐出ヘッド21が有するノズル列Lにおけるノズル651の配置は、一列に限るものではなく、例えば、複数のノズル651の内の一方の端部から数えて偶数番目のノズル651と複数のノズル651の内の一方の端部から数えて奇数番目のノズル651との位置が相違するように千鳥状に配置されていてもよく、液体吐出ヘッド21において、複数のノズル651が2列以上で並設されることで1つのノズル列Lを形成してもよい。
次に、吐出部600の構成の一例ついて説明する。図4は、吐出部600の構成の一例を示す図である。図4に示すように、吐出部600は、圧電素子60、振動板621、キャビティー631、及びノズル651を含む。振動板621は、図4において上面に設けられた圧電素子60の駆動に伴い変位する。振動板621は、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。キャビティー631の内部には、インクが充填されている。そして、キャビティー631は、圧電素子60の駆動による振動板621の変位により、内部容積が変化する圧力室として機能する。ノズル651は、ノズルプレート632に形成されるとともに、キャビティー631に連通する開孔部である。そして、キャビティー631の内部容積の変化に伴い、キャビティー631の内部に貯留されたインクが、ノズル651から吐出される。
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は、電極611と電極612との電位差に応じて、電極611,612、及び振動板621の中央部分が、両端部分に対して図4における上下方向に撓む。
具体的には、圧電素子60の一端である電極611に駆動信号VOUTが供給され、他端である電極612に基準電圧信号VBSが供給される。そして、駆動信号VOUTの電圧値の変化に応じて圧電素子60が上方向に駆動した場合、振動板621が上方向に変位し、その結果、キャビティー631の内部容積が拡大する。したがって、リザーバー641に貯留されているインクがキャビティー631に引き込まれる。一方で、駆動信号VOUTの電圧値の変化に応じて圧電素子60が下方向に駆動した場合、振動板621が下方向に変位し、その結果、キャビティー631の内部容積が縮小する。したがって、キャビティー631の内部容積の縮小の程度に応じた量のインクが、ノズル651から吐出される。
以上のように、液体吐出ヘッド21は、圧電素子60を含み、圧電素子60の駆動により媒体Pに対してインクを吐出する。なお、圧電素子60、及び吐出部600は、図示した構造に限られず、圧電素子60が変位することによりノズル651からインクを吐出させることができる構造であればよい。
1.3 選択制御回路の構成、及び動作
次に、駆動信号選択回路200の構成、及び動作について説明する。前述のとおり、駆動信号選択回路200は、クロック信号SCK、ラッチ信号LAT、及び印刷データ信号SIに基づいて、複数の吐出部600のそれぞれが有する圧電素子60に、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTを供給するか否かを切り替える。そこで、駆動信号選択回路200の構成、及び動作について説明するに際し、まず、駆動信号選択回路200に供給される駆動信号COMの信号波形の一例について説明する。
次に、駆動信号選択回路200の構成、及び動作について説明する。前述のとおり、駆動信号選択回路200は、クロック信号SCK、ラッチ信号LAT、及び印刷データ信号SIに基づいて、複数の吐出部600のそれぞれが有する圧電素子60に、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTを供給するか否かを切り替える。そこで、駆動信号選択回路200の構成、及び動作について説明するに際し、まず、駆動信号選択回路200に供給される駆動信号COMの信号波形の一例について説明する。
図5は、駆動信号COMの信号波形の一例を示す図である。図5に示すように駆動信号COMは、ラッチ信号LATが立ち上がってから、次にラッチ信号LATが立ち上がるまでの周期T毎に台形波形Adpを含む。台形波形Adpは、電圧vcで一定の期間と、電圧vcで一定の期間の後に続き電圧vcよりも電圧値の小さな電圧vbで一定の期間と、電圧vbで一定の期間の後に続き電圧vcよりも電圧値の大きな電圧vtで一定の期間と、電圧vtで一定の期間の後に続き電圧vcで一定の期間と、を含む。すなわち、駆動信号COMは、電圧vcで始まり電圧vcで終了する台形波形Adpを含む。ここで、以下の説明において、駆動信号COMにおける電圧vtと電圧vbとの電位差を駆動信号COMの振幅と称する場合がある。
電圧vcは、圧電素子60の変位の基準となる電位に相当する。そして、圧電素子60に供給される駆動信号COMの電圧値が電圧vcから電圧vbとなることにより、圧電素子60は、図4に示す上方向に駆動する。その結果、振動板621が図4に示す上方向に変位する。そして、振動板621が図4に示す上方向に変位することで、キャビティー631の内部容積が拡大し、インクがリザーバー641からキャビティー631に引き込まれる。その後、圧電素子60に供給される駆動信号COMの電圧値が電圧vbから電圧vtとなることにより、圧電素子60が、図4に示す下方向に駆動する。その結果、振動板621が図4に示す下方向に変位する。そして、振動板621が図4に示す下方向に変位することで、キャビティー631の内部容積が縮小し、キャビティー631に貯留されているインクがノズル651から吐出される。
また、圧電素子60の駆動によりノズル651からインクが吐出された後の一定の期間、ノズル651の近傍のインクや振動板621が振動を継続する場合がある。駆動信号COMに含まれる電圧vcで一定の期間は、このようなインクや振動板621に生じたインクの吐出に寄与しない振動を静止させるための期間としても機能する。
ここで、図5に示す駆動信号COMの信号波形は一例であり、これに限るものではなく、液体吐出ヘッド21が吐出するインクの物性や、駆動信号COMの周期Tの長さ、媒体Pの搬送速度等に応じた様々な形状の信号波形を含んでもよい。
次に、駆動信号COMに含まれる信号波形を選択又は非選択とすることで駆動信号VOUTを生成する駆動信号選択回路200の構成、及び動作について説明する。図6は、駆動信号選択回路200の構成の一例を示す図である。図6に示すように、駆動信号選択回路200は、選択制御回路210とn個の選択回路230を有する。
選択制御回路210には、クロック信号SCK、印刷データ信号SI、及びラッチ信号LATが入力される。また、選択制御回路210は、シフトレジスター(S/R)212とラッチ回路214とデコーダー216との組を、n個の吐出部600の各々に対応して有する。すなわち、駆動信号選択回路200は、n個のシフトレジスター212と、n個のラッチ回路214と、n個のデコーダー216とを有する。
印刷データ信号SIは、クロック信号SCKに同期して選択制御回路210に入力される。この印刷データ信号SIは、吐出部600からインクが吐出されることにより媒体Pにドットが形成される「吐出FD」と、吐出部600からインクが吐出されないことにより媒体Pにドットが形成されない「非吐出ND」と、を選択するための印刷データ[SId]を、n個の吐出部600の各々に対応してシリアルに含む。すなわち、印刷データ信号SIは、nビット以上のシリアル信号である。
印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]は、n個の吐出部600に対応するn個のシフトレジスター212に保持される。具体的には、吐出部600に対応したn個のシフトレジスター212が互いに縦続接続しているとともに、シリアルで入力された印刷データ信号SIが、クロック信号SCKに従って順次後段のシフトレジスター212に転送される。そして、印刷データ[SId]が対応するシフトレジスター212に保持されることで、クロック信号SCKの供給が停止する。換言すれば、クロック信号SCKの供給が停止することで、印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]が対応するシフトレジスター212に保持される。なお、図6には、n個のシフトレジスター212を区別するために、印刷データ信号SIが入力される上流側から下流側に向かい順に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、ラッチ信号LATの立ち上がりで、対応するシフトレジスター212に保持された印刷データ[SId]を一斉にラッチする。ラッチ回路214がラッチした印刷データ[SId]は、対応するデコーダー216に入力される。
図7は、デコーダー216におけるデコード内容の一例を示す図である。デコーダー216は、入力される印刷データ[SId]に応じた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に印刷データ[SId]=[1]が入力された場合、デコーダー216は、周期TにおいてHレベルの選択信号Sを出力し、デコーダー216に印刷データ[SId]=[0]が入力された場合、デコーダー216は、周期TにおいてLレベルの選択信号Sを出力する。
デコーダー216が出力する選択信号Sは、選択回路230に入力される。選択回路230は、n個の吐出部600のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、駆動信号選択回路200は、n個の吐出部600と同数のn個の選択回路230を有する。図8は、吐出部600の1個分に対応する選択回路230の構成の一例を示す図である。図8に示すように、選択回路230は、NOT回路であるインバーター232とトランスファーゲート234とを含む。
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入力されるとともに、インバーター232によって論理レベルが反転された後、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入力される。また、トランスファーゲート234の入力端には、駆動信号COMが供給されている。そして、トランスファーゲート234は、Hレベルの選択信号Sが入力された場合、入力端と出力端との間を導通とし、Lレベルの選択信号Sが入力された場合、入力端と出力端との間を非導通とする。すなわち、トランスファーゲート234は、入力される選択信号Sの論理レベルがHレベルの場合、台形波形Adpを出力端から出力し、入力される選択信号Sの論理レベルがLレベルの場合、台形波形Adpを出力端から出力しない。この選択回路230が有するトランスファーゲート234の出力端に出力された信号が、駆動信号VOUTとして駆動信号選択回路200から出力される。
ここで、図9を用いて駆動信号選択回路200の動作について説明する。図9は、駆動信号選択回路200の動作を説明するための図である。印刷データ信号SIは、クロック信号SCKに同期したシリアル信号として選択制御回路210に入力される。そして、印刷データ信号SIは、クロック信号SCKに同期して、n個の吐出部600に対応するn個のシフトレジスター212において順次転送される。その後、クロック信号SCKの入力が停止すると、シフトレジスター212には、n個の吐出部600の各々に対応した印刷データ[SId]が保持される。なお、印刷データ信号SIには、印刷データ[SId]がシフトレジスター212のn段、…、2段、1段の吐出部600に対応した順で含まれている。
そして、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、シフトレジスター212に保持されている印刷データ[SId]を一斉にラッチする。ラッチ回路214がラッチした印刷データ[SId]は、対応するデコーダー216に入力される。なお、図9に示すLT1、LT2、…、LTnは、1段、2段、…、n段のシフトレジスター212に対応してラッチ回路214によってラッチされた印刷データ[SId]に相当する。
デコーダー216は、入力される印刷データ[SId]をデコードすることで、図7に示す論理レベルの選択信号Sを生成し、対応する選択回路230に出力する。そして、選択回路230は、デコーダー216が出力する選択信号Sの論理レベルに応じて、駆動信号COMに含まれる台形波形Adpを選択又は非選択とすることで、n個の吐出部600のそれぞれに対応する駆動信号VOUTを生成し、対応する吐出部600に出力する。
具体的には、デコーダー216に印刷データ[SId]=[1]が入力された場合、デコーダー216は、周期TにおいてHレベルの選択信号Sを出力する。これにより、選択回路230は、周期Tにおいて台形波形Adpを選択し出力する。すなわち、駆動信号選択回路200は、「吐出FD」に対応する駆動信号VOUTを対応する吐出部600の圧電素子60に供給する。その結果、対応する吐出部600から、駆動信号VOUTに応じた量のインクが吐出される。そして、吐出部600から吐出されたインクが媒体Pに着弾することで、媒体Pにドットが形成される。
一方で、デコーダー216に印刷データ[SId]=[0]が入力された場合、デコーダー216は、周期TにおいてLレベルの選択信号Sを出力する。これにより、選択回路230は、周期Tにおいて台形波形Adpを選択しない。このとき、選択回路230に対応する圧電素子60の電極611には、当該圧電素子60の容量成分により電圧vcが保持されている。すなわち、駆動信号選択回路200は、「非吐出ND」に対応する駆動信号VOUTとして、対応する圧電素子60の容量成分により直前に保持された電圧vcを圧電素子60に供給する。その結果、対応する吐出部600から、インクは吐出されず、したがって、媒体Pにドットは形成されない。
以上のように、駆動信号選択回路200は、印刷データ信号SIに基づいて複数の圧電素子60への駆動信号COMの供給を切り替える。換言すれば、液体吐出装置1は、印刷データ信号SIに基づいて複数の圧電素子60への駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTの供給を切り替える駆動信号選択回路200を備える。
1.4 駆動回路の構成、及び動作
次に、駆動信号COMを出力する駆動回路50の構成、及び動作について説明する。図10は、駆動回路50の構成の一例を示す図である。
次に、駆動信号COMを出力する駆動回路50の構成、及び動作について説明する。図10は、駆動回路50の構成の一例を示す図である。
図10に示すように、駆動回路50は、集積回路500、増幅回路550、復調回路560、第1帰還回路570、及び第2帰還回路572を有する。
集積回路500は、端子Id、端子Is、端子Ifb1、端子Ifb2、端子Bst、端子Hdr、端子Sw、端子Gvd、端子Ldr、及び端子Gndを含む複数の端子を有する。また、集積回路500は、基駆動信号補正回路510、変調回路520、及びゲートドライブ回路530を含む。なお、集積回路500に含まれる基駆動信号補正回路510、変調回路520、及びゲートドライブ回路530の一部又は全部が集積回路500の外部に設けられていてもよく、また、基駆動信号補正回路510、変調回路520、及びゲートドライブ回路530以外の構成が集積回路500に含まれていてもよい。
基駆動信号補正回路510は、DAC(Digital to Analog Converter)511、駆動素子数カウント回路512、補正値算出回路513、及び加算器514,515,516を含む。基駆動信号補正回路510は、複数の圧電素子60の内、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数に応じて基駆動信号dAを補正した補正基駆動信号oAを出力する。
DAC511には、駆動信号COMの波形を規定するデジタルの信号である基駆動信号dAが入力される。そして、DAC511は、入力される基駆動信号dAをアナログの信号である基駆動信号aAに変換し出力する。
駆動素子数カウント回路512には、印刷データ信号SIが入力される。駆動素子数カウント回路512は、入力される印刷データ信号SIに基づいて、周期Tにおいて駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数を算出する。そして、駆動素子数カウント回路512は、算出結果を示す駆動素子数信号PZCを生成し、出力する。
補正値算出回路513には、駆動素子数信号PZCが入力される。補正値算出回路513は、入力される駆動素子数信号PZCに基づいて、基駆動信号dAに基づく基駆動信号aAの補正値を算出する。そして、補正値算出回路513は、算出した補正値を含む補正信号ADJを出力する。
DAC511が出力する基駆動信号aAは、加算器514の+側の入力端の一方に入力される。補正値算出回路513が出力する補正信号ADJは、加算器514の+側の入力端の他方に入力される。すなわち、加算器514は、DAC511が出力する基駆動信号aAに、補正値算出回路513が出力する補正信号ADJを加算する。そして、加算器514は、加算結果を含むDAC補正信号VDACを出力する。
加算器514が出力するDAC補正信号VDACは、加算器515の+側の入力端に入力される。また、加算器515の-側の入力端には、端子Ifb1を介して帰還する駆動信号COMが積分減衰器541により減衰された第1帰還信号VFB1が入力される。すなわち、加算器514は、+側の入力端に入力されるDAC補正信号VDACから、-側の入力端に入力される第1帰還信号VFB1を差し引いた信号を出力する。ここで、DAC補正信号VDACの基となる基駆動信号aAの電圧振幅の最大値が、2V程度であるのに対して、駆動信号COMの最大電圧値は、25V以上であって40Vを超える場合もある。積分減衰器541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、端子Ifb1を介して入力される駆動信号COMの電圧を減衰している。
加算器515の出力信号は、加算器516の+側の入力端に入力される。加算器516の-側の入力端には、端子Ifb2を介して入力される駆動信号COMの高周波成分を、減衰器542により減衰した第2帰還信号VFB2が入力される。すなわち、加算器516は、+側の入力端に入力される加算器515の出力信号から、-側の入力端に入力される第2帰還信号VFB2を差し引いた信号を出力する。この加算器516の出力信号が、補正基駆動信号oAとして基駆動信号補正回路510から出力される。すなわち、基駆動信号補正回路510は、駆動信号COMの基となる基駆動信号dA,aAを補正した補正基駆動信号oAを出力する。
基駆動信号補正回路510が出力する補正基駆動信号oAは、変調回路520に入力される。変調回路520は、例えば、コンパレーターを含む。そして、変調回路520は、補正基駆動信号oAをパルス変調した変調信号MSを出力する。具体的には、変調回路520は、補正基駆動信号oAの電圧値と、所定の基準電圧である電圧vrefとを比較する。そして、変調回路520は、補正基駆動信号oAの電圧値が電圧vrefよりも大きい場合にHレベルとなり、補正基駆動信号oAの電圧値が電圧vrefよりも小さい場合にLレベルとなる変調信号MSを生成し、出力する。
変調回路520が出力する変調信号MSは、ゲートドライブ回路530に含まれるゲートドライバー531に供給される。また、変調回路520が出力する変調信号MSは、インバーター521により論理レベルが反転された後、ゲートドライブ回路530に含まれるゲートドライバー532にも供給される。すなわち、ゲートドライバー531とゲートドライバー532とには、論理レベルが互いに排他的な関係の信号が入力される。
ここで、ゲートドライバー531とゲートドライバー532とには、論理レベルが互いに排他的な関係の信号が入力されるとは、ゲートドライバー531に供給される信号の論理レベルと、ゲートドライバー532に供給される信号の論理レベルと、が同時にHレベルとならなければよい。そのため、例えば、ゲートドライバー531に供給される信号の論理レベルがHレベルになるタイミングと、ゲートドライバー532に供給される信号の論理レベルがHレベルになるタイミングと、が不図示のタイミング回路により制御されてもよい。
ゲートドライブ回路530は、ゲートドライバー531とゲートドライバー532とを含む。
ゲートドライバー531は、変調回路520が出力する変調信号MSをレベルシフトした増幅制御信号HGDを端子Hdrから出力する。ゲートドライバー531に供給される電源電圧の内、高位側は端子Bstを介して供給され、低位側は端子Swを介して供給される。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のカソードに接続している。端子Swは、コンデンサーC5の他端に接続している。また、ダイオードD1のアノードには、端子Gvdを介して、不図示の電源回路から供給される電圧vmが供給している。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の両端の電位差であって電圧vmにおよそ等しくなる。すなわち、ゲートドライバー531は、入力される変調信号MSに従い端子Swの電圧値よりも電圧vmだけ大きな電圧値の増幅制御信号HGDを生成し、端子Hdrから出力する。
ゲートドライバー532は、ゲートドライバー531よりも低電位側で動作する。ゲートドライバー532は、変調回路520が出力する変調信号MSの論理レベルをインバーター521によって反転された信号をレベルシフトした増幅制御信号LGDを端子Ldrから出力する。ゲートドライバー532の電源電圧の内、高位側には電圧vmが供給され、低位側には端子Gndを介して例えば0Vのグラウンド電位が供給される。これにより、ゲートドライバー532は、入力される変調信号MSの論理レベルが反転された信号に従い端子Gndの電圧値よりも電圧vmだけ大きな電圧値の増幅制御信号LGDを生成し、端子Ldrから出力する。
増幅回路550は、トランジスターM1とトランジスターM2とを含む。
トランジスターM1のドレインには、電圧信号VHVが供給される。トランジスターM1のゲートは、抵抗R1の一端と電気的に接続され、抵抗R1の他端は、集積回路500の端子Hdrと電気的に接続している。すなわち、トランジスターM1のゲートには、増幅制御信号HGDが供給される。また、トランジスターM1のソースは、集積回路500の端子Swと電気的に接続している。
トランジスターM2のドレインは、集積回路500の端子Swと電気的に接続している。すなわち、トランジスターM2のドレインとトランジスターM1のソースとは、互いに電気的に接続している。トランジスターM2のゲートは、抵抗R2の一端と電気的に接続し、抵抗R2の他端は、集積回路500の端子Ldrと電気的に接続している。すなわち、トランジスターM2のゲートには、増幅制御信号LGDが供給される。また、トランジスターM2のソースには、グラウンド電位が供給される。
以上のように構成された増幅回路550において、トランジスターM1のドレインとソースとが非導通に制御され、トランジスターM2のドレインとソースとが導通に制御されている場合、端子Swが電気的に接続されているノードの電圧値は、グラウンド電位となる。したがって、端子Bstには、電圧vmが供給される。一方、トランジスターM1のドレインとソースとが導通に制御され、トランジスターM2のドレインとソースとが非導通に制御されている場合、端子Swが電気的に接続されるノードの電圧値は、電圧信号VHVの電圧値である電圧vhvとなる。したがって、端子Bstには電圧vhv+電圧vmの電圧値の信号が供給される。すなわち、トランジスターM1を駆動させるゲートドライバー531は、コンデンサーC5をフローティング電源として、トランジスターM1及びトランジスターM2の動作に応じて、端子Swの電圧値がグラウンド電位又は電圧vhvに変化することで、Lレベルがグラウンド電位から電圧vhvであって、且つ、Hレベルが電圧vhvから電圧vhv+電圧vmとなる増幅制御信号HGDを生成し、トランジスターM1のゲートに供給する。
一方、トランジスターM2を駆動させるゲートドライバー532は、トランジスターM1及びトランジスターM2の動作に関係なく、Lレベルがグラウンド電位であって、且つ、Hレベルが電圧vmとなる増幅制御信号LGDを生成し、トランジスターM2のゲートに供給する。
以上のような増幅回路550は、トランジスターM1とトランジスターM2とで補正基駆動信号oAが変調された変調信号MSを電圧信号VHVに基づいて増幅する。これにより、トランジスターM1のソース、及びトランジスターM2のドレインが共通に接続される接続点には、変調信号MSが電圧信号VHVに基づいて増幅された増幅変調信号AMSが生成される。すなわち、増幅回路550は、変調信号MSを増幅した増幅変調信号AMSを出力する。
増幅回路550が出力する増幅変調信号AMSは、復調回路560に入力される。復調回路560は、増幅回路550が出力する増幅変調信号AMSを復調することで、駆動信号COMを生成し、駆動回路50から出力する。
復調回路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の一端は、コンデンサーC1の一端と接続している。また、インダクターL1の他端には、増幅変調信号AMSが入力される。そして、コンデンサーC1の他端には、グラウンド電位が供給されている。すなわち、復調回路560が有するインダクターL1とコンデンサーC1とは、ローパスフィルターを構成する。このローパスフィルターによって、復調回路560は、増幅変調信号AMSを平滑することで復調する。そして、復調回路560は、復調した信号を駆動信号COMとして出力する。すなわち、復調回路560は、コンデンサーC1を含み、増幅変調信号AMSを復調することで駆動信号COMを出力する。
第1帰還回路570、及び第2帰還回路572は、駆動信号COMを基駆動信号補正回路510に帰還する。
第1帰還回路570は、抵抗R3と抵抗R4とを含む。抵抗R3の一端には、駆動信号COMが供給される。抵抗R3の他端は、端子Ifb1及び抵抗R4の一端と接続している。抵抗R4の他端には、電圧信号VHVが供給される。これにより、基駆動信号補正回路510には、第1帰還回路570、及び端子Ifb1を通過した駆動信号COMが、電圧信号VHVでプルアップされた第1帰還信号VFB1が帰還する。
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の一端には、駆動信号COMが供給される。コンデンサーC2の他端は、抵抗R5の一端、及び抵抗R6の一端と接続している。抵抗R5の他端には、グラウンド電位が供給される。これにより、コンデンサーC2と抵抗R5とは、ハイパスフィルターとして機能する。換言すれば、第2帰還回路572は、ハイパスフィルターを含む。このハイパスフィルターによって、第2帰還回路572に入力される駆動信号COMの低周波成分が除去される。その結果、駆動信号COMに重畳するリップル成分に起因した三角波状の信号が抽出される。ここで、三角波状の信号とは、第2帰還回路572の周波数特性に応じて、厳密には三角波とはならない信号が含まれることを意味する。なお、以下の説明において第2帰還回路572により抽出される信号は、三角波であるとして説明を行う。
また、抵抗R6の他端は、コンデンサーC4の一端、及びコンデンサーC3の一端と接続している。コンデンサーC3の他端には、グラウンド電位が供給される。これにより、第2帰還回路572において、抵抗R6とコンデンサーC3とがローパスフィルターとして機能する。すなわち、第2帰還回路572は、ローパスフィルターを含む。このローパスフィルターのカットオフ周波数は、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よりも十分に大きく設定される。これにより、抵抗R6とコンデンサーC3とで構成されたローパスフィルターは、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出力に重畳する高周波のノイズ成分を除去する。
以上のように構成された第2帰還回路572は、駆動信号COMに含まれる所定の周波数域の信号を通過させるバンドパスフィルターとしても機能する。そして、コンデンサーC4の他端が集積回路500の端子Ifb2と接続されている。これにより、基駆動信号補正回路510には、第2帰還回路572によって、駆動信号COMに含まれる高周波成分を抽出した三角波の信号であって、具体的には、増幅変調信号AMSに応じて駆動信号COMに重畳するリップル電圧の周期に応じた三角波の信号が第2帰還信号VFB2として帰還する。
ここで、駆動回路50が出力する駆動信号COMは、増幅変調信号AMSを復調回路560に含まれるローパスフィルターによって平滑した信号である。このような駆動回路50が出力する駆動信号COMが、端子Ifb1を介して積分・減算された上で、加算器515に帰還することで、駆動回路50は、第1帰還回路570の遅延と帰還の伝達関数とで定まる周波数で自励発振する。しかしながら、端子Ifb1を介した帰還経路では、遅延量が大きく、それ故に、駆動信号COMの精度を十分に確保できるほどに、駆動回路50の自励発振の周波数を高くすることができない場合がある。そこで、本実施形態の駆動回路50では、第1帰還回路570を介した帰還経路とは別に、第2帰還回路572を介した帰還経路を設け、駆動信号COMの高周波成分を帰還することで、回路全体でみた場合における遅延を小さくしている。これにより、補正基駆動信号oAの周波数を、駆動信号COMの精度を十分に確保できるほどに高くすることができる。
ここで、駆動回路50が出力する駆動信号COMの任意のタイミングにおける電圧値を電圧vcomとした場合、電圧vcomは、増幅変調信号AMSのオンデューティーAMonと、電圧信号VHVの電圧値である電圧vhvとから以下の式(1)のように示すことができる。
そして、変調信号MSを増幅回路550により増幅した信号が増幅変調信号AMSである点に鑑みると、増幅変調信号AMSのオンデューティーAMonと変調信号MSのオンデューティーMonとは略等しく、上述した式(1)のオンデューティーAMonを変調信号MSのオンデューティーMonに置き換えることができる。したがって、駆動回路50が出力する駆動信号COMの任意のタイミングにおける電圧値である電圧vcomは、以下の式(2)のように示すこともできる。
すなわち、駆動回路50は、補正基駆動信号oAを変調した変調信号MSのオンデューティーMonに基づく電圧値の駆動信号COMを出力する。
次に、変調信号MSのオンデューティーMonについて説明する。図11は、補正基駆動信号oAと変調信号MSとの関係を説明するための図である。前述のとおり、基駆動信号補正回路510が出力する補正基駆動信号oAは、DAC補正信号VDACから第1帰還信号VFB1、及び第2帰還信号VFB2を差し引いた信号であり、また、基駆動信号補正回路510に入力される第2帰還信号VFB2は、増幅変調信号AMSの周波数に応じて駆動信号COMに重畳するリップル電圧の周期に基づく三角波の信号である。
そこで、DAC補正信号VDACの電圧値を電圧vdac、第1帰還信号VFB1の電圧値を電圧vfb1、所定のオフセット電圧の電圧値を電圧vo、三角波である第2帰還信号VFB2の電圧振幅を振幅Aとすると、補正基駆動信号oAは、以下の式(3)に示す電圧v1を中央値として、駆動信号COMに重畳するリップル電圧の周期に応じて電圧値が、以下の式(4)から式(5)の範囲で変化する三角波となる。
ここで、上記の式(3)~式(5)に示す電圧voは、所定のオフセット電圧の電圧値であって、例えば、第2帰還信号VFB2である三角波に残る直流電圧成分の電圧値や変調回路520を構成するコンパレーターのオフセット電圧の電圧値等、駆動回路50に生じる誤差やばらつきを補正するための任意の電圧値に相当する。
そして、変調回路520は、基駆動信号補正回路510から出力された補正基駆動信号oAの電圧値と、基準電圧の電圧値である電圧vrefとを比較し、補正基駆動信号oAの電圧値が電圧vrefよりも大きい場合にHレベルとなり、補正基駆動信号oAの電圧値が電圧vrefよりも小さい場合にLレベルとなる変調信号MSを生成し、出力する。
このとき、変調回路520が出力する変調信号MSのオンデューティーMonは、図11から以下の式(6)のように示すことができる。
そして、上記の式(6)に式(3)を代入することで、変調回路520が出力する変調信号MSのオンデューティーMonは、以下の式(7)のように示すことができる。
また、第1帰還信号VFB1の電圧値である電圧vfb1は、駆動信号COMの電圧である電圧vcomを第1帰還回路570及び積分減衰器541により減衰した電圧値である。そこで、第1帰還回路570及び積分減衰器541により減衰率をαとすると、第1帰還信号VFB1の電圧値である電圧vfb1は、以下の式(8)のように示すことができる。
そして、上述した式(2)に式(7),(8)を代入し整理することで、駆動回路50が出力する駆動信号COMの任意のタイミングにおける電圧値である電圧vcomは、以下の式(9)のように示すことができる。
上記の式(9)より、駆動回路50が出力する駆動信号COMの電圧値である電圧vcomは、第2帰還信号VFB2の電圧振幅である振幅Aに依存する。具体的には、駆動信号COMの振幅は、電圧vdacに比例し、式(9)の分母に反比例する。そのため、駆動信号COMの振幅は、第2帰還信号VFB2の電圧振幅である振幅Aに依存する。
ここで、第2帰還信号VFB2は、前述のとおり駆動信号COMに重畳するリップル電圧に依存する信号であり、第2帰還信号VFB2の振幅Aは、駆動信号COMに重畳するリップル電圧の電圧振幅に依存する。また、駆動信号COMに重畳するリップル電圧の電圧振幅は、駆動信号COMが伝搬する伝搬経路に生じる負荷容量に依存する。すなわち、駆動信号COMが伝搬する伝搬経路に生じる負荷容量が変化した場合、第2帰還信号VFB2の振幅Aが変化し、駆動信号COMの電圧値である電圧vcomの値が変動する。その結果、駆動信号COMの電圧値の振幅が負荷容量に応じて変化する。
特に、本実施形態の液体吐出装置1のように、容量性負荷である圧電素子60を複数備えるとともに、複数の圧電素子60に対して、個別に駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTを供給するか否かを切り替えることで、媒体Pに画像を形成する液体吐出装置1では、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数が大きく変動し、その結果、駆動信号COMが伝搬される伝搬経路に生じる負荷容量が大きく変化する。すなわち、複数の圧電素子60に駆動信号COMを供給する駆動回路50の場合、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数に応じて、駆動信号COMの電圧値の振幅が変化する。
例えば、駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数が多くなると、第2帰還信号VFBの振幅Aが小さくなる。そのため、駆動信号COMの振幅は大きくなる。一方で、駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数が少なくなると、第2帰還信号VFBの振幅Aが大きくなる。そのため、駆動信号COMの振幅は小さくなる。すなわち、駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数が変化することで、駆動信号COMの振幅が変化する場合がある。
係る問題に対して、本実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50の基駆動信号補正回路510が有する駆動素子数カウント回路512が、印刷データ信号SIに基づいて駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数を算出し、補正値算出回路513が、駆動素子数カウント回路512における算出結果に基づいて、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数に応じた補正値を算出する。そして、補正値算出回路513が算出した補正値を含む補正信号ADJに基づいて、基駆動信号dAに基づく基駆動信号aAが補正される。これにより、複数の圧電素子60に駆動信号COMを供給する駆動回路50において、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数が変動した場合であっても、駆動信号COMの電圧値の振幅が変化するおそれが低減される。
ここで、基駆動信号aAを補正信号ADJにより補正したDAC補正信号VDACの具体例について説明する。図12は、駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数が多い場合のDAC補正信号VDACの一例を示す図である。なお、図12には、補正されていない基駆動信号aAを破線(a)で図示し、基駆動信号aAを補正値算出回路513が算出した補正値を含む補正信号ADJにより補正したDAC補正信号VDACを実線(b)で図示している。図12に示すように、印刷データ信号SIに基づいて駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数が多い場合、DAC補正信号VDACは、補正値算出回路513が算出した補正値を含む補正信号ADJに基づいて、基駆動信号dAに基づく基駆動信号aAの振幅が小さくなるように補正される。これにより、駆動信号COMの電圧値の振幅が変化するおそれが低減する。
図13は、駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数が少ない場合のDAC補正信号VDACの一例を示す図である。なお、図13には、補正されていない基駆動信号aAを破線(c)で図示し、基駆動信号aAを補正値算出回路513が算出した補正値を含む補正信号ADJにより補正したDAC補正信号VDACを実線(d)で図示している。図13に示すように、印刷データ信号SIに基づいて駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数が少ない場合、DAC補正信号VDACは、補正値算出回路513が算出した補正値を含む補正信号ADJに基づいて、基駆動信号dAに基づく基駆動信号aAの振幅が大きくなるように補正される。これにより、駆動信号COMの電圧値の振幅が変化するおそれが低減する。
以上のように、本実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50が有する基駆動信号補正回路510が、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数に応じて基駆動信号dAを補正した補正基駆動信号oAを出力する。これにより、負荷容量の変化に伴って、駆動回路50が出力する駆動信号COMの電圧値の振幅が変化するおそれが低減する。
次に、基駆動信号補正回路510で実行される駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数の算出方法の一例について説明する。
前述のとおり、液体吐出ヘッド21が有する複数の圧電素子60に駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給されるか否かは、駆動信号選択回路200により制御される。
具体的には、駆動信号選択回路200は、入力される印刷データ[SId]=[1]に対応する吐出部600に含まれる圧電素子60に対して、吐出FDに対応する駆動信号VOUTであって、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTを供給し、入力される印刷データ[SId]=[0]に対応する吐出部600に含まれる圧電素子60に対して、非吐出NDに対応する駆動信号VOUTであって、圧電素子60に保持される電圧値の駆動信号VOUTを供給する。すなわち、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTは、印刷データ[SId]=[1]に対応する吐出部600に含まれる圧電素子60に供給される。
そこで、基駆動信号補正回路510では、駆動素子数カウント回路512が、印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]=[1]の総数を算出することで、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の総数を算出し、補正値算出回路513が、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の総数に基づく補正値を算出する。換言すれば、基駆動信号補正回路510は、印刷データ信号SIに基づいて、複数の圧電素子60の内の駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給されることにより駆動する圧電素子60の数を算出する。
基駆動信号補正回路510が有する駆動素子数カウント回路512が、印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]=[1]の総数を算出する方法として、印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]=[1]を順次加算する方法が考えられる。しかしながら、液体吐出装置1が数百個から数千の個のノズルを有する点に鑑みると、駆動素子数カウント回路512が、印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]=[1]を順次加算するには、演算負荷が大きくなるとともに、演算処理に要する時間が増加し、媒体Pへのインクの吐出速度が低下するおそれがある。
そこで、本実施形態における駆動素子数カウント回路512は、まず、印刷データ信号SIにシリアルに含まれるn個の印刷データ[SId]の内、隣り合って伝搬される印刷データ[SId]同士を加算することで、2ビットの加算データを算出し、その後、隣り合う2ビットの加算データ同士を加算することで、4ビットの加算データを算出する。駆動素子数カウント回路512は、同様の算出処理を繰り返すことでnビットの加算データを算出する。これにより、印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]=[1]の総数の算出に際して、駆動素子数カウント回路512に生じる演算負荷を小さくすることができるとともに、駆動素子数カウント回路512における演算処理に要する時間を短縮することもできる。
以上のような駆動素子数カウント回路512における演算方法の具体例について説明する。図14は、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の総数の演算方法の具体例を示す図である。なお、図14では、説明の簡略化のため、駆動素子数カウント回路512に8ビットの印刷データ信号SIが入力されている場合を例示している。
図14に示すように、駆動素子数カウント回路512に印刷データ信号SIの一例として、8ビットの印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]が入力されると、駆動素子数カウント回路512は、入力される印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]において、隣り合う1ビット同士を加算する。これにより、駆動素子数カウント回路512は、2ビットの加算データを算出する。
具体的には、駆動素子数カウント回路512は、印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]とS1=[0,1,0,1,0,1,0,1]との論理積を算出するとともに、印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]を右に1ビットシフトした算出結果とS1=[0,1,0,1,0,1,0,1]との論理積を算出する。そして、駆動素子数カウント回路512は、印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]とS1=[0,1,0,1,0,1,0,1]との論理積の算出結果に印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]を右に1ビットシフトした算出結果とS1=[0,1,0,1,0,1,0,1]との論理積の算出結果を加算する。これにより、駆動素子数カウント回路512は、印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]において隣り合う1ビットのデータ同士を加算した2ビット加算データ2bit-S=[1,0,0,1,0,1,0,0]を算出する。
その後、駆動素子数カウント回路512は、2ビット加算データ2bit-S=[1,0,0,1,0,1,0,0]とS2=[0,0,1,1,0,0,1,1]との論理積を算出するとともに、2ビット加算データ2bit-S=[1,0,0,1,0,1,0,0]を右に2ビットシフトした算出結果とS2=[0,0,1,1,0,0,1,1]との論理積を算出する。そして、駆動素子数カウント回路512は、2ビット加算データ2bit-S=[1,0,0,1,0,1,0,0]とS2=[0,0,1,1,0,0,1,1]との論理積の算出結果に、2ビット加算データ2bit-S=[1,0,0,1,0,1,0,0]を右に2ビットシフトした算出結果とS2=[0,0,1,1,0,0,1,1]との論理積の算出結果を加算する。これにより、駆動素子数カウント回路512は、2ビット加算データ2bit-S=[1,0,0,1,0,1,0,0]において隣り合う2ビットのデータ同士を加算した4ビット加算データ4bit-S=[0,0,1,1,0,0,0,1]を算出する。
その後、駆動素子数カウント回路512は、4ビット加算データ4bit-S=[0,0,1,1,0,0,0,1]とS4=[0,0,0,0,1,1,1,1]との論理積を算出するとともに、4ビット加算データ4bit-S=[0,0,1,1,0,0,0,1]を右に4ビットシフトした算出結果とS4=[0,0,0,0,1,1,1,1]との論理積を算出する。そして、駆動素子数カウント回路512は、4ビット加算データ4bit-S=[0,0,1,1,0,0,0,1]とS4=[0,0,0,0,1,1,1,1]との論理積の算出結果に、4ビット加算データ4bit-S=[0,0,1,1,0,0,0,1]を右に4ビットシフトした算出結果とS4=[0,0,0,0,1,1,1,1]との論理積の算出結果を加算する。これにより、駆動素子数カウント回路512は、4ビット加算データ4bit-S=[0,0,1,1,0,0,0,1]において隣り合う4ビットのデータ同士を加算した8ビット加算データ8bit-S=[0,0,0,0,0,1,0,0]を算出する。
この駆動素子数カウント回路512が算出した8ビット加算データ8bit-S=[0,0,0,0,0,1,0,0]が、8ビットの印刷データ信号SI=[1,1,0,1,1,0,0,0]に含まれる印刷データ[SId]=[1]の総数に相当する。そして、駆動素子数カウント回路512は、算出した8ビット加算データ8bit-S=[0,0,0,0,0,1,0,0]を含む駆動素子数信号PZCを生成し、補正値算出回路513に出力する。
以上のように駆動素子数カウント回路512が印刷データ信号SIに基づいて、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTにより駆動される圧電素子60の数を算出することで、例えば、ヘッドユニット20が800個の圧電素子60を有する場合、すなわち、印刷データ信号SIが800ビットの印刷データ[SId]を含む場合であっても、29回の加算と、8回の論理演算とにより印刷データ信号SIに含まれる印刷データ[SId]=[1]の総数を算出することができる。よって、駆動素子数カウント回路512における演算負荷が大きくなるおそれが低減するとともに、駆動素子数カウント回路512における演算処理に要する時間を短縮することができる。
ここで、圧電素子60が容量性負荷の一例であり、複数の圧電素子60である複数の容量性負荷供給される駆動信号COMを出力する駆動回路50が容量性負荷駆動回路の一例である。また、駆動信号COMに基づいて駆動信号VOUTが生成されている点に鑑みると、駆動回路50が出力する駆動信号COM、及び駆動信号VOUTの双方が駆動信号の一例である。そして、複数の圧電素子60の内、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60が駆動容量性負荷の一例である。また、複数の圧電素子60への駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTの供給を切り替える駆動信号選択回路200が切替回路の一例であり、駆動信号選択回路200における複数の圧電素子60への駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTの供給の切り替えを制御する印刷データ信号SIが吐出データの一例である。また、駆動信号COMの基となる基駆動信号aAが基駆動信号の一例であり、基駆動信号aAがデジタルの基駆動信号dAをデジタル-アナログ変換した信号である点に鑑みると、基駆動信号dAも基駆動信号の一例である。また、基駆動信号aAを補正することで補正基駆動信号oAを出力する基駆動信号補正回路510が補正回路の一例である。また、復調回路560に含まれるコンデンサーC1がコンデンサーの一例であり、第2帰還回路572が帰還回路の一例である。
1.5 作用効果
以上のように、本実施形態の液体吐出装置1が有する駆動回路50は、基駆動信号補正回路510において、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数に応じて基駆動信号aAを補正する。これにより、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数が変動することにより、駆動信号COMの伝搬経路の容量成分が変化した場合であっても、駆動信号COMの信号波形の電圧値が変化するおそれが低減される。すなわち、駆動回路50が出力する駆動信号COMの波形精度が向上し、その結果、駆動回路50を備える液体吐出装置1におけるインクの吐出精度がさらに向上する。
以上のように、本実施形態の液体吐出装置1が有する駆動回路50は、基駆動信号補正回路510において、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数に応じて基駆動信号aAを補正する。これにより、駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数が変動することにより、駆動信号COMの伝搬経路の容量成分が変化した場合であっても、駆動信号COMの信号波形の電圧値が変化するおそれが低減される。すなわち、駆動回路50が出力する駆動信号COMの波形精度が向上し、その結果、駆動回路50を備える液体吐出装置1におけるインクの吐出精度がさらに向上する。
1.6 変形例
上述した本実施形態の液体吐出装置1が備える駆動回路50において、基駆動信号補正回路510は、DAC511が出力するアナログの基駆動信号aAに、駆動素子数カウント回路512が算出した駆動素子数信号PZCに基づく補正信号ADJを加算することで、補正基駆動信号oAを生成するとして説明を行ったが、基駆動信号補正回路510は、デジタルの基駆動信号dAに駆動素子数カウント回路512が算出した駆動ノズル数に基づく補正値を加算することで、基駆動信号aA及び補正基駆動信号oAを生成してもよい。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
上述した本実施形態の液体吐出装置1が備える駆動回路50において、基駆動信号補正回路510は、DAC511が出力するアナログの基駆動信号aAに、駆動素子数カウント回路512が算出した駆動素子数信号PZCに基づく補正信号ADJを加算することで、補正基駆動信号oAを生成するとして説明を行ったが、基駆動信号補正回路510は、デジタルの基駆動信号dAに駆動素子数カウント回路512が算出した駆動ノズル数に基づく補正値を加算することで、基駆動信号aA及び補正基駆動信号oAを生成してもよい。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
2. 第2実施形態
次に、第2実施形態における液体吐出装置1の構成について説明する。第2実施形態の液体吐出装置1は、駆動信号COMを出力する駆動回路50の構成が第1実施形態の液体吐出装置1と異なる。なお、第2実施形態の液体吐出装置1を説明するにあたり、第1実施形態の液体吐出装置1と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を簡略、又は省略する。
次に、第2実施形態における液体吐出装置1の構成について説明する。第2実施形態の液体吐出装置1は、駆動信号COMを出力する駆動回路50の構成が第1実施形態の液体吐出装置1と異なる。なお、第2実施形態の液体吐出装置1を説明するにあたり、第1実施形態の液体吐出装置1と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を簡略、又は省略する。
図15は、第2実施形態の駆動回路50の構成を示す図である。図15に示すように、第2実施形態の駆動回路50は、基駆動信号補正回路510、変調回路520、ゲートドライブ回路530、増幅回路550、及び復調回路560に加えてレベルシフト回路70を有する。
基駆動信号補正回路510には、第1実施形態の液体吐出装置1と同様に、基駆動信号dA、印刷データ信号SI、第1帰還信号VFB1、及び第2帰還信号VFB2が入力される。そして、基駆動信号補正回路510は、印刷データ信号SIに基づいて駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数を算出し、当該算出結果に基づいて、基駆動信号dA又は基駆動信号dAに応じた基駆動信号aAを補正するとともに、第1帰還回路570から帰還する第1帰還信号VFB1、及び第2帰還回路572から帰還する第2帰還信号VFB2を加算、若しくは減算することで、補正基駆動信号oAを生成し、変調回路520に出力する。
変調回路520は、基駆動信号補正回路510が出力する補正基駆動信号oAを変調することで変調信号MSを生成し、ゲートドライブ回路530に出力する。
ゲートドライブ回路530は、変調信号MSをレベルシフトした増幅制御信号HGDを生成し、増幅回路550が有するトランジスターM1のゲートに供給するとともに、変調信号MSの論理レベルをインバーター521により反転した信号をレベルシフトした増幅制御信号LGDを生成し、増幅回路550が有するトランジスターM2のゲートに供給する。
増幅回路550は、トランジスターM1,M2を含む。そして、トランジスターM1,M2は、ゲートドライブ回路530が出力する増幅制御信号HGD,LGDより動作することで、変調信号MSを増幅した増幅変調信号AMSを出力する。ここで、第2実施形態の増幅回路550は、変調信号MSを第1実施形態の電圧信号VHVよりも電圧値の小さな電圧信号VHV1に基づき増幅することで、増幅変調信号AMSを出力している。
レベルシフト回路70は、基準レベル切替回路710、ゲートドライブ回路730、ダイオードD11,D12、コンデンサーC11,C12、トランジスターM3,M4、及びブートストラップ回路BSを含む。そして、レベルシフト回路70は、増幅変調信号AMSの基準電位をレベルシフトしたレベルシフト増幅変調信号LAMSを生成し出力する。
基準レベル切替回路710には、基駆動信号dAが入力される。基準レベル切替回路710は、入力される基駆動信号dAに基づくレベル切替信号LSを生成し、ゲートドライブ回路730に出力する。具体的に、基準レベル切替回路710は、入力される基駆動信号dAにより規定される電圧値が所定の閾値以上である場合にHレベルのレベル切替信号LSを出力し、入力される基駆動信号dAにより規定される電圧値が所定の閾値未満である場合にLレベルのレベル切替信号LSを出力する。
ゲートドライブ回路730は、ゲートドライバー731,732を含む。ゲートドライバー731には、基準レベル切替回路710が出力するレベル切替信号LSが入力される。そして、ゲートドライバー731は、入力される信号をレベルシフトしたゲート信号TRD1を生成し、出力する。ゲートドライバー732には、レベル切替信号LSの倫理レベルがインバーター721において反転された信号が入力される。そして、ゲートドライバー732は、入力される信号をレベルシフトしたゲート信号TRD2生成し、出力する。
ゲート信号TRD1は、トランジスターM3のゲートに入力される。トランジスターM3のドレインには、ブートストラップ回路BSが出力する電圧信号VHV3が供給されている。ゲート信号TRD2は、トランジスターM4のゲートに入力される。トランジスターM4のソースには、増幅変調信号AMSが入力されている。また、トランジスターM3のソースとトランジスターM4のドレインとは、電気的に接続している。レベルシフト回路70は、トランジスターM3のソースとトランジスターM4のドレインとが電気的に接続している接続点に生じた信号をレベルシフト増幅変調信号LAMSとして出力する。
ブートストラップ回路BSは、ダイオードD13とコンデンサーC13とを含む。ダイオードD13のアノードには電圧信号VHV2が供給され、ダイオードD13のカソードはコンデンサーC13の一端と電気的に接続されている。また、コンデンサーC13の他端には、増幅変調信号AMSが供給されている。ここで、電圧信号VHV2は、電圧信号VHV1よりも小さい電圧値であって、好ましくは、電圧信号VHV1近傍の電圧値である。
以上のように構成されたレベルシフト回路70において、基準レベル切替回路710に入力される基駆動信号dAにより規定される電位が所定の電位未満である場合、基準レベル切替回路710は、Lレベルのレベル切替信号LSを生成し、ゲートドライブ回路730に出力する。これにより、ゲートドライブ回路730は、Lレベルのゲート信号TRD1と、Hレベルのゲート信号TRD2とを出力する。よって、トランジスターM3のドレインとソースとの間が非導通に制御され、トランジスターM4のドレインとソースとの間が導通に制御される。その結果、トランジスターM4のソースに供給される増幅変調信号AMSが、レベルシフト増幅変調信号LAMSとしてレベルシフト回路70から出力される。
一方で、基準レベル切替回路710に入力される基駆動信号dAにより規定される電位が所定の電位以上である場合、基準レベル切替回路710は、Hレベルのレベル切替信号LSを生成しゲートドライブ回路730に出力する。これにより、ゲートドライブ回路730は、Hレベルのゲート信号TRD1と、Lレベルのゲート信号TRD2とを出力する。よって、トランジスターM3のドレインとソースとの間が導通に制御され、トランジスターM4のドレインとソースとの間が非導通に制御される。その結果、コンデンサーC13の他端に供給される増幅変調信号AMSの基準電位がダイオードD13のアノードに供給される電圧信号VHV2に基づく電位にレベルシフトする。そして、基準電位が電圧信号VHV2に基づく電位にレベルシフトした増幅変調信号AMSがトランジスターM4を介してレベルシフト増幅変調信号LAMSとしてレベルシフト回路70から出力される。
レベルシフト回路70から出力されたレベルシフト増幅変調信号LAMSは、復調回路560に入力される。復調回路560は、レベルシフト回路70が出力するレベルシフト増幅変調信号LAMSを平滑することにより復調し、駆動信号COMとして駆動回路50から出力する。
また、復調回路560が出力する駆動信号COMは、第1帰還回路570を介して第1帰還信号VFB1として基駆動信号補正回路510に入力されるとともに、第2帰還回路572を介して第2帰還信号VFB2として基駆動信号補正回路510に入力される。
以上のように、第2実施形態の駆動回路50は、基駆動信号dAにより規定される電圧値に応じて、増幅回路550が出力する増幅変調信号AMSの基準電位をグラウンド電位として出力するのか、電圧信号VHV2として出力するのかを切り替える。このような駆動回路50では、増幅回路550の増幅電圧である電圧信号VHV1の電圧値を、第1実施形態の駆動回路50の増幅電圧である電圧信号VHVよりも小さくすることができる。これにより、増幅回路550が有するトランジスターM1,M2の損失を小さくすることができ、駆動回路50での消費電力を小さくすることができる。
また、第2実施形態の駆動回路50であっても、基駆動信号補正回路510が、印刷データ信号SIに基づいて駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTが供給される圧電素子60の数を算出し、当該算出結果に基づいて、基駆動信号dA又は基駆動信号dAに応じた基駆動信号aAを補正することで、第1実施形態の液体吐出装置1と同様の作用効果を奏する。
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。
上述した実施形態から以下の内容が導き出される。
液体吐出装置の一態様は、
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、
を備え、
前記容量性負荷駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、
を備え、
前記容量性負荷駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
この液体吐出装置によれば、補正回路が、容量性負荷駆動回路が出力する駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて駆動信号の基となる基駆動信号を補正し、補正基駆動信号として出力することで、補正基駆動信号に基づき生成された駆動信号は、駆動される駆動容量性負荷の数に応じて駆動信号が伝搬される伝搬経路に生じる容量成分が変動した場合であっても、駆動信号の信号波形の電圧値が変化するおそれが低減される。よって、容量性負荷駆動回路が出力する駆動信号の波形精度が向上し、液体吐出装置における液体の吐出精度が向上する。
前記液体吐出装置の一態様において、
吐出データに基づいて前記複数の容量性負荷への前記駆動信号の供給を切り替える切替回路を備え、
前記補正回路は、前記吐出データに基づいて前記複数の容量性負荷の内の前記駆動容量性負荷の数を算出してもよい。
吐出データに基づいて前記複数の容量性負荷への前記駆動信号の供給を切り替える切替回路を備え、
前記補正回路は、前記吐出データに基づいて前記複数の容量性負荷の内の前記駆動容量性負荷の数を算出してもよい。
この液体吐出装置によれば、吐出データに基づいて駆動される駆動容量性負荷の数を算出することで、駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数を容易にかつ正確に把握することができ、その結果、容量性負荷駆動回路が出力する駆動信号の波形精度がさらに向上し、液体吐出装置における液体の吐出精度がさらに向上する。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記帰還回路は、ハイパスフィルターを含んでもよい。
前記帰還回路は、ハイパスフィルターを含んでもよい。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記帰還回路は、ローパスフィルターを含んでもよい。
前記帰還回路は、ローパスフィルターを含んでもよい。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記複数の容量性負荷の各々は、圧電素子であってもよい。
前記複数の容量性負荷の各々は、圧電素子であってもよい。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記駆動容量性負荷の数が多い場合、前記補正回路は、前記基駆動信号の振幅が小さくなるよう補正された前記補正基駆動信号を出力してもよい。
前記駆動容量性負荷の数が多い場合、前記補正回路は、前記基駆動信号の振幅が小さくなるよう補正された前記補正基駆動信号を出力してもよい。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記駆動容量性負荷の数が少ない場合、前記補正回路は、前記基駆動信号の振幅が大きくなるよう補正された前記補正基駆動信号を出力してもよい。
前記駆動容量性負荷の数が少ない場合、前記補正回路は、前記基駆動信号の振幅が大きくなるよう補正された前記補正基駆動信号を出力してもよい。
容量性負荷駆動回路の一態様は、
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドに、前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドに、前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する。
この容量性負荷駆動回路によれば、補正回路が、容量性負荷駆動回路が出力する駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて駆動信号の基となる基駆動信号を補正し、補正基駆動信号として出力することで、補正基駆動信号に基づき生成された駆動信号は、駆動される駆動容量性負荷の数に応じて駆動信号が伝搬される伝搬経路に生じる容量成分が変動した場合であっても、駆動信号の信号波形の電圧値が変化するおそれが低減される。よって、容量性負荷駆動回路が出力する駆動信号の波形精度が向上する。
1…液体吐出装置、2…移動体、3…移動ユニット、4…搬送ユニット、10…制御ユニット、11…電源回路、20…ヘッドユニット、21…液体吐出ヘッド、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、40…プラテン、41…搬送モーター、42…搬送ローラー、50…駆動回路、60…圧電素子、70…レベルシフト回路、100…制御部、190…ケーブル、200…駆動信号選択回路、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…インバーター、234…トランスファーゲート、500…集積回路、510…基駆動信号補正回路、512…駆動素子数カウント回路、513…補正値算出回路、514~516…加算器、520…変調回路、521…インバーター、530…ゲートドライブ回路、531,532…ゲートドライバー、541…積分減衰器、542…減衰器、550…増幅回路、560…復調回路、570…第1帰還回路、572…第2帰還回路、600…吐出部、601…圧電体、611,612…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、710…基準レベル切替回路、721…インバーター、730…ゲートドライブ回路、731,732…ゲートドライバー、BS…ブートストラップ回路、C1~C5,C11~C13…コンデンサー、D1,D11~D13…ダイオード、L…ノズル列、L1…インダクター、M1~M4…トランジスター、P…媒体、R1~R6…抵抗
Claims (8)
- 駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、
を備え、
前記容量性負荷駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 吐出データに基づいて前記複数の容量性負荷への前記駆動信号の供給を切り替える切替回路を備え、
前記補正回路は、前記吐出データに基づいて前記複数の容量性負荷の内の前記駆動容量性負荷の数を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記帰還回路は、ハイパスフィルターを含む、
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。 - 前記帰還回路は、ローパスフィルターを含む、
ことを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。 - 前記複数の容量性負荷の各々は、圧電素子である、
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。 - 前記駆動容量性負荷の数が多い場合、前記補正回路は、前記基駆動信号の振幅が小さくなるよう補正された前記補正基駆動信号を出力する、
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。 - 前記駆動容量性負荷の数が少ない場合、前記補正回路は、前記基駆動信号の振幅が大きくなるよう補正された前記補正基駆動信号を出力する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 駆動信号が供給されることで駆動する複数の容量性負荷を有し、前記複数の容量性負荷の駆動により液体を吐出する液体吐出ヘッドに、前記駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を補正した補正基駆動信号を出力する補正回路と、
前記補正基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を出力する増幅回路と、
コンデンサーを含み、前記増幅変調信号を復調することで前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記駆動信号を前記補正回路に帰還する帰還回路と、
を有し、
前記補正回路は、前記複数の容量性負荷の内、前記駆動信号により駆動される駆動容量性負荷の数に応じて補正された前記補正基駆動信号を出力する、
ことを特徴とする容量性負荷駆動回路。
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- 2022-03-23 JP JP2022046480A patent/JP2023140578A/ja active Pending
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- 2023-03-20 CN CN202310268521.4A patent/CN116803686A/zh active Pending
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