JP6007512B2 - 液体吐出ヘッド駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの駆動回路に関する。

インクジェットプリンターは、印刷ヘッドに設けられた複数のノズルからインクを吐出して印刷媒体上に画像や文書を記録する。インクの吐出は、印刷ヘッドの各ノズルに対応して設けられたアクチュエーターが駆動回路から供給される駆動信号に従い駆動されることによって行われる。アクチュエーターとしては、例えば、ピエゾ素子のような容量性負荷が利用される場合が多い。

容量性負荷を有する印刷ヘッドに供給される駆動信号を生成する駆動回路としては、本願と同じ発明者により発明された特許文献１の回路がある。この駆動回路は、トランジスター対で構成された電流増幅回路と、電流増幅回路に供給するための波形信号を生成する波形生成回路とを用いて、印刷ヘッドの容量性負荷に供給するための駆動信号を生成する。また、電位調整回路を用いて、低電位側端子の電位を駆動信号の電位よりも所定量低く調整する。

特開２０１０−１３５９４３号公報

しかし、特許文献１の駆動回路は、波形生成回路や電位調整回路を含む回路構成がやや複雑であり、また、その消費電力も無視できない程度である。そこで、本願の発明者は、これらの点でより改善された回路を開発したいという希望を有していた。

なお、このような課題は、インクジェットプリンターにおける印刷ヘッドに限らず、液体を吐出するノズルと、そのノズルから液体を吐出させるアクチュエーターとを有する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置に共通の課題であった。

本発明は、上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、液体吐出ヘッドの駆動回路として、従来と異なる構成を有し、また、消費電力の少ない駆動回路を提供することを目的としている。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明の一形態は、容量性負荷を有する液体吐出ヘッドに駆動信号を供給するための駆動回路であって、
第１の低電位側端子と第１の高電位側端子との間に直列接続された２つのトランジスターで構成された第１のトランジスター対であって、第１の制御入力端子に供給される第１の制御信号に応じて第１の出力端子から前記駆動信号を出力する第１のトランジスター対を含む主駆動回路と、
前記第１の低電位側端子に接続された第１の配線経路と、前記第１の高電位側端子に接続された第２の配線経路とに接続された補助駆動回路と、
前記補助駆動回路に、第２の制御信号としての制御用パルス信号を供給するパルス生成回路と、
を備え、
前記補助駆動回路は、
前記第１の配線経路と前記第２の配線経路との間に接続された充放電素子と、
第２の低電位側端子と第２の高電位側端子との間に直列接続された２つのトランジスターで構成されて反転回路として機能する第２のトランジスター対であって、第２の制御入力端子に供給される前記第２の制御信号に応じて出力信号を第２の出力端子から出力する第２のトランジスター対と、
前記第２のトランジスター対の前記第２の出力端子と、前記第１の配線経路との間に接続され、前記第２のトランジスター対の出力信号を平滑化した第１の補助駆動信号を前記第１の配線経路に出力する平滑フィルター回路と、
を含み、
前記第２のトランジスター対の前記第２の高電位側端子は、第１の電源に接続され、
前記充放電素子は、前記第１の電源よりも低い電圧を出力する第２の電源に、前記第２の配線経路を介して接続され、
前記充放電素子は、前記第１の配線経路を介して前記平滑フィルター回路から供給される前記第１の補助駆動信号に応じて前記第１の補助駆動信号よりも電位の高い第２の補助駆動信号を生成し、前記第２の配線経路を介して前記第１のトランジスター対の前記第１の高電位側端子に供給し、
前記パルス生成回路は、前記駆動信号の電位上昇時及び電位下降時のそれぞれにおいて、前記平滑フィルター回路から出力される前記第１の補助駆動信号のフィードバックを受けて、前記第１のトランジスター対のうちの充電用トランジスターのコレクタ−エミッタ間の電位差が所定の電位差となるように前記制御用パルス信号を調整するフィードバック制御を実行する、駆動回路である。
この駆動回路によれば、補助駆動回路の回路構成として、充放電素子と、第２のトランジスター対と、平滑フィルター回路とを含む単純な回路構成を利用しているので、駆動回路全体の回路構成を単純なものとすることができる。また、第２のトランジスター対は反転回路として機能するのでその消費電力を極めて小さく押さえることができる。
また、パルス制御回路が上述したフィードバック制御を行うことにより、充電用トランジスターの動作時のコレクタ−エミッタ間の電位差を常に十分に小さくすることができるので、第１のトランジスター対を駆動することができない可能性を低減でき、また、第１のトランジスター対における消費電力を十分に低減することができる。

［適用例１］
容量性負荷を有する液体吐出ヘッドに駆動信号を供給するための駆動回路であって、
第１の低電位側端子と第１の高電位側端子との間に直列接続された２つのトランジスターで構成された第１のトランジスター対であって、第１の制御入力端子に供給される第１の制御信号に応じて第１の出力端子から前記駆動信号を出力する第１のトランジスター対を含む主駆動回路と、
前記第１の低電位側端子に接続された第１の配線経路と、前記第１の高電位側端子に接続された第２の配線経路とに接続された補助駆動回路と、
を備え、
前記補助駆動回路は、
前記第１の配線経路と前記第２の配線経路との間に接続された充放電素子と、
第２の低電位側端子と第２の高電位側端子との間に直列接続された２つのトランジスターで構成されて反転回路として機能する第２のトランジスター対であって、第２の制御入力端子に供給される第２の制御信号に応じて出力信号を第２の出力端子から出力する第２のトランジスター対と、
前記第２のトランジスター対の前記第２の出力端子と、前記第１の配線経路との間に接続され、前記第２のトランジスター対の出力信号を平滑化した第１の補助駆動信号を前記第１の配線経路に出力する平滑フィルター回路と、
を含み、
前記第２のトランジスター対の前記第２の高電位側端子は、第１の電源に接続され、
前記充放電素子は、前記第１の電源よりも低い電圧を出力する第２の電源に、前記第２の配線経路を介して接続され、
前記充放電素子は、前記第１の配線経路を介して前記平滑フィルター回路から供給される前記第１の補助駆動信号に応じて前記第１の補助駆動信号よりも電位の高い第２の補助駆動信号を生成し、前記第２の配線経路を介して前記第１のトランジスター対の前記第１の高電位側端子に供給する、駆動回路。
この駆動回路によれば、補助駆動回路の回路構成として、充放電素子と、第２のトランジスター対と、平滑フィルター回路とを含む単純な回路構成を利用しているので、駆動回路全体の回路構成を単純なものとすることができる。また、第２のトランジスター対は反転回路として機能するのでその消費電力を極めて小さく押さえることができる。

［適用例２］
適用例１に記載の駆動回路であって、
前記充放電素子は、キャパシターであり、
前記キャパシターは、
（ｉ）前記第２の補助駆動信号の電位が前記第２の電源の電位よりも低い期間において前記第２の電源により充電され、
（ｉｉ）前記第１のトランジスター対を構成する前記２つのトランジスターのうちで、前記第１の高電位側端子に直接接続されているトランジスターが導通状態の期間に放電する、駆動回路
この駆動回路によれば、キャパシターの適宜の充放電によって、第１の補助駆動信号よりも電位の高い第２の補助駆動信号を容易に生成することが可能である。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、液体吐出ヘッドを駆動するための駆動回路および駆動方法、そのような液体吐出ヘッドおよび駆動回路を有する液体吐出装置およびその制御方法、そのような液体吐出ヘッドおよび駆動回路を有し液体としてのインクを吐出して印刷を行う印刷装置および印刷方法等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としてのインクジェットプリンターの構成を示すブロック図である。 印刷ヘッドと駆動回路の構成を示す回路図である。 駆動信号の波形の一例を示す説明図である。

図１は、本発明の一実施形態としてのインクジェットプリンターの概略構成を示すブロック図である。インクジェットプリンター１００は、制御ユニット４０と、紙送りモーター２２と、キャリッジモーター３２と、印刷ヘッド６０とを有している。

制御ユニット４０は、ホストコンピューター９０との間のインターフェイス４１と、制御部４２と、紙送りモータードライバー４３と、ヘッドドライバー４５と、キャリッジモータードライバー４６とを有している。制御ユニット４０は、更に、これらのドライバー４３，４５，４６を、紙送りモーター２２と、印刷ヘッド６０と、キャリッジモーター３２とにそれぞれ接続するインターフェイス４７を有している。

制御部４２は、ホストコンピューター９０から印刷データを取得すると、印刷ヘッド６０におけるインクの吐出状態（インクドットの形成状態）を示すドットデータを生成するとともに、各ドライバー４３，４５，４６に制御信号を出力する。ドライバー４３，４５，４６は、紙送りモーター２２と、印刷ヘッド６０と、キャリッジモーター３２とを駆動するための駆動信号をそれぞれ出力する。例えば、ヘッドドライバー４５は、印刷ヘッド６０に対して、基準クロック信号ＳＣＫと、ラッチ信号ＬＡＴと、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰと、チャンネル信号ＣＨと、駆動信号ＣＯＭとを供給する。この駆動信号ＣＯＭは、印刷ヘッド６０に設けられたインク吐出用のノズルアクチュエーター（「駆動素子」とも呼ぶ）を駆動する信号である。ノズルアクチュエーターとしては、例えば圧電素子（ピエゾ素子）などの容量性負荷を使用可能である。駆動信号ＣＯＭは、ヘッドドライバー４５内に設けられた駆動回路８０（「駆動信号生成回路」とも呼ぶ）によって生成される。

図２は、駆動回路８０と印刷ヘッド６０の構成を示す回路図である。印刷ヘッド６０は、複数のノズルに対応して設けられた複数のノズルアクチュエーター６７と、駆動信号ＣＯＭを個々のノズルアクチュエーター６７に供給するか否かを切り替える選択スイッチ６６とを有している。個々の選択スイッチ６６は、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰ（図１）に応じてオン／オフされるアナログスイッチである。駆動信号ＣＯＭは、複数のノズルアクチュエーター６７に共通に供給されるので、「共通駆動信号」とも呼ぶ。

駆動回路８０は、主駆動回路２３０と、補助駆動回路２１０とを含んでいる。主駆動回路２３０は、駆動信号ＣＯＭを生成する回路であり、補助駆動回路２１０は、後述する第１の補助駆動信号ＣＯＭ１と第２の補助駆動信号ＣＯＭ２とを生成する回路である。

主駆動回路２３０は、ＤＡＣ回路２３６と、主トランジスター対２３４とを含んでいる。ＤＡＣ回路２３６には、ＣＰＵ５１（図１）から、駆動信号ＣＯＭを生成するための情報として所定周期毎に更新されるＤＡＣ値ＤＶが入力される。ＤＡＣ回路２３６は、入力されたＤＡＣ値ＤＶに応じた電位を有する制御信号ＡＮＧを生成する。ＤＡＣ値ＤＶは、例えば、駆動信号ＣＯＭの出力電位を１０ビットのデジタル値で表した情報である。制御信号ＡＮＧは、このＤＡＣ値ＤＶの変化に応じた電圧変化を示すアナログ信号である。

主トランジスター対２３４は、低電位側端子Ｔ１１と高電位側端子Ｔ１２との間に直列接続された２つのトランジスター２３１，２３２で構成されており、また、制御入力端子Ｔ１３と出力端子Ｔ１４とを有している。制御入力端子Ｔ１３は、２つのトランジスター２３１，２３２の制御端子に共通に接続されており、ここに上述の制御信号ＡＮＧが入力される。また、出力端子Ｔ１４は、２つのトランジスター２３１，２３２の間の節点に接続されており、ここから駆動信号ＣＯＭが出力される。

本実施形態において、主トランジスター対２３４は、相補的に接続された（コンプリメンタリ接続された）放電用トランジスター２３１と充電用トランジスター２３２から構成されている。放電用トランジスター２３１はＰＮＰ型バイポーラトランジスターであり、充電用トランジスター２３２はＮＰＮ型バイポーラトランジスターである。２つのトランジスター２３１，２３２のエミッタは、出力端子Ｔ１４に共通に接続されている。出力端子Ｔ１４は、駆動信号ＣＯＭを印刷ヘッド６０に供給するための信号経路２３５に接続されている。放電用トランジスター２３１のコレクタは、低電位側端子Ｔ１１に接続された第１の配線経路２２１に接続されている。充電用トランジスター２３２のコレクタは、高電位側端子Ｔ１２に接続された第２の配線経路２２２に接続されている。２つのトランジスター２３１，２３２のベースには、制御入力端子Ｔ１３を介して制御信号ＡＮＧが共通に入力される。なお、主トランジスター対２３４を「第１のトランジスター対」とも呼ぶ。また、本明細書では、各種の配線経路を単に「配線」とも呼ぶ。

主トランジスター対２３４の動作の概要は以下の通りである。制御信号ＡＮＧが上昇して充電用トランジスター２３２におけるベース電位がエミッタ電位より所定値以上（例えば０．６ボルト以上）高くなると、充電用トランジスター２３２が導通状態となり、駆動信号ＣＯＭの電位が上昇する。一方、制御信号ＡＮＧが下降して放電用トランジスター２３１におけるベース電位がエミッタ電位より所定値以上低くなると、放電用トランジスター２３１が導通状態（電流を流す状態）となり、駆動信号ＣＯＭの電位が下降する。また、制御信号ＡＮＧの電位が２つのトランジスター２３１，２３２のエミッタ電位に十分に近い値のときには、２つのトランジスター２３１，２３２は共に非導通状態（電流を流さない状態）となる。このように、制御信号ＡＮＧにより主トランジスター対２３４の動作が制御されることにより、制御信号ＡＮＧが電流増幅されて駆動信号ＣＯＭが生成される。なお、導通状態とは、バイポーラトランジスターではエミッタとコネクターの間に電流が流れる状態であり、ＭＯＳＦＥＴではソースとドレインの間に電流が流れる状態を指す。同様に非導通状態とは、バイポーラトランジスターではエミッタとコネクターの間に電流が流れない状態であり、ＭＯＳＦＥＴではソースとドレインの間に電流が流れない状態を指す。

補助駆動回路２１０は、パルス生成回路２１３と、補助トランジスター対２１４と、平滑フィルター回路２１９と、充放電素子としてのキャパシター２２６と、を含んでいる。パルス生成回路２１３には、制御部４２（図１）から、パルス変調制御信号ＭＳが入力される。パルス変調制御信号ＭＳは、第１の補助駆動信号ＣＯＭ１の基準となる信号である。パルス生成回路２１３は、パルス変調制御信号ＭＳを所定のパルス変調方式（例えば、パルス幅変調やパルス密度変調）で変調して制御用パルス信号ＰＷＳを生成する。制御用パルス信号ＰＷＳは、パルスデューティによりパルス変調制御信号ＭＳのレベルを表す矩形パルス信号であり、２つの電位レベルのいずれかを取る２値信号である。なお、制御用パルス信号ＰＷＳを単に「制御信号」とも呼ぶ。

補助トランジスター対２１４は、低電位側端子Ｔ２１と高電位側端子Ｔ２２との間に直列接続された２つのトランジスター２１１，２１２で構成されており、また、制御入力端子Ｔ２３と出力端子Ｔ２４とを有している。制御入力端子Ｔ２３は、２つのトランジスター２１１，２１２の制御端子に共通に接続されており、ここに上述の制御用パルス信号ＰＷＳが入力される。また、出力端子Ｔ１４は、２つのトランジスター２３１，２３２の間の設定に接続されており、ここから出力信号ＣＯＭｐが出力される。本実施形態では、低電位側端子Ｔ２１は接地されており、高電位側端子Ｔ２２は高電圧電源ＶＨに接続されている。この高電圧電源ＶＨは、ノズルアクチュエーター６７の駆動信号ＣＯＭの電圧レベルと同等の高い電圧を出力する電圧である。例えば、高電圧電源ＶＨとしては、約５０Ｖの電圧を出力する電源回路を利用可能である。なお、高電圧電源ＶＨを「第１の電源」とも呼ぶ。

本実施形態において、補助トランジスター対２１４は、相補的に接続された接地側トランジスター２１１と電源側トランジスター２１２から構成されている。接地側トランジスター２１１はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、電源側トランジスター２１２はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴである。この補助トランジスター対２１４は、反転回路（インバーター回路）として機能する。２つのトランジスター２１１，２１２のドレインは、補助トランジスター対２１４の出力端子Ｔ２４に共通に接続されている。この出力端子Ｔ２４は、平滑フィルター回路２１９の入力端子に接続されている。接地側トランジスター２１１のソースは接地されており、電源側トランジスター２１２のソースは高電圧電源ＶＨに接続されている。２つのトランジスター２１１，２１２のゲートには、制御入力端子Ｔ２３を介して制御用パルス信号ＰＷＳが共通に入力される。２つのトランジスター２１１，２１２には、それぞれに並列にダイオード２１５，２１６が設けられている。なお、補助トランジスター対２１４を、「第２のトランジスター対」とも呼ぶ。

補助トランジスター対２１４の動作の概要は以下の通りである。制御用パルス信号ＰＷＳがローレベルであるとき、接地側トランジスター２１１は非導通状態となり、電源側トランジスター２１２は導通状態となる。その結果、補助トランジスター対２１４の出力信号ＣＯＭｐは、高電圧電源ＶＨにほぼ等しい電位となる。一方、制御用パルス信号ＰＷＳがハイレベルであるとき、接地側トランジスター２１１は導通状態となり、電源側トランジスター２１２は非導通状態となる。その結果、補助トランジスター対２１４の出力信号ＣＯＭｐは接地電位となる。このように、補助トランジスター対２１４によって制御用パルス信号ＰＷＳがデジタル的に反転され、制御用パルス信号ＰＷＳ（すなわちパルス変調制御信号ＭＳ）を電流増幅した信号ＣＯＭｐが得られる。なお、補助トランジスター対２１４の出力信号ＣＯＭｐは、パルス状の信号波形を有しているが、この信号ＣＯＭｐは、ノズルアクチュエーター６７に供給される駆動信号ＣＯＭの波形を模擬したＰＷＭ信号の一種であると考えることも可能である。

平滑フィルター回路２１９は、補助トランジスター対２１４の出力信号ＣＯＭｐを平滑化することによって、第１の補助駆動信号ＣＯＭ１を生成する。本実施形態では、平滑フィルター回路２１９として、キャパシター２１８とコイル２１７との組み合わせにより構成されたローパスフィルター（低域通過フィルター）を用いている。

キャパシター２２６は、第１の配線経路２２１と第２の配線経路２２２との間に接続されている。上述したように、第１の配線経路２２１は主トランジスター対２３４の低電位側端子Ｔ１１に接続されており、第２の配線経路２２２は主トランジスター対２３４の高電位側端子Ｔ１２に接続されている。第２の配線経路２２２は、更に、逆流防止ダイオード２２７を介して低電圧電源ＶＬに接続されている。この低電圧電源ＶＬは、キャパシター２２６を充電するための電源である。なお、低電圧電源ＶＬを生成する電源回路の中に逆流防止素子が設けられている場合には、逆流防止ダイオード２２７を補助駆動回路２１０から省略可能である。

キャパシター２２６の端子間電圧は、主トランジスター対２３４の高電位側端子Ｔ１２に供給される第２の補助駆動信号ＣＯＭ２の電位を、低電位側端子Ｔ１１に供給される第１の補助駆動信号ＣＯＭ１の電位よりも高くする。従って、低電圧電源ＶＬの電圧は、２つの補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の電位差に相当する電圧値であれば良く、高電圧電源ＶＨよりも低い電圧で十分である。例えば、低電圧電源ＶＬとしては、約５Ｖの電圧を出力する回路を利用可能である。なお、低電圧電源ＶＬを「第２の電源」とも呼ぶ。

このように、補助駆動回路２１０におけるパルス生成回路２１３と、補助トランジスター対２１４と、平滑フィルター回路２１９とは、パルス信号を用いてパルス変調制御信号ＭＳを電力増幅する回路（いわゆるＤ級アンプ）として機能する。また、キャパシター２２６は、平滑フィルター回路２１９から出力された第１の補助駆動信号ＣＯＭ１に基づいて、第１の補助駆動信号ＣＯＭ１よりも高い電位を有する第２の補助駆動信号ＣＯＭ２を生成する。これらの２つの補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、２つの信号経路２２１，２２２を介して、主トランジスター対２３４の２つの入力端子Ｔ１１，Ｔ１２に入力される。

図３は、２つの補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２と、駆動信号ＣＯＭの一例を示す説明図である。なお、２つの補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の波形は、図示の便宜上、その変動をやや誇張して描いている。この例では、主トランジスター対２３４の２つのトランジスター２３１，２３２は以下のように導通状態又は非導通状態に制御される。

（１）時刻ｔａ以前の期間：
駆動信号ＣＯＭが最低レベルに維持される期間であり、２つのトランジスター２３１，２３２は共に非導通
（２）時刻ｔａ〜ｔｂの期間：
駆動信号ＣＯＭのレベルが上昇してノズルアクチュエーター６７を充電する期間であり、放電用トランジスター２３１は非導通，充電用トランジスター２３２は導通状態
（３）時刻ｔｂ〜ｔｃの期間：
駆動信号ＣＯＭが一定の高い電位レベルに維持されている期間であり、２つのトランジスター２３１，２３２は共に非導通
（４）時刻ｔｃ〜ｔｄの期間：
駆動信号ＣＯＭのレベルが下降してノズルアクチュエーター６７を放電させる期間であり、放電用トランジスター２３１は導通状態，充電用トランジスター２３２は非導通
（５）時刻ｔｄ以降の期間：
駆動信号ＣＯＭが最低レベルに維持される期間であり、２つのトランジスター２３１，２３２は共に非導通

キャパシター２２６は、駆動信号ＣＯＭが最低レベルの期間（時刻ｔａ以前及び時刻ｔｄ以降）に、低電圧電源ＶＬによって充電される。また、キャパシター２２６は、駆動信号ＣＯＭが上昇する期間（時刻ｔａ〜ｔｂ）には放電し、駆動信号ＣＯＭの電流源として機能する。なお、正確に言えば、キャパシター２２６が実際に充電されるのは、第２の補助駆動信号ＣＯＭ２の電位レベルが低電圧電源ＶＬの電位レベルよりも低い期間である。また、２つの補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の電位差は、キャパシター２２６の放電期間では減少し、充電期間では増大するが、図３では図示の便宜上、両者の電位差がほぼ一定として描かれている。なお、図２の回路構成から理解できるように、主トランジスター対２３４は、エミッタフォロワー回路に準じた機能を有する。従って、主トランジスター対２３４の出力端子Ｔ１４から出力される駆動信号ＣＯＭは、補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２が多少変動しても実質的な影響を受けることが無く、ＤＡＣ値ＤＶの変化（すなわち制御信号ＡＮＧの変化）と同じほぼ直線的な変化を示す信号となる。なお、制御信号ＡＮＧは、例えば４０Ｖ程度の振幅を有する信号である。

このように、本実施形態の駆動回路８０は、駆動信号ＣＯＭが最低レベルの期間においてキャパシター２２６を充電し、また、駆動信号ＣＯＭが上昇する期間ではキャパシター２２６から放電するので、キャパシター２２６を駆動信号ＣＯＭの電流源として機能させることができる。また、簡単な回路構成を有する補助駆動回路２１０を用いて、主トランジスター対２３４の両端の端子Ｔ１１，Ｔ１２に、適切な電位差を有する補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を供給することが可能である。

また、本実施形態では、小さな電位差を有する２つの補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２が、主トランジスター対２３４を構成する２つのトランジスター２３１，２３２のコレクタに供給されているため、充電用トランジスター２３２のコレクタが高い電圧の電源に接続され放電用トランジスター２３１のコレクタが接地されている場合と比較して、充電用トランジスター２３２または放電用トランジスター２３１の動作時のコレクタ−エミッタ間の電位差を小さくすることができる。この結果、主トランジスター対２３４における消費電力を低減することができる。また、第１の補助駆動信号ＣＯＭ１を生成するために動作する補助トランジスター対２１４は、パルス信号に基づいて動作する小負荷のオン−オフ２状態のスイッチング回路として機能するので、その消費電力は小さい。特に、本実施形態では、補助トランジスター対２１４として、ＣＭＯＳインバータ回路を使用しているので、その消費電力は極めて小さく、駆動回路８０全体の消費電力を低減することが可能である。

ところで、駆動信号ＣＯＭに従い駆動されるノズルアクチュエーター６７の負荷は変動し得る。ノズルアクチュエーター６７の負荷が異なる場合には、同じ制御用パルス信号ＰＷＳに基づいて補助トランジスター対２１４を駆動しても、第１の補助駆動信号ＣＯＭ１は異なる信号となる。例えば、駆動信号ＣＯＭの上昇期間（例えば図３のｔａからｔｂまでの期間）において、補助駆動信号ＣＯＭ２と駆動信号ＣＯＭとの電位差が望ましい電位差よりかなり大きくなったり、反対に、かなり小さくなったりする場合がある。このような場合には、充電用トランジスター２３２または放電用トランジスター２３１の動作時のコレクタ−エミッタ間の電位差を十分に小さくすることができず、主トランジスター対２３４を駆動することができない可能性、または、主トランジスター対２３４における消費電力を十分に低減することができない可能性も考えられる。そこで、本実施形態の駆動回路８０では、図２に示すように、平滑フィルター回路２１９から出力される第１の補助駆動信号ＣＯＭ１が、パルス生成回路２１３にフィードバックされている。すなわち、パルス生成回路２１３は、ノズルアクチュエーター６７の負荷の変動にかかわらず、補助駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２が望ましい電位レベル変化を示す信号となるように、フィードバック制御を行う。すなわち、パルス生成回路２１３は、駆動信号ＣＯＭの電位上昇時に、主トランジスター対２３４の充電用トランジス２３２のコレクタ−エミッタ間の電位差が望ましい電位差となるように、制御用パルス信号ＰＷＳを調整する。同様に、駆動信号ＣＯＭの電位下降時に、放電用トランジス２３１のコレクタ−エミッタ間の電位差が望ましい電位差となるように、制御用パルス信号ＰＷＳを調整する。この結果、本実施形態の駆動回路８０では、充電用トランジスター２３２または放電用トランジスター２３１の動作時のコレクタ−エミッタ間の電位差を常に十分に小さくすることができるので、主トランジスター対２３４を駆動することができない可能性を低減でき、また、主トランジスター対２３４における消費電力を十分に低減することができる。但し、このフィードバック制御は省略してもよい。

・変形例：
本発明は上記の実施形態や実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・変形例１：
図２に示した実施形態では、充放電素子としてキャパシター２２６を用いていたが、キャパシター以外の充放電素子を利用しても良い。ここえ「充放電素子」とは、充電と放電が可能な素子を意味しており、例えば、２次電池を充放電素子として利用可能である。図２の回路構成において、キャパシター２２６の代わりに２次電池を使用した場合には、低電圧電源ＶＬの電源回路に、２次電池の充電を制御する充電制御回路を設けることが好ましい。

・変形例２：
上記実施形態におけるプリンター１００の構成は、あくまで一例であり、種々の変形可能である。例えば、上記実施形態では、ノズルアクチュエーター６７としてピエゾ素子（圧電素子）を用いているが、他のノズルアクチュエーターを用いるとしてもよい。また、上記実施形態おける平滑フィルター回路２１９や主トランジスター対２３４、補助トランジスター対２１４を構成する素子も、種々変形可能である。また、図３に示した駆動信号ＣＯＭ，ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の波形形状はあくまで一例であり、本発明は、種々の波形形状を有する駆動信号を生成する回路に適用可能である。

・変形例３：
本発明は、液体（機能材料の粒子が分散された液状体やジェルなどの流状体を含む）を吐出する装置であれば、インクジェットプリンター以外の装置にも適用可能である。このような液体吐出装置としては、例えば、布地に模様をつけるための捺染装置、液晶ディスプレイやＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルター等の製造に用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を吐出する装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を吐出する装置、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に吐出する装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を吐出する装置等が挙げられる。

２２…紙送りモーター
３２…キャリッジモーター
４０…制御ユニット
４１…インターフェイス
４２…制御部
４３…紙送りモータードライバー
４５…ヘッドドライバー
４６…キャリッジモータードライバー
４７…インターフェイス
５１…ＣＰＵ
６０…印刷ヘッド
６６…選択スイッチ
６７…ノズルアクチュエーター
８０…駆動回路
９０…ホストコンピューター
１００…インクジェットプリンター
２１０…補助駆動回路
２１１…接地側トランジスター
２１２…電源側トランジスター
２１３…パルス生成回路
２１４…補助トランジスター対
２１５，２１６…ダイオード
２１７…コイル
２１８…キャパシター
２１９…平滑フィルター回路
２２１…第１の配線経路
２２２…第２の配線経路
２２６…キャパシター
２２７…逆流防止ダイオード
２３０…主駆動回路
２３１…放電用トランジスター
２３２…充電用トランジスター
２３４…主トランジスター対
２３５…信号経路
２３６…ＤＡＣ回路
ＡＮＧ…制御信号
ＣＯＭ…駆動信号
ＣＯＭｐ…出力信号
ＬＡＴ…ラッチ信号
ＭＳ…パルス変調制御信号
ＰＷＳ…制御用パルス信号
ＳＣＫ…基準クロック信号
ＳＩ＆ＳＰ…駆動信号選択信号
Ｔ１１…低電位側端子
Ｔ１２…高電位側端子
Ｔ１３…制御入力端子
Ｔ１４…出力端子
Ｔ２１…低電位側端子
Ｔ２２…高電位側端子
Ｔ２３…制御入力端子
Ｔ２４…出力端子
ＶＨ…高電圧電源（第１の電源）
ＶＬ…低電圧電源（第２の電源）

Claims (2)

1. 容量性負荷を有する液体吐出ヘッドに駆動信号を供給するための駆動回路であって、
   第１の低電位側端子と第１の高電位側端子との間に直列接続された２つのトランジスターで構成された第１のトランジスター対であって、第１の制御入力端子に供給される第１の制御信号に応じて第１の出力端子から前記駆動信号を出力する第１のトランジスター対を含む主駆動回路と、
   前記第１の低電位側端子に接続された第１の配線経路と、前記第１の高電位側端子に接続された第２の配線経路とに接続された補助駆動回路と、
   前記補助駆動回路に、第２の制御信号としての制御用パルス信号を供給するパルス生成回路と、
   を備え、
   前記補助駆動回路は、
   前記第１の配線経路と前記第２の配線経路との間に接続された充放電素子と、
   第２の低電位側端子と第２の高電位側端子との間に直列接続された２つのトランジスターで構成されて反転回路として機能する第２のトランジスター対であって、第２の制御入力端子に供給される前記第２の制御信号に応じて出力信号を第２の出力端子から出力する第２のトランジスター対と、
   前記第２のトランジスター対の前記第２の出力端子と、前記第１の配線経路との間に接続され、前記第２のトランジスター対の出力信号を平滑化した第１の補助駆動信号を前記第１の配線経路に出力する平滑フィルター回路と、
   を含み、
   前記第２のトランジスター対の前記第２の高電位側端子は、第１の電源に接続され、
   前記充放電素子は、前記第１の電源よりも低い電圧を出力する第２の電源に、前記第２の配線経路を介して接続され、
   前記充放電素子は、前記第１の配線経路を介して前記平滑フィルター回路から供給される前記第１の補助駆動信号に応じて前記第１の補助駆動信号よりも電位の高い第２の補助駆動信号を生成し、前記第２の配線経路を介して前記第１のトランジスター対の前記第１の高電位側端子に供給し、
   前記パルス生成回路は、前記駆動信号の電位上昇時及び電位下降時のそれぞれにおいて、前記平滑フィルター回路から出力される前記第１の補助駆動信号のフィードバックを受けて、前記第１のトランジスター対のうちの充電用トランジスターのコレクタ−エミッタ間の電位差が所定の電位差となるように前記制御用パルス信号を調整するフィードバック制御を実行する、駆動回路。
2. 請求項１に記載の駆動回路であって、
   前記充放電素子は、キャパシターであり、
   前記キャパシターは、
   （ｉ）前記第２の補助駆動信号の電位が前記第２の電源の電位よりも低い期間において前記第２の電源により充電され、
   （ｉｉ）前記第１のトランジスター対を構成する前記２つのトランジスターのうちで、前記第１の高電位側端子に直接接続されているトランジスターが導通状態の期間に放電する、駆動回路。

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