JP6172246B2 - 液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法に関する。

印刷ヘッドに設けられた複数のノズルから印刷媒体上にインクを吐出して画像や文書を記録するインクジェットプリンターが広く普及している。このようなインクジェットプリンターでは、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り、所定のタイミングで所定量のインクがノズルから吐出される。

印刷ヘッドを駆動する駆動回路は、例えば、アナログ信号により駆動されるトランジスタ対を用いて、印刷ヘッドに供給するための駆動信号を生成する。このとき、トランジスタ対を構成する各トランジスタの消費電力は、コレクタ−エミッタ間の電位差に電流を乗じた値である。

駆動信号を生成するためのトランジスタ対（以下、「主トランジスタ対」と呼ぶ）とは別に、パルス信号により駆動されるトランジスタ対（以下、「補助トランジスタ対」と呼ぶ）を用いて２つの補助駆動信号を生成し、一方の補助駆動信号を主トランジスタ対の一方のトランジスタのコレクタに供給し、他方の補助駆動信号を他方のトランジスタのコレクタに供給するように構成した駆動回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。この駆動回路では、補助トランジスタ対はパルス信号により駆動されることから消費電力は極めて小さく、また、主トランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が低減されるために主トランジスタ対における消費電力が低減され、結果として駆動信号生成のための消費電力を低減することができる。

特開２００６−２７２９０７号公報

上記従来の技術では、補助トランジスタ対は２つの補助駆動信号を生成し、それぞれの補助駆動信号を主トランジスタ対を構成する各トランジスタに供給する必要があるため、回路が複雑化・大型化する傾向にあった。

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、液体を吐出する複数のノズルと複数のノズルに対応して設けられ駆動信号に従い駆動される複数の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、駆動信号に従い駆動されるアクチュエーターを有する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置において、駆動信号を生成する回路の複雑化・大型化を抑制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。

［適用例１］液体吐出装置であって、
液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられ、駆動信号に従い駆動される複数のアクチュエーターと、を有する液体吐出ヘッドと、
アナログ信号により駆動される第１のトランジスタ対を用いて前記駆動信号を生成し、生成された前記駆動信号を前記液体吐出ヘッドに供給する主駆動回路と、
パルス信号により駆動される第２のトランジスタ対を用いて１つの補助駆動信号を生成し、生成された前記補助駆動信号を前記第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタに供給する補助駆動回路と、を備える、液体吐出装置。

この液体吐出装置では、第２のトランジスタ対はパルス信号により駆動されることから消費電力は極めて小さく、また、第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が低減されるために第１のトランジスタ対における消費電力が低減され、結果として駆動信号生成のための消費電力を低減することができる。また、この液体吐出装置では、補助駆動回路により生成された１つの補助駆動信号が、第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタに供給されるため、第２のトランジスタ対により２つの補助駆動信号を生成してそれぞれの補助駆動信号を第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタに供給する場合と比較して、駆動信号を生成する回路の複雑化・大型化を抑制することができる。

［適用例２］適用例１に記載の液体吐出装置であって、
前記補助駆動回路は、前記パルス信号を生成するパルス信号生成回路と、前記補助駆動信号を前記パルス信号生成回路にフィードバックするフィードバック信号線と、を含む、液体吐出装置。

この液体吐出装置では、パルス信号生成回路がフィードバック制御を行うことにより、アクチュエーターの負荷の変動にかかわらず、補助駆動信号を、第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が低減されるような最適な信号に維持することができ、駆動信号生成のための消費電力を十分に低減することができる。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載の液体吐出装置であって、
前記補助駆動回路は、前記駆動信号の電位上昇時および電位下降時に、前記第１のトランジスタ対における動作する一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が予め設定された電位差となるような前記補助駆動信号を生成する、液体吐出装置。

この液体吐出装置では、第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が予め設定された電位差に維持されるため、駆動信号生成のための消費電力を十分に低減することができる。

［適用例４］適用例３に記載の液体吐出装置であって、
前記補助駆動回路は、前記駆動信号の電位上昇期間における電位上昇速度が閾値以上である場合には、前記電位上昇期間全体にわたって前記一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が前記予め設定された電位差以上となるように、前記電位上昇期間の開始より前から前記補助駆動信号の電位を上昇させる、液体吐出装置。

この液体吐出装置では、駆動信号の電位上昇期間における電位上昇速度が閾値以上である場合にも、トランジスタの正常動作を確保しつつ、動作するトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差を小さくすることができ、駆動信号生成のための消費電力を低減することができる。

［適用例５］適用例３に記載の液体吐出装置であって、
前記補助駆動回路は、前記駆動信号の電位下降期間における電位下降速度が閾値以上である場合には、前記電位下降期間全体にわたって前記一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が前記予め設定された電位差以上となるように、前記電位下降期間の開始より前から前記補助駆動信号の電位を下降させる、液体吐出装置。

この液体吐出装置では、駆動信号の電位下降期間における電位下降速度が閾値以上である場合にも、トランジスタの正常動作を確保しつつ、動作するトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差を小さくすることができ、駆動信号生成のための消費電力を低減することができる。

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、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した記録媒体、等の形態で実現することができる。

本発明の実施例における印刷システムの概略構成を示す説明図である。 プリンター１００の制御ユニット４０を中心とした概略構成を示す説明図である。 印刷ヘッド６０に供給される各種信号の一例を示す説明図である。 印刷ヘッド６０のスイッチングコントローラー６１の構成を示す説明図である。 印刷ヘッド６０を駆動するための駆動回路８０の概略構成を示す説明図である。 補助駆動回路２１０により生成される補助駆動信号ＣＯＭｓの一例を示す説明図である。 補助駆動信号ＣＯＭｓの変形例を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

Ａ．実施例：
図１は、本発明の実施例における印刷システムの概略構成を示す説明図である。本実施例の印刷システムは、プリンター１００と、プリンター１００に印刷データＰＤを供給するホストコンピューター９０と、を備えている。プリンター１００は、コネクター１２を介してホストコンピューター９０と接続されている。

本実施例のプリンター１００は、液体を吐出する液体吐出装置の１つであるインクジェットプリンターである。プリンター１００は、液体としてのインクを吐出することによって印刷媒体上にインクドットを形成し、これにより、印刷データＰＤに応じた文字、図形、画像等を記録する。

図１に示すように、プリンター１００は、印刷ヘッド６０を搭載するキャリッジ３０と、キャリッジ３０をプラテン２６の軸に平行な方向に沿って往復移動させる主走査を行う移動機構と、印刷媒体としての用紙Ｐを主走査方向と交差する方向（副走査方向）に搬送する副走査を行う搬送機構と、印刷に関する種々の指示・設定操作を行うための操作パネル１４と、プリンター１００の各部を制御する制御ユニット４０と、を備えている。なお、キャリッジ３０は、図示しないフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）を介して制御ユニット４０と接続されている。

用紙Ｐを搬送する搬送機構は、紙送りモーター２２を有している。紙送りモーター２２の回転は、ギヤトレイン（不図示）を介して用紙搬送ローラー（同）に伝達され、用紙搬送ローラーの回転により用紙Ｐは副走査方向に沿って搬送される。

キャリッジ３０を往復移動させる移動機構は、キャリッジモーター３２と、プラテン２６の軸と平行に架設されキャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモーター３２との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリー３８と、を有している。キャリッジモーター３２の回転は、駆動ベルト３６を介してキャリッジ３０に伝達され、これによりキャリッジ３０が摺動軸３４に沿って往復移動する。なお、プリンター１００は、キャリッジ３０（印刷ヘッド６０）の主走査方向に沿った位置を検出するため、キャリッジモーター３２の回転に伴ってパルス状の信号を制御ユニット４０に出力するエンコーダー（不図示）を備えている。制御ユニット４０は、エンコーダーから出力されたパルス状の信号に基づき、後述するシフトレジスター６３への駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰの入力タイミングを規定するタイミング信号ＰＴＳを生成する。

キャリッジ３０には、それぞれ所定の色（例えば、シアン（Ｃ）、ライトシアン（Ｌｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（Ｌｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ））のインクが収容された複数のインクカートリッジ７０が搭載されている。キャリッジ３０に搭載されたインクカートリッジ７０に収容されたインクは、印刷ヘッド６０に供給される。また、印刷ヘッド６０は、インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応して設けられたアクチュエーター（ノズルアクチュエーター）を有している。本実施例では、ノズルアクチュエーターとして、容量性負荷であるピエゾ素子（圧電素子）を用いている。ノズルアクチュエーターが後述する駆動信号により駆動されると、ノズルに連通するキャビティー（圧力室）内の振動板が変位してキャビティー内に圧力変化を生じさせ、その圧力変化によって対応するノズルからインクが吐出される。ノズルアクチュエーターの駆動に用いる駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで、インクの吐出量（すなわち形成するドットの大きさ）を調整することができる。

図２は、プリンター１００の制御ユニット４０を中心とした概略構成を示す説明図である。制御ユニット４０は、ホストコンピューター９０から入力された印刷データＰＤ等を入力するためのインターフェイス４１と、インターフェイス４１を介して入力された印刷データＰＤに基づいて所定の演算処理を実行する制御部４２と、紙送りモーター２２を駆動制御する紙送りモータードライバー４３と、印刷ヘッド６０を駆動制御するヘッドドライバー４５と、キャリッジモーター３２を駆動制御するキャリッジモータードライバー４６と、各ドライバー４３、４５、４６と紙送りモーター２２、印刷ヘッド６０、キャリッジモーター３２とをそれぞれ接続するインターフェイス４７と、を有している。

制御部４２は、各種演算処理を実行するＣＰＵ５１と、プログラムやデータを一時的に格納・展開するＲＡＭ５２と、ＣＰＵ５１が実行するプログラム等を格納するＲＯＭ５３と、を含んでいる。制御部４２による各種の機能は、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５３に格納されたプログラムに基づいて動作することによって実現される。なお、制御部４２による機能の少なくとも一部は、制御部４２が備える電気回路がその回路構成に基づいて動作することによって実現されても良い。

制御部４２は、ホストコンピューター９０からインターフェイス４１を介して印刷データＰＤを取得すると、印刷データＰＤに所定の処理を実行して、印刷ヘッド６０の何れのノズルからインクを吐出するか、あるいは、どの程度の量のインクを吐出するかを規定するノズル選択データ（駆動信号選択データ）を生成し、印刷データＰＤや駆動信号選択データ等に基づいて、各ドライバー４３、４５、４６に制御信号を出力する。各ドライバー４３、４５、４６は、それぞれ紙送りモーター２２、印刷ヘッド６０、キャリッジモーター３２を駆動するための駆動信号を出力する。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。紙送りモーター２２、印刷ヘッド６０、キャリッジモーター３２が駆動信号に応じて動作することにより、用紙Ｐへの印刷処理が実行される。

図３は、印刷ヘッド６０に供給される各種信号の一例を示す説明図である。駆動信号ＣＯＭは、印刷ヘッド６０に設けられたノズルアクチュエーターを駆動するための信号である。駆動信号ＣＯＭは、ノズルアクチュエーターを駆動する駆動信号の最小単位（単位駆動信号）としての駆動パルスＰＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ１ないしＰＣＯＭ４）が時系列的に連続した信号である。駆動パルスＰＣＯＭ１ないしＰＣＯＭ４の４つの駆動パルスＰＣＯＭの組は、１つの画素（印刷画素）に対応している。

各駆動パルスＰＣＯＭは、電圧台形波から構成されている。各駆動パルスＰＣＯＭの立ち上がり部分は、ノズルに連通するキャビティーの容積を拡大してインクを引き込む（インクの吐出面で考えればメニスカスを引き込むとも言える）ための部分であり、駆動パルスＰＣＯＭの立ち下がり部分は、キャビティーの容積を縮小してインクを押し出す（インクの吐出面で考えればメニスカスを押し出すとも言える）ための部分である。そのため、ノズルアクチュエーターを駆動パルスＰＣＯＭに従って駆動することにより、ノズルからインクが吐出される。

駆動信号ＣＯＭにおいて、駆動パルスＰＣＯＭ２ないしＰＣＯＭ４の波形（電圧増減傾きや波高値）は、互いに異なっている。ノズルアクチュエーターに供給される駆動パルスＰＣＯＭの波形が異なると、インクの引き込み量や引き込み速度、インクの押し出し量や押し出し速度が異なり、これによりインクの吐出量（すなわちインクドットの大きさ）が異なることとなる。駆動パルスＰＣＯＭ２ないしＰＣＯＭ４の中から１つまたは複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してノズルアクチュエーターに供給することにより、種々の大きさのインクドットを形成することができる。なお、本実施例では、駆動信号ＣＯＭに、微振動と呼ばれる駆動パルスＰＣＯＭ１が含まれる。駆動パルスＰＣＯＭ１は、インクを引き込むのみで押し出しを行わない場合、例えばノズルの増粘を抑制する場合に用いられる。

このように、本実施例の駆動信号ＣＯＭは、微振動用の駆動パルスＰＣＯＭ１の部分を除いて、所定の中間レベルを一定期間維持した後、当該中間レベルから所定の高レベルに向けて漸増し、当該高レベルを一定期間維持し、当該高レベルから所定の低レベルに向けて漸減し、当該低レベルを一定期間維持し、当該低レベルから上記中間レベルに向けて漸増する一連の信号が、繰り返される信号である。なお、本明細書において、信号があるレベルを維持するとは、ノイズや誤差による微変動は許容するものの、信号があるレベルから実質的に（有意に）変動しないことを意味する。

駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰは、印刷データＰＤに基づいて、インクを吐出するノズルを選択すると共に、ノズルアクチュエーターの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する信号である。ラッチ信号ＬＡＴおよびチャンネル信号ＣＨは、全ノズル分のノズル選択データが入力された後、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと印刷ヘッド６０のノズルアクチュエーターとを接続させる信号である。図３に示すように、ラッチ信号ＬＡＴおよびチャンネル信号ＣＨは、駆動信号ＣＯＭに同期した信号である。すなわち、ラッチ信号ＬＡＴは、駆動信号ＣＯＭの開始タイミングに対応してハイレベルとなる信号であり、チャンネル信号ＣＨは、駆動信号ＣＯＭを構成する各駆動パルスＰＣＯＭの開始タイミングに対応してハイレベルとなる信号である。ラッチ信号ＬＡＴに応じて一連の駆動信号ＣＯＭの出力が開始され、チャンネル信号ＣＨに応じて各駆動パルスＰＣＯＭが出力される。また、基準クロック信号ＳＣＫは、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として印刷ヘッド６０に送信するための信号である。すなわち、基準クロック信号ＳＣＫは、印刷ヘッド６０のノズルからインクを吐出するタイミングの決定に使用される信号である。

図４は、印刷ヘッド６０のスイッチングコントローラー６１の構成を示す説明図である。スイッチングコントローラー６１は、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエーター６７に供給するために、印刷ヘッド６０内に構築されている。スイッチングコントローラー６１は、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスター６３と、シフトレジスター６３のデータを一時的に保存するラッチ回路６４と、ラッチ回路６４の出力をレベル変換して選択スイッチ６６に供給するレベルシフター６５と、駆動信号ＣＯＭをノズルアクチュエーター６７に接続する選択スイッチ６６とを有している。

シフトレジスター６３には、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力され、基準クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶される領域が順次後段にシフトする。なお、シフトレジスター６３への駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰの入力は、上述したタイミング信号ＰＴＳに従い実行される。ラッチ回路６４は、ノズル数分の駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰがシフトレジスター６３に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴに従いシフトレジスター６３の各出力信号をラッチする。ラッチ回路６４に保存された信号は、レベルシフター６５によって次段の選択スイッチ６６を切り替え（オン／オフ）できる電圧レベルに変換される。レベルシフター６５の出力信号により閉じられる（接続状態となる）選択スイッチ６６に対応するノズルアクチュエーター６７は、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰの接続タイミングで駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）に接続される。また、シフトレジスター６３に入力された駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰがラッチ回路６４にラッチされた後、次の駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰがシフトレジスター６３に入力され、インクの吐出タイミングに合わせてラッチ回路６４の保存データを順次更新する。この選択スイッチ６６によれば、ノズルアクチュエーター６７を駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該ノズルアクチュエーター６７の入力電圧は切り離す直前の電圧に維持される。なお、図４中の符号ＨＧＮＤは、ノズルアクチュエーター６７のグランド端である。

図５は、印刷ヘッド６０を駆動するための駆動回路８０の概略構成を示す説明図である。駆動回路８０は、上述の駆動信号ＣＯＭを生成して、印刷ヘッド６０のノズルアクチュエーター６７に供給する回路であり、制御ユニット４０内の制御部４２およびヘッドドライバー４５（図２参照）内に構築されている。

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、後述する補助駆動信号ＣＯＭｓを生成する回路である。

主駆動回路２３０は、ＤＡＣ回路２３１と、主トランジスタ対２３４とを含んでいる。ＤＡＣ回路２３１には、ＣＰＵ５１（図２）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２３１は、入力されたＤＡＣ値ＤＶに応じた電位を有するアナログ信号ＡＮＧを生成する。ＤＡＣ値ＤＶは、例えば、出力電位を１０ビットのデジタル値で表した情報である。

主トランジスタ対２３４は、相補的に接続された（コンプリメンタリ接続された）充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３から構成されている。本実施例では、充電用トランジスタ２３２はＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、放電用トランジスタ２３３はＰＮＰ型バイポーラトランジスタである。充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３のエミッタは、互いに接続されており、さらに駆動信号ＣＯＭを出力するための信号線２３５に接続されている。充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３のコレクタは、後述する補助駆動回路２１０から補助駆動信号ＣＯＭｓを供給するための信号線２２２および２２３にそれぞれ接続されている。充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３のベースには、ＤＡＣ回路２３１からアナログ信号ＡＮＧが入力される。なお、主トランジスタ対２３４は、本発明における第１のトランジスタ対に相当する。

主トランジスタ対２３４では、アナログ信号ＡＮＧが上昇して充電用トランジスタ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２３２がオン状態となり、駆動信号ＣＯＭの電位が上昇する。一方、アナログ信号ＡＮＧが下降して放電用トランジスタ２３３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２３３がオン状態となり、駆動信号ＣＯＭの電位が下降する。また、アナログ信号ＡＮＧが一定のときには、充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３は共にオフ状態となる。このように、アナログ信号ＡＮＧにより主トランジスタ対２３４の動作が制御されることにより、アナログ信号ＡＮＧが電流増幅されて駆動信号ＣＯＭが生成される。生成された駆動信号ＣＯＭは、信号線２３５を介して印刷ヘッド６０に供給される。

補助駆動回路２１０は、パルス生成回路２１１と、補助トランジスタ対２１４と、平滑フィルター２１９とを含んでいる。パルス生成回路２１１には、ＣＰＵ５１（図２）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、補助駆動信号ＣＯＭｓの基準となる信号である。パルス生成回路２１１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る。

補助トランジスタ対２１４は、相補的に接続された（コンプリメンタリ接続された）電源側トランジスタ２１２および接地側トランジスタ２１３から構成されている。本実施例では、電源側トランジスタ２１２はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、接地側トランジスタ２１３はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。電源側トランジスタ２１２および接地側トランジスタ２１３のドレーンは、互いに接続されており、さらに平滑フィルター２１９の入力端に接続されている。電源側トランジスタ２１２のソースは電源ＶＨに接続されており、接地側トランジスタ２１３のソースは接地されている。また、電源側トランジスタ２１２および接地側トランジスタ２１３のゲートには、パルス生成回路２１１から制御用パルス信号ＰＷＳが入力される。

なお、補助トランジスタ対２１４を構成する電源側トランジスタ２１２および接地側トランジスタ２１３と並列にダイオード２１５および２１６がそれぞれ設けられている。補助トランジスタ対２１４は、本発明における第２のトランジスタ対に相当する。

補助トランジスタ対２１４では、制御用パルス信号ＰＷＳがハイレベルであるとき、電源側トランジスタ２１２はオン状態となり、接地側トランジスタ２１３はオフ状態となる。その結果、補助トランジスタ対２１４の出力は、電源ＶＨの電位となる。一方、制御用パルス信号ＰＷＳがローレベルであるとき、電源側トランジスタ２１２はオフ状態となり、接地側トランジスタ２１３はオン状態となる。その結果、補助トランジスタ対２１４の出力は接地電位となる。このように、制御用パルス信号ＰＷＳにより補助トランジスタ対２１４の動作が制御されることにより、パルス変調制御信号ＭＳが電流増幅される。

平滑フィルター２１９は、補助トランジスタ対２１４から出力された信号を平滑化して、補助駆動信号ＣＯＭｓを生成する。本実施例では、平滑フィルター２１９として、コンデンサ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。平滑フィルター２１９は、パルス生成回路２１１で生じた変調周波数成分を減衰して除去し、補助駆動信号ＣＯＭｓを信号線２２１を介して出力する。

このように、補助駆動回路２１０におけるパルス生成回路２１１、補助トランジスタ対２１４、平滑フィルター２１９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。平滑フィルター２１９から信号線２２１を介して出力された補助駆動信号ＣＯＭｓは、信号線２２１から分岐した２つの信号線２２２，２２３を介して、充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３のコレクタに入力される。

なお、平滑フィルター２１９と充電用トランジスタ２３２のコレクタを結ぶ信号線２２２上には、充電用トランジスタ２３２側をカソード側として配置されたダイオード２２５が設けられている。また、平滑フィルター２１９と放電用トランジスタ２３３のコレクタを結ぶ信号線２２３上には、充電用トランジスタ２３２側をアノード側として配置されたダイオード２２６が設けられている。

図６は、補助駆動回路２１０により生成される補助駆動信号ＣＯＭｓの一例を示す説明図である。図６には、駆動信号ＣＯＭ（図３）の一部と、駆動信号ＣＯＭに対応する補助駆動信号ＣＯＭｓの一部とを例示している。図６に示すように、補助駆動信号ＣＯＭｓは、充電用トランジスタ２３２が動作する駆動信号ＣＯＭの上昇期間（例えばｔａからｔｂまでの期間）では、駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓ（例えば１ないし３ボルト）だけ高く、放電用トランジスタ２３３が動作する駆動信号ＣＯＭの下降期間（例えばｔｃからｔｄまでの期間）では、駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓだけ低い信号である。また、補助駆動信号ＣＯＭｓは、駆動信号ＣＯＭの上昇期間とその後の下降期間との間の電位一定期間（例えばｔｂからｔｃまでの期間）では、駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓだけ高い状態から徐々に下降し、当該期間の終わりには駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓだけ低い状態となる信号である。また、補助駆動信号ＣＯＭｓは、駆動信号ＣＯＭの下降期間とその後の上昇期間との間の電位一定期間（例えばｔｄからｔｅまでの期間）では、駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓだけ低い状態から徐々に上昇し、当該期間の終わりには駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓだけ高い状態となる信号である。

本実施例では、図６に示すような補助駆動信号ＣＯＭｓが生成され、主トランジスタ対２３４を構成する充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３のコレクタに供給されているため、充電用トランジスタ２３２のコレクタが電源に接続され放電用トランジスタ２３３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２３２または放電用トランジスタ２３３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、主トランジスタ対２３４における消費電力を低減することができる。また、補助駆動信号ＣＯＭｓを生成するために動作する補助トランジスタ対２１４は、パルス信号に基づいて動作することから消費電力は極めて小さい。従って、本実施例の駆動回路８０では、駆動信号ＣＯＭの生成のための消費電力を低減することができる。

ここで、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、同じ制御用パルス信号ＰＷＳに基づき補助トランジスタ対２１４を駆動しても、補助駆動信号ＣＯＭｓ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ｔａからｔｂまでの期間）において、補助駆動信号ＣＯＭｓと駆動信号ＣＯＭとの電位差が上記所定電位差ΔＶｓよりかなり大きくなったり、反対に、上記所定電位差ΔＶｓより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２３２または放電用トランジスタ２３３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。

本実施例の駆動回路８０では、図５に示すように、補助駆動回路２１０が、信号線２２１から出力される補助駆動信号ＣＯＭｓをパルス生成回路２１１にフィードバックするフィードバック信号線２２４を含んでいる。すなわち、パルス生成回路２１１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ＣＯＭｓが図６に示すような信号（すなわち、駆動信号ＣＯＭの電位上昇時および電位下降時に、主トランジスタ対２３４における動作する一方のトランジスタ（充電用トランジスタ２３２または放電用トランジスタ２３３）のコレクタ−エミッタ間の電位差が上記所定電位差ΔＶｓとなるような信号）となるように、フィードバック制御を行う。そのため、本実施例の駆動回路８０では、充電用トランジスタ２３２または放電用トランジスタ２３３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、主トランジスタ対２３４における消費電力を十分に低減することができる。

また、本実施例の駆動回路８０では、補助駆動回路２１０により生成された１つの補助駆動信号ＣＯＭｓが、主トランジスタ対２３４を構成する充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３の両方のコレクタに供給されるため、補助トランジスタ対２１４により２つの補助駆動信号ＣＯＭｓを生成してそれぞれの補助駆動信号ＣＯＭｓを主トランジスタ対２３４を構成する各トランジスタに供給する場合と比較して、回路の簡素化、小型化、低コスト化を図ることができる。例えば、本実施例の駆動回路８０では、２つの平滑フィルターを設ける必要が無く、１つのみの平滑フィルター２１９を設ければよい。

また、本実施例の駆動回路８０では、信号線２２２上にダイオード２２５が設けられており、信号線２２３上にダイオード２２６が設けられているため、逆電流の発生を防止することができる。例えば、図６のｔｃの前後のタイミングにおいて、充電用トランジスタ２３２のコレクタ電位がベース電位より低くなっても、ダイオード２２５の存在によって充電用トランジスタ２３２に逆電流が流れることが防止される。

また、本実施例の駆動回路８０では、電源側トランジスタ２１２および接地側トランジスタ２１３と並列にダイオード２１５および２１６がそれぞれ設けられているため、平滑フィルター２１９のコイル２１７の逆起電力を利用して、接地から平滑フィルター２１９のコンデンサ２１８に電流を流したり、接地側トランジスタ２１３から電源に電流を流したりして、省電力化を図ることができる。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や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。

Ｂ１．変形例１：
上記実施例におけるプリンター１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施例では、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、上記実施例おける平滑フィルター２１９や主トランジスタ対２３４、補助トランジスタ対２１４を構成する素子も、種々変形可能である。

また、上記実施例では、プリンター１００は、ホストコンピューター９０から印刷データＰＤを受信して印刷処理を行うとしているが、これに代えて、プリンター１００は、例えば、メモリーカードから取得した画像データや所定のインターフェイスを介してデジタルカメラから取得した画像データ、スキャナーによって取得した画像データ等に基づき印刷データＰＤを生成して印刷処理を行うものとしてもよい。

また、上記実施例では、プリンター１００は、印刷領域に位置する連続した用紙Ｐに対して印刷ヘッド６０を所定の方向（主走査方向）に往復移動する動作（主走査）と、用紙Ｐを主走査方向と交差する搬送方向に搬送する動作（副走査）と、を繰り返しつつ印刷を行うプリンターであるとしているが、本発明は、単票紙に印刷を行ういわゆるインパクトプリンターや、印刷ヘッドの下面に紙幅長さに亘って並んで配設されたノズル列の下を、紙幅方向と交差する方向に用紙を搬送させつつ印刷を行ういわゆるラインプリンターにも適用することが可能である。

また、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。

また、上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。

また、本発明の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータープログラム）は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。この発明において、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピューターに固定されている外部記憶装置も含んでいる。

Ｂ２．変形例２：
上記実施例において生成される補助駆動信号ＣＯＭｓの態様はあくまで一例であり、種々変形可能である。図７は、補助駆動信号ＣＯＭｓの変形例を示す説明図である。図７では、ｔｅからｔｆまでの期間において駆動信号ＣＯＭの電位が上昇しているが、この期間における電位上昇速度が所定の閾値以上となっている。この閾値は、例えば、補助駆動回路２１０の最大スループット、すなわち補助駆動信号ＣＯＭｓの電位上昇（または下降）速度の最大値に基づき設定される。駆動信号ＣＯＭの電位上昇速度が閾値以上である場合に、この電位上昇期間の開始タイミングｔｅから補助駆動信号ＣＯＭｓの電位を上昇させると、この電位上昇期間において補助駆動信号ＣＯＭｓと駆動信号ＣＯＭとの電位差を所定の電位差ΔＶｓだけ確保することができず、充電用トランジスタ２３２の正常動作が妨げられる場合がある。本変形例では、この電位上昇期間の開始タイミングｔｅより前のタイミングｔｘから補助駆動信号ＣＯＭｓの電位を上昇させ、この電位上昇期間の全体にわたって補助駆動信号ＣＯＭｓと駆動信号ＣＯＭとの電位差を所定の電位差ΔＶｓ以上としている。これにより、駆動信号ＣＯＭの電位上昇速度が閾値以上である場合にも、充電用トランジスタ２３２の正常動作を確保しつつ、充電用トランジスタ２３２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。同様に、駆動信号ＣＯＭの電位下降速度が閾値以上である場合に、この電位下降期間の開始タイミングより前のタイミングから補助駆動信号ＣＯＭｓの電位を下降させ、この電位下降期間の全体にわたって補助駆動信号ＣＯＭｓと駆動信号ＣＯＭとの電位差を所定の電位差ΔＶｓ以上としてもよい。これにより、駆動信号ＣＯＭの電位下降速度が閾値以上である場合にも、放電用トランジスタ２３３の正常動作を確保しつつ、放電用トランジスタ２３３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。

Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、１つの補助駆動回路２１０により１つの補助駆動信号ＣＯＭｓを生成し、生成された補助駆動信号ＣＯＭｓを充電用トランジスタ２３２および放電用トランジスタ２３３のそれぞれのコレクタに供給している。これに代えて、補助駆動回路２１０に、充電用トランジスタ２３２に供給する補助駆動信号ＣＯＭｓを生成するためのパルス生成回路２１１、補助トランジスタ対２１４、平滑フィルター２１９のセットと、放電用トランジスタ２３３に供給する別の補助駆動信号ＣＯＭｓを生成するためのパルス生成回路２１１、補助トランジスタ対２１４、平滑フィルター２１９の別のセットとを設けるとしてもよい。この場合には、充電用トランジスタ２３２に供給するための補助駆動信号ＣＯＭｓを、常に駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓだけ高い信号とし、放電用トランジスタ２３３に供給するための別の補助駆動信号ＣＯＭｓを、常に駆動信号ＣＯＭより所定電位差ΔＶｓだけ低い信号とすれば、充電用トランジスタ２３２または放電用トランジスタ２３３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、主トランジスタ対２３４における消費電力を十分に低減することができる。

Ｂ４．変形例４：
上述した実施形態、実施例および変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略、または、組み合わせが可能である。

１２…コネクター
１４…操作パネル
２２…紙送りモーター
２６…プラテン
３０…キャリッジ
３２…キャリッジモーター
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリー
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
５２…ＲＡＭ
５３…ＲＯＭ
６０…印刷ヘッド
６１…スイッチングコントローラー
６３…シフトレジスター
６４…ラッチ回路
６５…レベルシフター
６６…選択スイッチ
６７…ノズルアクチュエーター
７０…インクカートリッジ
８０…駆動回路
９０…ホストコンピューター
１００…プリンター
２１０…補助駆動回路
２１１…パルス生成回路
２１２…電源側トランジスタ
２１３…接地側トランジスタ
２１４…補助トランジスタ対
２１５…ダイオード
２１７…コイル
２１８…コンデンサ
２１９…平滑フィルター
２２１…信号線
２２２…信号線
２２３…信号線
２２４…フィードバック信号線
２２５…ダイオード
２２６…ダイオード
２３０…主駆動回路
２３１…ＤＡＣ回路
２３２…充電用トランジスタ
２３３…放電用トランジスタ
２３４…主トランジスタ対
２３５…信号線
ＣＯＭｓ…補助駆動信号
ＰＤ…印刷データ
ＣＨ…チャンネル信号
ＶＨ…電源
ＳＩ…駆動信号選択信号
ＰＣＯＭ…駆動パルス
ＭＳ…パルス変調制御信号
ＳＣＫ…基準クロック信号
ＬＡＴ…ラッチ信号
ＡＮＧ…アナログ信号
ＣＯＭ…駆動信号
ＰＴＳ…タイミング信号
ＰＷＳ…制御用パルス信号

Claims (4)

1. 液体吐出装置であって、
   液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられ、駆動信号に従い駆動される複数のアクチュエーターと、を有する液体吐出ヘッドと、
   アナログ信号により駆動される第１のトランジスタ対を用いて前記駆動信号を生成し、生成された前記駆動信号を前記液体吐出ヘッドに供給する主駆動回路と、
   パルス信号により駆動される第２のトランジスタ対を用いて１つの補助駆動信号を生成し、生成された前記補助駆動信号を前記第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタに供給する補助駆動回路と、を備え
   前記補助駆動回路は、
   前記駆動信号の電位上昇時および電位下降時に、前記第１のトランジスタ対における動作する一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が予め設定された電位差となるような前記補助駆動信号を生成すると共に、
   前記駆動信号の電位上昇期間における電位上昇速度が閾値以上である場合には、前記電位上昇期間全体にわたって前記一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が前記予め設定された電位差以上となるように、前記電位上昇期間の開始より前から前記補助駆動信号の電位を上昇させる
   液体吐出装置。
2. 液体吐出装置であって、
   液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられ、駆動信号に従い駆動される複数のアクチュエーターと、を有する液体吐出ヘッドと、
   アナログ信号により駆動される第１のトランジスタ対を用いて前記駆動信号を生成し、生成された前記駆動信号を前記液体吐出ヘッドに供給する主駆動回路と、
   パルス信号により駆動される第２のトランジスタ対を用いて１つの補助駆動信号を生成し、生成された前記補助駆動信号を前記第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタに供給する補助駆動回路と、を備え
   前記補助駆動回路は、
   前記駆動信号の電位上昇時および電位下降時に、前記第１のトランジスタ対における動作する一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が予め設定された電位差となるような前記補助駆動信号を生成すると共に、
   前記駆動信号の電位下降期間における電位下降速度が閾値以上である場合には、前記電位下降期間全体にわたって前記一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が前記予め設定された電位差以上となるように、前記電位下降期間の開始より前から前記補助駆動信号の電位を下降させる
   液体吐出装置。
3. 液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられ、駆動信号に従い駆動される複数の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の制御方法であって、
   アナログ信号により駆動される第１のトランジスタ対を用いて前記駆動信号を生成し、生成された前記駆動信号を前記液体吐出ヘッドに供給する第１の工程と、
   パルス信号により駆動される第２のトランジスタ対を用いて１つの補助駆動信号を生成し、生成された前記補助駆動信号を前記第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタに供給する第２の工程と、を備え
   前記第２の工程では、
   前記駆動信号の電位上昇時および電位下降時に、前記第１のトランジスタ対における動作する一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が予め設定された電位差となるような前記補助駆動信号を生成すると共に、
   前記駆動信号の電位上昇期間における電位上昇速度が閾値以上である場合には、前記電位上昇期間全体にわたって前記一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が前記予め設定された電位差以上となるように、前記電位上昇期間の開始より前から前記補助駆動信号の電位を上昇させる
   方法。
4. 液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられ、駆動信号に従い駆動される複数の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の制御方法であって、
   アナログ信号により駆動される第１のトランジスタ対を用いて前記駆動信号を生成し、生成された前記駆動信号を前記液体吐出ヘッドに供給する第１の工程と、
   パルス信号により駆動される第２のトランジスタ対を用いて１つの補助駆動信号を生成し、生成された前記補助駆動信号を前記第１のトランジスタ対を構成する各トランジスタのコレクタに供給する第２の工程と、を備え
   前記第２の工程では、
   前記駆動信号の電位上昇時および電位下降時に、前記第１のトランジスタ対における動作する一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が予め設定された電位差となるような前記補助駆動信号を生成すると共に、
   前記駆動信号の電位下降期間における電位下降速度が閾値以上である場合には、前記電位下降期間全体にわたって前記一方のトランジスタのコレクタ−エミッタ間の電位差が前記予め設定された電位差以上となるように、前記電位下降期間の開始より前から前記補助駆動信号の電位を下降させる
   方法。

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