JP6369686B2 - 液体吐出装置、ヘッドユニット、容量性負荷駆動回路および容量性負荷駆動用集積回路装置 - Google Patents
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Description
本適用例に係る液体吐出装置は、
源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
前記増幅制御信号に基づいて、前記変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトラ
ンジスターと、
前記増幅変調信号を復調して駆動信号を生成するローパスフィルターと、
前記駆動信号が印加されることで変位する圧電素子と、
内部に液体が充填され、前記圧電素子の変位により、内部容積が変化するキャビティと、
前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の変化に応じて前記キャビティ内の前記液体を液滴として吐出するノズルと、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、液体吐出装置である。
上述の液体吐出装置であって、
前記ゲートドライバーは、第1ゲートドライバーと、前記第1ゲートドライバーよりも低電位側で動作する第2ゲートドライバーとで構成され、
前記第2ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通の前記グラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記第2ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さくてもよい。
上述の液体吐出装置であって、
前記昇圧回路は、チャージポンプ回路であってもよい。
上述の記載の液体吐出装置であって、
前記変調信号の発振周波数は、1MHz以上8MHz以下であってもよい。
本適用例に係るヘッドユニットは、
源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
前記増幅制御信号に基づいて、前記変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスターと、
前記増幅変調信号を復調して駆動信号を生成するローパスフィルターと、
前記駆動信号が印加されることで変位する圧電素子と、
内部に液体が充填され、前記圧電素子の変位により、内部容積が変化するキャビティと、
前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の変化に応じて前記キャビティ内の前記液体を液滴として吐出するノズルと、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、ヘッドユニットである。
本適用例に係る容量性負荷駆動回路は、
源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
前記増幅制御信号に基づいて、前記変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスターと、
前記増幅変調信号を復調して駆動信号を生成して容量性負荷に出力するローパスフィルターと、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、容量性負荷駆動回路である。
本適用例に係る容量性負荷駆動用集積回路装置は、
源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成し、前記増幅制御信号に基づいて駆動信号を生成して容量性負荷に出力する出力回路に出力するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、容量性負荷駆動用集積回路装置である。
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インクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像(文字、図形等
を含む)を印刷するインクジェットプリンターである。
41を駆動する。これにより、搬送機構4による副走査方向の移動が制御される。
dp1、Bdp2とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Bdp1は、ノズル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である。このため、仮に台形波形Bdp1が圧電素子60の一端に供給されたとしても、当該圧電素子60に対応するノズル651からインク滴が吐出されない。また、台形波形Bdp2は、台形波形Adp1(Adp2)とは異なる波形となっている。仮に台形波形Bdp2が圧電素子60の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子60に対応するノズル651から上記所定量よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。
ベルとし、期間T2ではそれぞれL、Hレベルとして、出力するということを意味している。
レベルとし、期間T2においてもH、Lレベルとする。第2に、デコーダー216は、当該データ信号Dataが(0,1)であって、中ドットのサイズを規定する場合、選択信号Sa、Sbを、期間T1においてH、Lレベルとし、期間T2においてL、Hレベルとする。第3に、デコーダー216は、当該データ信号Dataが(1,0)であって、小ドットのサイズを規定する場合、選択信号Sa、Sbを、期間T1においてL、Lレベルとし、期間T2においてL、Hレベルとする。第4に、デコーダー216は、当該データ信号Dataが(0,0)であって、非記録を規定する場合、選択信号Sa、Sbを、期間T1においてL、Hレベルとし、期間T2においてL、Lレベルとする。
ート234bがオンする。このため、期間T1において駆動信号COM−Bの台形波形Bdp1が選択される。次に、選択信号Sa、Sbは期間T2においてともにLレベルとなるので、台形波形Adp2、Bdp2のいずれも選択されない。
続いて、駆動回路50−a、50−bについて説明する。このうち、一方の駆動回路50−aについて概略すると、次のようにして駆動信号COM−Aを生成する。すなわち、駆動回路50−aは、第1に、制御部100から供給されるデータdAをアナログ変換し、第2に、出力の駆動信号COM−Aを帰還するとともに、当該駆動信号COM−Aに基づく信号(減衰信号)と目標信号との偏差を、当該駆動信号COM−Aの高周波成分で補正して、当該補正した信号にしたがって変調信号を生成し、第3に、当該変調信号にしたがってトランジスターをスイッチングすることによって増幅変調信号を生成し、第4に、当該増幅変調信号をローパスフィルターで平滑化(復調)して、当該平滑化した信号を駆
動信号COM−Aとして出力する。
Vth1>Vth2
という関係に設定されている。
4またはインバーター515にいたるまでの回路、すなわち、DAC511と、加算器512、加算器513と、コンパレーター514と、インバーター515と、積分減衰器516と、減衰器517と、が変調信号を生成する変調部510に相当する。
抗R5とは、端子Outからの駆動信号COM−Aのうち、カットオフ周波数以上の高周波成分を通過させるハイパスフィルター(High Pass Filter)として機能する。なお、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。
ー514によって電圧閾値Vth1、Vth2と比較した結果である変調信号Msのデューティー比は、ほぼ50%となる。入力電圧が中間値から高くなると、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レベルとなる期間が相対的に長くなって、デューティー比が大きくなる。一方、入力電圧が中間値から低くなるにつれて、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って、デューティー比が小さくなる。
形態によれば、昇圧回路540としてスイッチングレギュレーター回路を用いる場合に比べて、ノイズの発生を抑制できる。したがって、圧電素子60に印加される電圧を高精度に制御できるので、液体の吐出精度を向上できる液体吐出装置1、ヘッドユニット20、駆動回路50および集積回路装置500を実現できる。
図12は、集積回路装置500のレイアウト構成の一例を模式的に示す平面図である。図12においては、図10に示される各端子のうち主要なもののみが示されている。
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、50,50−a,50−b…駆動回路、60…圧電素子、100…制御部、190…フレキシブルケーブル、210…選択制御部、212…シフトレジスタ、214…ラッチ回路、216…デコーダー、230…選択部、232a,232b…インバーター、234a,234b…トランスファーゲート、500…集積回路装置、510…変調部、511…DAC、512,513…加算器、514…コンパレーター、515…インバーター、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、530…第1電源部、540…昇圧回路、550…出力回路、560…ローパスフィルター、570…バンドパスフィルター、580…配線、590…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、632…ノズルプレート、641…リザーバー、651…ノズル、C1,C2,C3,C4,C5…コンデンサー、D10…ダイオード、Ifb…帰還端子、L1…インダクター、M1…第1トランジスター、M2…第2トランジスター、P…印刷媒体、R1,R2,R3,R4,R5…抵抗、Vfb…帰還端子
Claims (7)
- 源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
前記増幅制御信号に基づいて、前記変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスターと、
前記増幅変調信号を復調して駆動信号を生成するローパスフィルターと、
前記駆動信号が印加されることで変位する圧電素子と、
内部に液体が充填され、前記圧電素子の変位により、内部容積が変化するキャビティと、
前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の変化に応じて前記キャビティ内の前記液体を液滴として吐出するノズルと、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記ゲートドライバーは、第1ゲートドライバーと、前記第1ゲートドライバーよりも低電位側で動作する第2ゲートドライバーとで構成され、
前記第2ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通の前記グラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記第2ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、液体吐出装置。 - 請求項1または2に記載の液体吐出装置であって、
前記昇圧回路は、チャージポンプ回路である、液体吐出装置。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液体吐出装置であって、
前記変調信号の発振周波数は、1MHz以上8MHz以下である、液体吐出装置。 - 源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
前記増幅制御信号に基づいて、前記変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスターと、
前記増幅変調信号を復調して駆動信号を生成するローパスフィルターと、
前記駆動信号が印加されることで変位する圧電素子と、
内部に液体が充填され、前記圧電素子の変位により、内部容積が変化するキャビティと、
前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の変化に応じて前記キャビティ内の前記液体を液滴として吐出するノズルと、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、ヘッドユニット。 - 源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
前記増幅制御信号に基づいて、前記変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスターと、
前記増幅変調信号を復調して駆動信号を生成して容量性負荷に出力するローパスフィルターと、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、容量性負荷駆動回路。 - 源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成し、前記増幅制御信号に基づいて駆動信号を生成して容量性負荷に出力する出力回路に出力するゲートドライバーと、
電圧を昇圧して前記ゲートドライバーに供給する昇圧回路と、
を備え、
前記ゲートドライバーと前記昇圧回路とは共通のグラウンド端子に電気的に接続され、
前記グラウンド端子と前記ゲートドライバーとの間の配線インピーダンスは、前記グラウンド端子と前記昇圧回路との間の配線インピーダンスよりも小さい、容量性負荷駆動用集積回路装置。
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