JP6672896B2 - モーター駆動回路、印刷装置及び半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、モーター駆動回路、印刷装置及び半導体装置に関する。

近年、様々な用途の電気機器において各種のモーターが使用されている。例えば、プリンターでは、カートリッジを搭載したキャリッジの移動や印刷用紙の搬送のためにモーターが使用されている。

モーターを使用するためには、モーターを駆動するモーター駆動回路が必要である。例えば、特許文献１では、Ｈブリッジ回路を用いたモーター駆動回路が開示されており、このモーター駆動回路は、Ｈブリッジ回路を流れる電流によって発生する電流検出抵抗の両端の電位差に基づいてモーターの駆動制御を行う。

特開２０１２−１７８９４８号公報

しかしながら、モーターを回転させるためには数アンペアの電流が必要となる場合もあり、電流検出抵抗の抵抗値が大きいと、当該抵抗における電力損失が大きくなってしまう。この電力損失を低減するために、電流検出抵抗のサイズを大きくして低抵抗にすることも考えられるが、回路規模が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、回路規模を低減しつつ、モーターの駆動電流の検出による電力損失を低減させることが可能なモーター駆動回路及び半導体装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、モーターの駆動に起因する電力損失を低減させることが可能な印刷装置を提供することができる。

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］
本適用例に係るモーター駆動回路は、モーターを駆動するモーター駆動回路であって、制御信号に基づいて、前記モーターに駆動電流を供給する駆動部と、前記駆動電流の少なくとも一部が流れる配線の第１ノードと前記配線の第２ノードとの電位差を増幅する増幅部と、前記増幅部によって増幅された前記電位差と閾値電圧との比較に基づいて前記制御信号を生成する制御部と、を備えている。

本適用例に係るモーター駆動回路によれば、モーターの駆動電流を検出するための電流検出抵抗として、抵抗素子の代わりに駆動電流が流れる配線における第１ノードと第２ノードとの間の配線抵抗が利用されるので、抵抗素子を利用する従来回路と比較して回路規模を低減させることができる。さらに、本適用例に係るモーター駆動回路によれば、配線抵抗を利用することで従来よりも抵抗値の小さい電流検出抵抗を実現することができるので、モーターの駆動電流の検出による電力損失を低減させることができる。また、本適用例に係るモーター駆動回路によれば、電流検出抵抗の抵抗値が小さいため、駆動電流が流れることで生じる電位差が小さいが、増幅部によって当該電位差が増幅された電圧と閾値電圧とが比較されて制御信号が生成されるので、駆動電流を適切に制御することができる。

［適用例２］
上記適用例に係るモーター駆動回路において、前記配線は、基準電位が供給される端子と電気的に接続されていてもよい。

モーターを回転させるために必要な駆動電流は数アンペア以上必要な場合もあるため、モーター駆動回路の一部は高い電圧で動作する必要がある。本適用例に係るモーター駆動回路によれば、増幅部は、基準電位（例えば、グラウンド電位）の供給源（例えば、グラウンド）へと流れる駆動電流によって生じる第１ノードと第２ノードとの電位差を増幅すればよいので、低い電圧で動作可能である。従って、増幅部の動作に必要な電力を低減し、モーター駆動回路の全体としての電力損失を低減させることができる。

［適用例３］
上記適用例に係るモーター駆動回路において、前記駆動部は、複数の金属層が絶縁層を介して積層された基板上に設けられ、前記配線は、前記複数の金属層のうちの第１の金属層に設けられている第１の金属配線と、前記複数の金属層のうちの第２の金属層に設けられている第２の金属配線と、を含み、前記第１ノードは、前記第２の金属配線に設けられ、前記第２ノードは、前記第１の金属配線に設けられていてもよい。

第１ノードと第２ノードとの間の配線抵抗の抵抗値が小さすぎると増幅部の出力信号のＳ／Ｎ（Signal to Noise）が劣化し、駆動電流制御の精度が低下するおそれがある。本適用例に係るモーター駆動回路によれば、第１ノードと第２ノードとが異なる金属層に設けられるので、第１ノードと第２ノードとの間の配線が適度に長くなり、電流検出抵抗の抵抗値を適度に小さくすることができる。従って、本適用例に係るモーター駆動回路によれば、モーターの駆動制御の精度を確保しながら、駆動電流の検出による電力損失を低減させることができる。

［適用例４］
上記適用例に係るモーター駆動回路において、前記配線は、前記複数の金属層のうちの、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間にある第３の金属層に設けられている第３の金属配線を含んでもよい。

本適用例に係るモーター駆動回路によれば、第１ノードと第２ノードとの間の配線が少なくとも３つの金属層に亘って設けられるので、第１ノードと第２ノードとの間の配線が適度に長くなり、電流検出抵抗の抵抗値を適度に小さくすることができる。従って、本適用例に係るモーター駆動回路によれば、モーターの駆動制御の精度を確保しながら、駆動電流の検出による電力損失を低減させることができる。

［適用例５］
上記適用例に係るモーター駆動回路において、前記第１の金属層は、前記複数の金属層のうち前記基板から最も遠い金属層であり、前記第２の金属層は、前記複数の金属層のうち前記基板に最も近い金属層であってもよい。

本適用例に係るモーター駆動回路によれば、第１ノードと第２ノードとが最も離れた２つの金属層の各々に設けられるので、第１ノードと第２ノードとの間の配線が適度に長くなり、電流検出抵抗の抵抗値を適度に小さくすることができる。従って、本適用例に係るモーター駆動回路によれば、モーターの駆動制御の精度を確保しながら、駆動電流の検出による電力損失を低減させることができる。

［適用例６］
上記適用例に係るモーター駆動回路において、前記駆動部は、複数の金属層が絶縁層を介して積層された基板上に設けられ、前記配線は、複数の金属層のうちの第１の金属層に設けられている第１の金属配線を含み、前記第１ノード及び前記第２ノードは、前記第１の金属配線に設けられていてもよい。

本適用例に係るモーター駆動回路によれば、第１ノードと第２ノードとが１つの金属層に設けられた１つの金属配線に設けられているので、第１ノードと第２ノードとの間の配線長を短くすることができ、電流検出抵抗の抵抗値を小さくすることができる。従って、本適用例に係るモーター駆動回路によれば、駆動電流の検出による電力損失を低減させることができる。

［適用例７］
上記適用例に係るモーター駆動回路において、前記配線の前記第１ノードと前記第２ノードとの間の抵抗値は０．１Ω以下であってもよい。

本適用例に係るモーター駆動回路によれば、第１ノードと第２ノードとの間の抵抗値が、従来、電流検出抵抗に用いられていた抵抗素子の抵抗値（数Ω）よりも小さいので、駆動電流の検出による電力損失を低減させることができる。

［適用例８］
本適用例に係る印刷装置は、上記のいずれかのモーター駆動回路を備えている。

本適用例に係る印刷装置によれば、モーターの駆動電流の検出による電力損失を低減させることが可能なモーター駆動回路を備えているので、モーターの駆動に起因する電力損失を低減させることができる。

［適用例９］
本適用例に係る半導体装置は、モーターを駆動する半導体装置であって、制御信号に基づいて、前記モーターに駆動電流を供給する駆動部と、前記駆動電流の少なくとも一部が流れる配線の第１ノードと前記配線の第２ノードとの電位差を増幅する増幅部と、前記増幅部によって増幅された前記電位差と閾値電圧との比較に基づいて前記制御信号を生成する制御部と、を備えている。

本適用例に係る半導体装置によれば、モーターの駆動電流を検出するための抵抗として、抵抗素子の代わりに駆動電流が流れる配線の抵抗が利用されるので、回路規模を低減させることができる。さらに、本適用例に係る半導体装置によれば、配線抵抗を利用することで従来よりも抵抗値の小さい抵抗を実現することができるので、モーターの駆動電流の検出による電力損失を低減させることができる。また、本適用例に係る半導体装置によれば、第１ノードと第２ノードとの間の配線抵抗の抵抗値が小さいほど、駆動電流が流れることで生じる第１ノードと第２ノードとの電位差が小さいが、増幅部によって当該電位差が増幅されてから閾値電圧と比較されて制御信号が生成されるので、駆動電流を適切に制御することができる。

モーター駆動回路の構成を示す図である。 Ｈブリッジ回路の動作説明図である。 Ｈブリッジ回路の動作説明図である。 モーター駆動回路の動作の一例を示す波形図である。 電流検出抵抗を配線抵抗で実現する第１の例を模式的に示す平面図である。 電流検出抵抗を配線抵抗で実現する第１の例を模式的に示す断面図である。 電流検出抵抗を配線抵抗で実現する第２の例を模式的に示す平面図である。 電流検出抵抗を配線抵抗で実現する第２の例を模式的に示す断面図である。 印刷装置の概略構成を示す図である。 印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。 ヘッドユニットにおける吐出部の構成を示す図である。 ヘッドユニットにおけるノズル配列を示す図である。 図１２に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。 ヘッドユニットにおける選択制御部の動作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詳細に説明する。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。

１．モーター駆動回路
１−１．モーター駆動回路の構成及び動作
図１は、本実施形態のモーター駆動回路１の構成を示す図である。本実施形態のモーター駆動回路１は、集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）（半導体装置）として構成されている。モーター駆動回路１の外部端子には、制御回路２及びモーター３が接続され、モーター駆動回路１は、制御回路２から供給される信号に基づいてモーター３に流す駆動電流の方向、量、タイミング等を制御し、モーター３を駆動する。

図１に示されるように、制御回路２は、モーター駆動回路１の４つの外部端子ＤＡＴＡ，ＳＴＲＢ，ＣＬＫ，ＥＮＢと接続される。モーター駆動回路１の外部端子ＤＡＴＡ，ＳＴＲＢ，ＣＬＫには、制御回路２から、それぞれシリアルデータ信号、ストローブ信号及びシリアルクロック信号が入力される。シリアルデータ信号、ストローブ信号及びシリアルクロック信号は、モーター駆動回路１の各種の設定のための信号である。また、モーター駆動回路１の外部端子ＥＮＢには、制御回路２から、モーター駆動回路１によるモーター３の駆動動作のオン／オフを制御するためのイネーブル信号が入力される。モーター駆動回路１は、外部端子ＥＮＢから入力されるイネーブル信号がアクティブ（本実施形態ではハイレベル）のときにモーター３を駆動し、イネーブル信号が非アクティブ（本実施形態ではローレベル）のときはモーター３の駆動を停止する。

モーター３は、モーター駆動回路１の２つの外部端子ＯＵＴＰ，ＯＵＴＭと接続される。モーター３は、例えば、ブラシ付モーター、ブラシレスモーター、ステッピングモーター、リニアモーター等であり、モーター駆動回路１の外部端子ＯＵＴＰ，ＯＵＴＭのいずれか一方から供給される駆動電流によって回転する。

モーター３の回転状態（回転数等）はエンコーダー４によって検出され、制御回路２にフィードバックされる。制御回路２は、エンコーダー４による検出信号に基づき、モーター３が所望の回転動作を行うように、モーター駆動回路１の外部端子ＥＮＢに供給する信号をアクティブ（ハイレベル）又は非アクティブ（ローレベル）に設定する。

図１に示されるように、本実施形態のモーター駆動回路１は、ロジック回路１１、ハイサイドゲートドライバー１２、ローサイドゲートドライバー１３、Ｈブリッジ回路１４、差動増幅回路１５、コンパレーター１６、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換器１７及び発振回路１８を含んで構成されている。ただし、モーター駆動回路１は、図１に示される構成要素（各部）の一部が削除または変更されてもよいし、他の構成要素が付加された構成でもよい。

発振回路１８は、発振動作を行って内部クロック信号を発生させる。発振回路１８は、例えば、ＲＣ発振回路、ＬＣ発振回路、リングオシレーター等によって実現される。

ロジック回路１１は、発振回路１８が出力する内部クロック信号に同期して動作する。具体的には、ロジック回路１１は、外部端子ＤＡＴＡ，ＳＴＲＢ，ＣＬＫから、所定のフォーマットのシリアルデータ信号、ストローブ信号及びシリアルクロック信号が入力されると、シリアルデータ信号に応じて、内部のレジスター（不図示）の所望のビットに所望の値を書き込む。

また、ロジック回路１１は、外部端子ＥＮＢから入力されるイネーブル信号がアクティブ（ハイレベル）のときは、ハイサイドゲートドライバー１２及びローサイドゲートドライバー１３を動作させるための制御信号を生成する。より詳細には、ロジック回路１１は、イネーブル信号がアクティブ（ハイレベル）のときは、コンパレーター１６の出力電圧がローレベル（例えば０Ｖ）であれば、モーター３に電流が流れるようにハイサイドゲートドライバー１２及びローサイドゲートドライバー１３を制御し、コンパレーター１６の出力電圧がハイレベル（例えば５Ｖ）であれば、モーター３に電流が流れるようにハイサイドゲートドライバー１２及びローサイドゲートドライバー１３を制御する。また、ロジック回路１１は、外部端子ＥＮＢから入力されるイネーブル信号が非アクティブ（ローレベル）のときはハイサイドゲートドライバー１２及びローサイドゲートドライバーの動作を停止させるための制御信号を生成する。

ハイサイドゲートドライバー１２は、ロジック回路１１からの制御信号に応じて、Ｈブリッジ回路１４に含まれるＰＭＯＳトランジスター１４１及びＰＭＯＳトランジスター１４２のオン／オフを制御する。

ローサイドゲートドライバー１３は、ロジック回路１１からの制御信号に応じて、Ｈブリッジ回路１４に含まれるＮＭＯＳトランジスター１４３及びＮＭＯＳトランジスター１４４のオン／オフを制御する。

Ｈブリッジ回路１４は、ＰＭＯＳトランジスター１４１、ＰＭＯＳトランジスター１４２、ＮＭＯＳトランジスター１４３及びＮＭＯＳトランジスター１４４を含んで構成されている。

ＰＭＯＳトランジスター１４１のソース端子とＰＭＯＳトランジスター１４２のソース端子とが接続され、さらに、共通の配線を介してモーター駆動回路１の電源端子ＶＢＢと接続されている。電源端子ＶＢＢからは、モーター３の駆動に必要な高い電源電圧（例えば４２Ｖ）が供給される。

また、ＰＭＯＳトランジスター１４１のドレイン端子とＮＭＯＳトランジスター１４３のドレイン端子とが接続され、さらに、共通の配線を介して外部端子ＯＵＴＰと接続されている。外部端子ＯＵＴＰは、モーター３の正極端子と接続される。

また、ＰＭＯＳトランジスター１４２のドレイン端子とＮＭＯＳトランジスター１４４のドレイン端子とが接続され、さらに、共通の配線を介して外部端子ＯＵＴＭと接続されている。外部端子ＯＵＴＰは、モーター３の負極端子と接続される。

また、ＮＭＯＳトランジスター１４３のソース端子とＮＭＯＳトランジスター１４４のソース端子とが接続され、さらに、共通の配線１０を介してモーター駆動回路１のグラウンド端子ＧＮＤと接続されている。グラウンド端子ＧＮＤは接地されており、グラウンド端子ＧＮＤにはグラウンド電位（０Ｖ）（基準電位の一例）が供給される。

ＰＭＯＳトランジスター１４１のゲート端子及びＰＭＯＳトランジスター１４２のゲート端子には、ハイサイドゲートドライバー１２からの２つの制御信号がそれぞれ供給される。ＰＭＯＳトランジスター１４１は、ゲート端子に供給される制御信号がローレベル（例えば３７Ｖ）のときはオン（ソース−ゲート間が導通）し、当該制御信号がハイレベル（例えば４２Ｖ）のときはオフ（ソース−ゲート間が非導通）する。同様に、ＰＭＯＳトランジスター１４２は、ゲート端子に供給される制御信号がローレベル（例えば３７Ｖ）のときはオン（ソース−ゲート間が導通）し、当該制御信号がハイレベル（例えば４２Ｖ）のときはオフ（ソース−ゲート間が非導通）する。

また、ＮＭＯＳトランジスター１４３のゲート端子及びＮＭＯＳトランジスター１４４のゲート端子には、ローサイドゲートドライバー１３からの２つの制御信号がそれぞれ供給される。ＮＭＯＳトランジスター１４３は、ゲート端子に供給される制御信号がハイレベル（例えば５Ｖ）のときはオン（ソース−ゲート間が導通）し、当該制御信号がローレベル（例えば０Ｖ）のときはオフ（ソース−ゲート間が非導通）する。同様に、ＮＭＯＳトランジスター１４４は、ゲート端子に供給される制御信号がハイレベル（例えば５Ｖ）のときはオン（ソース−ゲート間が導通）し、当該制御信号がローレベル（例えば０Ｖ）のときはオフ（ソース−ゲート間が非導通）する。

図２に示されるように、ＰＭＯＳトランジスター１４１とＮＭＯＳトランジスター１４４がともにオンし、かつ、ＰＭＯＳトランジスター１４２とＮＭＯＳトランジスター１４３がともにオフした状態では、ＰＭＯＳトランジスター１４１及びＮＭＯＳトランジスター１４４を介して、電源電圧の供給線からグラウンドまでの電流経路が形成される。これにより、モーター３の正極端子から負極端子へと駆動電流Ｉｏが流れ、モーター３は、例えば、正極端子側から見て時計回りに、駆動電流Ｉｏに応じた速度で回転する。

一方、図３に示されるように、ＰＭＯＳトランジスター１４２とＮＭＯＳトランジスター１４３がともにオンし、かつ、ＰＭＯＳトランジスター１４１とＮＭＯＳトランジスター１４４がともにオフした状態では、ＰＭＯＳトランジスター１４２及びＮＭＯＳトランジスター１４３を介して、電源電圧の供給線からグラウンドまでの電流経路が形成される。これにより、モーター３の負極端子から正極端子へと駆動電流Ｉｏが流れ、モーター３は、例えば、正極端子側から見て反時計回りに、駆動電流Ｉｏに応じた速度で回転する。

モーター３を回転させるためには、例えば、数アンペアの駆動電流Ｉｏが必要である。なお、モーター３の回転を停止させる場合は、例えば、ＰＭＯＳトランジスター１４１、ＰＭＯＳトランジスター１４２、ＮＭＯＳトランジスター１４３及びＮＭＯＳトランジスター１４４がすべてオフする。これにより、電源電圧の供給線からグラウンドまでの電流経路が遮断され、モーター３への駆動電流Ｉｏの供給が停止する。

図２又は図３の電流経路が形成されると、配線１０にも駆動電流Ｉｏが流れ、配線１０上の第２ノードＮ２は、配線１０上の第１ノードＮ１に対して、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に形成される配線抵抗Ｒの抵抗値と駆動電流Ｉｏの電流値との積に相当する電圧の分だけ降下する。差動増幅回路１５は、この電圧降下によって生じる配線１０の第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との電位差を増幅した電圧Ｖｒｓを出力する。

Ｄ／Ａ変換器１７は、モーター駆動回路１の外部端子ＶＲＥＦから供給される基準電圧を基準として、ロジック回路１１の内部のレジスター（不図示）の所定の複数ビットに記憶されているデジタルデータに応じた電圧Ｖｄａｃを出力する。Ｄ／Ａ変換器１７に入力されるデジタルデータは、制御回路２によって、モーター駆動回路１の外部端子ＤＡＴＡ，ＳＴＲＢ，ＣＬＫを介してあらかじめレジスターに設定されている。

コンパレーター１６は、差動増幅回路１５の出力電圧ＶｒｓとＤ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃとを比較する。具体的には、コンパレーター１６の非反転入力端子（＋）には差動増幅回路１５の出力電圧Ｖｒｓが供給され、コンパレーター１６の反転入力端子（−）にはＤ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃが供給される。そして、コンパレーター１６は、差動増幅回路１５の出力電圧ＶｒｓがＤ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃよりも高いときはハイレベル（例えば５Ｖ）を出力し、差動増幅回路１５の出力電圧ＶｒｓがＤ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃよりも低いときはローレベル（例えば０Ｖ）を出力する。

なお、ロジック回路１１、ローサイドゲートドライバー１３、差動増幅回路１５、コンパレーター１６、Ｄ／Ａ変換器１７及び発振回路１８の動作電圧（例えば５Ｖ）やハイサイドゲートドライバー１２の動作電圧（例えば３７Ｖ）は、モーター駆動回路１の不図示の電源端子から供給されてもよいし、電源端子ＶＢＢから供給される電源電圧（例えば４２Ｖ）から不図示の分圧回路やレギュレーターによって生成されてもよい。

図４は、モーター３がブラシ付モーターである場合のモーター駆動回路１の動作の一例を示す波形図である。図４に示されるように、外部端子ＥＮＢ（イネーブル信号）がローレベルからハイレベルに変化すると、ロジック回路１１は、ハイサイドゲートドライバー１２及びローサイドゲートドライバー１３を制御してＨブリッジ回路１４を動作させる。これにより、例えば、ＰＭＯＳトランジスター１４１とＮＭＯＳトランジスター１４４がオン、ＰＭＯＳトランジスター１４２とＮＭＯＳトランジスター１４３がオフとなり（図２の状態）、電源電圧の供給線からグラウンドまでの電流経路が形成される。その結果、外部端子ＯＵＴＰが電源電圧付近の電圧となってモーター３に電流が流れ始め、駆動電流Ｉｏが増加していく。

駆動電流Ｉｏの増加に伴い、配線１０の第１ノードＮ１と第２ノードＮ２の間の電位差が上昇し、差動増幅回路１５の出力電圧Ｖｒｓも上昇する。そして、差動増幅回路１５の出力電圧ＶｒｓがＤ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃに達すると、ロジック回路１１は、ハイサイドゲートドライバー１２及びローサイドゲートドライバー１３を制御してＨブリッジ回路１４の動作を停止させる。これにより、ＰＭＯＳトランジスター１４１とＮＭＯＳトランジスター１４４が一定時間Ｔだけオフする。この一定時間Ｔの間、電源電圧の供給線からグラウンドまでの電流経路が遮断されるため、外部端子ＯＵＴＰの電圧が低下するとともに、モーター３への電流の供給が停止する。ただし、一定時間Ｔの間、モーター３のインダクタンス成分によって回生電流が発生するため、駆動電流Ｉｏはすぐにはゼロにならず、徐々に減少していく。

一定時間Ｔが経過すると、ロジック回路１１は、ハイサイドゲートドライバー１２及びローサイドゲートドライバー１３を制御して、再びＨブリッジ回路１４を動作させる。これにより、外部端子ＯＵＴＰが電源電圧付近の電圧となって、再びモーター３に電流が流れ始め、駆動電流Ｉｏが増加していく。以降は、外部端子ＥＮＢ（イネーブル信号）がハイレベルの間、Ｈブリッジ回路１４が同様に制御される。なお、一定時間Ｔは、ロジック回路１１の内部のレジスターによって設定可能であってもよい。

このような制御は、駆動電流Ｉｏが電流値Ｉｔｒｉｐをピークとする増減を繰り返し、擬似的に一定の電流値Ｉｔｒｉｐとなるため、「定電流チョッピング制御」と呼ばれる。なお、電流値Ｉｔｒｉｐが所望の電流値となるように、Ｄ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃが調整される。

そして、制御回路２は、エンコーダー４の検出信号に基づいて、モーター駆動回路１の外部端子ＥＮＢに供給するイネーブル信号のアクティブ（ハイレベル）の時間幅を変更する制御により、モーター３の駆動電流Ｉｏを制御することができる。このような制御は、「イネーブルＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御」と呼ばれる。

すなわち、図４の例では、制御回路２がイネーブルＰＷＭ制御を行い、イネーブル信号がアクティブ（ハイレベル）の期間においてモーター駆動回路１が定電流チョッピング制御を行っている。

このように構成されている本実施形態のモーター駆動回路１において、Ｈブリッジ回路１４は、制御信号に基づいて、モーター３に駆動電流Ｉｏを供給する駆動部に相当する。また、差動増幅回路１５は、駆動電流Ｉｏの少なくとも一部が流れる配線１０の第１ノードＮ１と配線１０の第２ノードＮ２との電位差を増幅する増幅部に相当する。また、ロジック回路１１、ハイサイドゲートドライバー１２、ローサイドゲートドライバー１３及びコンパレーター１６は、増幅部（差動増幅回路１５）によって増幅された電位差（差動増幅回路１５の出力電圧Ｖｒｓ）と閾値電圧（Ｄ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃ）との比較に基づいてＨブリッジ回路１４の制御信号を生成する制御部に相当する。

１−２．電流検出抵抗の構成
従来のモーター駆動回路では、駆動電流を検出するための電流検出抵抗として外付けの抵抗素子（抵抗部品）が設けられていたため、例えば、駆動電流が１Ａであれば、０．３Ω程度の比較的抵抗値の小さい抵抗素子（抵抗部品）を用いても、電流検出抵抗において０．３ワットの電力が消費されることになる。これに対して、本実施形態のモーター駆動回路１では、駆動電流Ｉｏを検出するための電流検出抵抗を配線１０の第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の配線抵抗で実現している。モーター駆動回路１はＩＣ（半導体装置）の半導体基板上に形成されるため、数ｍΩ〜数十ｍΩの配線抵抗を容易に実現可能である。従って、例えば、駆動電流Ｉｏが１Ａであれば、３ｍΩの配線抵抗を電流検出抵抗として用いることで、電流検出抵抗で消費される電力は０．００３Ｗとなり、従来構成のモーター駆動回路に対して１／１００に減らすことができる。

図５及び図６は、電流検出抵抗を配線抵抗で実現する第１の例を模式的に示す図である。図５は、モーター駆動回路１が形成される半導体基板を平面視したときのＨブリッジ回路１４の周辺の平面構造を示す模式図である。また、図６は、図５の破線で囲んだ領域ＭをＨの方向から見た断面構造を示す模式図である。なお、図５及び図６では、一部の配線のみが図示されている。

図５及び図６に示されるように、Ｈブリッジ回路１４（ＰＭＯＳトランジスター１４１，１４２及びＮＭＯＳトランジスター１４３，１４４）は、複数のメタル層（金属層）が絶縁層を介して積層された半導体基板（基板の一例）上に設けられている。この複数のメタル層は、例えば、メタル１層、メタル２層及びメタル３層で構成される。メタル３層（第１の金属層の一例）は、複数のメタル層のうち、半導体基板から最も遠いメタル層（最上位のメタル層）である。また、メタル１層（第２の金属層の一例）は、複数のメタル層のうち、半導体基板に最も近いメタル層（最下位のメタル層）である。また、メタル２層（第３の金属層の一例）は、メタル３層とメタル１層との間にあるメタル層である。

配線１０は、メタル３層に設けられているメタル配線３６Ａ（第１の金属配線の一例）と、メタル１層に設けられているメタル配線３４Ａ（第２の金属配線の一例）と、メタル２層に設けられているメタル配線３５Ａ（第３の金属配線の一例）と、を含む。また、配線１０は、メタル１層に設けられているメタル配線３４Ｃ，３４Ｄと、メタル２層に設けられているメタル配線３５Ｃ，３５Ｄと、を含む。また、配線１０は、メタル配線３６Ａとメタル配線３５Ａとを接続するビア３３Ａ，３３Ｂと、メタル配線３６Ａとメタル配線３５Ｃとを接続するビア３３Ｃと、メタル配線３６Ａとメタル配線３５Ｄとを接続するビア３３Ｄと、メタル配線３５Ａとメタル配線３４Ａとを接続するビア３２Ａ，３２Ｂと、メタル配線３５Ｃとメタル配線３４Ｃとを接続するビア３２Ｃと、メタル配線３５Ｄとメタル配線３４Ｄとを接続するビア３２Ｄと、を含む。また、配線１０は、メタル配線３４ＡとＮＭＯＳトランジスター１４４のソース端子（ソース電極）とを接続するコンタクト３１Ａ，３１Ｂと、を含む。

メタル配線３４Ａ，３４Ｃ，３４Ｄ，３５Ａ，３５Ｃ，３５Ｄ，３６Ａは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の導電性部材で形成される。また、ビア３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２ｄ，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ及びコンタクト３１Ａ，３１Ｂは、例えば、タングステン（Ｗ）等の導電性部材で形成される。

メタル配線３６Ａの端部には、グラウンド端子ＧＮＤとして機能する矩形状のパッド部３７が設けられており、パッド部３７は不図示のボンディングワイヤーによって接地されている。

また、第１ノードＮ１及び第２ノードＮ２は、メタル配線３６Ａに設けられている。第１ノードＮ１は、ビア３３Ｃにより、メタル２層に設けられているメタル配線３５Ｃと接続され、メタル配線３５Ｃは、ビア３２Ｃにより、メタル１層に設けられているメタル配線３４Ｃと接続されている。同様に、第２ノードＮ２は、ビア３３Ｄにより、メタル２層に設けられているメタル配線３５Ｄと接続され、メタル配線３５Ｄは、ビア３２Ｄにより、メタル１層に設けられているメタル配線３４Ｄと接続されている。

そして、メタル配線３４Ｃ及びメタル配線３４Ｄは、不図示の差動増幅回路１５の２つの入力端子（入力電極）と不図示の配線で接続されている。すなわち、メタル配線３６Ａの一部の配線（第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の配線）の抵抗が電流検出抵抗として機能する。この配線抵抗（電流検出抵抗）の抵抗値（第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の抵抗値）は０．１Ω以下であり、数ｍΩ〜数十ｍΩの電流検出抵抗を実現することができる。ただし、電流検出抵抗の抵抗値が小さ過ぎると、差動増幅回路１５の２つの入力端子間（第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の電位差）が非常に小さくなり、ノイズレベルとの差が小さくなる。その結果、差動増幅回路１５の出力信号のＳ／Ｎが低下し、モーター駆動回路１によるモーター３の駆動精度が低下するおそれがある。例えば、メタル配線３６Ａを蛇行配線とし、あるいは、ＮＭＯＳトランジスター１４３，１４４とパッド部３７との距離が長くなる（メタル配線３６Ａが長くなる）レイアウトにして、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との距離を長くすることで、電流検出抵抗の抵抗値を、モーター３の駆動精度に大きな影響を与えない程度の適度に小さい抵抗値とすることが可能である。

図７及び図８は、電流検出抵抗を配線抵抗で実現する第２の例を模式的に示す図である。図５と同様、図７は、モーター駆動回路１が形成される半導体基板を平面視したときのＨブリッジ回路１４の周辺の平面構造を示す模式図である。また、図８は、図７の破線で囲んだ領域ＭをＨの方向から見た断面構造を示す模式図である。なお、図５及び図６と同様、図７及び図８では、一部の配線のみが図示されている。図７及び図８において、図５及び図６と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。

図７及び図８の例では、第１ノードＮ１は、メタル配線３４Ａ（第２の金属配線の一例）に設けられ、第２ノードＮ２は、メタル配線３６Ａ（第１の金属配線の一例）に設けられている。また、第１ノードＮ１がメタル配線３４Ａに設けられているため、図５及び図６のメタル配線３４Ｃ，３５Ｃ及びビア３２Ｃ，３３Ｃは設けられていない。そして、メタル配線３４Ａ及びメタル配線３４Ｄは、不図示の差動増幅回路１５の２つの入力端子（入力電極）と不図示の配線で接続されている。すなわち、メタル配線３４Ａ，３５Ａ，３６Ａ及びビア３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂで構成される配線の一部の配線（第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の配線）の抵抗が電流検出抵抗として機能する。この配線抵抗（電流検出抵抗）の抵抗値（第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の抵抗値）は０．１Ω以下であり、数ｍΩ〜数十ｍΩの電流検出抵抗を実現することができる。特に、この第２の例によれば、電流検出抵抗の抵抗値として、メタル３層に設けられているメタル配線３６Ａの抵抗値に、メタル１層に設けられているメタル配線３４Ａ、メタル２層に設けられているメタル配線３５Ａ、メタル１層とメタル２層との間に設けられているビア３２Ａ，３２Ｂ及びメタル２層とメタル３層との間に設けられているビア３３Ａ，３３Ｂの各抵抗値が加算されるため、第１の例と同等のレイアウト面積で適度な抵抗値の電流検出抵抗を実現することができる。

１−３．作用効果
以上に説明した本実施形態のモーター駆動回路１によれば、モーター３の駆動電流Ｉｏを検出するための電流検出抵抗として、抵抗素子の代わりに配線１０における第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の配線抵抗が利用されるので、抵抗素子を利用する従来回路と比較して回路規模を低減させることができる。さらに、本実施形態のモーター駆動回路１によれば、配線抵抗を利用することで従来よりも抵抗値の小さい電流検出抵抗を実現することができるので、駆動電流Ｉｏの検出による電力損失を低減させることができる。また、本実施形態のモーター駆動回路１によれば、電流検出抵抗の抵抗値が小さいため、駆動電流Ｉｏが流れることで生じる電位差も小さいが、差動増幅回路１５によって当該電位差が増幅された電圧ＶｒｓがＤ／Ａ変換器１７の出力電圧Ｖｄａｃと比較されて、Ｈブリッジ回路１４の制御信号が生成されるので、駆動電流Ｉｏを適切に制御することができる。

また、本実施形態のモーター駆動回路１によれば、差動増幅回路１５は、ＮＭＯＳトランジスター１４３のソース端子又はＮＭＯＳトランジスター１４４のソース端子からグラウンド端子ＧＮＤを介してグラウンドへと流れる駆動電流Ｉｏによって生じる第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との電位差を増幅するので、低い電圧（例えば、５Ｖ）で動作する。従って、差動増幅回路１５の動作に必要な電力を低減し、モーター駆動回路１の全体としての電力損失を低減させることができる。

また、本実施形態のモーター駆動回路１によれば、図５及び図６に示された第１の例では、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２とがメタル３層に設けられたメタル配線３６Ａに設けられているので、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の配線長が短く、電流検出抵抗の抵抗値を小さくすることができる。従って、本実施形態のモーター駆動回路１によれば、駆動電流Ｉｏの検出による電力損失を低減させることができる。

また、本実施形態のモーター駆動回路１によれば、図７及び図８に示された第２の例では、第１ノードＮ１がメタル３層（最上位のメタル層）に設けられたメタル配線３６Ａ、第２ノードＮ２がメタル１層（最下位のメタル層）に設けられたメタル配線３４Ａに設けられているので、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の配線が適度に長くなり、電流検出抵抗の抵抗値を適度に小さくすることができる。従って、本実施形態のモーター駆動回路１によれば、モーター３の駆動制御の精度を確保しながら、駆動電流Ｉｏの検出による電力損失を低減させることができる。

２．印刷装置
２−１．印刷装置の概要
本実施形態に係る印刷装置は、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。なお、印刷装置は、媒体に対象物を印刷するものであればよく、インクジェットプリンターのほかに、レーザープリンター、立体造形装置（いわゆる３Ｄプリンター）、捺染装置なども含まれる。

図９は、本実施形態に係る印刷装置１００の内部の概略構成を示す斜視図である。図９に示されるように、印刷装置１００は、移動体１０１を、主走査方向に移動（往復動）させる移動機構１０４を備える。

移動機構１０４は、移動体１０１の駆動源となるキャリッジモーター２４０と、両端が固定されたキャリッジガイド軸１０６と、キャリッジガイド軸１０６とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター２４０により駆動されるタイミングベルト１０７と、を有している。

移動体１０１のキャリッジ１０３は、所定数のインクカートリッジ１０２を載置可能に構成されている。例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、及び、ブラックの４色に対応する４個のインクカートリッジ１０２がキャリッジ１０３に搭載されており、各インクカートリッジ１０２に対応する色のインクが充填されている。

キャリッジ１０３は、キャリッジガイド軸１０６に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト１０７の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター２４０によりタイミングベルト１０７を正逆走行させると、移動体１０１がキャリッジガイド軸１０６に案内されて往復動する。

また、移動機構１０４は、移動体１０１の主走査方向における位置を検出するためのリニアエンコーダー２２０を備える。移動体１０１の主走査方向における位置は、リニアエンコーダー２２０によって検出される。

また、移動体１０１のうち、印刷媒体Ｐと対向する部分にはヘッドユニット３００が設けられる。このヘッドユニット３００は、多数のノズルからインク滴（液滴）を吐出させるためのものであり、フレキシブルケーブル４００を介して各種の制御信号等が供給される構成となっている。

印刷装置１００は、印刷媒体Ｐを、副走査方向にプラテン１０８上で搬送させる搬送機構１０５を備える。搬送機構１０５は、駆動源である搬送モーター２６０と、搬送モーター２６０により回転して、印刷媒体Ｐを副走査方向に搬送する搬送ローラー１０９と、を備える。

印刷媒体Ｐが搬送機構１０５によって搬送されたタイミングで、ヘッドユニット３００が当該印刷媒体Ｐにインク滴を吐出することによって、印刷媒体Ｐの表面に画像が形成される。

キャリッジ１０３の移動範囲内における端部領域には、キャリッジ１０３の走査の基点となるホームポジションが設定されている。ホームポジションには、ヘッドユニット３００のノズル形成面を封止するキャッピング部材１１０と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材１１１とが配置されている。そして、印刷装置１００は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ１０３が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ１０３が戻る復動時との双方向で印刷媒体Ｐの表面に画像を形成する。

キャリッジ１０３に取り付けられるヘッドユニット３００は、キャリッジ１０３の移動により印刷媒体Ｐの上方およびフラッシングボックス１１２の上方を移動し、印刷媒体Ｐに向けてインク滴を吐出する動作、およびフラッシングボックス１１２に向けてインク滴を吐出するフラッシング動作を行う。

２−２．印刷装置の電気的構成
図１０は、印刷装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図１０に示されるように、印刷装置１００では、制御ユニット２００とヘッドユニット３００とがフレキシブルケーブル４００を介して接続される。

制御ユニット２００は、制御部２１０と、リニアエンコーダー２２０と、キャリッジモータードライバー２３０と、キャリッジモーター２４０と、搬送モータードライバー２５０と、搬送モーター２６０と、駆動回路２７０−ａ、駆動回路２７０−ｂと、メンテナンスユニット２８０と、を有する。このうち、制御部２１０は、ホストコンピューターから画像データが供給されたときに、各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。

詳細には、制御部２１０は、キャリッジモータードライバー２３０に対して制御信号Ｃｔｒ１を供給し、キャリッジモータードライバー２３０は、当該制御信号Ｃｔｒ１に従ってキャリッジモーター２４０を駆動する。これにより、キャリッジ１０３における主走査方向の移動が制御される。

印刷装置１００は、キャリッジモータードライバー２３０として上述した本実施形態のモーター駆動回路１を備えている。そして、制御部２１０は、リニアエンコーダー２２０の検出信号（エンコーダーパルス）に基づいて移動体１０１の走査位置（現在位置）を把握し、移動体１０１の走査位置に基づいて、キャリッジモータードライバー２３０に対して、制御信号Ｃｔｒ１に含まれるイネーブル信号を供給し、イネーブルＰＷＭ制御を行う。

なお、制御部２１０は上述した実施形態における制御回路２に相当し、キャリッジモーター２４０は上述した実施形態におけるモーター３に相当し、リニアエンコーダー２２０は上述した実施形態におけるエンコーダー４に相当する。

また、制御部２１０は、搬送モータードライバー２５０に対して制御信号Ｃｔｒ２を供給し、搬送モータードライバー２５０は、当該制御信号Ｃｔｒ２に従って搬送モーター２６０を駆動する。これにより、搬送機構１０５による副走査方向の移動が制御される。

印刷装置１００は、搬送モータードライバー２５０として上述した本実施形態のモーター駆動回路１を備えている。そして、制御部２１０は、不図示のエンコーダーの検出信号に基づいて印刷媒体Ｐの搬送位置（現在位置）を把握し、印刷媒体Ｐの搬送位置に基づいて、搬送モータードライバー２５０に対して、制御信号Ｃｔｒ２に含まれるイネーブル信号を供給し、イネーブルＰＷＭ制御を行う。

また、制御部２１０は、２つの駆動回路２７０−ａ、２７０−ｂのうち、一方の駆動回路２７０−ａにデジタルのデータｄＡを供給し、他方の駆動回路２７０−ｂにデジタルのデータｄＢを供給する。ここで、データｄＡは、ヘッドユニット３００に供給する駆動信号のうち、駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を規定し、データｄＢは、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形を規定する。

駆動回路２７０−ａは、データｄＡをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ａをヘッドユニット３００に供給する。同様に、駆動回路２７０−ｂは、データｄＢをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ｂをヘッドユニット３００に供給する。

また、制御部２１０は、ヘッドユニット３００に、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ、ＣＨを供給する。

また、制御部２１０は、メンテナンスユニット２８０に、吐出部３３０におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理を実行させる。メンテナンスユニット２８０は、メンテナンス処理として、吐出部３３０内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ（図示省略）により吸引するクリーニング処理（ポンピング処理）を行うためのクリーニング機構２８１を有していてもよい。また、メンテナンスユニット２８０は、メンテナンス処理として、吐出部３３０のノズル近傍に付着した紙粉等の異物をワイパー部材１１１により拭き取るワイピング処理を行うためのワイピング機構２８２を有していてもよい。

ヘッドユニット３００には、選択制御部３１０と、選択部３２０および圧電素子（ピエゾ素子）６０の複数組とが設けられる。なお、ヘッドユニット３００が駆動回路２７０−ａ、２７０−ｂを備えていてもよい。

選択制御部３１０は、選択部３２０のそれぞれに対して駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂのいずれかを選択すべきか（または、いずれも非選択とすべきか）を、制御部２１０から供給される制御信号等によって指示し、選択部３２０は、選択制御部３１０の指示にしたがって、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを選択し、圧電素子３３１の一端にそれぞれに駆動信号として供給する。なお、図１０では、この駆動信号の電圧をＶｏｕｔと表記している。圧電素子３３１のそれぞれにおける他端は、電圧ＶＢＳが共通に印加されている。

圧電素子３３１は、駆動信号が印加されることで変形（変位）する。圧電素子３３１は、ヘッドユニット３００における複数の吐出部３３０のそれぞれに対応して設けられる。そして、圧電素子３３１は、選択部３２０により選択された駆動信号の電圧Ｖｏｕｔと電圧ＶＢＳとの差に応じて変位してインクを吐出させる。

２−３．吐出部の構成
図１１は、ヘッドユニット３００において、１つの吐出部３３０に対応した概略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３００において、吐出部３３０は、圧電素子３３１と振動板６２１とキャビティー（圧力室）６３１とリザーバー６４１とノズル６５１とを含む。このうち、振動板６２１は、図において上面に設けられた圧電素子３３１によって変位（屈曲振動）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、内部に液体（例えば、インク）が充填され、圧電素子３３１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内の液体を液滴として吐出する。

図１１で示される圧電素子３３１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にあっては、電極６１１、６１２により印加された電圧に応じて、電極６１１、６１２、振動板６２１とともに図３において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。具体的には、圧電素子３３１は、駆動信号の電圧Ｖｏｕｔが高くなると、上方向に撓む一方、電圧Ｖｏｕｔが低くなると、下方向に撓む構成となっている。この構成において、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３３１は、図示した構造に限られず、圧電素子３３１を変形させてインクのような液体を吐出させることができる型であればよい。また、圧電素子３３１は、屈曲振動に限られず、いわゆる縦振動を用いる構成でもよい。

また、圧電素子３３１は、ヘッドユニット３００においてキャビティー６３１とノズル６５１とに対応して設けられ、当該圧電素子３３１は、図８において、選択部３２０にも対応して設けられる。このため、圧電素子３３１、キャビティー６３１、ノズル６５１および選択部３２０のセットは、ノズル６５１毎に設けられることになる。

２−４．駆動信号の構成
図１２は、ノズル６５１の配列の一例を示す図である。図１２に示されるように、ノズル６５１は、例えば２列で次のように配列している。詳細には、１列分でみたとき、複数個のノズル６５１が副走査方向に沿ってピッチＰｖで配置する一方、２列同士では、主走査方向にピッチＰｈだけ離間して、かつ、副走査方向にピッチＰｖの半分だけシフトした関係となっている。

なお、ノズル６５１は、カラー印刷する場合には、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）などの各色に対応したパターンが例えば主走査方向に沿って設けられるが、以下の説明では、簡略化するために、単色で階調を表現する場合について説明する。

図１３は、図１２に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。なお、この図は、説明を簡易化するために、ノズル６５１からインク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法（第１方法）の例であり、黒塗りの丸印がインク滴の着弾により形成されるドットを示している。

ヘッドユニット３００が、主走査方向に速度ｖで移動するとき、図１３に示されるように、インク滴の着弾によって形成されるドットの（主走査方向の）間隔Ｄと、当該速度ｖとは、次のような関係にある。

すなわち、１回のインク滴の吐出で１ドットが形成される場合、ドット間隔Ｄは、速度ｖを、インクの吐出周波数ｆで除した値（＝ｖ／ｆ）、換言すれば、インク滴が繰り返し吐出される周期（１／ｆ）においてヘッドユニット３００が移動する距離で示される。

なお、図１２及び図１３の例では、ピッチＰｈがドット間隔Ｄに対して係数ｎで比例する関係にして、２列のノズル６５１から吐出されるインク滴が、印刷媒体Ｐにおいて同一列で揃うように着弾させている。このため、図１３に示されるように、副走査方向のドット間隔が、主走査方向のドット間隔の半分となっている。ドットの配列は、図示の例に限られないことは言うまでもない。

ところで、高速印刷を実現するためには、単純には、ヘッドユニット３００が主走査方向に移動する速度ｖを高めればよい。ただし、単に速度ｖを高めるだけでは、ドットの間隔Ｄが長くなってしまう。このため、ある程度の解像度を確保した上で、高速印刷を実現するためには、インクの吐出周波数ｆを高めて、単位時間当たりに形成されるドット数を増やす必要がある。

また、印刷速度とは別に、解像度を高めるためには、単位面積当たりで形成されるドット数を増やせばよい。ただし、ドット数を増やす場合に、インクを少量にしないと、隣り合うドット同士が結合してしまうだけでなく、インクの吐出周波数ｆを高めないと、印刷速度が低下する。

このように、高速印刷および高解像度印刷を実現するためには、インクの吐出周波数ｆを高める必要があるのは、上述した通りである。

一方、印刷媒体Ｐにドットを形成する方法としては、インク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法のほかに、単位期間にインク滴を２回以上吐出可能として、単位期間において吐出された１以上のインク滴を着弾させ、当該着弾した１以上のインク滴を結合させることで、１つのドットを形成する方法（第２方法）や、これら２以上のインク滴を結合させることなく、２以上のドットを形成する方法（第３方法）がある。以降の説明では、ドットを上記第２方法によって形成する場合について説明する。

本実施形態では、第２方法について、次のような例を想定して説明する。すなわち、本実施形態において、１つのドットについては、インクを最多で２回吐出させることで、大ドット、中ドット、小ドットおよび非記録の４階調を表現させる。この４階調を表現するために、本実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを用意して、それぞれにおいて、１周期に前半パターンと後半パターンとを持たせている。１周期のうち、前半・後半において駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを、表現すべき階調に応じて選択して（または選択しないで）、圧電素子３３１に供給する構成となっている。

図１４は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂの波形等を示す図である。図１４に示されるように、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＬＡＴが出力されて（立ち上がって）から制御信号ＣＨが出力されるまでの期間Ｔ１に配置された台形波形Ａｄｐ１と、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＣＨが出力されてから次の制御信号ＬＡＴが出力されるまでの期間Ｔ２に配置された台形波形Ａｄｐ２とを連続させた波形となっている。

本実施形態において台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子３３１の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子３３１に対応するノズル６５１から所定量、具体的には中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。

駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、期間Ｔ１に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを連続させた波形となっている。本実施形態において台形波形Ｂｄｐ１、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３３１の一端に供給されたとしても、当該圧電素子３３１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３３１の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子３３１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。

なお、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２の開始タイミングでの電圧と、終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Ｖｃで共通である。すなわち、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２は、それぞれ電圧Ｖｃで開始し、電圧Ｖｃで終了する波形となっている。

図１４に示されるように、選択制御部３１０には、制御部２１０から、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ、ＣＨが制御ユニット２００から供給される。

データ信号Ｄａｔａは、画像の１ドットを形成するにあたって、当該ドットのサイズを規定する。本実施形態では、非記録、小ドット、中ドットおよび大ドットの４階調を表現するために、データ信号Ｄａｔａは、上位ビット（ＭＳＢ）および下位ビット（ＬＳＢ）の２ビットで構成される。

データ信号Ｄａｔａは、クロック信号Ｓｃｋに同期してノズルごとに、ヘッドユニット３００の主走査に合わせて制御部２１０からシリアルで供給される。選択制御部３１０は、シリアルで供給されたデータ信号Ｄａｔａを、ノズルに対応して２ビット分、シフトレジスター（不図示）に一旦保持する。

詳細には、圧電素子３３１（ノズル）に対応した段数のシフトレジスター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データ信号Ｄａｔａが、クロック信号Ｓｃｋにしたがって順次後段に転送される。

選択制御部３１０は、シフトレジスターで保持されたデータ信号Ｄａｔａを制御信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチ回路（不図示）にラッチする。そして、選択制御部３１０は、ラッチ回路によってラッチされた２ビットのデータ信号Ｄａｔａをデコードして、制御信号ＬＡＴと制御信号ＣＨとで規定される期間Ｔ１、Ｔ２ごとに、選択信号を出力して、選択部３２０での選択を規定する。

選択部３２０は、２ビットのデータ信号Ｄａｔａが（１，１）であるとき、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１を選択し、期間Ｔ２において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ２を選択する。

このように期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１が選択され、期間Ｔ２において台形波形Ａｄｐ２が選択されて、駆動信号として圧電素子３３１の一端に供給されると、当該圧電素子３３１に対応したノズル６５１から、中程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Ｐにはそれぞれのインクが着弾し合体して、結果的に、データ信号Ｄａｔａで規定される通りの大ドットが形成されることになる。

選択部３２０は、２ビットのデータ信号Ｄａｔａが（０，１）であるとき、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１を選択し、期間Ｔ２において駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２を選択する。

従って、ノズルから、中程度および小程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Ｐには、それぞれのインクが着弾して合体して、結果的に、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの中ドットが形成されることになる。

選択部３２０は、２ビットのデータ信号Ｄａｔａが（１，０）であるとき、期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１、Ｂｄｐ１のいずれも選択せず、期間Ｔ２において駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２を選択する。期間Ｔ１では、圧電素子３３１の一端までの経路は、電気的にどの部分にも接続されないハイ・インピーダンス状態になる。ただし、圧電素子３３１は、自己が有する容量性によって、直前の電圧（Ｖｃ−ＶＢＳ）を保持する。そして、期間Ｔ２においてのみ小程度の量のインクが吐出されるので、印刷媒体Ｐには、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの小ドットが形成されることになる。

選択部３２０は、２ビットのデータ信号Ｄａｔａが（０，０）であるとき、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ１を選択し、期間Ｔ２において台形波形Ａｄｐ２、Ｂｄｐ２のいずれも選択しない。

このため、期間Ｔ１においてノズル６５１の開孔部付近のインクが微振動するのみであり、インクは吐出されないので、結果的に、ドットが形成されない、すなわち、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの非記録になる。

このように、選択部３２０は、選択制御部３１０による指示にしたがって駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを選択し（または選択しないで）、圧電素子３３１の一端に供給する。このため、各圧電素子３３１は、データ信号Ｄａｔａで規定されるドットのサイズに応じて駆動されることになる。

なお、図１４に示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂはあくまでも一例である。実際には、ヘッドユニット３００の移動速度や印刷媒体Ｐの性質などに応じて、予め用意された様々な波形の組み合わせが用いられる。

また、ここでは、圧電素子３３１が、電圧の上昇に伴って上方向に撓む例で説明したが、電極６１１、６１２に供給する電圧を逆転させると、圧電素子３３１は、電圧の上昇に伴って下方向に撓むことになる。このため、圧電素子３３１が、電圧の上昇に伴って下方向に撓む構成では、図１４に例示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂが、電圧Ｖｃを基準に反転した波形となる。

このように本実施形態において、印刷媒体Ｐに対して１ドットは単位期間である周期Ｔａを単位として形成される。このため、周期Ｔａにおいて（最多で）２回のインク滴の吐出により１ドットを形成する本実施形態では、インクの吐出周波数ｆは２／Ｔａとなり、ドット間隔Ｄは、ヘッドユニット３００が移動する速度ｖを、インクの吐出周波数ｆ（＝２／Ｔａ）で除した値となる。

一般に、単位期間Ｔ０においてインク滴がＱ（Ｑは２以上の整数）回吐出可能であって、当該Ｑ回のインク滴の吐出で１ドットが形成される場合、インクの吐出周波数ｆはＱ／Ｔ０と表すことができる。

本実施形態のように、印刷媒体Ｐに異なるサイズのドットを形成する場合の方が、１回のインク滴の吐出で１ドットを形成する場合と比較して、１ドットを形成するために要する時間（周期）が同じでも、１回のインク滴を１回吐出するため時間を短くする必要がある。

なお、２以上のインク滴を結合させないで２以上のドットを形成する第３方法については、特段の説明は要しないであろう。

２−５．作用効果
以上に説明した本実施形態に係る印刷装置１００によれば、キャリッジモータードライバー２３０として上述した本実施形態のモーター駆動回路１を備えているので、キャリッジモーター２４０の駆動に起因する電力損失を低減させることができる。また、本実施形態に係る印刷装置１００によれば、搬送モータードライバー２５０として上述した本実施形態のモーター駆動回路１を備えているので、搬送モーター２６０の駆動に起因する電力損失を低減させることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は本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、上述した本実施形態のモーター駆動回路１では、制御回路２からモーター３の駆動電流をイネーブルＰＷＭ制御するためのイネーブル信号が供給されているが、制御回路２からモーター３の駆動電流を定電流チョッピング制御するための制御信号が供給されてもよい。

また、例えば、上述した本実施形態の印刷装置１００では、モーター駆動回路１はキャリッジモーター２４０や搬送モーターを駆動しているが、画像読み取り部（スキャナー部）を備えた印刷装置あるいは画像読取装置（スキャナー装置）において、イメージセンサーを搭載したキャリッジを駆動するモーターなどを駆動するためにモーター駆動回路１が使用されてもよい。

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、方法および結果が同一の構成、あるいは目的およ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また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…モーター駆動回路、２…制御回路、３…モーター、４…エンコーダー、１０…配線、１１…ロジック回路、１２…ハイサイドゲートドライバー、１３…ローサイドゲートドライバー、１４…Ｈブリッジ回路、１５…差動増幅回路、１６…コンパレーター、１７…Ｄ／Ａ変換器、１８…発振回路、３１Ａ，３１Ｂ…コンタクト、３２Ａ，３２Ｂ…ビア、３３Ａ，３３Ｂ…ビア、３４Ａ，３４Ｃ，３４Ｄ…メタル配線、３５Ａ，３５Ｃ，３５Ｄ…メタル配線、３６Ａ…メタル配線、３７…パッド部、１００…印刷装置、１０１…移動体、１０２…インクカートリッジ、１０３…キャリッジ、１０４…移動機構、１０５…搬送機構、１０６…キャリッジガイド軸、１０７…タイミングベルト、１０８…プラテン、１０９…搬送ローラー、１１０…キャッピング部材、１１１…ワイパー部材、１１２…フラッシングボックス、１４１…ＰＭＯＳトランジスター、１４２…ＰＭＯＳトランジスター、１４３…ＮＭＯＳトランジスター、１４４…ＮＭＯＳトランジスター、２００…制御ユニット、２１０…制御部、２２０…リニアエンコーダー、２３０…キャリッジモータードライバー、２４０…キャリッジモーター、２５０…搬送モータードライバー、２６０…搬送モーター、２７０−ａ，２７０−ｂ…駆動回路、２８０…メンテナンスユニット、２８１…クリーニング機構、２８２…ワイピング機構、３００…ヘッドユニット、３１０…選択制御部、３２０…選択部、３３０…吐出部、３３１…圧電素子、４００…フレキシブルケーブル、Ｉｏ…駆動電流、Ｎ１…第１ノード、Ｎ２…第２ノード、Ｐ…印刷媒体、Ｒ…配線抵抗

Claims (7)

1. モーターを駆動するモーター駆動回路であって、
   制御信号に基づいて、前記モーターに駆動電流を供給する駆動部と、
   前記駆動電流の少なくとも一部が流れる配線の第１ノードと前記配線の第２ノードとの電位差を増幅する増幅部と、
   前記増幅部によって増幅された前記電位差と閾値電圧との比較に基づいて前記制御信号を生成する制御部と、を備え、
   前記駆動部は、複数の金属層が絶縁層を介して積層された基板上に設けられ、
   前記配線は、
   前記複数の金属層のうちの第１の金属層に設けられている第１の金属配線と、
   前記複数の金属層のうちの第２の金属層に設けられている第２の金属配線と、を含み、
   前記第１ノードは、前記第２の金属配線に設けられ、
   前記第２ノードは、前記第１の金属配線に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモーターである、
   ことを特徴とするモーター駆動回路。
2. 前記配線は、基準電位が供給される端子と電気的に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモーター駆動回路。
3. 前記配線は、
   前記複数の金属層のうちの、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間にある第３の金属層に設けられている第３の金属配線を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモーター駆動回路。
4. 前記第１の金属層は、前記複数の金属層のうち前記基板から最も遠い金属層であり、
   前記第２の金属層は、前記複数の金属層のうち前記基板に最も近い金属層である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３に記載のモーター駆動回路。
5. 前記配線の前記第１ノードと前記第２ノードとの間の抵抗値は０．１Ω以下である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモーター駆動回路。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のモーター駆動回路を備えている、
   ことを特徴とする印刷装置。
7. モーターを駆動する半導体装置であって、
   制御信号に基づいて、前記モーターに駆動電流を供給する駆動部と、
   前記駆動電流の少なくとも一部が流れる配線の第１ノードと前記配線の第２ノードとの電位差を増幅する増幅部と、
   前記増幅部によって増幅された前記電位差と閾値電圧との比較に基づいて前記制御信号を生成する制御部と、を備え、
   前記駆動部は、複数の金属層が絶縁層を介して積層された基板上に設けられ、
   前記配線は、
   前記複数の金属層のうちの第１の金属層に設けられている第１の金属配線と、
   前記複数の金属層のうちの第２の金属層に設けられている第２の金属配線と、を含み、
   前記第１ノードは、前記第２の金属配線に設けられ、
   前記第２ノードは、前記第１の金属配線に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモーターである、
   ことを特徴とする半導体装置。

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