JP7293718B2

JP7293718B2 - 駆動回路および液体吐出装置

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Description

本発明は、駆動回路および液体吐出装置に関する。

特許文献１には、インクを吐出して画像を印刷するインクジェットプリンター等の液体吐出装置に含まれる圧電素子を駆動する駆動回路が開示されている。この種の駆動回路は、例えば、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターを有する。第２トランジスターのソース電極は、接地電圧が供給される接地線に接続される。

特開２０１６－９７６１４号公報

駆動回路は、第１トランジスターおよび第２トランジスターを交互にスイッチングし、第１トランジスターと第２トランジスターとの接続点にパルス信号を発生させる。第１トランジスターがオンすると、第１トランジスターと第２トランジスターとの接続点である第２トランジスターのドレイン電極の電圧は、低レベルから高レベルに変化する。第２トランジスターのドレイン電極の電圧が急激に変化すると、第２トランジスターの寄生容量に電流が流れ、第２トランジスターのゲート電極の電圧が第２トランジスターの閾値電圧以上になる場合がある。この場合、第２トランジスターが意図せずにオンし、第２トランジスターに貫通電流が流れる。このため、駆動回路の消費電力が増加する。

以上の課題を解決するために、本発明に係る駆動回路は、液体を吐出する吐出部を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路であって、前記駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する変調部と、前記変調信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、前記増幅信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑部と、を備え、前記増幅部は、接地電圧より高い電圧が供給される電圧線と、前記接地電圧が供給される接地線との間に、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターと、ドレイン電極が前記第２トランジスターのゲート電極に接続され、ソース電極が前記接地線に接続される第３トランジスターと、を有し、前記第１トランジスターおよび前記第２トランジスターは、前記変調信号に応じて、排他的にオン状態に設定され、前記第１トランジスターと前記第２トランジスターとを接続する接続ノードから、前記増幅信号を出力する。

また、本発明に係る駆動回路は、接地電圧より高い電圧が供給される電圧線と、前記接地電圧が供給される接地線との間に、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターと、ドレイン電極が前記第２トランジスターのゲート電極に接続され、ソース電極が前記接地線に接続される第３トランジスターと、を備え、前記第１トランジスターおよび前記第２トランジスターは、入力信号に応じて、排他的にオン状態に設定され、前記第１トランジスターと前記第２トランジスターとを接続する接続ノードから、出力信号を出力する。

本発明に係る駆動信号生成回路の構成の一例を示すブロック図である。増幅部のトランジスターに流れる電流の一例を示す説明図である。本発明に係るインクジェットプリンターの構成の一例を示すブロック図である。インクジェットプリンターの概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。スイッチ回路の構成を示すブロック図である。デコーダーのデコード内容を示す説明図である。スイッチ回路の動作を示すタイミングチャートである。駆動信号生成回路の回路構成を示す図である。変形例１における駆動信号生成回路の構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

本実施形態では、記録用紙にインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンターを例示して、液体吐出装置を説明する。なお、本実施形態において、インクとは「液体」の例である。先ず、図１を参照しつつ、本実施形態に係る駆動信号生成回路４の構成について説明する。

図１は、本発明に係る駆動信号生成回路４の構成の一例を示すブロック図である。駆動信号生成回路４は、例えば、後述する図３に示すインクジェットプリンター１に含まれる吐出部３３を駆動するための駆動信号ＣＯＭを生成する。なお、駆動信号生成回路４は、「駆動回路」の一例である。図１では、駆動信号生成回路４の概要を説明する。そして。図８において、駆動信号生成回路４の詳細な回路構成を説明する。

図１に示すように、駆動信号生成回路４は、変調部４０と、増幅部４１と、平滑部４２と、抵抗素子ＲＨおよびＲＬとを有する。変調部４０は、例えば、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）を含み、駆動信号ＣＯＭの波形を規定するデジタルの波形指定信号ＤＣＯＭをパルス変調して変調信号を生成する。そして、変調部４０は、変調信号を高論理振幅に変換してゲート信号Ｌｓを生成し、変調信号の反転信号を高論理振幅に変換してゲート信号Ｌｓｂを生成する。なお、変調信号の反転信号は、変調信号に対して論理レベルが反転している信号である。すなわち、変調部４０は、論理レベルが互いに排他的な関係になるゲート信号ＬｓおよびＬｓｂを、波形指定信号ＤＣＯＭに基づいて生成する。そして、変調部４０は、抵抗素子ＲＨを介して増幅部４１にゲート信号Ｌｓを供給し、抵抗素子ＲＬを介して増幅部４１にゲート信号Ｌｓｂを供給する。波形指定信号ＤＣＯＭは、駆動信号の波形を規定する「信号」の一例である。

増幅部４１は、変調信号を増幅して増幅信号Ａｚを生成する。例えば、増幅部４１は、トランジスターＴｒＨ、ＴｒＬおよびＴｒＳと、抵抗素子Ｒｓとを有する。トランジスターＴｒＨ、ＴｒＬおよびＴｒＳは、例えば、Ｎチャンネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。トランジスターＴｒＨは、「第１トランジスター」の例であり、トランジスターＴｒＬは、「第２トランジスター」の例であり、トランジスターＴｒＳは、「第３トランジスター」の例である。以下では、トランジスターＴｒＨ、ＴｒＬおよびＴｒＳを、トランジスターＴｒと総称する場合がある。また、以下では、抵抗素子ＲＨ、ＲＬおよびＲｓを、抵抗素子Ｒと総称する場合がある。

トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬは、接地電圧より高い電圧Ｖｈが供給される電圧線と、接地電圧が供給される接地線との間に、直列に接続される。すなわち、トランジスターＴｒＨのドレイン電極には、電圧Ｖｈが供給され、トランジスターＴｒＬのソース電極には、接地電圧が供給される。また、トランジスターＴｒＨのソース電極およびトランジスターＴｒＬのドレイン電極は、ノードＮｄに接続される。トランジスターＴｒＨのソース電極とトランジスターＴｒＬのドレイン電極とを接続するノードＮｄは、第１トランジスターと第２トランジスターとを接続する「接続ノード」の例である。

トランジスターＴｒＨのゲート電極には、ゲート信号Ｌｓが供給され、トランジスターＴｒＬのゲート電極には、ゲート信号Ｌｓｂが供給される。ゲート信号Ｌｓｂは、「変調信号に基づく信号」の例である。ゲート信号Ｌｓにおいて、Ｈレベルは、トランジスターＴｒＨをオンさせるレベルの電圧である。また、ゲート信号Ｌｓｂにおいて、Ｈレベルは、トランジスターＴｒＬをオンさせるレベルの電圧である。

例えば、ゲート信号ＬｓがＬレベルの場合、ゲート信号ＬｓｂがＨレベルであるため、トランジスターＴｒＨがオフし、トランジスターＴｒＬがオンする。このため、ノードＮｄの電圧は、接地電圧に設定される。そして、ゲート信号ＬｓがＬレベルからＨレベルに変化すると、トランジスターＴｒＨがオンし、トランジスターＴｒＬがオフする。このため、ノードＮｄの電圧は、接地電圧から電圧Ｖｈに変化する。例えば、図３に示すインクジェットプリンター１に含まれる駆動信号生成回路４では、電圧Ｖｈは、４２ボルト程度であり、変調信号の振幅より大きい電圧である。すなわち、ノードＮｄには、変調信号を増幅して生成される増幅信号Ａｚが現れることになる。このように、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬは、ゲート信号ＬｓおよびＬｓｂにより排他的にオン状態に設定され、ノードＮｄから増幅信号Ａｚを出力する。

トランジスターＴｒＳは、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制するために設けられている。セルフターンオンは、例えば、オフ状態のトランジスターＴｒがソース電極とドレイン電極と間の電圧の上昇に起因して意図せずにオンすることである。トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生については、図２で説明する。

図１に示すように、トランジスターＴｒＳのドレイン電極は、トランジスターＴｒＬのゲート電極に接続され、トランジスターＴｒＳのソース電極は、接地線に接続される。そして、トランジスターＴｒＳのゲート電極は、ハイインピーダンス状態になるように、例えば、接地線に抵抗素子Ｒｓを介して接続される。トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳは、例えば、同じ半導体基板に形成される。この場合、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳの各々がディスクリート回路により実現される場合に比べて、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳ間の配線等に生じる寄生インダクタンスを小さくすることができ、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を低減することができる。なお、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳは、互いに異なる半導体基板に形成されてもよい。また、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳは、互いに異なる半導体基板に形成される場合、同じパッケージに含まれてもよい。この場合においても、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳの各々がディスクリート回路により実現される場合に比べて、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳ間の配線等に生じる寄生インダクタンスを小さくすることができ、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を低減することができる。

平滑部４２は、例えば、ローパスフィルターであり、増幅信号Ａｚを平滑化して駆動信号ＣＯＭを生成する。このように、駆動信号生成回路４は、波形指定信号ＤＣＯＭに基づいて駆動信号ＣＯＭを生成する。なお、駆動信号生成回路４は、図１に示す例に限定されない。例えば、トランジスターＴｒＳのゲート電極は、接地線にコンデンサー等の容量素子を介して接続されてもよい。次に、図２を参照しつつ、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生について説明する。

図２は、増幅部４１のトランジスターＴｒに流れる電流の一例を示す説明図である。図２の“Ｔｒの寄生容量”において、符号ＤはトランジスターＴｒのドレイン電極を示し、符号ＧはトランジスターＴｒのゲート電極を示し、符号ＳはトランジスターＴｒのソース電極を示している。トランジスターＴｒには、寄生容量Ｃｇｄ、ＣｇｓおよびＣｄｓ等が存在する。寄生容量Ｃｇｄは、ドレイン電極とゲート電極との間の容量成分であり、寄生容量Ｃｇｓは、ゲート電極とソース電極との間の容量成分であり、寄生容量Ｃｄｓは、ドレイン電極とソース電極との間の容量成分である。以下では、寄生容量Ｃｇｄと寄生容量Ｃｇｓとの和は入力容量Ｃｉｓｓとも称される。

図２の“ＴｒＳなし”は、トランジスターＴｒＳが設けられていない増幅部４１ｅｘにおける電流の流れの例を示している。例えば、ゲート信号ＬｓがＬレベルからＨレベルに変化すると、トランジスターＴｒＬがオンし、電圧Ｖｈが供給される電圧線からトランジスターＴｒＬを介して平滑部４２に電流Ｉｏｎが流れる。また、トランジスターＴｒＬがオンすることにより、トランジスターＴｒＬのドレイン電極の電圧は、接地電圧から電圧Ｖｈに変化する。トランジスターＴｒＬのドレイン電極の電圧が急激に変化すると、トランジスターＴｒＬの寄生容量Ｃｇｄ等に電流Ｉｓｓ１が流れ、トランジスターＴｒＬのゲート電極の電圧がトランジスターＴｒＬの閾値電圧以上になる場合がある。この場合、トランジスターＴｒにおいてセルフターンオンが発生し、トランジスターＴｒＬに貫通電流Ｉｔが流れる。このため、トランジスターＴｒＳが設けられていない増幅部４１ｅｘでは、消費電力が増加する。これに対し、本実施形態では、上述のとおり、トランジスターＴｒＳにより、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができる。

図２の“ＴｒＳあり”に示すように、トランジスターＴｒＬの寄生容量Ｃｇｄ等に流れる電流Ｉｓｓ１は、トランジスターＴｒＳの寄生容量Ｃｇｄ等に流れる電流Ｉｓｓ２と、トランジスターＴｒＬの寄生容量Ｃｇｓ等に流れる電流Ｉｓｓ３とに、分流される。これにより、トランジスターＴｒＬのゲート電極の電圧変動を小さくすることができ、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができる。また、トランジスターＴｒＬにおいてセルフターンオンが発生する場合、トランジスターＴｒＬのゲート電極が上昇するため、トランジスターＴｒＳのドレイン電極の電圧も上昇する。トランジスターＴｒＳのドレイン電極の電圧が上昇することに起因して、トランジスターＴｒＳにおいてセルフターンオンが発生する。トランジスターＴｒＳがオン状態になると、トランジスターＴｒＳのドレイン電極に接続されているトランジスターＴｒＬのゲート電極の電圧が接地電圧に変化するため、トランジスターＴｒＬはオフ状態に維持される。この結果、トランジスターＴｒＬに貫通電流が流れることを抑制することができ、増幅部４１における消費電力の増加を抑制することができる。

このように、増幅部４１では、トランジスターＴｒＬのゲート電極に接続されるトランジスターＴｒＳが設けられているため、トランジスターＴｒＳが設けられていない構成に比べて、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができる。

ここで、例えば、トランジスターＴｒＳとして、トランジスターＴｒＬの応答速度以上の応答速度に設計されているトランジスターＴｒが使用されてもよい。具体的には、トランジスターＴｒＳの閾値電圧は、トランジスターＴｒＬの閾値電圧以下であってもよい。また、トランジスターＴｒＳの入力容量Ｃｉｓｓの容量値は、トランジスターＴｒＬの入力容量Ｃｉｓｓの容量値以下であってもよい。あるいは、トランジスターＴｒＳのゲート電荷量は、トランジスターＴｒＬのゲート電荷量以下であってもよい。ゲート電荷量は、トランジスターＴｒをオンからオフに切り換える際にゲート電極に注入する必要がある電荷量である。次に、図３および図４を参照しつつ、本実施形態に係るインクジェットプリンター１の構成について説明する。

図３は、インクジェットプリンター１の構成の一例を示す機能ブロック図である。図３では、２つの駆動信号生成回路４を互いに区別するために、駆動信号生成回路４の符号の末尾に、“ａ”または“ｂ”を付している。また、駆動信号生成回路４ａに供給される波形指定信号ＤＣＯＭおよび駆動信号生成回路４ａにより生成される駆動信号ＣＯＭについては、符号の末尾に、“ａ”を付している。同様に、駆動信号生成回路４ｂに供給される波形指定信号ＤＣＯＭおよび駆動信号生成回路４ｂにより生成される駆動信号ＣＯＭについては、符号の末尾に、“ｂ”を付している。なお、図３以降においても、上述の要素等を、特に区別せずに、符号の末尾の“ａ”または“ｂ”を省いて称する場合もある。

インクジェットプリンター１には、パーソナルコンピューターまたはデジタルカメラ等のホストコンピューターから、インクジェットプリンター１が形成すべき画像を示す印刷データＩＭＧが供給される。インクジェットプリンター１は、ホストコンピューターから供給される印刷データＩＭＧの示す画像を記録用紙Ｐに形成する印刷処理を実行する。

図３に示すように、インクジェットプリンター１は、制御部２と、ヘッドモジュール３と、駆動信号生成回路４ａおよび４ｂと、各種情報を記憶する記憶部５と、搬送機構６とを有する。

制御部２は、例えば、インクジェットプリンター１の各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のコンピューターである。制御部２は、１または複数のプロセッサーを有してもよい。制御部２は、記憶部５等に記憶されているプログラムを読み取り実行することによって、インクジェットプリンター１の各部の動作を制御する。なお、制御部２がプロクラムを読み取り実行することによって実現される要素の全部または一部は、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）またはＡＳＩＣ（Application Specific IC）等の電子回路によりハードウェアで実現されてもよい。あるいは、制御部２の各機能の全部または一部は、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現されてもよい。

制御部２は、印刷信号ＳＩ、波形指定信号ＤＣＯＭａおよびＤＣＯＭｂ等の、インクジェットプリンター１の各部の動作を制御するための信号を生成する。ここで、波形指定信号ＤＣＯＭａは、駆動信号ＣＯＭａの波形を規定するデジタルの信号であり、波形指定信号ＤＣＯＭｂは、駆動信号ＣＯＭｂの波形を規定するデジタルの信号である。なお、駆動信号ＣＯＭは、後述する吐出部３３を駆動するためのアナログの信号である。

また、印刷信号ＳＩは、吐出部３３の動作の種類を指定するためのデジタルの信号である。具体的には、印刷信号ＳＩは、吐出部３３に対して駆動信号ＣＯＭを供給するか否かを指定することで、吐出部３３の動作の種類を指定する信号である。

駆動信号生成回路４ａは、制御部２から波形指定信号ＤＣＯＭａを受信する。そして、駆動信号生成回路４ａは、波形指定信号ＤＣＯＭａにより規定される波形を有する駆動信号ＣＯＭａを、後述するスイッチ回路３１に出力する。駆動信号生成回路４ｂは、制御部２から波形指定信号ＤＣＯＭｂを受信する。そして、駆動信号生成回路４ｂは、波形指定信号ＤＣＯＭｂにより規定される波形を有する駆動信号ＣＯＭｂを、スイッチ回路３１に出力する。駆動信号生成回路４の詳細は、図８で説明する。

ヘッドモジュール３は、４つのヘッドユニット３０を有する。なお、ヘッドモジュール３が有するヘッドユニット３０の数は、４つに限定されない。例えば、ヘッドモジュール３が有するヘッドユニット３０の数は、１つでもよいし、２つでもよいし、３つでもよい。あるいは、ヘッドモジュール３が有するヘッドユニット３０の数は、５つ以上でもよい。以下では、４つのヘッドユニット３０のうち一のヘッドユニット３０について説明するが、当該説明は、他のヘッドユニット３０についても同様に該当する。

ヘッドユニット３０は、スイッチ回路３１および記録ヘッド３２を有する。記録ヘッド３２は、複数の吐出部３３を有する。スイッチ回路３１は、駆動信号ＣＯＭａおよびＣＯＭｂ、並びに、印刷信号ＳＩ等の各種信号に基づいて、記録ヘッド３２に含まれる複数の吐出部３３の各々を駆動するための個別駆動信号Ｖｉｎを生成する。スイッチ回路３１の詳細は、図５で説明する。

記録ヘッド３２に含まれる複数の吐出部３３の各々は、圧電素子３４を有する。圧電素子３４の一端には、個別駆動信号Ｖｉｎが供給され、圧電素子３４の他端には、電圧Ｖｂｓが供給されている。圧電素子３４は、スイッチ回路３１から供給される個別駆動信号Ｖｉｎと電圧Ｖｂｓとの差に応じて変位する。各吐出部３３は、圧電素子３４の変位に応じてインクを吐出する。

搬送機構６は、キャリッジ搬送機構６１および媒体搬送機構６２を有し、ヘッドモジュール３に対する記録用紙Ｐの相対位置を変化させる。搬送機構６の動作等は、図４で説明する。

図４は、インクジェットプリンター１の概略的な内部構造の一例を示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態では、インクジェットプリンター１がシリアルプリンターである場合を一例として想定する。具体的には、インクジェットプリンター１は、印刷処理を実行する場合、副走査方向に記録用紙Ｐを搬送しつつ、副走査方向に交差する主走査方向にヘッドモジュール３を往復動させながら、吐出部３３からインクを吐出させることで、記録用紙Ｐ上に、印刷データＩＭＧに応じたドットを形成する。

以下では、説明の便宜上、図４に示す互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸の矢印の指す方向は＋Ｘ方向と称され、＋Ｘ方向の逆方向は－Ｘ方向と称される。同様に、Ｙ軸の矢印の指す方向は＋Ｙ方向と称され、＋Ｙ方向の逆方向は－Ｙ方向と称される。そして、Ｚ軸の矢印の指す方向は＋Ｚ方向と称され、＋Ｚ方向の逆方向は－Ｚ方向と称される。また、本実施形態では、＋Ｘ方向を副走査方向とし、＋Ｙ方向およびＹ方向を主走査方向とする。

図４に示すように、インクジェットプリンター１は、筐体１００と、筐体１００内を＋Ｙ方向および－Ｙ方向に往復動可能でありヘッドモジュール３を搭載するキャリッジ３００とを有する。また、上述のとおり、インクジェットプリンター１は、搬送機構６を有する。

搬送機構６は、印刷処理が実行される場合に、キャリッジ３００を＋Ｙ方向および－Ｙ方向に往復動させるとともに、記録用紙Ｐを＋Ｘ方向に搬送することで、記録用紙Ｐのヘッドモジュール３に対する相対位置を変化させる。これにより、搬送機構６は、記録用紙Ｐの全体に対するインクの着弾を可能にする。搬送機構６は、図３に示すように、キャリッジ３００を往復動させるためのキャリッジ搬送機構６１と、記録用紙Ｐを搬送するための媒体搬送機構６２とを有する。また、搬送機構６は、図４に示すように、キャリッジ３００を＋Ｙ方向および－Ｙ方向に往復自在に支持するキャリッジガイド軸６６０と、キャリッジ３００に固定されキャリッジ搬送機構６１により駆動されるタイミングベルト６１０とを有する。これにより、搬送機構６は、ヘッドモジュール３をキャリッジ３００と共に、キャリッジガイド軸６６０に沿って＋Ｙ方向および－Ｙ方向に往復動させることができる。また、搬送機構６は、キャリッジ３００に対して－Ｚ方向に設けられているプラテン６５０と、媒体搬送機構６２の駆動に応じて回転しプラテン６５０上の記録用紙Ｐを＋Ｘ方向に搬送する搬送ローラ６３０とを有する。

本実施形態では、図４に示すように、キャリッジ３００が、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクと１対１に対応する４つのインクカートリッジ３１０を格納している場合を想定する。また、本実施形態では、一例として、４つのインクカートリッジ３１０が、４つのヘッドユニット３０と１対１に対応して設けられている場合を想定する。各吐出部３３は、各吐出部３３の属するヘッドユニット３０に対応するインクカートリッジ３１０からインクの供給を受ける。各吐出部３３は、インクカートリッジ３１０から供給されるインクを内部に充填し、内部に充填しているインクをノズルから吐出することができる。なお、インクカートリッジ３１０は、キャリッジ３００の外部に設けられてもよい。

ここで、印刷処理が実行される場合の制御部２の動作の概要を説明する。印刷処理が実行される場合、制御部２は、まず、ホストコンピューターから供給される印刷データＩＭＧを、記憶部５に記憶させる。次に、制御部２は、記憶部５に記憶されている印刷データＩＭＧ等の各種データに基づいて、印刷信号ＳＩ等のヘッドユニット３０を制御するための信号と、波形指定信号ＤＣＯＭ等の駆動信号生成回路４を制御するための信号と、搬送機構６を制御するための信号と、を生成する。そして、制御部２は、印刷信号ＳＩ等の各種信号や、記憶部５に記憶されている各種データに基づいて、ヘッドモジュール３に対する記録用紙Ｐの相対位置を変化させるように搬送機構６を制御しつつ、吐出部３３が駆動されるように駆動信号生成回路４およびスイッチ回路３１を制御する。従って、制御部２は、吐出部３３からのインクの吐出の有無、インクの吐出量、および、インクの吐出タイミング等を調整し、印刷データＩＭＧに対応する画像を記録用紙Ｐに形成する印刷処理が実行されるように、インクジェットプリンター１の各部を制御する。

なお、インクジェットプリンター１の構成は、図３および図４に示す例に限定されない。例えば、インクジェットプリンター１は、記録ヘッド３２において、複数のノズルが記録用紙Ｐの幅よりも広く延在するように設けられているラインプリンターであってもよい。次に、図５乃至図７を参照しつつ、スイッチ回路３１の構成および動作について説明する。

図５は、スイッチ回路３１の構成を示すブロック図である。スイッチ回路３１は、例えば、シフトレジスター３１２と、複数のラッチ回路３１４と、複数のデコーダー３１６と、複数の切替部３１８とを有する。シフトレジスター３１２の段数は、例えば、吐出部３３の数と同じである。図５に示す例では、吐出部３３の数がＭ個である場合を想定している。なお、Ｍは、１以上の自然数である。また、図５では、シフトレジスター３１２のｍ段目に対応する回路を、シフトレジスター３１２－ｍと称している。ｍは、１≦ｍ≦Ｍを満たす自然数である。

シフトレジスター３１２－ｍ、ラッチ回路３１４、デコーダー３１６および切替部３１８を含む組は、吐出部３３に１対１に対応するように設けられる。以下では、シフトレジスター３１２－ｍに対応するラッチ回路３１４は、ラッチ回路３１４－ｍとも称され、シフトレジスター３１２－ｍに対応するデコーダー３１６は、デコーダー３１６－ｍとも称される。同様に、シフトレジスター３１２－ｍに対応する切替部３１８は、切替部３１８－ｍとも称され、シフトレジスター３１２－ｍに対応する吐出部３３は、吐出部３３－ｍとも称される。また、ラッチ回路３１４－ｍから出力される印刷信号ＳＩは、印刷信号ＳＩ－ｍとも称される。デコーダー３１６－ｍから出力される選択信号ＳＬａは、選択信号ＳＬａ－ｍとも称され、デコーダー３１６－ｍから出力される選択信号ＳＬｂは、選択信号ＳＬｂ－ｍとも称される。そして、切替部３１８－ｍから出力される個別駆動信号Ｖｉｎは、個別駆動信号Ｖｉｎ－ｍとも称される。

スイッチ回路３１には、クロック信号ＣＬと、印刷信号ＳＩと、ラッチ信号ＬＡＴと、チェンジ信号ＣＨと、駆動信号ＣＯＭａおよびＣＯＭｂとが、制御部２から供給される。駆動信号ＣＯＭａおよびＣＯＭｂは、上述のとおり、吐出部３３を駆動するための波形を有する信号である。

また、印刷信号ＳＩは、上述のとおり、吐出部３３－１～３３－Ｍの各々が吐出すべきインク量を定めるデジタルの信号であり、印刷信号ＳＩ－１～ＳＩ－Ｍを含む。印刷信号ＳＩ－１～ＳＩ－Ｍのうち、印刷信号ＳＩ－ｍは、吐出部３３－ｍからのインクの吐出の有無、および、吐出部３３－ｍが吐出すべきインク量を、上位ビットｂ１および下位ビットｂ２の２ビットで指定する。具体的には、印刷信号ＳＩ－ｍは、吐出部３３－ｍに対して、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出、のうちいずれか１つを指定する。

スイッチ回路３１は、吐出部３３－ｍに対して、印刷信号ＳＩ－ｍにより指定される波形を有する個別駆動信号Ｖｉｎ－ｍを供給する。

シフトレジスター３１２－１～３１２－Ｍのうち、最終段のシフトレジスター３１２－Ｍを除くシフトレジスター３１２－ｍは、印刷信号ＳＩを、クロック信号ＣＬに従って順次後段に転送する。例えば、２ビットの印刷信号ＳＩが、クロック信号ＣＬに同期して、制御部２から１段目のシフトレジスター３１２－１にシリアルに供給される。シフトレジスター３１２－１は、２ビットの印刷信号ＳＩを一旦保持し、クロック信号ＣＬに従って順次後段に転送する。同様に、シフトレジスター３１２－２～３１２－Ｍのうち、最終段のシフトレジスター３１２－Ｍを除くシフトレジスター３１２－ｍは、前段から転送される２ビットの印刷信号ＳＩを一旦保持し、クロック信号ＣＬに従って順次後段に転送する。そして、最終段のシフトレジスター３１２－Ｍまで印刷信号ＳＩが転送されることにより、シフトレジスター３１２－１～３１２－Ｍの各々には、印刷信号ＳＩのうち、各吐出部３３に対応する２ビットの印刷信号ＳＩが、一時的に保持される。すなわち、印刷信号ＳＩが最終段のシフトレジスター３１２－Ｍまで転送されることにより、シフトレジスター３１２－ｍに、吐出部３３－ｍに対応する２ビットの印刷信号ＳＩ－ｍが保持される。

Ｍ個のラッチ回路３１４の各々は、ラッチ信号ＬＡＴが立ち上がるタイミングで、シフトレジスター３１２－１～３１２－Ｍの各々に保持されている、各段に対応する２ビットの印刷信号ＳＩを一斉にラッチする。

ところで、インクジェットプリンター１が、印刷処理を実行する期間である動作期間は、複数の単位期間Ｔｕを含む。制御部２は、スイッチ回路３１に対して、単位期間Ｔｕ毎に印刷信号ＳＩを供給し、また、単位期間Ｔｕ毎にラッチ回路３１４が印刷信号ＳＩをラッチするようなラッチ信号ＬＡＴを供給する。また、制御部２は、駆動信号生成回路４ａに対して、波形指定信号ＤＣＯＭａおよびクロック信号ＣＬを供給することで、駆動信号生成回路４ａが、単位期間Ｔｕ毎に駆動信号ＣＯＭａをスイッチ回路３１に供給するように、駆動信号生成回路４ａの動作を制御する。また、制御部２は、駆動信号生成回路４ｂに対しても、駆動信号生成回路４ａに対する制御と同様の制御を実行する。これにより、制御部２は、各単位期間Ｔｕにおいて、吐出部３３が、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出のうち、いずれかを実行するように、スイッチ回路３１の動作を制御する。

なお、本実施形態において、制御部２は、チェンジ信号ＣＨにより、単位期間Ｔｕを、制御期間Ｔｓ１と制御期間Ｔｓ２とに区分する。本実施形態では、制御期間Ｔｓ１およびＴｓ２は、互いに等しい時間長を有する場合を想定する。以下では、制御期間Ｔｓ１およびＴｓ２を、制御期間Ｔsと総称する場合がある。

デコーダー３１６－ｍは、ラッチ回路３１４－ｍによってラッチされている印刷信号ＳＩ－ｍをデコードし、選択信号ＳＬａ－ｍおよびＳＬｂ－ｍを出力する。選択信号ＳＬａ－ｍは、駆動信号ＣＯＭａを選択するための選択信号ＳＬａであり、選択信号ＳＬｂ－ｍは、駆動信号ＣＯＭｂを選択するための選択信号ＳＬｂである。デコーダー３１６のデコード内容の具体例は、図６で説明する。

各切替部３１８は、トランスミッションゲート３１９ａおよび３１９ｂを有する。例えば、切替部３１８－ｍに含まれるトランスミッションゲート３１９ａは、選択信号ＳＬａ－ｍがＨレベルのときにオンし、選択信号ＳＬａ－ｍがＬレベルのときにオフする。また、切替部３１８－ｍに含まれるトランスミッションゲート３１９ｂは、選択信号ＳＬｂ－ｍがＨレベルのときにオンし、選択信号ＳＬｂ－ｍがＬレベルのときにオフする。

例えば、印刷信号ＳＩが（１，０）を示す場合、後述する図６に示す例では、制御期間Ｔｓ１において、選択信号ＳＬａがＨレベルに設定され、選択信号ＳＬｂがＬレベルに設定され、制御期間Ｔｓ２において、選択信号ＳＬａがＬレベルに設定され、選択信号ＳＬｂがＨレベルに設定される。この場合、制御期間Ｔｓ１において、トランスミッションゲート３１９ａがオンし、トランスミッションゲート３１９ｂがオフし、制御期間Ｔｓ２において、トランスミッションゲート３１９ａがオフし、トランスミッションゲート３１９ｂがオンする。

図５に示すように、切替部３１８－ｍに含まれるトランスミッションゲート３１９ａの一端には駆動信号ＣＯＭａが供給され、トランスミッションゲート３１９ｂの一端には駆動信号ＣＯＭｂが供給される。また、切替部３１８－ｍに含まれるトランスミッションゲート３１９ａおよび３１９ｂの他端は、吐出部３３－ｍに含まれる圧電素子３４に電気的に接続されている。本実施形態では、各制御期間Ｔｓにおいて、各切替部３１８は、トランスミッションゲート３１９ａおよび３１９ｂの一方がオンとなり他方がオフとなるように制御される。すなわち、各制御期間Ｔｓにおいて、切替部３１８－ｍは、駆動信号ＣＯＭａまたはＣＯＭｂのいずれか一方を、個別駆動信号Ｖｉｎ－ｍとして、吐出部３３－ｍに供給する。次に、図６を参照しつつ、デコーダー３１６のデコード内容を説明する。

図６は、デコーダー３１６のデコード内容を示す説明図である。デコーダー３１６は、各単位期間Ｔｕのうちの制御期間Ｔｓ１およびＴｓ２のそれぞれにおいて、選択信号ＳＬａおよびＳＬｂを出力する。例えば、単位期間Ｔｕにおいて供給される印刷信号ＳＩが、（ｂ１，ｂ２）＝（０，１）である場合、デコーダー３１６は、制御期間Ｔｓ１において、選択信号ＳＬａをＬレベルに設定し、選択信号ＳＬｂをＨレベルに設定する。また、印刷信号ＳＩが、（ｂ１，ｂ２）＝（０，１）である場合、デコーダー３１６は、制御期間Ｔｓ２において、選択信号ＳＬａをＨレベルに設定し、選択信号ＳＬｂをＬレベルに設定する。次に、図７を参照しつつ、各単位期間Ｔｕにおけるスイッチ回路３１の動作等を説明する。

図７は、スイッチ回路３１の動作を示すタイミングチャートである。なお、図７は、各単位期間Ｔｕにおいて、制御部２がスイッチ回路３１に対して供給する各種信号と、各単位期間Ｔｕにおけるスイッチ回路３１の動作とを説明するためのタイミングチャートである。図７では、図示の都合上、Ｍ＝４の場合を例示している。

単位期間Ｔｕは、ラッチ信号ＬＡＴに含まれるパルスＰｌｓＬにより規定される。また、制御期間Ｔｓ１およびＴｓ２は、パルスＰｌｓＬと、チェンジ信号ＣＨに含まれるパルスＰｌｓＣとにより規定される。制御部２は、各単位期間Ｔｕの開始に先立って、印刷信号ＳＩをクロック信号ＣＬに同期させてスイッチ回路３１に供給する。そして、スイッチ回路３１のシフトレジスター３１２－ｍは、制御部２から供給される印刷信号ＳＩをクロック信号ＣＬに従って、順次後段に転送する。

各単位期間Ｔｕに駆動信号生成回路４ａが出力する駆動信号ＣＯＭａは、吐出波形ＰＡ１と、吐出波形ＰＡ２とを有する。吐出波形ＰＡ１は、制御期間Ｔｓ１における駆動信号ＣＯＭａに含まれる波形である。例えば、吐出波形ＰＡ１は、吐出波形ＰＡ１を有する個別駆動信号Ｖｉｎが吐出部３３に供給されると、吐出部３３から中ドットに相当する中程度の量のインクが吐出されるような波形である。吐出波形ＰＡ２は、制御期間Ｔｓ２における駆動信号ＣＯＭａに含まれる波形である。例えば、吐出波形ＰＡ２は、吐出波形ＰＡ２を有する個別駆動信号Ｖｉｎが吐出部３３に供給されると、吐出部３３から小ドットに相当する小程度の量のインクが吐出されるような波形である。具体的には、吐出波形ＰＡ１の最低電位Ｖａ１１と最高電位Ｖａ１２との電位差は、吐出波形ＰＡ２の最低電位Ｖａ２１と最高電位Ｖａ２２との電位差よりも大きい。

また、各単位期間Ｔｕに駆動信号生成回路４ｂが出力する駆動信号ＣＯＭｂは、微振動波形ＰＢを有する。微振動波形ＰＢは、微振動波形ＰＢを有する個別駆動信号Ｖｉｎが吐出部３３に供給される場合に、吐出部３３からインクが吐出されないような波形である。すなわち、微振動波形ＰＢは、吐出部３３内部のインクに微振動を与えてインクの増粘を防止するための波形である。例えば、微振動波形ＰＢの最低電位Ｖｂ１１と最高電位Ｖ０との電位差は、吐出波形ＰＡ２の最低電位Ｖａ２１と最高電位Ｖａ２２との電位差よりも小さくなるように定められる。図７に示す例では、微振動波形ＰＢの最高電位Ｖ０は、基準電位である。次に、図８を参照しつつ、駆動信号生成回路４の回路構成等について説明する。

図８は、駆動信号生成回路４の回路構成を示す図である。なお、図８は、駆動信号生成回路４ａおよび４ｂのうちの駆動信号生成回路４ａの回路構成を示す図である。駆動信号生成回路４ｂの回路構成および動作は、駆動信号生成回路４ａの回路構成および動作と同様であるため、説明を省略する。先ず、駆動信号生成回路４ａの回路構成を説明する前に、駆動信号生成回路４ａの動作の概要を説明する。

駆動信号生成回路４ａは、波形指定信号ＤＣＯＭａに基づいて駆動信号ＣＯＭａを生成する。例えば、第１に、駆動信号生成回路４ａは、制御部２から供給されるデジタルの波形指定信号ＤＣＯＭａをアナログ信号に変換する。第２に、駆動信号生成回路４ａは、出力の駆動信号ＣＯＭａを帰還するとともに、駆動信号ＣＯＭａに基づく減衰信号と目標信号との偏差を駆動信号ＣＯＭａの高周波成分で補正し、補正後の信号に従って変調信号を生成する。第３に、駆動信号生成回路４ａは、変調信号に従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信号を生成する。第４に、駆動信号生成回路４ａは、増幅信号をローパスフィルターで平滑化し、平滑化後の信号を駆動信号ＣＯＭａとして出力する。次に、駆動信号生成回路４ａの回路構成について説明する。

図８では、変調部４０がＬＳＩ（Large Scale Integration）により実現されることを想定する。この場合、駆動信号生成回路４ａは、ＬＳＩ、トランジスターＴｒ、抵抗素子Ｒやコンデンサー等の各種素子を含んで構成される。

変調部４０には、入力端子ＴｎＩＮを介して、制御部２から波形指定信号ＤＣＯＭａが入力される。変調部４０は、波形指定信号ＤＣＯＭａに基づいて、例えば、トランジスターＴｒＨのゲート電極にゲート信号Ｌｓを出力し、トランジスターＴｒＬのゲート電極にゲート信号Ｌｓｂを出力する。

例えば、変調部４０は、ＤＡＣ４０２、減算器４０４、加算器４０６、減衰器４０８、積分減衰器４１２、コンパレーター４２０およびゲートドライバー４３０を有する。ＤＡＣ４０２は、駆動信号ＣＯＭａの波形を規定する波形指定信号ＤＣＯＭａを、アナログの信号Ａａに変換し、信号Ａａを減算器４０４の入力端“－”に供給する。なお、信号Ａａの電圧振幅は、例えば０～２ボルト程度であり、この電圧を約２０倍に増幅した信号が、駆動信号ＣＯＭａとなる。すなわち、信号Ａａは、駆動信号ＣＯＭａの増幅前の目標となる信号である。

積分減衰器４１２は、端子Ｔｎ１を介して帰還される駆動信号ＣＯＭａを減衰して積分することにより生成される信号Ａｘを、減算器４０４の入力端“＋”に供給する。減算器４０４は、入力端“＋”の電圧から入力端“－”の電圧を減算して生成される電圧を示す信号Ａｂを、加算器４０６に供給する。なお、ＤＡＣ４０２からコンパレーター４２０に至る回路の電源電圧は、例えば、低振幅の３．３ボルトである。この場合、信号Ａａの電圧は最大でも２ボルト程度である。これに対し、駆動信号ＣＯＭａの電圧は、４０ボルトを超える場合がある。このため、積分減衰器４１２において、駆動信号ＣＯＭａの電圧を減衰させて、信号Ａｘの振幅範囲を、ＤＡＣ４０２からコンパレーター４２０に至る回路における信号の振幅範囲に合わせている。

減衰器４０８は、端子Ｔｎ２を介して帰還される駆動信号ＣＯＭａの高周波成分を減衰して生成される信号Ａｙを、加算器４０６に供給する。なお、減衰器４０８における減衰は、積分減衰器４１２と同様に、信号Ａｙの振幅範囲を、ＤＡＣ４０２からコンパレーター４２０に至る回路における信号の振幅範囲に合わせるためである。

加算器４０６は、信号Ａｂの示す電圧と信号Ａｙの示す電圧とを加算して生成される電圧を示す信号Ａｓを、コンパレーター４２０に供給する。信号Ａｓの電圧は、端子Ｔｎ１に供給される信号の減衰電圧から、信号Ａａの電圧を差し引いて、端子Ｔｎ２に供給される信号の減衰電圧を加算して生成される電圧である。このため、信号Ａｓの電圧は、出力端子ＴｎＯＵＴから出力される駆動信号ＣＯＭａの減衰電圧から、目標である信号Ａａの電圧を指し引いて得られる偏差を、当該駆動信号ＣＯＭａの高周波成分で補正することにより生成される信号に該当する。

コンパレーター４２０は、信号Ａｓをパルス変調して変調信号Ｍｓを出力する。具体的には、コンパレーター４２０は、信号Ａｓが電圧上昇時であれば、信号Ａｓが閾値電圧Ｖｔｈ１以上になるとＨレベルになり、信号Ａｓが電圧下降時であれば、信号Ａｓが閾値電圧Ｖｔｈ２を下回るとＬレベルになる変調信号Ｍｓを出力する。なお、閾値電圧は、『Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２』という関係に設定されている。

ゲートドライバー４３０には、変調信号Ｍｓが供給される。ゲートドライバー４３０は、変調信号Ｍｓを高論理振幅に変換して生成されるゲート信号Ｌｓを、トランジスターＴｒＨのゲート電極に端子ＴｎＨおよび抵抗素子ＲＨを介して供給する。また、ゲートドライバー４３０は、変調信号Ｍｓの反転信号を高論理振幅に変換して生成されるゲート信号Ｌｓｂを、トランジスターＴｒＬのゲート電極に端子ＴｎＬおよび抵抗素子ＲＬを介して供給する。このため、図１での説明のとおり、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬのゲート電極に供給されるゲート信号ＬｓおよびＬｓｂの論理レベルは、互いに排他的な関係になる。なお、ゲートドライバー４３０は、増幅部４１に出力するゲート信号ＬｓおよびＬｓｂの論理レベルが同時にＨレベルとならないように、ゲート信号ＬｓおよびＬｓｂの出力タイミングを制御してもよい。すなわち、ここでいう排他的とは、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬのゲート電極に供給されるゲート信号ＬｓおよびＬｓｂの論理レベルが、同時にＨレベルになることがないという意味である。また、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬのいずれでもセルフターンオンが発生しない場合、ゲート信号ＬｓおよびＬｓｂの論理レベルが互いに排他的な関係になるということは、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬが同時にオンすることがないという意味である。

図８では、増幅部４１に含まれる抵抗素子Ｒｓの抵抗値の説明を分かり易くするために、ゲートドライバー４３０に含まれる素子のうち、ゲート信号ＬｓｂをトランジスターＴｒＬのゲート電極に出力するトランジスターＴｒＧＤを記載している。トランジスターＴｒＧＤは、「第４トランジスター」の例である。トランジスターＴｒＧＤは、例えば、Ｎチャンネル型のＦＥＴであり、ソース電極が接地線に接続され、ドレイン電極が端子ＴｎＬ等に接続されている。トランジスターＴｒＧＤのゲート電極には、変調信号Ｍｓの論理値と同じ論理値の信号が供給される。

増幅部４１については、図１で説明済であるため、詳細な説明を省略する。図８に示すように、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬのうち、ハイサイドトランジスターである高位側のトランジスターＴｒＨのドレイン電極には、図１での説明のとおり、例えば、４２ボルトの電圧Ｖｈが印加される。また、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬのうち、ローサイドトランジスターである低位側のトランジスターＴｒＬのソース電極は、接地電圧が供給される接地線に接続される。トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬは、変調信号Ｍｓに応じて排他的にオン状態に設定され、トランジスターＴｒＨとトランジスターＴｒＬとを接続するノードＮｄから増幅信号Ａｚを出力する。

また、トランジスターＴｒＬのゲート電極と接地線との間に設けられるトランジスターＴｒＳが、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制する。トランジスターＴｒＳのゲート電極は、抵抗素子Ｒｓを介して接地線に接続されている。抵抗素子Ｒｓの抵抗値は、例えば、トランジスターＴｒＧＤのオン抵抗の値以上であってもよい。

ここで、ゲートドライバー４３０の性能が不十分な場合、例えば、トランジスターＴｒＧＤの駆動能力が低い場合、ゲートドライバー４３０の性能が十分な場合に比べて、トランジスターＴｒＬにおいてセルフターンオンが発生する確率が高くなる。本実施形態では、上述のとおり、トランジスターＴｒＳがトランジスターＴｒＬのゲート電極と接地線との間に設けられているため、ゲートドライバー４３０の性能が不十分な場合でも、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができる。すなわち、駆動信号生成回路４ａの消費電力を低減することができる。このように、本実施形態では、駆動信号生成回路４ａの低損失化と、スイッチングの高速化とを実現することができる。

平滑部４２は、インダクターＬ０およびコンデンサーＣ０を有する。インダクターＬ０は、一端がノードＮｄに電気的に接続されており、他端が出力端子ＴｎＯＵＴに電気的に接続されている。コンデンサーＣ０は、一端が出力端子ＴｎＯＵＴに電気的に接続されており、他端は接地線に接続されている。

図８に示す例では、駆動信号生成回路４ａは、出力端子ＴｎＯＵＴに出力される駆動信号ＣＯＭａをプルアップして端子Ｔｎ１に帰還するプルアップ回路４３を有する。プルアップ回路４３は、一端が出力端子ＴｎＯＵＴに電気的に接続され、他端が端子Ｔｎ１に電気的に接続される抵抗素子Ｒ１と、一端が端子Ｔｎ１に電気的に接続され、他端に電圧Ｖｈが印加される抵抗素子Ｒ２とを含む。

また、図８に示す例では、駆動信号生成回路４ａは、駆動信号ＣＯＭａの高周波成分を、直流成分をカットして端子Ｔｎ２に帰還させるＢＰＦ（Band Pass Filter）４４を有する。ＢＰＦ４４は、抵抗素子Ｒ３およびＲ４と、コンデンサーＣ１、Ｃ２およびＣ３とを有する。抵抗素子Ｒ４は、一端が抵抗素子Ｒ３の一端に電気的に接続され、他端が接地線に接続される。コンデンサーＣ１は、一端が出力端子ＴｎＯＵＴに電気的に接続され、他端が抵抗素子Ｒ３の一端に電気的に接続される。コンデンサーＣ２は、一端が抵抗素子Ｒ３の他端に電気的に接続され、他端が接地線に接続される。コンデンサーＣ３は、一端が抵抗素子Ｒ３の他端に電気的に接続され、他端が端子Ｔｎ２に電気的に接続される。

コンデンサーＣ１および抵抗素子Ｒ４は、駆動信号ＣＯＭａ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ＨＰＦ（High Pass Filter）として機能する。なお、当該ＨＰＦのカットオフ周波数は、例えば約９ＭＨｚに設定される。また、抵抗素子Ｒ３およびコンデンサーＣ２は、駆動信号ＣＯＭａのうち、カットオフ周波数以下の低周波成分を通過させるＬＰＦ（Low Pass Filter）として機能する。なお、当該ＬＰＦのカットオフ周波数は、例えば約１６０ＭＨｚに設定される。本実施形態では、ＢＰＦ４４において、ＨＰＦのカットオフ周波数がＬＰＦのカットオフ周波数よりも低く設定される。このため、ＢＰＦ４４は、駆動信号ＣＯＭａのうち、ＨＰＦのカットオフ周波数以上であり且つＬＰＦのカットオフ周波数以下の所定帯域の周波数成分を通過させる。また、ＢＰＦ４４は、コンデンサーＣ３を含むため、ＨＰＦおよびＬＰＦを通過する所定帯域の駆動信号ＣＯＭａの直流成分をカットして生成される信号を、端子Ｔｎ２に帰還させる。

駆動信号生成回路４ａは、ノードＮｄにおける増幅信号Ａｚを、平滑部４２によって平滑化することで、駆動信号ＣＯＭａを生成する。駆動信号ＣＯＭａは、積分減衰器４１２により積分・減算されて、減算器４０４に帰還される。従って、平滑部４２における遅延と積分減衰器４１２における遅延との和である帰還の遅延と、帰還の伝達関数で定まる周波数で自励発振することになる。

ただし、端子Ｔｎ１を介する帰還経路の遅延量が大きいために、端子Ｔｎ１を介する帰還のみでは、駆動信号ＣＯＭａの波形の精度を十分に確保できる程度に、自励発振の周波数を高くすることができない。これに対して、本実施形態では、端子Ｔｎ１を介する経路とは別に、端子Ｔｎ２を介して、駆動信号ＣＯＭａの高周波成分を帰還する経路を設けるため、駆動信号生成回路４ａの全体でみたときの遅延を小さくすることができる。すなわち、本実施形態では、駆動信号ＣＯＭａの高周波成分である信号Ａｙを信号Ａｂに加算して生成される信号Ａｓの周波数を、端子Ｔｎ２を介する経路が存在しない場合と比較して高くすることができるため、駆動信号ＣＯＭａの精度を十分に確保することが可能となる。

例えば、本実施形態では、自励発振の周波数、すなわち、変調信号Ｍｓの周波数を、１ＭＨｚ以上８ＭＨｚ以下とする。変調信号Ｍｓをこのような周波数とすることにより、駆動信号ＣＯＭａの波形の精度を十分に確保することと、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬにおけるスイッチング損失の抑制との両立を図ることができる。

なお、本実施形態における変調信号Ｍｓは例示であり、変調信号は、波形指定信号ＤＣＯＭａに応じてトランジスターＴｒＨおよびＴｒＬを駆動する信号であればよい。すなわち、変調信号は、狭義の変調信号である変調信号Ｍｓに限定されるものではなく、変調信号Ｍｓの論理レベルを反転して生成される信号や、トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬが同時にオンすることがないように出力のタイミングが制御されている信号を含む。

駆動信号生成回路４ａの回路構成は、図８に示す例に限定されない。例えば、変調部４０からゲートドライバー４３０が省かれる構成を、駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する「変調部」としてもよい。また、本実施形態では、駆動信号ＣＯＭａの波形を規定する信号として、デジタルの波形指定信号ＤＣＯＭａを例示して説明しているが、駆動信号ＣＯＭａの波形を規定する信号は、駆動信号ＣＯＭａを生成するにあたっての目標値を規定する信号であればよい。例えば、アナログの信号Ａａが、駆動信号ＣＯＭａの波形を規定する信号であってもよい。信号Ａａが、駆動信号ＣＯＭａの波形を規定する信号である場合、駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する「変調部」は、ＤＡＣ４０２を含まずに構成されてもよい。

以上、この実施形態では、駆動信号生成回路４に含まれる増幅部４１は、接地電圧より高い電圧Ｖｈが供給される電圧線と、接地電圧が供給される接地線との間に、直列に接続されるトランジスターＴｒＨおよびＴｒＬを有する。トランジスターＴｒＨおよびＴｒＬは、変調信号Ｍｓに応じて排他的にオン状態に設定され、トランジスターＴｒＨとトランジスターＴｒＬとを接続するノードＮｄから、増幅信号Ａｚを出力する。さらに、増幅部４１は、ドレイン電極がトランジスターＴｒＬのゲート電極に接続され、ソース電極が接地線に接続されるトランジスターＴｒＳを有する。

このため、本実施形態では、トランジスターＴｒＬの寄生容量Ｃｇｄ等に流れる電流Ｉｓｓ１を、トランジスターＴｒＳの寄生容量Ｃｇｄ等に流れる電流Ｉｓｓ２と、トランジスターＴｒＬの寄生容量Ｃｇｓ等に流れる電流Ｉｓｓ３とに分流することができる。これにより、トランジスターＴｒＬのゲート電極の電圧の上昇量を低減することができる。この結果、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができる。すなわち、駆動信号生成回路４の消費電力を低減することができる。

また、トランジスターＴｒＬにおいてセルフターンオンが発生する場合、トランジスターＴｒＬのゲート電極に接続されているトランジスターＴｒＳのドレイン電極の電圧が上昇することに起因して、トランジスターＴｒＳにおいてセルフターンオンが発生する。この場合、トランジスターＴｒＳがオン状態になるため、トランジスターＴｒＳのドレイン電極に接続されているトランジスターＴｒＬのゲート電極の電圧は、接地電圧に変化する。すなわち、トランジスターＴｒＬはオフ状態に維持される。この結果、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができ、トランジスターＴｒＬに貫通電流が流れることを抑制することができる。すなわち、駆動信号生成回路４の消費電力を低減することができる。

したがって、本実施形態では、増幅部４１の高速スイッチング化を実現するためにトランジスターＴｒＨおよびＴｒＬを高性能化する場合でも、ゲートドライバー４３０の性能を向上させることなく、駆動信号生成回路４の消費電力を低減することができる。すなわち、本実施形態では、トランジスターＴｒの高性能化に合わせてゲートドライバー４３０の性能を向上させることなく、駆動信号生成回路４の低損失化と、高速スイッチング化とを実現することができる。

また、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳが同じパッケージに含まれる場合、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳの各々がディスクリート回路により実現される場合に比べて、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳ間の配線等に生じる寄生インダクタンスを小さくすることができる。この結果、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳの各々がディスクリート回路により実現される場合に比べて、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を低減することができる。

トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳが同じ半導体基板に形成される場合においても、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳの各々がディスクリート回路により実現される場合に比べて、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳ間の配線等に生じる寄生インダクタンスを小さくすることができる。この結果、トランジスターＴｒＬおよびＴｒＳの各々がディスクリート回路により実現される場合に比べて、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を低減することができる。

また、トランジスターＴｒＳの閾値電圧がトランジスターＴｒＬの閾値電圧以下である場合、トランジスターＴｒＳの応答速度をトランジスターＴｒＬの応答速度以上にすることができるため、トランジスターＴｒＳにおいてセルフターンオンを発生しやすくすることができる。トランジスターＴｒＳにおいてセルフターンオンを発生しやすくすることにより、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制する能力を向上させることができる。

また、トランジスターＴｒＳの入力容量Ｃｉｓｓの容量値がトランジスターＴｒＬの入力容量Ｃｉｓｓの容量値以下である場合、トランジスターＴｒＳの応答速度をトランジスターＴｒＬの応答速度以上にすることができるため、トランジスターＴｒＳにおいてセルフターンオンを発生しやすくすることができる。

また、トランジスターＴｒＳのゲート電荷量がトランジスターＴｒＬのゲート電荷量以下である場合、トランジスターＴｒＳの応答速度をトランジスターＴｒＬの応答速度以上にすることができるため、トランジスターＴｒＳにおいてセルフターンオンを発生しやすくすることができる。

また、トランジスターＴｒＳのゲート電極が接地線に抵抗素子Ｒｓを介して接続されているため、トランジスターＴｒＳのゲート電極の電圧が不安定になることを抑制することができる。また、抵抗素子Ｒｓの抵抗値がトランジスターＴｒＧＤのオン抵抗以上である場合、トランジスターＴｒＳのゲート電極の電圧が不安定になることの抑制と、トランジスターＴｒＳにおいてセルフターンオンを発生しやすくすることとの両立を図ることができる。

上述の実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択される２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。先ず、変形例１について説明する。

変形例１では、上述の実施形態における増幅部４１は、図９に示すように、抵抗素子Ｒｓの代わりにコンデンサーＣｓを有してもよい。コンデンサーＣｓは、第３トランジスターのゲート電極と接地線との間に設けられる「容量素子」の例である。図９は、変形例１における駆動信号生成回路４ａの構成を示す図である。図９に示す駆動信号生成回路４ａは、増幅部４１が抵抗素子Ｒｓの代わりにコンデンサーＣｓを有することを除いて、図８の駆動信号生成回路４ａと同一である。変形例１においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、変形例１においても、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができ、駆動信号生成回路４の消費電力を低減することができる。また、トランジスターＴｒＳのゲート電極が接地線にコンデンサーＣｓを介して接続されるため、トランジスターＴｒＳのゲート電極の電圧が不安定になることを抑制することができる。

変形例２では、上述の実施形態における増幅部４１は、抵抗素子Ｒｓを含まずに構成されてもよい。すなわち、トランジスターＴｒＳのゲート電極は、オープン状態でもよい。変形例２においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、変形例２では、トランジスターＴｒＳのゲート電極の電圧が不安定になる場合がある。

変形例３では、上述の実施形態における増幅部４１に含まれるトランジスターＴｒＨは、Ｐチャンネル型のＦＥＴでもよい。この場合においても、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができ、駆動信号生成回路４の消費電力を低減することができる。あるいは、トランジスターＴｒＨ、ＴｒＬおよびＴｒＳは、Ｐチャンネル型のＦＥＴでもよい。トランジスターＴｒＨ、ＴｒＬおよびＴｒＳがＰチャンネル型のＦＥＴである場合、トランジスターＴｒＳは、トランジスターＴｒＨのゲート電極と、電圧Ｖｈが供給される電圧線との間に設けられる。この場合においても、トランジスターＴｒＨのセルフターンオンの発生を抑制することができ、駆動信号生成回路４の消費電力を低減することができる。次に、増幅部４１の応用例について説明する。

応用例では、上述の実施形態、変形例１、変形例２および変形例３における増幅部４１は、インクジェットプリンター１に含まれる吐出部３３を駆動するための駆動信号ＣＯＭの生成以外に使用されてもよい。例えば、増幅部４１は、インクジェットプリンター１以外の装置に使用されてもよい。この場合、増幅部４１が「駆動回路」に該当する。また、ゲート信号ＬｓおよびＬｓｂは、「入力信号」の例であり、駆動信号ＣＯＭは、「出力信号」の例である。応用例においても、トランジスターＴｒＬのセルフターンオンの発生を抑制することができ、増幅部４１の消費電力を低減することができる。また、増幅部４１に含まれるトランジスターＴｒＨおよびＴｒＬのゲート電極に信号を供給する回路の性能を向上させることなく、増幅部４１の低損失化と、高速スイッチング化とを実現することができる。

１…インクジェットプリンター、２…制御部、３…ヘッドモジュール、４、４ａ、４ｂ…駆動信号生成回路、５…記憶部、６…搬送機構、３０…ヘッドユニット、３１…スイッチ回路、３２…記録ヘッド、３３…吐出部、３４…圧電素子、４０…変調部、４１…増幅部、４２…平滑部、４３…プルアップ回路、４４…ＢＰＦ、６１…キャリッジ搬送機構、６２…媒体搬送機構、１００…筐体、３００…キャリッジ、３１０…インクカートリッジ、３１２…シフトレジスター、３１４…ラッチ回路、３１６…デコーダー、３１８…切替部、３１９ａ、３１９ｂ…トランスミッションゲート、４０２…ＤＡＣ、４０４…減算器、４０６…加算器、４０８…減衰器、４１２…積分減衰器、４２０…コンパレーター、４３０…ゲートドライバー、６１０…タイミングベルト、６３０…搬送ローラ、６５０…プラテン、６６０…キャリッジガイド軸、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃｓ…コンデンサー、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ＲＨ、ＲＬ、Ｒｓ…抵抗素子、Ｔｒ、ＴｒＧＤ、ＴｒＨ、ＴｒＬ、ＴｒＳ…トランジスター。

Claims

液体を吐出する吐出部を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路であって、
前記駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、
前記増幅信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑部と、
を備え、
前記増幅部は、
接地電圧より高い電圧が供給される電圧線と、前記接地電圧が供給される接地線との間に
、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターと、
ドレイン電極が前記第２トランジスターのゲート電極に接続され、ソース電極が前記接地
線に接続される第３トランジスターと、
を有し、
前記第１トランジスターおよび前記第２トランジスターは、前記変調信号に応じて、排他
的にオン状態に設定され、前記第１トランジスターと前記第２トランジスターとを接続す
る接続ノードから、前記増幅信号を出力し、
前記第３トランジスターの閾値電圧は、前記第２トランジスターの閾値電圧以下である、
ことを特徴とする駆動回路。
液体を吐出する吐出部を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路であって、
前記駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、
前記増幅信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑部と、
を備え、
前記増幅部は、
接地電圧より高い電圧が供給される電圧線と、前記接地電圧が供給される接地線との間に
、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターと、
ドレイン電極が前記第２トランジスターのゲート電極に接続され、ソース電極が前記接
地線に接続される第３トランジスターと、
を有し、
前記第１トランジスターおよび前記第２トランジスターは、前記変調信号に応じて、排他
的にオン状態に設定され、前記第１トランジスターと前記第２トランジスターとを接続す
る接続ノードから、前記増幅信号を出力し、
前記第３トランジスターの入力容量は、前記第２トランジスターの入力容量以下である、
ことを特徴とする駆動回路。
液体を吐出する吐出部を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路であって、
前記駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、
前記増幅信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑部と、
を備え、
前記増幅部は、
接地電圧より高い電圧が供給される電圧線と、前記接地電圧が供給される接地線との間
に、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターと、
ドレイン電極が前記第２トランジスターのゲート電極に接続され、ソース電極が前記接地
線に接続される第３トランジスターと、
を有し、
前記第１トランジスターおよび前記第２トランジスターは、前記変調信号に応じて、排他
的にオン状態に設定され、前記第１トランジスターと前記第２トランジスターとを接続す
る接続ノードから、前記増幅信号を出力し、
前記第３トランジスターのゲート電荷量は、前記第２トランジスターのゲート電荷量以下
である、
ことを特徴とする駆動回路。
液体を吐出する吐出部を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路であって、
前記駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、
前記増幅信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑部と、
を備え、
前記増幅部は、
接地電圧より高い電圧が供給される電圧線と、前記接地電圧が供給される接地線との間に
、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターと、
ドレイン電極が前記第２トランジスターのゲート電極に接続され、ソース電極が前記接地
線に接続される第３トランジスターと、
を有し、
前記第１トランジスターおよび前記第２トランジスターは、前記変調信号に応じて、排他
的にオン状態に設定され、前記第１トランジスターと前記第２トランジスターとを接続す
る接続ノードから、前記増幅信号を出力し、
前記第２トランジスターおよび前記第３トランジスターは、同じ半導体基板に形成される
、
ことを特徴とする駆動回路。
前記第３トランジスターのゲート電極は、前記接地線に抵抗素子を介して接続されている
、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動回路。
前記変調部は、前記変調信号に基づく信号を前記第２トランジスターのゲート電極に出力
する第４トランジスターを含み、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記第４トランジスターのオン抵抗の値以上である、
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
前記第３トランジスターのゲート電極は、前記接地線に容量素子を介して接続されている
、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動回路。
液体を吐出する吐出部を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路であって、
前記駆動信号の波形を規定する信号をパルス変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、
前記増幅信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑部と、
を備え、
前記増幅部は、
接地電圧より高い電圧が供給される電圧線と、前記接地電圧が供給される接地線との間に
、直列に接続される第１トランジスターおよび第２トランジスターと、
ドレイン電極が前記第２トランジスターのゲート電極に接続され、ソース電極が前記接地
線に接続される第３トランジスターと、
を有し、
前記第１トランジスターおよび前記第２トランジスターは、前記変調信号に応じて、排他
的にオン状態に設定され、前記第１トランジスターと前記第２トランジスターとを接続す
る接続ノードから、前記増幅信号を出力し、
前記駆動信号により駆動されることにより、液体を吐出する吐出部と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
前記第３トランジスターの閾値電圧は、前記第２トランジスターの閾値電圧以下である、
ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
前記第３トランジスターの入力容量は、前記第２トランジスターの入力容量以下である、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の液体吐出装置。
前記第３トランジスターのゲート電荷量は、前記第２トランジスターのゲート電荷量以下
である、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の液体吐出装置。
前記第３トランジスターのゲート電極は、前記接地線に抵抗素子を介して接続されている
、
ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
前記変調部は、前記変調信号に基づく信号を前記第２トランジスターのゲート電極に出力
する第４トランジスターを含み、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記第４トランジスターのオン抵抗の値以上である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出装置。
前記第３トランジスターのゲート電極は、前記接地線に容量素子を介して接続されている
、
ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
前記第２トランジスターおよび前記第３トランジスターは、同じ半導体基板に形成される
、
ことを特徴とする請求項８から１４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。