駆動回路、液体噴射装置並びに印刷装置
【課題】電源電圧と駆動信号との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体噴射ヘッド２に設けられた複数のノズルと、それらのノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータ２２と、それらのノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加する駆動回路２０とを備えた液体噴射装置にあって、駆動信号ＣＯＭ又はその生成段階の信号から得た参照信号Ｖｃｎｔに基づいて当該駆動信号ＣＯＭへの電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路２１を備え、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２に充電する駆動信号ＣＯＭや当該ノズルアクチュエータ２２を放電する駆動信号ＣＯＭと電源電圧との電圧差を小さくすることができる。
【解決手段】液体噴射ヘッド２に設けられた複数のノズルと、それらのノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータ２２と、それらのノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加する駆動回路２０とを備えた液体噴射装置にあって、駆動信号ＣＯＭ又はその生成段階の信号から得た参照信号Ｖｃｎｔに基づいて当該駆動信号ＣＯＭへの電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路２１を備え、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２に充電する駆動信号ＣＯＭや当該ノズルアクチュエータ２２を放電する駆動信号ＣＯＭと電源電圧との電圧差を小さくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な液体を複数のノズルから噴射して、その微粒子（ドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような印刷装置の一つであるインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液体噴射型印刷装置のうち、液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂１パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。このような液体噴射装置では、液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッドに複数形成すると共に各ノズルに圧電素子などのノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを波形電圧信号からなる駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射するものがある。
【０００３】
このような駆動信号の電力増幅として、例えば下記特許文献１に記載される液体噴射装置では、ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号をアナログ変換回路でアナログ変換し、そのアナログ駆動波形信号をアナログ電力増幅回路で電力増幅するようにしている。また、下記特許文献２に記載される液体噴射装置では、前記駆動波形信号をアナログ変換回路でアナログ変換し、そのアナログ駆動波形信号をパルス変調し、その変調信号をデジタル電力増幅回路で電力増幅するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７７４５６号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクジェットプリンタのノズルアクチュエータとして用いられる圧電素子は充放電型のアクチュエータなので、駆動信号は充放電型アクチュエータに電荷を充電したり、当該充放電型アクチュエータから電荷を放電させたりする。前記特許文献２に記載される液体噴射装置のデジタル電力増幅器は、損失や発熱が少ないという利点があるものの、当該デジタル電力増幅器の出力側には駆動信号を平滑化するための平滑フィルタが介装されており、一般に平滑フィルタがローパスフィルタで構成され、このローパスフィルタに充放電型アクチュエータの静電容量が接続される構成となるため、駆動信号の波形が接続されるノズルアクチュエータ数に応じて変化してしまう。これに対し、アナログ電力増幅器は、出力側にローパスフィルタがないので、接続されるノズルアクチュエータ数が変化しても駆動信号の波形は変化しない。
【０００６】
しかしながら、充放電型アクチュエータに電荷を充電したり、当該充放電型アクチュエータから電荷を放電させたりするためのアナログ電力増幅器は、プッシュプル接続された充電用トランジスタ及び放電用トランジスタで構成され、高い電源電圧を用い、所謂リニア駆動によって駆動信号を増幅しているため、電源電圧と充放電型アクチュエータを充電する駆動信号との電圧差も、充放電型アクチュエータから放電する駆動信号と接地電圧との電圧差も大きく、結果的に消費電力が大きい。この消費電力は、その殆どが熱として消費されるため、各駆動信号を発生する駆動回路には大型トランジスタやヒートシンクが必要となり、回路基板への実装面積が非常に大きくなり、特にヒートシンクの大きさは、レイアウト上、大きな障害となる。
本発明は、電源電圧と駆動信号との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能な液体噴射装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、発明１の液体噴射装置は、液体噴射ヘッドに設けられた複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータと、前記ノズルアクチュエータに駆動信号を印加する駆動回路とを備えた液体噴射装置であって、前記駆動信号又はその生成段階の信号から得た参照信号に基づいて当該駆動信号への電源電圧を予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の駆動信号への電源電圧は、単に駆動信号を生成するために必要な電源電圧の上限値を示すのではなく、圧電素子などの充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータの充電元電源電圧並びに放電先電源電圧を含めた電源電圧を示し、具体的には電力増幅回路のプッシュプル接続されたトランジスタ対の端子電圧を含むものである。
この液体噴射装置によれば、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータに充電する駆動信号や当該ノズルアクチュエータを放電する駆動信号と電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の液体噴射装置は、前記駆動回路は、前記ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号発生回路で生成された駆動波形信号をアナログ変換するアナログ変換回路と、前記アナログ変換回路でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号を電力増幅する電力増幅回路と、前記電力増幅回路を駆動するためのプリドライバ回路とを備えて構成され、それらの何れかの回路の出力信号に基づいて参照信号を生成することを特徴とするものである。
【００１０】
この液体噴射装置によれば、駆動信号の精度向上と、更なる損失や発熱の低減が可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧調整回路は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路と、それら複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路の出力電圧を選択する電源電圧選択回路とを備えて構成されることを特徴とするものである。
【００１１】
この液体噴射装置によれば、駆動信号と電源電圧との電圧差をより一層小さくして、更なる損失や発熱の低減が可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧生成回路が直流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が直流電圧調整回路であることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易い。
【００１２】
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧生成回路が交流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が交流電圧調整回路であることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易い。
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧調整回路は、ブートストラップ回路によって電源電圧を昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号によって前記ブートストラップ回路による電源電圧の昇圧を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
この液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易いと共に、より低い電源電圧を用いて駆動信号への高い電源電圧を得ることが可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記ブートストラップ回路の出力側に逆流防止用のダイオードを配設したことを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、駆動信号の波形を確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液体噴射装置によれば、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータに充電する駆動信号やノズルアクチュエータを放電する駆動信号と電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発明を低減することができる効果を奏する。
また、本発明の液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易いと共に、より低い電源電圧を用いて駆動信号への高い電源電圧を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の液体噴射装置を適用したラインヘッド型印刷装置の第１実施形態を示す概略正面図である。
【図２】図１の液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッド近傍の平面図である。
【図３】図１の印刷装置の制御装置のブロック構成図である。
【図４】各液体噴射ヘッド内のノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図５】スイッチングコントローラのブロック図である。
【図６】図１のヘッドドライバ内の構築された駆動回路近傍のブロック図である。
【図７】図６の駆動回路のブロック図である。
【図８】図７の電力増幅回路のブロック図である。
【図９】図６の電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１０】図１の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１１】本発明の液体噴射装置の第２実施形態を示す電源電圧の波形チャートである。
【図１２】本発明の液体噴射装置の第３実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１３】図１２の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１４】本発明の液体噴射装置の第４実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１５】図１４の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１６】本発明の液体噴射装置の第５実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１７】図１６の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１８】図１６の電源電圧調整回路の異なる例のブロック図である。
【図１９】本発明の液体噴射装置の第６実施形態を示す駆動回路近傍のブロック図である。
【図２０】図１９の駆動回路のブロック図である。
【図２１】図２０の電力増幅回路のブロック図である。
【図２２】図１９の電源電圧調整回路のブロック図である。
【図２３】図１９の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図２４】本発明の液体噴射装置の第７実施形態を示す電源電圧の波形チャートである。
【図２５】本発明の液体噴射装置の第８実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図２６】図２５の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図２７】本発明の液体噴射装置の第９実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図２８】図２７の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図２９】本発明の液体噴射装置の第１０実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図３０】図２９の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図３１】図２９の電源電圧調整回路の異なる例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の印刷装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体１は、図の左から右に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
【００１７】
図１中の符号２は、印刷媒体１の搬送ライン上方に設けられた６つの液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に２列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。図２は、液体噴射ヘッド２付近の平面図である。これらの液体噴射ヘッド２は、例えば図に示すように、千鳥配列されている。各液体噴射ヘッド２の最下面を示す図の内側の四角形の内側部分には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。従って、千鳥配列された全ての液体噴射ヘッド２によって、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体１は、これらの液体噴射ヘッド２のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。また、本実施形態の液体噴射ヘッド２では、ノズル面にノズルが千鳥状に開設されている。このようにノズルを千鳥状に開設することにより、直近のノズル間の印刷媒体搬送方向と交差する方向の距離、所謂画素間隔を短縮することができる。
【００１８】
液体噴射ヘッド２には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクなどの液体が、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。各液体噴射ヘッド２には、印刷媒体１の搬送方向と直交する方向に、複数のノズルが形成されており（即ちノズル列方向）、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量の液体を噴射することにより、印刷媒体１上に微小なドットを形成する。これを各色毎に行うことにより、搬送部４で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。
【００１９】
液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータである圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、ピエゾ方式に用いられる圧電素子は容量性負荷であり、駆動信号によって電荷が充電されたり、駆動信号側に電荷を放電したりする。また、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。
【００２０】
液体噴射ヘッド２の下方には、印刷媒体１を搬送方向に搬送するための搬送部４が設けられている。搬送部４は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に搬送ベルト６を巻回して構成され、駆動ローラ８には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト６の内側には、当該搬送ベルト６の表面に印刷媒体１を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ５によって給紙部３から印刷媒体１を一枚だけ搬送ベルト６上に送給し、電動モータによって駆動ローラ８を回転駆動すると、搬送ベルト６が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト６に印刷媒体１が吸着されて搬送される。この印刷媒体１の搬送中に、液体噴射ヘッド２から液体を噴射して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体１は、搬送方向下流側の排紙部１０に排紙される。
【００２１】
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図３に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取るための入力インタフェース６１と、この入力インタフェース６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、前記給紙ローラ５に接続されている給紙ローラモータ１７を駆動制御する給紙ローラモータドライバ６３と、液体噴射ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ６５と、前記駆動ローラ８に接続されている電動モータ７を駆動制御する電動モータドライバ６６と、各ドライバ６３、６５、６６と外部の給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２、電動モータ７とを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。
【００２２】
制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄを備えている。この制御部６２は、インタフェース６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れの液体噴射ヘッド２の何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかというノズル選択データ（駆動信号選択データ）を算出し、この印刷データや駆動信号選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３、６５、６６に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６５、６６からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、給紙ローラモータ１７、電動モータ７が夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体１への印刷処理が実行される。なお、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００２３】
図４には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド２に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、中間電圧を中心に電圧が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、前記ヘッドドライバ６５内に構築された駆動回路から各液体噴射ヘッド２に出力されるものであり、ノズルアクチュエータを駆動して液体を噴射する単位駆動信号としての駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に接続したものである。各駆動パルスＰＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。
【００２４】
この電圧台形波からなる駆動パルスＰＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰで駆動信号を選択する仕組みとしては、例えば特開２００３−１８２４号公報に記載されるような形態で実現が可能である。なお、図４の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を噴射せずに、例えばノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。
【００２５】
各液体噴射ヘッド２には、前記駆動信号ＣＯＭの他、前記図３の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として液体噴射ヘッド２に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスＰＣＯＭとし、駆動パルスＰＣＯＭが時系列的に連結された信号全体を駆動信号ＣＯＭと記す。即ち、ラッチ信号ＬＡＴで一連の駆動信号ＣＯＭが出力され始め、チャンネル信号ＣＨ毎に駆動パルスＰＣＯＭが出力されることになる。
【００２６】
図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエータ２２に供給するために各液体噴射ヘッド２内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ２２を指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換して選択スイッチ２０１に供給することにより、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３を備えて構成されている。
【００２７】
シフトレジスタ２１１には、駆動信号選択データ信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフタ２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データ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２１１の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ２１１に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ２０１によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号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２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
【００２８】
図６には、ヘッドドライバ６５内に構築された駆動回路２０の概略を示す。この駆動回路２０は、前述のようにノズルアクチュエータ２２に向けて駆動信号ＣＯＭを出力するものであるが、同じくヘッドドライバ６５内には、駆動回路２０、具体的には駆動信号ＣＯＭへの電源電圧を調整する電源電圧調整回路２１が構築されており、本実施形態以下の実施形態では、この電源電圧調整回路２１により、充放電型アクチュエータである圧電素子からなるノズルアクチュエータ２２への充電元電源電圧ＶＨＶを調整する。電源電圧調整回路２１は、駆動回路２０から得られる参照信号Ｖｃｎｔに基づいて、駆動信号ＣＯＭへの充電元電源電圧を予め設定された所定波形電圧に調整する。参照信号Ｖｃｎｔは、例えば図４に示す駆動信号ＣＯＭを予め設定された所定電圧と比較し、駆動信号ＣＯＭが所定電圧より大きい場合にはハイレベル、小さい場合にはローレベルとなるような信号からなる。
【００２９】
図７には、駆動回路２０の具体的な構成を示す。図７ａ〜図７ｄの駆動回路２０は、何れも同じ構成であるが、前述した参照信号Ｖｃｎｔの出力源が異なる。この駆動回路２０は、ノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する基準となるデジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２３と、駆動波形信号発生回路２３で発生された駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ変換するＤ／Ａ変換回路（アナログ変換回路）２４と、Ｄ／Ａ変換回路２４でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭを電力増幅する電力増幅回路２６と、電力増幅回路２６を駆動するためのプリドライバ回路２５とを備えて構成される。
【００３０】
駆動波形信号発生回路２３は、図示しないメモリに記憶されている駆動波形データを読込み、それを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすることで、デジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭを出力する。Ｄ／Ａ変換回路２４には、一般的なデジタル−アナログ変換回路を用い、これによってデジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭに変換出力する。プリドライバ回路２５は、後述するようにプッシュプル接続されたトランジスタ対からなる電力増幅回路２６の各トランジスタのベース電圧を制御することで、例えば接続されるノズルアクチュエータの数が変化することにより上昇する充電用トランジスタのベース電流を抑制する。このプリドライバ回路２５としては、例えば本出願人が先に提案した特開２００４−３０６４３４号公報に記載されるものが適用可能である。電力増幅回路２６は、例えば図８に示すように、充電用トランジスタＱ１と放電用トランジスタＱ２とをプッシュプル接続して構成され、一方のＮＰＮ型充電用トランジスタＱ１のコレクタには、前記電源電圧調整回路２１から充電元電源電圧ＶＨＶが供給され、エミッタは前記選択スイッチ２０１の入力側に接続され、ベースがプリドライバ回路２５の一方の出力に接続されている。また、他方のＰＮＰ型放電用トランジスタＱ２のエミッタが前記選択スイッチ２０１の入力側に接続され、コレクタが接地され、ベースがプリドライバ回路２５の他方の出力に接続されている。このトランジスタ対では、一方の充電用トランジスタＱ１は、選択スイッチ２０１を介して、駆動信号ＣＯＭに応じた電圧波形を伴いながら充電元電源電圧ＶＨＶから容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２に電荷を供給する、即ち充電し、他方の放電用トランジスタＱ２は、選択スイッチ２０１を介して、駆動信号ＣＯＭに応じた電圧波形を伴いながら容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２の電荷を放電する。
【００３１】
そして、図７ａでは、駆動波形信号発生回路２３から出力される駆動波形信号ＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図７ｂでは、Ｄ／Ａ変換回路２４から出力されるアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図７ｃでは、プリドライバ回路２５から出力されるベース電圧制御信号から参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図７ｄでは、電力増幅回路２６から出力される駆動信号ＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出している。参照信号Ｖｃｎｔの出力位置が駆動波形信号発生回路２３に近いほど、本来の駆動信号ＣＯＭ（又は駆動波形信号ＷＣＯＭ）に応じたタイミングで後述する電源電圧の切換えを行うことができ、電力増幅回路２６に近いほど、実際の駆動信号ＣＯＭをフィードバックしたタイミングで電源電圧の切換えを行うことができる。
【００３２】
図９は電源電圧調整回路２１の具体的な構成例であり、図９ａは、予め設定された所定の電源電圧を生成する電源電圧生成回路２７を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々が異なる波形の電源電圧を生成するものであり、図９ｂは、１つの電源電圧生成回路２７で生成された電源電圧を予め設定された波形の電源電圧に調整する電圧調整回路２８を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々から異なる波形の電源電圧が出力されるものであり、電源電圧選択回路２９は、それら第１〜第ｎ電源電圧生成回路２７で生成された異なる波形の電源電圧又は第１〜第ｎ電圧調整回路２８から出力される異なる波形の電源電圧を前記参照信号Ｖｃｎｔに基づいて選択し、その選択された波形電圧を前記駆動回路２０の駆動信号ＣＯＭの電源電圧として供給する。これらの電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８は、実質的に同じ機能を果たすものであり、例えば、それらの大元となる電源電圧が直流電圧である場合には、既存のＤＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＡＣコンバータが、大元となる電源電圧が交流電圧である場合には、既存のＡＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＡＣコンバータが適用可能である。
【００３３】
図１０は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、例えば前記図９の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される２つの直流電源電圧を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには電圧値の小さい直流電源電圧ＶＤＬを選択し、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには電圧値の大きい直流電源電圧ＶＤＨを選択したものである。
【００３４】
例えば従来の駆動信号ＣＯＭへの電源電圧は、図１０に示す電圧値の大きい直流電源電圧ＶＤＨ一定としている。この電源電圧は、充電用トランジスタＱ１を介してノズルアクチュエータ２２に充電するための充電元電源電圧として印加されているので、当該ノズルアクチュエータ２２の充電時、即ち駆動信号ＣＯＭの立上がり時に、当該駆動信号ＣＯＭとの電圧差が損失或いは発熱となる。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。なお、後段に詳述するように、同様の構成を用いて、ノズルアクチュエータ２２から放電する先の放電先電源電圧ＶＬＶを調整し、駆動信号ＣＯＭと放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差が小さくなるようにすれば、その分だけ、更に損失や発熱を低減することが可能となる。
【００３５】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッド２に設けられた複数のノズルと、それらのノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータ２２と、それらのノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加する駆動回路２０とを備えた液体噴射装置にあって、駆動信号ＣＯＭ又はその生成段階の信号から得た参照信号Ｖｃｎｔに基づいて当該駆動信号ＣＯＭへの電源電圧ＶＨＶを予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路２１を備えたことにより、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２に充電する駆動信号ＣＯＭや当該ノズルアクチュエータ２２を放電する駆動信号ＣＯＭと電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００３６】
また、駆動回路２０は、ノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２３と、駆動波形信号発生回路２３で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ変換するアナログ変換回路（Ｄ／Ａ変換回路）２４と、アナログ変換回路２４でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭを電力増幅する電力増幅回路２６と、電力増幅回路２６を駆動するためのプリドライバ回路２５とを備えて構成され、それらの何れかの回路の出力信号に基づいて参照信号Ｖｃｎｔを生成することとしたため、駆動信号ＣＯＭの精度向上と、更なる消費電力の低減が可能となる。
【００３７】
また、電源電圧調整回路２１は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８と、それら複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８の出力電圧を選択する電源電圧選択回路２９とを備えて構成されることとしたため、駆動信号ＣＯＭと電源電圧ＶＨＶとの電圧差をより一層小さくして、更なる消費電力の低減が可能となる。
また、電源電圧生成回路２７が直流電圧電源回路であるか又は電圧調整回路２８が直流電圧調整回路であることとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易い。
【００３８】
次に、本発明の液体噴射装置の第２実施形態について、図１１を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路、電源電圧調整回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図９と同様である。図１１は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、例えば前記図９の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される直流電源電圧と交流電源電圧を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには直流電源電圧ＶＤを選択し、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには交流電源電圧ＶＡを選択したものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、電源電圧生成回路２７が交流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路２８が交流電圧調整回路であることとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易い。
【００３９】
次に、本発明の液体噴射装置の第３実施形態について、図１２、図１３を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図８と同様である。図１２は、本実施形態の電源電圧調整回路２１の構成を示すものであり、ブートストラップ回路３０が設けられている。ブートストラップ回路３０は、コンデンサＣ３に電荷を充電する充電用トランジスタＱ３とコンデンサＣ３の電荷を放電する放電用トランジスタＱ４とをプッシュプル接続して構成され、一方のＮＰＮ型充電用トランジスタＱ３のコレクタには、大元の電源電圧Ｖｄｄが供給され、エミッタはコンデンサＣ３に接続され、ベースがブートストラップ用プリドライバ回路３１の一方の出力に接続されている。また、他方のＰＮＰ型放電用トランジスタＱ４のエミッタがコンデンサＣ３に接続され、コレクタが接地され、ベースがブートストラップ用プリドライバ回路３１の他方の出力に接続されている。大元の電源電圧Ｖｄｄと電源電圧調整回路２１の出力の間には、逆流防止用のダイオードＤ３が介装されている。
【００４０】
ブートストラップ回路３０は、放電用トランジスタＱ４がオフ、充電用トランジスタＱ３がオンの状態でコンデンサＣ３が充電され、コンデンサＣ３の充電後は、コンデンサＣ３からの放電によって、充電用電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値にすることができる。図１３は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、ブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには充電用トランジスタＱ３をオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとし、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには充電用トランジスタＱ４をオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値としたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００４１】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、電源電圧調整回路２１は、ブートストラップ回路３０によって電源電圧ＶＨＶを昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号Ｖｃｎｔによってブートストラップ回路３０による電源電圧ＶＨＶの昇圧を制御することとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易いと共に、より低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶを得ることが可能となる。
【００４２】
次に、本発明の液体噴射装置の第４実施形態について、図１４、図１５を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図８と同様である。図１４には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第３実施形態の図１２のものに類似しており、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態の電源電圧調整回路２１では、ブートストラップ回路３０の出力側に、更に逆流防止用のダイオードＤ３１が設けられている。
【００４３】
図１５に示す本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートは、前記第３実施形態の図１５の電圧波形チャートと基本的に同じであるが、例えば前記ブートストラップ回路３０の出力側のダイオードＤ３１がない場合に、例えば充電元電源電圧ＶＨＶが、二点鎖線で示すように、所定のタイミングより早いタイミングで立下がると、充電元電源電圧ＶＨＶに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧が急激に低下してしまう（具体的には、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２から電荷が放電されてしまう）といったように、駆動信号ＣＯＭが充電元電源電圧ＶＨＶに合わせて変化してしまう。これに対し、本実施形態のように、ブートストラップ回路３０の出力側に逆流防止用のダイオードＤ３１を配設しておけば、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２からの電荷の放電を防止することができ、これにより駆動信号ＣＯＭの変化を抑制防止することができる。
このように本実施形態の本発明の液体噴射装置によれば、ブートストラップ回路３０の出力側に逆流防止用のダイオードＤ３１を配設したことにより、駆動信号ＣＯＭの波形を確保することができる。
【００４４】
次に、本発明の液体噴射装置の第５実施形態について、図１６、図１７を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図８と同様である。図１６には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第３実施形態の図１２のものに類似しており、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態の電源電圧調整回路２１では、前記第３実施形態のブートストラップ回路３０の出力側に、もう一段、ブートストラップ回路３２が設けられている。このうち、出力側のブートストラップ回路３２を前段のブートストラップ回路、入力側のブートストラップ回路３０を後段のブートストラップ回路とすると、前段のブートストラップ回路３２も、後段のブートストラップ回路３０と同様に、コンデンサＣ５に電荷を充電する充電用トランジスタＱ５とコンデンサＣ５の電荷を放電する放電用トランジスタＱ６とをプッシュプル接続して構成され、一方のＮＰＮ型充電用トランジスタＱ５のコレクタには、後段のブートストラップ回路３０の出力端が供給され、エミッタはコンデンサＣ５に接続され、ベースが前段ブートストラップ用プリドライバ回路３３の一方の出力に接続されている。また、他方のＰＮＰ型放電用トランジスタＱ６のエミッタがコンデンサＣ５に接続され、コレクタが後段のブートストラップ回路３０の放電用トランジスタＱ４のエミッタに接続され、ベースが前段ブートストラップ用プリドライバ回路３１の他方の出力に接続されている。後段のブートストラップ回路３０の出力端と電源電圧調整回路２１の出力の間には、逆流防止用のダイオードＤ５が介装されている。
【００４５】
後段のブートストラップ回路３０は、放電用トランジスタＱ４がオフ、充電用トランジスタＱ３がオンの状態で、出力電圧が電源電圧Ｖｄｄの２倍値となるので、更に前段のブートストラップ回路３２の放電用トランジスタＱ６をオフ、充電用トランジスタＱ５をオンとすると、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの３倍値にすることができる。図１７は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、前段のブートストラップ回路３２のトランジスタＱ５、Ｑ６のベース電流を第１参照信号Ｖｃｎｔ１で切換え、後段のブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を第２参照信号Ｖｃｎｔ２で切換えたものであり、具体的には、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にローレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとし、第２参照信号Ｖｃｎｔ２のみがハイレベルにあるときには後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ４のみをオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値とし、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にハイレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの３倍値としたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００４６】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第３実施形態の効果に加えて、より一層低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶを得ることが可能となる。
なお、前記第５実施形態の電源電圧調整回路２１の前段のブートストラップ回路３２の出力側に、前記第４実施形態と同様に、逆流防止用のダイオードＤ３１を配設しても良い。また、図１８に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにしても良い。図１６のように逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を直接に接続すると、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧は、入力側の逆流防止用ダイオードＤ３による電圧降下分だけ低下してしまう。ダイオードによる電圧降下はごく僅かであるが、それでも、その電圧降下分だけ、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧が低下するので、それを回避するためには、図１８に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにすればよい。
【００４７】
次に、本発明の液体噴射装置の第６実施形態について説明する。図１９には、本実施形態の駆動回路２０の概略構成を示す。本実施形態以後の実施形態は、何れも、電力増幅器２６を介してノズルアクチュエータ２２に電荷を充電するための充電元電源電圧ＶＨＶだけでなく、同じく電力増幅器２６を介して当該ノズルアクチュエータ２２から電荷を放電するための放電先電源電圧ＶＬＶも調整するものである。
【００４８】
図２０には、駆動回路２０の具体的な構成を示す。本実施形態の駆動回路２０も、前記第１実施形態のそれと同様であるため、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。図２０ａ〜図２０ｄでは、参照信号Ｖｃｎｔの出力源が異なる。図２０ａでは、駆動波形信号発生回路２３から出力される駆動波形信号ＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図２０ｂでは、Ｄ／Ａ変換回路２４から出力されるアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図２０ｃでは、プリドライバ回路２５から出力されるベース電圧制御信号から参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図２０ｄでは、電力増幅回路２６から出力される駆動信号ＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出している。参照信号Ｖｃｎｔの出力位置の違いによる効果は、前記第１実施形態と同様である。なお、前述したように、図２１に示す電力増幅回路２６には、電源電圧調整回路２１で調整された充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶが供給されている。
【００４９】
図２２は電源電圧調整回路２１の具体的な構成例であり、図２２ａは、予め設定された所定の電源電圧を生成する電源電圧生成回路２７を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々が異なる波形の電源電圧を生成するものであり、図２２ｂは、１つの電源電圧生成回路２７で生成された電源電圧を予め設定された波形の電源電圧に調整する電圧調整回路２８を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々から異なる波形の電源電圧が出力されるものであり、電源電圧選択回路２９は、それら第１〜第ｎ電源電圧生成回路２７で生成された異なる波形の電源電圧又は第１〜第ｎ電圧調整回路２８から出力される異なる波形の電源電圧を前記参照信号Ｖｃｎｔに基づいて選択し、その選択された波形電圧を前記駆動回路２０の駆動信号ＣＯＭの電源電圧として供給する。本実施形態では、電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８が、充電元電源電圧ＶＨＶを生成又は調整するだけでなく、放電先電源電圧ＶＬＶも生成又は調整する点を除き、それらの機能は第１実施形態のそれと同様である。
【００５０】
図２３は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。このうち充電元電源電圧ＶＨＶは、前記図２２の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される２つの直流電源電圧を充電元用参照信号ＶｃｎｔＨで切換えたものであり、具体的には、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがローレベルにあるときには電圧値の小さい充電元用直流電源電圧ＶＤＨＬを選択し、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがハイレベルにあるときには電圧値の大きい充電元用直流電源電圧ＶＤＨＨを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがローレベルにあるときには電圧値の小さい放電先用直流電源電圧ＶＤＬＨを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがハイレベルにあるときには電圧値の大きい放電先用直流電源電圧ＶＤＬＬ（＝０Ｖ）を選択するようにしたものである。
【００５１】
例えば従来の駆動信号ＣＯＭへの電源電圧は、放電先用電源電圧ＶＬＶは接地電圧（＝０Ｖ）一定としている。この接地電圧は、放電用トランジスタＱ２を介してノズルアクチュエータ２２から放電するための電圧値なので、当該ノズルアクチュエータ２２からの放電時、即ち駆動信号ＣＯＭの立下がり時に、当該駆動信号ＣＯＭとの電圧差が損失或いは発熱となる。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差のみならず、駆動信号ＣＯＭと放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差も小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５２】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、液体噴射ヘッド２に設けられた複数のノズルと、それらのノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータ２２と、それらのノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加する駆動回路２０とを備えた液体噴射装置にあって、駆動信号ＣＯＭ又はその生成段階の信号から得た参照信号Ｖｃｎｔに基づいて当該駆動信号ＣＯＭへの電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路２１を備えたことにより、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２に充電する駆動信号ＣＯＭや当該ノズルアクチュエータ２２を放電する駆動信号ＣＯＭと電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５３】
また、電源電圧調整回路２１は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８と、それら複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８の出力電圧を選択する電源電圧選択回路２９とを備えて構成されることとしたため、駆動信号ＣＯＭと電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶとの電圧差をより一層小さくして、更なる消費電力の低減が可能となる。
【００５４】
次に、本発明の液体噴射装置の第７実施形態について、図２４を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路、電源電圧調整回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２２と同様である。図２４は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶは、例えば前記図２２の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される直流電源電圧と交流電源電圧を参照信号ＶｃｎｔＨ、ＶｃｎｔＬで切換えたものであり、具体的には、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがローレベルにあるときには充電元用直流電源電圧ＶＤＨを選択し、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがハイレベルにあるときには充電元用交流電源電圧ＶＡＨを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがローレベルにあるときには放電先用直流電源電圧ＶＤＬを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがハイレベルにあるときには放電先用交流電源電圧ＶＡＬを選択するようにしたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５５】
次に、本発明の液体噴射装置の第８実施形態について、図２５、図２６を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２１と同様である。図２５は、本実施形態の電源電圧調整回路２１の構成を示すものであり、前記第３実施形態の図１２に示すものと同様であるが、コンデンサＣ３の両端のうち、大元の電源電圧Ｖｄｄに接続されている端部から充電元電源電位ＶＨＶが出力され、充電用トランジスタＱ３のエミッタに接続されている端部から放電先電源電位ＶＬＶが出力される。
【００５６】
図２６は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶは、ブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには充電用トランジスタＱ３をオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを０Ｖとし、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには充電用トランジスタＱ４をオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値とすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとしたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５７】
次に、本発明の液体噴射装置の第９実施形態について、図２７、図２８を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２１と同様である。図２７には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第８実施形態の図１２のものに類似しており、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態の電源電圧調整回路２１では、ブートストラップ回路３０の出力側に、更に逆流防止用のダイオードＤ３１、Ｄ３２が設けられている。
【００５８】
図２８に示す本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートは、前記第８実施形態の図１５の電圧波形チャートと基本的に同じであるが、例えば前記ブートストラップ回路３０の出力側のダイオードＤ３１がない場合に、例えば充電元電源電圧ＶＨＶが、二点鎖線で示すように、所定のタイミングより早いタイミングで立下がると、充電元電源電圧ＶＨＶに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧が急激に低下してしまう（具体的には、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２から電荷が放電されてしまう）し、例えば放電先電源電圧ＶＬＶが、二点鎖線で示すように、所定のタイミングより早い遅いミングで立下がると、放電先電源電圧ＶＬＶに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧が急激に増大してしまう（具体的には、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２に電荷が充電されてしまう）といったように、駆動信号ＣＯＭが充電元電源電圧ＶＨＶや放電先電源電圧ＶＬＶに合わせて変化してしまう。これに対し、本実施形態のように、ブートストラップ回路３０の出力側に逆流防止用のダイオードＤ３１、Ｄ３２を配設しておけば、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２からの電荷の放電及びノズルアクチュエータ２２への電荷の充電を防止することができ、これにより駆動信号ＣＯＭの変化を抑制防止することができる。
【００５９】
次に、本発明の液体噴射装置の第１０実施形態について、図２９、図３０を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２１と同様である。図２９には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第５実施形態の図１６に示すものと同様であるが、前段のブートストラップ回路３２のコンデンサＣ５の両端のうち、大元の電源電圧Ｖｄｄに接続されている端部から充電元電源電位ＶＨＶが出力され、充電用トランジスタＱ５のエミッタに接続されている端部から放電先電源電位ＶＬＶが出力される。
【００６０】
図３０は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、前段のブートストラップ回路３２のトランジスタＱ５、Ｑ６のベース電流を第１参照信号Ｖｃｎｔ１で切換え、後段のブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を第２参照信号Ｖｃｎｔ２で切換えたものであり、具体的には、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にローレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを０Ｖとし、第２参照信号Ｖｃｎｔ２のみがハイレベルにあるときには後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ４のみをオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値とすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとし、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にハイレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの３倍値とすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値としたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００６１】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第６実施形態の効果に加えて、電源電圧調整回路２１は、前段のブートストラップ回路３２及び後段のブートストラップ回路３０及びによって電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号Ｖｃｎｔ１、Ｖｃｎｔ２によってブートストラップ回路３０、３２による電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶの昇圧を制御することとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易いと共に、より低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを得ることが可能となる。
また、このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第８実施形態の効果に加えて、より一層低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを得ることが可能となる。
【００６２】
なお、前記第１０実施形態の電源電圧調整回路２１の前段のブートストラップ回路３２の出力側に、前記第４実施形態と同様に、逆流防止用のダイオードＤ３１、Ｄ３２を配設しても良い。また、図３１に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにしても良い。図２９のように逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を直接に接続すると、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧は、入力側の逆流防止用ダイオードＤ３による電圧降下分だけ低下してしまう。ダイオードによる電圧降下はごく僅かであるが、それでも、その電圧降下分だけ、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧が低下するので、それを回避するためには、図３１に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにすればよい。
【００６３】
なお、前記各実施形態では、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２への充電元電源電圧ＶＨＶのみを調整するか、又は充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの双方を調整する場合についてのみ説明したが、同様の構成によって、放電先電源電圧ＶＬＶのみ調整するようにしても、駆動信号ＣＯＭと放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差が小さくなり、これにより損失や発熱を低減することが可能となる。
【００６４】
また、前記実施形態では所謂ラインヘッド型印刷装置を対象として本発明の液体噴射装置を適用した例についてのみ詳述したが、本発明の液体噴射装置は、マルチパス型印刷装置を始めとして、あらゆるタイプの印刷装置を対象として適用可能である。また、本発明の液体噴射装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置き換えてもよいし、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【００６５】
また、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をインクジェット式印刷装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、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、カラーフィルタの製造など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噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１は印刷媒体、２は液体噴射ヘッド、３は給紙部、４は搬送部、６は搬送ベルト、７は電動モータ、８は駆動ローラ、９は従動ローラ、１０は排紙部、１１は固定プレート、１７は給紙ローラモータ、２０は駆動回路、２１は電源電圧調整回路、２２はノズルアクチュエータ、２３は駆動波形信号発生回路、２４はＤ／Ａ変換回路、２５はプリドライバ回路、２６は電力増幅回路、２７は電源電圧生成回路、２８は電圧調整回路、２９は電源電圧選択回路、３０，３２はブートストラップ回路、３１，３２はブートストラップ用プリドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な液体を複数のノズルから噴射して、その微粒子（ドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような印刷装置の一つであるインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液体噴射型印刷装置のうち、液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂１パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。このような液体噴射装置では、液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッドに複数形成すると共に各ノズルに圧電素子などのノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを波形電圧信号からなる駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射するものがある。
【０００３】
このような駆動信号の電力増幅として、例えば下記特許文献１に記載される液体噴射装置では、ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号をアナログ変換回路でアナログ変換し、そのアナログ駆動波形信号をアナログ電力増幅回路で電力増幅するようにしている。また、下記特許文献２に記載される液体噴射装置では、前記駆動波形信号をアナログ変換回路でアナログ変換し、そのアナログ駆動波形信号をパルス変調し、その変調信号をデジタル電力増幅回路で電力増幅するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７７４５６号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクジェットプリンタのノズルアクチュエータとして用いられる圧電素子は充放電型のアクチュエータなので、駆動信号は充放電型アクチュエータに電荷を充電したり、当該充放電型アクチュエータから電荷を放電させたりする。前記特許文献２に記載される液体噴射装置のデジタル電力増幅器は、損失や発熱が少ないという利点があるものの、当該デジタル電力増幅器の出力側には駆動信号を平滑化するための平滑フィルタが介装されており、一般に平滑フィルタがローパスフィルタで構成され、このローパスフィルタに充放電型アクチュエータの静電容量が接続される構成となるため、駆動信号の波形が接続されるノズルアクチュエータ数に応じて変化してしまう。これに対し、アナログ電力増幅器は、出力側にローパスフィルタがないので、接続されるノズルアクチュエータ数が変化しても駆動信号の波形は変化しない。
【０００６】
しかしながら、充放電型アクチュエータに電荷を充電したり、当該充放電型アクチュエータから電荷を放電させたりするためのアナログ電力増幅器は、プッシュプル接続された充電用トランジスタ及び放電用トランジスタで構成され、高い電源電圧を用い、所謂リニア駆動によって駆動信号を増幅しているため、電源電圧と充放電型アクチュエータを充電する駆動信号との電圧差も、充放電型アクチュエータから放電する駆動信号と接地電圧との電圧差も大きく、結果的に消費電力が大きい。この消費電力は、その殆どが熱として消費されるため、各駆動信号を発生する駆動回路には大型トランジスタやヒートシンクが必要となり、回路基板への実装面積が非常に大きくなり、特にヒートシンクの大きさは、レイアウト上、大きな障害となる。
本発明は、電源電圧と駆動信号との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能な液体噴射装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、発明１の液体噴射装置は、液体噴射ヘッドに設けられた複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータと、前記ノズルアクチュエータに駆動信号を印加する駆動回路とを備えた液体噴射装置であって、前記駆動信号又はその生成段階の信号から得た参照信号に基づいて当該駆動信号への電源電圧を予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の駆動信号への電源電圧は、単に駆動信号を生成するために必要な電源電圧の上限値を示すのではなく、圧電素子などの充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータの充電元電源電圧並びに放電先電源電圧を含めた電源電圧を示し、具体的には電力増幅回路のプッシュプル接続されたトランジスタ対の端子電圧を含むものである。
この液体噴射装置によれば、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータに充電する駆動信号や当該ノズルアクチュエータを放電する駆動信号と電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の液体噴射装置は、前記駆動回路は、前記ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号発生回路で生成された駆動波形信号をアナログ変換するアナログ変換回路と、前記アナログ変換回路でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号を電力増幅する電力増幅回路と、前記電力増幅回路を駆動するためのプリドライバ回路とを備えて構成され、それらの何れかの回路の出力信号に基づいて参照信号を生成することを特徴とするものである。
【００１０】
この液体噴射装置によれば、駆動信号の精度向上と、更なる損失や発熱の低減が可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧調整回路は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路と、それら複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路の出力電圧を選択する電源電圧選択回路とを備えて構成されることを特徴とするものである。
【００１１】
この液体噴射装置によれば、駆動信号と電源電圧との電圧差をより一層小さくして、更なる損失や発熱の低減が可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧生成回路が直流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が直流電圧調整回路であることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易い。
【００１２】
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧生成回路が交流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が交流電圧調整回路であることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易い。
また、本発明の液体噴射装置は、前記電源電圧調整回路は、ブートストラップ回路によって電源電圧を昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号によって前記ブートストラップ回路による電源電圧の昇圧を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
この液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易いと共に、より低い電源電圧を用いて駆動信号への高い電源電圧を得ることが可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記ブートストラップ回路の出力側に逆流防止用のダイオードを配設したことを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、駆動信号の波形を確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液体噴射装置によれば、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータに充電する駆動信号やノズルアクチュエータを放電する駆動信号と電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発明を低減することができる効果を奏する。
また、本発明の液体噴射装置によれば、電源電圧調整回路を実施化し易いと共に、より低い電源電圧を用いて駆動信号への高い電源電圧を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の液体噴射装置を適用したラインヘッド型印刷装置の第１実施形態を示す概略正面図である。
【図２】図１の液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッド近傍の平面図である。
【図３】図１の印刷装置の制御装置のブロック構成図である。
【図４】各液体噴射ヘッド内のノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図５】スイッチングコントローラのブロック図である。
【図６】図１のヘッドドライバ内の構築された駆動回路近傍のブロック図である。
【図７】図６の駆動回路のブロック図である。
【図８】図７の電力増幅回路のブロック図である。
【図９】図６の電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１０】図１の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１１】本発明の液体噴射装置の第２実施形態を示す電源電圧の波形チャートである。
【図１２】本発明の液体噴射装置の第３実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１３】図１２の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１４】本発明の液体噴射装置の第４実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１５】図１４の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１６】本発明の液体噴射装置の第５実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図１７】図１６の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図１８】図１６の電源電圧調整回路の異なる例のブロック図である。
【図１９】本発明の液体噴射装置の第６実施形態を示す駆動回路近傍のブロック図である。
【図２０】図１９の駆動回路のブロック図である。
【図２１】図２０の電力増幅回路のブロック図である。
【図２２】図１９の電源電圧調整回路のブロック図である。
【図２３】図１９の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図２４】本発明の液体噴射装置の第７実施形態を示す電源電圧の波形チャートである。
【図２５】本発明の液体噴射装置の第８実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図２６】図２５の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図２７】本発明の液体噴射装置の第９実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図２８】図２７の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図２９】本発明の液体噴射装置の第１０実施形態を示す電源電圧調整回路のブロック図である。
【図３０】図２９の液体噴射装置による電源電圧の波形チャートである。
【図３１】図２９の電源電圧調整回路の異なる例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の印刷装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体１は、図の左から右に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
【００１７】
図１中の符号２は、印刷媒体１の搬送ライン上方に設けられた６つの液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に２列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。図２は、液体噴射ヘッド２付近の平面図である。これらの液体噴射ヘッド２は、例えば図に示すように、千鳥配列されている。各液体噴射ヘッド２の最下面を示す図の内側の四角形の内側部分には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。従って、千鳥配列された全ての液体噴射ヘッド２によって、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体１は、これらの液体噴射ヘッド２のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。また、本実施形態の液体噴射ヘッド２では、ノズル面にノズルが千鳥状に開設されている。このようにノズルを千鳥状に開設することにより、直近のノズル間の印刷媒体搬送方向と交差する方向の距離、所謂画素間隔を短縮することができる。
【００１８】
液体噴射ヘッド２には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクなどの液体が、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。各液体噴射ヘッド２には、印刷媒体１の搬送方向と直交する方向に、複数のノズルが形成されており（即ちノズル列方向）、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量の液体を噴射することにより、印刷媒体１上に微小なドットを形成する。これを各色毎に行うことにより、搬送部４で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。
【００１９】
液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータである圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、ピエゾ方式に用いられる圧電素子は容量性負荷であり、駆動信号によって電荷が充電されたり、駆動信号側に電荷を放電したりする。また、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。
【００２０】
液体噴射ヘッド２の下方には、印刷媒体１を搬送方向に搬送するための搬送部４が設けられている。搬送部４は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に搬送ベルト６を巻回して構成され、駆動ローラ８には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト６の内側には、当該搬送ベルト６の表面に印刷媒体１を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ５によって給紙部３から印刷媒体１を一枚だけ搬送ベルト６上に送給し、電動モータによって駆動ローラ８を回転駆動すると、搬送ベルト６が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト６に印刷媒体１が吸着されて搬送される。この印刷媒体１の搬送中に、液体噴射ヘッド２から液体を噴射して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体１は、搬送方向下流側の排紙部１０に排紙される。
【００２１】
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図３に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取るための入力インタフェース６１と、この入力インタフェース６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、前記給紙ローラ５に接続されている給紙ローラモータ１７を駆動制御する給紙ローラモータドライバ６３と、液体噴射ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ６５と、前記駆動ローラ８に接続されている電動モータ７を駆動制御する電動モータドライバ６６と、各ドライバ６３、６５、６６と外部の給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２、電動モータ７とを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。
【００２２】
制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄを備えている。この制御部６２は、インタフェース６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れの液体噴射ヘッド２の何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかというノズル選択データ（駆動信号選択データ）を算出し、この印刷データや駆動信号選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３、６５、６６に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６５、６６からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、給紙ローラモータ１７、電動モータ７が夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体１への印刷処理が実行される。なお、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００２３】
図４には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド２に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、中間電圧を中心に電圧が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、前記ヘッドドライバ６５内に構築された駆動回路から各液体噴射ヘッド２に出力されるものであり、ノズルアクチュエータを駆動して液体を噴射する単位駆動信号としての駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に接続したものである。各駆動パルスＰＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。
【００２４】
この電圧台形波からなる駆動パルスＰＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰで駆動信号を選択する仕組みとしては、例えば特開２００３−１８２４号公報に記載されるような形態で実現が可能である。なお、図４の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を噴射せずに、例えばノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。
【００２５】
各液体噴射ヘッド２には、前記駆動信号ＣＯＭの他、前記図３の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として液体噴射ヘッド２に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスＰＣＯＭとし、駆動パルスＰＣＯＭが時系列的に連結された信号全体を駆動信号ＣＯＭと記す。即ち、ラッチ信号ＬＡＴで一連の駆動信号ＣＯＭが出力され始め、チャンネル信号ＣＨ毎に駆動パルスＰＣＯＭが出力されることになる。
【００２６】
図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエータ２２に供給するために各液体噴射ヘッド２内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ２２を指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換して選択スイッチ２０１に供給することにより、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３を備えて構成されている。
【００２７】
シフトレジスタ２１１には、駆動信号選択データ信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフタ２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データ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２１１の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ２１１に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ２０１によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号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２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
【００２８】
図６には、ヘッドドライバ６５内に構築された駆動回路２０の概略を示す。この駆動回路２０は、前述のようにノズルアクチュエータ２２に向けて駆動信号ＣＯＭを出力するものであるが、同じくヘッドドライバ６５内には、駆動回路２０、具体的には駆動信号ＣＯＭへの電源電圧を調整する電源電圧調整回路２１が構築されており、本実施形態以下の実施形態では、この電源電圧調整回路２１により、充放電型アクチュエータである圧電素子からなるノズルアクチュエータ２２への充電元電源電圧ＶＨＶを調整する。電源電圧調整回路２１は、駆動回路２０から得られる参照信号Ｖｃｎｔに基づいて、駆動信号ＣＯＭへの充電元電源電圧を予め設定された所定波形電圧に調整する。参照信号Ｖｃｎｔは、例えば図４に示す駆動信号ＣＯＭを予め設定された所定電圧と比較し、駆動信号ＣＯＭが所定電圧より大きい場合にはハイレベル、小さい場合にはローレベルとなるような信号からなる。
【００２９】
図７には、駆動回路２０の具体的な構成を示す。図７ａ〜図７ｄの駆動回路２０は、何れも同じ構成であるが、前述した参照信号Ｖｃｎｔの出力源が異なる。この駆動回路２０は、ノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する基準となるデジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２３と、駆動波形信号発生回路２３で発生された駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ変換するＤ／Ａ変換回路（アナログ変換回路）２４と、Ｄ／Ａ変換回路２４でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭを電力増幅する電力増幅回路２６と、電力増幅回路２６を駆動するためのプリドライバ回路２５とを備えて構成される。
【００３０】
駆動波形信号発生回路２３は、図示しないメモリに記憶されている駆動波形データを読込み、それを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすることで、デジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭを出力する。Ｄ／Ａ変換回路２４には、一般的なデジタル−アナログ変換回路を用い、これによってデジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭに変換出力する。プリドライバ回路２５は、後述するようにプッシュプル接続されたトランジスタ対からなる電力増幅回路２６の各トランジスタのベース電圧を制御することで、例えば接続されるノズルアクチュエータの数が変化することにより上昇する充電用トランジスタのベース電流を抑制する。このプリドライバ回路２５としては、例えば本出願人が先に提案した特開２００４−３０６４３４号公報に記載されるものが適用可能である。電力増幅回路２６は、例えば図８に示すように、充電用トランジスタＱ１と放電用トランジスタＱ２とをプッシュプル接続して構成され、一方のＮＰＮ型充電用トランジスタＱ１のコレクタには、前記電源電圧調整回路２１から充電元電源電圧ＶＨＶが供給され、エミッタは前記選択スイッチ２０１の入力側に接続され、ベースがプリドライバ回路２５の一方の出力に接続されている。また、他方のＰＮＰ型放電用トランジスタＱ２のエミッタが前記選択スイッチ２０１の入力側に接続され、コレクタが接地され、ベースがプリドライバ回路２５の他方の出力に接続されている。このトランジスタ対では、一方の充電用トランジスタＱ１は、選択スイッチ２０１を介して、駆動信号ＣＯＭに応じた電圧波形を伴いながら充電元電源電圧ＶＨＶから容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２に電荷を供給する、即ち充電し、他方の放電用トランジスタＱ２は、選択スイッチ２０１を介して、駆動信号ＣＯＭに応じた電圧波形を伴いながら容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２の電荷を放電する。
【００３１】
そして、図７ａでは、駆動波形信号発生回路２３から出力される駆動波形信号ＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図７ｂでは、Ｄ／Ａ変換回路２４から出力されるアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図７ｃでは、プリドライバ回路２５から出力されるベース電圧制御信号から参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図７ｄでは、電力増幅回路２６から出力される駆動信号ＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出している。参照信号Ｖｃｎｔの出力位置が駆動波形信号発生回路２３に近いほど、本来の駆動信号ＣＯＭ（又は駆動波形信号ＷＣＯＭ）に応じたタイミングで後述する電源電圧の切換えを行うことができ、電力増幅回路２６に近いほど、実際の駆動信号ＣＯＭをフィードバックしたタイミングで電源電圧の切換えを行うことができる。
【００３２】
図９は電源電圧調整回路２１の具体的な構成例であり、図９ａは、予め設定された所定の電源電圧を生成する電源電圧生成回路２７を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々が異なる波形の電源電圧を生成するものであり、図９ｂは、１つの電源電圧生成回路２７で生成された電源電圧を予め設定された波形の電源電圧に調整する電圧調整回路２８を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々から異なる波形の電源電圧が出力されるものであり、電源電圧選択回路２９は、それら第１〜第ｎ電源電圧生成回路２７で生成された異なる波形の電源電圧又は第１〜第ｎ電圧調整回路２８から出力される異なる波形の電源電圧を前記参照信号Ｖｃｎｔに基づいて選択し、その選択された波形電圧を前記駆動回路２０の駆動信号ＣＯＭの電源電圧として供給する。これらの電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８は、実質的に同じ機能を果たすものであり、例えば、それらの大元となる電源電圧が直流電圧である場合には、既存のＤＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＡＣコンバータが、大元となる電源電圧が交流電圧である場合には、既存のＡＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＡＣコンバータが適用可能である。
【００３３】
図１０は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、例えば前記図９の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される２つの直流電源電圧を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには電圧値の小さい直流電源電圧ＶＤＬを選択し、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには電圧値の大きい直流電源電圧ＶＤＨを選択したものである。
【００３４】
例えば従来の駆動信号ＣＯＭへの電源電圧は、図１０に示す電圧値の大きい直流電源電圧ＶＤＨ一定としている。この電源電圧は、充電用トランジスタＱ１を介してノズルアクチュエータ２２に充電するための充電元電源電圧として印加されているので、当該ノズルアクチュエータ２２の充電時、即ち駆動信号ＣＯＭの立上がり時に、当該駆動信号ＣＯＭとの電圧差が損失或いは発熱となる。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。なお、後段に詳述するように、同様の構成を用いて、ノズルアクチュエータ２２から放電する先の放電先電源電圧ＶＬＶを調整し、駆動信号ＣＯＭと放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差が小さくなるようにすれば、その分だけ、更に損失や発熱を低減することが可能となる。
【００３５】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッド２に設けられた複数のノズルと、それらのノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータ２２と、それらのノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加する駆動回路２０とを備えた液体噴射装置にあって、駆動信号ＣＯＭ又はその生成段階の信号から得た参照信号Ｖｃｎｔに基づいて当該駆動信号ＣＯＭへの電源電圧ＶＨＶを予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路２１を備えたことにより、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２に充電する駆動信号ＣＯＭや当該ノズルアクチュエータ２２を放電する駆動信号ＣＯＭと電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００３６】
また、駆動回路２０は、ノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２３と、駆動波形信号発生回路２３で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ変換するアナログ変換回路（Ｄ／Ａ変換回路）２４と、アナログ変換回路２４でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭを電力増幅する電力増幅回路２６と、電力増幅回路２６を駆動するためのプリドライバ回路２５とを備えて構成され、それらの何れかの回路の出力信号に基づいて参照信号Ｖｃｎｔを生成することとしたため、駆動信号ＣＯＭの精度向上と、更なる消費電力の低減が可能となる。
【００３７】
また、電源電圧調整回路２１は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８と、それら複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８の出力電圧を選択する電源電圧選択回路２９とを備えて構成されることとしたため、駆動信号ＣＯＭと電源電圧ＶＨＶとの電圧差をより一層小さくして、更なる消費電力の低減が可能となる。
また、電源電圧生成回路２７が直流電圧電源回路であるか又は電圧調整回路２８が直流電圧調整回路であることとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易い。
【００３８】
次に、本発明の液体噴射装置の第２実施形態について、図１１を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路、電源電圧調整回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図９と同様である。図１１は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、例えば前記図９の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される直流電源電圧と交流電源電圧を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには直流電源電圧ＶＤを選択し、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには交流電源電圧ＶＡを選択したものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、電源電圧生成回路２７が交流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路２８が交流電圧調整回路であることとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易い。
【００３９】
次に、本発明の液体噴射装置の第３実施形態について、図１２、図１３を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図８と同様である。図１２は、本実施形態の電源電圧調整回路２１の構成を示すものであり、ブートストラップ回路３０が設けられている。ブートストラップ回路３０は、コンデンサＣ３に電荷を充電する充電用トランジスタＱ３とコンデンサＣ３の電荷を放電する放電用トランジスタＱ４とをプッシュプル接続して構成され、一方のＮＰＮ型充電用トランジスタＱ３のコレクタには、大元の電源電圧Ｖｄｄが供給され、エミッタはコンデンサＣ３に接続され、ベースがブートストラップ用プリドライバ回路３１の一方の出力に接続されている。また、他方のＰＮＰ型放電用トランジスタＱ４のエミッタがコンデンサＣ３に接続され、コレクタが接地され、ベースがブートストラップ用プリドライバ回路３１の他方の出力に接続されている。大元の電源電圧Ｖｄｄと電源電圧調整回路２１の出力の間には、逆流防止用のダイオードＤ３が介装されている。
【００４０】
ブートストラップ回路３０は、放電用トランジスタＱ４がオフ、充電用トランジスタＱ３がオンの状態でコンデンサＣ３が充電され、コンデンサＣ３の充電後は、コンデンサＣ３からの放電によって、充電用電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値にすることができる。図１３は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、ブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには充電用トランジスタＱ３をオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとし、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには充電用トランジスタＱ４をオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値としたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００４１】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、電源電圧調整回路２１は、ブートストラップ回路３０によって電源電圧ＶＨＶを昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号Ｖｃｎｔによってブートストラップ回路３０による電源電圧ＶＨＶの昇圧を制御することとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易いと共に、より低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶを得ることが可能となる。
【００４２】
次に、本発明の液体噴射装置の第４実施形態について、図１４、図１５を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図８と同様である。図１４には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第３実施形態の図１２のものに類似しており、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態の電源電圧調整回路２１では、ブートストラップ回路３０の出力側に、更に逆流防止用のダイオードＤ３１が設けられている。
【００４３】
図１５に示す本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートは、前記第３実施形態の図１５の電圧波形チャートと基本的に同じであるが、例えば前記ブートストラップ回路３０の出力側のダイオードＤ３１がない場合に、例えば充電元電源電圧ＶＨＶが、二点鎖線で示すように、所定のタイミングより早いタイミングで立下がると、充電元電源電圧ＶＨＶに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧が急激に低下してしまう（具体的には、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２から電荷が放電されてしまう）といったように、駆動信号ＣＯＭが充電元電源電圧ＶＨＶに合わせて変化してしまう。これに対し、本実施形態のように、ブートストラップ回路３０の出力側に逆流防止用のダイオードＤ３１を配設しておけば、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２からの電荷の放電を防止することができ、これにより駆動信号ＣＯＭの変化を抑制防止することができる。
このように本実施形態の本発明の液体噴射装置によれば、ブートストラップ回路３０の出力側に逆流防止用のダイオードＤ３１を配設したことにより、駆動信号ＣＯＭの波形を確保することができる。
【００４４】
次に、本発明の液体噴射装置の第５実施形態について、図１６、図１７を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラ、駆動回路は、何れも前記第１実施形態の図１〜図８と同様である。図１６には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第３実施形態の図１２のものに類似しており、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態の電源電圧調整回路２１では、前記第３実施形態のブートストラップ回路３０の出力側に、もう一段、ブートストラップ回路３２が設けられている。このうち、出力側のブートストラップ回路３２を前段のブートストラップ回路、入力側のブートストラップ回路３０を後段のブートストラップ回路とすると、前段のブートストラップ回路３２も、後段のブートストラップ回路３０と同様に、コンデンサＣ５に電荷を充電する充電用トランジスタＱ５とコンデンサＣ５の電荷を放電する放電用トランジスタＱ６とをプッシュプル接続して構成され、一方のＮＰＮ型充電用トランジスタＱ５のコレクタには、後段のブートストラップ回路３０の出力端が供給され、エミッタはコンデンサＣ５に接続され、ベースが前段ブートストラップ用プリドライバ回路３３の一方の出力に接続されている。また、他方のＰＮＰ型放電用トランジスタＱ６のエミッタがコンデンサＣ５に接続され、コレクタが後段のブートストラップ回路３０の放電用トランジスタＱ４のエミッタに接続され、ベースが前段ブートストラップ用プリドライバ回路３１の他方の出力に接続されている。後段のブートストラップ回路３０の出力端と電源電圧調整回路２１の出力の間には、逆流防止用のダイオードＤ５が介装されている。
【００４５】
後段のブートストラップ回路３０は、放電用トランジスタＱ４がオフ、充電用トランジスタＱ３がオンの状態で、出力電圧が電源電圧Ｖｄｄの２倍値となるので、更に前段のブートストラップ回路３２の放電用トランジスタＱ６をオフ、充電用トランジスタＱ５をオンとすると、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの３倍値にすることができる。図１７は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、前段のブートストラップ回路３２のトランジスタＱ５、Ｑ６のベース電流を第１参照信号Ｖｃｎｔ１で切換え、後段のブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を第２参照信号Ｖｃｎｔ２で切換えたものであり、具体的には、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にローレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとし、第２参照信号Ｖｃｎｔ２のみがハイレベルにあるときには後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ４のみをオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値とし、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にハイレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの３倍値としたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００４６】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第３実施形態の効果に加えて、より一層低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶを得ることが可能となる。
なお、前記第５実施形態の電源電圧調整回路２１の前段のブートストラップ回路３２の出力側に、前記第４実施形態と同様に、逆流防止用のダイオードＤ３１を配設しても良い。また、図１８に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにしても良い。図１６のように逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を直接に接続すると、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧は、入力側の逆流防止用ダイオードＤ３による電圧降下分だけ低下してしまう。ダイオードによる電圧降下はごく僅かであるが、それでも、その電圧降下分だけ、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧が低下するので、それを回避するためには、図１８に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにすればよい。
【００４７】
次に、本発明の液体噴射装置の第６実施形態について説明する。図１９には、本実施形態の駆動回路２０の概略構成を示す。本実施形態以後の実施形態は、何れも、電力増幅器２６を介してノズルアクチュエータ２２に電荷を充電するための充電元電源電圧ＶＨＶだけでなく、同じく電力増幅器２６を介して当該ノズルアクチュエータ２２から電荷を放電するための放電先電源電圧ＶＬＶも調整するものである。
【００４８】
図２０には、駆動回路２０の具体的な構成を示す。本実施形態の駆動回路２０も、前記第１実施形態のそれと同様であるため、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。図２０ａ〜図２０ｄでは、参照信号Ｖｃｎｔの出力源が異なる。図２０ａでは、駆動波形信号発生回路２３から出力される駆動波形信号ＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図２０ｂでは、Ｄ／Ａ変換回路２４から出力されるアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図２０ｃでは、プリドライバ回路２５から出力されるベース電圧制御信号から参照信号Ｖｃｎｔを取出し、図２０ｄでは、電力増幅回路２６から出力される駆動信号ＣＯＭから参照信号Ｖｃｎｔを取出している。参照信号Ｖｃｎｔの出力位置の違いによる効果は、前記第１実施形態と同様である。なお、前述したように、図２１に示す電力増幅回路２６には、電源電圧調整回路２１で調整された充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶが供給されている。
【００４９】
図２２は電源電圧調整回路２１の具体的な構成例であり、図２２ａは、予め設定された所定の電源電圧を生成する電源電圧生成回路２７を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々が異なる波形の電源電圧を生成するものであり、図２２ｂは、１つの電源電圧生成回路２７で生成された電源電圧を予め設定された波形の電源電圧に調整する電圧調整回路２８を第１〜第ｎまでｎ個備え、夫々から異なる波形の電源電圧が出力されるものであり、電源電圧選択回路２９は、それら第１〜第ｎ電源電圧生成回路２７で生成された異なる波形の電源電圧又は第１〜第ｎ電圧調整回路２８から出力される異なる波形の電源電圧を前記参照信号Ｖｃｎｔに基づいて選択し、その選択された波形電圧を前記駆動回路２０の駆動信号ＣＯＭの電源電圧として供給する。本実施形態では、電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８が、充電元電源電圧ＶＨＶを生成又は調整するだけでなく、放電先電源電圧ＶＬＶも生成又は調整する点を除き、それらの機能は第１実施形態のそれと同様である。
【００５０】
図２３は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。このうち充電元電源電圧ＶＨＶは、前記図２２の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される２つの直流電源電圧を充電元用参照信号ＶｃｎｔＨで切換えたものであり、具体的には、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがローレベルにあるときには電圧値の小さい充電元用直流電源電圧ＶＤＨＬを選択し、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがハイレベルにあるときには電圧値の大きい充電元用直流電源電圧ＶＤＨＨを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがローレベルにあるときには電圧値の小さい放電先用直流電源電圧ＶＤＬＨを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがハイレベルにあるときには電圧値の大きい放電先用直流電源電圧ＶＤＬＬ（＝０Ｖ）を選択するようにしたものである。
【００５１】
例えば従来の駆動信号ＣＯＭへの電源電圧は、放電先用電源電圧ＶＬＶは接地電圧（＝０Ｖ）一定としている。この接地電圧は、放電用トランジスタＱ２を介してノズルアクチュエータ２２から放電するための電圧値なので、当該ノズルアクチュエータ２２からの放電時、即ち駆動信号ＣＯＭの立下がり時に、当該駆動信号ＣＯＭとの電圧差が損失或いは発熱となる。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差のみならず、駆動信号ＣＯＭと放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差も小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５２】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、液体噴射ヘッド２に設けられた複数のノズルと、それらのノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータ２２と、それらのノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加する駆動回路２０とを備えた液体噴射装置にあって、駆動信号ＣＯＭ又はその生成段階の信号から得た参照信号Ｖｃｎｔに基づいて当該駆動信号ＣＯＭへの電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路２１を備えたことにより、充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２に充電する駆動信号ＣＯＭや当該ノズルアクチュエータ２２を放電する駆動信号ＣＯＭと電源電圧との電圧差を小さくすることができ、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５３】
また、電源電圧調整回路２１は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８と、それら複数の電源電圧生成回路２７又は電圧調整回路２８の出力電圧を選択する電源電圧選択回路２９とを備えて構成されることとしたため、駆動信号ＣＯＭと電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶとの電圧差をより一層小さくして、更なる消費電力の低減が可能となる。
【００５４】
次に、本発明の液体噴射装置の第７実施形態について、図２４を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路、電源電圧調整回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２２と同様である。図２４は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶは、例えば前記図２２の電源電圧生成回路２７や電圧調整回路２８から出力される直流電源電圧と交流電源電圧を参照信号ＶｃｎｔＨ、ＶｃｎｔＬで切換えたものであり、具体的には、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがローレベルにあるときには充電元用直流電源電圧ＶＤＨを選択し、充電元用参照信号ＶｃｎｔＨがハイレベルにあるときには充電元用交流電源電圧ＶＡＨを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがローレベルにあるときには放電先用直流電源電圧ＶＤＬを選択し、放電先用参照信号ＶｃｎｔＬがハイレベルにあるときには放電先用交流電源電圧ＶＡＬを選択するようにしたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５５】
次に、本発明の液体噴射装置の第８実施形態について、図２５、図２６を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２１と同様である。図２５は、本実施形態の電源電圧調整回路２１の構成を示すものであり、前記第３実施形態の図１２に示すものと同様であるが、コンデンサＣ３の両端のうち、大元の電源電圧Ｖｄｄに接続されている端部から充電元電源電位ＶＨＶが出力され、充電用トランジスタＱ３のエミッタに接続されている端部から放電先電源電位ＶＬＶが出力される。
【００５６】
図２６は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶは、ブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を参照信号Ｖｃｎｔで切換えたものであり、具体的には、参照信号Ｖｃｎｔがローレベルにあるときには充電用トランジスタＱ３をオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを０Ｖとし、参照信号Ｖｃｎｔがハイレベルにあるときには充電用トランジスタＱ４をオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値とすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとしたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００５７】
次に、本発明の液体噴射装置の第９実施形態について、図２７、図２８を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２１と同様である。図２７には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第８実施形態の図１２のものに類似しており、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態の電源電圧調整回路２１では、ブートストラップ回路３０の出力側に、更に逆流防止用のダイオードＤ３１、Ｄ３２が設けられている。
【００５８】
図２８に示す本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートは、前記第８実施形態の図１５の電圧波形チャートと基本的に同じであるが、例えば前記ブートストラップ回路３０の出力側のダイオードＤ３１がない場合に、例えば充電元電源電圧ＶＨＶが、二点鎖線で示すように、所定のタイミングより早いタイミングで立下がると、充電元電源電圧ＶＨＶに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧が急激に低下してしまう（具体的には、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２から電荷が放電されてしまう）し、例えば放電先電源電圧ＶＬＶが、二点鎖線で示すように、所定のタイミングより早い遅いミングで立下がると、放電先電源電圧ＶＬＶに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧が急激に増大してしまう（具体的には、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２に電荷が充電されてしまう）といったように、駆動信号ＣＯＭが充電元電源電圧ＶＨＶや放電先電源電圧ＶＬＶに合わせて変化してしまう。これに対し、本実施形態のように、ブートストラップ回路３０の出力側に逆流防止用のダイオードＤ３１、Ｄ３２を配設しておけば、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２からの電荷の放電及びノズルアクチュエータ２２への電荷の充電を防止することができ、これにより駆動信号ＣＯＭの変化を抑制防止することができる。
【００５９】
次に、本発明の液体噴射装置の第１０実施形態について、図２９、図３０を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、駆動信号、スイッチングコントローラは、何れも前記第１実施形態の図１〜図５と同様であり、駆動回路は、前記第６実施形態の図１９〜図２１と同様である。図２９には、本実施形態の電源電圧調整回路２１を示す。本実施形態の電源電圧調整回路２１は、前記第５実施形態の図１６に示すものと同様であるが、前段のブートストラップ回路３２のコンデンサＣ５の両端のうち、大元の電源電圧Ｖｄｄに接続されている端部から充電元電源電位ＶＨＶが出力され、充電用トランジスタＱ５のエミッタに接続されている端部から放電先電源電位ＶＬＶが出力される。
【００６０】
図３０は、本実施形態の充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの電圧波形チャートである。この充電元電源電圧ＶＨＶは、前段のブートストラップ回路３２のトランジスタＱ５、Ｑ６のベース電流を第１参照信号Ｖｃｎｔ１で切換え、後段のブートストラップ回路３０のトランジスタＱ３、Ｑ４のベース電流を第２参照信号Ｖｃｎｔ２で切換えたものであり、具体的には、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にローレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオフとして充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを０Ｖとし、第２参照信号Ｖｃｎｔ２のみがハイレベルにあるときには後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ４のみをオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値とすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを大元の電源電圧Ｖｄｄとし、第１参照信号Ｖｃｎｔ１及び第２参照信号Ｖｃｎｔ２が共にハイレベルにあるときに前段のブートストラップ回路３２の充電用トランジスタＱ５及び後段のブートストラップ回路３０の充電用トランジスタＱ３を共にオンとすることで、充電元電源電圧ＶＨＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの３倍値とすると共に放電先電源電圧ＶＬＶを大元の電源電圧Ｖｄｄの２倍値としたものである。本実施形態でも、駆動信号ＣＯＭと充電元電源電圧ＶＨＶとの電圧差を小さくすることが可能となるので、損失や発熱を低減することが可能となる。
【００６１】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第６実施形態の効果に加えて、電源電圧調整回路２１は、前段のブートストラップ回路３２及び後段のブートストラップ回路３０及びによって電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号Ｖｃｎｔ１、Ｖｃｎｔ２によってブートストラップ回路３０、３２による電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶの昇圧を制御することとしたため、電源電圧調整回路２１を実施化し易いと共に、より低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを得ることが可能となる。
また、このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第８実施形態の効果に加えて、より一層低い大元の電源電圧Ｖｄｄを用いて駆動信号ＣＯＭへの高い電源電圧ＶＨＶ、ＶＬＶを得ることが可能となる。
【００６２】
なお、前記第１０実施形態の電源電圧調整回路２１の前段のブートストラップ回路３２の出力側に、前記第４実施形態と同様に、逆流防止用のダイオードＤ３１、Ｄ３２を配設しても良い。また、図３１に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにしても良い。図２９のように逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を直接に接続すると、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧は、入力側の逆流防止用ダイオードＤ３による電圧降下分だけ低下してしまう。ダイオードによる電圧降下はごく僅かであるが、それでも、その電圧降下分だけ、前段のブートストラップ回路３２への入力電圧が低下するので、それを回避するためには、図３１に示すように、逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ５を、夫々、並列に大元の電源電圧Ｖｄｄに接続するようにすればよい。
【００６３】
なお、前記各実施形態では、充放電型アクチュエータであるノズルアクチュエータ２２への充電元電源電圧ＶＨＶのみを調整するか、又は充電元電源電圧ＶＨＶ及び放電先電源電圧ＶＬＶの双方を調整する場合についてのみ説明したが、同様の構成によって、放電先電源電圧ＶＬＶのみ調整するようにしても、駆動信号ＣＯＭと放電先電源電圧ＶＬＶとの電圧差が小さくなり、これにより損失や発熱を低減することが可能となる。
【００６４】
また、前記実施形態では所謂ラインヘッド型印刷装置を対象として本発明の液体噴射装置を適用した例についてのみ詳述したが、本発明の液体噴射装置は、マルチパス型印刷装置を始めとして、あらゆるタイプの印刷装置を対象として適用可能である。また、本発明の液体噴射装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置き換えてもよいし、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【００６５】
また、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をインクジェット式印刷装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、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、カラーフィルタの製造など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噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１は印刷媒体、２は液体噴射ヘッド、３は給紙部、４は搬送部、６は搬送ベルト、７は電動モータ、８は駆動ローラ、９は従動ローラ、１０は排紙部、１１は固定プレート、１７は給紙ローラモータ、２０は駆動回路、２１は電源電圧調整回路、２２はノズルアクチュエータ、２３は駆動波形信号発生回路、２４はＤ／Ａ変換回路、２５はプリドライバ回路、２６は電力増幅回路、２７は電源電圧生成回路、２８は電圧調整回路、２９は電源電圧選択回路、３０，３２はブートストラップ回路、３１，３２はブートストラップ用プリドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射ヘッドに設けられた複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータと、前記ノズルアクチュエータに駆動信号を印加する駆動回路とを備えた液体噴射装置であって、前記駆動信号又はその生成段階の信号から得た参照信号に基づいて当該駆動信号への電源電圧を予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号発生回路で生成された駆動波形信号をアナログ変換するアナログ変換回路と、前記アナログ変換回路でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号を電力増幅する電力増幅回路と、前記電力増幅回路を駆動するためのプリドライバ回路とを備えて構成され、それらの何れかの回路の出力信号に基づいて参照信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記電源電圧調整回路は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路と、それら複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路の出力電圧を選択する電源電圧選択回路とを備えて構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記電源電圧生成回路が直流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が直流電圧調整回路であることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記電源電圧生成回路が交流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が交流電圧調整回路であることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記電源電圧調整回路は、ブートストラップ回路によって電源電圧を昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号によって前記ブートストラップ回路による電源電圧の昇圧を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記ブートストラップ回路の出力側に逆流防止用のダイオードを配設したことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
液体噴射ヘッドに設けられた複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータと、前記ノズルアクチュエータに駆動信号を印加する駆動回路とを備えた液体噴射装置であって、前記駆動信号又はその生成段階の信号から得た参照信号に基づいて当該駆動信号への電源電圧を予め設定された波形電圧に調整する電源電圧調整回路を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号発生回路で生成された駆動波形信号をアナログ変換するアナログ変換回路と、前記アナログ変換回路でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号を電力増幅する電力増幅回路と、前記電力増幅回路を駆動するためのプリドライバ回路とを備えて構成され、それらの何れかの回路の出力信号に基づいて参照信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記電源電圧調整回路は、複数の電源電圧を生成又は調整する複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路と、それら複数の電源電圧生成回路又は電圧調整回路の出力電圧を選択する電源電圧選択回路とを備えて構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記電源電圧生成回路が直流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が直流電圧調整回路であることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記電源電圧生成回路が交流電圧電源回路であるか又は前記電圧調整回路が交流電圧調整回路であることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記電源電圧調整回路は、ブートストラップ回路によって電源電圧を昇圧可能な電源回路で構成され、且つ前記参照信号によって前記ブートストラップ回路による電源電圧の昇圧を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記ブートストラップ回路の出力側に逆流防止用のダイオードを配設したことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１３−５２６８９（Ｐ２０１３−５２６８９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７７１６９（Ｐ２０１２−２７７１６９）
【出願日】平成２４年１２月１９日（２０１２．１２．１９）
【分割の表示】特願２００８−７１９４２（Ｐ２００８−７１９４２）の分割
【原出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月１９日（２０１２．１２．１９）
【分割の表示】特願２００８−７１９４２（Ｐ２００８−７１９４２）の分割
【原出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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