JP2007125732A - Piezoelectric element driving circuit and liquid ejection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する圧電素子の駆動回路および液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a drive circuit for a piezoelectric element that generates a drive signal for driving a piezoelectric element, and a liquid ejection apparatus.
インクジェットプリンタには、ノズルからインクを吐出する動作を行う圧電素子が設けられている。この圧電素子は、インクジェットプリンタ以外にも、他の様々な機器で使用されている。このような圧電素子を備えたインクジェットプリンタをはじめとする各種機器には、圧電素子を駆動するための駆動回路が設けられている。 Inkjet printers are provided with piezoelectric elements that perform the operation of ejecting ink from nozzles. The piezoelectric element is used in various other devices besides the ink jet printer. Various devices including an ink jet printer provided with such a piezoelectric element are provided with a drive circuit for driving the piezoelectric element.
この圧電素子の駆動回路は、一般に、圧電素子を駆動するための駆動信号を生成して圧電素子に出力する。この駆動回路では、圧電素子を駆動するための駆動信号を生成するためにトランジスタを備え、当該トランジスタにより電流増幅を行って駆動信号を生成している(特許文献1、2参照)。
しかしながら、このように駆動信号を生成するためにトランジスタにより電流増幅を行った場合に、次のような問題が発生していた。つまり、それは、駆動回路、更に特定すればトランジスタの消費電力が非常に大きいという問題である。要するに、駆動回路の消費電力が大きいと、機器の使用電力増加になってしまい、電源を強力にしなければならないという機器自体の問題や、環境に影響を及ぼす虞があるといった問題になる。また、トランジスタの消費電力が大きいと、トランジスタから多大な熱が発生し、周囲が高温状態になり悪影響を及ぼすといった不具合が生じる虞があった。 However, when current amplification is performed by a transistor in order to generate a drive signal in this way, the following problem has occurred. That is, it is a problem that the power consumption of the drive circuit, more specifically, the transistor is very large. In short, if the power consumption of the drive circuit is large, the power consumption of the device will increase, and there will be a problem with the device itself that the power supply must be made strong, and there is a possibility of affecting the environment. In addition, when the power consumption of the transistor is large, there is a risk that a great amount of heat is generated from the transistor, and the surroundings become a high temperature state and adversely affects.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、圧電素子の駆動回路の消費電力の低減を図ることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce the power consumption of the drive circuit of the piezoelectric element.
前記目的を達成するための主たる発明は、
制御端子に入力される基準信号を増幅して、圧電素子を動作させるための主駆動信号を生成して出力端子から出力するトランジスタと、
インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成して、この補助駆動信号を前記基準信号を増幅するために前記トランジスタの電流供給端子に供給する補助駆動信号生成回路と、
を備えたことを特徴とする圧電素子の駆動回路である。
The main invention for achieving the object is as follows:
A transistor that amplifies a reference signal input to the control terminal, generates a main drive signal for operating the piezoelectric element, and outputs it from the output terminal;
An LC resonance circuit having an inductance and a capacitor connected in series is generated, and an auxiliary drive signal is generated by resonance of the LC resonance circuit, and the current supply of the transistor is used to amplify the reference signal with the auxiliary drive signal An auxiliary drive signal generation circuit to be supplied to the terminal;
A drive circuit for a piezoelectric element.
本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。 Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
制御端子に入力される基準信号を増幅して、圧電素子を動作させるための主駆動信号を生成して出力端子から出力するトランジスタと、
インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成して、この補助駆動信号を前記基準信号を増幅するために前記トランジスタの電流供給端子に供給する補助駆動信号生成回路と、
を備えたことを特徴とする圧電素子の駆動回路。
A transistor that amplifies a reference signal input to the control terminal, generates a main drive signal for operating the piezoelectric element, and outputs it from the output terminal;
An LC resonance circuit having an inductance and a capacitor connected in series is generated, and an auxiliary drive signal is generated by resonance of the LC resonance circuit, and the current supply of the transistor is used to amplify the reference signal with the auxiliary drive signal An auxiliary drive signal generation circuit to be supplied to the terminal;
A drive circuit for a piezoelectric element, comprising:
このような圧電素子の駆動回路にあっては、インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路の共振によって生成した補助駆動信号をトランジスタの電流供給端子に供給することで、トランジスタの消費電力の低減を図ることができる。 In such a piezoelectric element drive circuit, the auxiliary drive signal generated by the resonance of the LC resonance circuit in which the inductance and the capacitor are connected in series is supplied to the transistor current supply terminal, so that the power consumption of the transistor Can be reduced.
かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記補助駆動信号生成回路は、前記補助駆動信号として、前記トランジスタの消費電力を低減するために電位波形が定められた信号を生成しても良い。このような信号を補助駆動信号生成回路が生成することにより、トランジスタの消費電力のより大きな低減を図ることができる。 In such a piezoelectric element drive circuit, the auxiliary drive signal generation circuit may generate a signal having a potential waveform determined as the auxiliary drive signal in order to reduce power consumption of the transistor. By generating such a signal using the auxiliary drive signal generation circuit, the power consumption of the transistor can be further reduced.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記補助駆動信号として、前記基準信号の電位上昇に先行して電位が上昇し、かつ前記基準信号の電位降下に先行して電位が降下する信号を生成しても良い。このような信号を補助駆動信号生成回路が生成することにより、トランジスタの消費電力の低減を十分に図ることができる。 In the driving circuit of the piezoelectric element, as the auxiliary driving signal, a signal whose potential increases prior to the potential increase of the reference signal and whose potential decreases prior to the potential decrease of the reference signal. May be generated. By generating such a signal by the auxiliary drive signal generation circuit, the power consumption of the transistor can be sufficiently reduced.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記補助駆動信号が、前記基準信号の電位波形と近似した電位波形を有していても良い。このような電位波形を補助駆動信号が有していれば、トランジスタの消費電力のより大きな低減を図ることができる。 In the piezoelectric element drive circuit, the auxiliary drive signal may have a potential waveform approximate to the potential waveform of the reference signal. If the auxiliary drive signal has such a potential waveform, the power consumption of the transistor can be further reduced.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記トランジスタとして、相補的に接続されたトランジスタ対を備えていても良い。このようなトランジスタ対を備えれば、基準信号の増幅を十分に行うことができる。 In addition, the piezoelectric element drive circuit may include a pair of transistors connected complementarily as the transistor. With such a transistor pair, the reference signal can be sufficiently amplified.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記トランジスタ対が、エミッタ端子が相互に接続されたNPN型トランジスタとPNP型トランジスタとにより構成されても良い。このような構成により、基準信号の増幅を効率よく行うことができる。 In the piezoelectric element drive circuit, the transistor pair may be composed of an NPN transistor and a PNP transistor whose emitter terminals are connected to each other. With such a configuration, the reference signal can be amplified efficiently.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記トランジスタがバイポーラトランジスタであっても良い。このようにトランジスタがバイポーラトランジスタであることで、基準信号の増幅を簡単に行うことができる。 In the piezoelectric element driving circuit, the transistor may be a bipolar transistor. As described above, since the transistor is a bipolar transistor, the reference signal can be easily amplified.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記コンデンサの端子間電圧が、前記補助駆動信号として前記トランジスタの電流供給端子に供給されても良い。このようにコンデンサの端子間電圧が、前記補助駆動信号としてトランジスタの電流供給端子に供給されれば、LC回路の共振により生成した補助駆動信号を簡単にトランジスタの電流供給端子に供給することができる。 In the piezoelectric element driving circuit, the voltage across the capacitor may be supplied to the current supply terminal of the transistor as the auxiliary driving signal. Thus, if the voltage between the terminals of the capacitor is supplied to the current supply terminal of the transistor as the auxiliary drive signal, the auxiliary drive signal generated by the resonance of the LC circuit can be easily supplied to the current supply terminal of the transistor. .
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記インダクタンスを複数備えていても良い。このようにインダクタンスを複数備えれば、トランジスタの消費電力の低減を図れる補助駆動信号の生成を簡単に行うことができる。 In addition, the piezoelectric element drive circuit may include a plurality of the inductances. If a plurality of inductances are provided as described above, an auxiliary drive signal that can reduce the power consumption of the transistor can be easily generated.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記インダクタンスには、それぞれ異なるタイミングにて電流が流れても良い。このように各インダクタンスにそれぞれ異なるタイミングにて電流が流れることで、トランジスタの消費電力の低減を図れる補助駆動信号の生成を簡単に行うことができる。 Further, in such a piezoelectric element drive circuit, currents may flow through the inductances at different timings. In this way, current flows through each inductance at different timings, so that it is possible to easily generate an auxiliary drive signal that can reduce the power consumption of the transistor.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記インダクタンスに電流を流すタイミングを設定するためのスイッチ素子を備えても良い。このようなスイッチ素子を備えれば、インダクタンスに電流を流すタイミングを簡単に設定することができる。 In addition, the piezoelectric element drive circuit may include a switch element for setting a timing for supplying a current to the inductance. If such a switch element is provided, it is possible to easily set the timing of flowing a current through the inductance.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記スイッチ素子として、前記コンデンサを充電するために使用される第1のスイッチ素子と、前記コンデンサを放電するために使用される第2のスイッチ素子とを備えても良い。このような第1のスイッチ素子および第2のスイッチ素子を備えれば、コンデンサの充放電を簡単に行うことができる。 In the driving circuit of the piezoelectric element, as the switch element, a first switch element used for charging the capacitor and a second switch element used for discharging the capacitor And may be provided. If such a first switch element and a second switch element are provided, the capacitor can be easily charged and discharged.
また、かかる圧電素子の駆動回路にあっては、前記圧電素子が、ノズルから液体を吐出する動作を行う素子であっても良い。このように圧電素子がノズルから液体を吐出する動作を行う素子である場合に、トランジスタの消費電力の低減を十分に図ることができる。 In the driving circuit for the piezoelectric element, the piezoelectric element may be an element that performs an operation of discharging a liquid from a nozzle. Thus, when the piezoelectric element is an element that performs an operation of discharging liquid from the nozzle, the power consumption of the transistor can be sufficiently reduced.
(A)制御端子に入力される基準信号を増幅して、圧電素子を動作させるための主駆動信号を生成して出力端子から出力するトランジスタと、
(B)インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成して、この補助駆動信号を前記基準信号を増幅するために前記トランジスタの電流供給端子に供給する補助駆動信号生成回路と、
を備え、
(C)前記補助駆動信号生成回路は、前記補助駆動信号として、前記トランジスタの消費電力を低減するために電位波形が定められ、かつ前記基準信号の電位上昇に先行して電位が上昇し、かつ前記基準信号の電位降下に先行して電位が降下する信号を生成し、
(D)前記補助駆動信号が、前記基準信号の電位波形と近似した電位波形を有し、
(E)前記トランジスタとして、相補的に接続されたトランジスタ対を備え、
(F)前記トランジスタ対が、エミッタ端子が相互に接続されたNPN型トランジスタとPNP型トランジスタとにより構成され、
(G)前記トランジスタがバイポーラトランジスタであり、
(H)前記コンデンサの端子間電圧が、前記補助駆動信号として前記トランジスタの電流供給端子に供給され、
(I)前記インダクタンスを複数備え、
(J)前記インダクタンスには、それぞれ異なるタイミングにて電流が流れ、
(K)前記インダクタンスに電流を流すタイミングを設定するためのスイッチ素子を備え、
(L)前記スイッチ素子として、前記コンデンサを充電するために使用される第1のスイッチ素子と、前記コンデンサを放電するために使用される第2のスイッチ素子とを備え、
(M)前記圧電素子が、ノズルから液体を吐出する動作を行う素子であることを特徴とする圧電素子の駆動回路。
(A) a transistor that amplifies a reference signal input to the control terminal, generates a main drive signal for operating the piezoelectric element, and outputs the main drive signal from the output terminal;
(B) having an LC resonant circuit in which an inductance and a capacitor are connected in series, generating an auxiliary drive signal by resonance of the LC resonant circuit, and amplifying the auxiliary drive signal with the reference signal An auxiliary drive signal generation circuit to be supplied to the current supply terminal of
With
(C) The auxiliary drive signal generation circuit has a potential waveform defined as the auxiliary drive signal in order to reduce power consumption of the transistor, and the potential rises prior to the potential rise of the reference signal; and Generating a signal whose potential drops prior to the potential drop of the reference signal;
(D) the auxiliary drive signal has a potential waveform approximate to the potential waveform of the reference signal;
(E) The transistor includes a pair of transistors connected in a complementary manner,
(F) The transistor pair includes an NPN transistor and a PNP transistor whose emitter terminals are connected to each other,
(G) the transistor is a bipolar transistor;
(H) A voltage between terminals of the capacitor is supplied to the current supply terminal of the transistor as the auxiliary drive signal;
(I) comprising a plurality of the inductances;
(J) Current flows through the inductance at different timings,
(K) comprising a switch element for setting the timing of flowing a current through the inductance;
(L) As the switch element, comprising a first switch element used for charging the capacitor, and a second switch element used for discharging the capacitor,
(M) The piezoelectric element drive circuit, wherein the piezoelectric element is an element that performs an operation of discharging a liquid from a nozzle.
ノズルから液体を吐出する動作を行う圧電素子と、
制御端子に入力される基準信号を増幅して、前記圧電素子に前記動作をさせるための主駆動信号を生成して出力端子から出力するトランジスタと、
インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成して、この補助駆動信号を前記基準信号を増幅するために前記トランジスタの電流供給端子に供給する補助駆動信号生成回路と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
A piezoelectric element that performs an operation of discharging liquid from a nozzle;
A transistor that amplifies a reference signal input to a control terminal, generates a main drive signal for causing the piezoelectric element to perform the operation, and outputs the main drive signal from an output terminal;
An LC resonance circuit having an inductance and a capacitor connected in series is generated, and an auxiliary drive signal is generated by resonance of the LC resonance circuit, and the current supply of the transistor is used to amplify the reference signal with the auxiliary drive signal An auxiliary drive signal generation circuit to be supplied to the terminal;
A liquid ejection apparatus comprising:
===印刷システム100の構成===
<全体構成>
まず、印刷装置を印刷システムとともに説明する。ここで、図1は、印刷システム100の構成を説明する図である。例示した印刷システム100は、印刷装置としてのプリンタ1と、印刷制御装置としてのコンピュータ110とを含んでいる。具体的には、この印刷システム100は、プリンタ1と、コンピュータ110と、表示装置120と、入力装置130と、記録再生装置140とを有している。プリンタ1は、用紙、布、フィルム等の媒体に画像を印刷する。なお、この媒体は、液体が吐出される対象となる対象物に相当する。また、以下の説明では、代表的な媒体である用紙を例に挙げて説明する。コンピュータ110は、プリンタ1と通信可能に接続されている。そして、プリンタ1に画像を印刷させるため、コンピュータ110は、その画像に応じた印刷データをプリンタ1に出力する。このコンピュータ110には、アプリケーションプログラムやプリンタドライバ等のコンピュータプログラムがインストールされている。表示装置120は、ディスプレイを有している。この表示装置120は、例えば、コンピュータプログラムのユーザーインタフェースを表示するためのものである。入力装置130は、例えば、キーボード131やマウス132である。記録再生装置140は、例えば、フレキシブルディスクドライブ装置141やCD−ROMドライブ装置142である。
=== Configuration of
<Overall configuration>
First, the printing apparatus will be described together with a printing system. Here, FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the
===コンピュータ110===
<コンピュータ110の構成>
図2は、コンピュータ110、及びプリンタ1の構成を説明するブロック図である。まず、コンピュータ110の構成について簡単に説明する。このコンピュータ110は、前述した記録再生装置140と、ホスト側コントローラ111とを有している。記録再生装置140は、ホスト側コントローラ111と通信可能に接続されており、例えばコンピュータ110の筐体に取り付けられている。ホスト側コントローラ111は、コンピュータ110における各種の制御を行うものであり、前述した表示装置120や入力装置130も通信可能に接続されている。このホスト側コントローラ111は、インタフェース部112と、CPU113と、メモリ114とを有する。インタフェース部112は、プリンタ1との間に介在し、データの受け渡しを行う。CPU113は、コンピュータ110の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ114は、CPU113が使用するコンピュータプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、RAM、EEPROM、ROM、磁気ディスク装置等によって構成される。このメモリ114に格納されるコンピュータプログラムとしては、前述したアプリケーションプログラムやプリンタドライバがある。そして、CPU113は、メモリ114に格納されているコンピュータプログラムに従って各種の制御を行う。
===
<Configuration of
FIG. 2 is a block diagram illustrating configurations of the
印刷データは、プリンタ1が解釈できる形式のデータである。印刷データには、各種のコマンドデータや画素データが含まれている。ここで、コマンドデータとは、プリンタ1に特定の動作の実行を指示するためのデータである。このコマンドデータには、例えば、給紙を指示するコマンドデータや、搬送量を示すコマンドデータ、排紙を指示するコマンドデータなどがある。また、画素データは、印刷される画像を構成する画素に関するデータである。ここでは、画素データは、印刷される画像を構成する各画素に対応して用紙上に形成されるドットに関するデータ(例えば、階調値)により構成されている。本実施形態では、画素データは2ビットのデータにより構成されている。詳しくは、この画素データには、ドット無し(インクの非吐出)に対応するデータ[00]と、小ドットの形成に対応するデータ[01]と、中ドットの形成に対応するデータ[10]と、大ドットの形成に対応するデータ[11]とがある。すなわち、このプリンタ1では、1画素について4階調で画像を形成するようになっている。
The print data is data in a format that can be interpreted by the
===プリンタ1===
<プリンタ1の構成>
次に、プリンタ1の構成について説明する。ここで、図3Aは、本実施形態のプリンタ1の構成を示す図である。図3Bは、本実施形態のプリンタ1の構成を説明する側面図である。なお、以下の説明では、図2も参照する。このプリンタ1は、図2に示すように、用紙搬送機構20、キャリッジ移動機構30、ヘッドユニット40、駆動信号生成回路50、検出器群60、及び、プリンタ側コントローラ70を有する。そして、駆動信号生成回路50とプリンタ側コントローラ70は共通のコントローラ基板CTRに実装されている。また、ヘッドユニット40は、ヘッド制御部HCと、ヘッド41とを有している。このプリンタ1では、プリンタ側コントローラ70によって制御対象部、すなわち用紙搬送機構20、キャリッジ移動機構30、ヘッドユニット40(ヘッド制御部HC,ヘッド41)、及び駆動信号生成回路50が制御される。すなわち、プリンタ側コントローラ70は、コンピュータ110から受け取った印刷データに基づいて制御対象部を制御し、用紙Sに画像を印刷させる。このとき、検出器群60の各検出器は、プリンタ1内の各部の状態を検出しており、検出結果をプリンタ側コントローラ70に出力する。各検出器からの検出結果を受けたプリンタ側コントローラ70は、その検出結果に基づいて制御対象部を制御する。
===
<Configuration of
Next, the configuration of the
<用紙搬送機構>
用紙搬送機構20は、媒体を搬送させる媒体搬送部に相当する。この用紙搬送機構20は、媒体としての用紙Sを印刷可能な位置に送り込んだり、この用紙Sを搬送方向に所定の搬送量で搬送させたりするものである。この搬送方向は、次に説明するキャリッジ移動方向と交差する方向である。そして、図3A及び図3Bに示すように、用紙搬送機構20は、給紙ローラ21と、搬送モータ22と、搬送ローラ23と、プラテン24と、排紙ローラ25とを有する。給紙ローラ21は、紙挿入口に挿入された用紙Sをプリンタ1内に自動的に送るためのローラであり、この例ではD形の断面形状をしている。搬送モータ22は、用紙Sを搬送方向に搬送させるためのモータであり、その動作は、プリンタ側コントローラ70によって制御される。搬送ローラ23は、給紙ローラ21によって送られてきた用紙Sを、印刷可能な領域まで搬送するためのローラである。プラテン24は、用紙Sを裏面側から支持するための部材である。排紙ローラ25は、印刷が終了した用紙Sを搬送するためのローラである。
<Paper transport mechanism>
The
<キャリッジ移動機構>
キャリッジ移動機構30は、ヘッドユニット40が取り付けられたキャリッジCRをキャリッジ移動方向に移動させるためのものである。キャリッジ移動方向には、一側から他側への移動方向と、他側から一側への移動方向が含まれている。なお、ヘッドユニット40はヘッド41を有する。このため、キャリッジ移動方向は、ヘッド41が移動するヘッド移動方向(所定方向)に相当する。また、キャリッジ移動機構30は、ヘッド41を所定方向に移動させるヘッド移動部に相当する。このキャリッジ移動機構30は、キャリッジモータ31と、ガイド軸32と、タイミングベルト33と、駆動プーリー34と、従動プーリー35とを有する。キャリッジモータ31は、キャリッジCRを移動させるための駆動源に相当する。このキャリッジモータ31の動作は、プリンタ側コントローラ70によって制御される。そして、キャリッジモータ31の回転軸には、駆動プーリー34が取り付けられている。この駆動プーリー34は、キャリッジ移動方向の一端側に配置されている。駆動プーリー34とは反対側のキャリッジ移動方向の他端側には、従動プーリー35が配置されている。タイミングベルト33は、キャリッジCRに接続されているとともに、駆動プーリー34と従動プーリー35とに架け渡されている。ガイド軸32は、キャリッジCRを移動可能な状態で支持する。このガイド軸32は、キャリッジ移動方向に沿って取り付けられている。従って、キャリッジモータ31が動作すると、キャリッジCRはこのガイド軸32に沿ってキャリッジ移動方向に移動する。これに伴い、ヘッド41もヘッド移動方向に移動する。
<Carriage moving mechanism>
The
<ヘッドユニット>
ヘッドユニット40は、インクを用紙Sに向けて吐出させるためのものである。このヘッドユニット40は、ヘッド41とヘッド制御部HCとを有している。ここで、図4A〜図4Cは、ヘッド41について説明したものである。図4Aは、ヘッド41の外面図である。図4Bは、ヘッド41の構造を説明するための断面図である。図4Cは、ヘッド41の一部を拡大して示す断面図である。なお、便宜上、ここではヘッド41について説明し、ヘッド制御部HCについては後で説明することにする。
<Head unit>
The
ヘッド41には、図4Aに示すように、イエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色ごとにそれぞれ複数のノズル♯1〜♯180からなるノズル列、即ちシアンノズル列211C、マゼンダノズル列211M、イエロノズル列211Y、およびブラックノズル列211Kが設けられている。
As shown in FIG. 4A, the
各ノズル列211C、211M、211Y、211Kの各ノズル♯1〜♯180は、所定の方向(ここでは、用紙Sの搬送方向)に沿って相互に間隔をあけて直線状に1列に配列されている。各ノズル列211C、211M、211Y、211Kは、ヘッド41の移動方向に沿って相互に所定の間隔をあけて平行に配置されている。各ノズル♯1〜♯180には、インク滴を吐出するための駆動素子としてピエゾ素子(図示外)が設けられている。なお、このピエゾ素子は、圧電素子に相当する。
The
ピエゾ素子は、その両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加すると、電圧の印加時間に応じて伸張し、インクの流路の側壁を変形させる。これによって、インクの流路の体積がピエゾ素子の伸縮に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、インク滴となって各色のノズル列211C、211M、211Y、211Kの各ノズル♯1〜♯180から吐出される。
When a voltage having a predetermined time width is applied between the electrodes provided at both ends of the piezoelectric element, the piezoelectric element expands according to the voltage application time and deforms the side wall of the ink flow path. As a result, the volume of the ink flow path contracts in accordance with the expansion and contraction of the piezo element, and the ink corresponding to this contraction becomes ink droplets, and each
<ヘッド41の構造>
ヘッド41は、図4Bに示すように、ケース411と、流路ユニット412と、ピエゾ素子ユニット413とを有する。ケース411は、ピエゾ素子ユニット413を収容するための収容室411aが内部に形成されたブロック状の部材である。ピエゾ素子ユニット413は、ノズル列211C、211M、211Y、211K毎に取り付けられる。このため、ケース411には4つの収容室411aが設けられており、4つのピエゾ素子ユニット413が各収容室411aに収容されている。
<Structure of
As shown in FIG. 4B, the
流路ユニット412は、図4Cに示すように、流路形成板412aと、流路形成板412aの一方の表面に接合された弾性板412bと、流路形成板412aの他方の面に接合されたノズルプレート412cとを有する。流路形成板412aは、シリコンウエハーや金属板等によって作製されている。この流路形成板412aには、圧力室412dとなる溝部、ノズル連通口412eとなる貫通口、共通インク室412fとなる貫通口、インク供給路412gとなる溝部が形成されている。弾性板412bは、支持枠412hと、ピエゾ素子PZTの先端が接合されるアイランド部412jとを有する。そして、アイランド部412jの周囲には、弾性膜412iによる弾性領域が形成されている。
As shown in FIG. 4C, the
ピエゾ素子ユニット413は、ピエゾ素子群413aと、接着用基板413bとから構成されている。ピエゾ素子群413aは櫛歯状をしており、1つ1つの櫛歯状部分がピエゾ素子PZTに相当する。このピエゾ素子群413aは、ノズルNz(ノズル♯1〜♯180)に対応する数のピエゾ素子PZTを有する。つまり、ここでは、ノズルNz(ノズル♯1〜♯180)の数は、180個であるから、ピエゾ素子群413aは、180個のピエゾ素子PZTを有する。また、接着用基板413bは、矩形状の板であり、一方の表面にピエゾ素子群413aが接着され、他方の表面がケース411に接着されている。ピエゾ素子PZTは、対向する電極間に電位差を与えることにより変形する。この例では、素子の長手方向に伸縮する。この伸縮量は、ピエゾ素子PZTの電位に応じて定められる。そして、ピエゾ素子PZTの電位は、印加された主駆動信号COMによって定められる。この主駆動信号COMについては、後で詳しく説明する。従って、ピエゾ素子PZTは、印加された主駆動信号COMの電位に応じて伸縮する。
The
そして、ピエゾ素子PZTが伸縮すると、アイランド部412jは圧力室412d側に押されたり、反対方向に引かれたりする。このとき、アイランド部412jの周辺の弾性膜412iが変形するので、ノズルNz(ノズル♯1〜♯180)からインクを効率よく吐出させることができる。
When the piezo element PZT expands and contracts, the island portion 412j is pushed toward the
<ヘッド制御部HC>
次に、ヘッド制御部HCについて説明する。ここで、図5は、ヘッド制御部HCの構成を説明するためのブロック図である。ヘッド制御部HCは、第1シフトレジスタ81Aと、第2シフトレジスタ81Bと、第1ラッチ回路82Aと、第2ラッチ回路82Bと、デコーダ83と、制御ロジック84と、ヘッド側スイッチ85とを有する。そして、制御ロジック84を除いた各部、すなわち、第1シフトレジスタ81A、第2シフトレジスタ81B、第1ラッチ回路82A、第2ラッチ回路82B、デコーダ83、ヘッド側スイッチ85は、それぞれピエゾ素子PZT毎、即ちノズルNz(ノズル♯1〜♯180)毎に設けられる。
<Head control unit HC>
Next, the head controller HC will be described. Here, FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the head controller HC. The head controller HC includes a
ヘッド制御部HCは、プリンタ側コントローラ70からの画素データSIに基づき、インクを吐出させるべくヘッド41の動作を制御する。具体的には、プリンタ側コントローラ70は、ヘッド制御部HCに対して画素データSIを送信する。ヘッド制御部HCは、プリンタ側コントローラ70から送られてきた画素データSIを受信して、当該画素データSIを第1シフトレジスタ81Aまたは第2シフトレジスタ81Bに順次格納する。そして、ヘッド制御部HCは、第1シフトレジスタ81Aまたは第2シフトレジスタ81Bに格納した画素データSIを第1ラッチ回路82Aまたは第2ラッチ回路82Bに順次転送する。デコーダ83は、第1ラッチ回路82Aまたは第2ラッチ回路82Bに転送された画素データSIに基づき、ヘッド側スイッチ85を制御するためのスイッチ制御信号SWを生成する。ここで生成されたスイッチ制御信号SWは、ヘッド側スイッチ85へと出力される。このスイッチ制御信号SWは、主駆動信号COMの必要部分をピエゾ素子PZTへ選択的に印加させるために用いられるものであり、ヘッド側スイッチ85は、このスイッチ制御信号SWに従ってオンオフされる。これにより、ヘッド制御部HCは、主駆動信号COMのピエゾ素子PZTへの印加を制御する。
The head controller HC controls the operation of the
<主駆動信号COM>
図6は、主駆動信号COMを説明した図である。主駆動信号COMは、図6に示すように、繰り返し周期Tにおける期間T1で生成される第1波形部SS1と、期間T2で生成される第2波形部SS2と、期間T3で生成される第3波形部SS3とを有する。そして、第1波形部SS1は駆動パルスPS1を有している。また、第2波形部SS2は駆動パルスPS2を、第3波形部SS3は駆動パルスPS3を、それぞれ有している。ここで、駆動パルスPS1、駆動パルスPS2及び駆動パルスPS3は、ノズルNz(ノズル♯1〜♯180)からインクを吐出させる際に用いられるものであり、互いに同じ波形をしている。これらの駆動パルスPS1〜PS3はピエゾ素子PZTを動作させるための波形部に相当し、その電位波形はピエゾ素子PZTに行わせる動作に基づいて定められている。従って、含まれる駆動パルスの電位波形や繰り返し周期T内に含まれる個数等は適宜定めることができる。
<Main drive signal COM>
FIG. 6 is a diagram illustrating the main drive signal COM. As shown in FIG. 6, the main drive signal COM is generated in the first waveform section SS1 generated in the period T1 in the repetition period T, the second waveform section SS2 generated in the period T2, and the first waveform section SS2 generated in the period T3. 3 waveform portions SS3. The first waveform section SS1 has a drive pulse PS1. The second waveform section SS2 has a drive pulse PS2, and the third waveform section SS3 has a drive pulse PS3. Here, the drive pulse PS1, the drive pulse PS2, and the drive pulse PS3 are used when ink is ejected from the nozzles Nz (
<主駆動信号COMの印加制御>
次に、ヘッド制御部HCによる主駆動信号COMの印加制御について説明する。ここで、図7は、主駆動信号COMの印加制御を説明するためのタイミングチャートである。なお、以下の説明では、図5も参照する。このプリンタ1において、画素データSIは2ビットで構成されており、その内容はノズルNz毎(ピエゾ素子PZT毎)に定められる。この画素データSIは、転送用のクロックCLKに同期してヘッド制御部HCへ送られる。そして、画素データSIの上位ビット群は各第1シフトレジスタ81Aにセットされ、下位ビット群は各第2シフトレジスタ81Bにセットされる。第1シフトレジスタ81Aには第1ラッチ回路82Aが接続され、第2シフトレジスタ81Bには第2ラッチ回路82Bが接続されている。ここで、プリンタ側コントローラ70からのラッチ信号LATがHレベルになると、各第1ラッチ回路82Aは対応する画素データSIの上位ビットをラッチし、各第2ラッチ回路82Bは画素データSIの下位ビットをラッチする。第1ラッチ回路82A及び第2ラッチ回路82Bでラッチされた画素データSI(上位ビットと下位ビットの組)はそれぞれ、デコーダ83に入力される。
<Application control of main drive signal COM>
Next, application control of the main drive signal COM by the head controller HC will be described. Here, FIG. 7 is a timing chart for explaining the application control of the main drive signal COM. In the following description, FIG. 5 is also referred to. In the
デコーダ83は、画素データSIの上位ビット及び下位ビットに基づいてデコードを行い、ヘッド側スイッチ85を制御するためのスイッチ制御信号SWを出力する。すなわち、制御ロジック84は、吐出されるインクの量に対応した選択データq0〜q3を同時に出力しており、デコーダ83は、これらの選択データq0〜q3の中から1つの選択データを画素データSIに基づいて選択し、スイッチ制御信号SWとして出力する。ここで、選択データq0は、ドット無し用の選択データである。つまり、選択データq0は、用紙Sにドットを形成しない場合において、スイッチ制御信号SWとなる選択データである。選択データq1は、小ドット用の選択データである。つまり、選択データq1は、用紙Sに小ドットを形成する場合において、スイッチ制御信号SWとなる選択データである。同様に、選択データq2は中ドット用の選択データ、選択データq3は大ドット用の選択データである。従って、デコーダ83は、画素データSIがドット無しを示すデータ[00]であった場合、選択データq0をスイッチ制御信号SWとし、小ドットの形成を示すデータ[01]であった場合、選択データq1をスイッチ制御信号SWとする。そして、中ドットや大ドットの形成も同様である。
The
また、制御ロジック84は、選択データq0〜q3の内容を、ラッチ信号LATやチェンジ信号CHによって定められるタイミングで更新する。例えば、選択データq0については、ラッチ信号LATがHレベルになったタイミングから1番目のチェンジ信号CHがHレベルになるまでの期間(期間T1に対応する。)においてデータ[0]である。そして、1番目のチェンジ信号CHがHレベルになったタイミングから2番目のチェンジ信号CHがHレベルになるまでの期間(期間T2に対応する。)においてデータ[0]である。同様に、2番目のチェンジ信号CHがHレベルになったタイミングから次の繰り返し周期Tのラッチ信号LATがHレベルになるまでの期間(期間T3に対応する。)においてデータ[0]である。同様に、選択データq1については、データが[0],[1],[0]の順で更新され、選択データq2については、データが[1],[1],[0]の順で更新され、選択データq3については、データが[1],[1],[1]の順で更新される。
Further, the
デコーダ83から出力されたスイッチ制御信号SWは、ヘッド側スイッチ85に入力される。このヘッド側スイッチ85は、オン期間において主駆動信号COMをピエゾ素子PZTへ印加させる。このため、ヘッド側スイッチ85の入力側には、駆動信号生成回路50からの主駆動信号COMが印加され、ヘッド側スイッチ85の出力側にはピエゾ素子PZTが接続されている。そして、スイッチ制御信号SWがデータ[1]の場合、ヘッド側スイッチ85がオン状態となって、主駆動信号COMがピエゾ素子PZTに印加される。また、スイッチ制御信号SWがデータ[0]の場合、ヘッド側スイッチ85がオフ状態となるので、主駆動信号COMはピエゾ素子PZTに印加されない。前述したように、ピエゾ素子PZTは主駆動信号COMの印加が停止された場合において停止直前の電位を維持する。従って、主駆動信号COMの印加が停止されている期間において、ピエゾ素子PZTは主駆動信号COMの印加が停止される直前の変形状態を維持する。
The switch control signal SW output from the
<検出器群>
検出器群60は、プリンタ1の状況を監視するためのものである。図3A、図3Bに示すように、この検出器群60には、リニア式エンコーダ61、ロータリー式エンコーダ62、紙検出器63、及び紙幅検出器64が含まれている。リニア式エンコーダ61は、キャリッジCRのキャリッジ移動方向の位置を検出するためのものである。ロータリー式エンコーダ62は、搬送ローラ23の回転量を検出するためのものである。紙検出器63は、印刷される用紙Sを検出するためのものである。紙幅検出器64は、印刷される用紙Sの幅を検出するためのものである。
<Detector group>
The
<プリンタ側コントローラ>
プリンタ側コントローラ70は、プリンタ1が有する各部を制御するものである。例えば、プリンタ側コントローラ70は、所定の搬送量で用紙Sを搬送させる動作と、キャリッジCR(ヘッド41)を移動させながら断続的にインクを吐出させる動作とを交互に行わせることで、用紙Sに画像を印刷させている。このため、プリンタ側コントローラ70は、搬送モータ22の回転量を制御することによって用紙Sの搬送を制御する。また、プリンタ側コントローラ70は、キャリッジモータ31の回転を制御することによってキャリッジCRの移動を制御する。さらに、画素データSIをヘッド制御部HCへ出力することで、インクを吐出させるための制御を行う。加えて、プリンタ側コントローラ70は、主駆動信号COM用の生成情報としてのDAC値(電位指定情報、後述する。)を駆動信号生成回路50へ出力する制御も行っている。
<Printer side controller>
The printer-
このプリンタ側コントローラ70は、図2に示すように、インタフェース部71と、CPU72と、メモリ73と、制御ユニット74とを有する。インタフェース部71は、外部装置であるコンピュータ110との間でデータの受け渡しを行う。CPU72は、プリンタ1の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ73は、CPU72のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、RAM、EEPROM、ROM等の記憶素子によって構成される。そして、CPU72は、メモリ73に記憶されているコンピュータプログラムに従って各制御対象部を制御する。例えば、CPU72は、制御ユニット74を介して用紙搬送機構20やキャリッジ移動機構30を制御する。例えば、搬送モータ22やキャリッジモータ31に対する制御信号を出力する。また、CPU72は、ヘッド41の動作を制御するためのヘッド制御信号(クロックCLK,画素データSI,ラッチ信号LAT,チェンジ信号CH,図6を参照。)をヘッド制御部HCへ出力したり、DAC値やPWM制御信号を駆動信号生成回路50へ出力したりする。
As shown in FIG. 2, the printer-
<駆動信号生成回路>
主駆動信号COMを生成する駆動信号生成回路50について説明する。図8Aは、駆動信号生成回路50の一例について説明したものである。この駆動信号生成回路50は、同図に示すように、波形生成回路91と、電流増幅回路92とを有している。図8Bは、波形生成回路91に入力されるDAC値と、波形生成回路91から出力される出力電圧との関係を説明する図である。
<Drive signal generation circuit>
The drive
波形生成回路91は、D/A変換器911と、電圧増幅回路912とを有している。D/A変換器911は、DAC値に応じたアナログ信号ANGを出力する回路である。このDAC値は、電圧増幅回路912から出力させる電圧(以下、出力電圧ともいう。)を指示するための情報であり、メモリ73に記憶された波形データに基づき、CPU72から出力される。本実施形態において、DAC値は10ビットのデータによって構成されているが、便宜上、図では16進数で示している。
The
電圧増幅回路912は、D/A変換器911からのアナログ信号ANGを、ピエゾ素子PZTの動作に適した電圧まで増幅する。本実施形態の電圧増幅回路912では、D/A変換器911からの出力電圧を、最大40数Vまで増幅する。そして、増幅後の出力電圧は、基準信号SQとして電流増幅回路92に向けて出力される。
The
例えば、CPU72からD/A変換器911に入力されたDAC値が16進数で「24Eh」の場合(2進数で「1001001110」の場合)、電圧増幅回路912で増幅された後の出力電圧は25Vとなる。また、CPU72からD/A変換器911に入力されたDAC値が16進数で「0h」の場合(2進数で「0000000000」の場合)、電圧増幅回路912で増幅された後の出力電圧は1.4Vとなり、入力されたDAC値が16進数で「3FF」の場合(2進数で「1111111111」の場合)、電圧増幅回路912で増幅された後の出力電圧は42.32Vとなる。すなわち、波形生成回路91の最低出力電圧は1.4Vであり、CPU72から入力されるDAC値が1つ大きくなると、波形生成回路91の出力電圧が0.04Vだけ上昇する。
For example, when the DAC value input from the
図9は、D/A変換器911によるアナログ信号ANGの生成を説明するための概念図である。図9の例において、CPU72は、タイミングt(n)で電位V1に対応するDAC値を出力する。これにより、更新周期τ(n)にて、D/A変換器911から出力されるアナログ信号ANGは電位V1となる。そして、更新周期τ(n+4)までは、電位V1に対応するDAC値が順次出力される。このため、アナログ信号ANGは電位V1を維持する。また、タイミングt(n+5)では、電位V2に対応するDAC値が出力される。これにより、更新周期τ(n+5)にて、アナログ信号ANGは電位V1から電位V2へと降下する。同様に、タイミングt(n+6)では、電位V3に対応するDAC値が出力される。これにより、更新周期τ(n+6)にて、アナログ信号ANGは電位V2から電位V3へ降下する。以下同様にしてDAC値が出力されるため、アナログ信号ANGの電位は次第に降下する。そして、更新周期τ(n+10)にてアナログ信号ANGは電位V4となる。このようなD/A変換器911を有する波形生成回路91を用いた場合、DAC値を指定によってアナログ信号ANGの電位を変更できるので、吐出させるインクに適した主駆動信号COMを容易に生成することができる。
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the generation of the analog signal ANG by the D /
電流増幅回路92は、図8Aに示すように、多数のピエゾ素子PZTが支障なく動作できるように、十分な電流を供給するための回路である。電流増幅回路92は、トランジスタ対921を有する。そして、このトランジスタ対921は、互いのエミッタ端子同士が接続されたNPN型のトランジスタQ1とPNP型のトランジスタQ2を有する。NPN型のトランジスタQ1は、駆動信号の電圧上昇時に動作するトランジスタである。このNPN型のトランジスタQ1は、そのコレクタ端子が電源側に接続され、またエミッタ端子が駆動信号の出力信号線側に接続されている。PNP型のトランジスタQ2は、電圧降下時に動作するトランジスタである。PNP型のトランジスタQ2は、そのコレクタ端子が接地(アース)側に接続され、またそのエミッタ端子が駆動信号の出力信号線側に接続されている。なお、NPN型のトランジスタQ1とPNP型のトランジスタQ2のエミッタ同士が接続されている部分の電圧(主駆動信号COMの電圧)は、符号FBで示すように、電圧増幅回路912へフィードバックされている。本実施形態では、これらトランジスタQ1、Q2がバイポーラトランジスタにより構成されている。
As shown in FIG. 8A, the
そして、この電流増幅回路92は、波形生成回路91からの出力電圧によって動作が制御される。例えば、出力電圧が上昇状態にあると、基準信号SQによってNPN型のトランジスタQ1がオン状態となる。これに伴い、電流I1が流れて、主駆動信号COMの電圧も上昇する。一方、出力電圧が降下状態にあると、基準信号SQによってPNP型のトランジスタQ2がオン状態となる。これに伴い、電流I2が流れて、主駆動信号COMの電圧も降下する。なお、出力電圧が一定である場合、NPN型のトランジスタQ1もPNP型のトランジスタQ2もオフ状態となる。その結果、主駆動信号COMは一定電圧となる。
The operation of the
なお、トランジスタQ1、Q2のベース端子は、トランジスタの「制御端子」に相当する。また、トランジスタQ1、Q2のエミッタ端子は、トランジスタの「出力端子」に相当する。また、トランジスタQ1、Q2のコレクタ端子は、トランジスタの「電流供給端子」に相当する。 The base terminals of the transistors Q1 and Q2 correspond to “control terminals” of the transistors. The emitter terminals of the transistors Q1 and Q2 correspond to “output terminals” of the transistors. The collector terminals of the transistors Q1 and Q2 correspond to “current supply terminals” of the transistors.
また、ここでは、トランジスタとして、NPN型のトランジスタQ1およびPNP型のトランジスタQ2の2種類のバイポーラトランジスタを備えた場合を例にして説明したが、電流増幅回路92にあっては、トランジスタとして、電界効果トランジスタ(FET:field effect transistor)を備えていても良い。この場合、電界効果トランジスタ(FET)のゲートが「制御端子」に相当する。また、電界効果トランジスタ(FET)のソースが「出力端子」に相当する。また、電界効果トランジスタ(FET)のドレインが「電流供給端子」に相当する。この他、トランジスタとして基準信号SQを増幅して主駆動信号を生成するようなトランジスタであれば、どのようなタイプのトランジスタであっても良い。
Here, the case where two types of bipolar transistors, ie, an NPN type transistor Q1 and a PNP type transistor Q2 are provided as transistors has been described as an example. However, in the
===従来の問題点===
ところで、このような駆動信号生成回路50にあっては、次のような問題があった。すなわち、トランジスタ対921のトランジスタQ1、Q2における消費電力が大きいという問題があった。これは、トランジスタQ1、Q2をそれぞれ正常に動作させるために、トランジスタQ1のコレクタ端子が主駆動信号COMの最大電位よりも高い電位に設定され、また、トランジスタQ2のコレクタ端子が主駆動信号COMの最小電位よりも低い電位に設定されていたためである。各トランジスタQ1、Q2の消費電力は、主に、コレクタ電流と、コレクタ−エミッタ間の電圧との積によって決まる。主駆動信号COMの電位変化によって、コレクタ端子とエミッタ端子との間の電位差が大きくなると、トランジスタQ1またはトランジスタQ2における消費電力が増大し、トランジスタQ1またはトランジスタQ2の発熱によって高温状態になるなどの不具合が生じることがあった。
=== Conventional problems ===
However, such a drive
===解決方法===
本実施形態では、このような問題を解決するために、補助駆動信号を生成する補助駆動信号生成回路を備え、この補助駆動信号生成回路により生成した補助駆動信号を、駆動信号生成回路50のトランジスタQ1、Q2のコレクタ端子に供給し、これにより、トランジスタQ1、Q2の消費電力の低減を図る。ここで補助駆動信号とは、トランジスタQ1、Q2の消費電力を低減するために生成される信号である。ここでは、補助駆動信号として、トランジスタQ1、Q2のベース端子に入力される基準信号SQの信号レベルの変動に先行して電位が変動するような信号を生成する。すなわち、基準信号SQの信号波形に近似した信号波形を有する信号を補助駆動信号として生成する。補助駆動信号生成回路が、このような補助駆動信号を生成してトランジスタQ1、Q2のコレクタ端子に供給することで、トランジスタQ1、Q2のコレクタ端子と、トランジスタQ1、Q2のエミッタ端子との間の電位差を小さくすることができる。これによって、トランジスタQ1、Q2の消費電力の低減を図ることができる。
=== Solution ===
In the present embodiment, in order to solve such a problem, an auxiliary drive signal generation circuit that generates an auxiliary drive signal is provided, and the auxiliary drive signal generated by the auxiliary drive signal generation circuit is used as a transistor of the drive
===補助駆動信号生成回路===
補助駆動信号生成回路の実施形態について説明する。この補助駆動信号生成回路は、ここでは、インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成する。具体的には、この補助駆動信号生成回路では、インダクタンスを通じてコンデンサに電流を供給し、コンデンサを徐々に充電する。そして、この充電によってコンデンサに蓄積された電荷をインダクタンスを通じて放出してコンデンサを放電させる。コンデンサの端子間電圧が補助駆動信号として、駆動信号生成回路のトランジスタのコレクタ端子に供給される。これによって、この補助駆動信号生成回路は、トランジスタQ1、Q2のベース端子に入力される基準信号SQの信号波形の信号レベルの変動に先行して電位が変動するような信号を生成する。
=== Auxiliary Drive Signal Generation Circuit ===
An embodiment of the auxiliary drive signal generation circuit will be described. Here, the auxiliary drive signal generation circuit includes an LC resonance circuit in which an inductance and a capacitor are connected in series, and generates an auxiliary drive signal by resonance of the LC resonance circuit. Specifically, in this auxiliary drive signal generation circuit, current is supplied to the capacitor through the inductance, and the capacitor is gradually charged. Then, the charge accumulated in the capacitor by this charging is discharged through the inductance, and the capacitor is discharged. The voltage between the terminals of the capacitor is supplied as an auxiliary drive signal to the collector terminal of the transistor of the drive signal generation circuit. As a result, the auxiliary drive signal generation circuit generates a signal whose potential changes prior to the change in the signal level of the signal waveform of the reference signal SQ input to the base terminals of the transistors Q1 and Q2.
<具体的な回路構成>
図10は、この補助駆動信号生成回路52の一実施形態について説明したものである。この補助駆動信号生成回路52は、コンデンサC1、C2、C3、C4と、インダクタンスL1、L2、L3と、スイッチ素子M1、M2、M3と、ダイオードD1、D2、D3、D4、D5と、抵抗R1、R2、R3、R4とを備えている。ここで、スイッチ素子M1、M2、M3は、電界効果トランジスタ(FET)により構成されている。詳しくは、スイッチ素子M1、M2は、Pチャネル型電界効果トランジスタにより構成されている。一方、スイッチ素子M3は、Nチャネル型電界効果トランジスタにより構成されている。また、スイッチ素子M1、M2は、第1のスイッチ素子に相当する。また、スイッチ素子M3は、第2のスイッチ素子に相当する。また、ダイオードD1、D2、D3、D4、D5は、ショットキバリアダイオードにより構成されている。
<Specific circuit configuration>
FIG. 10 illustrates an embodiment of the auxiliary drive signal generation circuit 52. The auxiliary drive signal generation circuit 52 includes capacitors C1, C2, C3, and C4, inductances L1, L2, and L3, switch elements M1, M2, and M3, diodes D1, D2, D3, D4, and D5, and a resistor R1. , R2, R3, and R4. Here, the switch elements M1, M2, and M3 are configured by field effect transistors (FETs). Specifically, the switch elements M1 and M2 are configured by P-channel field effect transistors. On the other hand, the switch element M3 is composed of an N-channel field effect transistor. The switch elements M1 and M2 correspond to the first switch element. The switch element M3 corresponds to a second switch element. The diodes D1, D2, D3, D4, and D5 are Schottky barrier diodes.
なお、図中のコンデンサCzは、圧電素子(ピエゾ素子)の静電容量を示す。つまり、本実施形態では、ノズル♯1〜♯180に設けられたピエゾ素子に対して1つの駆動信号生成回路50により主駆動信号COMを生成するから、コンデンサCzは、1〜180個分のピエゾ素子の静電容量を表わす。コンデンサCzの静電容量は、インクを吐出するノズルの数に応じてその都度、変動する。また、図中のIN1、IN2、IN3は、それぞれ各スイッチ素子M1、M2、M3をON/OFFするための信号である。
In addition, the capacitor | condenser Cz in a figure shows the electrostatic capacitance of a piezoelectric element (piezo element). That is, in the present embodiment, the main drive signal COM is generated by one drive
スイッチ素子M1、インダクタンスL1、インダクタンスL3およびスイッチ素子M3は、電源(ここでは、42V)側と、アース(接地)側との間に順に直列に接続されて介設されている。スイッチ素子M2とインダクタンスL2とは、相互に直列に接続されて、スイッチ素子M1およびインダクタンスL1に対して並列に接続されている。また、コンデンサC4は、インダクタンスL3およびスイッチ素子M3に対して並列に接続されている。 The switch element M1, the inductance L1, the inductance L3, and the switch element M3 are sequentially connected in series between the power supply (here 42V) side and the ground (ground) side. The switch element M2 and the inductance L2 are connected in series with each other, and are connected in parallel to the switch element M1 and the inductance L1. The capacitor C4 is connected in parallel to the inductance L3 and the switch element M3.
さらに、スイッチ素子M1とインダクタンスL1との間と、アース(接地)側との間には、ダイオードD1が介設されている。ここで、ダイオードD1は、そのカソード端子がスイッチ素子M1とインダクタンスL1との間に接続され、また、そのアノード端子がアース(接地)側に接続されている。また、スイッチ素子M2とインダクタンスL2との間と、アース(接地)との間には、ダイオードD2が介設されている。ここで、ダイオードD2は、そのカソード端子がスイッチ素子M2とインダクタンスL2との間に接続され、また、そのアノード端子がアース(接地)側に接続されている。また、インダクタンスL3とスイッチ素子M3との間と、電源(ここでは、42V)側との間には、ダイオードD5が介設されている。ここで、ダイオードD5は、そのカソード端子が電源(ここでは、42V)側に接続され、そのアノード端子がインダクタンスL3とスイッチ素子M3との間に接続されている。 Furthermore, a diode D1 is interposed between the switch element M1 and the inductance L1 and between the ground (ground) side. Here, the cathode terminal of the diode D1 is connected between the switch element M1 and the inductance L1, and the anode terminal thereof is connected to the ground (ground) side. A diode D2 is interposed between the switch element M2 and the inductance L2 and between the ground (ground). Here, the cathode terminal of the diode D2 is connected between the switch element M2 and the inductance L2, and the anode terminal thereof is connected to the ground (ground) side. A diode D5 is interposed between the inductance L3 and the switch element M3 and between the power source (42V in this case). Here, the cathode terminal of the diode D5 is connected to the power source (42V in this case), and the anode terminal thereof is connected between the inductance L3 and the switch element M3.
インダクタンスL1とインダクタンスL2とは、定数が異なり、インダクタンスL1の方が大きい。したがって、後に説明するように、コンデンサC4と共振する場合は、インダクタンスL1を用いた場合の方が、共振周期が長い。なお、ここでは、インダクタンスL3はインダクタンスL2と同一のインダクタンスである。 The inductance L1 and the inductance L2 have different constants, and the inductance L1 is larger. Therefore, as will be described later, when resonating with the capacitor C4, the resonance period is longer when the inductance L1 is used. Here, the inductance L3 is the same inductance as the inductance L2.
またさらに、インダクタンスL1に対しては、抵抗R1およびコンデンサC1が直列に接続されて、インダクタンスL1に並列に接続されている。また、インダクタンスL2に対しては、抵抗R2およびコンデンサC2が直列に接続されて、インダクタンスL2に並列に接続されている。また、インダクタンスL3に対しては、抵抗R3およびコンデンサC3が直列に接続されて、インダクタンスL3に並列に接続されている。これら抵抗R1、R2、R3およびコンデンサC1、C2、C3は、各インダクタンスL1、L2、L3に流れる電流が切れたとき、電流の変化(dI/dt)による各インダクタンスL1、L2、L3の端子間電圧が突然0になろうとするが、実際には浮遊容量があるので高い周波数で各インダクタンスL1、L2、L3の端子間電圧は振動する。この振動のコンデンサC1、C2、C3で振動の周波数を下げるとともに、抵抗R1、R2、R3で振動をすばやく減衰させるために設けられている。つまり、抵抗R1およびコンデンサC1は、インダクタンスL1の端子間電圧の振動を抑制するために設けられている。また、抵抗R2およびコンデンサC2は、インダクタンスL2の端子間電圧の振動を抑制するために設けられている。また、抵抗R3およびコンデンサC3は、インダクタンスL3の端子間電圧の振動を抑制するために設けられている。 Furthermore, a resistor R1 and a capacitor C1 are connected in series to the inductance L1, and are connected in parallel to the inductance L1. In addition, a resistor R2 and a capacitor C2 are connected in series to the inductance L2, and are connected in parallel to the inductance L2. In addition, a resistor R3 and a capacitor C3 are connected in series to the inductance L3, and are connected in parallel to the inductance L3. These resistors R1, R2, and R3 and capacitors C1, C2, and C3 are connected between the terminals of the respective inductances L1, L2, and L3 when the current flowing through the respective inductances L1, L2, and L3 is cut off due to a change in current (dI / dt). Although the voltage suddenly becomes zero, the voltage between the terminals of the inductances L1, L2, and L3 vibrates at a high frequency because there is actually a stray capacitance. The vibration capacitors C1, C2, and C3 are provided to lower the vibration frequency and the resistors R1, R2, and R3 are used to quickly attenuate the vibration. That is, the resistor R1 and the capacitor C1 are provided in order to suppress the oscillation of the voltage across the inductance L1. Further, the resistor R2 and the capacitor C2 are provided in order to suppress the vibration of the inter-terminal voltage of the inductance L2. Further, the resistor R3 and the capacitor C3 are provided in order to suppress the vibration of the voltage between the terminals of the inductance L3.
そして、コンデンサC4の電源側の端子が、ダイオードD3、D4を介して、トランジスタQ1およびトランジスタQ2のコレクタ端子にそれぞれ接続されている。つまり、コンデンサC4の端子間電圧が補助駆動信号SVとして、トランジスタQ1およびトランジスタQ2のコレクタ端子に入力されるようになっている。ダイオードD3は、コンデンサC4の電源側の端子と、トランジスタQ1のコレクタ端子との間に介設されている。詳しくは、ダイオードD3は、そのアノード端子がコンデンサC4の電源側の端子に接続され、また、そのカソード端子がトランジスタQ1のコレクタ端子に接続されている。また、ダイオードD4は、コンデンサC4の電源側の端子と、トランジスタQ2のコレクタ端子との間に介設されている。詳しくは、ダイオードD4は、そのアノード端子がトランジスタQ2のコレクタ端子に接続され、またそのカソード端子がコンデンサC4の電源側の端子に接続されている。これらダイオードD3、D4は、トランジスタQ1、Q2の各コレクタ端子と、コンデンサC4の電源側の端子との間を流れる電流の方向を規定している。 The terminal on the power source side of the capacitor C4 is connected to the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 via diodes D3 and D4, respectively. That is, the voltage across the capacitor C4 is input to the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 as the auxiliary drive signal SV. The diode D3 is interposed between the power supply side terminal of the capacitor C4 and the collector terminal of the transistor Q1. Specifically, the diode D3 has its anode terminal connected to the power supply side terminal of the capacitor C4 and its cathode terminal connected to the collector terminal of the transistor Q1. The diode D4 is interposed between the power supply side terminal of the capacitor C4 and the collector terminal of the transistor Q2. Specifically, the diode D4 has an anode terminal connected to the collector terminal of the transistor Q2, and a cathode terminal connected to the power supply side terminal of the capacitor C4. These diodes D3 and D4 define the direction of current flowing between the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 and the power supply side terminal of the capacitor C4.
スイッチ素子M1がONになると、インダクタンスL1に電流が流れて、コンデンサC4に電荷が蓄積され、コンデンサC4が充電される。したがって、コンデンサC4の端子間電圧は、徐々に上昇する。すなわち、インダクタンスL1とコンデンサC4とは、LC共振回路を構成している。そして、スイッチ素子M2がONになると、インダクタンスL2に電流が流れて、コンデンサC4に電荷が蓄積され、コンデンサC4が充電される。これにより、コンデンサC4の端子間電圧は、徐々に上昇する。すなわち、インダクタンスL2とコンデンサC4とは、LC共振回路を構成している。一方、スイッチ素子M3がONになると、コンデンサC4からインダクタンスL3を通じて電流が流れて、コンデンサC4から電荷が放出される。つまり、コンデンサC4は放電される。これにより、コンデンサC4の端子間電圧は、徐々に降下する。すなわち、インダクタンスL3とコンデンサC4とは、LC共振回路を構成している。 When the switch element M1 is turned on, a current flows through the inductance L1, charges are accumulated in the capacitor C4, and the capacitor C4 is charged. Therefore, the voltage across the capacitor C4 gradually increases. That is, the inductance L1 and the capacitor C4 constitute an LC resonance circuit. When the switch element M2 is turned on, a current flows through the inductance L2, charges are accumulated in the capacitor C4, and the capacitor C4 is charged. Thereby, the voltage between terminals of the capacitor C4 gradually increases. That is, the inductance L2 and the capacitor C4 constitute an LC resonance circuit. On the other hand, when the switch element M3 is turned on, a current flows from the capacitor C4 through the inductance L3, and electric charge is discharged from the capacitor C4. That is, the capacitor C4 is discharged. Thereby, the voltage between terminals of the capacitor C4 gradually decreases. That is, the inductance L3 and the capacitor C4 constitute an LC resonance circuit.
<基準信号と補助駆動信号>
ここで、本実施形態の補助駆動信号生成回路52により生成される補助駆動信号SVについて説明する。図11は、補助駆動信号SVと基準信号SQの各信号波形の一例について示したものである。ここで、基準信号SQは、圧電素子、ここでは各ノズル♯1〜♯180に各々設けられたピエゾ素子を動作させるための信号のことである。本実施形態の基準信号SQは、同図に示すように、最小電位VLから中間電位VMにかけて直線的に徐々に電位が上昇する第1区間P1と、中間電位VMが保持される第2区間P2と、中間電位VMから最大電位VHにかけて直線的に徐々に電位が上昇する第3区間P3と、最大電位VHが保持される第4区間P4と、最大電位VHから最小電位VLにかけて急激に電位が降下する第5区間P5と、最小電位VLが保持される第6区間P6とを有する。ここで、最小電位VL、中間電位VMおよび最大電位VHは、それぞれ所定の電位となっている。基準信号SQは、これら第1区間P1〜第6区間P6を1周期として、当該周期を繰り返して生成される。
<Reference signal and auxiliary drive signal>
Here, the auxiliary drive signal SV generated by the auxiliary drive signal generation circuit 52 of the present embodiment will be described. FIG. 11 shows an example of signal waveforms of the auxiliary drive signal SV and the reference signal SQ. Here, the reference signal SQ is a signal for operating a piezoelectric element, here, a piezoelectric element provided in each of the
一方、補助駆動信号SVは、トランジスタQ1、Q2の各コレクタ端子と、トランジスタQ1、Q2の各エミッタ端子との間の電位差を小さくするために、補助駆動信号生成回路52により生成される信号である。ここで生成される補助駆動信号SVは、基準信号SQの電位の変動に先行して電位が変動するような信号として生成される。つまり、補助駆動信号SVの信号波形は、基準信号SQの信号波形に応じて形成されている。 On the other hand, the auxiliary drive signal SV is a signal generated by the auxiliary drive signal generation circuit 52 in order to reduce the potential difference between the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 and the emitter terminals of the transistors Q1 and Q2. . The auxiliary drive signal SV generated here is generated as a signal whose potential changes prior to the change in potential of the reference signal SQ. That is, the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed according to the signal waveform of the reference signal SQ.
ここで、補助駆動信号SVは、基準信号SQの最小電位VLよりも若干低い第1電位V1から、基準信号SQの中間電位VMよりも若干高い第2電位V2へと徐々に電位が上昇する第1区間D1と、第2電位V2が保持される第2区間D2と、第2電位V2から、基準信号SQの最大電位VHよりも若干高い第3電位V3へと徐々に電位が上昇する第3区間D3と、第3電位V3が保持される第4区間D4と、第3電位V3から徐々に電位が降下して第1電位V1よりも低い電位V4に到達する第5間D5と、基準信号SQの最小電位VLよりも低い電位が保持される第6区間D6とを有する。 Here, the auxiliary drive signal SV is a first potential in which the potential gradually increases from the first potential V1 slightly lower than the minimum potential VL of the reference signal SQ to the second potential V2 slightly higher than the intermediate potential VM of the reference signal SQ. The first section D1, the second section D2 in which the second potential V2 is held, and the third potential in which the potential gradually increases from the second potential V2 to the third potential V3 that is slightly higher than the maximum potential VH of the reference signal SQ. A section D3, a fourth section D4 in which the third potential V3 is held, a fifth period D5 in which the potential gradually drops from the third potential V3 and reaches a potential V4 lower than the first potential V1, and a reference signal And a sixth section D6 in which a potential lower than the minimum potential VL of SQ is held.
第1区間D1は、基準信号SQの第1区間P1に対応して形成されている。また、第2区間D2は、基準信号SQの第2区間P2に対応して形成されている。また、第3区間D3は、基準信号SQの第3区間P3に対応して形成されている。また、第4区間D4は、基準信号SQの第4区間P4に対応して形成されている。また、第5区間D5は、基準信号SQの第5区間P5に対応して形成されている。また、第6区間D6は、基準信号SQの第6区間P6に対応して形成されている。 The first section D1 is formed corresponding to the first section P1 of the reference signal SQ. The second section D2 is formed corresponding to the second section P2 of the reference signal SQ. The third section D3 is formed corresponding to the third section P3 of the reference signal SQ. The fourth section D4 is formed corresponding to the fourth section P4 of the reference signal SQ. The fifth section D5 is formed corresponding to the fifth section P5 of the reference signal SQ. The sixth section D6 is formed corresponding to the sixth section P6 of the reference signal SQ.
第1区間D1〜第4区間D4では、補助駆動信号SVの電位が、基準信号SQの電位よりも若干高くなるように形成されている。一方、第5区間D5〜第6区間D6では、補助駆動信号SVの電位が、基準信号SQの電位よりも若干低くなるように形成されている。これは、次の理由からである。すなわち、第1区間D1〜第4区間D4の間では、トランジスタ対921のうちのNPN型のトランジスタQ1を動作させるからである。NPN型のトランジスタQ1を動作させるためには、基準信号SQの電位よりも高い電位の信号を補助駆動信号SVとしてトランジスタQ1のコレクタ端子に供給する必要がある。また、第5区間D5〜第6区間D6の間では、トランジスタ対921のうちのPNP型のトランジスタQ2を動作させるからである。PNP型のトランジスタQ2を動作させるためには、基準信号SQの電位よりも低い電位の信号を補助駆動信号SVとしてトランジスタQ2のコレクタ端子に供給する必要がある。
In the first section D1 to the fourth section D4, the potential of the auxiliary drive signal SV is formed to be slightly higher than the potential of the reference signal SQ. On the other hand, in the fifth section D5 to the sixth section D6, the potential of the auxiliary drive signal SV is formed to be slightly lower than the potential of the reference signal SQ. This is for the following reason. That is, the NPN transistor Q1 of the
このような波形の補助駆動信号SVが生成されることによって、補助駆動信号SVが入力されるトランジスタQ1、Q2のコレクタ端子と、基準信号SQが入力されるトランジスタQ1、Q2のエミッタ端子との間の電位差を小さくすることができる。これによって、トランジスタQ1、Q2にて発生する消費電力の抑制を図ることができる。 By generating the auxiliary drive signal SV having such a waveform, between the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 to which the auxiliary drive signal SV is input and the emitter terminals of the transistors Q1 and Q2 to which the reference signal SQ is input. The potential difference can be reduced. As a result, power consumption generated in the transistors Q1 and Q2 can be suppressed.
<補助駆動信号の生成方法>
次に、この補助駆動信号生成回路52による補助駆動信号SVの生成方法について説明する。図12は、補助駆動信号SVの生成方法について説明したものである。ここでは、図10を参照しながら補助駆動信号SVの生成方法について説明する。
<Auxiliary drive signal generation method>
Next, a method for generating the auxiliary drive signal SV by the auxiliary drive signal generation circuit 52 will be described. FIG. 12 illustrates a method for generating the auxiliary drive signal SV. Here, a method of generating the auxiliary drive signal SV will be described with reference to FIG.
まず、第1区間D1について説明する。第1区間D1は、第1区間P1に対応しているが、第1区間P1は二つの場合に用いられる。すなわち、(1)印字をしていないときは、補助駆動信号SVはグランドレベル、基準信号SQは電位VLにしておくが、基準信号SQを図6の繰返し周期の開始時の電位である電位VMまで持ち上げてやる。(2)図6の区間T1、T2、T3の終了前に、基準信号SQは、電位VLから電位VMに上昇させる。 First, the first section D1 will be described. The first section D1 corresponds to the first section P1, but the first section P1 is used in two cases. That is, (1) When printing is not performed, the auxiliary drive signal SV is set to the ground level and the reference signal SQ is set to the potential VL, but the reference signal SQ is set to the potential VM that is a potential at the start of the repetition period of FIG. I will lift it up. (2) Prior to the end of the sections T1, T2, and T3 in FIG. 6, the reference signal SQ is raised from the potential VL to the potential VM.
第1区間D1においては、ここでは、スイッチ素子M1をONにする(図12参照)。このスイッチ素子M1のONは、基準信号SQの電位が最小電位VLから中間電位VMへと上昇を開始する動作に対応して行うものである。スイッチ素子M1をONするタイミングは、基準信号SQの電位が上昇を開始するタイミングよりも若干早いタイミングに設定される。他のスイッチ素子M2およびスイッチ素子M3については、ここではOFFのままにしておく。スイッチ素子M1をONにすると、図10に示すように、電源側(ここでは、42V)からスイッチ素子M1を通じてインダクタンスL1に電流が流れて、コンデンサC4に電流が供給される。このため、コンデンサC4には、電荷が蓄積されて、コンデンサC4が充電される。これにより、コンデンサC4の端子間電圧(以降、ここでは『C電位』という)が、基準信号SQの電位の変動に先行して徐々に上昇する。 In the first section D1, the switch element M1 is turned on here (see FIG. 12). The switching element M1 is turned on in response to an operation in which the potential of the reference signal SQ starts to rise from the minimum potential VL to the intermediate potential VM. The timing for turning on the switch element M1 is set to a timing slightly earlier than the timing at which the potential of the reference signal SQ starts to rise. The other switch elements M2 and M3 are left off here. When the switch element M1 is turned ON, as shown in FIG. 10, a current flows from the power source side (42V in this case) to the inductance L1 through the switch element M1, and the current is supplied to the capacitor C4. For this reason, electric charge is accumulated in the capacitor C4, and the capacitor C4 is charged. As a result, the voltage across the terminals of the capacitor C4 (hereinafter referred to as “C potential”) gradually increases prior to the fluctuation of the potential of the reference signal SQ.
スイッチ素子M1は、ONされてから所定時間T1を経過した後、OFFされる。スイッチ素子M1がOFFにされた後であっても、インダクタンスL1には、電流が流れ続ける。これは、インダクタンスL1に蓄えられた電流を流そうとするエネルギーによるものである。インダクタンスL1に流れる電流は、ダイオードD1を通じて接地側から供給される。これにより、コンデンサC4には、スイッチ素子M1がOFFにされた後も電流が供給されて、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、さらに上昇する。 The switch element M1 is turned off after a predetermined time T1 has elapsed since it was turned on. Even after the switch element M1 is turned off, current continues to flow through the inductance L1. This is due to the energy to flow the current stored in the inductance L1. The current flowing through the inductance L1 is supplied from the ground side through the diode D1. As a result, a current is supplied to the capacitor C4 even after the switch element M1 is turned off, and the voltage across the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) further increases.
その後、インダクタンスL1に流れる電流の大きさは徐々に小さくなる。このため、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は徐々に安定した状態へと移行する。このようにして、補助駆動信号SVの信号波形の第1区間D1が形成される(図12参照)。なお、ここで、インダクタンスL1に流れる電流が切れたとき、電流の変化率(dI/dt)が急激に0になり、インダクタンスL1の電源側の端子に大きな電位変動(アース→『C電位』)が生じても、抵抗R1およびコンデンサC1により、インダクタンスL1の端子間電圧の振動を抑制することができる。 Thereafter, the magnitude of the current flowing through the inductance L1 gradually decreases. For this reason, the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) gradually shifts to a stable state. In this way, the first section D1 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 12). Here, when the current flowing through the inductance L1 is cut off, the rate of change (dI / dt) of the current suddenly becomes 0, and a large potential fluctuation (ground → “C potential”) occurs at the power supply side terminal of the inductance L1. Even if this occurs, the resistance R1 and the capacitor C1 can suppress the vibration of the voltage across the terminal of the inductance L1.
そして、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、しばらくの間、一定(電位V2)に保持される。これにより、補助駆動信号SVの信号波形の第2区間D2が形成される(図12参照)。第2区間D2は状況において長さが変わってもよい。すなわち、印字をしていないときの基準信号SQの電位VLから、繰返し周期Tの開始時の電位である電位VMまで持ち上げてやるときと、各区間T1、T2、T3の境界のそれぞれの平坦部の長さは異なってもかまわない。 The terminal voltage (“C potential”) of the capacitor C4 is kept constant (potential V2) for a while. As a result, a second section D2 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 12). The length of the second section D2 may vary depending on the situation. That is, when the voltage is increased from the potential VL of the reference signal SQ when printing is not performed to the potential VM that is the potential at the start of the repetition period T, and the flat portions at the boundaries of the sections T1, T2, and T3, respectively. The length of can be different.
その後、スイッチ素子M2がONされる。スイッチ素子M2は、基準信号SQの電位が中間電位VMから最大電位VHへと上昇を開始する前に先行してONされる(図12参照)。このようにスイッチ素子M2がONされると、電源側(ここでは、42V)からスイッチ素子M2を通じてインダクタンスL2に電流が流れて、コンデンサC4に電流が供給される。このため、コンデンサC4には、電荷が蓄積されて、コンデンサC4が充電される。コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、基準信号SQの電位の変動に先行してさらに上昇する。ここで、インダクタンスL2は、インダクタンスL1より小さいインダクタンスなので、コンデンサC4との共振周期が短い。すなわち、第3区間D3の『C電位』の立ち上がり方が第1区間D1より急峻である。このようにしているのは、基準信号SQが、第3区間P3が第1区間P1より急峻であるためである。 Thereafter, the switch element M2 is turned on. The switch element M2 is turned on in advance before the potential of the reference signal SQ starts to rise from the intermediate potential VM to the maximum potential VH (see FIG. 12). When the switch element M2 is turned on in this way, a current flows from the power supply side (42V in this case) to the inductance L2 through the switch element M2, and the current is supplied to the capacitor C4. For this reason, electric charge is accumulated in the capacitor C4, and the capacitor C4 is charged. The voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) further increases prior to the fluctuation of the potential of the reference signal SQ. Here, since the inductance L2 is an inductance smaller than the inductance L1, the resonance period with the capacitor C4 is short. That is, the rising direction of the “C potential” in the third section D3 is steeper than that in the first section D1. This is because the reference signal SQ is steeper in the third section P3 than in the first section P1.
スイッチ素子M2は、ONされてから所定時間T2を経過した後、OFFされる。スイッチ素子M1がOFFにされた後であっても、インダクタンスL2には、電流が流れ続ける。これは、インダクタンスL2に蓄えられた電流を流そうとするエネルギーによるものである。インダクタンスL1に流れる電流は、ダイオードD2を通じて接地側から供給される。これにより、コンデンサC4には、スイッチ素子M2がOFFにされた後も電流が供給され、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)はさらに上昇する。 The switch element M2 is turned off after a predetermined time T2 has elapsed since it was turned on. Even after the switch element M1 is turned off, current continues to flow through the inductance L2. This is due to the energy to flow the current stored in the inductance L2. The current flowing through the inductance L1 is supplied from the ground side through the diode D2. As a result, a current is supplied to the capacitor C4 even after the switch element M2 is turned off, and the voltage across the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) further increases.
インダクタンスL2に流れる電流の大きさは徐々に小さくなり、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は徐々に安定した状態へと移行する。その後、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、一定に保持される。このようにして、補助駆動信号SVの信号波形の第3区間D3が形成される(図12参照)。なお、ここで、インダクタンスL2に流れる電流が切れたとき、電流の変化率(dI/dt)が急激に0になり、インダクタンスL2の電源側の端子に大きな電位変動(アース→『C電位』)が生じても、抵抗R2およびコンデンサC2により、インダクタンスL2の端子間電圧の振動を抑制することができる。 The magnitude of the current flowing through the inductance L2 gradually decreases, and the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) gradually shifts to a stable state. Thereafter, the terminal voltage (“C potential”) of the capacitor C4 is kept constant. In this way, the third section D3 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 12). Here, when the current flowing through the inductance L2 is cut off, the rate of change of current (dI / dt) suddenly becomes 0, and a large potential fluctuation (ground → “C potential”) occurs at the power supply side terminal of the inductance L2. Even if this occurs, the resistance R2 and the capacitor C2 can suppress the oscillation of the voltage across the terminal of the inductance L2.
そして、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、しばらくの間、一定に保持される。これにより、補助駆動信号SVの信号波形の第4区間D4が形成される(図12参照)。 The voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) is kept constant for a while. As a result, a fourth section D4 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 12).
その後、スイッチ素子M3がONされる。スイッチ素子M3は、基準信号SQの電位が最大電位VHから最小電位VLへと降下を開始する前に先行してONされる(図12参照)。このようにスイッチ素子M3がONされると、コンデンサC4に蓄積された電荷がインダクタンスL3に電流として流れ込んで、当該インダクタンスL3を経由して接地側へと放出される。これにより、コンデンサC4は徐々に放電されて、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、基準信号SQの電位の変動に先行して急激に降下する。 Thereafter, the switch element M3 is turned on. The switch element M3 is turned on in advance before the potential of the reference signal SQ starts to drop from the maximum potential VH to the minimum potential VL (see FIG. 12). When the switch element M3 is turned on in this way, the electric charge accumulated in the capacitor C4 flows as a current into the inductance L3 and is discharged to the ground side via the inductance L3. As a result, the capacitor C4 is gradually discharged, and the voltage across the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) drops abruptly prior to the fluctuation of the potential of the reference signal SQ.
スイッチ素子M3は、ONされてから所定時間T3を経過した後、OFFされる。スイッチ素子M3がOFFにされた後であっても、インダクタンスL3には、電流が流れ続ける。これは、インダクタンスL3に蓄えられた電流を流そうとするエネルギーによるものである。インダクタンスL3に流れる電流は、ダイオードD5を通じて電源側(ここでは、42V)へと放出される。 The switch element M3 is turned off after a predetermined time T3 has elapsed since it was turned on. Even after the switch element M3 is turned off, current continues to flow through the inductance L3. This is due to the energy to flow the current stored in the inductance L3. The current flowing through the inductance L3 is discharged to the power supply side (42V here) through the diode D5.
そして、インダクタンスL3に流れる電流の大きさは徐々に小さくなり、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は徐々に安定した状態へと移行する。このようにして、補助駆動信号SVの信号波形の第5区間D5が形成される(図12参照)。なお、ここで、インダクタンスL3に流れる電流が切れたとき、電流の変化率(dI/dt)が急激に0になり、インダクタンスL3のアース(接地)側の端子に大きな電位変動(電源(+42V)→『C電位』)が生じても、抵抗R3およびコンデンサC3により、インダクタンスL3の端子間電圧の振動を抑制することができる。 The magnitude of the current flowing through the inductance L3 gradually decreases, and the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) gradually shifts to a stable state. In this way, the fifth section D5 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 12). Here, when the current flowing through the inductance L3 is cut off, the rate of change (dI / dt) of the current suddenly becomes 0, and a large potential fluctuation (power supply (+ 42V)) occurs at the ground (ground) side terminal of the inductance L3. → "C potential"), the oscillation of the voltage across the terminal of the inductance L3 can be suppressed by the resistor R3 and the capacitor C3.
その後、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、再び第1区間D1が始まるまでの間、基準信号SQの最小電位VLよりも低い電位からグランドレベルに徐々に上がっており、補助駆動信号SVの信号波形の第6区間D6が形成される(図12参照)。第6区間D6は本来、補助駆動信号が常にグランドレベルであることが望ましいが、インダクタンスやキャパシタンスの定数の精度や、スイッチ素子のON時間T1、T2、T3の時間の精度、更に避けることの出来ないキャパシタCzの変化(吐出ノズル数により大きく変化する)により、常にちょうどグランドレベルにするのは難しい。したがって、ほぼ、グランドレベルにする。その際、キャパシタCzが最大の時に、ちょうどグランドレベルに出来ればよい。そうすれば、Czが最大でない場合、第5区間D5の終了時に補助駆動信号SVはグランドより低くなる(Czが大きい場合、CzがC4に対して並列についているのに近い効果を示すため、C4から電流が流れにくくなり、第5区間D5での補助駆動信号SVの電位は上がる。逆に小さい場合は、補助駆動信号SVがマイナス側に振れる)。補助駆動信号SVがグランドレベルより下がると、ダイオードD1、インダクタンスL1を通して電流がグランドよりコンデンサC4に流れ込み、補助駆動信号SVの電位がグランドレベルに徐々に近づく。このようにして、第6区間の終了時、したがって、第1区間の開始時の補助駆動信号SVの電位を適切な範囲に収めることが出来る。 After that, the voltage between the terminals of the capacitor C4 ("C potential") gradually increases from a potential lower than the minimum potential VL of the reference signal SQ to the ground level until the first section D1 starts again, and the auxiliary drive A sixth section D6 of the signal waveform of the signal SV is formed (see FIG. 12). In the sixth section D6, it is originally desirable that the auxiliary drive signal is always at the ground level. However, the accuracy of the inductance and capacitance constants, the accuracy of the ON times T1, T2, and T3 of the switch elements can be further avoided. It is difficult to always make the ground level exactly due to the change of the capacitor Cz (which changes greatly depending on the number of ejection nozzles). Therefore, it is almost at the ground level. At that time, when the capacitor Cz is the maximum, it is only necessary to be at the ground level. Then, when Cz is not the maximum, the auxiliary drive signal SV becomes lower than the ground at the end of the fifth section D5 (in the case where Cz is large, Cz shows an effect close to being parallel to C4. From this point, the current hardly flows, and the potential of the auxiliary drive signal SV rises in the fifth section D5, whereas if it is small, the auxiliary drive signal SV swings to the minus side). When the auxiliary drive signal SV falls below the ground level, current flows from the ground to the capacitor C4 through the diode D1 and the inductance L1, and the potential of the auxiliary drive signal SV gradually approaches the ground level. In this way, the potential of the auxiliary drive signal SV at the end of the sixth section, and thus at the start of the first section, can be kept within an appropriate range.
このような補助駆動信号SVが、トランジスタQ1、Q2のコレクタ端子に入力されることで、トランジスタQ1、Q2のコレクタ端子と、トランジスタQ1、Q2のエミッタ端子との間の電位差を小さくする。これにより、トランジスタQ1、Q2の消費電力を大幅に抑えることができる。なお、補助駆動信号生成回路52も、理想的には、インダクタンスとキャパシタとスイッチで出来た回路であり、消費電力は0である。 By inputting such an auxiliary drive signal SV to the collector terminals of the transistors Q1 and Q2, the potential difference between the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 and the emitter terminals of the transistors Q1 and Q2 is reduced. Thereby, the power consumption of the transistors Q1 and Q2 can be significantly suppressed. The auxiliary drive signal generation circuit 52 is also ideally a circuit made up of an inductance, a capacitor, and a switch, and power consumption is zero.
なお、コンデンサC4の静電容量は、ピエゾ素子PZT(圧電素子)の合計の静電容量(ここでは、180個のピエゾ素子PZTの合計の静電容量)よりも十分に大きい方が好ましい。もし、コンデンサC4の容量が小さいと、実際に動作させるピエゾ素子PZT(圧電素子)の数の変動により、補助駆動信号SVに大きな影響が及ぼされるからである。なお、コンデンサC4の静電容量があまり大きく設定されると、回路素子や経路で電力ロスを招き、好ましくない。 The capacitance of the capacitor C4 is preferably sufficiently larger than the total capacitance of the piezo elements PZT (piezoelectric elements) (here, the total capacitance of 180 piezo elements PZT). This is because if the capacitance of the capacitor C4 is small, the auxiliary drive signal SV is greatly affected by fluctuations in the number of piezo elements PZT (piezoelectric elements) that are actually operated. If the capacitance of the capacitor C4 is set too large, power loss is caused in circuit elements and paths, which is not preferable.
また、スイッチ素子M1、M2,M3がそれぞれONされる時間T1、T2、T3を調節することで、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)の変動量を調節することができる。つまり、スイッチ素子M1、M2,M3がONされている時間T1、T2、T3を長くすれば、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)の変動量も大きく、補助駆動信号SVの電位をダイナミックに変動させることができる。また、スイッチ素子M1、M2,M3がONされている時間T1、T2、T3を短くすれば、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)の変動量も小さく、補助駆動信号SVの電位変動を抑制することができる。 Further, by adjusting the times T1, T2, and T3 when the switch elements M1, M2, and M3 are turned on, the amount of fluctuation of the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) can be adjusted. That is, if the times T1, T2, and T3 when the switch elements M1, M2, and M3 are turned on are lengthened, the amount of variation in the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) increases, and the potential of the auxiliary drive signal SV It can be changed dynamically. Further, if the times T1, T2, and T3 when the switch elements M1, M2, and M3 are turned on are shortened, the amount of fluctuation in the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) is also small, and the potential fluctuation of the auxiliary drive signal SV. Can be suppressed.
また、スイッチ素子M1、M2,M3がそれぞれONされるタイミングを変更することで、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)が変動するタイミングを変更することができる。これにより、補助駆動信号SVの電位が変動するタイミングを変更することができる。 Further, the timing at which the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) fluctuates can be changed by changing the timing at which the switch elements M1, M2, and M3 are turned on. Thereby, the timing at which the potential of the auxiliary drive signal SV fluctuates can be changed.
また、インダクタンスL1、L2、L3の誘導係数の大きさを適宜変更することで、補助駆動信号SVの電位変化の傾きを調整することができる。すなわち、インダクタンスL1、L2、L3の誘導係数を大きくすれば、補助駆動信号SVの電位変化の傾きを緩くすることができる。一方、インダクタンスL1、L2、L3の誘導係数を小さくすれば、補助駆動信号SVの電位変化の傾きを急峻にすることができる。 Further, by appropriately changing the magnitudes of the induction coefficients of the inductances L1, L2, and L3, it is possible to adjust the gradient of the potential change of the auxiliary drive signal SV. That is, if the induction coefficients of the inductances L1, L2, and L3 are increased, the slope of the potential change of the auxiliary drive signal SV can be made gentle. On the other hand, if the induction coefficients of the inductances L1, L2, and L3 are reduced, the gradient of the potential change of the auxiliary drive signal SV can be made steep.
以上、スイッチ素子M1、M2,M3がONされる時間T1、T2、T3やスイッチ素子M1、M2,M3がONされるタイミング、インダクタンスL1、L2、L3の誘導係数の大きさを適宜変更することで、所望の信号波形を有する補助駆動信号SVを生成することができる。 As described above, the times T1, T2, and T3 when the switch elements M1, M2, and M3 are turned on, the timing when the switch elements M1, M2, and M3 are turned on, and the induction coefficients of the inductances L1, L2, and L3 are appropriately changed. Thus, the auxiliary drive signal SV having a desired signal waveform can be generated.
なお、ここでは、補助駆動信号生成回路52が、LC共振回路のインダクタンスとして、3つのインダクタンスL1、L2、L3を備えていたが、インダクタンスの数については、1つであっても2つであっても良く、さらには4つ以上であっても良い。 Here, the auxiliary drive signal generation circuit 52 includes the three inductances L1, L2, and L3 as the inductance of the LC resonance circuit, but the number of inductances is one or two. It may also be four or more.
また、コンデンサについても同様、ここでは、補助駆動信号生成回路52が、LC共振回路のコンデンサとして、1つのコンデンサC4を備えていたが、コンデンサの数については、2以上であっても良い。 Similarly, the auxiliary drive signal generation circuit 52 includes one capacitor C4 as a capacitor of the LC resonance circuit here, but the number of capacitors may be two or more.
===まとめ===
以上本実施形態にあっては、このように基準信号SQの信号波形の信号レベルの変動に先行して電位が変動するような補助駆動信号SVを生成して、トランジスタQ1、Q2のコレクタ端子に供給することで、トランジスタQ1、Q2のコレクタ−エミッタ間の電位差を小さくすることができ、これにより、トランジスタQ1、Q2の消費電力を大幅に抑えることができる。特に、インダクタンスL1、L2、L3とコンデンサC4とが直接されたLC共振回路を備え、このLC共振回路の共振によって、基準信号SQの信号波形の信号レベルの変動に先行して電位が変動するような補助駆動信号SVを簡単に生成することができる。すなわち、トランジスタQ1、Q2の消費電力の低減を簡単に図ることができる。
=== Summary ===
As described above, in the present embodiment, the auxiliary drive signal SV whose potential is changed in advance of the change in the signal level of the signal waveform of the reference signal SQ is generated as described above and applied to the collector terminals of the transistors Q1 and Q2. By supplying the potential difference between the collectors and emitters of the transistors Q1 and Q2, the power consumption of the transistors Q1 and Q2 can be greatly suppressed. In particular, an LC resonance circuit in which inductances L1, L2, L3 and a capacitor C4 are directly provided is provided, and the resonance of the LC resonance circuit causes the potential to change prior to the change in the signal level of the signal waveform of the reference signal SQ. A simple auxiliary drive signal SV can be generated easily. That is, the power consumption of the transistors Q1 and Q2 can be easily reduced.
また、インダクタンスL1、L2、L3に対してそれぞれ、直列に接続された抵抗R1、R2、R3およびコンデンサC1、C2、C3が並列に接続されていることによって、各インダクタンスL1、L2、L3の一方の端子に大きな電位変動があったときでも、インダクタンスL1、L2、L3の端子間電圧の振動を抑制することができる。 Further, the resistors R1, R2, and R3 connected in series and the capacitors C1, C2, and C3 are connected in parallel to the inductances L1, L2, and L3, respectively, so that one of the inductances L1, L2, and L3 is connected. Even when there is a large potential fluctuation at the terminals, the oscillation of the voltage between the terminals of the inductances L1, L2, and L3 can be suppressed.
===他の補助駆動信号生成回路===
<回路構成>
図13は、補助駆動信号生成回路54の他の実施形態について説明したものである。この補助駆動信号生成回路54は、スイッチ素子M4、M5と、インダクタンスL5と、抵抗R5と、コンデンサC4、C5と、ダイオードD6、D7とを備えている。ここで、スイッチ素子M4、M5は、電界効果トランジスタにより構成されている。詳しくは、スイッチ素子M4は、Pチャネル型電界効果トランジスタにより構成されている。一方、スイッチ素子M5は、Nチャネル型電界効果トランジスタにより構成されている。また、スイッチ素子M4は、第1のスイッチ素子に相当する。また、スイッチ素子M5は、第2のスイッチ素子に相当する。また、ダイオードD6、D7は、ショットキーバリアダイオードにより構成されている。なお、図中のコンデンサCzは、圧電素子(ピエゾ素子)の静電容量を示す。コンデンサCzの静電容量は、インクを吐出するノズルの数に応じてその都度、変動する。
=== Other Auxiliary Drive Signal Generation Circuit ===
<Circuit configuration>
FIG. 13 illustrates another embodiment of the auxiliary drive
図13のインダクタンスL5は、図10のインダクタンスL1、L2、L3の中の一番小さいインダクタンスのものと等しい。図10では、インダクタンスL2とL3が同じ定数であり、これらはインダクタンスL1より小さいので、インダクタンスL5は、インダクタンスL2またはインダクタンスL3と等しい。 The inductance L5 in FIG. 13 is equal to that of the smallest inductance among the inductances L1, L2, and L3 in FIG. In FIG. 10, since the inductances L2 and L3 are the same constant and are smaller than the inductance L1, the inductance L5 is equal to the inductance L2 or the inductance L3.
スイッチ素子M4と、インダクタンスL5と、コンデンサC4とは、電源(ここでは、42V)側と、アース(接地)側との間に順に直列に接続されて介設されている。スイッチ素子M5は、スイッチ素子M4とインダクタンスL5との間と、アース(接地)側との間に介設されている。また、スイッチ素子M4とインダクタンスL5との間と、電源(ここでは、42V)側との間には、ダイオードD6が介設されている。ここで、ダイオードD6は、そのカソード端子が電源側に接続され、またそのアノード端子がスイッチ素子M4とインダクタンスL5との間に接続されている。また、スイッチ素子M4とインダクタンスL5との間と、アース(接地)側との間には、ダイオードD7が介設されている。ダイオードD7は、そのカソード端子がスイッチ素子M4とインダクタンスL5との間に接続され、またそのアノード端子がアース(接地)側に接続されている。 The switch element M4, the inductance L5, and the capacitor C4 are connected in series between the power supply (42V here) side and the ground (ground) side in order. The switch element M5 is interposed between the switch element M4 and the inductance L5 and between the ground (ground) side. A diode D6 is interposed between the switch element M4 and the inductance L5 and between the power supply (42V in this case). Here, the cathode terminal of the diode D6 is connected to the power supply side, and the anode terminal thereof is connected between the switch element M4 and the inductance L5. A diode D7 is interposed between the switch element M4 and the inductance L5 and between the ground (ground) side. The diode D7 has a cathode terminal connected between the switch element M4 and the inductance L5, and an anode terminal connected to the ground (ground) side.
さらに、インダクタンスL5に対しては、抵抗R5およびコンデンサC5が直列に接続されて、インダクタンスL5に並列に接続されている。これら抵抗R5およびコンデンサC5は、インダクタンスL5に流れる電流が切れたとき、インダクタンスL5の端子間電圧の振動を抑制するために設けられている。 Furthermore, a resistor R5 and a capacitor C5 are connected in series to the inductance L5, and are connected in parallel to the inductance L5. The resistor R5 and the capacitor C5 are provided to suppress the vibration of the voltage across the terminal of the inductance L5 when the current flowing through the inductance L5 is cut off.
そして、コンデンサC4の電源側の端子が、ダイオードD3、D4を介して、トランジスタQ1およびトランジスタQ2のコレクタ端子にそれぞれ接続されている。つまり、コンデンサC4の端子間電圧が補助駆動信号SVとして、トランジスタQ1およびトランジスタQ2のコレクタ端子に入力されるようになっている。 The terminal on the power source side of the capacitor C4 is connected to the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 via diodes D3 and D4, respectively. That is, the voltage across the capacitor C4 is input to the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 as the auxiliary drive signal SV.
スイッチ素子M4がONになると、インダクタンスL5に電流が流れて、コンデンサC4に電荷が蓄積され、コンデンサC4が充電される。したがって、コンデンサC4の端子間電圧は、徐々に上昇する。一方、スイッチ素子M5がONになると、コンデンサC4からインダクタンスL5を通じて電流が流れて、コンデンサC4から電荷が放出される。つまり、コンデンサC4は放電される。これにより、コンデンサC4の端子間電圧は、徐々に降下する。すなわち、インダクタンスL5とコンデンサC4とは、LC共振回路を構成している。 When the switch element M4 is turned on, a current flows through the inductance L5, charges are accumulated in the capacitor C4, and the capacitor C4 is charged. Therefore, the voltage across the capacitor C4 gradually increases. On the other hand, when the switch element M5 is turned on, a current flows from the capacitor C4 through the inductance L5, and charges are discharged from the capacitor C4. That is, the capacitor C4 is discharged. Thereby, the voltage between terminals of the capacitor C4 gradually decreases. That is, the inductance L5 and the capacitor C4 constitute an LC resonance circuit.
<補助駆動信号の生成>
次にこの補助駆動信号生成回路54による補助駆動信号SVの生成方法について説明する。図14は、補助駆動信号SVの生成方法について説明したものである。ここでは、図13を参照しながら補助駆動信号SVの生成方法について説明する。
<Generation of auxiliary drive signal>
Next, a method for generating the auxiliary drive signal SV by the auxiliary drive
まず、ここでは、スイッチ素子M4をONにする(図13参照)。スイッチ素子M4をONするタイミングは、基準信号SQの電位が上昇を開始するタイミングよりも若干早いタイミングに設定される。他のスイッチ素子M5については、ここではOFFのままにしておく。スイッチ素子M4をONにすると、図13に示すように、電源側(ここでは、42V)からスイッチ素子M4を通じてインダクタンスL5に電流が流れて、コンデンサC4に電流が供給される。このため、コンデンサC4には、電荷が蓄積されて、コンデンサC4が充電される。これにより、コンデンサC4の端子間電圧(以降、ここでは『C電位』という)が、基準信号SQの電位の変動に先行して徐々に上昇する。 First, here, the switch element M4 is turned ON (see FIG. 13). The timing at which the switch element M4 is turned ON is set to a timing slightly earlier than the timing at which the potential of the reference signal SQ starts to rise. The other switch element M5 is left OFF here. When the switch element M4 is turned on, as shown in FIG. 13, a current flows from the power source side (42V in this case) to the inductance L5 through the switch element M4, and the current is supplied to the capacitor C4. For this reason, electric charge is accumulated in the capacitor C4, and the capacitor C4 is charged. As a result, the voltage across the terminals of the capacitor C4 (hereinafter referred to as “C potential”) gradually increases prior to the fluctuation of the potential of the reference signal SQ.
そして、スイッチ素子M4は、ONされてから所定時間T4を経過した後、OFFされる。スイッチ素子M4がOFFにされた後であっても、インダクタンスL5には、電流が流れ続ける。これは、インダクタンスL5に蓄えられた、電流を流そうとするエネルギーによるものである。インダクタンスL5に流れる電流は、ダイオードD7を通じて接地側から供給される。これにより、コンデンサC4には、スイッチ素子M4がOFFにされた後も電流が供給されて、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、基準信号SQの電位の変動に先行してさらに上昇する。ここで、インダクタンスL5は、図10のインダクタンスL1と比べ、インダクタンスが小さいので、『C電位』の上昇の仕方は、図10の場合より大きい。したがって、所定時間T4は所定時間T1(図12)に比べ短い。 The switch element M4 is turned off after a predetermined time T4 has elapsed since it was turned on. Even after the switch element M4 is turned off, current continues to flow through the inductance L5. This is due to the energy stored in the inductance L5 to flow current. The current flowing through the inductance L5 is supplied from the ground side through the diode D7. As a result, a current is supplied to the capacitor C4 even after the switch element M4 is turned off, and the voltage across the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) further precedes the fluctuation of the potential of the reference signal SQ. To rise. Here, since the inductance L5 is smaller than the inductance L1 of FIG. 10, the way of increasing the “C potential” is larger than that of FIG. Therefore, the predetermined time T4 is shorter than the predetermined time T1 (FIG. 12).
その後、インダクタンスL5に流れる電流の大きさは徐々に小さくなる。そこで、再度、スイッチ素子M4をONにする(図14参照)。すると、再び、電源側(ここでは、42V)からスイッチ素子M4を通じてインダクタンスL5に電流が流れて、コンデンサC4に電流が供給される(図13参照)。このため、コンデンサC4には、電荷が蓄積されて、コンデンサC4が充電される。これにより、コンデンサC4の端子間電圧(以降、ここでは『C電位』という)が、さらに上昇する。 Thereafter, the magnitude of the current flowing through the inductance L5 gradually decreases. Therefore, the switch element M4 is turned ON again (see FIG. 14). Then, again, a current flows from the power supply side (here, 42 V) to the inductance L5 through the switch element M4, and the current is supplied to the capacitor C4 (see FIG. 13). For this reason, electric charge is accumulated in the capacitor C4, and the capacitor C4 is charged. As a result, the inter-terminal voltage of the capacitor C4 (hereinafter referred to as “C potential”) further increases.
スイッチ素子M4は、ONされてから所定時間T5を経過した後、OFFされる。スイッチ素子M4がOFFされた後、しばらくの間は、ダイオードD7を通じてインダクタンスL5に電流が流れ、コンデンサC4は充電される。これにより、コンデンサC4の端子間電圧(以降、ここでは『C電位』という)が、基準信号SQの電位の変動に先行してさらに上昇する。その後、インダクタンスL5に流れる電流の大きさは徐々に小さくなり、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は徐々に安定した状態へと移行する。このようにして、補助駆動信号SVの信号波形の第1区間D1が形成される(図14参照)。なお、ここで、インダクタンスL5に流れる電流が切れたとき、電流の変化率(dI/dt)が急激に0になり、インダクタンスL5の電源側の端子に大きな電位変動(アース→『C電位』)が生じても、抵抗R5およびコンデンサC5により、インダクタンスL5の端子間電圧の振動を抑制することができる。 The switch element M4 is turned off after a predetermined time T5 has elapsed since it was turned on. For a while after the switch element M4 is turned off, a current flows through the inductor L5 through the diode D7, and the capacitor C4 is charged. As a result, the inter-terminal voltage of the capacitor C4 (hereinafter referred to as “C potential”) further increases prior to the fluctuation of the potential of the reference signal SQ. Thereafter, the magnitude of the current flowing through the inductance L5 gradually decreases, and the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) gradually shifts to a stable state. In this way, the first section D1 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 14). Here, when the current flowing through the inductance L5 is cut off, the rate of change (dI / dt) of the current suddenly becomes 0, and a large potential fluctuation (ground → “C potential”) occurs at the power supply side terminal of the inductance L5. Even if this occurs, the resistance R5 and the capacitor C5 can suppress the oscillation of the voltage across the terminal of the inductance L5.
なお、第1区間D1においてT4、T5と2回に分けて充電しているのはなるべく、基準信号SQと補助駆動信号SVの電位差を小さくしたいためである。 In the first section D1, charging is performed twice at T4 and T5 in order to reduce the potential difference between the reference signal SQ and the auxiliary drive signal SV as much as possible.
そして、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、しばらくの間、一定に保持される。これにより、補助駆動信号SVの信号波形の第2区間D2が形成される(図14参照)。 The voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) is kept constant for a while. Thereby, the second section D2 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 14).
その後、スイッチ素子M4が再びONされる。スイッチ素子M4は、基準信号SQの電位が中間電位VMから最大電位VHへと上昇を開始する前に先行してONされる(図14参照)。このようにスイッチ素子M4がONされると、電源側(ここでは、42V)からスイッチ素子M4を通じて、再びインダクタンスL5に電流が流れて、コンデンサC4に電流が供給される。これにより、コンデンサC4が充電されて、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、基準信号SQの電位の変動に先行してさらに上昇する。 Thereafter, the switch element M4 is turned on again. The switch element M4 is turned on in advance before the potential of the reference signal SQ starts to rise from the intermediate potential VM to the maximum potential VH (see FIG. 14). When the switch element M4 is turned on in this way, a current flows again from the power source side (here, 42V) through the switch element M4 to the inductance L5, and the current is supplied to the capacitor C4. As a result, the capacitor C4 is charged, and the voltage across the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) further rises prior to the fluctuation of the potential of the reference signal SQ.
スイッチ素子M4は、ONされてから所定時間T6を経過した後、OFFされる(図14参照)。ここで、所定時間T6は、先の補助駆動信号SVの信号波形の第1区間D1を形成する場合の所定時間T4、T5に比べて非常に長い時間に設定される(図14参照)。つまり、スイッチ素子M4は、先の補助駆動信号SVの信号波形の第1区間D1を形成する場合に比べて、長い時間ONされ続ける。これにより、インダクタンスL5には、スイッチ素子M4を通じて電源(ここでは、42V)側から長い時間にわたり電流が供給される。このため、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、急激に上昇する(図14参照)。スイッチ素子M4がOFFされた後、しばらくの間は、ダイオードD7を通じてインダクタンスL5に電流が流れ、コンデンサC4は充電される(図13参照)。これにより、コンデンサC4の端子間電圧(以降、ここでは『C電位』という)が、さらに上昇する。その後、インダクタンスL5に流れる電流の大きさは徐々に小さくなり、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は徐々に安定した状態へと移行する。このようにして、補助駆動信号SVの信号波形の第3区間D3が形成される(図14参照)。なお、ここで、インダクタンスL5に流れる電流が切れたとき、電流の変化率(dI/dt)が急激に0になり、インダクタンスL5の電源側の端子に大きな電位変動(アース→『C電位』)が生じても、抵抗R5およびコンデンサC5により、インダクタンスL5の端子間電圧の振動を抑制することができる。 The switch element M4 is turned off after a predetermined time T6 has elapsed since it was turned on (see FIG. 14). Here, the predetermined time T6 is set to a very long time compared to the predetermined times T4 and T5 in the case of forming the first section D1 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV (see FIG. 14). That is, the switch element M4 continues to be turned on for a longer time than when the first section D1 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed. As a result, a current is supplied to the inductance L5 from the power source (here, 42V) side through the switch element M4 for a long time. For this reason, the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) increases rapidly (see FIG. 14). For a while after the switch element M4 is turned off, a current flows through the inductor L5 through the diode D7, and the capacitor C4 is charged (see FIG. 13). As a result, the inter-terminal voltage of the capacitor C4 (hereinafter referred to as “C potential”) further increases. Thereafter, the magnitude of the current flowing through the inductance L5 gradually decreases, and the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) gradually shifts to a stable state. In this way, the third section D3 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 14). Here, when the current flowing through the inductance L5 is cut off, the rate of change (dI / dt) of the current suddenly becomes 0, and a large potential fluctuation (ground → “C potential”) occurs at the power supply side terminal of the inductance L5. Even if this occurs, the resistance R5 and the capacitor C5 can suppress the oscillation of the voltage across the terminal of the inductance L5.
そして、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、しばらくの間、一定に保持される。これにより、補助駆動信号SVの信号波形の第4区間D4が形成される(図14参照)。 The voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) is kept constant for a while. As a result, a fourth section D4 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 14).
その後、スイッチ素子M5がONされる。スイッチ素子M5は、基準信号SQの電位が最大電位VHから最小電位VLへと降下を開始する前に先行してONされる(図14参照)。このようにスイッチ素子M5がONされると、コンデンサC4に蓄積された電荷がインダクタンスL5を通じて接地側へと放出される。これにより、コンデンサC4は徐々に放電されて、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、基準信号SQの電位の変動に先行して急激に降下する。 Thereafter, the switch element M5 is turned on. The switch element M5 is turned on in advance before the potential of the reference signal SQ starts to drop from the maximum potential VH to the minimum potential VL (see FIG. 14). When the switch element M5 is turned on in this way, the electric charge accumulated in the capacitor C4 is discharged to the ground side through the inductance L5. As a result, the capacitor C4 is gradually discharged, and the voltage across the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) drops abruptly prior to the change in potential of the reference signal SQ.
スイッチ素子M5は、ONされてから所定時間T7を経過した後、OFFされる。スイッチ素子M5がOFFにされた後であっても、インダクタンスL5には、電流が流れ続ける。これは、インダクタンスL5に蓄えられた電流を流そうとするエネルギーによるものである。インダクタンスL5に流れる電流は、ダイオードD6を通じて電源側(ここでは、42V)へと放出される。 The switch element M5 is turned off after a predetermined time T7 has elapsed since it was turned on. Even after the switch element M5 is turned off, current continues to flow through the inductance L5. This is due to the energy to flow the current stored in the inductance L5. The current flowing through the inductance L5 is discharged to the power supply side (42 V here) through the diode D6.
そして、インダクタンスL5に流れる電流の大きさは徐々に小さくなり、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は徐々に安定した状態へと移行する。このようにして、補助駆動信号SVの信号波形の第5区間D5が形成される(図14参照)。なお、ここで、インダクタンスL5に流れる電流が切れたとき、電流の変化率(dI/dt)が急激に0になり、インダクタンスL5の電源側の端子に大きな電位変動(電源(+42V)→『C電位』)が生じても、抵抗R5およびコンデンサC5により、インダクタンスL5の端子間電圧の振動を抑制することができる。 The magnitude of the current flowing through the inductance L5 gradually decreases, and the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) gradually shifts to a stable state. In this way, the fifth section D5 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 14). Here, when the current flowing through the inductance L5 is cut off, the rate of change (dI / dt) of the current suddenly becomes 0, and a large potential fluctuation (power supply (+ 42V) → “C” occurs at the power supply side terminal of the inductance L5. Even if the “potential” is generated, the resistance R5 and the capacitor C5 can suppress the oscillation of the voltage across the terminal of the inductance L5.
その後、コンデンサC4の端子間電圧(『C電位』)は、再び基準信号SQの電位が最小電位VLから上昇を開始するまでの間、基準信号SQの最小電位VLよりも低い電位に保持される。これにより、補助駆動信号SVの信号波形の第6区間D6が形成される(図14参照)。 Thereafter, the voltage between the terminals of the capacitor C4 (“C potential”) is held at a potential lower than the minimum potential VL of the reference signal SQ until the potential of the reference signal SQ starts to rise from the minimum potential VL again. . As a result, a sixth section D6 of the signal waveform of the auxiliary drive signal SV is formed (see FIG. 14).
このような補助駆動信号SVが、トランジスタQ1、Q2のコレクタ端子に入力されることで、トランジスタQ1、Q2のコレクタ端子と、トランジスタQ1、Q2のエミッタ端子との間の電位差を小さくする。これにより、トランジスタQ1、Q2の消費電力を大幅に抑えることができる。 By inputting such an auxiliary drive signal SV to the collector terminals of the transistors Q1 and Q2, the potential difference between the collector terminals of the transistors Q1 and Q2 and the emitter terminals of the transistors Q1 and Q2 is reduced. Thereby, the power consumption of the transistors Q1 and Q2 can be significantly suppressed.
図12においては、スイッチ素子をONにする回数は3回であったが、図14では4回である。スイッチング時は、有限の抵抗が発生し所謂スイッチング損失が発生するので、スイッチングの回数は少ないほうが有利であり、図13の回路は、図10の回路と比較して不利であると言える。しかし、回路が簡単になっており、この点では有利である。 In FIG. 12, the number of times the switch element is turned on is three, but in FIG. 14, it is four. At the time of switching, a finite resistance is generated and a so-called switching loss occurs. Therefore, it is advantageous that the number of times of switching is small, and the circuit of FIG. 13 is disadvantageous compared to the circuit of FIG. However, the circuit is simple and advantageous in this respect.
===その他の実施の形態===
以上、一実施形態に基づき、プリンタ等の印刷装置を例にして説明したが、上記の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更または改良され得るとともに、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
=== Other Embodiments ===
As described above, the printing apparatus such as a printer has been described as an example on the basis of one embodiment. However, the above-described embodiment is for facilitating understanding of the present invention, and the present invention is limited and interpreted. Not for. The present invention can be changed or improved without departing from the gist thereof, and needless to say, the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.
<圧電素子について>
前述した実施の形態では、「圧電素子」として、インクジェットプリンタに設けられ、インクを吐出する動作を行う素子(ピエゾ素子PZT)を例にして説明したが、ここでいう「圧電素子」にあっては、このようなインクジェットプリンタに設けられ、インクを吐出する動作を行う素子に限定されない。つまり、インクジェットプリンタ以外の他の種類の各種機器等に設けられた圧電素子についても、ここでいう「圧電素子」に含まれる。
<About piezoelectric elements>
In the above-described embodiment, the “piezoelectric element” is described as an example of an element (piezo element PZT) that is provided in an ink jet printer and performs an operation of ejecting ink. Is not limited to an element that is provided in such an ink jet printer and performs an operation of ejecting ink. That is, piezoelectric elements provided in various types of devices other than ink jet printers are also included in the “piezoelectric elements” herein.
<主駆動信号について>
前述した実施の形態では、「主駆動信号」として、図6や図7に示すような波形を有する主駆動信号を例にして説明したが、ここでいう「主駆動信号」にあっては、このような波形を有する信号に限定されない。すなわち、圧電素子を動作させるための信号であれば、どのような波形を有する信号であっても、ここでいう「主駆動信号」に含まれる。
<Main drive signal>
In the above-described embodiment, as the “main drive signal”, the main drive signal having a waveform as shown in FIG. 6 or FIG. 7 has been described as an example. However, in the “main drive signal” here, It is not limited to a signal having such a waveform. That is, a signal having any waveform as long as it is a signal for operating the piezoelectric element is included in the “main drive signal” here.
<補助駆動信号生成回路について>
前述した実施の形態では、図10や図13に示すような回路構成を有する補助駆動信号生成回路を例にして説明したが、ここでいう「補助駆動信号生成回路」にあっては、このような構成の回路に限定されることはなく、インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を備え、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成する回路であれば、どのような構成の回路であっても、ここでいう「補助駆動信号生成回路」に含まれる。
<Auxiliary drive signal generation circuit>
In the above-described embodiment, the auxiliary drive signal generation circuit having the circuit configuration shown in FIG. 10 or FIG. 13 has been described as an example. The circuit is not limited to a specific configuration, and any configuration may be used as long as the circuit includes an LC resonance circuit in which an inductance and a capacitor are connected in series and generates an auxiliary drive signal by resonance of the LC resonance circuit. This circuit is also included in the “auxiliary drive signal generation circuit” here.
<補助駆動信号について>
前述した実施の形態では、「補助駆動信号」として、図11や図12、図14に示すような波形を有する補助駆動信号を例にして説明したが、ここでいう「補助駆動信号」にあっては、このような波形を有する信号には限定されない。つまり、インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路の共振によって生成され、かつトランジスタにて基準信号を増幅するためにトランジスタのコレクタ端子に供給される信号であれば、どのような波形を有する信号であっても、ここでいう「補助駆動信号」に含まれる。
<About auxiliary drive signal>
In the above-described embodiment, as the “auxiliary drive signal”, the auxiliary drive signal having a waveform as shown in FIG. 11, FIG. 12, or FIG. 14 has been described as an example. Thus, the present invention is not limited to a signal having such a waveform. In other words, any waveform can be used as long as the signal is generated by resonance of an LC resonance circuit in which an inductance and a capacitor are connected in series and is supplied to the collector terminal of the transistor to amplify the reference signal in the transistor. Even a signal having the same is included in the “auxiliary drive signal” here.
<基準信号について>
前述した実施の形態では、「基準信号」として、図11や図12、図14に示すような波形を有する基準信号を例にして説明したが、ここでいう「基準信号」にあっては、このような波形を有する信号に限定されない。すなわち、主駆動信号を生成するための基準となる信号であれば、どのような波形を有する信号であっても、ここでいう「基準信号」に含まれる。
<About the reference signal>
In the above-described embodiment, the reference signal having the waveform as shown in FIG. 11, FIG. 12, or FIG. 14 has been described as an example of the “reference signal”. However, in the “reference signal” here, It is not limited to a signal having such a waveform. That is, any signal having any waveform as long as it is a reference signal for generating the main drive signal is included in the “reference signal” here.
<トランジスタについて>
前述した実施の形態では、トランジスタとして、NPN型トランジスタQ1と、PNP型トランジスタQ2とが相補的に接続されたトランジスタ対を備えた場合を例にして説明したが、ここでいう「トランジスタ」にあっては、必ずしもこのようにトランジスタ対として構成されている必要はなく、1個単独で構成されていても良く、また3個以上使用されて構成されていても良い。
<About transistors>
In the above-described embodiment, the case where a transistor pair in which an NPN transistor Q1 and a PNP transistor Q2 are complementarily connected is provided as an example has been described. Thus, it is not necessarily required to be configured as a transistor pair in this way, and may be configured as a single unit, or may be configured by using three or more units.
<スイッチ素子について>
前述した実施の形態では、スイッチ素子として、電界効果トランジスタ(FET)が用いられていたが、ここでいう「スイッチ素子」にあっては、必ずしもこのような電界効果トランジスタを用いる必要はなく、普通のトランジスタなど、他のタイプの様々な周知の素子を使用することができる。
<About switch elements>
In the above-described embodiment, the field effect transistor (FET) is used as the switch element. However, in the “switch element” referred to here, it is not always necessary to use such a field effect transistor. Various other types of well-known elements can be used, such as the above transistors.
<液体について>
前述した実施の形態では、「液体」としてインクを使用した場合を例にして説明していたが、ここでいう「液体」にあっては、このようなインクに限らず、その他の液体、例えば、金属材料、有機材料(例えば高分子材料)、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、各種加工液、遺伝子溶液といった各種液体をインクの代わりに吐出しても良い。
<About liquid>
In the above-described embodiment, the case where ink is used as the “liquid” has been described as an example. However, the “liquid” here is not limited to such an ink, but other liquids such as, for example, Various liquids such as metal materials, organic materials (for example, polymer materials), magnetic materials, conductive materials, wiring materials, film forming materials, electronic inks, various processing liquids, and gene solutions may be discharged instead of ink.
1 プリンタ,20 用紙搬送機構,21 給紙ローラ,
22 搬送モータ,23 搬送ローラ,24 プラテン,
25 排紙ローラ,30 キャリッジ移動機構,
31 キャリッジモータ,32 ガイド軸,
33 タイミングベルト,34 駆動プーリー,35 従動プーリー,
40 ヘッドユニット,41 ヘッド,411 ケース,
411a 収容室,412 流路ユニット,412a 流路形成板,
412b 弾性板,412c ノズルプレート,412d 圧力室,
412e ノズル連通口,412f 共通インク室,
412g インク供給路,412h 支持枠,412i 弾性膜,
412j アイランド部,413 ピエゾ素子ユニット,
413a ピエゾ素子群,413b 接着用基板,
50 駆動信号生成回路,52 補助駆動信号生成回路,54 補助駆動信号生成回路,
60 検出器群,61 リニア式エンコーダ,
62 ロータリー式エンコーダ,63 紙検出器,64 紙幅検出器,
70 プリンタ側コントローラ,71 インタフェース部,
72 CPU,73 メモリ,74 制御ユニット,
81A 第1シフトレジスタ,81B 第2シフトレジスタ,
82A 第1ラッチ回路,82B 第2ラッチ回路,83 デコーダ,
84 制御ロジック,85 ヘッド側スイッチ,100 印刷システム,
91 波形生成回路,92 電流増幅回路,
911 D/A変換器、912 電圧増幅回路,
921 トランジスタ対,
110 コンピュータ,111 ホスト側コントローラ,
112 インタフェース部,113 CPU,114 メモリ,
120 表示装置,130 入力装置,131 キーボード,
132 マウス,140 記録再生装置,
141 フレキシブルディスクドライブ装置,
142 CD−ROMドライブ装置,
211C シアンノズル列,211M マゼンダノズル列,
211Y イエロノズル列,211K ブラックノズル列,
S 用紙,CLK クロック,
SI 画素データ,LAT ラッチ信号,CH チェンジ信号,
CTR コントローラ基板,HC ヘッド制御部,CR キャリッジ,
PZT ピエゾ素子,Nz ノズル,COM 主駆動信号,SQ 基準信号,
Q1 トランジスタ,Q2 トランジスタ,
SS1 第1波形部,SS2 第2波形部,SS3 第3波形部,
SS4 第4波形部,PS1〜PS4 駆動パルス,q0〜q3 選択データ,
SW スイッチ制御信号,LAT ラッチ信号,CH チェンジ信号,
τ 更新周期
1 printer, 20 paper transport mechanism, 21 paper feed roller,
22 transport motors, 23 transport rollers, 24 platens,
25 paper discharge roller, 30 carriage moving mechanism,
31 Carriage motor, 32 guide shaft,
33 Timing belt, 34 Drive pulley, 35 Drive pulley,
40 head units, 41 heads, 411 case,
411a storage chamber, 412 flow path unit, 412a flow path forming plate,
412b elastic plate, 412c nozzle plate, 412d pressure chamber,
412e nozzle communication port, 412f common ink chamber,
412 g ink supply path, 412 h support frame, 412 i elastic membrane,
412j island, 413 piezo element unit,
413a piezo element group, 413b bonding substrate,
50 drive signal generation circuit, 52 auxiliary drive signal generation circuit, 54 auxiliary drive signal generation circuit,
60 detector groups, 61 linear encoder,
62 rotary encoder, 63 paper detector, 64 paper width detector,
70 printer side controller, 71 interface section,
72 CPU, 73 memory, 74 control unit,
81A first shift register, 81B second shift register,
82A first latch circuit, 82B second latch circuit, 83 decoder,
84 control logic, 85 head side switch, 100 printing system,
91 waveform generation circuit, 92 current amplification circuit,
911 D / A converter, 912 voltage amplification circuit,
921 transistor pair,
110 computers, 111 host-side controllers,
112 interface unit, 113 CPU, 114 memory,
120 display devices, 130 input devices, 131 keyboards,
132 mouse, 140 recording and playback device,
141 flexible disk drive device,
142 CD-ROM drive device,
211C cyan nozzle row, 211M magenta nozzle row,
211Y yellow nozzle row, 211K black nozzle row,
S paper, CLK clock,
SI pixel data, LAT latch signal, CH change signal,
CTR controller board, HC head controller, CR carriage,
PZT piezo element, Nz nozzle, COM main drive signal, SQ reference signal,
Q1 transistor, Q2 transistor,
SS1 first waveform section, SS2 second waveform section, SS3 third waveform section,
SS4 4th waveform section, PS1 to PS4 drive pulse, q0 to q3 selection data,
SW switch control signal, LAT latch signal, CH change signal,
τ Update cycle
Claims (15)
インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成して、この補助駆動信号を前記基準信号を増幅するために前記トランジスタの電流供給端子に供給する補助駆動信号生成回路と、
を備えたことを特徴とする圧電素子の駆動回路。 A transistor that amplifies a reference signal input to the control terminal, generates a main drive signal for operating the piezoelectric element, and outputs it from the output terminal;
An LC resonance circuit having an inductance and a capacitor connected in series is generated, and an auxiliary drive signal is generated by resonance of the LC resonance circuit, and the current supply of the transistor is used to amplify the reference signal with the auxiliary drive signal An auxiliary drive signal generation circuit to be supplied to the terminal;
A drive circuit for a piezoelectric element, comprising:
(B)インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成して、この補助駆動信号を前記基準信号を増幅するために前記トランジスタの電流供給端子に供給する補助駆動信号生成回路と、
を備え、
(C)前記補助駆動信号生成回路は、前記補助駆動信号として、前記トランジスタの消費電力を低減するために電位波形が定められ、かつ前記基準信号の電位上昇に先行して電位が上昇し、かつ前記基準信号の電位降下に先行して電位が降下する信号を生成し、
(D)前記補助駆動信号が、前記基準信号の電位波形と近似した電位波形を有し、
(E)前記トランジスタとして、相補的に接続されたトランジスタ対を備え、
(F)前記トランジスタ対が、エミッタ端子が相互に接続されたNPN型トランジスタとPNP型トランジスタとにより構成され、
(G)前記トランジスタがバイポーラトランジスタであり、
(H)前記コンデンサの端子間電圧が、前記補助駆動信号として前記トランジスタの電流供給端子に供給され、
(I)前記インダクタンスを複数備え、
(J)前記インダクタンスには、それぞれ異なるタイミングにて電流が流れ、
(K)前記インダクタンスに電流を流すタイミングを設定するためのスイッチ素子を備え、
(L)前記スイッチ素子として、前記コンデンサを充電するために使用される第1のスイッチ素子と、前記コンデンサを放電するために使用される第2のスイッチ素子とを備え、
(M)前記圧電素子が、ノズルから液体を吐出する動作を行う素子であることを特徴とする圧電素子の駆動回路。 (A) a transistor that amplifies a reference signal input to the control terminal, generates a main drive signal for operating the piezoelectric element, and outputs the main drive signal from the output terminal;
(B) having an LC resonant circuit in which an inductance and a capacitor are connected in series, generating an auxiliary drive signal by resonance of the LC resonant circuit, and amplifying the auxiliary drive signal with the reference signal An auxiliary drive signal generation circuit to be supplied to the current supply terminal of
With
(C) The auxiliary drive signal generation circuit has a potential waveform defined as the auxiliary drive signal in order to reduce power consumption of the transistor, and the potential rises prior to the potential rise of the reference signal; and Generating a signal whose potential drops prior to the potential drop of the reference signal;
(D) the auxiliary drive signal has a potential waveform approximate to the potential waveform of the reference signal;
(E) The transistor includes a pair of transistors connected in a complementary manner,
(F) The transistor pair includes an NPN transistor and a PNP transistor whose emitter terminals are connected to each other,
(G) the transistor is a bipolar transistor;
(H) A voltage between terminals of the capacitor is supplied to the current supply terminal of the transistor as the auxiliary drive signal;
(I) comprising a plurality of the inductances;
(J) Current flows through the inductance at different timings,
(K) comprising a switch element for setting the timing of flowing a current through the inductance;
(L) As the switch element, comprising a first switch element used for charging the capacitor, and a second switch element used for discharging the capacitor,
(M) The piezoelectric element drive circuit, wherein the piezoelectric element is an element that performs an operation of discharging a liquid from a nozzle.
制御端子に入力される基準信号を増幅して、前記圧電素子に前記動作をさせるための主駆動信号を生成して出力端子から出力するトランジスタと、
インダクタンスとコンデンサとが直列に接続されたLC共振回路を有し、このLC共振回路の共振によって補助駆動信号を生成して、この補助駆動信号を前記基準信号を増幅するために前記トランジスタの電流供給端子に供給する補助駆動信号生成回路と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
A piezoelectric element that performs an operation of discharging liquid from a nozzle;
A transistor that amplifies a reference signal input to a control terminal, generates a main drive signal for causing the piezoelectric element to perform the operation, and outputs the main drive signal from an output terminal;
An LC resonance circuit having an inductance and a capacitor connected in series is generated, and an auxiliary drive signal is generated by resonance of the LC resonance circuit, and the current supply of the transistor is used to amplify the reference signal with the auxiliary drive signal An auxiliary drive signal generation circuit to be supplied to the terminal;
A liquid ejection apparatus comprising:
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