(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024134984
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】駆動回路及び液体吐出装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/015 20060101AFI20240927BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20240927BHJP
【FI】
B41J2/015 101
B41J2/01 401
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023045458
(22)【出願日】2023-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090387
【弁理士】
【氏名又は名称】布施 行夫
(74)【代理人】
【識別番号】100090398
【弁理士】
【氏名又は名称】大渕 美千栄
(74)【代理人】
【識別番号】100148323
【弁理士】
【氏名又は名称】川▲崎▼ 通
(74)【代理人】
【識別番号】100168860
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 充史
(72)【発明者】
【氏名】野澤 大
(72)【発明者】
【氏名】井出 典孝
(72)【発明者】
【氏名】田端 邦夫
(72)【発明者】
【氏名】谷本 里香
(72)【発明者】
【氏名】植松 悟
【テーマコード(参考)】
2C056
2C057
【Fターム(参考)】
2C056EC07
2C056EC42
2C056FA04
2C056FA10
2C057AF82
2C057AK09
2C057AM22
2C057AN01
2C057AR04
2C057AR08
2C057AR16
2C057BA04
2C057BA14
(57)【要約】
【課題】駆動信号の波形精度を向上させることが可能な駆動回路を提供すること。
【解決手段】前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、を備え、前記レベル切替信号が前記第1電位から前記第2電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも低い、駆動回路。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第1電位から前記第2電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも低い、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項2】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第1期間において第1閾値よりも小さい第1の値から前記第1閾値よりも大きい第2の値まで増加し、前記第1期間に続く第2期間において前記第2の値で一定となる場合において、
前記第2の値が第3閾値よりも大きい場合は、前記第1期間において前記基駆動信号の値が前記第1閾値よりも大きくなったときに前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替え、前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持し、
前記第2の値が前記第3閾値よりも小さい場合は、前記第1期間及び前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持する、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
【請求項3】
駆動部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替
信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第2電位から前記第1電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも高い、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項4】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第3期間において第2閾値よりも大きい第3の値から前記第2閾値よりも小さい第4の値まで減少し、前記第3期間に続く第4期間において前記第4の値で一定となる場合において、
前記第4の値が第4閾値よりも小さい場合は、前記第3期間において前記基駆動信号の値が前記第2閾値よりも小さくなったときに前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替え、前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持し、
前記第4の値が前記第4閾値よりも大きい場合は、前記第3期間及び前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持する、
ことを特徴とする請求項3に記載の駆動回路。
【請求項5】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記基駆動信号の値が増加して前記第3閾値以上の第5閾値よりも大きくなった場合に前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替える、
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動回路。
【請求項6】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記基駆動信号の値が減少して前記第4閾値以下の第6閾値よりも小さくなった場合に前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替える、
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動回路。
【請求項7】
液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第1電位から前記第2電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも低い、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項8】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第1期間において第1閾値よりも小さい第1の値から前記第1閾値よりも大きい第2の値まで増加し、前記第1期間に続く第2期間において前記第2の値で一定となる場合において、
前記第2の値が第3閾値よりも大きい場合は、前記第1期間において前記基駆動信号の値が前記第1閾値よりも大きくなったときに前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替え、前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持し、
前記第2の値が前記第3閾値よりも小さい場合は、前記第1期間及び前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持する、
ことを特徴とする請求項7に記載の液体吐出装置。
【請求項9】
液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第2電位から前記第1電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも高い、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項10】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第3期間において第2閾値よりも大きい第3の値から前記第2閾値よりも小さい第4の値まで減少し、前記第3期間に続く第4期間において前記第4の値で一定となる場合において、
前記第4の値が第4閾値よりも小さい場合は、前記第3期間において前記基駆動信号の値が前記第2閾値よりも小さくなったときに前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替え、前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持し、
前記第4の値が前記第4閾値よりも大きい場合は、前記第3期間及び前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持する、
ことを特徴とする請求項9に記載の液体吐出装置。
【請求項11】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記基駆動信号の値が増加して前記第3閾値以上の第5閾値よりも大きくなった場合に前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替える、
ことを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置。
【請求項12】
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記基駆動信号の値が減少して前記第4閾値以下の第6閾値よりも小さくなった場合に前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替える、
ことを特徴とする請求項10に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動回路及び液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液体を吐出して媒体に画像や文書を形成する液体吐出装置には、圧電素子を用いたものが知られている。このような液体吐出装置において、圧電素子は、液体を吐出する複数のノズルのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号に従って駆動される。そして、圧電素子が駆動することで、当該圧電素子に対応して設けられたノズルから液体が吐出される。このような圧電素子を動作させるためには十分な電流を供給する必要がある。そのため、圧電素子を駆動する駆動信号を出力する駆動回路は、駆動信号の基となる源信号を増幅回路によって増幅する増幅回路を含んで構成されている。
【0003】
特許文献1には、駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力するパルス変調回路と、変調信号を増幅した増幅変調信号を第1出力点から出力する増幅回路と、増幅変調信号の電位をシフトしたレベルシフト増幅変調信号を第2出力点から出力するレベルシフト回路と、レベルシフト増幅変調信号を復調し、駆動信号を出力する復調回路と、を備えることにより、信号の増幅を効率的に行うことができる駆動回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、駆動信号の波形精度又はスイッチング素子の損失の観点において、特許文献1に記載の技術では十分ではなく、改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る駆動回路の一態様は、
駆動部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第1電位から前記第2電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも低い。
【0007】
本発明に係る駆動回路の他の一態様は、
駆動部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第2電位から前記第1電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも高い。
【0008】
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第1電位から前記第2電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも低い。
【0009】
本発明に係る液体吐出装置の他の一態様は、
液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第2電位から前記第1電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図3】ヘッドユニットにおける複数の吐出部の配置の一例を示す図である。
【
図6】第1実施形態における駆動回路の機能構成の一例を示す図である。
【
図8】基駆動信号、切替信号、第2増幅変調信号及び駆動信号の波形の一例を示す図である。
【
図9】比較例における基駆動信号、レベル切替信号及び駆動信号の波形の一例を示す図である。
【
図10】第1実施形態における基駆動信号、レベル切替信号及び駆動信号の波形の一例を示す図である。
【
図13】駆動信号の電圧とスイッチング周波数との関係を示す図である。
【
図14】駆動信号の波形が劣化する一例を示す図である。
【
図15】駆動信号の波形が劣化する他の一例を示す図である。
【
図16】第2実施形態における基駆動信号、レベル切替信号及び駆動信号の波形の一例を示す図である。
【
図17】第2実施形態における基駆動信号、レベル切替信号及び駆動信号の波形の他の一例を示す図である。
【
図18】第3実施形態における基駆動信号、レベル切替信号及び駆動信号の波形の他の一例を示す図である。
【
図19】MOSFETのゲート総電荷量とオン抵抗との関係の一例を示す図である。
【
図20】第5実施形態における駆動回路の機能構成の一例を示す図である。
【
図21】第5実施形態における各種の信号波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の
必須構成要件であるとは限らない。
【0012】
以下の説明では、本発明に係る液体吐出装置の一例として、コンシューマー用のインクジェットプリンターを用いる。しかしながら、液体吐出装置は、インクジェットプリンターに限るものではなく、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置、有機ELディスプレイ、面発光ディスプレイ等の電極形成に用いられる電極材料吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出装置等であってもよい。
【0013】
1.第1実施形態
1-1.液体吐出装置の概要
図1は、液体吐出装置1の構造の一例を示す図である。
図1に示すように、液体吐出装置1は、移動体2と、移動体2を主走査方向に沿って往復移動させる移動ユニット3と、を備える。
【0014】
移動ユニット3は、移動体2の主走査方向に沿った往復移動の駆動源となるキャリッジモーター31と、両端が固定されたキャリッジガイド軸32と、キャリッジガイド軸32とほぼ平行に延在しキャリッジモーター31により駆動されるタイミングベルト33と、を有する。
【0015】
移動体2は、キャリッジ24を有する。キャリッジ24は、キャリッジガイド軸32に往復移動自在に支持されるとともに、タイミングベルト33の一部に固定されている。そして、キャリッジモーター31によりタイミングベルト33が正逆走行することで、キャリッジ24を有する移動体2が、キャリッジガイド軸32に案内されて往復移動する。また、移動体2のうち、媒体Pと対向する部分にはヘッドユニット20が位置している。すなわち、ヘッドユニット20は、キャリッジ24に搭載されている。媒体Pと対向するヘッドユニット20の面には、液体としてのインクを吐出する多数のノズルが位置している。また、ヘッドユニット20には、ケーブル190を介してヘッドユニット20の動作を制御する各種制御信号が供給される。このようなケーブル190としては、移動体2の往復移動に追従して摺動可能なフレキシブルフラットケーブル等を用いることができる。
【0016】
また、液体吐出装置1は、媒体Pを搬送方向に沿ってプラテン40上で搬送させる搬送ユニット4を備える。搬送ユニット4は、媒体Pの搬送の駆動源である搬送モーター41と、搬送モーター41の駆動力に伴い回転することで媒体Pを搬送方向に沿って搬送する搬送ローラー42と、を有する。
【0017】
以上のように構成された液体吐出装置1では、媒体Pが搬送ユニット4によって搬送されるタイミングに同期して、ヘッドユニット20が当該媒体Pにインクを吐出する。これにより、ヘッドユニット20が吐出するインクが媒体Pの所望の位置に着弾し、媒体Pの表面に所望の画像や文字が形成される。
【0018】
次に、液体吐出装置1の機能構成について説明する。
図2は、液体吐出装置1の機能構成を示す図である。
図2に示すように、液体吐出装置1は、制御ユニット10、ヘッドユニット20、移動ユニット3、搬送ユニット4及びケーブル190を備える。ケーブル190は、制御ユニット10とヘッドユニット20とを電気的に接続する。
【0019】
制御ユニット10は、電源回路11、制御部100及び駆動回路50を有する。
【0020】
電源回路11は、液体吐出装置1の外部から供給される商用交流電源から所定の電圧値の電圧信号VHV1,VHV2,VDDを生成し、液体吐出装置1の各部に出力する。こ
こで、電源回路11が出力する電圧信号VHV1,VHV2は、例えば、21Vの直流電圧であり、電圧信号VDDは、例えば、3.3Vの直流電圧である。このような、電源回路11は、例えば、商用交流電源から所定の電圧値の直流電圧を生成するAC/DCコンバーターと、生成した直流電圧の電圧値を変換することで電圧信号VHV1,VHV2,VDDを生成するDC/DCコンバーターと、を含んで構成されていてもよい。なお、電源回路11は、電圧信号VHV1,VHV2,VDDに加えて異なる電圧値の直流電圧を出力してもよい。ここで、以下の説明において、電圧信号VHV1の電圧を電圧vhv1と称し、電圧信号VHV2の電圧を電圧vhv2と称し、電圧信号VDDの電圧を電圧vddと称する場合がある。
【0021】
制御部100には、液体吐出装置1の外部に設けられる不図示の外部機器であって、例えば、ホストコンピューター等から画像データが供給される。制御部100は、供給される画像データに各種の画像処理等を施すことで、液体吐出装置1の各部を制御するための各種制御信号を生成し、各部に出力する。
【0022】
具体的には、制御部100は、画像データに基づいて移動体2の往復移動を制御するための制御信号Ctrl1を生成し、移動ユニット3に含まれるキャリッジモーター31に出力する。また、制御部100は、画像データに基づいて媒体Pの搬送を制御するための制御信号Ctrl2を生成し、搬送ユニット4に含まれる搬送モーター41に出力する。これにより、主走査方向に沿った移動体2の往復移動と、搬送方向に沿った媒体Pの搬送と、が制御部100により制御される。すなわち、ヘッドユニット20は、媒体Pの搬送に同期した所定のタイミングで、媒体Pにインクを吐出することができる。これにより、媒体Pの所望の位置にインクを着弾させることが可能となり、媒体Pに所望の画像や文字を形成することができる。
【0023】
なお、制御部100は、移動体2の往復移動を制御するための制御信号Ctrl1を不図示のキャリッジモータードライバーにより信号変換した後、移動ユニット3に供給してもよく、同様に、媒体Pの搬送を制御するための制御信号Ctrl2を不図示の搬送モータードライバーにより信号変換した後、搬送ユニット4に供給してもよい。
【0024】
また、制御部100は、駆動回路50に基駆動信号dAを出力する。この基駆動信号dAは、ヘッドユニット20に供給される駆動信号COMの信号波形を規定する情報を含むデジタル信号である。駆動回路50は、基駆動信号dAをアナログ信号に変換した後、変換したアナログ信号を増幅することで駆動信号COMを生成する。そして、駆動回路50は、生成した駆動信号COMを、ヘッドユニット20に供給する。なお、駆動回路50の構成及び動作の詳細は後述する。
【0025】
また、制御部100は、ヘッドユニット20の動作を制御するための駆動データ信号DATAを生成し、ヘッドユニット20に出力する。ヘッドユニット20は、選択制御部210、複数の選択部230及び液体吐出ヘッド21を有する。また、液体吐出ヘッド21は、圧電素子60を含む吐出部600を複数個有する。複数の選択部230のそれぞれは、液体吐出ヘッド21が有する複数の吐出部600のそれぞれに含まれる圧電素子60に対応して設けられている。
【0026】
選択制御部210には、駆動データ信号DATAが入力される。選択制御部210は、駆動データ信号DATAに基づいて選択部230のそれぞれに対して駆動信号COMを選択すべきか又は非選択とすべきかを指示する選択信号Sを生成し、複数の選択部230のそれぞれに出力する。複数の選択部230のそれぞれには、駆動信号COMと、対応する選択信号Sとが入力される。複数の選択部230のそれぞれは、選択信号Sに基づいて、駆動信号COMを選択又は非選択とすることで駆動信号VOUTを生成し、出力する。す
なわち、複数の選択部230は、それぞれが駆動信号COMに基づく駆動信号VOUTを生成し、液体吐出ヘッド21に含まれる対応する吐出部600に含まれる圧電素子60の一端に供給する。
【0027】
また、複数の吐出部600に含まれる圧電素子60の他端には、基準電圧信号VBSが共通に供給されている。基準電圧信号VBSは、駆動信号VOUTにより駆動する圧電素子60の駆動の基準電位として機能する信号であって、例えば、5.5Vや6V、グラウンド電位(0V)等の一定の電位の信号である。
【0028】
圧電素子60は、ヘッドユニット20における複数のノズルのそれぞれに対応して設けられている。そして、圧電素子60は、一端に供給される駆動信号VOUTと他端に供給される基準電圧信号VBSとの電位差に応じて駆動する。その結果、圧電素子60を含む吐出部600から圧電素子60の駆動量に応じた量のインクが吐出される。
【0029】
なお、
図2では、ヘッドユニット20が1つの液体吐出ヘッド21を有する場合を図示しているが、ヘッドユニット20が有する液体吐出ヘッド21の数は、1つに限るものではなく、ヘッドユニット20は、吐出するインクの種類や数等に応じて複数の液体吐出ヘッド21を有してもよい。
【0030】
以上のように、本実施形態における液体吐出装置1は、駆動信号COM,VOUTが供給されることで駆動する複数の圧電素子60を有し、複数の圧電素子60の駆動により液体との一例としてのインクを吐出する液体吐出ヘッド21と、駆動信号COMを出力する駆動回路50と、を備える。
【0031】
1-2.吐出部の構成
次に、液体吐出ヘッド21が有する複数の吐出部600の構成及びヘッドユニット20における複数の吐出部600の配置の一例について説明する。
図3は、ヘッドユニット20における複数の吐出部600の配置の一例を示す図である。
図3では、ヘッドユニット20が4個の液体吐出ヘッド21を有する場合を例示している。
【0032】
図3に示すように、4個の液体吐出ヘッド21は、それぞれが一方向に列状に設けられた複数の吐出部600を有する。すなわち、液体吐出ヘッド21は、吐出部600に含まれる後述するノズル651が一方向に並ぶノズル列Lを含む。また、液体吐出ヘッド21は、ヘッドユニット20において、ノズル列Lと交差する方向に並んで位置している。すなわち、ヘッドユニット20には、液体吐出ヘッド21と同数のノズル列Lが形成されている。なお、ノズル列Lにおけるノズル651の配置は、一列に限るものではなく、例えば、複数のノズル651の内の一方の端部から数えて偶数番目のノズル651と、複数のノズル651の内の一方の端部から数えて奇数番目のノズル651と、の位置が相違するように千鳥状に配置されていてもよく、複数のノズル651が2列以上で並設されることで1つのノズル列Lを形成してもよい。
【0033】
次に、吐出部600の構成の一例について説明する。
図4は、吐出部600の構成の一例を示す図である。
図4に示すように、吐出部600は、圧電素子60、振動板621、キャビティー631及びノズル651を含む。振動板621は、
図4において上面に設けられた圧電素子60の駆動に伴い変位する。振動板621は、キャビティー631の内部容積を拡大/縮小させるダイヤフラムとして機能する。キャビティー631の内部には、インクが充填されている。キャビティー631は、圧電素子60の駆動による生じる振動板621の変位により、内部容積が変化する圧力室として機能する。ノズル651は、ノズルプレート632に形成されるとともに、キャビティー631に連通する開孔部である。そして、キャビティー631の内部容積の変化に伴い、キャビティー631の内部に貯
留されたインクが、ノズル651から吐出される。
【0034】
圧電素子60は、圧電体601を一対の電極611,612で挟んだ構造である。この構造の圧電体601は、電極611と電極612との電位差に応じて電極611,612及び振動板621の中央部分が両端部分に対して
図4における上下方向に撓む。
【0035】
具体的には、圧電素子60の一端である電極611に駆動信号VOUTが供給され、他端である電極612に基準電圧信号VBSが供給される。そして、駆動信号VOUTの電圧の変化に応じて圧電素子60が上方向に駆動した場合、振動板621が上方向に変位する。その結果、キャビティー631の内部容積が拡大する。したがって、リザーバー641に貯留されているインクがキャビティー631に引き込まれる。一方で、駆動信号VOUTの電圧値の変化に応じて圧電素子60が下方向に駆動した場合、振動板621が下方向に変位する。その結果、キャビティー631の内部容積が縮小する。したがって、キャビティー631の内部容積の縮小の程度に応じた量のインクがノズル651から吐出される。
【0036】
以上のように、液体吐出ヘッド21は、圧電素子60を含み、圧電素子60の駆動により媒体Pに対してインクを吐出する。なお、吐出部600及び吐出部600に含まれる圧電素子60は、図示した構成に限られるものではなく、駆動信号VOUTに基づいて圧電素子60が駆動するとともに、圧電素子60の駆動により対応するノズル651からインクを吐出させることができる構造であればよい。
【0037】
1-3.駆動回路の構成及び動作
次に、駆動回路50の構成及び動作について説明する。
【0038】
1-3-1.駆動信号COMの信号波形
駆動回路50の構成及び動作を説明するにあたり、まず、駆動回路50が出力する駆動信号COMの信号波形の一例について説明する。
図5は、駆動信号COMの信号波形の一例を示す図である。
図5に示すように、駆動信号COMは、周期T毎に台形波形Adpを含む。台形波形Adpは、電圧vcで一定の期間と、電圧vcで一定の期間の後に続き電圧vcよりも低い電圧vbで一定の期間と、電圧vbで一定の期間の後に続き電圧vcよりも高い電圧vtで一定の期間と、電圧vtで一定の期間の後に続き電圧vcで一定の期間と、を含む。すなわち、駆動信号COMは、電圧vtと電圧vbとの間で電圧が変化するとともに、周期Tにおいて、電圧vcで始まり電圧vcで終了する台形波形Adpを含む。
【0039】
電圧vcは、圧電素子60の変位の基準となる電位に相当する。そして、圧電素子60に供給される駆動信号COMの電圧が電圧vcから電圧vbとなることで、圧電素子60は、
図4に示す上方向に駆動する。その結果、振動板621が
図4に示す上方向に変位する。そして、振動板621が
図4に示す上方向に変位すると、キャビティー631の内部容積が拡大し、インクがリザーバー641からキャビティー631に引き込まれる。その後、圧電素子60に供給される駆動信号COMの電圧が電圧vbから電圧vtとなることで、圧電素子60が、
図4に示す下方向に駆動する。その結果、振動板621が
図4に示す下方向に変位する。そして、振動板621が
図4に示す下方向に変位すると、キャビティー631の内部容積が縮小し、キャビティー631に貯留されているインクがノズル651から吐出される。
【0040】
また、圧電素子60の駆動によりノズル651からインクが吐出された後の一定の期間、ノズル651の近傍のインクや振動板621が振動を継続する場合がある。駆動信号COMに含まれる電圧vcで一定の期間は、このようなインクや振動板621に生じたイン
クの吐出に寄与しない振動を静止させるための期間としても機能する。
【0041】
ここで、
図5に示す駆動信号COMの信号波形は一例であり、これに限るものではなく、液体吐出ヘッド21が吐出するインクの物性や、駆動信号COMの周期Tの長さ、媒体Pの搬送速度等に応じた様々な形状の信号波形を含んでもよい。
【0042】
1-3-2.駆動回路の構成
次に、駆動回路50の構成について説明する。
図6は、第1実施形態における駆動回路50の機能構成の一例を示す図である。
図6に示すように駆動回路50は、D/A変換回路510、加算器511、パルス変調回路520、インバーター521、復調回路560、帰還回路570、記憶部700及びレベル切替信号生成回路710及び増幅レベルシフト回路800を有する。
【0043】
D/A変換回路510には、制御部100からデジタル信号である基駆動信号dAが入力される。D/A変換回路510は、基駆動信号dAをデジタル-アナログ変換した後、変換したアナログ信号を基駆動信号aAとして出力する。この基駆動信号aAの電圧振幅は、例えば、1~2Vであり、駆動回路50は、基駆動信号aAを増幅した信号を駆動信号COMとして出力する。すなわち、基駆動信号aAは、駆動信号COMの増幅前の目標となる信号に相当する。
【0044】
加算器511の+側の入力端には、基駆動信号aAが入力される。加算器511の-側の入力端には、駆動信号COMが後述する帰還回路570を介して帰還した帰還信号VFBが入力される。そして、加算器511は、基駆動信号aAから帰還信号VFBを差し引いた信号をパルス変調回路520に出力する。
【0045】
パルス変調回路520は、加算器511が出力する信号をパルス変調することで変調信号MSを生成する。変調信号MSは、Lレベルの電位と、Lレベルよりも高いHレベルの電位を含むデジタル信号である。そして、パルス変調回路520は、生成した変調信号MSを増幅回路550に出力する。このようなパルス変調回路520は、加算器511が出力する信号をパルス密度変調(PDM:Pulse Density Modulation)方式により変調したパルス密度変調信号(PDM信号)を生成し、当該PDM信号を変調信号MSとして増幅回路550に出力する。具体的には、パルス変調回路520は、加算器511の出力信号の電圧と、所定の基準電圧vrefとを比較する。そして、パルス変調回路520は、加算器511の出力信号の電圧が基準電圧vrefよりも大きい場合にHレベルとなり、加算器511の出力信号の電圧が基準電圧vrefよりも小さい場合にLレベルとなる変調信号MSを生成し、出力する。
【0046】
このように、D/A変換回路510、加算器511及びパルス変調回路520によって構成される回路は、駆動信号COMの基となる基駆動信号dAを変調し、変調信号MSを出力する変調回路500として機能する。
【0047】
レベル切替信号生成回路710は、基駆動信号dAが入力され、基駆動信号dAに基づくレベル切替信号LSを生成する。レベル切替信号LSは、Lレベルの電位と、Lレベルよりも高いHレベルの電位を含むデジタル信号である。具体的には、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSがLレベルのときに基駆動信号dAの値が増加して第1閾値dvth1よりも大きくなった場合にレベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替える。また、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSがHレベルのときに基駆動信号dAの値が減少して第2閾値dvth2よりも小さくなった場合にレベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替える。
【0048】
記憶部700は、第1閾値dvth1及び第2閾値dvth2を記憶する。記憶部700は、例えば、不揮発性メモリーであってもよい。あるいは、記憶部700は、揮発性メモリーであり、制御部100等から外部通信によって、第1閾値dvth1及び第2閾値dvth2が記憶部700に設定されてもよい。すなわち、第1閾値dvth1及び第2閾値dvth2は、あらかじめ決められた値であってもよいし、駆動回路50の外部から書き換え可能であってもよい。
【0049】
増幅レベルシフト回路800は、変調信号MSに応じてスイッチングするトランジスターM1,M2と、レベル切替信号LSに応じてスイッチングするトランジスターM3,M4と、を含み、レベル切替信号LSがLレベルのときに変調信号MSを増幅した増幅変調信号を出力し、レベル切替信号LSがHレベルのときに増幅変調信号の電位をシフトした信号を出力する。
【0050】
本実施形態では、増幅レベルシフト回路800は、増幅回路550と、レベルシフト回路750と、を含む。増幅回路550は、トランジスターM1,M2のスイッチング動作により、変調信号MSを増幅した増幅変調信号である第1増幅変調信号AMS1を出力する。レベルシフト回路750は、トランジスターM3,M4のスイッチング動作により、レベル切替信号LSがLレベルのときに第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力し、レベル切替信号LSがHレベルのときに第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する。以下、増幅回路550及びレベルシフト回路750の構成について詳細に説明する。
【0051】
増幅回路550は、ゲートドライブ回路530、ダイオードD1、コンデンサーC1及びトランジスターM1,M2を含む。増幅回路550は、変調信号MSを増幅した第1増幅変調信号AMS1を生成し、第1出力点OP1から出力する。
【0052】
ゲートドライブ回路530は、変調信号MSに基づいてゲート信号HGD1とゲート信号LGD1とを出力する。具体的には、変調信号MSは、ゲートドライブ回路530が有するゲートドライバー531に入力され、ゲートドライバー531は、変調信号MSをレベルシフトしたゲート信号HGD1を生成し、トランジスターM1に出力する。また、変調信号MSは、インバーター521において論理レベルが反転された後、ゲートドライブ回路530が有するゲートドライバー532に入力され、ゲートドライバー532は、変調信号MSの論理レベルが反転された信号をレベルシフトしたゲート信号LGD1を生成し、トランジスターM2に出力する。
【0053】
トランジスターM1,M2は、共にNチャネルのMOSFETで構成されている。トランジスターM1は、一端であるソース端子が第1増幅変調信号AMS1の出力される第1出力点OP1と電気的に接続し、他端であるドレイン端子に電源電圧として電圧信号VHV1の電圧vhv1が供給され、ゲート端子に入力されるゲート信号HGD1に基づいて動作する。また、トランジスターM2は、一端であるドレイン端子が第1出力点OP1と電気的に接続し、他端であるソース端子にグラウンド電位が供給され、ゲート端子に入力されるゲート信号LGD1に基づいて動作する。
【0054】
そして、トランジスターM1がゲート信号HGD1に基づき動作し、トランジスターM2がゲート信号LGD1に基づき動作することで、第1出力点OP1に、変調信号MSを電圧vhv1で増幅した第1増幅変調信号AMS1が生成される。
【0055】
ここで、ゲートドライブ回路530の動作について説明する。ゲートドライブ回路530は、ゲートドライバー531,532を含む。前述の通り、ゲートドライバー531には、変調信号MSが入力され、ゲートドライバー532には、変調信号MSの論理レベル
がインバーター521により反転された信号が入力される。すなわち、ゲートドライバー531に入力される信号と、ゲートドライバー532に入力される信号とは、排他的にHレベルとなる。ここで、排他的にHレベルとなるとは、ゲートドライバー531とゲートドライバー532とに同時にHレベルの信号が入力されないことが含まれる。すなわち、ゲートドライバー531とゲートドライバー532とに同時にLレベルの信号が入力される場合を除外するものではない。
【0056】
ゲートドライバー531の低電位側の電源端子は、第1出力点OP1と電気的に接続している。したがって、ゲートドライバー531の低電位側の電源端子には、第1出力点OP1に生じた信号が電圧信号HVS1として供給される。また、ゲートドライバー531の高電位側の電源端子は、ダイオードD1のカソード端子及びコンデンサーC1の一端と電気的に接続している。そして、ダイオードD1のアノード端子には、電圧vmが供給され、コンデンサーC1の他端は、第1出力点OP1と電気的に接続している。すなわち、ダイオードD1とコンデンサーC1とは、ブートストラップ回路を構成し、当該ブートストラップ回路の出力電圧がゲートドライバー531の高電位側の電源端子に供給される。したがって、ゲートドライバー531の高電位側の電源端子には、ゲートドライバー531の低電位側の電源端子に入力される電圧信号HVS1よりも電圧vmだけ高い電圧の電圧信号HVD1が供給される。
【0057】
よって、ゲートドライバー531は、Hレベルの変調信号MSが入力された場合、第1出力点OP1の電圧よりも電圧vmだけ高い電圧の電圧信号HVD1に基づく電圧のゲート信号HGD1を出力し、Lレベルの変調信号MSが入力された場合、第1出力点OP1の電圧である電圧信号HVS1に基づく電圧のゲート信号HGD1を出力する。
【0058】
ここで、電圧vmは、トランジスターM1,M2及び後述するトランジスターM3,M4のそれぞれを駆動することが可能な電圧であって、例えば7.5Vの直流電圧である。このような電圧vmは、例えば、電源回路11が出力する電圧信号VHV1,VHV2,VDDを降圧又は昇圧することで生成される。
【0059】
ゲートドライバー532の低電位側の電源端子には、グラウンド電位の信号が電圧信号LVS1として供給される。また、ゲートドライバー532の高電位側の電源端子には、電圧vmが電圧信号LVD1として供給される。したがって、ゲートドライバー532は、Lレベルの変調信号MSの論理レベルがインバーター521によって反転されたHレベルの信号が入力されている場合、電圧vmの電圧信号LVD1に基づく電圧のゲート信号LGD1を出力し、Hレベルの変調信号MSの論理レベルがインバーター521によって反転されたLレベルの信号が入力されている場合、グラウンド電位の電圧信号LVS1に基づく電圧のゲート信号LGD1を出力する。
【0060】
レベルシフト回路750は、ゲートドライブ回路730、ダイオードD11,D12、コンデンサーC11,C12、トランジスターM3,M4及びブートストラップ回路BSを含む。そして、レベルシフト回路750は、第1増幅変調信号AMS1又は第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として第2出力点OP2に出力する。
【0061】
ゲートドライブ回路730は、レベル切替信号LSに基づいて、トランジスターM3を駆動するゲート信号HGD2と、トランジスターM4を駆動するゲート信号LGD2と、を出力する。具体的には、レベル切替信号LSは、ゲートドライブ回路730が有するゲートドライバー731に入力され、ゲートドライバー731は、レベル切替信号LSをレベルシフトしたゲート信号HGD2を生成し、トランジスターM3に出力する。また、レベル切替信号LSは、インバーター721において論理レベルが反転された後、ゲートド
ライブ回路730が有するゲートドライバー732に入力され、ゲートドライバー732は、レベル切替信号LSの論理レベルが反転された信号をレベルシフトしたゲート信号LGD2を生成し、トランジスターM4に出力する。
【0062】
トランジスターM3,M4は、共にNチャネルのMOSFETで構成されている。トランジスターM3は、一端であるソース端子が第2増幅変調信号AMS2の出力される第2出力点OP2と電気的に接続し、他端であるドレイン端子に電源電圧が供給され、ゲート端子に入力されるゲート信号HGD2に基づいて動作する。また、トランジスターM4は、一端であるドレイン端子が第2出力点OP2と電気的に接続し、他端であるソース端子に第1増幅変調信号AMS1が供給され、ゲート端子に入力されるゲート信号LGD2に基づいて動作する。
【0063】
そして、トランジスターM3がゲート信号HGD2に基づき動作し、トランジスターM4がゲート信号LGD2に基づき動作することで、第2出力点OP2に、第2増幅変調信号AMS2として、第1増幅変調信号AMS1又は第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号が生成される。
【0064】
ブートストラップ回路BSは、ダイオードD13とコンデンサーC13とを含む。コンデンサーC13は、一端が第1出力点OP1と電気的に接続しており、当該一端に第1増幅変調信号AMS1が供給され、他端がトランジスターM3のドレイン端子と電気的に接続している。ダイオードD13のアノード端子には、電圧信号VHV2が供給され、ダイオードD13のカソード端子は、コンデンサーC13の他端及びトランジスターM3のドレイン端子と電気的に接続されている。
図6では、ダイオードD13が1つのみ図示されているが、ブートストラップ回路BSは、直列に接続された複数のダイオードD13を含んでもよい。すなわち、ブートストラップ回路BSは、N個のダイオードD13を含む。Nは1以上の所定の整数である。したがって、トランジスターM3のドレイン端子には、電源電圧として、電圧信号VHV2の電圧vhv2とN個のダイオードD13の順方向降下電圧の和vf×Nとの差である電圧vhv2-vf×Nが供給される。増幅回路550のトランジスターM2が導通するときに、コンデンサー13に電荷が蓄積されるので、コンデンサー13の両端間の電圧は電圧vhv2-vf×Nとなる。
【0065】
そして、ブートストラップ回路BSは、コンデンサー13の両端間の電圧vhv2-vf×Nに第1増幅変調信号AMS1の電圧を加算した電圧信号VHV3を生成し、トランジスターM3のドレイン端子に出力する。換言すれば、ブートストラップ回路BSは、第1増幅変調信号AMS1の電位を電圧vhv2-vf×Nだけレベルシフトした電圧信号VHV3を出力する。
【0066】
ここで、ゲートドライブ回路730の動作について説明する。ゲートドライブ回路730は、ゲートドライバー731,732を含む。前述の通り、ゲートドライバー731には、レベル切替信号LSが入力され、ゲートドライバー732には、レベル切替信号LSの論理レベルがインバーター721により反転された信号が入力される。すなわち、ゲートドライバー731に入力される信号とゲートドライバー732に入力される信号とは、排他的にHレベルとなる。ここで、排他的にHレベルとなるとは、ゲートドライバー731とゲートドライバー732とに同時にHレベルの信号が入力されないことが含まれる。すなわち、ゲートドライバー731とゲートドライバー732とに同時にLレベルの信号が入力される場合を除外するものではない。
【0067】
ゲートドライバー731の低電位側の電源端子は、第2出力点OP2と接続している。したがって、ゲートドライバー731の低電位側の電源端子には、第2出力点OP2に生じた信号が電圧信号HVS2として供給される。また、ゲートドライバー731の高電位
側の電源端子は、ダイオードD11のカソード端子及びコンデンサーC11の一端と電気的に接続している。また、ダイオードD11のアノード端子には、電圧vmが供給され、コンデンサーC11の他端は、第2出力点OP2と電気的に接続している。すなわち、ダイオードD11とコンデンサーC11とは、ブートストラップ回路を構成し、当該ブートストラップ回路の出力電圧がゲートドライバー731の高電位側の電源端子に供給される。したがって、ゲートドライバー731の高電位側の電源端子には、ゲートドライバー731の低電位側の電源端子に入力される電圧信号HVS2よりも電圧vmだけ高い電圧の電圧信号HVD2が供給されている。よって、ゲートドライバー731は、Hレベルのレベル切替信号LSが入力された場合、第2出力点OP2の電圧よりも電圧vmだけ高い電圧の電圧信号HVD2に基づく電圧のゲート信号HGD2を出力し、Lレベルのレベル切替信号LSが入力された場合、第2出力点OP2の電圧である電圧信号HVS2に基づく電圧のゲート信号HGD2を出力する。
【0068】
ゲートドライバー732の低電位側の電源端子は、第1出力点OP1と接続している。したがって、ゲートドライバー732の低電位側の電源端子には、第1出力点OP1に生じた第1増幅変調信号AMS1が電圧信号LVS2として供給される。また、ゲートドライバー732の高電位側の電源端子は、ダイオードD12のカソード端子及びコンデンサーC12の一端と電気的に接続している。また、ダイオードD12のアノード端子には、電圧vmが供給され、コンデンサーC12の他端は、第1出力点OP1と電気的に接続している。すなわち、ダイオードD12とコンデンサーC12とは、ブートストラップ回路を構成し、当該ブートストラップ回路の出力電圧がゲートドライバー732の高電位側の電源端子に供給される。したがって、ゲートドライバー732の高電位側の電源端子には、ゲートドライバー732の低電位側の電源端子に入力される電圧信号LVS2よりも電圧vmだけ高い電圧の電圧信号LVD2が供給される。
【0069】
よって、ゲートドライバー732にLレベルのレベル切替信号LSの論理レベルがインバーター721によって反転されたHレベルの信号が入力された場合、ゲートドライバー732は、Lレベルのレベル切替信号LSの論理レベルがインバーター721によって反転されたHレベルの信号が入力された場合、第1出力点OP1の電圧よりも電圧vmだけ高い電圧の電圧信号LVD2に基づく電圧値のゲート信号LGD2を出力し、Hレベルのレベル切替信号LSの論理レベルがインバーター721によって反転されたLレベルの信号が入力された場合、第1出力点OP1の電圧である電圧信号LVS2に基づく電圧のゲート信号HGD2を出力する。
【0070】
以上のように構成されたレベルシフト回路750において、レベル切替信号生成回路710がLレベルのレベル切替信号LSを出力している場合、増幅回路550の第1出力点OP1とレベルシフト回路750の第2出力点OP2とは、トランジスターM4を介して電気的に接続される。したがって、レベルシフト回路750は、レベル切替信号LSがLレベルのときに、トランジスターM4を介して第2出力点OP2に供給される第1増幅変調信号AMS1を、第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0071】
一方で、レベル切替信号生成回路710がHレベルのレベル切替信号LSを出力している場合、増幅回路550の第1出力点OP1とレベルシフト回路750の第2出力点OP2とは、ブートストラップ回路BS及びトランジスターM3を介して電気的に接続される。したがって、レベルシフト回路750は、レベル切替信号LSがHレベルのときに、第1増幅変調信号AMS1の電位を電圧信号VHV2の電圧vhv2-vf×Nだけシフトした信号である電圧信号VHV3を、第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0072】
以下の説明において、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力する動作モードを第1モードMD1と称し、レベルシフト
回路750が、第1増幅変調信号AMS1の電位をレベルシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する動作モードを第2モードMD2と称する。すなわち、レベルシフト回路750は、レベル切替信号LSがLレベルのときに第1モードMD1となり、レベル切替信号LSがHレベルのときに第2モードMD2となる。
【0073】
例えば、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも小さい場合、レベル切替信号生成回路710はLレベルのレベル切替信号LSを出力し、レベルシフト回路750の動作モードが第1モードMD1になっている。その後、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなることで、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替える。これにより、レベルシフト回路750の動作モードが第1モードMD1から第2モードMD2に切り替えられる。そして、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替えた直後に、レベルシフト回路750の動作モードの切り替えに伴い生じ得る駆動信号COMの波形歪みを低減するために、レベル切替信号LSとして、短期間Lレベルとなるパルス信号を1又は複数回出力する。
【0074】
また、例えば、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも大きい場合、レベル切替信号生成回路710はHレベルのレベル切替信号LSを出力し、レベルシフト回路750の動作モードが第2モードMD2になっている。その後、基駆動信号dAの値が、第2閾値dvth2よりも小さくなることで、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替える。これにより、レベルシフト回路750の動作モードが第2モードMD2から第1モードMD1に切り替えられる。そして、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替えた直後に、レベルシフト回路750の動作モードの切り替えに伴い生じ得る駆動信号COMの波形歪みを低減するために、レベル切替信号LSとして、短期間Hレベルとなるパルス信号を1又は複数回出力する。
【0075】
ここで、以下の説明において、レベルシフト回路750の動作モードが第1モードMD1から第2モードMD2に切り替えられる場合に短期間Lレベルとなるパルス信号と、レベルシフト回路750の動作モードが第2モードMD2から第1モードMD1に切り替えられる場合に短期間Hレベルとなるパルス信号とをまとめてカウンターパルスCPと称する場合がある。
【0076】
レベルシフト回路750が出力する第2増幅変調信号AMS2は、復調回路560に入力される。復調回路560は、レベルシフト回路750が出力する第2増幅変調信号AMS2を平滑することにより復調し、駆動信号COMを出力する。
【0077】
復調回路560は、インダクター561とコンデンサー562とを含む。インダクター561の一端は第2出力点OP2と電気的に接続されている。インダクター561の他端はコンデンサー562の一端と電気的に接続している。そして、コンデンサー562の他端には、グラウンド電位が供給されている。すなわち、インダクター561とコンデンサー562とはローパスフィルター回路を構成する。このローパスフィルター回路により、レベルシフト回路750から出力された第2増幅変調信号AMS2は平滑され、駆動信号COMとして駆動回路50から出力される。
【0078】
帰還回路570は、復調回路560が生成した駆動信号COMが入力され、帰還信号VFBを変調回路500に出力する。具体的には、帰還回路570は、駆動信号COMを分圧した帰還信号VFBを加算器511に供給する。これにより、駆動信号COMがパルス変調回路520にフィードバックされる。その結果、駆動回路50が出力する駆動信号COMの波形精度が向上する。ここで、帰還回路570は、帰還信号VFBとして、駆動信
号COMを分圧した信号と、駆動信号COMの高周波成分を抽出した信号と、を含む複数の信号を帰還してもよい。すなわち、帰還回路570は、駆動信号COMを分圧した信号を帰還する回路と、駆動信号COMの高周波成分を抽出した信号を帰還する回路とを含む複数の帰還回路を含んでもよい。これにより、駆動信号COMに含まれる高周波成分を個別に帰還することが可能となる。その結果、駆動回路50が当該高周波成分に基づいて自励発振することが可能となり、変調信号MSの周波数を、駆動信号COMの精度を十分に確保できるほどに高くすることができる。したがって、駆動回路50が出力する駆動信号COMの波形精度がさらに向上する。
【0079】
1-3-3.駆動回路の動作
次に、駆動回路50の動作について説明する。
図7は、駆動回路50の動作を説明するための図である。なお、
図7では、駆動回路50が出力する駆動信号COMの内、任意の周期Tにおける駆動信号COMのみを図示している。
図7では、図示及び説明の便宜上、回路遅延や配線遅延のない理想的な場合の信号波形が図示されている。また、
図7では、第1閾値dvth1及び第2閾値dvth2にそれぞれ対応する駆動信号COMの電圧をvth1,vth2として図示している。さらに、駆動信号COMの電圧vt,vb,vcに対応する基駆動信号dAのデジタル値をそれぞれdvt,dvb,dvcとして図示している。なお、
図7では、電圧vth1が電圧vcよりも低く、第1閾値dvth1がデジタル値dvcよりも小さい場合を図示し、電圧vth2が電圧vcよりも高く、第2閾値dvth2がデジタル値dvcよりも大きい場合を図示しているが、これに限るものではない。
【0080】
図7に示すように、時刻t0~時刻t10の期間において、D/A変換回路510にはデジタル値dvcの基駆動信号dAが入力され、駆動回路50は電圧vcの駆動信号COMを出力する。デジタル値dvcは第2閾値dvth2よりも小さいため、レベル切替信号生成回路710はLレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第1モードMD1となり、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0081】
時刻t10~時刻t20の期間において、D/A変換回路510にはデジタル値dvcからデジタル値dvbまで減少する基駆動信号dAが入力され、駆動回路50は電圧vcから電圧vbまで低下する駆動信号COMを出力する。時刻t10~時刻t20の期間では、基駆動信号dAのデジタル値が第2閾値dvth2よりも小さいため、レベル切替信号生成回路710はLレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第1モードMD1を維持し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0082】
時刻t20~時刻t30の期間において、D/A変換回路510にはデジタル値dvbの基駆動信号dAが入力され、駆動回路50は電圧vbの駆動信号COMを出力する。デジタル値dvbは第1閾値dvth1よりも小さいため、レベル切替信号生成回路710はLレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第1モードMD1を維持し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0083】
時刻t30~時刻t40の期間において、D/A変換回路510にはデジタル値dvbからデジタル値dvtまで増加する基駆動信号dAが入力され、駆動回路50は電圧vbから電圧vtまで上昇する駆動信号COMを出力する。時刻t30~時刻t40の期間の内、時刻t30~時刻tc1の期間では、基駆動信号dAのデジタル値が第1閾値dvth1よりも小さいため、レベル切替信号生成回路710はLレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第1モードMD1を維持
し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力する。一方、時刻t30~時刻t40の期間の内、時刻tc1~時刻t40の期間では、基駆動信号dAのデジタル値が第1閾値dvth1よりも大きいため、レベル切替信号生成回路710はHレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第1モードMD1から第2モードMD2へと遷移し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0084】
レベルシフト回路750の動作モードが第1モードMD1から第2モードMD2へと遷移した場合、第2増幅変調信号AMS2として出力する第1増幅変調信号AMS1の基準電位が、グラウンド電位から電圧vhv2-vf×Nに急峻に変化する。この基準電位の急峻な変化に対して、駆動回路50の応答速度が追従できない場合、駆動信号COMの信号波形に歪みが生じるおそれがある。この駆動信号COMの信号波形の歪みを低減させるために、時刻tc1において、レベルシフト回路750の動作モードが第1モードMD1から第2モードMD2へと遷移した後、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSの論理レベルを短期間反転させるカウンターパルスCPを出力する。レベル切替信号生成回路710がカウンターパルスCPを出力する期間では、レベルシフト回路750の動作モードは、レベル切替信号LSの論理レベルに応じて第1モードMD1又は第2モードMD2となり、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1又は第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する。このカウンターパルスCPにより、第2増幅変調信号AMS2として出力する第1増幅変調信号AMS1の基準電位の変化が緩やかになり、その結果、駆動信号COMの信号波形の歪みが低減される。
【0085】
前述の通り、時刻t30~時刻t40の期間において、駆動回路50は、電圧vbから電圧vtまで増加する駆動信号COMを出力する。このとき、圧電素子60及び復調回路560には、駆動回路50が出力する第2増幅変調信号AMS2により電流が供給され、電荷が蓄えられる。この圧電素子60及び復調回路560に電荷を蓄えるための電流は、コンデンサーC13を介して供給される。そのため、コンデンサーC13に蓄えらえた電荷が放出され、コンデンサーC13の電圧が低下するおそれが高まる。このような時刻t30~時刻t40の期間において、レベルシフト回路750が、カウンターパルスCPを出力することで、レベル切替信号LSがLレベルの期間において、圧電素子60及び復調回路560には、コンデンサーC13を介さずに電流が供給される。すなわち、時刻t30~時刻t40の期間において、カウンターパルスCPを出力することにより、ブートストラップ回路BSのコンデンサーC13に蓄えられた電荷が放出されるおそれが低減する。その結果、コンデンサーC13の電圧が低下することに起因して駆動信号COMの信号波形に歪みが生じるおそれが低減される。
【0086】
時刻t40~時刻t50の期間において、D/A変換回路510にはデジタル値dvtの基駆動信号dAが入力され、駆動回路50は電圧vtの駆動信号COMを出力する。デジタル値dvtは第2閾値dvth2よりも大きいため、レベル切替信号生成回路710はHレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第2モードMD2を維持し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0087】
時刻t50~時刻t60の期間において、D/A変換回路510にはデジタル値dvtからデジタル値dvcまで減少する基駆動信号dAが入力され、駆動回路50は電圧vtから電圧vcまで低下する駆動信号COMを出力する。時刻t50~時刻t60の期間の内、時刻t50~時刻tc2の期間では、基駆動信号dAのデジタル値が第2閾値dvth2よりも大きいため、レベル切替信号生成回路710はHレベルのレベル切替信号LS
を生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第2モードMD2を維持し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する。一方、時刻t50~時刻t60の期間の内、時刻tc2~時刻t60の期間では、基駆動信号dAのデジタル値が第2閾値dvth2よりも小さいため、レベル切替信号生成回路710はLレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第2モードMD2から第1モードMD1へと遷移し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0088】
レベルシフト回路750の動作モードが、第2モードMD2から第1モードMD1へと遷移した場合、第2増幅変調信号AMS2として出力する第1増幅変調信号AMS1の基準電位が、電圧vhv2-vf×Nからグラウンド電位に急峻に変化する。この基準電位の急峻な変化に対して、駆動回路50の応答速度が追従できない場合、駆動信号COMの信号波形に歪みが生じるおそれがある。この駆動信号COMの信号波形の歪みを低減させるために、時刻tc2において、レベルシフト回路750の動作モードが第2モードMD2から第1モードMD1へと遷移した後、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSの論理レベルを短期間反転させるカウンターパルスCPを出力する。レベル切替信号生成回路710がカウンターパルスCPを出力する期間では、レベルシフト回路750の動作モードは、レベル切替信号LSの論理レベルに応じて第1モードMD1又は第2モードMD2となり、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1又は第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する。このカウンターパルスCPにより、第2増幅変調信号AMS2として出力する第1増幅変調信号AMS1の基準電位の変化が緩やかになり、その結果、駆動信号COMの信号波形の歪みが低減される。
【0089】
前述の通り、時刻t50~時刻t60の期間において、駆動回路50は、電圧vtから電圧vcまで減少する駆動信号COMを出力する。このとき、圧電素子60及び復調回路560に蓄えられた電荷が放出され、この電荷の放出に伴い生じた電流が、駆動回路50に供給される。このような時刻t50~時刻t60の期間において、レベルシフト回路750が、カウンターパルスCPを出力することで、レベル切替信号LSがHレベルの期間において、駆動回路50に供給される電流がトランジスターM3を介してコンデンサーC13に供給される。すなわち、時刻t50~時刻t60の期間において、カウンターパルスCPを出力することにより、ブートストラップ回路BSのコンデンサーC13に回生電流が流れ、コンデンサーC13に電荷が蓄えられる。その結果、コンデンサーC13の電圧が低下することに起因して駆動信号COMの信号波形に歪みが生じるおそれが低減される。
【0090】
時刻t60~時刻t70の期間において、D/A変換回路510にはデジタル値dvcの基駆動信号dAが入力され、駆動回路50は電圧vcの駆動信号COMを出力する。デジタル値dvcは第2閾値dvth2よりも小さいため、レベル切替信号生成回路710はLレベルのレベル切替信号LSを生成する。その結果、レベルシフト回路750の動作モードは第1モードMD1を維持し、レベルシフト回路750が、第1増幅変調信号AMS1を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0091】
1-3-4.レベル切替信号生成回路の動作
前述の通り、レベル切替信号LSがLレベルのときは、増幅回路550のトランジスターM1,M2のスイッチング動作によって第1出力点OP1に生成される第1増幅変調信号AMS1が、レベルシフト回路750の第2出力点OP2から第2増幅変調信号AMS2として出力される。この第2増幅変調信号AMS2の電圧範囲は、上限値が電圧vhv1であり、下限値がグラウンド電位(0V)である。一方、レベル切替信号LSがHレベ
ルのときは、第1出力点OP1に生成される第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号が、レベルシフト回路750の第2出力点OP2から第2増幅変調信号AMS2として出力される。この第2増幅変調信号AMS2の電圧範囲は、上限値が電圧vhv1+vhv2-vf×Nであり、下限値が電圧vhv2-vf×Nである。以下では、レベル切替信号LSがLレベルのときの第2増幅変調信号AMS2の電圧範囲を「低電圧出力範囲LV」と称し、レベル切替信号LSがHレベルのときの第2増幅変調信号AMS2の電圧範囲を「高電圧出力範囲HV」と称する。
【0092】
図8に、基駆動信号dA、レベル切替信号LS、第2増幅変調信号AMS2及び駆動信号COMの波形の一例を示す。
図8では、図示及び説明の便宜上、駆動信号COMの波形は遅延がないものとして図示されている。
図8の例では、時刻t1以前の期間では、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも小さく、レベル切替信号LSはLレベルである。また、時刻t1において、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなり、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わり、時刻t2において、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも小さくなり、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わる。また、時刻t2以降の期間では、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも小さく、レベル切替信号LSはLレベルである。
【0093】
時刻t1以前の期間及び時刻t2以降の期間では、レベル切替信号LSがLレベルであるので、第2増幅変調信号AMS2の電圧は、低電圧出力範囲LVの下限電圧であるグラウンド電位(0V)と低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1とを交互に繰り返す。時刻t1から時刻t2までの期間では、レベル切替信号LSがHレベルであるので、第2増幅変調信号AMS2の電圧は、高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nと高電圧出力範囲HVの上限電圧である電圧vhv1+vhv2-vf×Nとを交互に繰り返す。電圧vhv1と電圧vhv2が等しいとすると、低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1は高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nよりも高いので、低電圧出力範囲LVと高電圧出力範囲HVとのオーバーラップ領域OVが存在する。このオーバーラップ領域OVは、下限電圧が電圧vhv2-vf×Nであり、上限電圧が電圧vhv1である。オーバーラップ領域OVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nは、トランジスターM3の一端であるドレイン端子に供給される電源電圧である。また、オーバーラップ領域OVの上限電圧である電圧vhv1は、トランジスターM1の一端であるドレイン端子に供給される電源電圧である。
【0094】
図8において、基駆動信号dAの値dlmax,dlminは、低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1及び下限電圧であるグラウンド電位(0V)にそれぞれ対応する値である。また、基駆動信号dAの値dhmax,dhminは、高電圧出力範囲HVの上限電圧である電圧vhv1+vhv2-vf×N及び下限電圧である電圧vhv2-vf×Nにそれぞれ対応する値である。したがって、基駆動信号dAの値dhmin,dlmaxは、オーバーラップ領域OVの下限電圧及び上限電圧にそれぞれ対応する値である。駆動信号COMの電圧は、基駆動信号dAの値の変化に応じて、低電圧出力範囲LVの下限電圧であるグラウンド電位(0V)と高電圧出力範囲HVの上限電圧である電圧vhv1+vhv2-vf×Nとの間で変化する。
【0095】
前述の通り、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSがLレベルのときに基駆動信号dAの値が増加して第1閾値dvth1よりも大きくなった場合にレベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替える。さらに、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替えた後、HレベルからLレベルに切り替え、さらに、LレベルからHレベルに切り替える。すなわち、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSの論理レベルを所定期間反転させるカウンターパルスCPを出力する。
【0096】
また、前述の通り、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSがHレベルのときに基駆動信号dAの値が減少して第2閾値dvth2よりも小さくなった場合にレベル切替信号LSをHレベルからLレベルへに切り替える。さらに、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替えた後、LレベルからHレベルに切り替え、さらに、HレベルからLレベルに切り替える。すなわち、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSの論理レベルを所定期間反転させるカウンターパルスCPを出力する。
【0097】
カウンターパルスCPは、レベル切替信号LSの論理レベルが変化してトランジスターM3,M4のスイッチング動作が生じることに起因する駆動信号COMの信号波形の歪みを低減させるためのものである。そのため、カウンターパルスCPは、駆動信号COMの電圧が上昇又は低下する期間に出力される必要があり、仮に、カウンターパルスCPが、駆動信号COMの電圧が一定の期間に出力されると、カウンターパルスCPによって駆動信号COMの信号波形に歪みが生じ得る。
【0098】
一方で、基駆動信号dAの値の変化に応じて駆動信号COMの電圧が変化するが、変調回路500、増幅回路550及びレベルシフト回路750の回路遅延により、駆動信号COMの電圧は、基駆動信号dAの変化に対して遅れて変化する。したがって、レベル切替信号生成回路710は、この遅延時間を加味して、駆動信号COMの電圧が変化する期間にカウンターパルスCPを出力する必要がある。
【0099】
ここで、仮にレベル切替信号生成回路710が1つの閾値dvthに基づいてレベル切替信号LSの論理レベルを変化させる比較例を想定し、
図9に、比較例における基駆動信号dA、レベル切替信号LS及び駆動信号COMの波形の一例を示す。また、
図10に、本実施形態における基駆動信号dA、レベル切替信号LS及び駆動信号COMの波形の一例を示す。
【0100】
図9の例では、閾値dvthは、オーバーラップ領域OVの下限電圧に対応する値dhminよりも大きく、かつ、オーバーラップ領域OVの上限電圧に対応する値dlmaxよりも小さい値に設定されている。そして、時刻t1から時刻t4までの期間において駆動信号COMの電圧が上昇し、時刻t5から時刻t7までの期間において駆動信号COMの電圧が低下している。一方、カウンターパルスCPは、時刻t2から時刻t3までの期間及び時刻t6から時刻t8までの期間に出力されている。カウンターパルスCPが出力される時刻t2から時刻t3までの期間は、駆動信号COMの電圧が上昇する時刻t1から時刻t4までの期間に含まれている。これに対して、カウンターパルスCPが出力される時刻t6から時刻t8までの期間のうち、時刻t6から時刻t7までの期間は、駆動信号COMの電圧が低下する時刻t5から時刻t8までの期間に含まれているが、時刻t7から時刻t8までの期間は、駆動信号COMの電圧が一定である時刻t7以降の期間に含まれている。そのため、駆動信号COMの信号波形に歪みが生じ得る。駆動信号COMの遅延時間を考慮して、駆動信号COMの電圧が上昇する期間と低下する期間でのみカウンターパルスCPが出力されるように、1つの閾値dvthを設定することは容易ではなく、駆動信号COMの電圧が変化する期間が短い場合等、設定が不可能な場合もあり得る。
【0101】
これに対して、本実施形態では、
図10に示すように、第1閾値dvth1は、オーバーラップ領域OVの下限電圧に対応する値dhminよりも小さい値に設定され、第2閾値dvth2は、オーバーラップ領域OVの上限電圧に対応する値dlmaxよりも大きい値に設定されている。そして、時刻t1から時刻t4までの期間において駆動信号COMの電圧が上昇し、時刻t5から時刻t8までの期間において駆動信号COMの電圧が低下している。一方、カウンターパルスCPは、時刻t2から時刻t3までの期間及び時刻
t6から時刻t7までの期間に出力されている。カウンターパルスCPが出力される時刻t2から時刻t3までの期間は、駆動信号COMの電圧が上昇する時刻t1から時刻t4までの期間に含まれている。また、カウンターパルスCPが出力される時刻t6から時刻t7までの期間は、駆動信号COMの電圧が低下する時刻t5から時刻t8までの期間に含まれている。そのため、駆動信号COMの信号波形に歪みが生じにくい。
【0102】
このように、第1閾値dvth1と第2閾値dvth2とは互いに独立に設定可能であるので、駆動信号COMの遅延時間を考慮して、駆動信号COMの電圧が上昇する期間と低下する期間でのみカウンターパルスCPが出力されるように、第1閾値dvth1及び第2閾値dvth2を設定することは容易である。
【0103】
前述の通り、オーバーラップ領域OVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nは、トランジスターM3の一端であるドレイン端子に供給される電源電圧である。そのため、
図10の例のように、第1閾値dvth1がオーバーラップ領域OVの下限電圧に対応する値dhminよりも小さい値に設定されることが好ましい。その結果、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わるとき、駆動信号COMの電圧はトランジスターM3の一端であるドレイン端子に供給される電源電圧である電圧vhv2-vf×Nよりも低くなる。そのため、カウンターパルスCPの出力が開始するタイミングが早くなり、駆動信号COMの電圧が上昇する期間にカウンターパルスCPの出力が完了し、駆動信号COMの信号波形に歪みが生じにくい。
【0104】
また、前述の通り、オーバーラップ領域OVの上限電圧である電圧vhv1は、トランジスターM1の一端であるドレイン端子に供給される電源電圧である。そのため、
図10の例のように、第2閾値dvth2がオーバーラップ領域OVの上限電圧に対応する値dlmaxよりも大きい値に設定されることが好ましい。その結果、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わるとき、駆動信号COMの電圧はトランジスターM1の一端であるドレイン端子に供給される電源電圧である電圧vhv1よりも高くなる。そのため、カウンターパルスCPの出力が開始するタイミングが早くなり、駆動信号COMの電圧が低下する期間にカウンターパルスCPの出力が完了し、駆動信号COMの信号波形に歪みが生じにくい。
【0105】
なお、圧電素子60を含む吐出部600は「駆動部」の一例である。また、トランジスターM1は「第1トランジスター」の一例であり、トランジスターM2は「第2トランジスター」の一例である。また、トランジスターM3は「第3トランジスター」の一例であり、トランジスターM4は「第4トランジスター」の一例である。また、ゲートドライブ回路530は「第1ゲートドライバー」の一例であり、ゲート信号HGD1は「第1ゲート信号」の一例であり、ゲート信号LGD1は「第2ゲート信号」の一例である。また、ゲートドライブ回路730は「第2ゲートドライバー」の一例であり、ゲート信号HGD2は「第3ゲート信号」の一例であり、ゲート信号LGD2は「第4ゲート信号」の一例である。また、コンデンサーC13は「容量素子」の一例である。また、レベル切替信号LSのLレベルの電位は「第1電位」の一例であり、レベル切替信号LSのHレベルの電位は「第2電位」の一例である。
【0106】
1-4.作用効果
以上に説明したように、第1実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、レベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替えるための第1閾値dvth1とHレベルからLレベルに切り替えるための第2閾値dvth2を互いに独立に設定可能である。そのため、駆動信号COMの遅延時間を考慮して、駆動信号COMの電圧が上昇する期間でレベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わるように第1閾値dvth1を設定し、駆動信号COMの電圧が低下する期間でレベル切替信号LSがHレベルから
Lレベルに切り替わるように第2閾値dvth2を設定することが容易である。したがって、第1実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50において、レベル切替信号LSの電位が切り替わるタイミングがずれて駆動信号COMの波形が歪むおそれが低減されるので、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0107】
また、第1実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替えた後、この切り替わりに起因する駆動信号COMの波形歪みを低減させるためにカウンターパルスCPを出力する。また、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替えた後、この切り替わりに起因する駆動信号COMの波形歪みを低減させるためにカウンターパルスCPを出力する。仮に、駆動信号COMの電圧が一定の期間にカウンターパルスCPが出力されると、逆にカウンターパルスCPによって駆動信号COMの波形に歪みが生じ得る。これに対して、第1実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50において、駆動信号COMの電圧が上昇する期間及び低下する期間にカウンターパルスCPが出力されるように第1閾値dvth1及び第2閾値dvth2を設定することが容易であるので、駆動信号COMの波形歪みが低減され、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0108】
また、第1実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、駆動信号COMの電圧がトランジスターM3に供給される電源電圧である電圧vhv2-vf×Nよりも低いとき、すなわち、駆動信号COMの電圧が上昇する期間のうちの早いタイミングで、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わる。したがって、第1実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50において、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わってから、駆動信号COMの電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わったことに起因する駆動信号COMの波形歪みが低減される。仮に、駆動信号COMの電圧が一定の期間にカウンターパルスCPが出力されると、逆にカウンターパルスCPによって駆動信号COMの波形に歪みが生じ得る。これに対して、第1実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わってから、駆動信号COMの電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、駆動信号COMの電圧が上昇する期間にカウンターパルスCPが出力されるようにすることが容易である。したがって、第1実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50が出力する駆動信号COMの波形歪みが低減され、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0109】
また、第1実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、駆動信号COMの電圧がトランジスターM1に供給される電源電圧である電圧vhv1よりも高いとき、すなわち、駆動信号COMの電圧が低下する期間のうちの早いタイミングで、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わる。したがって、第1実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50において、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わってから、駆動信号COMの電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わったことに起因する駆動信号COMの波形歪みが低減される。仮に、駆動信号COMの電圧が一定の期間にカウンターパルスCPが出力されると、逆にカウンターパルスCPによって駆動信号COMの波形に歪みが生じ得る。これに対して、第1実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わってから、駆動信号COMの電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、駆動信号COMの電圧が低下する期間にカウンターパルスCPが出力されるようにすることが容易である。したがって、第1実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50が出力する駆動信号COMの波形歪みが低減され、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0110】
2.第2実施形態
以下、第2実施形態について、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態と重複する説明を省略又は簡略し、主に第1実施形態と異なる内容について説明する。
【0111】
第2実施形態の液体吐出装置1が有する駆動回路50の機能構成は、
図6と同様であるので、その図示及び説明を省略する。ただし、第2実施形態では、レベル切替信号生成回路710の機能が第1実施形態と異なる。
【0112】
前述の通り、レベル切替信号LSがLレベルのとき、トランジスターM3が非導通となり、トランジスターM4が導通する。このとき、変調信号MSがLレベルからHレベルに変化すると、トランジスターM1が導通し、トランジスターM2が非導通となることにより、第1増幅変調信号AMS1の電圧がグラウンド電位から電圧vhv1へと変化する。そして、復調回路560のコンデンサー562に電荷を蓄えるための電流が、トランジスターM1、第1出力点OP1、トランジスターM4及び第2出力点OP2を流れる。また、レベル切替信号LSがLレベルのときに、変調信号MSがHレベルからLレベルに変化すると、トランジスターM1が非導通となり、トランジスターM2が導通することにより、第1増幅変調信号AMS1の電圧が電圧vhv1からグラウンド電位へと変化する。そして、コンデンサー562に蓄えられた電荷を放出するための電流が、第2出力点OP2、トランジスターM4、第1出力点OP1及びトランジスターM2を流れる。
【0113】
一方、レベル切替信号LSがHレベルのとき、トランジスターM3が導通し、トランジスターM4が非導通となる。このとき、変調信号MSがLレベルからHレベルに変化すると、トランジスターM1が導通し、トランジスターM2が非導通となることにより、第1増幅変調信号AMS1の電圧がグラウンド電位から電圧vhv1へと変化する。そして、コンデンサー562に電荷を蓄えるための電流が、トランジスターM1、第1出力点OP1、トランジスターM3及び第2出力点OP2を流れる。また、レベル切替信号LSがHレベルのときに、変調信号MSがHレベルからLレベルに変化すると、トランジスターM1が非導通となり、トランジスターM2が導通することにより、第1増幅変調信号AMS1の電圧が電圧vhv1からグラウンド電位へと変化する。そして、コンデンサー562に蓄えられた電荷を放出するための電流が、第2出力点OP2、トランジスターM3、第1出力点OP1及びトランジスターM2を流れる。
【0114】
このように、レベル切替信号LSがLレベルとHレベルのいずれであっても、第2出力点OP2を流れる電流は、変調信号MSの論理レベルが変化するたびに増減するので、リップル電流となる。このリップル電流により、駆動信号COMにリップル電圧Vrplが生じる。
【0115】
図11に示すように、復調回路560のコンデンサー562は、直列接続されたインダクター563、抵抗564及びコンデンサー565に置き換えられる。復調回路560のインダクター561に流れる電流I
Lは、コンデンサー562に相当するインダクター563、抵抗564及びコンデンサー565に流れる電流I
cと復調回路560から圧電素子60へと流れる電流Ioutとの和になる。
図12に、電流I
L、電流I
c及び電流Ioutの一例を示す。
【0116】
リップル電圧Vrplは、式(1)のように、インダクター563、抵抗564及びコンデンサー565に電流Icが流れたときの、コンデンサー565の両端の電圧Vcと抵抗564の両端の電圧Vesrとインダクター563の両端の電圧Veslとの和となる。
【0117】
【0118】
コンデンサー565の容量値Cと電圧Vcと電荷量Qとの関係は、式(2)で示される。
【0119】
【0120】
また、電荷量Qは、
図12において斜線を付した部分の面積と等しいので、式(3)で示される。
【0121】
【0122】
したがって、式(2)及び式(3)より、コンデンサー565の電圧Vcは、式(4)で示される。
【0123】
【0124】
インダクター563のインダクタンス値L
eslと電圧V
eslと電流I
cとの関係は、式(5)で示される。
図12に示すように、式(5)において、t
onは変調信号MSがHレベルとなる時間であり、t
offは変調信号MSがLレベルとなる時間である。また、f
swはトランジスターM1,M2のスイッチング周波数であり、
図12に示す変調信号MSの1周期の時間t
swの逆数である。
【0125】
【0126】
また、Dは、復調回路560の出力電圧Voutと入力電圧Vinとの比であり、式(6)で示される。
【0127】
【0128】
また、ΔILは、電流ILの振幅であり、式(7)で示される。式(7)において、Lは、インダクター561のインダクタンス値である。
【0129】
【0130】
したがって、式(5)に式(6)及び式(7)を代入し、インダクター563の電圧Veslは、式(8)で示される。
【0131】
【0132】
抵抗564の抵抗値Resrと電圧Vesrと電流ILのΔILとの関係は、式(9)で示される。
【0133】
【0134】
したがって、式(1)に式(4)、式(8)及び式(9)を代入し、リップル電圧Vrplは、式(10)で示される。式(10)より、スイッチング周波数fswが低いほどリップル電圧Vrplが高くなることがわかる。
【0135】
【0136】
一方、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの間には、
図13に示すような関係がある。
図13に示すように、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は、レベル切替信号LSがLレベルのときは左側の放物線のようになり、レベル切替信号LSがHレベルのときは右側の放物線のようになる。したがって、駆動信号COMの電圧が低電圧出力範囲LVの中央から離れるほどスイッチング周波数f
swが低下する。同様に、駆動信号COMの電圧が高電圧出力範囲HVの中央から離れるほどスイッチング周波数f
swが低下する。そのため、第1実施形態における駆動回路50では、基駆動信号dAの波形と第1閾値dvth1との関係によっては、スイッチング周波数f
swが低い状態で駆動信号COMの電圧が一定となり、この駆動信号COMの電圧が一定の期間に重畳されるリップルが大きくなり、駆動信号COMの波形精度が劣化するおそれがある。
【0137】
図14及び
図15に、駆動信号COMの波形が劣化する一例を示す。
図14及び
図15では、図示及び説明の便宜上、駆動信号COMの波形は遅延がないものとして図示されている。
【0138】
図14の例では、第1閾値dvth1が高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhminよりも小さい値に設定されている。時刻t1から時刻t3までの期間において基駆動信号dAの値が増加し、時刻t2において、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなり、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わる。その後の時刻t3から時刻t4までの期間において、基駆動信号
dAの値はdhminよりも小さい一定の値になっており、駆動信号COMの電圧は高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nよりも小さい一定電圧になる。この時刻t3から時刻t4までの期間において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は、
図13のA点で示されており、スイッチング周波数f
swが非常に低いため、
図14に示すように、駆動信号COMに大きなリップルが生じている。
【0139】
また、
図15の例では、第1閾値dvth1が高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhminよりも小さい値に設定され、第2閾値dvth2が低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1に対応する値dlmaxよりも大きい値に設定されている。時刻t1から時刻t3までの期間において基駆動信号dAの値が増加し、時刻t2において、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなり、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わる。その後の時刻t3から時刻t4までの期間において、基駆動信号dAの値は第2閾値dvth2よりも大きい一定の値になっており、駆動信号COMの電圧も一定電圧になる。その後の時刻t4から時刻t6の期間において基駆動信号dAの値が減少し、時刻t5において、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも小さくなり、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わる。その後の時刻t6以降の期間において、基駆動信号dAの値はdlmaxよりも大きい一定の値になっており、駆動信号COMの電圧は低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1よりも大きい一定電圧になる。この時刻t6以降の期間において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は、
図13のB点で示されており、スイッチング周波数f
swが非常に低いため、
図15に示すように、駆動信号COMに大きなリップルが生じている。
【0140】
そこで、第2実施形態では、レベル切替信号生成回路710は、基駆動信号dAの値が、第1期間T1において第1閾値dvth1よりも小さい第1の値から第1閾値dvth1よりも大きい第2の値まで増加し、第1期間T1に続く第2期間T2において第2の値で一定となる場合において、第2の値が第3閾値dvth3よりも小さい場合は、第1期間T1及び第2期間T2においてレベル切替信号LSの電位をLレベルに保持する。その結果、第1期間T1及び第2期間T2において、トランジスターM3は非導通となり、トランジスターM4は導通する。
【0141】
また、レベル切替信号生成回路710は、基駆動信号dAの値が、第1期間T1において第1閾値dvth1よりも小さい第1の値から第1閾値dvth1よりも大きい第2の値まで増加し、第1期間T1に続く第2期間T2において第2の値で一定となる場合において、第2の値が第3閾値dvth3よりも大きい場合は、第1実施形態と同様、第1期間T1において基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなったときにレベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替え、第2期間T2においてレベル切替信号LSの電位をHレベルに保持する。その結果、第2期間T2において、トランジスターM3は導通し、トランジスターM4は非導通となる。
【0142】
ここで、基駆動信号dAの値が高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhminよりも小さい場合に、レベル切替信号LSがHレベルであると、駆動信号COMの電圧が、レベルシフト回路750が出力可能な下限電圧である電圧vhv2-vf×Nよりも低いため、駆動信号COMの波形が歪むおそれがある。また、基駆動信号dAの値が低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1に対応する値dlmaxよりも大きい場合に、レベル切替信号LSがLレベルであると、駆動信号COMの電圧が、増幅回路550が出力可能な上限電圧である電圧vhv1よりも高いため、駆動信号COMの波形が歪むおそれがある。したがって、第3閾値dvth3は、dhmin以上dlmax以下に設定される。例えば、第3閾値dvth3は、高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhminであってもよい。
【0143】
図16に、第2実施形態における基駆動信号dA、レベル切替信号LS及び駆動信号COMの波形の一例を示す。
図16では、図示及び説明の便宜上、駆動信号COMの波形は遅延がないものとして図示されている。
【0144】
図16の例では、第1閾値dvth1が高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhminよりも小さい値に設定されている。また、第3閾値dvth3がdhminに設定されている。基駆動信号dAの値は、時刻t1から時刻t3までの第1期間T1において、第1閾値dvth1よりも小さい第1の値から第1閾値dvth1よりも大きい第2の値まで増加し、第1期間T1に続く時刻t3から時刻t4までの第2期間T2において、第2の値で一定となる。時刻t2において、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなるが、第2の値が第3閾値dvth3よりも小さいので、レベル切替信号生成回路710は、第1期間T1及び第2期間T2においてレベル切替信号LSの電位をLレベルに保持する。時刻t3から時刻t4までの第2期間T2において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は
図13のC点で示されており、
図13のC点はA点よりもスイッチング周波数f
swが高いため、
図16に示すように、
図14と比較して駆動信号COMのリップルが低減されている。
【0145】
また、第2実施形態では、レベル切替信号生成回路710は、基駆動信号dAの値が、第3期間T3において第2閾値dvth2よりも大きい第3の値から第2閾値dvth2よりも小さい第4の値まで減少し、第3期間T3に続く第4期間T4において第4の値で一定となる場合において、第4の値が第4閾値dvth4よりも大きい場合は、第3期間T3及び第4期間T4においてレベル切替信号LSの電位をHレベルに保持する。その結果、第3期間T3及び第4期間T4において、トランジスターM3は導通し、トランジスターM4は非導通となる。
【0146】
また、レベル切替信号生成回路710は、基駆動信号dAの値が、第3期間T3において第2閾値dvth2よりも大きい第3の値から第2閾値dvth2よりも小さい第4の値まで減少し、第3期間T3に続く第4期間T4において第4の値で一定となる場合において、第4の値が第4閾値dvth4よりも小さい場合は、第1実施形態と同様、第3期間T3において基駆動信号dAの値が第4閾値dvth4よりも小さくなったときにレベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替え、第4期間T4においてレベル切替信号LSの電位をLレベルに保持する。その結果、第4期間T4において、トランジスターM3は非導通となり、トランジスターM4は導通する。
【0147】
前述の通り、ここで、基駆動信号dAの値がdhminよりも小さい場合にレベル切替信号LSがHレベルであり、あるいは、基駆動信号dAの値がdlmaxよりも大きい場合にレベル切替信号LSがLレベルであると、駆動信号COMの波形が歪むおそれがある。したがって、第4閾値dvth4は、dhmin以上dlmax以下に設定される。例えば、第4閾値dvth4は、低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1に対応する値dlmaxであってもよい。
【0148】
図17に、第2実施形態における基駆動信号dA、レベル切替信号LS及び駆動信号COMの波形の一例を示す。
図17では、図示及び説明の便宜上、駆動信号COMの波形は遅延がないものとして図示されている。
【0149】
図17の例では、第1閾値dvth1が高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhminよりも小さい値に設定され、第2閾値dvth2が低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1に対応する値dlmaxよりも大きい値に設定されている。また、第3閾値dvth3がdhminに設定され、第4閾値d
vth4がdlmaxに設定されている。基駆動信号dAの値は、時刻t1から時刻t3までの第1期間T1において、第1閾値dvth1よりも小さい第1の値から第1閾値dvth1よりも大きい第2の値まで増加し、第1期間T1に続く時刻t3から時刻t4までの第2期間T2において、第2の値で一定となる。時刻t2において、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなり、第2の値が第3閾値dvth3よりも大きいので、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わる。また、第2の値は第2閾値dvth2及び第4閾値dvth4よりも大きくなっており、第2期間T2において、駆動信号COMの電圧も一定電圧になる。基駆動信号dAの値は、時刻t4から時刻t6までの第3期間T3において、第2閾値dvth2よりも大きい第3の値から第2閾値dvth2よりも小さい第4の値まで減少し、第3期間T3に続く時刻t6以降の第4期間T4において、第4の値で一定となる。なお、
図17の例では、第3の値は、第2の値と同じである。時刻t5において、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも小さくなるが、第4の値が第4閾値dvth4よりも大きいので、レベル切替信号生成回路710は、第3期間T3及び第4期間T4においてレベル切替信号LSの電位をHレベルに保持する。時刻t6以降の第4期間T4において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は、
図13のD点で示されており、
図13のD点はB点よりもスイッチング周波数f
swが高いため、
図17に示すように、
図15と比較して駆動信号COMのリップルが低減されている。
【0150】
レベル切替信号生成回路710のその他の機能は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。また、第2実施形態の液体吐出装置1のその他の構成は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0151】
以上に説明した第2実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、基駆動信号dAが第1の値から増加して第3閾値dvth3よりも大きい第2の値で一定となる場合、駆動信号COMの電圧は上昇して高い電圧で一定となる。この場合、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わり、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を出力する。そのため、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号COMに生じるオーバーシュートが低減される。一方、基駆動信号dAが第1の値から増加して第3閾値dvth3よりも小さい第2の値で一定となる場合、駆動信号COMの電圧は上昇して低い電圧で一定となる。この場合、仮に、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わると、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を出力するので、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号COMに生じるオーバーシュートが大きくなってしまう。これに対して、第2実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、基駆動信号dAが第1の値から増加して第3閾値dvth3よりも小さい第2の値で一定となる場合、レベル切替信号LSがLレベルを保持するので、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1を出力する。そのため、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号COMに生じるオーバーシュートが低減される。したがって、第2実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50が出力する駆動信号COMのオーバーシュートが低減され、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0152】
また、第2実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、基駆動信号dAが第3の値から減少して第4閾値dvth4よりも小さい第4の値で一定となる場合、駆動信号COMの電圧は低下して低い電圧で一定となる。この場合、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わり、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1を出力する。そのため、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号COMに生じるアンダーシュートが低減される。
一方、基駆動信号dAが第3の値から減少して第4閾値dvth4よりも大きい第4の値で一定となる場合、駆動信号COMの電圧は低下して高い電圧で一定となる。この場合、仮に、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わると、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1を出力するので、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号COMに生じるアンダーシュートが大きくなってしまう。これに対して、第2実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、基駆動信号dAが第3の値から減少して第4閾値dvt4よりも大きい第4の値で一定となる場合、レベル切替信号LSがHレベルを保持するので、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を出力する。そのため、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号COMに生じるアンダーシュートが低減される。したがって、第2実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50が出力する駆動信号COMのアンダーシュートが低減され、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0153】
3.第3実施形態
以下、第3実施形態について、第1実施形態又は第2実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態又は第2実施形態と重複する説明を省略又は簡略し、主に第1実施形態及び第2実施形態と異なる内容について説明する。
【0154】
第3実施形態の液体吐出装置1が有する駆動回路50の機能構成は、
図6と同様であるので、その図示及び説明を省略する。ただし、第3実施形態では、レベル切替信号生成回路710の機能が第1実施形態及び第2実施形態と異なる。
【0155】
第3実施形態におけるレベル切替信号生成回路710の機能は、基本的に第2実施形態と同様である。ただし、第2実施形態では、基駆動信号dAの値が増加して第3閾値dvth3よりも小さい値で一定となる場合、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなってもレベル切替信号LSがLレベルを保持するので、その後、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも小さくなった後に第1閾値dvth1よりも大きくならない限り、レベル切替信号LSがHレベルに切り替わらない。同様に、第2実施形態では、基駆動信号dAの値が減少して第4閾値dvth4よりも大きい値で一定となる場合、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも小さくなってもレベル切替信号LSがHレベルを保持するので、その後、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも大きくなった後に第2閾値dvth2よりも小さくならない限り、レベル切替信号LSがLレベルに切り替わらない。
【0156】
そこで、第3実施形態では、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSがLレベルのときに基駆動信号dAの値が増加して第3閾値dvth3以上の第5閾値dvth5よりも大きくなった場合にレベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替える。第5閾値dvth5は、高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhmin以上であって、かつ、低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1に対応する値dlmax以下の値であってもよい。例えば、第5閾値dvth5は、dhminとdlmaxの中間の値dvctであってもよい。
【0157】
また、第3実施形態では、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSがHレベルのときに基駆動信号dAの値が減少して第4閾値dvth4以下の第6閾値dvth6よりも小さくなった場合にレベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替える。第6閾値dvth6は、高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhmin以上であって、かつ、低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1に対応する値dlmax以下の値であってもよい。例えば、第6閾値dvth6は、dhminとdlmaxの中間の値dvctであってもよい。第5閾値dvth5と
第6閾値dvth6とは同じ値であってもよい。例えば、第5閾値dvth5と第6閾値dvth6とがdvctであってもよい。
【0158】
図18に、第3実施形態における基駆動信号dA、レベル切替信号LS及び駆動信号COMの波形の一例を示す。
図18では、図示及び説明の便宜上、駆動信号COMの波形は遅延がないものとして図示されている。
【0159】
図18の例では、第1閾値dvth1が高電圧出力範囲HVの下限電圧である電圧vhv2-vf×Nに対応する値dhminよりも小さい値に設定され、第2閾値dvth2が低電圧出力範囲LVの上限電圧である電圧vhv1に対応する値dlmaxよりも大きい値に設定されている。また、第3閾値dvth3がdhminに設定され、第4閾値dvth4がdlmaxに設定されている。さらに、第5閾値dvth5は第3閾値dvth3以上のdhminとdlmaxの中間の値dvctに設定され、第6閾値dvth6は第4閾値dvth4以下の値dvctに設定されている。すなわち、第5閾値dvth5と第6閾値dvth6とは同じ値dvctに設定されている。
【0160】
基駆動信号dAの値は、時刻t1から時刻t3までの第1期間T1において、第1閾値dvth1よりも小さい第1の値から第1閾値dvth1よりも大きい第2の値まで増加し、第1期間T1に続く時刻t3から時刻t4までの第2期間T2において、第2の値で一定となる。時刻t2において、基駆動信号dAの値が第1閾値dvth1よりも大きくなるが、第2の値が第3閾値dvth3よりも小さいので、レベル切替信号生成回路710は、第1期間T1及び第2期間T2においてレベル切替信号LSの電位をLレベルに保持する。
【0161】
基駆動信号dAの値は、時刻t4から時刻t6までの期間において、第2の値から第2閾値dvth2よりも大きい第3の値まで増加し、時刻t6から時刻t7までの期間において、第3の値で一定となる。時刻t5において、基駆動信号dAの値が第5閾値dvth5よりも大きくなるので、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替える。
【0162】
基駆動信号dAの値は、時刻t7から時刻t9までの第3期間T3において、第2閾値dvth2よりも大きい第3の値から第2閾値dvth2よりも小さい第4の値まで減少し、第3期間T3に続く時刻t9から時刻t10までの第4期間T4において、第4の値で一定となる。時刻t8において、基駆動信号dAの値が第2閾値dvth2よりも小さくなるが、第4の値が第4閾値dvth4よりも大きいので、レベル切替信号生成回路710は、第3期間T3及び第4期間T4においてレベル切替信号LSの電位をHレベルに保持する。基駆動信号dAの値は、時刻t10から時刻t12までの期間において、第4の値から第1閾値dvth1よりも小さい値まで減少し、時刻t12以降の期間において一定となる。時刻t11において、基駆動信号dAの値が第6閾値dvth6よりも小さくなるので、レベル切替信号生成回路710は、レベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替える。
【0163】
なお、時刻t3から時刻t4までの第2期間T2において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は
図13のC点に対応する。また、時刻t5において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は
図13のE点に対応する。また、時刻t7から時刻t9までの第3期間T3において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は
図13のD点に対応する。また、時刻t11において、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は
図13のE点に対応する。すなわち、駆動信号COMの電圧とスイッチング周波数f
swとの関係は、
図13のC点、E点、D点、E点を順に経由する。
【0164】
レベル切替信号生成回路710のその他の機能は、第2実施形態と同様であるため、その説明を省略する。また、第3実施形態の液体吐出装置1のその他の構成は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0165】
以上に説明した第3実施形態の液体吐出装置1によれば、第2実施形態の液体吐出装置1と同様の効果が得られる。
【0166】
また、第3実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、基駆動信号dAが、第1閾値dvth1よりも小さい第1の値から増加して、第1閾値dvth1よりも大きく第3閾値dvth3よりも小さい第2の値で一定となった場合、レベル切替信号LSはLレベルである。その後、基駆動信号dAの値がさらに増加して第3閾値dvth3以上の第5閾値dvth5よりも大きい値で一定となった場合に、仮に、レベル切替信号LSがLレベルを保持していると、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1を出力するので、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号COMに生じるオーバーシュートが大きくなってしまう。これに対して、第3実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、レベル切替信号LSがLレベルのときに、基駆動信号dAの値が第5閾値dvth5よりも大きくなると、レベル切替信号LSがLレベルからHレベルに切り替わり、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を出力する。そのため、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号COMに生じるオーバーシュートが低減される。したがって、第3実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50が出力する駆動信号COMのオーバーシュートが低減され、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0167】
また、第3実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、基駆動信号dAが、第2閾値dvth2よりも大きい第3の値から減少して、第2閾値dvth2よりも小さく第4閾値dvth4よりも大きい第4の値で一定となった場合、レベル切替信号LSはHレベルである。その後、基駆動信号dAの値がさらに減少して第4閾値dvth4以下の第6閾値dvth6よりも小さい値で一定となった場合に、仮に、レベル切替信号LSがHレベルを保持していると、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号を出力するので、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号COMに生じるアンダーシュートが大きくなってしまう。これに対して、第3実施形態の液体吐出装置1では、駆動回路50において、レベル切替信号LSがHレベルのときに、基駆動信号dAの値が第6閾値dvth6よりも小さくなると、レベル切替信号LSがHレベルからLレベルに切り替わり、レベルシフト回路750が第1増幅変調信号AMS1を出力する。そのため、駆動信号COMは、レベルシフト回路750が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号COMに生じるアンダーシュートが低減される。したがって、第3実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50が出力する駆動信号COMのアンダーシュートが低減され、駆動信号COMの波形精度を向上させることができる。
【0168】
4.第4実施形態
以下、第4実施形態について、第1実施形態~第3実施形態のいずれかと同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態~第3実施形態のいずれかと重複する説明を省略又は簡略し、主に第1実施形態~第3実施形態のいずれとも異なる内容について説明する。
【0169】
第4実施形態の液体吐出装置1が有する駆動回路50の機能構成は、
図6と同様であるため、その図示を省略する。
【0170】
前述の通り、増幅回路550が有するトランジスターM1,M2及びレベルシフト回路750が有するトランジスターM3,M4は、共にNチャネルのMOSFETで構成されている。MOSFETの損失は、スイッチング損失と導通損失の2つに分類される。ゲート総電荷量Qgの小さいMOSFETはスイッチング損失が小さく、オン抵抗の小さいMOSFETは導通損失が小さい。なお、ゲート総電荷量Qgは、MOSFETのドレイン-ソース間を導通させる為にゲート電極に注入が必要な電荷量である。また、オン抵抗は、MOSFETのドレイン-ソース間を導通させたときのMOSFETのドレイン-ソース間の抵抗値である。
【0171】
ゲート総電荷量Qgとオン抵抗はトレードオフの関係にある。そのため、ゲート総電荷量Qgの小さいMOSFETは、スイッチング損失が小さいが、オン抵抗が大きいため導通損失が大きい。また、オン抵抗の小さいMOSFETは、導通損失が小さいが、ゲート総電荷量Qgが大きいためスイッチング損失が大きい。
図19に、MOSFETのゲート総電荷量Qgとオン抵抗との関係の一例を示す。
図19の例では、MOSFET1~MOSFET5の5種類のMOSFETのうち、MOSFET1、MOSFET2、MOSFET3、MOSFET4、MOSFET5の順にオン抵抗が小さく、MOSFET5、MOSFET4、MOSFET3、MOSFET2、MOSFET1の順にゲート総電荷量Qgが小さい。
【0172】
前述の通り、トランジスターM1,M2は、変調信号MSの論理レベルが切り替わる毎に、頻繁にスイッチングを繰り返している。したがって、トランジスターM1,M2は、導通損失よりもスイッチング損失が大きい。これに対して、トランジスターM3,M4は、レベル切替信号LSの論理レベルが切り替わる毎にスイッチングするが、レベル切替信号LSの論理レベルが切り替わる回数は、変調信号MSの論理レベルが切り替わる回数に比べ非常に少ない。したがって、トランジスターM3,M4は、スイッチング損失よりも導通損失が大きい。
【0173】
そこで、第4実施形態では、トランジスターM1のオン抵抗はトランジスターM3のオン抵抗及びトランジスターM4のオン抵抗よりも大きく、トランジスターM2のオン抵抗はトランジスターM3のオン抵抗及びトランジスターM4のオン抵抗よりも大きい。例えば、トランジスターM1,M2のW/LをトランジスターM3,M4のW/Lよりも小さくすることにより、トランジスターM1,M2のオン抵抗をトランジスターM3,M4のオン抵抗よりも大きくすることができる。W/Lはゲート幅Wとゲート長Lとの比である。逆に言えば、トランジスターM1のゲート総電荷量QgはトランジスターM3のゲート総電荷量Qg及びトランジスターM4のゲート総電荷量Qgよりも小さく、トランジスターM2のゲート総電荷量QgはトランジスターM3のゲート総電荷量Qg及びトランジスターM4のゲート総電荷量Qgよりも小さい。なお、トランジスターM1,M2は同じ種類のMOSFETであり、トランジスターM3,M4は同じ種類のMOSFETであることが好ましい。例えば、
図19の例において、トランジスターM1,M2がMOSFETnである場合、トランジスターM3,M4はMOSFETmである。ここで、nは2以上5以下のいずれかの整数であり、mはnよりも小さいいずれかの整数である。
【0174】
このように、第4実施形態では、トランジスターM1,M2が、オン抵抗が大きく、ゲート総電荷量Qgが小さいMOSFETであるので、トランジスターM1,M2のスイッチング損失が低減される。また、トランジスターM3,M4が、オン抵抗が小さく、ゲート総電荷量Qgが大きいMOSFETであるので、トランジスターM3,M4の導通損失が低減される。
【0175】
第4実施形態の液体吐出装置1のその他の構成は、第1実施形態~第3実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0176】
以上に説明した第4実施形態の液体吐出装置1によれば、第1実施形態~第3実施形態の液体吐出装置1と同様の効果が得られる。
【0177】
さらに、第4実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50において、スイッチング動作を行う頻度が高いトランジスターM1,M2が、オン抵抗が大きく、ゲート総電荷量Qgが小さいMOSFETであるので、トランジスターM1,M2のスイッチング損失が低減される。また、スイッチング動作を行う頻度が低いトランジスターM3,M4が、オン抵抗が小さく、ゲート総電荷量Qgが大きいMOSFETであるので、トランジスターM3,M4の導通損失が低減される。
【0178】
5.第5実施形態
以下、第5実施形態について、第1実施形態~第4実施形態のいずれかと同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態~第4実施形態のいずれかと重複する説明を省略又は簡略し、主に第1実施形態~第4実施形態のいずれとも異なる内容について説明する。
【0179】
図20は、第5実施形態の液体吐出装置1が有する駆動回路50の機能構成の一例を示す図である。
図20に示すように、第2実施形態における駆動回路50は、第1実施形態と同様、D/A変換回路510、加算器511、パルス変調回路520、インバーター521、復調回路560、帰還回路570、レベル切替信号生成回路710及び増幅レベルシフト回路800を有する。D/A変換回路510、加算器511、パルス変調回路520、インバーター521、復調回路560、帰還回路570及びレベル切替信号生成回路710の構成及び機能は、第1実施形態~第4実施形態のいずれかと同様であるため、その説明を省略する。第5実施形態では、増幅レベルシフト回路800の構成が、第1実施形態~第4実施形態と異なる。
【0180】
第5実施形態では、増幅レベルシフト回路800は、第1実施形態~第4実施形態と同様、変調信号MSに応じてスイッチングするトランジスターM1,M2と、レベル切替信号LSに応じてスイッチングするトランジスターM3,M4と、を含み、レベル切替信号LSがLレベルのときに変調信号MSを増幅した増幅変調信号を出力し、レベル切替信号LSがHレベルのときに増幅変調信号の電位をシフトした信号を出力する。
【0181】
増幅レベルシフト回路800は、増幅回路550と、レベルシフト回路750と、を含む。増幅回路550は、トランジスターM1,M2のスイッチング動作により、レベル切替信号LSを増幅した信号である第1増幅変調信号AMS1を出力する。第1増幅変調信号AMS1は、グラウンド電位(0V)と、グラウンド電位(0V)よりも高い電圧vhv1とを含むデジタル信号である。レベルシフト回路750は、トランジスターM3,M4のスイッチング動作により、増幅回路550から出力される第1増幅変調信号AMS1がグラウンド電位(0V)のときに、変調信号MSを増幅した増幅変調信号を第2増幅変調信号AMS2として出力し、第1増幅変調信号AMS1が電圧vhv1のときに、変調信号MSを増幅した増幅変調信号の電位をシフトした信号を第2増幅変調信号AMS2として出力する。
【0182】
図20に示すように、第5実施形態における増幅回路550の構成は、
図6に示した第1実施形態における増幅回路550と同様である。ただし、第5実施形態におけるレベルシフト回路750は、変調回路500から出力される変調信号MSではなく、レベル切替信号生成回路710から出力されるレベル切替信号LSが入力される点において、第1実施形態における増幅回路550と異なる。具体的には、レベル切替信号LSは、ゲートドライブ回路530が有するゲートドライバー531に入力され、ゲートドライバー531は、レベル切替信号LSをレベルシフトしたゲート信号HGD1を生成し、トランジスタ
ーM1に出力する。また、レベル切替信号LSは、インバーター521において論理レベルが反転された後、ゲートドライブ回路530が有するゲートドライバー532に入力され、ゲートドライバー532は、レベル切替信号LSの論理レベルが反転された信号をレベルシフトしたゲート信号LGD1を生成し、トランジスターM2に出力する。そして、トランジスターM1がゲート信号HGD1に基づき動作し、トランジスターM2がゲート信号LGD1に基づき動作することで、第1出力点OP1に、レベル切替信号LSを電圧vhv1で増幅した第1増幅変調信号AMS1が生成される。
【0183】
また、
図20に示すように、第5実施形態におけるレベルシフト回路750の構成は、
図6に示した第1実施形態におけるレベルシフト回路750と同様である。ただし、第5実施形態におけるレベルシフト回路750は、レベル切替信号生成回路710から出力されるレベル切替信号LSではなく、変調回路500から出力される変調信号MSが入力される点において、第1実施形態におけるレベルシフト回路750と異なる。具体的には、変調信号MSは、ゲートドライブ回路730が有するゲートドライバー731に入力され、ゲートドライバー731は、変調信号MSをレベルシフトしたゲート信号HGD2を生成し、トランジスターM3に出力する。また、変調信号MSは、インバーター721において論理レベルが反転された後、ゲートドライブ回路730が有するゲートドライバー732に入力され、ゲートドライバー732は、変調信号MSの論理レベルが反転された信号をレベルシフトしたゲート信号LGD2を生成し、トランジスターM4に出力する。そして、トランジスターM3がゲート信号HGD2に基づき動作し、トランジスターM4がゲート信号LGD2に基づき動作することで、第2出力点OP2に、第2増幅変調信号AMS2として、第1増幅変調信号AMS1又は第1増幅変調信号AMS1の電位をシフトした信号が生成される。具体的には、第2出力点OP2に生成される第2増幅変調信号AMS2は、第1増幅変調信号AMS1がグラウンド電位(0V)のときは、第1増幅変調信号AMS1であり、第1増幅変調信号AMS1が電圧vhv1のときは、第1増幅変調信号AMS1の電位を電圧vhv2-vf×Nだけシフトした信号である。
【0184】
図21に、第5実施形態における駆動回路50の各種の信号波形の一例を示す。
図21の例では、第1増幅変調信号AMS1がレベル切替信号LSを増幅した波形になっている。
図21におけるその他の信号波形は、
図7と同じであるため、その説明を省略する。
【0185】
このように、第5実施形態では、トランジスターM3,M4は、変調信号MSの論理レベルが切り替わる毎に、頻繁にスイッチングを繰り返している。したがって、トランジスターM3,M4は、導通損失よりもスイッチング損失が大きい。これに対して、トランジスターM1,M2は、レベル切替信号LSの論理レベルが切り替わる毎にスイッチングするが、レベル切替信号LSの論理レベルが切り替わる回数は、変調信号MSの論理レベルが切り替わる回数に比べ非常に少ない。したがって、トランジスターM1,M2は、スイッチング損失よりも導通損失が大きい。
【0186】
そこで、第5実施形態では、トランジスターM3のオン抵抗はトランジスターM1のオン抵抗及びトランジスターM2のオン抵抗よりも大きく、トランジスターM4のオン抵抗はトランジスターM1のオン抵抗及びトランジスターM2のオン抵抗よりも大きい。例えば、トランジスターM3,M4のW/LをトランジスターM1,M2のW/Lよりも小さくすることにより、トランジスターM3,M4のオン抵抗をトランジスターM1,M2のオン抵抗よりも大きくすることができる。逆に言えば、トランジスターM3のゲート総電荷量QgはトランジスターM1のゲート総電荷量Qg及びトランジスターM2のゲート総電荷量Qgよりも小さく、トランジスターM4のゲート総電荷量QgはトランジスターM1のゲート総電荷量Qg及びトランジスターM2のゲート総電荷量Qgよりも小さい。なお、トランジスターM3,M4は同じ種類のMOSFETであり、トランジスターM1,M2は同じ種類のMOSFETであることが好ましい。例えば、前出の
図19の例におい
て、トランジスターM3,M4がMOSFETnである場合、トランジスターM1,M2はMOSFETmである。ここで、nは2以上5以下のいずれかの整数であり、mはnよりも小さいいずれかの整数である。
【0187】
このように、第5実施形態では、トランジスターM3,M4が、オン抵抗が大きく、ゲート総電荷量Qgが小さいMOSFETであるので、トランジスターM3,M4のスイッチング損失が低減される。また、トランジスターM1,M2が、オン抵抗が小さく、ゲート総電荷量Qgが大きいMOSFETであるので、トランジスターM1,M2の導通損失が低減される。
【0188】
第5実施形態の液体吐出装置1のその他の構成は、第1実施形態~第4実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0189】
以上に説明した第5実施形態の液体吐出装置1によれば、第1実施形態~第3実施形態の液体吐出装置1と同様の効果が得られる。
【0190】
さらに、第5実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動回路50において、スイッチング動作を行う頻度が高いトランジスターM3,M4が、オン抵抗が大きく、ゲート総電荷量Qgが小さいMOSFETであるので、トランジスターM3,M4のスイッチング損失が低減される。また、スイッチング動作を行う頻度が低いトランジスターM1,M2が、オン抵抗が小さく、ゲート総電荷量Qgが大きいMOSFETであるので、トランジスターM1,M2の導通損失が低減される。
【0191】
6.変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0192】
例えば、上記の各実施形態では、駆動回路50は、制御部100から基駆動信号dAが入力されているが、制御部100が基駆動信号dAの連続する2つのデジタル値の差分値のデータが入力され、当該データの各値を加算して基駆動信号dAを復元してもよい。
【0193】
また、例えば、上記の第4実施形態及び第5実施形態において、レベル切替信号LSをLレベルからHレベルに切り替える第1閾値dvth1と、レベル切替信号LSをHレベルからLレベルに切り替える第2閾値dvth2とが、同じ値であってもよい。
【0194】
また、上記の各実施形態では、レベル切替回路710は、デジタル信号である基駆動信号dAの値に応じてレベル切替信号LSの論理レベルを切り替えているが、アナログ信号である基駆動信号aAの値、すなわち基駆動信号aAの電位を閾値と比較してレベル切替信号LSの論理レベルを切り替えてもよい。この場合、基駆動信号aAの各閾値は、基駆動信号dAの閾値dvth1,dvth2,dvth3,dvth4,dvth5,dvth6に対応する基駆動信号aAの各電位とすればよい。
【0195】
以上、実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【0196】
本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構
成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【0197】
上述した実施形態から以下の内容が導き出される。
【0198】
駆動回路の一態様は、
駆動部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第1電位から前記第2電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも低い。
【0199】
この駆動回路では、駆動信号の電圧が第3トランジスターに供給される電源電圧よりも低いとき、すなわち、駆動信号の電圧が上昇する期間のうちの早いタイミングで、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わる。したがって、この駆動回路によれば、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わったことに起因する駆動信号の波形歪みが低減される。また、レベル切替信号生成回路は、レベル切替信号を第1電位から第2電位に切り替えた後、この切り替わりに起因する駆動信号の波形歪みを低減させるためにカウンターパルスを出力してもよい。この場合、仮に、駆動信号の電圧が一定の期間にカウンターパルスが出力されると、逆にカウンターパルスによって駆動信号の波形に歪みが生じ得る。これに対して、この駆動回路では、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、駆動信号の電圧が上昇する期間にカウンターパルスが出力されるようにすることが容易である。したがって、この駆動回路によれば、駆動信号の波形歪みが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0200】
前記駆動回路の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第1期間において第1閾値よりも小さい第1の値から前記第1閾値よりも大きい第2の値まで増加し、前記第1期間に続く第2期間において前記第2の値で一定となる場合において、
前記第2の値が第3閾値よりも大きい場合は、前記第1期間において前記基駆動信号の値が前記第1閾値よりも大きくなったときに前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替え、前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持し、
前記第2の値が前記第3閾値よりも小さい場合は、前記第1期間及び前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持してもよい。
【0201】
この駆動回路では、基駆動信号が第1の値から増加して第3閾値よりも大きい第2の値で一定となる場合、駆動信号の電圧は上昇して高い電圧で一定となる。この場合、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わり、レベルシフト回路が第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を出力する。そのため、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号に生じるオーバーシュートが低減される。一方、基駆動信号が第1の値から増加して第3閾値よりも小さい第2の値で一定となる場合、駆動信号の電圧は上昇して低い電圧で一定となる。この場合、仮に、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わると、レベルシフト回路が第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を出力するので、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号に生じるオーバーシュートが大きくなってしまう。これに対して、この駆動回路では、基駆動信号が第1の値から増加して第3閾値よりも小さい第2の値で一定となる場合、レベル切替信号が第1電位を保持するので、レベルシフト回路が第1増幅変調信号を出力する。そのため、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号に生じるオーバーシュートが低減される。したがって、この駆動回路によれば、駆動信号のオーバーシュートが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0202】
駆動回路の他の一態様は、
駆動部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路であって、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第2電位から前記第1電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも高い。
【0203】
この駆動回路では、駆動信号の電圧が第1トランジスターに供給される電源電圧よりも高いとき、すなわち、駆動信号の電圧が低下する期間のうちの早いタイミングで、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わる。したがって、この駆動回路によれば、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わったことに起因する駆動信号の波形歪みが低減される。また、レベル切替信号生成回路は、レベル切替信号を第2電位から第1電位に切り替えた後、この切り替わりに起因する駆動信号の波形歪みを低減させるためにカウンターパルスを出力してもよい。この場合、仮に、駆動信号の電圧が一定の期間にカウンターパルスが出力されると、逆にカウンターパルスによって駆動信号の波形に歪みが生じ得る。これに対して、この駆動回路では、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、駆動信号の電圧が低下する期間にカウンターパルスが出力されるようにすることが容易である。したがって、この駆動回路によれば、駆動信号の波形歪みが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0204】
前記駆動回路の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第3期間において第2閾値よりも大きい第3の値から前記第2閾値よりも小さい第4の値まで減少し、前記第3期間に続く第4期間において前記第4の値で一定となる場合において、
前記第4の値が第4閾値よりも小さい場合は、前記第3期間において前記基駆動信号の値が前記第2閾値よりも小さくなったときに前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替え、前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持し、
前記第4の値が前記第4閾値よりも大きい場合は、前記第3期間及び前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持してもよい。
【0205】
この駆動回路では、基駆動信号が第3の値から減少して第4閾値よりも小さい第4の値で一定となる場合、駆動信号の電圧は低下して低い電圧で一定となる。この場合、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わり、レベルシフト回路が第1増幅変調信号を出力する。そのため、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号に生じるアンダーシュートが低減される。一方、基駆動信号が第3の値から減少して第4閾値よりも大きい第4の値で一定となる場合、駆動信号の電圧は低下して高い電圧で一定となる。この場合、仮に、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わると、レベルシフト回路が第1増幅変調信号を出力するので、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号に生じるアンダーシュートが大きくなってしまう。これに対して、この駆動回路では、基駆動信号が第3の値から減少して第4閾値よりも大きい第4の値で一定となる場合、レベル切
替信号が第2電位を保持するので、レベルシフト回路が第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を出力する。そのため、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号に生じるアンダーシュートが低減される。したがって、この駆動回路によれば、駆動信号のアンダーシュートが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0206】
前記駆動回路の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記基駆動信号の値が増加して前記第3閾値以上の第5閾値よりも大きくなった場合に前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替えてもよい。
【0207】
この駆動回路では、基駆動信号が、第1閾値よりも小さい第1の値から増加して、第1閾値よりも大きく第3閾値よりも小さい第2の値で一定となった場合、レベル切替信号は第1電位である。その後、基駆動信号の値がさらに増加して第3閾値以上の第5閾値よりも大きい値で一定となった場合に、仮に、レベル切替信号が第1電位を保持していると、レベルシフト回路が第1増幅変調信号を出力するので、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号に生じるオーバーシュートが大きくなってしまう。これに対して、この駆動回路では、レベル切替信号が第1電位のときに、基駆動信号の値が第5閾値よりも大きくなると、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わり、レベルシフト回路が第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を出力する。そのため、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号に生じるオーバーシュートが低減される。したがって、この駆動回路によれば、駆動信号のオーバーシュートが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0208】
前記駆動回路の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記基駆動信号の値が減少して前記第4閾値以下の第6閾値よりも小さくなった場合に前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替えてもよい。
【0209】
この駆動回路では、基駆動信号が、第2閾値よりも大きい第3の値から減少して、第2閾値よりも小さく第4閾値よりも大きい第4の値で一定となった場合、レベル切替信号は第2電位である。その後、基駆動信号の値がさらに減少して第4閾値以下の第6閾値よりも小さい値で一定となった場合に、仮に、レベル切替信号が第2電位を保持していると、レベルシフト回路が第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を出力するので、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲外の電圧で一定となる。そのため、駆動信号に生じるアンダーシュートが大きくなってしまう。これに対して、この駆動回路では、レベル切替信号が第2電位のときに、基駆動信号の値が第6閾値よりも小さくなると、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わり、レベルシフト回路が第1増幅変調信号を出力する。そのため、駆動信号は、レベルシフト回路が出力可能な電圧範囲内の電圧で一定となるので、駆動信号に生じるアンダーシュートが低減される。したがって、この駆動回路によれば、駆動信号のアンダーシュートが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0210】
液体吐出装置の一態様は、
液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第1電位から前記第2電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも低い。
【0211】
この液体吐出装置では、駆動回路において、駆動信号の電圧が第3トランジスターに供給される電源電圧よりも低いとき、すなわち、駆動信号の電圧が上昇する期間のうちの早いタイミングで、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わる。したがって、この液体吐出装置によれば、駆動回路において、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わったことに起因する駆動信号の波形歪みが低減される。また、レベル切替信号生成回路は、レベル切替信号を第1電位から第2電位に切り替えた後、この切り替わりに起因する駆動信号の波形歪みを低減させるためにカウンターパルスを出力してもよい。この場合、仮に、駆動信号の電圧が一定の期間にカウンターパルスが出力されると、逆にカウンターパルスによって駆動信号の波形に歪みが生じ得る。これに対して、この液体吐出装置では、駆動回路において、レベル切替信号が第1電位から第2電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、駆動信号の電圧が上昇する期間にカウンターパルスが出力されるようにすることが容易である。したがって、この液体吐出装置によれば、駆動回路が出力する駆動信号の波形歪みが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0212】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第1期間において第1閾値よりも小さい第1の値から前記第1閾値よりも大きい第2の値まで増加し、前記第1期間に続く第2期間において前記第2の値で一定となる場合において、
前記第2の値が第3閾値よりも大きい場合は、前記第1期間において前記基駆動信号の値が前記第1閾値よりも大きくなったときに前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替え、前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持し、
前記第2の値が前記第3閾値よりも小さい場合は、前記第1期間及び前記第2期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持してもよい。
【0213】
液体吐出装置の他の一態様は、
液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
前記駆動信号の基となる基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅した第1増幅変調信号を出力する増幅回路と、
第1電位と、前記第1電位よりも高い第2電位とを含むデジタル信号であるレベル切替信号を生成するレベル切替信号生成回路と、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記第1増幅変調信号を第2増幅変調信号として出力し、前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記第1増幅変調信号の電位をシフトした信号を前記第2増幅変調信号として出力するレベルシフト回路と、
前記第2増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
を備え、
前記増幅回路は、
前記変調信号に基づいて第1ゲート信号と第2ゲート信号とを出力する第1ゲートドライバーと、
一端が前記第1増幅変調信号の出力される第1出力点と電気的に接続し、他端に電源電圧が供給され、前記第1ゲート信号に基づいて動作する第1トランジスターと、
一端が前記第1出力点と電気的に接続し、前記第2ゲート信号に基づいて動作する第2トランジスターと、
を有し、
前記レベルシフト回路は、
前記レベル切替信号に基づいて第3ゲート信号と第4ゲート信号とを出力する第2ゲートドライバーと、
一端が前記第2増幅変調信号の出力される第2出力点と電気的に接続し、前記第3ゲート信号に基づいて動作する第3トランジスターと、
一端が前記第2出力点と電気的に接続し、他端に前記第1増幅変調信号が供給され、前記第4ゲート信号に基づいて動作する第4トランジスターと、
一端に前記第1増幅変調信号が供給され、他端が前記第3トランジスターの前記他端と電気的に接続している容量素子と、
を有し、
前記レベル切替信号が前記第2電位から前記第1電位に切り替わるとき、前記駆動信号の電圧は前記電源電圧よりも高い。
【0214】
この液体吐出装置では、駆動回路において、駆動信号の電圧が第1トランジスターに供給される電源電圧よりも高いとき、すなわち、駆動信号の電圧が低下する期間のうちの早いタイミングで、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わる。したがって、この液体吐出装置によれば、駆動回路において、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので
、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わったことに起因する駆動信号の波形歪みが低減される。また、レベル切替信号生成回路は、レベル切替信号を第2電位から第1電位に切り替えた後、この切り替わりに起因する駆動信号の波形歪みを低減させるためにカウンターパルスを出力してもよい。この場合、仮に、駆動信号の電圧が一定の期間にカウンターパルスが出力されると、逆にカウンターパルスによって駆動信号の波形に歪みが生じ得る。これに対して、この液体吐出装置では、駆動回路において、レベル切替信号が第2電位から第1電位に切り替わってから、駆動信号の電圧が一定となるまでの時間を長くすることができるので、駆動信号の電圧が低下する期間にカウンターパルスが出力されるようにすることが容易である。したがって、この液体吐出装置によれば、駆動回路が出力する駆動信号の波形歪みが低減され、駆動信号の波形精度を向上させることができる。
【0215】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記基駆動信号の値が、第3期間において第2閾値よりも大きい第3の値から前記第2閾値よりも小さい第4の値まで減少し、前記第3期間に続く第4期間において前記第4の値で一定となる場合において、
前記第4の値が第4閾値よりも小さい場合は、前記第3期間において前記基駆動信号の値が前記第2閾値よりも小さくなったときに前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替え、前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第1電位に保持し、
前記第4の値が前記第4閾値よりも大きい場合は、前記第3期間及び前記第4期間において前記レベル切替信号の電位を前記第2電位に保持してもよい。
【0216】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第1電位のときに前記基駆動信号の値が増加して前記第3閾値以上の第5閾値よりも大きくなった場合に前記レベル切替信号を前記第1電位から前記第2電位に切り替えてもよい。
【0217】
前記液体吐出装置の一態様において、
前記レベル切替信号生成回路は、
前記レベル切替信号が前記第2電位のときに前記基駆動信号の値が減少して前記第4閾値以下の第6閾値よりも小さくなった場合に前記レベル切替信号を前記第2電位から前記第1電位に切り替えてもよい。
【符号の説明】
【0218】
1…液体吐出装置、2…移動体、3…移動ユニット、4…搬送ユニット、10…制御ユニット、11…電源回路、20…ヘッドユニット、21…液体吐出ヘッド、24…キャリッジ、31…キャリッジモーター、32…キャリッジガイド軸、33…タイミングベルト、40…プラテン、41…搬送モーター、42…搬送ローラー、50…駆動回路、60…圧電素子、100…制御部、190…ケーブル、210…選択制御部、230…選択部、510…D/A変換回路、511…加算器、520…パルス変調回路、521…インバーター、530…ゲートドライブ回路、531,532…ゲートドライバー、550…増幅回路、560…復調回路、561…インダクター、562…コンデンサー、570…帰還回路、600…吐出部、601…圧電体、611,612…電極、621…振動板、631…キャビティー、632…ノズルプレート、641…リザーバー、651…ノズル、700…記憶部、710…レベル切替信号生成回路、721…インバーター、730…ゲートドライブ回路、731,732…ゲートドライバー、750…レベルシフト回路、800…増幅レベルシフト回路、BS…ブートストラップ回路、C1…コンデンサー、C11
~C13…コンデンサー、OP1…第1出力点、OP2…第2出力点、D1…ダイオード、D11~D13…ダイオード、L…ノズル列、M1~M4…トランジスター、P…媒体