(57)【要約】【課題】アクチュエーターの残留振動による起電圧を増幅するための増幅回路を、低耐圧プロセスで製造できる集積回路装置及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】集積回路装置１５０は、端子ＳＷ１Ａとスイッチ回路ＳＥＬＣＨ１と増幅回路ＡＰＣと昇圧回路１７１と制御回路１７２とを含む。端子ＳＷ１Ａは、液滴吐出ヘッドのアクチュエーターを駆動する駆動回路１４０の駆動信号線ＬＡに接続される。スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１の一端は、端子ＳＷ１Ａに接続される。増幅回路ＡＰＣは、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１の他端からの出力信号が入力され、アクチュエーターが駆動された後におけるアクチュエーターの起電圧ＳＮＶＴを増幅する。昇圧回路１７１は、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１のスイッチ信号をレベルシフトするための昇圧電圧ＶＤＣＰを、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫに基づいて生成する。【選択図】      図５
2020040288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板をアクチュエーターにより変位させることで液滴を吐出するノズルの前記アクチュエーターを駆動する駆動回路の駆動信号線に接続される第１端子と、
一端が前記第１端子に接続される第１スイッチ回路と、
前記第１スイッチ回路の他端からの出力信号が入力され、前記アクチュエーターが駆動された後における前記振動板の残留振動による前記アクチュエーターの起電圧を増幅する増幅回路と、
前記第１スイッチ回路のスイッチ信号をレベルシフトするための昇圧電圧を、昇圧クロック信号に基づいて生成する昇圧回路と、
前記昇圧回路及び前記第１スイッチ回路を制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の集積回路装置において、
前記制御回路は、
前記起電圧の検出期間において前記昇圧クロック信号の出力を停止することを特徴とする集積回路装置。
【請求項３】
請求項２に記載の集積回路装置において、
前記昇圧電圧をモニターするモニター回路を含み、
前記制御回路は、
前記モニター回路によるモニター結果に基づいて、前記昇圧クロック信号の出力を再開させることを特徴とする集積回路装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の集積回路装置において、
制御信号を用いて前記駆動回路を制御するホスト装置からの前記制御信号が入力される制御信号入力端子を含み、
前記制御回路は、
前記制御信号に基づいて前記第１スイッチ回路を制御することを特徴とする集積回路装置。
【請求項５】
請求項４に記載の集積回路装置において、
前記制御回路は、
前記制御信号に基づいて、前記起電圧の検出期間を判断することを特徴とする集積回路装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の集積回路装置において、
前記制御回路は、
前記制御信号に基づいて、前記昇圧クロック信号を制御することを特徴とする集積回路装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の集積回路装置において、
前記増幅回路の出力をフィルター処理するフィルターと、
前記フィルター処理の後の信号と、基準電圧との比較を行うコンパレーターと、
を含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項８】
請求項７に記載の集積回路装置において、
前記駆動回路を制御するホスト装置に対して前記比較の結果を出力する出力端子を含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の集積回路装置において、
前記アクチュエーターに接続されるアクチュエーター側駆動信号線と、前記駆動回路の前記駆動信号線との間に設けられるトランジスターのゲートを駆動するバッファー回路と、
前記制御回路からのゲート駆動信号を前記昇圧電圧に基づいてレベルシフトし、レベルシフト後の信号を前記バッファー回路へ出力するレベルシフターと、
を含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の集積回路装置において、
前記アクチュエーターに接続されるアクチュエーター側駆動信号線に接続される第２端子と、
一端が前記第１端子に一端が接続され、他端が前記第２端子に接続される第２スイッチ回路と、
制御信号を用いて前記駆動回路を制御するホスト装置からの前記制御信号が入力される制御信号入力端子と、
を含み、
前記制御回路は、
前記制御信号に基づいて前記第２スイッチ回路を制御することを特徴とする集積回路装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の集積回路装置において、
前記昇圧回路又は前記第１スイッチ回路と、前記増幅回路を有するアナログフロントエンド回路と、の間に前記制御回路が配置されていることを特徴とする集積回路装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の集積回路装置と、
前記駆動回路と、
前記ノズルを有するヘッドと、
を含むことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路装置及び液滴吐出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のノズルからインクの液滴を吐出することで画像を印刷するインクジェットプリンターが、液滴吐出装置の一例として知られている。インクジェットプリンターのノズルは例えばピエゾ素子等のアクチュエーターを含み、そのアクチュエーターに駆動信号が印加されることでアクチュエーターがノズルからインクを吐出させる。ノズルに異常が生じた場合には、インクが正常に吐出されないおそれがあり、例えば印刷画像に線が入る等の印刷異常が発生する可能性がある。
【０００３】
このようなノズル異常を検出する手法として、アクチュエーターの残留振動をモニターする手法がある。アクチュエーターが駆動信号によって駆動された後、アクチュエーターには残留振動が発生する。この残留振動によってアクチュエーターに起電圧が発生するので、その起電圧の波形に基づいてノズル異常が判定される。例えば、ノズル異常の発生によって残留振動の周波数又は振幅が変化するので、それらを検出することでノズル異常が判定される。このような手法は例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の液滴吐出装置は、制御部と、ヘッドユニットと、制御部からの信号に基づいてヘッドユニットを駆動するヘッドドライバーと、ヘッドユニットからの残留振動信号に基づいて吐出異常を検出する吐出異常検出手段と、を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０７６１８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、アクチュエーターの残留振動による起電圧を増幅するための増幅回路は、ヘッドドライバーＩＣに内蔵されていた。アクチュエーターの駆動には例えば数１０Ｖの高電圧が必要であることから、ヘッドドライバーＩＣは高耐圧プロセスにより製造される。このため、増幅回路も高耐圧プロセスにより製造されることとなり、レイアウト面積が非常に大きくなってしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、振動板をアクチュエーターにより変位させることで液滴を吐出するノズルの前記アクチュエーターを駆動する駆動回路の駆動信号線に接続される第１端子と、一端が前記第１端子に接続される第１スイッチ回路と、前記第１スイッチ回路の他端からの出力信号が入力され、前記アクチュエーターが駆動された後における前記振動板の残留振動による前記アクチュエーターの起電圧を増幅する増幅回路と、前記第１スイッチ回路のスイッチ信号をレベルシフトするための昇圧電圧を、昇圧クロック信号に基づいて生成する昇圧回路と、前記昇圧回路及び前記第１スイッチ回路を制御する制御回路と、を含む集積回路装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ノズル異常を検出する手法について説明する図。
【図２】ノズル異常を検出する手法について説明する図。
【図３】従来の液滴吐出装置の構成例。
【図４】本実施形態の液滴吐出装置の構成例。
【図５】集積回路装置の詳細な構成例。
【図６】集積回路装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図７】制御回路の詳細な構成例。
【図８】制御回路の動作を説明するタイミングチャート。
【図９】比較結果信号に基づいてクロック停止期間が終了される場合のタイミングチャート。
【図１０】昇圧電圧に基づいてクロック停止期間が終了される場合のタイミングチャート。
【図１１】集積回路装置のレイアウト配置例。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本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く、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【０００９】
１．ノズル異常の検出手法
図１及び図２を用いて、アクチュエーターの残留振動に基づいてノズル異常を検出する手法について説明する。
【００１０】
図１には、インクジェットプリンターにおける印刷システムの概略を示す。メイン基板１０はプリンター本体に搭載され、印刷データ及びタイミング制御信号をヘッド基板２０へ送信する。ヘッド基板２０は、印刷データ及びタイミング制御信号に基づいて、ヘッドユニットのノズル３０を駆動する。ノズル３０は、振動板３２と、振動板３２を振動させるアクチュエーター３１と、を含む。アクチュエーター３１は、例えばピエゾ素子、或いは静電アクチュエーター等であり、振動板３２に接して設けられている。ヘッド基板２０からの駆動電圧ＶＩＮがアクチュエーター３１に印加されることでアクチュエーター３１が変形する。この変形によって振動板３２が変形することで、キャビティー３３内のインクが吐出口３４から吐出される。
【００１１】
駆動電圧ＶＩＮによりアクチュエーター３１が駆動されると振動板３２が変形するので、駆動後において、反動によって振動板３２が振動する。このような駆動後に発生する振動を、残留振動と呼ぶ。この残留振動によってアクチュエーター３１に起電圧ＳＮＶＴが生じる。起電圧ＳＮＶＴはヘッド基板２０へ入力される。なお、後述するように、通常の印刷動作を行う期間とは別に、ノズル異常を検出するための検出期間が設けられており、この検出期間において、残留振動を発生させるための駆動が行われる。
【００１２】
図２には、残留振動による起電圧ＳＮＶＴの波形例と、その波形を２値化した波形の例を示す。起電圧ＳＮＶＴは、振動板３２の振動に伴って変動するので、振動波形となっている。この振動波形の周期は残留振動の周期である。また、残留振動の減衰に伴って、振動波形の振幅が減衰していく。起電圧ＳＮＶＴは、コンパレーターにより基準電圧ＶＲＦと比較され、２値化される。例えば、ＳＮＶＴ＞ＶＲＦの期間ではコンパレーター出力がハイレベルであり、ＳＮＶＴ＜ＶＲＦの期間ではコンパレーター出力がローレベルである。
【００１３】
ノズルに異常がある場合には、残留振動の周期又は振幅が変化する。例えば、キャビティー３３内のインクに気泡が混入している場合には、残留振動の周期が短くなる。或いは、キャビティー３３内のインクの粘度が増加した場合には、残留振動の周期が長くなる。或いは、ノズル３０の吐出口に異物が付着した場合には、残留振動の振幅が小さくなる。メイン基板１０にはＳＯＣ（System On Chip）等のホスト装置が実装されており、その制御装置が、上記の変化をコンパレーター出力に基づいて検出することで、ノズル異常を判定する。
【００１４】
なお、図２では基準電圧ＶＲＦが振動波形の中心に設定されているが、これに限定されず、基準電圧ＶＲＦは任意に設定されてよい。例えば、基準電圧ＶＲＦを振動波形の中心以外に設定することで、振幅及び周波数を検出できる。また、複数の基準電圧が設定され、各基準電圧に対応したコンパレーター出力に基づいてノズル異常が検出されてもよい。
【００１５】
２．従来例
まず、従来の液滴吐出装置２００の構成例を説明し、その従来例における問題点について説明する。図３は、従来の液滴吐出装置２００の構成例である。液滴吐出装置２００は、ホスト装置２１０とヘッド駆動装置２２０とヘッドユニット２３０とを含む。
【００１６】
ホスト装置２１０は、液滴吐出装置２００の本体に搭載されたメイン基板に実装されており、例えばＳＯＣ又はＣＰＵ、マイクロコンピューター等である。但し、ホスト装置２１０は、メイン基板１０に実装された複数のＩＣ及びディスクリート部品によって実現されてもよい。ホスト装置２１０は、液滴吐出装置の各部を制御する制御装置である。例えば、ホスト装置２１０は、印刷における紙送り動作及びヘッドの移動、ヘッドの駆動等を制御する。ホスト装置２１０は、励起異常信号処理部２１１と励起異常信号判断部２１２とを含む。
【００１７】
液滴吐出装置２００の本体に対してヘッドが可動に設けられており、ヘッド基板及びヘッドユニット２３０がヘッドに設けられている。ヘッド駆動装置２２０は、ヘッド基板に実装されており、ヘッドユニット２３０の駆動、及び残留振動による起電圧の増幅を行う。ヘッド駆動装置２２０は、ヘッドドライバーＩＣである。ヘッド駆動装置２２０は、吐出信号処理部２２１と駆動信号生成部２２２と切替部２２３と励起信号増幅部２２４とを含む。
【００１８】
ヘッドユニット２３０は、ヘッド駆動装置２２０からの駆動信号に基づいて液滴を吐出する吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎを含む。ｎは２以上の整数である。液滴吐出装置２００がインクジェットプリンターである場合、液滴はインクである。吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎの各々は、図１のノズル３０に対応しており、振動板とアクチュエーターとを含む。
【００１９】
次に、通常の印刷時における液滴吐出装置２００の動作を説明する。ホスト装置２１０は、印刷データ及び駆動制御信号を吐出信号処理部２２１へ出力する。
【００２０】
吐出信号処理部２２１は、吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎの駆動タイミングを制御するための制御信号ＬＡＴ、ＣＨを、駆動制御信号に基づいて生成する。また吐出信号処理部２２１は、吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎの各々に対応した第１〜第ｎ印刷データを出力する。吐出信号処理部２２１は、例えばロジック回路により構成される。
【００２１】
駆動信号生成部２２２は、制御信号ＬＡＴ、ＣＨ及び第１〜第ｎ印刷データに基づいて、駆動電圧ＶＩＮ１〜ＶＩＮｎを出力する。駆動電圧ＶＩＮｉは、第ｉ印刷データにより指定される電圧波形を有する。ｉは１以上ｎ以下の整数である。なお図３では、ＶＩＮ１〜ＶＩＮｎをまとめてＶＩＮと記載している。
【００２２】
ここで、制御信号ＬＡＴは、第１〜第ｎ印刷データをラッチするための信号である。また制御信号ＣＨは、第ｉ印刷データのビットを順次に選択するための信号である。具体的には、駆動信号生成部２２２は、制御信号ＬＡＴに基づいて第１〜第ｎ印刷データをラッチするラッチ回路と、ラッチ回路からの第１〜第ｎ印刷データを駆動電圧ＶＩＮ１〜ＶＩＮｎに変換するデコーダーと、を含む。デコーダーは、第ｉ印刷データの各ビットに対応した電圧波形を順次に出力する。例えば、第ｉ印刷データが第１〜第３ビットで構成されるとする。この場合、デコーダーは、第１ビットに対応した第１電圧波形と第２ビットに対応した第２電圧波形と第３ビットに対応した第３電圧波形とを、時系列に、駆動電圧ＶＩＮｉとして出力する。
【００２３】
切替部２２３は、駆動信号生成部２２２と吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎと励起信号増幅部２２４との間の接続を切り替えるスイッチ回路である。印刷時において、切替部２２３は、駆動信号生成部２２２からの駆動電圧ＶＩＮｉを吐出部ＮＺｉへ入力させる。吐出部ＮＺｉのアクチュエーターは、駆動電圧ＶＩＮｉの電圧波形に基づいて振動板を動かし、ノズルからインクを吐出させる。
【００２４】
次に、ノズル異常の検出時における液滴吐出装置２００の動作を説明する。ノズル異常の検出時には、吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎを１つずつ順次に異常検出していく。
【００２５】
まず、駆動信号生成部２２２は、駆動電圧ＶＩＮ１を出力する。駆動電圧ＶＩＮ１の生成手法は、基本的に印刷時と同様である。切替部２２３は、駆動信号生成部２２２からの駆動電圧ＶＩＮ１を吐出部ＮＺ１へ入力させる。
【００２６】
次に、切替部２２３は、吐出部ＮＺ１からの残留振動による起電圧ＳＮＶＴを励起信号増幅部２２４へ入力させる。励起信号増幅部２２４は、起電圧ＳＮＶＴに対する増幅処理等のアナログ信号処理を行い、処理後のアナログ信号ＡＭＱを出力する。
【００２７】
ホスト装置２１０の励起異常信号処理部２１１は、コンパレーターによりアナログ信号ＡＭＱと基準電圧ＶＲＦとを比較することで、アナログ信号ＡＭＱをデジタルの比較結果信号ＣＰＱに変換する。励起異常信号判断部２１２は、比較結果信号ＣＰＱに基づいて、吐出部ＮＺ１のノズルが正常であるか異常であるかを判断する。
【００２８】
同様のノズル異常検出を、吐出部ＮＺ２〜ＮＺｎに対して順次に行う。これにより、吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎの各々について、ノズルが正常であるか異常であるかが判断される。
【００２９】
以上の従来例では、残留振動による起電圧ＳＮＶＴを増幅する励起信号増幅部２２４がヘッドドライバーＩＣに内蔵されている。ヘッドドライバーＩＣはノズルのアクチュエーターを駆動するために、例えば４０Ｖ程度の高耐圧プロセスによって製造される。このため、励起信号増幅部２２４の増幅回路も高耐圧プロセスのトランジスターで構成され、レイアウト面積が非常に大きくなってしまう。しかしながら、残留振動による起電圧ＳＮＶＴを検出するためには必ずしも高耐圧プロセスは必要でない。
【００３０】
また従来例では、起電圧ＳＮＶＴが増幅された信号であるアナログ信号ＡＭＱが、ヘッド駆動装置２２０からホスト装置２１０へ伝送されている。ヘッドは本体に対して可動に構成されるので、ヘッドに搭載されるヘッド基板と、本体に搭載されるメイン基板とは、例えばフレキシブル基板等によって接続されている。アナログ信号ＡＭＱは、そのフレキシブル基板上の配線によって伝送されることになるため、外来ノイズの影響を受けやすい。例えば、アナログ信号ＡＭＱは、ヘッド移動等の機械的動作に伴うノイズ等の影響を受ける。アナログ信号ＡＭＱにノイズが混入した場合、ノズル異常の検出精度が低下するおそれがある。
【００３１】
３．本実施形態の構成例
図４は、以上のような課題を解決できる本実施形態の液滴吐出装置１００の構成例である。液滴吐出装置１００は、ホスト装置１１０とヘッド駆動装置１２０とヘッドユニット１３０とを含む。なお以下では、図３に対応する構成要素については、その対応を記載し、その構成要素についての説明を適宜に省略する。
【００３２】
ホスト装置１１０は、図３のホスト装置２１０に対応する。但し、ホスト装置１１０は励起異常信号判断部１１２を含むが、励起異常信号処理部を含まない。
【００３３】
ヘッド駆動装置１２０は、駆動回路１４０と集積回路装置１５０とを含む。駆動回路１４０はヘッドドライバーＩＣであり、集積回路装置１５０は、ヘッドドライバーＩＣとは別に設けられる。駆動回路１４０及び集積回路装置１５０は、ヘッド基板に実装されている。駆動回路１４０は、ヘッドユニット１３０の駆動を行う。集積回路装置１５０は、残留振動による起電圧を増幅し、その増幅後の信号をデジタル信号に変換する。駆動回路１４０は、駆動回路１４０は、吐出信号処理部１４１と駆動信号生成部１４２と切替部１４３とを含む。集積回路装置１５０は、スイッチ部１５１と励起信号増幅部１５２と励起異常信号処理部１５３とを含む。吐出信号処理部１４１が図３の吐出信号処理部２２１に対応し、駆動信号生成部１４２が図３の駆動信号生成部２２２に対応する。切替部１４３及びスイッチ部１５１が図３の切替部２２３に対応する。励起信号増幅部１５２が図３の励起信号増幅部２２４に対応し、励起異常信号処理部１５３が図３の励起異常信号処理部２１１に対応する。
【００３４】
次に、液滴吐出装置１００の動作を説明する。通常の印刷時における動作については、図３と同様であるため、説明を省略する。以下、ノズル異常の検出時における液滴吐出装置１００の動作を説明する。
【００３５】
ホスト装置２１０は、検出モードにおける駆動制御信号を吐出信号処理部２２１へ出力する。なお、検出モードは集積回路装置１５０におけるモードである。駆動回路１４０は、検出モードを認識するわけではなく、ホスト装置１１０からの制御信号ＬＡＴ、ＣＨに基づいて動作しているだけである。
【００３６】
吐出信号処理部２２１は、検出モードにおいて吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎの駆動タイミングを制御するための制御信号ＬＡＴ、ＣＨを、駆動制御信号に基づいて生成する。
【００３７】
駆動信号生成部２２２は、制御信号ＬＡＴ、ＣＨに基づいて、検出モードにおける駆動電圧ＶＩＮ１を出力する。
【００３８】
切替部１４３は、駆動信号生成部１４２からの駆動電圧ＶＩＮ１を吐出部ＮＺ１に入力させる。次に、切替部２２３は、吐出部ＮＺ１からの残留振動による起電圧ＳＮＶＴを集積回路装置１５０へ入力させる。
【００３９】
集積回路装置１５０は、制御信号ＬＡＴ、ＣＨの信号波形に基づいて、検出モードであることを認識する。集積回路装置１５０は、制御信号ＬＡＴ、ＣＨによって規定される検出期間において起電圧ＳＮＶＴを検出する。
【００４０】
具体的には、検出モードにおいて、スイッチ部１５１が起電圧ＳＮＶＴを励起信号増幅部１５２へ入力させる。励起信号増幅部１５２は、起電圧ＳＮＶＴに対する増幅処理等のアナログ信号処理を行い、処理後のアナログ信号ＡＭＱを出力する。励起異常信号処理部１５３は、コンパレーターによりアナログ信号ＡＭＱと基準電圧ＶＲＦとを比較することで、アナログ信号ＡＭＱをデジタルの比較結果信号ＣＰＱに変換する。
【００４１】
ホスト装置１１０の励起異常信号判断部１１２は、比較結果信号ＣＰＱに基づいて、吐出部ＮＺ１のノズルが正常であるか異常であるかを判断する。
【００４２】
同様のノズル異常検出を、吐出部ＮＺ２〜ＮＺｎに対して順次に行う。これにより、吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎの各々について、ノズルが正常であるか異常であるかが判断される。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、起電圧ＳＮＶＴを取り込むためのスイッチ部１５１と、起電圧ＳＮＶＴを増幅する励起信号増幅部１５２と、増幅後のアナログ信号ＡＭＱをデジタルの比較結果信号ＣＰＱに変換する励起異常信号処理部１５３と、が集積回路装置１５０として１チップに集積されている。
【００４４】
以上の本実施形態では、残留振動による起電圧ＳＮＶＴを増幅する励起信号増幅部１５２が、ヘッドドライバーＩＣとは別の集積回路装置１５０に含まれる。このため、励起信号増幅部１５２の増幅回路を、ヘッドドライバーＩＣよりも低い耐圧のプロセスで構成でき、励起信号増幅部１５２をヘッドドライバーＩＣに内蔵する場合と比較して、レイアウト面積小さくすることができる。
【００４５】
また本実施形態では、集積回路装置１５０に励起異常信号処理部１５３が集積されている。これにより、本体に搭載されるメイン基板ではなく、ヘッド基板に励起異常信号処理部１５３を設けることができる。即ち、ヘッド基板からメイン基板へは、デジタル信号である比較結果信号ＣＰＱが伝送される。アナログ信号をフレキシブル基板等で伝送しなくてもよくなるため、外来ノイズに対する耐性が向上する。これにより、ノズル異常の検出精度を向上できる。
【００４６】
また本実施形態では、集積回路装置１５０にスイッチ部１５１を集積することで、ノズル異常の検出時において起電圧ＳＮＶＴを集積回路装置１５０内に取り込むことが可能となっている。
【００４７】
なお、スイッチ部１５１は、トランジスターで構成されたスイッチ回路を含む。このトランジスターは起電圧ＳＮＶＴを扱うために、励起信号増幅部１５２の電源電圧よりも高い電圧が必要である。このため、後述するように、集積回路装置１５０は昇圧回路を含んでいる。昇圧回路は例えばチャージポンプ回路である。昇圧回路の動作クロック信号は、励起信号増幅部１５２及び励起異常信号処理部１５３に対してノイズ源となるおそれがある。本実施形態では、検出期間において昇圧回路の動作クロック信号を停止することで、この問題を解決している。この詳細については後述する。
【００４８】
４．詳細構成例
図５は、集積回路装置１５０の詳細な構成例である。集積回路装置１５０は、スイッチ部１５１と、励起信号増幅部１５２と、励起異常信号処理部１５３と、バッファー回路ＢＦＰＭＤと、昇圧回路１７１と、制御回路１７２と、発振回路１７３と、レベルシフター１７４、１７５と、モニター回路１７６と、を含む。また集積回路装置１５０は、制御信号入力端子ＴＬＡＴ、ＴＣＨと、出力端子ＮＣＨＧ、ＮＴＥと、端子ＴＡＶＤＤ、ＴＰＭＤ、ＳＷ１Ａ、ＳＷ１Ｂ、ＳＷ２Ａ、ＳＷ２Ｂ、ＳＷＯ、ＡＩＮと、を含む。なお、励起信号増幅部１５２及び励起異常信号処理部１５３を、アナログフロントエンド回路とも呼ぶ。また、端子ＳＷ１Ａ、ＳＷ１Ｂ、ＳＷ２Ａ、ＳＷ２Ｂを、それぞれ第１端子、第２端子、第３端子、第４端子とも呼ぶ。
【００４９】
集積回路装置１５０は、ノズル異常検出のチャンネルとして第１チャンネル及び第２チャンネルを有する。集積回路装置１５０の外部において、ヘッド基板上に、第１チャンネルに対応したトランジスターＰＴＲ１と、第２チャンネルに対応したトランジスターＰＴＲ２と、が設けられている。トランジスターＰＴＲ１、ＰＴＲ２は、Ｐ型トランジスターである。
【００５０】
トランジスターＰＴＲ１のドレインは、端子ＳＷ１Ａ、及び駆動回路１４０の駆動信号線ＬＡに接続される。駆動信号線ＬＡは、第１チャンネルが用いられる場合において、駆動電圧ＶＩＮが出力される信号線である。またトランジスターＰＴＲ１のソースは、端子ＳＷ１Ｂに接続されると共に、アクチュエーター側駆動信号線ＬＢを介してヘッドユニット１３０に接続される。なお、図５では省略しているが、アクチュエーター側駆動信号線ＬＢは、切替部１４３を介して、吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎのいずれかのアクチュエーターに接続される。
【００５１】
トランジスターＰＴＲ２のドレインは、端子ＳＷ２Ａ、及び駆動回路１４０の駆動信号線ＬＣに接続される。駆動信号線ＬＣは、第２チャンネルが用いられる場合において、駆動電圧ＶＩＮが出力される信号線である。またトランジスターＰＴＲ２のソースは、端子ＳＷ２Ｂに接続されると共に、アクチュエーター側駆動信号線ＬＤを介してヘッドユニット１３０に接続される。なお、図５では省略しているが、アクチュエーター側駆動信号線ＬＤは、切替部１４３を介して、吐出部ＮＺ１〜ＮＺｎのいずれかのアクチュエーターに接続される。
【００５２】
昇圧回路１７１は、集積回路装置１５０の外部から端子ＴＡＶＤＤに供給される電源電圧ＡＶＤＤを、昇圧電圧ＶＤＣＰに昇圧する。昇圧回路１７１は、制御回路１７２から入力される昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫに基づいてスイッチング動作を行い、昇圧電圧ＶＤＣＰを生成する。昇圧回路１７１は例えばチャージポンプ回路である。チャージポンプ回路は、トランジスターで構成されるスイッチ回路と、キャパシターとで構成される。なお、キャパシターが集積回路装置１５０に外付けされてもよい。その場合、スイッチ回路の部分が昇圧回路１７１として集積回路装置１５０に内蔵される。
【００５３】
モニター回路１７６は、昇圧電圧ＶＤＣＰをモニターする。具体的には、モニター回路１７６は、昇圧電圧ＶＤＣＰとしきい値電圧とを比較し、その比較結果をモニター結果信号として出力する。なお、モニター回路１７６は省略されてもよい。例えば、図８で後述するように、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫが停止される期間が固定であってもよい。この場合には、モニター回路１７６は省略されてもよい。
【００５４】
レベルシフター１７４は、制御回路１７２が出力する信号の信号レベルを、昇圧電圧ＶＤＣＰで動作する回路の信号レベルへ、レベルシフトする。制御回路１７２は、例えば電源電圧ＡＶＤＤよりも低いロジック電源で動作する。一方、バッファー回路ＢＦＰＭＤ及びスイッチ部１５１は、昇圧電圧ＶＤＣＰで動作する。即ち、レベルシフター１７４は、ロジック電源の電圧レベルの信号を、昇圧電圧ＶＤＣＰの電圧レベルの信号へ、レベルシフトする。またレベルシフター１７４は、昇圧電圧ＶＤＣＰで動作する回路の信号レベルを、制御回路１７２が出力する信号の信号レベルへ、レベルシフトする。モニター回路１７６は、昇圧電圧ＶＤＣＰで動作する。即ち、モニター回路１７６からのモニター結果信号を、ロジック電源の電圧レベルの信号へ、レベルシフトする。
【００５５】
レベルシフター１７５は、励起異常信号処理部１５３が出力する信号の信号レベルを、ロジック電源で動作する制御回路１７２の信号レベルへ、レベルシフトする。励起信号増幅部１５２及び励起異常信号処理部１５３は、電源電圧ＡＶＤＤで動作する。即ち、レベルシフター１７５は、電源電圧ＡＶＤＤの電圧レベルの信号を、ロジック電源の電圧レベルの信号へ、レベルシフトする。
【００５６】
スイッチ部１５１は、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２を含む。なお、ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２を、それぞれ第１スイッチ回路、第２スイッチ回路、第３スイッチ回路、第４スイッチ回路とも呼ぶ。
【００５７】
スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２は、例えばＮ型トランジスターである。但し、これに限定されず、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２は、例えばトランスファーゲートであってもよい。
【００５８】
スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１の一端は端子ＳＷ１Ａに接続され、他端は端子ＳＷＯに接続される。スイッチ回路ＴＧ１の一端は端子ＳＷ１Ｂに接続され、他端は端子ＳＷ１Ａに接続される。スイッチ回路ＳＥＬＣＨ２の一端は端子ＳＷ２Ａに接続され、他端は端子ＳＷＯに接続される。スイッチ回路ＴＧ２の一端は端子ＳＷ２Ｂに接続され、他端は端子ＳＷ２Ａに接続される。
【００５９】
後述するように、これらのスイッチ回路がオン又はオフに制御されることで、検出期間において起電圧ＳＮＶＴが端子ＳＷＯから出力される。端子ＳＷＯは、集積回路装置１５０の外部の配線によって端子ＡＩＮに接続される。端子ＳＷＯから出力された起電圧ＳＮＶＴは、端子ＡＩＮを介して増幅回路ＡＰＣへ入力される。
【００６０】
励起信号増幅部１５２は、端子ＡＩＮから入力された起電圧ＳＮＶＴを増幅する増幅回路ＡＰＣと、増幅回路ＡＰＣの出力電圧をバンドパスフィルター処理するバンドパスフィルターＢＰＦと、を含む。なお、励起信号増幅部１５２は、バンドパスフィルターＢＰＦの代わりにローパスフィルター等を含んでもよい。即ち、励起信号増幅部１５２は、増幅回路ＡＰＣの後段にフィルターを含んでいればよい。
【００６１】
増幅回路ＡＰＣは、例えば、端子ＡＩＮから入力された起電圧ＳＮＶＴを増幅するアンプ回路と、可変に設定可能なゲインによってアンプ回路の出力電圧を増幅するプログラマブルゲインアンプと、を含む。プログラマブルゲインアンプは、増幅後の出力電圧をバンドパスフィルターＢＰＦへ出力する。
【００６２】
バンドパスフィルターＢＰＦの帯域は、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫの周波数を含まない。即ち、バンドパスフィルターＢＰＦを信号が通過することで、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫに起因するノイズが信号から低減される。バンドパスフィルターＢＰＦは、アンプ回路と、フィードバック回路を構成する抵抗及びキャパシターと、を含む。なお、フィードバック回路が集積回路装置１５０に外付けされてもよい。その場合、アンプ回路の部分がバンドパスフィルターＢＰＦとして集積回路装置１５０に内蔵される。
【００６３】
励起異常信号処理部１５３は、コンパレーターＣＰ１、ＣＰ２と、Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣとを含む。
【００６４】
コンパレーターＣＰ１は、バンドパスフィルターＢＰＦの出力電圧と基準電圧ＶＲＦとを比較し、比較結果信号ＣＰＱを出力する。基準電圧ＶＲＦは、例えば抵抗による分圧等によって生成される。
【００６５】
Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣは、設定データをＤ／Ａ変換することで基準電圧ＶＲＦＢを生成する。設定データが変更されることで、基準電圧ＶＲＦＢが可変に設定される。例えば、ホスト装置１１０が集積回路装置１５０に対して設定データを送信する。
【００６６】
コンパレーターＣＰ２は、バンドパスフィルターＢＰＦの出力電圧と基準電圧ＶＲＦＢとを比較し、比較結果信号ＣＰＱＢを出力する。
【００６７】
レベルシフター１７５は、比較結果信号ＣＰＱ、ＣＰＱＢをレベルシフトし、レベルシフト後の信号を制御回路１７２へ出力する。
【００６８】
なお、図５では励起異常信号処理部１５３が２つのコンパレーターを有するが、これに限定されず、励起異常信号処理部１５３が１つのコンパレーター又は３つ以上のコンパレーターを有してもよい。例えば、図５において、Ｄ／Ａ変換回路及びコンパレーターの組が更にもう１組加えられてもよい。
【００６９】
発振回路１７３は、発振によりクロック信号ＭＣＫを生成し、そのクロック信号ＭＣＫを制御回路１７２へ出力する。
【００７０】
制御回路１７２は、クロック信号ＭＣＫを分周することで昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫを生成し、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫを昇圧回路１７１へ出力する。また制御回路１７２は、集積回路装置１５０の各部を制御する。
【００７１】
具体的には、制御信号ＬＡＴが、ホスト装置１１０から制御信号入力端子ＴＬＡＴを介して制御回路１７２へ入力される。また制御信号ＣＨが、ホスト装置１１０から制御信号入力端子ＴＣＨを介して制御回路１７２へ入力される。制御回路１７２は、トランジスターＰＴＲ１、ＰＴＲ２をオン又はオフに制御するためのゲート駆動信号ＰＭＤを、制御信号ＬＡＴ、ＣＨに基づいて出力する。レベルシフター１７４は、ゲート駆動信号ＰＭＤをレベルシフトし、バッファー回路ＢＦＰＭＤは、レベルシフト後のゲート駆動信号ＰＭＤをバッファリングする。バッファー回路ＢＦＰＭＤは、バッファリング後の信号を、端子ＴＰＭＤを介してトランジスターＰＴＲ１、ＰＴＲ２のゲートへ出力することで、トランジスターＰＴＲ１、ＰＴＲ２を駆動する。
【００７２】
また制御回路１７２は、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２をオン又はオフに制御するための第１〜第４スイッチ信号を、制御信号ＬＡＴ、ＣＨに基づいて出力する。レベルシフター１７４は、第１〜第４スイッチ信号をレベルシフトする。スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１は、レベルシフト後の第１スイッチ信号によりオン又はオフに制御される。スイッチ回路ＴＧ１は、レベルシフト後の第２スイッチ信号によりオン又はオフに制御される。スイッチ回路ＳＥＬＣＨ２は、レベルシフト後の第３スイッチ信号によりオン又はオフに制御される。スイッチ回路ＴＧ２は、レベルシフト後の第４スイッチ信号によりオン又はオフに制御される。
【００７３】
また制御回路１７２は、検出期間において、比較結果信号ＣＰＱ’、ＣＰＱＢ’をホスト装置１１０へ出力する。即ち、レベルシフター１７５は、コンパレーターＣＰ１からの比較結果信号ＣＰＱをレベルシフトする。制御回路１７２は、レベルシフト後の比較結果信号ＣＰＱを比較結果信号ＣＰＱ’として出力端子ＮＴＥからホスト装置１１０へ出力する。またレベルシフター１７５は、コンパレーターＣＰ２からの比較結果信号ＣＰＱＢをレベルシフトする。制御回路１７２は、レベルシフト後の比較結果信号ＣＰＱＢを比較結果信号ＣＰＱＢ’として出力端子ＮＣＨＧからホスト装置１１０へ出力する。
【００７４】
また制御回路１７２は、制御信号ＬＡＴ、ＣＨに基づいて、起電圧ＳＮＶＴの検出期間を認識する。制御回路１７２は、起電圧ＳＮＶＴの検出期間において、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫの出力を停止する。即ち、検出期間において、昇圧回路１７１のスイッチング動作が停止する。
【００７５】
以上の本実施形態では、集積回路装置１５０は、端子ＳＷ１Ａとスイッチ回路ＳＥＬＣＨ１と増幅回路ＡＰＣと昇圧回路１７１と制御回路１７２とを含む。端子ＳＷ１Ａは、液滴吐出ヘッドのアクチュエーターを駆動する駆動回路１４０の駆動信号線ＬＡに接続される。液滴吐出ヘッドは、振動板をアクチュエーターにより変位させることで液滴を吐出するノズルを備える。スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１の一端は、端子ＳＷ１Ａに接続される。増幅回路ＡＰＣは、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１の他端からの出力信号が入力され、アクチュエーターが駆動された後における振動板の残留振動によるアクチュエーターの起電圧ＳＮＶＴを増幅する。昇圧回路１７１は、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１のスイッチ信号をレベルシフトするための昇圧電圧ＶＤＣＰを、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫに基づいて生成する。制御回路１７２は、昇圧回路１７１及びスイッチ回路ＳＥＬＣＨ１を制御する。
【００７６】
本実施形態によれば、増幅回路ＡＰＣを含む集積回路装置１５０が、駆動回路１４０とは別のＩＣとして構成されている。これにより、駆動回路１４０の高耐圧プロセスとは別の低耐圧プロセスで増幅回路ＡＰＣを形成できる。また本実施形態によれば、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１及び昇圧回路１７１を設けたことで、アクチュエーターからの起電圧ＳＮＶＴを集積回路装置１５０に取り込めるようになる。即ち、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１がオンになることで、起電圧ＳＮＶＴが増幅回路ＡＰＣへ入力される。
【００７７】
しかしながら、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１を動作させるために昇圧回路１７１が設けられているので、昇圧回路１７１のスイッチングノイズがノズル異常検出に影響を与えるおそれがある。上述したように、増幅回路ＡＰＣの後段には、昇圧回路１７１からのノイズを低減するバンドパスフィルターＢＰＦが設けられている。しかしながら、完全にノイズの影響を除去することは困難である。
【００７８】
この点、本実施形態では、制御回路１７２は、起電圧ＳＮＶＴの検出期間において昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫの出力を停止する。
【００７９】
このようにすれば、起電圧ＳＮＶＴが検出される検出期間において、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫの出力及び昇圧回路１７１のスイッチング動作が停止される。これにより、ノズル異常検出に対するノイズの影響をなくすことができ、正確なノズル異常検出が可能となる。
【００８０】
なお、検出期間において昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫを停止するのではなく、検出期間において昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫの周波数を変更してもよい。即ち、制御回路１７２は、アクチュエーターの駆動期間において、第１周波数の昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫを出力し、検出期間において、第１周波数とは異なる第２周波数の昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫを出力してもよい。
【００８１】
図６は、集積回路装置１５０の動作を説明するタイミングチャートである。図６では、第１チャンネルを用いる場合を例に説明する。
【００８２】
制御回路１７２は、所定モードにおいて制御信号ＬＡＴが立ち下がったことを検出したとき、検出モードに遷移する。検出モードに遷移したとき、制御回路１７２は、スイッチ回路ＴＧ１、ＴＧ２、ＳＥＬＣＨ１をオンにする。スイッチ回路ＳＥＬＣＨ２はオフのままである。なお、所定モードは例えば通信モードであり、制御回路１７２が、制御信号ＬＡＴ、ＣＨの特定波形を検出したときに通信モードに遷移する。
【００８３】
検出モードにおいて、制御回路１７２は、制御信号ＬＡＴが最初に立ち上がった後、立ち下がったとき、ゲート駆動信号ＰＭＤをローレベルからハイレベルにする。即ち、トランジスターＰＴＲ１をオンからオフにする。
【００８４】
次に、制御回路１７２は、制御信号ＣＨが立ち上がった後、立ち下がったときから、次に立ち上がるまでの期間を、検出期間ＴＤＥＴと認識する。制御回路１７２は、検出期間ＴＤＥＴの開始から終了まで、スイッチ回路ＴＧ１をオフにする。制御回路１７２は、検出期間ＴＤＥＴが終了したとき、スイッチ回路ＴＧ１をオンにする。
【００８５】
次に、制御回路１７２は、検出期間ＴＤＥＴが終了した後に制御信号ＣＨが立ち下がったとき、ゲート駆動信号ＰＭＤをハイレベルからローレベルにする。即ち、トランジスターＰＴＲ１をオフからオンにする。検出モードが終了したとき、制御回路１７２は、スイッチ回路ＴＧ１、ＴＧ２、ＳＥＬＣＨ１をオフにする。
【００８６】
なお、第２チャンネルを用いる場合には、スイッチ回路ＴＧ１とスイッチ回路ＴＧ２の動作が入れ替わり、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１とスイッチ回路ＳＥＬＣＨ２の動作が入れ替わる。
【００８７】
図６では検出モードにおいて検出期間が１回である場合を図示したが、検出モードにおいて検出期間が複数回繰り返されてもよい。この場合、図６の検出モードを示す両矢印内の波形が複数回繰り返される。
【００８８】
図７は、制御回路１７２の詳細な構成例である。制御回路１７２は、モニター部１６１と切替信号生成部１６２とモード判定部１６３とクロック停止判定部１６４とクロック生成部１６５とセレクターＳＷＣＫとを含む。
【００８９】
図７及び図８を用いて、制御回路１７２の動作を説明する。また適宜に図６を参照する。
【００９０】
クロック生成部１６５は、発振回路１７３からのクロック信号ＭＣＫを分周することで、クロック信号ＣＫＧを生成する。
【００９１】
モニター部１６１は、制御信号ＬＡＴ、ＣＨをモニターする。例えば、制御信号ＬＡＴ、ＣＨのトグルタイミング、及びトグル回数等を検出する。
【００９２】
モード判定部１６３は、モニター部１６１からのモニター結果に基づいて、検出モードか否かを判定する。図６に示すように、モード判定部１６３は、所定モードにおいてモニター部１６１により制御信号ＬＡＴの立ち下がりが検出されたとき、検出モードと判定する。
【００９３】
切替信号生成部１６２は、モニター部１６１からのモニター結果に基づいて、ゲート駆動信号ＰＭＤを出力する。図６に示すように、切替信号生成部１６２は、検出モードにおいて制御信号ＬＡＴが最初に立ち上がった後、立ち下がったことがモニター部１６１により検出されたとき、ゲート駆動信号ＰＭＤをローレベルからハイレベルにする。
【００９４】
クロック停止判定部１６４は、モード判定部１６３による判定結果及び切替信号生成部１６２からのゲート駆動信号ＰＭＤに基づいて、クロック停止信号を出力する。クロック停止判定部１６４は、モード判定部１６３により検出モードと判定され、且つゲート駆動信号ＰＭＤがローレベルからハイレベルになったとき、クロック停止信号を非アクティブからアクティブにする。
【００９５】
セレクターＳＷＣＫは、クロック停止信号が非アクティブのときクロック信号ＣＫＧを選択する。即ちクロック信号ＣＫＧが昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫとして出力される。一方、セレクターＳＷＣＫは、クロック停止信号がアクティブのときローレベルを選択する。即ち、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫがローレベルに固定される。なお、図８の昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫの波形において、本実施形態における波形を実線で示す。また、仮に昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫを停止しなかった場合の波形を点線で示す。
【００９６】
以上のように、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫが停止するタイミングは、検出モードにおいて制御信号ＬＡＴが最初に立ち上がったタイミングである。
【００９７】
昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫが停止している期間をクロック停止期間ＴＭＳＫとする。図８では、クロック停止期間ＴＭＳＫは固定期間である。即ち、クロック停止判定部１６４は、クロック停止期間ＴＭＳＫが開始した後、タイマー等により固定期間が経過したことを検出し、クロック停止信号をアクティブから非アクティブにする。これにより、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫが再開される。なお、クロック停止期間ＴＭＳＫが検出期間ＴＤＥＴを含むように、固定期間が設定される。
【００９８】
なお、クロック停止期間ＴＭＳＫは固定期間に限定されない。以下、クロック停止期間ＴＭＳＫが固定期間でない場合の例を説明する。
【００９９】
図９は、比較結果信号ＣＰＱに基づいてクロック停止期間ＴＭＳＫが終了される場合のタイミングチャートである。この例では、クロック停止判定部１６４は、比較結果信号ＣＰＱのトグルが発生しなくなったことを検出したとき、クロック停止信号をアクティブから非アクティブにする。これにより、比較結果信号ＣＰＱがトグルしている間は、昇圧クロック信号ＣＰＬＣＫを停止させることができる。
【０１００】
図１０は、昇圧電圧ＶＤＣＰに基づいてクロック停止期間ＴＭＳＫが終了される場合のタイミングチャートである。この例では、図５のモニター回路１７６は、昇圧電圧ＶＤＣＰがしきい値電圧ＶＴＨ以下であるか否かを検出する。クロック停止判定部１６４は、昇圧電圧ＶＤＣＰがしきい値電圧ＶＴＨ以下であることが検出されたとき、クロック停止信号をアクティブから非アクティブにする。これにより、昇圧電圧ＶＤＣＰをしきい値電圧ＶＴＨ以上に保つことができるので、昇圧電圧ＶＤＣＰの低下による動作異常等を防ぐことができる。
【０１０１】
５．レイアウト
図１１は、集積回路装置１５０のレイアウト配置例である。図１１は、集積回路装置１５０の基板の厚み方向における平面視図である。なお図１１はレイアウト配置を模式的に示すものであり、厳密にこの配置である必要はない。
【０１０２】
図１１において、第１方向ＤＲ１に直交する方向を第２方向ＤＲ２とする。また第１方向ＤＲ１の反対方向を第３方向ＤＲ３とし、第２方向ＤＲ２の反対方向を第４方向ＤＲ４とする。なお、以下で用いる「領域」とは、回路を構成する素子が配置された領域のことである。例えば、トランジスター或いは配線、抵抗、キャパシター等が配置された領域である。
【０１０３】
図１１に示すように、領域ＡＲ１の第１方向ＤＲ１側に領域ＡＲＣＮＴＲが配置され、領域ＡＲＣＮＴＲの第１方向ＤＲ１側に領域ＡＲ２が配置される。
【０１０４】
領域ＡＲ１は、スイッチ部１５１が配置される領域ＡＲＳＷＣと、昇圧回路１７１が配置される領域ＡＲＣＨＰと、が配置される。即ち領域ＡＲ１には、第１〜第４スイッチ回路であるスイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２と、昇圧回路１７１と、が配置される。領域ＡＲＣＨＰは、領域ＡＲＳＷＣの第１方向ＤＲ１側に配置される。
【０１０５】
領域ＡＲ２は、励起信号増幅部１５２が配置される領域ＡＲＡＭＰと、励起異常信号処理部１５３が配置される領域ＡＲＣＯＭと、が配置される。即ち、領域ＡＲ２にはアナログフロントエンド回路が配置される。具体的には、領域ＡＲ２には、増幅回路ＡＰＣとバンドパスフィルターＢＰＦとコンパレーターＣＰ１、ＣＰ２とＤ／Ａ変換回路ＤＡＣとが配置される。
【０１０６】
領域ＡＲＣＨＴＲには、制御回路５０が配置される。即ち、昇圧回路１７１及びスイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２と、アナログフロントエンド回路と、の間に制御回路１７２が配置されている。なお、これに限定されず、昇圧回路１７１とアナログフロントエンド回路との間に制御回路１７２が配置されるか、又は、スイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２とアナログフロントエンド回路との間に制御回路１７２が配置されていればよい。また、図１１では、領域ＡＲ１と領域ＡＲ２との間にのみ制御回路１７２が配置されているが、これに限定されない。例えば、制御回路１７２の一部が、領域ＡＲ１と領域ＡＲ２との間に配置されていてもよい。即ち、制御回路１７２の残りの部分が、領域ＡＲ１又は領域ＡＲ２の第２方向ＤＲ２側等に配置されていてもよい。
【０１０７】
本配置例によれば、昇圧回路１７１又はスイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２と、アナログフロントエンド回路と、の間に制御回路１７２が配置されることで、昇圧回路１７１又はスイッチ回路ＳＥＬＣＨ１、ＴＧ１、ＳＥＬＣＨ２、ＴＧ２からアナログフロントエンド回路へのノイズの伝搬を抑制できる。
【０１０８】
以上の実施形態では、集積回路装置は、第１端子と第１スイッチ回路と増幅回路と昇圧回路と制御回路とを含む。第１端子は、ノズルのアクチュエーターを駆動する駆動回路の駆動信号線に接続される。ノズルは、振動板をアクチュエーターにより変位させることで液滴を吐出する。第１スイッチ回路の一端は、第１端子に接続される。増幅回路は、第１スイッチ回路の他端からの出力信号が入力され、アクチュエーターが駆動された後における振動板の残留振動によるアクチュエーターの起電圧を増幅する。昇圧回路は、第１スイッチ回路のスイッチ信号をレベルシフトするための昇圧電圧を、昇圧クロック信号に基づいて生成する。制御回路は、昇圧回路及び第１スイッチ回路を制御する。
【０１０９】
本実施形態によれば、増幅回路を含む集積回路装置が、ヘッドドライバーＩＣとは別のＩＣとして構成される。これにより、ヘッドドライバーＩＣの高耐圧プロセスとは別の低耐圧プロセスで集積回路装置を形成できる。
【０１１０】
また本実施形態では、制御回路は、起電圧の検出期間において昇圧クロック信号の出力を停止してもよい。
【０１１１】
このようにすれば、起電圧が検出される検出期間において、昇圧クロック信号の出力及び昇圧回路のスイッチング動作が停止される。これにより、ノズル異常検出に対するノイズの影響をなくすことができ、正確なノズル異常検出が可能となる。
【０１１２】
また本実施形態では、集積回路装置は、昇圧電圧をモニターするモニター回路を含んでもよい。制御回路は、モニター回路によるモニター結果に基づいて、昇圧クロック信号の出力を再開させてもよい。
【０１１３】
このようにすれば、昇圧電圧が所定の条件を満たしたときに、昇圧回路の動作を再開させることができる。例えば、昇圧電圧がしきい値電圧以下となったときに、圧回路の動作を再開させることで、昇圧電圧をしきい値電圧以上に保つことが可能となる。
【０１１４】
また本実施形態では、集積回路装置は、制御信号を用いて駆動回路を制御するホスト装置からの制御信号が入力される制御信号入力端子を含んでもよい。制御回路は、制御信号に基づいて第１スイッチ回路を制御してもよい。
【０１１５】
このようにすれば、ホスト装置からの制御信号を、制御信号入力端子から集積回路装置へ入力できる。そして、制御回路が制御信号に基づいて第１スイッチ回路を制御できる。即ち、制御信号は、通常の印刷時においては、ホスト装置が駆動回路を制御するための信号である。制御信号入力端子を設けたことで、この制御信号を制御回路がモニターできるようになる。そして、集積回路装置の検出モードを設定するための波形を制御信号として出力したとき、制御回路が、その制御信号に基づいて検出モードを認識できる。そして、制御回路が、その結果に基づいて第１スイッチ回路を制御できる。
【０１１６】
また本実施形態では、制御回路は、制御信号に基づいて、起電圧の検出期間を判断してもよい。
【０１１７】
アクチュエーターの残留振動は、アクチュエーターが駆動された後に発生する振動である。制御信号は、駆動回路によるアクチュエーターの駆動を制御する信号なので、制御回路が制御信号をモニターすることで、残留振動が発生するタイミングを知ることが可能である。即ち、制御回路が、制御信号に基づいて、起電圧の検出期間を判断できる。
【０１１８】
また本実施形態では、制御回路は、制御信号に基づいて、昇圧クロック信号を制御してもよい。
【０１１９】
上述のように、制御回路が制御信号をモニターすることで、残留振動が発生するタイミングを知ることが可能である。即ち、制御回路が、制御信号に基づいて昇圧クロック信号を制御することで、検出期間において昇圧クロック信号を停止できる。
【０１２０】
また本実施形態では、集積回路装置は、フィルターとコンパレーターとを含んでもよい。フィルターは、増幅回路の出力をフィルター処理してもよい。コンパレーターは、フィルター処理の後の信号と、基準電圧との比較を行ってもよい。
【０１２１】
このようにすれば、集積回路装置の内部において、残留振動による起電圧が増幅回路により増幅され、コンパレーターによりデジタル信号に変換される。これにより、ヘッド基板から液滴吐出装置本体のメイン基板までを、デジタル信号により伝送できる。これにより、ヘッド基板から液滴吐出装置本体のメイン基板までをアナログ信号により伝送する従来技術に比べて、ノイズ耐性が高くなる。
【０１２２】
また本実施形態では、集積回路装置は、駆動回路を制御するホスト装置に対して比較の結果を出力する出力端子を含んでもよい。
【０１２３】
このようにすれば、集積回路装置がホスト装置に対して、コンパレーターによる比較の結果を出力できる。比較の結果は、上述のデジタル信号に相当する。上述したように、ヘッド基板から液滴吐出装置本体のメイン基板までをアナログ信号により伝送する従来技術に比べて、ノイズ耐性が高くなる。
【０１２４】
また本実施形態では、集積回路装置は、バッファー回路とレベルシフターとを含んでもよい。バッファー回路は、アクチュエーターに接続されるアクチュエーター側駆動信号線と、駆動回路の駆動信号線との間に設けられるトランジスターのゲートを駆動してもよい。レベルシフターは、制御回路からのゲート駆動信号を昇圧電圧に基づいてレベルシフトし、レベルシフト後の信号をバッファー回路へ出力してもよい。
【０１２５】
このような構成において、レベルシフターに昇圧電圧を供給するために昇圧電圧が必要である。本実施形態によれば、上述したように、起電圧が検出される検出期間において、昇圧クロック信号の出力及び昇圧回路のスイッチング動作が停止される。これにより、ノズル異常検出に対するノイズの影響をなくすことができ、正確なノズル異常検出が可能となる。
【０１２６】
また本実施形態では、集積回路装置は、第２端子と第２スイッチ回路と制御信号入力端子とを含んでもよい。第２端子は、アクチュエーターに接続されるアクチュエーター側駆動信号線に接続されてもよい。第２スイッチ回路の一端は、第１端子に一端が接続されてもよい。第２スイッチ回路の他端は、第２端子に接続されてもよい。制御信号入力端子は、制御信号を用いて駆動回路を制御するホスト装置からの制御信号が入力されてもよい。制御回路は、制御信号に基づいて第２スイッチ回路を制御してもよい。
【０１２７】
このようにすれば、制御信号入力端子を設けたことで、ホスト装置からの制御信号を集積回路装置へ入力できる。そして、制御回路が制御信号に基づいて第２スイッチ回路を制御できる。第２スイッチ回路がオフである場合、第１端子と第２端子が遮断されるので、第１端子から入力される起電圧が第１スイッチ回路を介して増幅回路へ入力されるようになる。このような制御を、制御信号に基づいて行うことが可能となる。
【０１２８】
また本実施形態では、昇圧回路又は第１スイッチ回路と、増幅回路を有するアナログフロントエンド回路と、の間に制御回路が配置されてもよい。
【０１２９】
昇圧回路又は第１スイッチ回路からのノイズは、例えば集積回路装置の基板等を介して、アナログフロントエンド回路へ伝搬する可能性がある。本実施形態によれば、昇圧回路又は第１スイッチ回路とアナログフロントエンド回路との間に制御回路が配置されるので、ノイズの伝搬を抑制できる。
【０１３０】
また本実施形態では、液滴吐出装置は、上記のいずれかに記載の集積回路装置と、駆動回路と、ノズルを有するヘッドと、を含む。
【０１３１】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また集積回路装置及び液滴吐出装置の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…メイン基板、２０…ヘッド基板、３０…ノズル、３１…アクチュエーター、３２…振動板、３３…キャビティー、３４…吐出口、５０…制御回路、１００…液滴吐出装置、１１０…ホスト装置、１１２…励起異常信号判断部、１２０…ヘッド駆動装置、１３０…ヘッドユニット、１４０…駆動回路、１４１…吐出信号処理部、１４２…駆動信号生成部、１４３…切替部、１５０…集積回路装置、１５１…スイッチ部、１５２…励起信号増幅部、１５３…励起異常信号処理部、１６１…モニター部、１６２…切替信号生成部、１６３…モード判定部、１６４…クロック停止判定部、１６５…クロック生成部、１７１…昇圧回路、１７２…制御回路、１７３…発振回路、１７４…レベルシフター、１７５…レベルシフター、１７６…モニター回路、２００…液滴吐出装置、２１０…ホスト装置、２１１…励起異常信号処理部、２１２…励起異常信号判断部、２２０…ヘッド駆動装置、２２１…吐出信号処理部、２２２…駆動信号生成部、２２３…切替部、２２４…励起信号増幅部、２３０…ヘッドユニット、ＡＰＣ…増幅回路、ＢＦＰＭＤ…バッファー回路、ＣＨ…制御信号、ＣＰ１，ＣＰ２…コンパレーター、ＣＰＬＣＫ…昇圧クロック信号、ＣＰＱ，ＣＰＱＢ…比較結果信号、ＬＡ…駆動信号線、ＬＡＴ…制御信号、ＬＢ…アクチュエーター側駆動信号線、ＭＣＫ…クロック信号、ＮＣＨＧ，ＮＴＥ…出力端子、ＰＭＤ…ゲート駆動信号、ＰＴＲ１，ＰＴＲ２…トランジスター、ＳＥＬＣＨ１，ＳＥＬＣＨ２…スイッチ回路、ＳＮＶＴ…起電圧、ＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂ…端子、ＴＣＨ…制御信号入力端子、ＴＤＥＴ…検出期間、ＴＧ１，ＴＧ２…スイッチ回路、ＴＬＡＴ…制御信号入力端子、ＴＭＳＫ…クロック停止期間、ＶＤＣＰ…昇圧電圧、ＶＩＮ…駆動電圧、ＶＲＦ，ＶＲＦＢ…基準電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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