(57)【要約】【課題】従来よりも省発熱性又は省電力性を高めることが可能な液体吐出装置を提供すること。【解決手段】液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、前記変調信号を増幅した増幅変調信号を生成する増幅部と、前記増幅変調信号を平滑化し、前記吐出部を駆動して前記液体を吐出させる駆動信号を生成するためのコイルと、前記ヘッドと前記コイルとを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを第１方向に移動させるためのモーターと、を有し、前記コイルは、空芯型のコイルである、液体吐出装置。【選択図】図１５
2017165038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を生成する増幅部と、
前記増幅変調信号を平滑化し、前記吐出部を駆動して前記液体を吐出させる駆動信号を生成するためのコイルと、
前記ヘッドと前記コイルとを搭載したキャリッジと、
前記キャリッジを第１方向に移動させるためのモーターと、
を有し、
前記コイルは、空芯型のコイルである、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記コイルは、放熱部材として機能する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記コイルは、
前記キャリッジの前記第１方向に沿う面に搭載されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第１方向から視た平面視における前記コイルの面積は、前記ヘッドの吐出面と直交する第２方向から視た平面視における前記コイルの面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記コイルは、中心軸が前記第２方向に沿うように前記キャリッジに搭載されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記コイルは、中心軸が前記第１方向に沿うように前記キャリッジに搭載されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記ヘッドと、前記変調部と、前記増幅部と、前記コイルと、前記キャリッジと、を収容し、開口部が設けられている筐体を有し、
前記コイルは、前記開口部の外側から前記筐体の内側を視たときに、前記キャリッジよりも奥側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、前記変調信号を増幅した増幅変調信号を生成する増幅部と、キャリッジを第１方向に移動させるためのモーターと、を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、
液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
前記増幅変調信号を平滑化し、前記吐出部を駆動して前記液体を吐出させる駆動信号を生成するためのコイルと、
前記ヘッドと前記コイルとを搭載した前記キャリッジと、
を有し、
前記コイルは、空芯型のコイルである、
ことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項９】
前記コイルは、放熱部材として機能する、
ことを特徴とする請求項８に記載のヘッドユニット。
【請求項１０】
前記コイルは、
前記キャリッジの前記第１方向に沿う面に搭載されている、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のヘッドユニット。
【請求項１１】
前記第１方向から視た平面視における前記コイルの面積は、前記ヘッドの吐出面と直交する第２方向から視た平面視における前記コイルの面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項１２】
前記コイルは、中心軸が前記第２方向に沿うように前記キャリッジに搭載されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載のヘッドユニット。
【請求項１３】
前記コイルは、中心軸が前記第１方向に沿うように前記キャリッジに搭載されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載のヘッドユニット。
【請求項１４】
前記液体吐出装置は、前記ヘッドと、前記変調部と、前記増幅部と、前記コイルと、前記キャリッジと、を収容し、開口部が設けられている筐体を有し、
前記コイルは、前記開口部の外側から前記筐体の内側を視たときに、前記キャリッジよりも奥側に配置される、
ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置及びヘッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出して画像や文書を印刷するインクジェットプリンターなどの液体吐出装置には、圧電素子（例えばピエゾ素子）を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッドユニットにおいて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したがって駆動されることにより、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク（液体）が吐出されて、ドットが形成される。圧電素子は、電気的にみればコンデンサーのような容量性負荷であるので、各ノズルの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。
【０００３】
このため、上述の液体吐出装置においては、増幅回路で増幅した駆動信号をヘッドユニット（インクジェットヘッド）に供給して、圧電素子を駆動する構成となっている。増幅回路としては、増幅前の源信号をＡＢ級などで電流増幅する方式が挙げられるが、エネルギー効率が悪いので、近年では、Ｄ級アンプを用いた液体吐出装置が提案されている（特許文献１，２参照）。
【０００４】
特許文献１や特許文献２に記載の液体吐出装置では、駆動回路において、パルス変調された信号がＤ級増幅された後、コンデンサーとコイルからなる平滑フィルターによって高周波成分が除去された駆動信号が生成される。特許文献１に記載の液体吐出装置によれば、平滑フィルターにおいて、磁気飽和のないメタル・コアを巻線と一体成形したメタルアロイ型コイルを用いることにより、鉄損を抑えて発熱や消費電力を増大させず、高い変換効率を得ることができるため、低消費電力を実現することができる。また、特許文献２に記載の液体吐出装置によれば、平滑フィルターにおいて、コアギャップを１．１ｍｍ以上設けたフェライトコア型コイルを用いることにより、その磁束密度を下げて鉄損を大きく抑え、発熱や消費電力を増大させず、高い変換効率を得ることができるため、低消費電力を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１０１０５６号公報
【特許文献２】特開２０１５−０４７７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、液体吐出装置において、駆動回路は、非常に高い周波数でＤ級アンプを駆動させるとともに、非常に高い電圧の駆動信号を生成する必要があるため、Ｄ級アンプの発熱が特に大きく、また、平滑フィルターを構成するコイルも大電流が流れるため発熱が大きい。しかしながら、特許文献１や特許文献２では、Ｄ級アンプやコイルで発生する熱を効率的に放熱するための考察はなされていない。また、液体吐出装置は、非常に高い周波数でＤ級アンプを駆動させる都合上、Ｄ級アンプの後段の平滑フィルターにおいて、特許文献１や特許文献２に記載のコイルを用いると鉄損が増大し、十分な変換効率を実現することができず、十分な省電力化を達成できない場合もある。
【０００７】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、従来よりも省発熱性又は省電力性を高めることが可能な液体吐出装置を提供する
ことができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、従来よりも省発熱性又は省電力性が高い液体吐出装置を実現するために利用可能なヘッドユニットを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例に係る液体吐出装置は、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、前記変調信号を増幅した増幅変調信号を生成する増幅部と、前記増幅変調信号を平滑化し、前記吐出部を駆動して前記液体を吐出させる駆動信号を生成するためのコイルと、前記ヘッドと前記コイルとを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを第１方向に移動させるためのモーターと、を有し、前記コイルは、空芯型のコイルである。
【００１０】
また、本適用例に係るヘッドユニットは、源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部と、前記変調信号を増幅した増幅変調信号を生成する増幅部と、キャリッジを第１方向に移動させるためのモーターと、を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記増幅変調信号を平滑化し、前記吐出部を駆動して前記液体を吐出させる駆動信号を生成するためのコイルと、前記ヘッドと前記コイルとを搭載した前記キャリッジと、を有し、前記コイルは、空芯型のコイルである。
【００１１】
「空芯型のコイル」とは、芯材を有さず、中心部が空洞になっているコイルである。
【００１２】
本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットでは、コイルがキャリッジに搭載されているため、キャリッジの移動とともにコイルが空気によって冷やされるので、コイルに大電流が流れてもコイルが高温になりにくい。また、コイルは空芯型のコイルであるため、芯材の発熱がないので芯材を有する他のコイルと比べて発熱量が小さく、また、中心部が空洞になっているので空気が取り抜けやすく、キャリッジの移動とともに効率よく空冷される。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば省発熱性を高めることができる。また、本適用例に係るヘッドユニットを利用することで、省発熱性が高い液体吐出装置を実現することができる。
【００１３】
また、本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットでは、コイルは空芯型のコイルであるため、芯材により発生する損失がないため、芯材を有する他のコイルと比べてコイルで消費される電力が小さい。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば省電力性を高めることができる。また、本適用例に係るヘッドユニットを利用することで、省電力性が高い液体吐出装置を実現することができる。
【００１４】
［適用例２］
上記適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットにおいて、前記コイルは、放熱部材として機能してもよい。
【００１５】
本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットよれば、増幅部で発生した熱がコイルを介して放熱されるため、増幅部が高温になりにくいので、省発熱性を高めることができる。
【００１６】
［適用例３］
上記適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットにおいて、前記コイルは、前記キャリッジの前記第１方向に沿う面に搭載されていてもよい。
【００１７】
本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットよれば、キャリッジが往復するいずれの方向においてもコイルに風があたって冷やされるので、省発熱性をさらに高めることができる。
【００１８】
［適用例４］
上記適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットにおいて、前記第１方向から視た平面視における前記コイルの面積は、前記ヘッドの吐出面と直交する第２方向から視た平面視における前記コイルの面積よりも大きくてもよい。
【００１９】
本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットによれば、キャリッジの移動とともに風が直接当たるコイルの面積がより大きくなるため、省発熱性をさらに高めることができる。
【００２０】
［適用例５］
上記適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットにおいて、前記コイルは、中心軸が前記第２方向に沿うように前記キャリッジに搭載されていてもよい。
【００２１】
本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットによれば、コイルはその中心軸とほぼ直交する方向から当たる風によって効率よく冷やされるので、省発熱性を高めることができる。
【００２２】
［適用例６］
上記適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットにおいて、前記コイルは、中心軸が前記第１方向に沿うように前記キャリッジに搭載されていてもよい。
【００２３】
本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットによれば、コイルはその中心軸とほぼ同じ方向から当たる風によって効率よく冷やされるので、省発熱性を高めることができる。
【００２４】
［適用例７］
上記適用例に係る液体吐出装置は、前記ヘッドと、前記変調部と、前記増幅部と、前記コイルと、前記キャリッジと、を収容し、開口部が設けられている筐体を有し、前記コイルは、前記開口部の外側から前記筐体の内側を視たときに、前記キャリッジよりも奥側に配置されていてもよい。
【００２５】
また、上記適用例に係るヘッドユニットにおいて、前記液体吐出装置は、前記ヘッドと、前記変調部と、前記増幅部と、前記コイルと、前記キャリッジと、を収容し、開口部が設けられている筐体を有し、前記コイルは、前記開口部の外側から前記筐体の内側を視たときに、前記キャリッジよりも奥側に配置されてもよい。
【００２６】
本適用例に係る液体吐出装置又はヘッドユニットよれば、キャリッジの存在によってユーザーが開口部からコイルに触れることが困難となり、ユーザーが誤ってコイルに触れることによる火傷や感電などの事故を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】液体吐出装置の斜視図である。
【図２】液体吐出装置の斜視図である。
【図３】液体吐出装置の内部の概略構成を示す図である。
【図４】液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】ヘッドにおける吐出部の構成を示す図である。
【図６】ヘッドにおけるノズル配列を示す図である。
【図７】図６に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。
【図８】ヘッドユニットにおける選択制御部の動作を説明するための図である。
【図９】ヘッドユニットにおける選択制御部の構成を示す図である。
【図１０】ヘッドユニットにおけるデコーダーのデコード内容を示す図である。
【図１１】ヘッドユニットにおける選択部の構成を示す図である。
【図１２】選択部により選択される駆動信号を示す図である。
【図１３】駆動回路（容量性負荷駆動回路）の回路構成を示す図である。
【図１４】駆動回路の動作を説明するための図である。
【図１５】第１実施形態におけるヘッドユニットの斜視図である。
【図１６】第１実施形態におけるヘッドユニットを主走査方向から視た側面図である。
【図１７】第１実施形態におけるヘッドユニットをヘッドの吐出面側から視た平面図である。
【図１８】コアコイルの抵抗成分における鉄損と銅損の比率を説明する図である。
【図１９】第２実施形態におけるヘッドユニットの斜視図である。
【図２０】第２実施形態におけるヘッドユニットを主走査方向から視た側面図である。
【図２１】第２実施形態におけるヘッドユニットをヘッドの吐出面側から視た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。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。
【００２９】
１．第１実施形態
１−１．液体吐出装置の概要
本実施形態に係る液体吐出装置の一例としての印刷装置は、外部のホストコンピューターから供給された画像データに応じてインクを吐出させることによって、紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像（文字、図形等を含む）を印刷するインクジェットプリンターである。
【００３０】
なお、液体吐出装置としては、例えば、プリンター等の印刷装置、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、ＦＥＤ（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、立体造形装置（いわゆる３Ｄプリンター）、捺染装置等を挙げることができる。
【００３１】
図１及び図２は、液体吐出装置１の斜視図である。図１及び図２に示されるように、液体吐出装置１は、筐体５と、筐体５に開閉可能に設けられたカバー６とを有している。図１に示されるように、カバー６が閉じられた状態では開口部５ａはカバー６によって塞がれている。また、図２に示されるように、カバー６が開けられた状態になると開口部５ａが現れ、開口部５ａから筐体５の内部が視認可能になる。
【００３２】
図３は、液体吐出装置１の筐体５の内部の概略構成を示す斜視図である。図３において、筐体５やカバー６の図示は省略されている。図３に示されるように、液体吐出装置１は、ヘッドユニット２を、主走査方向に移動（往復動）させる移動機構３を備える。
【００３３】
移動機構３は、ヘッドユニット２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、を有している。
【００３４】
ヘッドユニット２のキャリッジ２４は、所定数のインクカートリッジ２２を載置可能に構成されている。例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、及び、ブラックの４色に対応する４個のインクカートリッジ２２がキャリッジ２４に搭載されており、各インクカートリッジ２２に対応する色のインクが充填されている。
【００３５】
キャリッジ２４は、キャリッジガイド軸３２に往復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。そのため、キャリッジモーター３１によりタイミングベルト３３を正逆走行させると、ヘッドユニット２がキャリッジガイド軸３２に案内されて往復動する。このように、キャリッジモーター３１は、キャリッジ２４を主走査方向（第１方向）に移動させるモーターである。
【００３６】
また、移動機構３は、ヘッドユニット２の主走査方向における位置を検出するためのリニアエンコーダー９０を備える。ヘッドユニット２の主走査方向における位置は、リニアエンコーダー９０によって検出される。
【００３７】
また、ヘッドユニット２のうち、印刷媒体Ｐと対向する部分にはヘッド２０（記録ヘッド）が設けられる。このヘッド２０は、後述するように、多数のノズルからインク滴（液滴）を吐出させるための液体噴射ヘッドであり、ヘッドユニット２には、フレキシブルケーブル１９０を介して各種の制御信号等が供給される構成となっている。
【００３８】
液体吐出装置１は、印刷媒体Ｐを、副走査方向にプラテン４０上で搬送させる搬送機構４を備える。搬送機構４は、駆動源である搬送モーター４１と、搬送モーター４１により回転して、印刷媒体Ｐを副走査方向に搬送する搬送ローラー４２と、を備える。
【００３９】
印刷媒体Ｐが搬送機構４によって搬送されたタイミングで、ヘッド２０が当該印刷媒体Ｐにインク滴を吐出することによって、印刷媒体Ｐの表面に画像が形成される。
【００４０】
ヘッドユニット２の移動範囲内における端部領域には、ヘッドユニット２の走査の基点となるホームポジションが設定されている。ホームポジションには、ヘッド２０のノズル形成面を封止するキャッピング部材７０と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材７１とが配置されている。そして、液体吐出装置１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてヘッドユニット２が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にヘッドユニット２が戻る復動時との双方向で印刷媒体Ｐの表面に画像を形成する。
【００４１】
プラテン４０の主走査方向の端部には、フラッシング動作の際にヘッド２０から吐出されたインク滴を捕集するフラッシングボックス７２が配置されている。フラッシング動作とは、ノズル付近のインクの増粘によりノズルが目詰まりしたり、ノズル内に気泡が混入したりして、適正な量のインクが吐出されなくなってしまうことを防止するために、印刷対象の画像データとは関係なく、強制的に各ノズルからインクを吐出させる動作である。詳しくは、プラテン４０における印刷媒体Ｐに対してインク滴が吐出される領域（インク吐出領域）から外れた領域、より詳しくは、インク吐出領域よりも主走査方向の外側に外れた領域であって、液体吐出装置１が対応可能な最大サイズの印刷媒体Ｐがプラテン４０
上に配置されたときの当該印刷媒体Ｐの幅方向端部（最大記録幅）よりも外側となる位置にフラッシングボックス７２が配置されている。なお、フラッシングボックス７２は、プラテン４０の主走査方向の両側に設けられていることが望ましいが、少なくとも一方に設けられていればよい。
【００４２】
ヘッドユニット２は、印刷媒体Ｐの上方およびフラッシングボックス７２の上方を移動し、印刷媒体Ｐに向けてインク滴を吐出する動作、およびフラッシングボックス７２に向けてインク滴を吐出するフラッシング動作を行う。
【００４３】
１−２．液体吐出装置の電気的構成
図４は、液体吐出装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図４に示されるように、液体吐出装置１では、制御ユニット１０とヘッドユニット２とがフレキシブルケーブル１９０を介して接続される。
【００４４】
制御ユニット１０は、制御部１００と、キャリッジモータードライバー３５と、搬送モータードライバー４５と、を有する。このうち、制御部１００は、ホストコンピューターから画像データが供給されたときに、各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。
【００４５】
詳細には、制御部１００は、リニアエンコーダー９０の検出信号（エンコーダーパルス）に基づいてヘッドユニット２の走査位置（現在位置）を把握する。そして、制御部１００は、ヘッドユニット２の走査位置に基づいて、キャリッジモータードライバー３５に対して制御信号Ｃｔｒ１を供給し、キャリッジモータードライバー３５は、当該制御信号Ｃｔｒ１に従ってキャリッジモーター３１を駆動する。これにより、キャリッジ２４における主走査方向の移動が制御される。
【００４６】
また、制御部１００は、搬送モータードライバー４５に対して制御信号Ｃｔｒ２を供給し、搬送モータードライバー４５は、当該制御信号Ｃｔｒ２に従って搬送モーター４１を駆動する。これにより、搬送機構４による副走査方向の移動が制御される。
【００４７】
また、制御部１００は、ヘッドユニット２に、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ，ＣＨ、デジタルのデータｄＡ，ｄＢを供給する。
【００４８】
また、制御部１００は、メンテナンスユニット８０に、吐出部６００におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理を実行させる。メンテナンスユニット８０は、メンテナンス処理として、吐出部６００内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ（図示省略）により吸引するクリーニング処理（ポンピング処理）を行うためのクリーニング機構８１を有していてもよい。また、メンテナンスユニット８０は、メンテナンス処理として、吐出部６００のノズル近傍に付着した紙粉等の異物をワイパー部材７１により拭き取るワイピング処理を行うためのワイピング機構８２を有していてもよい。
【００４９】
ヘッドユニット２は、駆動回路５０−ａ，５０−ｂと、選択制御部２１０と、複数の選択部２３０と、ヘッド２０と、を有する。
【００５０】
詳細については後述するが、駆動回路５０−ａは、データｄＡをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ａを生成し、選択部２３０のそれぞれに供給する。同様に、駆動回路５０−ｂは、データｄＢをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ｂを生成し、選択部２３０のそれぞれに供給する。ここで、データｄＡは、選択部２３０に供給する駆動信号のうち、駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を規定し、データｄＢは、
駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形を規定する。
【００５１】
駆動回路５０−ａ，５０−ｂについては、入力するデータ、および、出力する駆動信号が異なるのみであり、後述するように回路的な構成は同一である。このため、駆動回路５０−ａ，５０−ｂについて特に区別する必要がない場合（例えば後述する図１３を説明する場合）には、「−（ハイフン）」以下を省略し、単に符号を「５０」として説明する。
【００５２】
選択制御部２１０は、選択部２３０のそれぞれに対して駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂのいずれかを選択すべきか（または、いずれも非選択とすべきか）を、制御部１００から供給されるクロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ及び制御信号ＬＡＴ，ＣＨによって指示する。
【００５３】
選択部２３０のそれぞれは、選択制御部２１０の指示に従って、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択し、ヘッド２０が有する圧電素子６０のそれぞれの一端に駆動信号として供給する。なお、図４では、この駆動信号の電圧をＶｏｕｔと表記している。圧電素子６０のそれぞれにおける他端は、電圧ＶＢＳが共通に印加されている。
【００５４】
圧電素子６０は、駆動信号が印加されることで変位する。圧電素子６０は、ヘッド２０における複数の吐出部６００のそれぞれに対応して設けられる。そして、圧電素子６０は、選択部２３０により選択された駆動信号の電圧Ｖｏｕｔと電圧ＶＢＳとの差に応じて変位してインクを吐出させる。そこで次に、圧電素子６０への駆動によってインクを吐出させるための構成について簡単に説明する。
【００５５】
１−３．吐出部の構成
図５は、ヘッド２０において、１つの吐出部６００に対応した概略構成を示す図である。図５に示されるように、ヘッド２０は、吐出部６００と、リザーバー６４１とを含む。
【００５６】
リザーバー６４１は、インクの色毎に設けられており、キャリッジ２４にインクカートリッジ２２が搭載されると、インクカートリッジ２２の内部に貯留されたインクが供給口６６１からリザーバー６４１に導入される。
【００５７】
吐出部６００は、圧電素子６０と振動板６２１とキャビティー（圧力室）６３１とノズル６５１とを含む。このうち、振動板６２１は、図において上面に設けられた圧電素子６０によって変位（屈曲振動）し、インクが充填されるキャビティー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。ノズル６５１は、ノズルプレート６３２に設けられるとともに、キャビティー６３１に連通する開孔部である。キャビティー６３１は、内部に液体（例えば、インク）が充填され、圧電素子６０の変位により、内部容積が変化する。ノズル６５１は、キャビティー６３１に連通し、キャビティー６３１の内部容積の変化に応じてキャビティー６３１内の液体を液滴として吐出する。
【００５８】
図５で示される圧電素子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にあっては、電極６１１，６１２により印加された電圧に応じて、電極６１１，６１２、振動板６２１とともに図５において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。具体的には、圧電素子６０は、駆動信号の電圧Ｖｏｕｔが高くなると、上方向に撓む一方、電圧Ｖｏｕｔが低くなると、下方向に撓む構成となっている。この構成において、上方向に撓めば、キャビティー６３１の内部容積が拡大するので、インクがリザーバー６４１から引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティー６３１の内部容積が縮小するので、縮小の程度によっては、インクがノズル６５１から吐出される。
【００５９】
なお、圧電素子６０は、図示した構造に限られず、圧電素子６０を変形させてインクのような液体を吐出させることができる型であればよい。また、圧電素子６０は、屈曲振動に限られず、いわゆる縦振動を用いる構成でもよい。
【００６０】
また、圧電素子６０は、ヘッド２０においてキャビティー６３１とノズル６５１とに対応して設けられ、当該圧電素子６０は、図３において、選択部２３０にも対応して設けられる。このため、圧電素子６０、キャビティー６３１、ノズル６５１および選択部２３０のセットは、ノズル６５１毎に設けられることになる。
【００６１】
１−４．駆動信号の構成
図６は、ノズル６５１の配列の一例を示す図である。図６に示されるように、ノズル６５１は、例えば２列で次のように配列している。詳細には、１列分でみたとき、複数個のノズル６５１が副走査方向に沿ってピッチＰｖで配置する一方、２列同士では、主走査方向にピッチＰｈだけ離間して、かつ、副走査方向にピッチＰｖの半分だけシフトした関係となっている。
【００６２】
なお、ノズル６５１は、カラー印刷する場合には、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）などの各色に対応したパターンが例えば主走査方向に沿って設けられるが、以下の説明では、簡略化するために、単色で階調を表現する場合について説明する。
【００６３】
図７は、図６に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。なお、この図は、説明を簡易化するために、ノズル６５１からインク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法（第１方法）の例であり、黒塗りの丸印がインク滴の着弾により形成されるドットを示している。
【００６４】
ヘッドユニット２が、主走査方向に速度ｖで移動するとき、図７に示されるように、インク滴の着弾によって形成されるドットの（主走査方向の）ドット間隔Ｄと、当該速度ｖとは、次のような関係にある。
【００６５】
すなわち、１回のインク滴の吐出で１ドットが形成される場合、ドット間隔Ｄは、速度ｖを、インクの吐出周波数ｆで除した値（＝ｖ／ｆ）、換言すれば、インク滴が繰り返し吐出される周期（１／ｆ）においてヘッドユニット２が移動する距離で示される。
【００６６】
なお、図６及び図７の例では、ピッチＰｈがドット間隔Ｄに対して係数ｎで比例する関係にして、２列のノズル６５１から吐出されるインク滴が、印刷媒体Ｐにおいて同一列で揃うように着弾させている。このため、図７に示されるように、副走査方向のドット間隔が、主走査方向のドット間隔の半分となっている。ドットの配列は、図示の例に限られないことは言うまでもない。
【００６７】
ところで、高速印刷を実現するためには、単純には、ヘッドユニット２が主走査方向に移動する速度ｖを高めればよい。ただし、単に速度ｖを高めるだけでは、ドット間隔Ｄが長くなってしまう。このため、ある程度の解像度を確保した上で、高速印刷を実現するためには、インクの吐出周波数ｆを高めて、単位時間当たりに形成されるドット数を増やす必要がある。
【００６８】
また、印刷速度とは別に、解像度を高めるためには、単位面積当たりで形成されるドット数を増やせばよい。ただし、ドット数を増やす場合に、インクを少量にしないと、隣り合うドット同士が結合してしまうだけでなく、インクの吐出周波数ｆを高めないと、印刷速度が低下する。
【００６９】
このように、高速印刷および高解像度印刷を実現するためには、インクの吐出周波数ｆを高める必要があるのは、上述した通りである。
【００７０】
一方、印刷媒体Ｐにドットを形成する方法としては、インク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法のほかに、単位期間にインク滴を２回以上吐出可能として、単位期間において吐出された１以上のインク滴を着弾させ、当該着弾した１以上のインク滴を結合させることで、１つのドットを形成する方法（第２方法）や、これら２以上のインク滴を結合させることなく、２以上のドットを形成する方法（第３方法）がある。以降の説明では、ドットを上記第２方法によって形成する場合について説明する。
【００７１】
本実施形態では、第２方法について、次のような例を想定して説明する。すなわち、本実施形態において、１つのドットについては、インクを最多で２回吐出させることで、大ドット、中ドット、小ドットおよび非記録の４階調を表現させる。この４階調を表現するために、本実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを用意して、それぞれにおいて、１周期に前半パターンと後半パターンとを持たせている。１周期のうち、前半・後半において駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを、表現すべき階調に応じて選択して（または選択しないで）、圧電素子６０に供給する構成となっている。
【００７２】
そこで、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂについて説明し、この後、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択するための構成について説明する。なお、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂについては、それぞれ駆動回路５０によって生成されるが、駆動回路５０については、便宜的に、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択するための構成の後に説明する。
【００７３】
図８は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂの波形等を示す図である。図８に示されるように、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＬＡＴが出力されて（立ち上がって）から制御信号ＣＨが出力されるまでの期間Ｔ１に配置された台形波形Ａｄｐ１と、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＣＨが出力されてから次の制御信号ＬＡＴが出力されるまでの期間Ｔ２に配置された台形波形Ａｄｐ２とを連続させた波形となっている。
【００７４】
本実施形態において台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子６０の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子６０に対応するノズル６５１から所定量、具体的には中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。
【００７５】
駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、期間Ｔ１に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを連続させた波形となっている。本実施形態において台形波形Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Ｂｄｐ１は、ノズル６５１の開孔部付近のインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波である。このため、仮に台形波形Ｂｄｐ１が圧電素子６０の一端に供給されたとしても、当該圧電素子６０に対応するノズル６５１からインク滴が吐出されない。また、台形波形Ｂｄｐ２は、台形波形Ａｄｐ１（Ａｄｐ２）とは異なる波形となっている。仮に台形波形Ｂｄｐ２が圧電素子６０の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子６０に対応するノズル６５１から上記所定量よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。
【００７６】
なお、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２の開始タイミングでの電圧と、終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Ｖｃで共通である。すなわち、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２は、それぞれ電圧Ｖｃで開始し、電圧Ｖｃで終了する波形となっている。
【００７７】
１−５．選択制御部及び選択部の構成
図９は、図４における選択制御部２１０の構成を示す図である。図９に示されるように、選択制御部２１０には、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ、ＣＨが制御ユニット１０から供給される。選択制御部２１０では、シフトレジスター（Ｓ／Ｒ）２１２とラッチ回路２１４とデコーダー２１６との組が、圧電素子６０（ノズル６５１）のそれぞれに対応して設けられている。
【００７８】
データ信号Ｄａｔａは、画像の１ドットを形成するにあたって、当該ドットのサイズを規定する。本実施形態では、非記録、小ドット、中ドットおよび大ドットの４階調を表現するために、データ信号Ｄａｔａは、上位ビット（ＭＳＢ）および下位ビット（ＬＳＢ）の２ビットで構成される。
【００７９】
データ信号Ｄａｔａは、クロック信号Ｓｃｋに同期してノズルごとに、ヘッドユニット２の主走査に合わせて制御部１００からシリアルで供給される。シリアルで供給されたデータ信号Ｄａｔａを、ノズルに対応して２ビット分、一旦保持するための構成がシフトレジスター２１２である。
【００８０】
詳細には、圧電素子６０（ノズル）に対応した段数のシフトレジスター２１２が互いに縦続接続されるとともに、シリアルで供給されたデータ信号Ｄａｔａが、クロック信号Ｓｃｋに従って順次後段に転送される構成となっている。
【００８１】
なお、圧電素子６０の個数をｍ（ｍは複数）としたときに、シフトレジスター２１２を区別するために、データ信号Ｄａｔａが供給される上流側から順番に１段、２段、…、ｍ段と表記している。
【００８２】
ラッチ回路２１４は、シフトレジスター２１２で保持されたデータ信号Ｄａｔａを制御信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチする。
【００８３】
デコーダー２１６は、ラッチ回路２１４によってラッチされた２ビットのデータ信号Ｄａｔａをデコードして、制御信号ＬＡＴと制御信号ＣＨとで規定される期間Ｔ１、Ｔ２ごとに、選択信号Ｓａ、Ｓｂを出力して、選択部２３０での選択を規定する。
【００８４】
図１０は、デコーダー２１６におけるデコード内容を示す図である。図１０において、ラッチされた２ビットのデータ信号Ｄａｔａについては（ＭＳＢ、ＬＳＢ）と表記している。デコーダー２１６は、例えばラッチされたデータ信号Ｄａｔａが（０，１）であれば、選択信号Ｓａ，Ｓｂの論理レベルを、期間Ｔ１ではそれぞれＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２ではそれぞれＬ、Ｈレベルとして、出力するということを意味している。
【００８５】
なお、選択信号Ｓａ，Ｓｂの論理レベルについては、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ，ＣＨの論理レベルよりも、レベルシフター（図示省略）によって、高振幅論理にレベルシフトされる。
【００８６】
図１１は、図４における圧電素子６０（ノズル６５１）の１個分に対応する選択部２３０の構成を示す図である。
【００８７】
図１１に示されるように、選択部２３０は、インバーター（ＮＯＴ回路）２３２ａ，２３２ｂと、トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂとを有する。
【００８８】
デコーダー２１６からの選択信号Ｓａは、トランスファーゲート２３４ａにおいて丸印
が付されていない正制御端に供給される一方で、インバーター２３２ａによって論理反転されて、トランスファーゲート２３４ａにおいて丸印が付された負制御端に供給される。同様に、選択信号Ｓｂは、トランスファーゲート２３４ｂの正制御端に供給される一方で、インバーター２３２ｂによって論理反転されて、トランスファーゲート２３４ｂの負制御端に供給される。
【００８９】
トランスファーゲート２３４ａの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ａが供給され、トランスファーゲート２３４ｂの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ｂが供給される。トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂの出力端同士は、共通接続されるとともに、対応する圧電素子６０の一端に接続される。
【００９０】
トランスファーゲート２３４ａは、選択信号ＳａがＨレベルであれば、入力端および出力端の間を導通（オン）させ、選択信号ＳａがＬレベルであれば、入力端と出力端との間を非導通（オフ）させる。トランスファーゲート２３４ｂについても同様に選択信号Ｓｂに応じて、入力端および出力端の間をオンオフさせる。
【００９１】
次に、選択制御部２１０と選択部２３０との動作について図８を参照して説明する。
【００９２】
データ信号Ｄａｔａが、制御部１００からノズル毎に、クロック信号Ｓｃｋに同期してシリアルで供給されて、ノズルに対応するシフトレジスター２１２において順次転送される。そして、制御部１００がクロック信号Ｓｃｋの供給を停止させると、シフトレジスター２１２のそれぞれには、ノズルに対応したデータ信号Ｄａｔａが保持された状態になる。なお、データ信号Ｄａｔａは、シフトレジスター２１２における最終ｍ段、…、２段、１段のノズルに対応した順番で供給される。
【００９３】
ここで、制御信号ＬＡＴが立ち上がると、ラッチ回路２１４のそれぞれは、シフトレジスター２１２に保持されたデータ信号Ｄａｔａを一斉にラッチする。図８において、ＬＴ１、ＬＴ２、…、ＬＴｍは、データ信号Ｄａｔａが、１段、２段、…、ｍ段のシフトレジスター２１２に対応するラッチ回路２１４によってラッチされたデータ信号Ｄａｔａを示している。
【００９４】
デコーダー２１６は、ラッチされたデータ信号Ｄａｔａで規定されるドットのサイズに応じて、期間Ｔ１，Ｔ２のそれぞれにおいて、選択信号Ｓａ，Ｓｂの論理レベルを図１０に示されるような内容で出力する。
【００９５】
すなわち、第１に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（１，１）であって、大ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ，Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてもＨ，Ｌレベルとする。第２に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（０，１）であって、中ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ，Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとする。第３に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（１，０）であって、小ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ，Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとする。第４に、デコーダー２１６は、当該データ信号Ｄａｔａが（０，０）であって、非記録を規定する場合、選択信号Ｓａ，Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ，Ｈレベルとし、期間Ｔ２においてＬ，Ｌレベルとする。
【００９６】
図１２は、データ信号Ｄａｔａに応じて選択されて、圧電素子６０の一端に供給される駆動信号の電圧波形を示す図である。
【００９７】
データ信号Ｄａｔａが（１，１）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１におい
てＨ，Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａがオンし、トランスファーゲート２３４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。選択信号Ｓａ，Ｓｂは期間Ｔ２においてもＨ，Ｌレベルとなるので、選択部２３０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ２を選択する。
【００９８】
このように期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１が選択され、期間Ｔ２において台形波形Ａｄｐ２が選択されて、駆動信号として圧電素子６０の一端に供給されると、当該圧電素子６０に対応したノズル６５１から、中程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Ｐにはそれぞれのインクが着弾し合体して、結果的に、データ信号Ｄａｔａで規定される通りの大ドットが形成されることになる。
【００９９】
データ信号Ｄａｔａが（０，１）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ，Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａがオンし、トランスファーゲート２３４ｂはオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ，Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。
【０１００】
従って、ノズルから、中程度および小程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Ｐには、それぞれのインクが着弾して合体して、結果的に、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの中ドットが形成されることになる。
【０１０１】
データ信号Ｄａｔａが（１，０）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１においてともにＬレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１，Ｂｄｐ１のいずれも選択されない。トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂがともにオフする場合、当該トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂの出力端同士の接続点から圧電素子６０の一端までの経路は、電気的にどの部分にも接続されないハイ・インピーダンス状態になる。ただし、圧電素子６０は、自己が有する容量性によって、トランスファーゲート２３４ａ，２３４ｂがオフする直前の電圧（Ｖｃ−ＶＢＳ）を保持する。
【０１０２】
次に、選択信号Ｓａ，Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ，Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。このため、ノズル６５１から、期間Ｔ２においてのみ小程度の量のインクが吐出されるので、印刷媒体Ｐには、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの小ドットが形成されることになる。
【０１０３】
データ信号Ｄａｔａが（０，０）であるとき、選択信号Ｓａ，Ｓｂは、期間Ｔ１においてＬ，Ｈレベルとなるので、トランスファーゲート２３４ａがオフし、トランスファーゲート２３４ｂがオンする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてともにＬレベルとなるので、台形波形Ａｄｐ２，Ｂｄｐ２のいずれも選択されない。
【０１０４】
このため、期間Ｔ１においてノズル６５１の開孔部付近のインクが微振動するのみであり、インクは吐出されないので、結果的に、ドットが形成されない、すなわち、データ信号Ｄａｔａで規定された通りの非記録になる。
【０１０５】
このように、選択部２３０は、選択制御部２１０による指示に従って駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂを選択し（または選択しないで）、圧電素子６０の一端に供給する。このため、各圧電素子６０は、データ信号Ｄａｔａで規定されるドットのサイズに応じて駆動されることになる。
【０１０６】
なお、図８に示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂはあくまでも一例である。実際には、ヘッドユニット２の移動速度や印刷媒体Ｐの性質などに応じて、予め用意された様々な波形の組み合わせが用いられる。
【０１０７】
また、ここでは、圧電素子６０が、電圧の上昇に伴って上方向に撓む例で説明したが、電極６１１，６１２に供給する電圧を逆転させると、圧電素子６０は、電圧の上昇に伴って下方向に撓むことになる。このため、圧電素子６０が、電圧の上昇に伴って下方向に撓む構成では、図１２に例示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂが、電圧Ｖｃを基準に反転した波形となる。
【０１０８】
このように本実施形態において、印刷媒体Ｐに対して１ドットは単位期間である印刷周期Ｔａを単位として形成される。このため、印刷周期Ｔａにおいて（最多で）２回のインク滴の吐出により１ドットを形成する本実施形態では、インクの吐出周波数ｆは２／Ｔａとなり、ドット間隔Ｄは、ヘッドユニット２が移動する速度ｖを、インクの吐出周波数ｆ（＝２／Ｔａ）で除した値となる。
【０１０９】
一般に、単位期間Ｔにおいてインク滴がＱ（Ｑは２以上の整数）回吐出可能であって、当該Ｑ回のインク滴の吐出で１ドットが形成される場合、インクの吐出周波数ｆはＱ／Ｔと表すことができる。
【０１１０】
本実施形態のように、印刷媒体Ｐに異なるサイズのドットを形成する場合の方が、１回のインク滴の吐出で１ドットを形成する場合と比較して、１ドットを形成するために要する時間（周期）が同じでも、１回のインク滴を１回吐出するため時間を短くする必要がある。
【０１１１】
なお、２以上のインク滴を結合させないで２以上のドットを形成する第３方法については、特段の説明は要しないであろう。
【０１１２】
１−６．駆動回路の構成
続いて、駆動回路５０−ａ，５０−ｂについて説明する。このうち、一方の駆動回路５０−ａについて概略すると、次のようにして駆動信号ＣＯＭ−Ａを生成する。すなわち、駆動回路５０−ａは、第１に、制御部１００から供給されるデータｄＡをアナログ変換し、第２に、出力の駆動信号ＣＯＭ−Ａを帰還するとともに、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａに基づく信号（減衰信号）と目標信号との偏差を、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分で補正して、当該補正した信号に従って変調信号を生成し、第３に、当該変調信号に従ってトランジスターをスイッチングすることによって増幅変調信号を生成し、第４に、当該増幅変調信号をローパスフィルターで平滑化（復調）して、当該平滑化した信号を駆動信号ＣＯＭ−Ａとして出力する。
【０１１３】
他方の駆動回路５０−ｂについても同様な構成であり、データｄＢから駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する点についてのみ異なる。そこで以下の図１３においては、駆動回路５０−ａ、５０−ｂについて区別しないで、駆動回路５０として説明する。
【０１１４】
ただし、入力されるデータや出力される駆動信号については、ｄＡ（ｄＢ）、ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）などと表記して、駆動回路５０−ａの場合には、データｄＡを入力して駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力し、駆動回路５０−ｂの場合には、データｄＢを入力して駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する、ということを表すことにする。
【０１１５】
図１３は、駆動回路（容量性負荷駆動回路）５０の回路構成を示す図である。なお、図１３では、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力するための構成を示している。
【０１１６】
図１３に示されるように、駆動回路５０は、集積回路装置（容量性負荷駆動用集積回路装置）５００や、出力回路５５０のほか、抵抗やコンデンサーなどの各種素子から構成される。
【０１１７】
本実施形態における駆動回路５０は、源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部５１０と、変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバー５２０と、増幅制御信号に基づいて、変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスター（第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２）と、増幅変調信号を復調して駆動信号を生成するローパスフィルター５６０と、駆動信号を変調部５１０に帰還する帰還回路（第１帰還回路５７０および第２帰還回路５７２）と、昇圧回路５４０と、を備えている。また、駆動回路５０は、圧電素子６０の駆動信号が印加される端子と異なる端子に信号を印加する第１電源部５３０を備えていてもよい。
【０１１８】
本実施形態における集積回路装置５００は、変調部５１０と、ゲートドライバー５２０と、を備えている。
【０１１９】
集積回路装置５００は、制御部１００から端子Ｄ０〜Ｄ９を介して入力した１０ビットのデータｄＡ（源信号）に基づいて、第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２のそれぞれにゲート信号（増幅制御信号）を出力するものである。このため、集積回路装置５００は、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）５１１と、加算器５１２、加算器５１３と、コンパレーター５１４と、積分減衰器５１６、減衰器５１７と、インバーター５１５と、第１ゲートドライバー５２１、第２ゲートドライバー５２２と、第１電源部５３０と、昇圧回路５４０と、基準電圧生成部５８０と、を含む。
【０１２０】
基準電圧生成部５８０は、第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶ（高電圧側基準電圧）と第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶ（低電圧側基準電圧）とを生成し、ＤＡＣ５１１に供給する。
【０１２１】
ＤＡＣ５１１は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を規定するデータｄＡを、第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶと第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶとの間の電圧の元駆動信号Ａａに変換し、加算器５１２の入力端（＋）に供給する。なお、この元駆動信号Ａａの電圧振幅は、その最大値および最小値がそれぞれ第１基準電圧ＤＡＣ＿ＨＶおよび第２基準電圧ＤＡＣ＿ＬＶで決まり（例えば１〜２Ｖ程度）、この電圧を増幅したものが、駆動信号ＣＯＭ−Ａとなる。つまり、元駆動信号Ａａは、駆動信号ＣＯＭ−Ａの増幅前の目標となる信号である。
【０１２２】
積分減衰器５１６は、端子Ｖｆｂを介して入力した端子Ｏｕｔの電圧、すなわち、駆動信号ＣＯＭ−Ａを減衰するとともに、積分して、加算器５１２の入力端（−）に供給する。
【０１２３】
加算器５１２は、入力端（＋）の電圧から入力端（−）の電圧を差し引いて積分した電圧の信号Ａｂを加算器５１３の入力端（＋）に供給する。
【０１２４】
なお、ＤＡＣ５１１からインバーター５１５までに至る回路の電源電圧は、低振幅の３．３Ｖ（電源端子Ｖｄｄから供給される電源電圧ＶＤＤ）である。このため、元駆動信号Ａａの電圧が最大でも２Ｖ程度であるのに対し、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧が最大で４０Ｖを超える場合があるので、偏差を求めるにあたって両電圧の振幅範囲を合わせるため、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧を積分減衰器５１６によって減衰させている。
【０１２５】
減衰器５１７は、端子Ｉｆｂを介して入力した駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分を減衰して、加算器５１３の入力端（−）に供給する。加算器５１３は、入力端（＋）の電圧か
ら入力端（−）の電圧を減算した電圧の信号Ａｓを、コンパレーター５１４に供給する。減衰器５１７の機能は、変調利得（感度）の調整である。すなわち、データｄＡ（源信号）に合わせて、変調信号Ｍｓの周波数やデューティー比が変化するが、減衰器５１７はこれらの変化量を調整する。
【０１２６】
加算器５１３から出力される信号Ａｓの電圧は、元駆動信号Ａａの電圧から、端子Ｖｆｂに供給された信号の減衰電圧を差し引いて、端子Ｉｆｂに供給された信号の減衰電圧を減算した電圧である。このため、加算器５１３による信号Ａｓの電圧は、目標である元駆動信号Ａａの電圧から、端子Ｏｕｔから出力される駆動信号ＣＯＭ−Ａの減衰電圧を指し引いた偏差を、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分で補正した信号ということができる。
【０１２７】
コンパレーター５１４は、加算器５１３による減算電圧に基づいて、次のようにパルス変調した変調信号Ｍｓを出力する。詳細には、コンパレーター５１４は、加算器５１３から出力される信号Ａｓが電圧上昇時であれば、電圧閾値Ｖｔｈ１以上になったときにＨレベルとなり、信号Ａｓが電圧下降時であれば、電圧閾値Ｖｔｈ２を下回ったときにＬレベルとなる変調信号Ｍｓを出力する。なお、後述するように、電圧閾値は、Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２という関係に設定されている。
【０１２８】
コンパレーター５１４による変調信号Ｍｓは、インバーター５１５による論理反転を経て、第２ゲートドライバー５２２に供給される。一方、第１ゲートドライバー５２１には、論理反転を経ることなく変調信号Ｍｓが供給される。このため、第１ゲートドライバー５２１と第２ゲートドライバー５２２に供給される論理レベルは互いに排他的な関係にある。
【０１２９】
第１ゲートドライバー５２１および第２ゲートドライバー５２２に供給される論理レベルは、実際には、同時にＨレベルとはならないように（第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２が同時にオンしないように）、タイミング制御してもよい。このため、ここでいう排他的とは、厳密にいえば、同時にＨレベルになることがない（第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２が同時にオンすることがない）、という意味である。
【０１３０】
ところで、ここでいう変調信号は、狭義には、変調信号Ｍｓであるが、元駆動信号Ａａに応じてパルス変調したものと考えれば、変調信号Ｍｓの否定信号も変調信号に含まれる。すなわち、元駆動信号Ａａに応じてパルス変調した変調信号には、変調信号Ｍｓのみならず、当該変調信号Ｍｓの論理レベルを反転させたものや、タイミング制御されたものが含まれる。
【０１３１】
なお、コンパレーター５１４が変調信号Ｍｓを出力するので、当該コンパレーター５１４またはインバーター５１５に至るまでの回路、すなわち、加算器５１２と、加算器５１３と、コンパレーター５１４と、インバーター５１５と、積分減衰器５１６と、減衰器５１７と、が変調信号を生成する変調部５１０に相当する。
【０１３２】
第１ゲートドライバー５２１は、コンパレーター５１４の出力信号である低論理振幅を高論理振幅にレベルシフトして、端子Ｈｄｒから出力する。第１ゲートドライバー５２１の電源電圧のうち、高位側は、端子Ｂｓｔを介して印加される電圧であり、低位側は、端子Ｓｗを介して印加される電圧である。端子Ｂｓｔは、容量素子Ｃ５の一端および逆流防止用のダイオードＤ１０のカソード電極に接続される。端子Ｓｗは、第１トランジスターＭ１におけるソース電極、第２トランジスターＭ２におけるドレイン電極、容量素子Ｃ５の他端、および、コイルＬ１の一端に接続される。ダイオードＤ１０のアノード電極は、
端子Ｇｖｄの一端に接続され、昇圧回路５４０が出力する電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）が印加される。従って、端子Ｂｓｔと端子Ｓｗとの電位差は、容量素子Ｃ５の両端の電位差、すなわち電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）におよそ等しい。
【０１３３】
第２ゲートドライバー５２２は、第１ゲートドライバー５２１よりも低電位側で動作する。第２ゲートドライバー５２２は、インバーター５１５の出力信号である低論理振幅（Ｌレベル：０Ｖ、Ｈレベル：３．３Ｖ）を高論理振幅（例えばＬレベル：０Ｖ、Ｈレベル：７．５Ｖ）にレベルシフトして、端子Ｌｄｒから出力する。第２ゲートドライバー５２２の電源電圧のうち、高位側として、電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）が印加され、低位側として、グラウンド端子Ｇｎｄを介して電圧ゼロが印加される、すなわちグラウンド端子Ｇｎｄはグラウンドに接地される。また、端子Ｇｖｄは、ダイオードＤ１０のアノード電極に接続される。
【０１３４】
第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２は、例えばＮチャンネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。このうち、ハイサイドの第１トランジスターＭ１において、ドレイン電極には、電圧Ｖｈ（例えば４２Ｖ）が印加され、ゲート電極が、抵抗Ｒ１を介して端子Ｈｄｒに接続される。ローサイドの第２トランジスターＭ２については、ゲート電極が、抵抗Ｒ２を介して端子Ｌｄｒに接続され、ソース電極が、グラウンドに接地されている。
【０１３５】
従って、第１トランジスターＭ１がオフ、第２トランジスターＭ２がオンの時は、端子Ｓｗの電圧は０Ｖとなり、端子Ｂｓｔには電圧Ｖｍ（例えば７．５Ｖ）が印加される。一方、第１トランジスターＭ１がオン、第２トランジスターＭ２がオフの時は、端子ＳｗにはＶｈ（例えば４２Ｖ）が印加され、端子ＢｓｔにはＶｈ＋Ｖｍ（例えば４９．５Ｖ）が印加される。
【０１３６】
すなわち、第１ゲートドライバー５２１は、容量素子Ｃ５をフローティング電源として、第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２の動作に応じて、基準電位（端子Ｓｗの電位）が０Ｖ又はＶｈ（例えば４２Ｖ）に変化するので、Ｌレベルが０Ｖ近傍かつＨレベルがＶｍ（例えば７．５Ｖ）近傍、または、ＬレベルがＶｈ（例えば４２Ｖ）近傍かつＨレベルがＶｈ＋Ｖｍ（例えば４９．５Ｖ）近傍の増幅制御信号を出力する。これに対して、第２ゲートドライバー５２２は、第１トランジスターＭ１および第２トランジスターＭ２の動作に関係なく、基準電位（グラウンド端子Ｇｎｄの電位）が０Ｖに固定されるので、Ｌレベルが０Ｖ近傍かつＨレベルがＶｍ（例えば７．５Ｖ）近傍の増幅制御信号を出力する。
【０１３７】
ゲートドライバー５２０（第１ゲートドライバー５２１及び第２ゲートドライバー５２２）とトランジスター（第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２）とを含む回路は、変調信号Ｍｓを増幅した増幅変調信号を生成する増幅部として機能する。
【０１３８】
コイルＬ１の他端は、この駆動回路５０で出力となる端子Ｏｕｔであり、当該端子Ｏｕｔから駆動信号ＣＯＭ−Ａが、選択部２３０のそれぞれに供給される。
【０１３９】
端子Ｏｕｔは、容量素子Ｃ１の一端と、容量素子Ｃ２の一端と、抵抗Ｒ３の一端と、にそれぞれ接続される。このうち、容量素子Ｃ１の他端は、グラウンドに接地されている。このため、コイルＬ１と容量素子Ｃ１とは、第１トランジスターＭ１と第２トランジスターＭ２との接続点に現れる増幅変調信号を平滑化するローパスフィルター（Low Pass Filter）として機能する。また、コイルＬ１は、増幅変調信号を平滑化して吐出部６００を駆動し液体を吐出させる駆動信号を生成するためのコイルとして機能する。
【０１４０】
抵抗Ｒ３の他端は、端子Ｖｆｂおよび抵抗Ｒ４の一端に接続され、当該抵抗Ｒ４の他端には電圧Ｖｈが印加される。これにより、端子Ｖｆｂには、端子Ｏｕｔから第１帰還回路５７０（抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４で構成される回路）を通過した駆動信号ＣＯＭ−Ａがプルアップされて帰還されることになる。
【０１４１】
一方、容量素子Ｃ２の他端は、抵抗Ｒ５の一端と抵抗Ｒ６の一端とに接続される。このうち、抵抗Ｒ５の他端はグラウンドに接地される。このため、容量素子Ｃ２と抵抗Ｒ５とは、端子Ｏｕｔからの駆動信号ＣＯＭ−Ａのうち、カットオフ周波数以上の高周波成分を通過させるハイパスフィルター（High Pass Filter）として機能する。なお、ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、例えば約９ＭＨｚに設定される。
【０１４２】
また、抵抗Ｒ６の他端は、容量素子Ｃ４の一端と容量素子Ｃ３の一端とに接続される。このうち、容量素子Ｃ３の他端はグラウンドに接地される。このため、抵抗Ｒ６と容量素子Ｃ３とは、上記ハイパスフィルターを通過した信号成分のうち、カットオフ周波数以下の低周波成分を通過させるローパスフィルター（Low Pass Filter）として機能する。なお、ＬＰＦのカットオフ周波数は、例えば約１６０ＭＨｚに設定される。
【０１４３】
上記ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、上記ローパスフィルターのカットオフ周波数よりも低く設定されているので、ハイパスフィルターとローパスフィルターとは、駆動信号ＣＯＭ−Ａのうち、所定の周波数域の高周波成分を通過させるバンドパスフィルター（Band Pass Filter）として機能する。
【０１４４】
容量素子Ｃ４の他端は、集積回路装置５００の端子Ｉｆｂに接続される。これにより、端子Ｉｆｂには、上記バンドパスフィルターとして機能する第２帰還回路５７２（容量素子Ｃ２、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、容量素子Ｃ３および容量素子Ｃ４で構成される回路）を通過した駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分のうち、直流成分がカットされて帰還されることになる。
【０１４５】
ところで、端子Ｏｕｔから出力される駆動信号ＣＯＭ−Ａは、第１トランジスターＭ１と第２トランジスターＭ２との接続点（端子Ｓｗ）における増幅変調信号を、コイルＬ１および容量素子Ｃ１からなるローパスフィルターによって平滑化した信号である。この駆動信号ＣＯＭ−Ａは、端子Ｖｆｂを介して積分・減算された上で、加算器５１２に帰還されるので、帰還の遅延（コイルＬ１および容量素子Ｃ１の平滑化による遅延と、積分減衰器５１６による遅延と、の和）と、帰還の伝達関数で定まる周波数で自励発振することになる。
【０１４６】
ただし、端子Ｖｆｂを介した帰還経路の遅延量が大であるために、当該端子Ｖｆｂを介した帰還のみでは、自励発振の周波数を、駆動信号ＣＯＭ−Ａの精度を十分に確保できるほど高くすることができない場合がある。
【０１４７】
そこで、本実施形態では、端子Ｖｆｂを介した経路とは別に、端子Ｉｆｂを介して、駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分を帰還する経路を設けることによって、回路全体でみたときの遅延を小さくしている。このため、信号Ａｂに、駆動信号ＣＯＭ−Ａの高周波成分を加算した信号Ａｓの周波数は、端子Ｉｆｂを介した経路が存在しない場合と比較して、駆動信号ＣＯＭ−Ａの精度を十分に確保できるほど高くなる。
【０１４８】
図１４は、信号Ａｓと変調信号Ｍｓとの波形を、元駆動信号Ａａとの波形と関連付けて示す図である。
【０１４９】
図１４に示されるように、信号Ａｓは三角波であり、その発振周波数は、元駆動信号Ａ
ａの電圧（入力電圧）に応じて変動する。具体的には、入力電圧が中間値である場合に最も高くなり、入力電圧が中間値から高くなるにつれて、または、低くなるにつれて低くなる。
【０１５０】
また、信号Ａｓにおいて三角波の傾斜は、入力電圧が中間値付近であれば、上り（電圧の上昇）と下り（電圧の下降）とでほぼ等しくなる。このため、信号Ａｓをコンパレーター５１４によって電圧閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２と比較した結果である変調信号Ｍｓのデューティー比は、ほぼ５０％となる。入力電圧が中間値から高くなると、信号Ａｓの下りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号ＭｓがＨレベルとなる期間が相対的に長くなって、デューティー比が大きくなる。一方、入力電圧が中間値から低くなるにつれて、信号Ａｓの上りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号ＭｓがＨレベルとなる期間が相対的に短くなって、デューティー比が小さくなる。
【０１５１】
このため、変調信号Ｍｓは、次のようなパルス密度変調信号となる。すなわち、変調信号Ｍｓのデューティー比は、入力電圧の中間値でほぼ５０％であり、入力電圧が中間値よりも高くなるにつれて大きくなり、入力電圧が中間値よりも低くなるにつれて小さくなる。
【０１５２】
第１ゲートドライバー５２１は、変調信号Ｍｓに基づいて第１トランジスターＭ１をオン／オフさせる。すなわち、第１ゲートドライバー５２１は、第１トランジスターＭ１を、変調信号ＭｓがＨレベルであればオンさせ、変調信号ＭｓがＬレベルであればオフさせる。第２ゲートドライバー５２２は、変調信号Ｍｓの論理反転信号に基づいて第２トランジスターＭ２をオン／オフさせる。すなわち、第２ゲートドライバー５２２は、第２トランジスターＭ２を、変調信号ＭｓがＨレベルであればオフさせ、変調信号ＭｓがＬレベルであればオンさせる。
【０１５３】
従って、第１トランジスターＭ１と第２トランジスターＭ２の接続点における増幅変調信号をコイルＬ１および容量素子Ｃ１で平滑化した駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧は、変調信号Ｍｓのデューティー比が大きくなるにつれて高くなり、デューティー比が小さくなるにつれて低くなるので、結果的に、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、元駆動信号Ａａの電圧を拡大した信号となるように制御されて、出力されることになる。
【０１５４】
この駆動回路５０は、パルス密度変調を用いているので、変調周波数が固定のパルス幅変調と比較して、デューティー比の変化幅を大きく取れる、という利点がある。
【０１５５】
すなわち、回路全体で扱うことができる最小の正パルス幅と負パルス幅はその回路特性で制約されるので、周波数固定のパルス幅変調では、デューティー比の変化幅として所定の範囲（例えば１０％から９０％までの範囲）しか確保できない。これに対し、パルス密度変調では、入力電圧が中間値から離れるにつれて、発振周波数が低くなるため、入力電圧が高い領域においては、デューティー比をより大きくすることができ、また、入力電圧が低い領域においては、デューティー比をより小さくすることができる。このため、自励発振型パルス密度変調では、デューティー比の変化幅として、より広い範囲（例えば５％から９５％までの範囲）を確保することができるのである。
【０１５６】
また、駆動回路５０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、変調信号Ｍｓ及び増幅変調信号が伝搬する信号経路を含み、自励発振する自励発振回路であり、他励発振のように高い周波数の搬送波を生成する回路が不要である。このため、高電圧を扱う回路以外の、すなわち集積回路装置５００の部分の、集積化が容易である、という利点がある。
【０１５７】
加えて、駆動回路５０では、駆動信号ＣＯＭ−Ａの帰還経路として、端子Ｖｆｂを介し
た経路だけでなく、端子Ｉｆｂを介して高周波成分を帰還する経路があるので、回路全体でみたときの遅延が小さくなる。このため、自励発振の周波数が高くなるので、駆動回路５０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａを精度良く生成することが可能になる。
【０１５８】
図１３に戻り、図１３に示される例では、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、第１トランジスターＭ１、第２トランジスターＭ２、容量素子Ｃ５、ダイオードＤ１０およびローパスフィルター５６０は、変調信号に基づいて増幅制御信号を生成し、増幅制御信号に基づいて駆動信号を生成して容量性負荷（圧電素子６０）に出力する出力回路５５０として構成されている。
【０１５９】
第１電源部５３０は、圧電素子６０の駆動信号が印加される端子と異なる端子に信号を印加する。第１電源部５３０は、例えば、バンドギャップ・リファレンス回路のような定電圧回路で構成される。第１電源部５３０は、電圧ＶＢＳを端子Ｖｂｓから出力する。図１３に示される例では、第１電源部５３０は、グラウンド端子Ｇｎｄのグラウンド電位を基準として電圧ＶＢＳを生成する。
【０１６０】
昇圧回路５４０は、ゲートドライバー５２０に電源供給する。図１３に示される例では、昇圧回路５４０は、グラウンド端子Ｇｎｄのグラウンド電位を基準として電源端子Ｖｄｄから供給される電源電圧ＶＤＤを昇圧し、第２ゲートドライバー５２２の高電位側の電源電圧となる電圧Ｖｍを生成する。昇圧回路５４０は、チャージポンプ回路やスイッチングレギュレーターなどで構成することができるが、チャージポンプ回路で構成した方が、スイッチングレギュレーターで構成する場合に比べて、ノイズの発生を抑制できる。そのため、駆動回路５０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａをより精度良く生成することが可能になり、圧電素子６０に印加される電圧を高精度に制御できるので、液体の吐出精度を向上させることができる。また、ゲートドライバー５２０の電源生成部をチャージポンプ回路で構成することで小型化したため集積回路装置５００に搭載可能となり、ゲートドライバー５２０の電源生成部を集積回路装置５００の外部に構成した場合と比較して、駆動回路５０の回路面積を全体として大幅に削減することができる。
【０１６１】
なお、液体吐出装置１が例えば小ドットを吐出するための駆動信号の波形を周波数スペクトル解析すると、５０ｋＨｚ以上の周波数成分が含まれていることが判っている。このような５０ｋＨｚ以上の周波数成分を含む駆動信号を生成するためには、自励発振の周波数（変調信号Ｍｓの周波数）を１ＭＨｚ以上とする必要がある。もし、自励発振の周波数を１ＭＨｚよりも低くしてしまうと、再現される駆動信号の波形のエッジが鈍って丸くなってしまう。換言すれば、角が取れて波形が鈍ってしまう。駆動信号の波形が鈍ると、波形の立ち上がり、立ち下がりエッジに応じて動作する圧電素子６０の変位が緩慢になり、吐出時の尾引きや、吐出不良などを発生させて、印刷の品質を低下させてしまう。一方、自励発振の周波数を８ＭＨｚよりも高くすれば、駆動信号の波形の分解能は高まるが、トランジスターにおけるスイッチング周波数が上昇することによって、スイッチング損失が大きくなり、ＡＢ級アンプなどのリニア増幅と比べて、優位性を有する省電力性、省発熱性が損なわれてしまう。このため、自励発振の周波数は、１ＭＨｚ以上８ＭＨｚ以下であることが好ましい。
【０１６２】
１−７．ヘッドユニットの構成
本実施形態では、ヘッドユニット２が備える駆動回路５０−ａは、トランジスター（第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２）のスイッチング動作に基づくＤ級増幅によって、高電圧となる駆動信号ＣＯＭ−Ａ（図８参照）を生成するため、駆動回路５０−ａで消費される電力は、他の回路で消費される電力と比較して、相対的に大きくなる。特に、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２には大きな電流が流れるため、集積回路装置５００やその他の電子部品と比較して、第１トランジスターＭ１及び第
２トランジスターＭ２の発熱量が大きい。そこで、本実施形態では、液体吐出装置１の省電力性や省発熱性を高めるために、ヘッドユニット２の構造を工夫している。
【０１６３】
図１５、図１６及び図１７は、本実施形態におけるヘッドユニット２の構造を示す図である。図１５は、ヘッドユニット２を図３と反対側（裏側）から視た斜視図である。また、図１６は、ヘッドユニット２を主走査方向から視た側面図であり、図１７は、ヘッドユニット２をヘッド２０の吐出面２０ａ側（印刷媒体Ｐ側）から視た平面図である。なお、図１６及び図１７では、筐体５の一部も図示されている。
【０１６４】
図１５、図１６及び図１７に示されるように、ヘッドユニット２において、キャリッジ２４は、ヘッド２０と、ケース２６とを搭載している。ケース２６には、駆動回路５０−ａ，５０−ｂ（集積回路装置５００、トランジスター（第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２）及びその他の電子部品）、選択制御部２１０及び複数の選択部２３０が実装された回路基板（不図示）が収容されている。
【０１６５】
ケース２６の表面には、駆動回路５０−ａが有するコイルＬ１（以下の説明では、単に「コイルＬ１」と言う）の端部を挿入可能な複数の挿入孔２６ａが設けられている。そして、コイルＬ１の一端は、１つの挿入孔２６ａを介して、集積回路装置５００の端子Ｓｗ、第１トランジスターＭ１のソース電極、第２トランジスターＭ２のドレイン電極等と接続され、コイルＬ１の他端は、他の１つの挿入孔２６ａを介して、容量素子Ｃ１の一端、駆動回路５０−ａの端子Ｏｕｔ及びヘッド２０が有する複数の圧電素子６０の一端に接続されている（図１３参照）。すなわち、コイルＬ１は、ケース２６の外部に露出するように、キャリッジ２４に搭載されている。
【０１６６】
本実施形態では、コイルＬ１は、空芯型のコイルである。ここで、空芯型のコイルとは、芯材を有さず、中心部が空洞になっているコイルである。コイルＬ１は、芯材を有さないので、芯材の発熱がなく、芯材を有する他のコイルと比べて発熱量が小さい。また、コイルＬ１は中心部が空洞になっているため空気が取り抜けやすく、かつ、コイルＬ１はキャリッジ２４に搭載されているためキャリッジ２４の移動とともにコイルＬ１が空気中を移動することになり、コイルＬ１に風が当たるので、コイルＬ１が効率よく空冷される。さらに、本実施形態では、コイルＬ１は、キャリッジ２４の主走査方向（第１方向）に沿う面に搭載されており、キャリッジ２４が往復するいずれの方向においてもコイルＬ１に風が直接当たるため、コイルＬ１の空冷効果をより一層高めることに成功している。従って、コイルＬ１は、大電流が流れても高温になりにくい。
【０１６７】
また、本実施形態では、駆動回路５０−ａは、１ＭＨｚ〜８ＭＨｚの高い周波数で自励発振し、かつ、高電圧の駆動信号ＣＯＭ−Ａを生成するため、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２における発熱が大きいが、第１トランジスターＭ１のソース電極及び第２トランジスターＭ２のドレイン電極はコイルＬ１の一端と接続されているため、第１トランジスターＭ１や第２トランジスターＭ２で発生した熱は、キャリッジ２４の移動によって空冷されるコイルＬ１を介して効率よく放熱される。すなわち、コイルＬ１は、放熱部材として機能し、高い放熱効果を奏するので、第１トランジスターＭ１や第２トランジスターＭ２が高温になることを抑止することができる。
【０１６８】
このように、本実施形態のヘッドユニット２の構造によれば、コイルＬ１、第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２が高温になりにくいため、液体吐出装置１の省発熱性を高めることができるとともに、駆動回路５０−ａの誤動作や破損のおそれを大きく低減させることができる。
【０１６９】
また、図１５、図１６及び図１７に示されるように、本実施形態では、コイルＬ１は、
中心軸Ｉがヘッド２０の吐出面２０ａと直交する方向（第２方向）に沿うようにキャリッジ２４に搭載されている。従って、図１６に示されるように、コイルＬ１の半径をｒ、巻き数をＮとし、主走査方向（第１方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の線材の幅をｗ１とすると、主走査方向（第１方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の面積Ｓ１は式（１）で近似される。
【０１７０】
【数１】
2017165038.tif 000003
【０１７１】
また、図１７に示されるように、ヘッド２０の吐出面２０ａと直交する方向（第２方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の線材の幅をｗ２とすると、ヘッド２０の吐出面２０ａと直交する方向（第２方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の面積Ｓ２は式（２）で近似される。
【０１７２】
【数２】
2017165038.tif 000004
【０１７３】
従って、ｗ１とｗ２がほぼ等しいとすると、概ねＮ＞π／２の時に、Ｓ１＞Ｓ２となる。図１５、図１６及び図１７では、ｗ１とｗ２がほぼ等しく、かつ、コイルＬ１の巻き数Ｎ＝４であるから、Ｎ＞π／２であり、Ｓ１はＳ２よりも大きい。
【０１７４】
このように、本実施形態では、キャリッジ２４が移動する主走査方向（第１方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の面積Ｓ１がより大きくなる向きにコイルＬ１が設けられているため、キャリッジ２４の移動とともに風が直接当たるコイルＬ１の面積がより大きくなり、空冷効果をより一層高めることができる。なお、コイルＬ１の線材を薄くすることで、線材が巻かれる間隔が広くなるとともに、コイルＬ１において風が直接当たる面積が大きくなるため、空冷効果及び放熱効果をより一層高めることができる。
【０１７５】
また、図１６に示されるように、コイルＬ１は、筐体５に設けられた開口部５ａの外側から筐体５の内側を視たときに、キャリッジ２４よりも奥側に配置されていてもよい。換言すれば、コイルＬ１は、開口部５ａの外側から筐体５の内側を視たときに、コイルＬ１の少なくとも一部がキャリッジ２４によって隠される位置に設けられていてもよい。さらに換言すれば、開口部５ａとコイルＬ１との最短距離ｄ１は、キャリッジ２４とコイルＬ１との最短距離ｄ２よりも長くてもよい。このようなコイルＬ１の配置により、カバー６が開けられた状態でも、ユーザーはキャリッジ２４の存在によってコイルＬ１に触れることが困難となり、ユーザーがインクカートリッジ２２を交換する際等に、誤ってコイルＬ１に触れることによる火傷や感電などの事故を防止することができる。言うまでもなく、ユーザーがコイルＬ１に触れることを不可能にするように、コイルＬ１を遮蔽する遮蔽部材を設けてもよい。
【０１７６】
ところで、コイルには、空芯型のコイルの他に芯材（コア）に線材を巻いたコアコイルも存在する。コアコイルは、芯材と線材を有するため、鉄損（芯材により発生する損失）と銅損（線材により発生する損失）とが生じる。すなわち、コアコイルの抵抗成分は、鉄損に寄与する抵抗成分と銅損に寄与する抵抗成分とを有する。図１８は、コアコイルの抵抗成分Ｒｓにおける鉄損に寄与する抵抗成分と銅損に寄与する抵抗成分の比率を説明する図である。なお、図１８の縦軸（抵抗値）は、対数目盛を使用している。
【０１７７】
図１８において、実線は、コアコイルの抵抗成分Ｒｓを表し、インピーダンスアナライ
ザーで測定されたデータに基づくものである。
【０１７８】
ここで、Ｒｓのうち銅損に寄与する電気抵抗Ｒｃは、電気抵抗率ρ、導体の長さＬ、導体の断面積Ｓ０を用いて式（３）で求められる。
【０１７９】
【数３】
2017165038.tif 000005
【０１８０】
図１８の点線は、式（１）のＲｃを示したものである。よって、図１８において、実線（Ｒｓ）と点線（銅損に寄与する抵抗成分）との差が鉄損に寄与する抵抗成分に相当する。
【０１８１】
本実施形態の液体吐出装置１において、コイルＬ１に入力される増幅変調信号は、図１８のＦｍｉｎ〜Ｆｍａｘの範囲の周波数となり得るが、コアコイルでは、この範囲において、鉄損に寄与する抵抗成分が銅損に寄与する抵抗成分に対して十分大きく、その損失は鉄損が支配的である。
【０１８２】
この点、本実施形態では、コイルＬ１は、コアコイルではなく空芯型のコイルであるため鉄損がゼロであり、線材を銅等の低抵抗の金属で形成することにより銅損も小さくすることができるので、コイルＬ１における損失を大きく低減させることができる。従って、コイルＬ１において発生する熱や消費される電力が低減され、液体吐出装置１の省発熱性や省電力性を高めることができる。
【０１８３】
なお、上記では駆動回路５０−ａが有するコイルＬ１の構造及び配置について説明したが、駆動回路５０−ｂが有するコイルＬ１についても同様の構造及び配置とすることができる。駆動回路５０−ｂが生成する駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、駆動回路５０−ａが生成する駆動信号ＣＯＭ−Ａと比較して低電圧であるため、駆動回路５０−ｂの発熱量は相対的に小さいが、駆動回路５０−ａ，５０−ｂが有する２つのコイルＬ１がともに空芯型のコイルであって、かつ、ケース２６の外部に露出する構造とすることにより、省発熱性や省電力性をさらに向上させることができる。
【０１８４】
２．第２実施形態
第２実施形態の液体吐出装置１は、第１実施形態の液体吐出装置１と同様の構成を有するが、ヘッドユニット２において、コイルＬ１の構造及びキャリッジ２４に搭載されるコイルＬ１の向きが異なる。以下では、第１実施形態と重複する説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態と異なる内容について説明する。
【０１８５】
図１９、図２０及び図２１は、第２実施形態におけるヘッドユニット２の構造を示す図である。図１９は、ヘッドユニット２を図３と反対側（裏側）から視た斜視図である。また、図２０は、ヘッドユニット２を主走査方向から視た側面図であり、図２１は、ヘッドユニット２をヘッド２０の吐出面２０ａ側（印刷媒体Ｐ側）から視た平面図である。なお、図２０及び図２１では、筐体５の一部も図示されている。
【０１８６】
第１実施形態と同様、第２実施形態でも、コイルＬ１は、空芯型のコイルであり、かつ、ケース２６の外部に露出するようにキャリッジ２４に搭載されており、効率よく空冷されるとともに高い放熱効果を奏する。さらに、第１実施形態と同様、第２実施形態でも、コイルＬ１は、キャリッジ２４の主走査方向（第１方向）に沿う面に搭載されており、キャリッジ２４が往復するいずれの方向においてもコイルＬ１に風が直接当たるため、コイ
ルＬ１の空冷効果をより一層高めることに成功している。
【０１８７】
ただし、第１実施形態と異なり、第２実施形態では、コイルＬ１は、中心軸Ｉが主走査方向（第１方向）に沿うようにキャリッジ２４に搭載されている。従って、図２０に示されるように、コイルＬ１の半径をｒとし、主走査方向（第１方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の線材の幅をｗ１とすると、主走査方向（第１方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の面積Ｓ１は式（４）で近似される。
【０１８８】
【数４】
2017165038.tif 000006
【０１８９】
また、図２１に示されるように、コイルＬ１の巻き数をＮとし、ヘッド２０の吐出面２０ａと直交する方向（第２方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の線材の幅をｗ２とすると、ヘッド２０の吐出面２０ａと直交する方向（第２方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の面積Ｓ２は式（５）で近似される。
【０１９０】
【数５】
2017165038.tif 000007
【０１９１】
従って、ｗ１とｗ２がほぼ等しいとすると、概ねＮ＜π／２の時に、Ｓ１＞Ｓ２となる。図１９、図２０及び図２１では、ｗ１とｗ２がほぼ等しく、かつ、コイルＬ１の巻き数Ｎ＝１であるから、Ｎ＜π／２であり、Ｓ１はＳ２よりも大きい。
【０１９２】
このように、第１実施形態と同様、第２実施形態でも、キャリッジ２４が移動する主走査方向（第１方向）から視た平面視におけるコイルＬ１の面積Ｓ１がより大きくなる向きにコイルＬ１が設けられているため、キャリッジ２４の移動とともに風が直接当たるコイルＬ１の面積がより大きくなり、空冷効果をより一層高めることができる。なお、コイルＬ１の線材を薄くすることで、コイルＬ１において風が直接当たる面積が大きくなるため、空冷効果をより一層高めることができる。
【０１９３】
また、図２０に示されるように、第２実施形態でも、コイルＬ１は、筐体５に設けられた開口部５ａの外側から筐体５の内側を視たときに、キャリッジ２４よりも奥側に配置されていてもよい。換言すれば、コイルＬ１は、開口部５ａの外側から筐体５の内側を視たときに、コイルＬ１の少なくとも一部がキャリッジ２４によって隠される位置に設けられていてもよい。さらに換言すれば、開口部５ａとコイルＬ１との最短距離ｄ１は、キャリッジ２４とコイルＬ１との最短距離ｄ２よりも長くてもよい。このようなコイルＬ１の配置により、カバー６が開けられた状態でも、ユーザーはキャリッジ２４の存在によってコイルＬ１に触れることが困難となり、ユーザーがインクカートリッジ２２を交換する際等に、誤ってコイルＬ１に触れることによる火傷や感電などの事故を防止することができる。
【０１９４】
また、第２実施形態でも、コイルＬ１は、コアコイルではなく空芯型のコイルであるため鉄損がゼロであり、線材を銅等の低抵抗の金属で形成することにより銅損も小さくすることができるので、コイルＬ１における損失を大きく低減させることができる。従って、コイルＬ１において発生する熱や消費される電力が低減され、液体吐出装置１の省発熱性や省電力性を高めることができる。
【０１９５】
なお、上記では駆動回路５０−ａが有するコイルＬ１の構造及び配置について説明した
が、駆動回路５０−ｂが有するコイルＬ１についても同様の構造及び配置とすることができる。駆動回路５０−ｂが生成する駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、駆動回路５０−ａが生成する駆動信号ＣＯＭ−Ａと比較して低電圧であるため、駆動回路５０−ｂの発熱量は相対的に小さいが、駆動回路５０−ａ，５０−ｂが有する２つのコイルＬ１がともに空芯型のコイルであって、かつ、ケース２６の外部に露出する構造とすることにより、省発熱性や省電力性をさらに向上させることができる。
【０１９６】
３．変形例
上記の各実施形態では、キャリッジ２４に駆動回路５０の全部が搭載されているが、駆動回路５０の一部がキャリッジ２４に搭載されていなくてもよい。例えば、コイルＬ１の空冷が目的であれば、少なくともコイルＬ１がキャリッジ２４に搭載されていればよい。また、例えば、トランジスター（第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２）が発生する熱を放熱する目的であれば、少なくともコイルＬ１及びトランジスター（第１トランジスターＭ１及び第２トランジスターＭ２）がキャリッジ２４に搭載されていればよい。
【０１９７】
また、上記の各実施形態では、キャリッジ２４に搭載されたインクカートリッジ２２からヘッド２０にインクが供給されるが、液体吐出装置１の本体に固定されたインクタンクからインクチューブを介してヘッド２０にインクが供給される構成であってもよい。
【０１９８】
また、上記の各実施形態では、制御ユニット１０とヘッドユニット２とはフレキシブルケーブル１９０で接続されており、制御ユニット１０からヘッドユニット２に各種信号は、有線で送信されるが、無線で送信されてもよい。すなわち、制御ユニット１０とヘッドユニット２とはフレキシブルケーブル１９０で接続されていなくてもよい。
【０１９９】
また、上記の各実施形態の液体吐出装置１は、大判プリンターであってもよい。大判プリンターとは、例えば、印刷可能な媒体の最大サイズがＡ２判の用紙のサイズ（４２０ｍｍ×５９４ｍｍ）以上のプリンターである。大判プリンターにおいて、高速印刷や高精細印刷を実現するためにはノズル６５１の数が多くなるため、ヘッドユニット２における発熱が大きくなるが、キャリッジ２４の移動距離が長くなり、移動速度も速くなるので、その分、コイルＬ１の空冷効果や放熱効果が高まり、十分な省発熱性を有する液体吐出装置１を実現することができる。また、大判プリンターでは消費電力も大きくなるが、コイルＬ１は鉄損のない空芯型のコイルであるため、省電力性の高い液体吐出装置１を実現することができる。
【０２００】
また、上記の各実施形態では、駆動回路の駆動対象として、インクを吐出する圧電素子を例にとって説明したが、駆動対象としては、圧電素子に限られず、例えば超音波モーターや、タッチパネル、平面スピーカー、液晶などのディスプレイなどの容量性負荷であっても良い。すなわち、駆動回路は、このような容量性負荷を駆動するものであれば良い。
【０２０１】
以上、本実施形態あるいは変形例について説明したが、本発明はこれら本実施形態あるいは変形例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、上記の各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０２０２】
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、方法および結果が同一の構成、あるいは目的およ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また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。
【符号の説明】
【０２０３】
１…液体吐出装置、２…ヘッドユニット、３…移動機構、４…搬送機構、５…筐体、５ａ…開口部、６…カバー、１０…制御ユニット、２０…ヘッド、２０ａ…吐出面、２２…インクカートリッジ、２４…キャリッジ、２６…ケース、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、３５…キャリッジモータードライバー、４０…プラテン、４１…搬送モーター、４２…搬送ローラー、４５…搬送モータードライバー、５０，５０−ａ，５０−ｂ…駆動回路、６０…圧電素子、７０…キャッピング部材、７１…ワイパー部材、７２…フラッシングボックス、８０…メンテナンスユニット、８１…クリーニング機構、８２…ワイピング機構、９０…リニアエンコーダー、１００…制御部、１９０…フレキシブルケーブル、２１０…選択制御部、２１２…シフトレジスター、２１４…ラッチ回路、２１６…デコーダー、２３０…選択部、２３２ａ，２３２ｂ…インバーター、２３４ａ，２３４ｂ…トランスファーゲート、５００…集積回路装置、５１０…変調部、５１１…ＤＡＣ、５１２，５１３…加算器、５１４…コンパレーター、５１５…インバーター、５１６…積分減衰器、５１７…減衰器、５２０…ゲートドライバー、５２１…第１ゲートドライバー、５２２…第２ゲートドライバー、５３０…第１電源部、５４０…昇圧回路、５５０…出力回路、５６０…ローパスフィルター、５７０…第１帰還回路、５７２…第２帰還回路、５８０…基準電圧生成部、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、６６１…供給口、Ｌ１…コイル、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５…容量素子、Ｄ１０…ダイオード、Ｍ１…第１トランジスター、Ｍ２…第２トランジスター、Ｐ…印刷媒体、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６…抵抗
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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