特許ウォッチ

公開番号2025136770
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035602
出願日2024-03-08
発明の名称容量性負荷駆動回路、及び液体吐出装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250911BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】駆動信号波形に歪が生じるおそれを低減できる容量性負荷駆動回路を提供すること。
【解決手段】第1出力ノードに第1増幅信号を出力する第1デジタル増幅回路と、第1出力ノードと第2出力ノードとに接続するコンデンサー素子、及びアノード端子が第3伝搬ノードと接続しカソード端子が第2出力ノードと接続するダイオード素子を含み、第2出力ノードにブート電圧信号を出力するブートストラップ回路と、第1出力ノードと第2出力ノードとに接続し、第3出力ノードに第2増幅信号を出力する第2デジタル増幅回路と、第2増幅信号を平滑し、駆動信号として出力する平滑回路と、第3伝搬ノードと第2出力ノードとに接続し、第3伝搬ノードと第2出力ノードとの電位差に応じて、第3伝搬ノードと第2出力ノードとの導通状態を切り替える電圧制限回路と、を備える容量性負荷駆動回路。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
容量性負荷を駆動する駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路であって、
第１電位の第１電圧信号が伝搬する第１伝搬ノードと第２電位の第２電圧信号が伝搬する第２伝搬ノードとに電気的に接続し、第１出力ノードに第１増幅信号を出力する第１デジタル増幅回路と、
第３電位の第３電圧信号が伝搬する第３伝搬ノードと前記第１出力ノードとに電気的に接続し、第２出力ノードにブート電圧信号を出力するブートストラップ回路と、
前記第１出力ノードと前記第２出力ノードとに接続し、第３出力ノードに第２増幅信号を出力する第２デジタル増幅回路と、
前記第２増幅信号を平滑し、前記駆動信号として出力する平滑回路と、
前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとに電気的に接続し、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える電圧制限回路と、
を備え、
前記ブートストラップ回路は、一端が前記第１出力ノードと電気的に接続し、他端が前記第２出力ノードと電気的に接続するコンデンサー素子と、アノード端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、カソード端子が前記第２出力ノードと電気的に接続するダイオード素子と、を含み、
前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差に応じて、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える、
ことを特徴とする容量性負荷駆動回路。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記第３伝搬ノードの電位が前記第２出力ノードの電位よりも大きく、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差が第１閾値よりも大きい場合、前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの間を導通とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項３】
前記電圧制限回路は、第１ツェナーダイオード、第１抵抗素子、及び第１トランジスターを含み、
前記第１ツェナーダイオードは、カソード端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、アノード端子が前記第１抵抗素子の一端と電気的に接続し、
前記第１抵抗素子は、他端が前記第２出力ノードと電気的に接続し、
前記第１トランジスターは、ベース端子が前記第１ツェナーダイオードのアノード端子及び前記第１抵抗素子の一端と電気的に接続し、コレクター端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、エミッター端子が前記第２出力ノードと電気的に接続している、
ことを特徴とする請求項２に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項４】
前記第３伝搬ノードの電位が前記第２出力ノードの電位よりも小さく、
前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差が第２閾値よりも大きい場合、前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードと間を導通とする、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項５】
前記電圧制限回路は、第２ツェナーダイオード、第２抵抗素子、及び第２トランジスターを含み、
前記第２ツェナーダイオードは、カソード端子が前記第２出力ノードと電気的に接続し、アノード端子が前記第２抵抗素子の一端と電気的に接続し、
前記第２抵抗素子は、他端が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、
前記第２トランジスターは、ベース端子が前記第２ツェナーダイオードのアノード端子及び前記第２抵抗素子の一端と電気的に接続し、コレクター端子が前記第２出力ノードと電気的に接続し、エミッター端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続している、
ことを特徴とする請求項４に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項６】
前記駆動信号の基となる基駆動信号をアナログ基駆動信号に変換するＤＡ変換回路と、
前記アナログ基駆動信号を変調した変調信号を出力する変調回路と、
前記基駆動信号に基づいて、レベル切替信号を出力するレベル切替信号出力回路と、
を備え、
前記第１デジタル増幅回路は、前記第１電位及び前記第２電位に基づいて、前記変調信号を増幅した前記第１増幅信号を出力し、
前記第２デジタル増幅回路は、前記レベル切替信号に応じて、前記第１増幅信号の基準電位を前記第３電位に基づいてシフトした信号、又は前記第１増幅信号の基準電位をシフトしない信号を選択し、前記第２増幅信号として出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の容量性負荷駆動回路。
【請求項７】
容量性負荷の駆動により液体を吐出する吐出部と、
前記容量性負荷を駆動する駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、
を備え、
前記容量性負荷駆動回路は、
第１電位の第１電圧信号が伝搬する第１伝搬ノードと第２電位の第２電圧信号が伝搬する第２伝搬ノードとに電気的に接続し、第１出力ノードに第１増幅信号を出力する第１デジタル増幅回路と、
第３電位の第３電圧信号が伝搬する第３伝搬ノードと前記第１出力ノードとに電気的に接続し、第２出力ノードにブート電圧信号を出力するブートストラップ回路と、
前記第１出力ノードと前記第２出力ノードとに接続し、第３出力ノードに第２増幅信号を出力する第２デジタル増幅回路と、
前記第２増幅信号を平滑し、前記駆動信号として出力する平滑回路と、
前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとに電気的に接続し、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える電圧制限回路と、
を有し、
前記ブートストラップ回路は、一端が前記第１出力ノードと電気的に接続し、他端が前記第２出力ノードと電気的に接続するコンデンサー素子と、アノード端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、カソード端子が前記第２出力ノードと電気的に接続するダイオード素子と、を含み、
前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差に応じて、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
前記第３伝搬ノードの電位が前記第２出力ノードの電位よりも大きく、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差が第１閾値よりも大きい場合、前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの間を導通とする、
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】
前記電圧制限回路は、第１ツェナーダイオード、第１抵抗素子、及び第１トランジスターを含み、
前記第１ツェナーダイオードは、カソード端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、アノード端子が前記第１抵抗素子の一端と電気的に接続し、
前記第１抵抗素子は、他端が前記第２出力ノードと電気的に接続し、
前記第１トランジスターは、ベース端子が前記第１ツェナーダイオードのアノード端子及び前記第１抵抗素子の一端と電気的に接続し、コレクター端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、エミッター端子が前記第２出力ノードと電気的に接続している、
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１０】
前記第３伝搬ノードの電位が前記第２出力ノードの電位よりも小さく、
前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差が第２閾値よりも大きい場合、前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードと間を導通とする、
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量性負荷駆動回路、及び液体吐出装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【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】
特開２０２２－０５７１６７号公報
【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、特許文献１に記載の液体吐出装置では、負荷への供給電流量に応じて、出力する駆動信号波形に歪が生じるおそれがあり、改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る容量性負荷駆動回路の一態様は、
容量性負荷を駆動する駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路であって、
第１電位の第１電圧信号が伝搬する第１伝搬ノードと第２電位の第２電圧信号が伝搬する第２伝搬ノードとに電気的に接続し、第１出力ノードに第１増幅信号を出力する第１デジタル増幅回路と、
第３電位の第３電圧信号が伝搬する第３伝搬ノードと前記第１出力ノードとに電気的に接続し、第２出力ノードにブート電圧信号を出力するブートストラップ回路と、
前記第１出力ノードと前記第２出力ノードとに接続し、第３出力ノードに第２増幅信号を出力する第２デジタル増幅回路と、
前記第２増幅信号を平滑し、前記駆動信号として出力する平滑回路と、
前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとに電気的に接続し、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える電圧制限回路と、
を備え、
前記ブートストラップ回路は、一端が前記第１出力ノードと電気的に接続し、他端が前記第２出力ノードと電気的に接続するコンデンサー素子と、アノード端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、カソード端子が前記第２出力ノードと電気的に接続するダイオード素子と、を含み、
前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差に応じて、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える。
【０００７】
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
容量性負荷の駆動により液体を吐出する吐出部と、
前記容量性負荷を駆動する駆動信号を出力する容量性負荷駆動回路と、
を備え、
前記容量性負荷駆動回路は、
第１電位の第１電圧信号が伝搬する第１伝搬ノードと第２電位の第２電圧信号が伝搬する第２伝搬ノードとに電気的に接続し、第１出力ノードに第１増幅信号を出力する第１デジタル増幅回路と、
第３電位の第３電圧信号が伝搬する第３伝搬ノードと前記第１出力ノードとに電気的に接続し、第２出力ノードにブート電圧信号を出力するブートストラップ回路と、
前記第１出力ノードと前記第２出力ノードとに接続し、第３出力ノードに第２増幅信号を出力する第２デジタル増幅回路と、
前記第２増幅信号を平滑し、前記駆動信号として出力する平滑回路と、
前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとに電気的に接続し、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える電圧制限回路と、
を有し、
前記ブートストラップ回路は、一端が前記第１出力ノードと電気的に接続し、他端が前記第２出力ノードと電気的に接続するコンデンサー素子と、アノード端子が前記第３伝搬ノードと電気的に接続し、カソード端子が前記第２出力ノードと電気的に接続するダイオード素子と、を含み、
前記電圧制限回路は、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの電位差に応じて、前記第３伝搬ノードと前記第２出力ノードとの導通状態を切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
液体吐出装置の構造の一例を示す図である。
液体吐出装置の機能構成を示す図である。
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。
吐出部の構成の一例を示す図である。
駆動信号ＣＯＭの信号波形の一例を示す図である。
駆動回路の機能構成の一例を示す図である。
駆動回路の動作を説明するための図である。
駆動回路に流れる電流の概要を示すための図である。
駆動回路に流れる電流の概要を示すための図である。
駆動回路に流れる電流の概要を示すための図である。
駆動回路に流れる電流の概要を示すための図である。
ブースト電圧制限回路の構成の一例を示す図である。
変形例のブースト電圧制限回路の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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であって、シリアル方式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、シリアル方式のインクジェットプリンターに限られるものではなく、ライン方式のインクジェットプリンターであってもよい。また、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、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。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許