JP2014019111A - Electromechanical conversion elements driving device, control method thereof, liquid droplet discharge head, and image formation device - Google Patents
Electromechanical conversion elements driving device, control method thereof, liquid droplet discharge head, and image formation device Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、電気機械変換素子を駆動する電気機械変換素子駆動装置及びその制御方法、電気機械変換素子駆動装置を有する液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electromechanical conversion element driving device that drives an electromechanical conversion element, a control method therefor, a droplet discharge head having the electromechanical conversion element drive device, and an image forming apparatus equipped with the droplet discharge head.
従来より、ノズル、インク室、インク供給路、電気機械変換素子等を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、駆動電圧を供給する電気機械変換素子の選択を行うドライブＩＣ等を備えた電気機械変換素子駆動装置が設けられている。 Conventionally, in a liquid droplet ejection head having a nozzle, an ink chamber, an ink supply path, an electromechanical conversion element, etc., an electromechanical conversion element drive having a drive IC for selecting an electromechanical conversion element for supplying a driving voltage is provided. A device is provided.
一例として、供給する駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ素子１を電気機械変換素子各々について設け、更に電気機械変換素子各々の個別電極と共通電極との間にスイッチ素子２を設けた電気機械変換素子駆動装置を挙げることができる。この電気機械変換素子駆動装置では、スイッチ素子１がＯＦＦしており駆動しない電気機械変換素子について、スイッチ素子２をＯＮすることで、個別電極と共通電極を電気機械変換素子別に短絡している。
As an example, an electric machine in which a
しかしながら、上記電気機械変換素子駆動装置では、電気機械変換素子１つ当たりに通常の倍の２つのスイッチ素子が必要となり、ドライバＩＣの大型化によるドライバＩＣのコストアップ、ドライバＩＣの実装領域拡大による基板のコストアップ、電気機械変換素子への配線とドライバＩＣとの接続端子の大幅な増加によるドライバＩＣ実装の技術的難易度の増加といった問題があった。 However, in the electromechanical conversion element driving device, two electromechanical conversion elements each require two switching elements that are normal, and the driver IC is increased in size due to an increase in the size of the driver IC, and the mounting area of the driver IC is expanded. There have been problems such as an increase in the technical difficulty of mounting the driver IC due to an increase in the cost of the substrate and a significant increase in the connection terminals between the wiring to the electromechanical transducer and the driver IC.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、安価な構成により電気機械変換素子の個別電極と共通電極を短絡可能な電気機械変換素子駆動装置を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of said point, and makes it a subject to provide the electromechanical conversion element drive device which can short-circuit the individual electrode and common electrode of an electromechanical conversion element with an inexpensive structure.
本電気機械変換素子駆動装置は、各々の一端が相互に接続されて共通電極をなす複数の電気機械変換素子と、各々の一端が各電気機械変換素子の他端である各個別電極と接続され、各々の他端同士が相互に接続されて接続部をなし、前記複数の電気機械変換素子の中から駆動する電気機械変換素子を選択する複数のスイッチ素子と、各電気機械変換素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段と、一端が前記接続部と接続され他端が前記共通電極と接続された、各電気機械変換素子の両端を短絡する短絡用スイッチ素子と、を有することを要件とする。 The electromechanical transducer driving device is connected to a plurality of electromechanical transducers that are connected to each other to form a common electrode, and to each individual electrode that is the other end of each electromechanical transducer. , Each other end is connected to each other to form a connection portion, and a plurality of switch elements for selecting an electromechanical conversion element to be driven from among the plurality of electromechanical conversion elements, and each electromechanical conversion element is driven. Drive voltage supply means for supplying a drive voltage, and a short-circuit switch element for short-circuiting both ends of each electromechanical conversion element, one end of which is connected to the connection portion and the other end is connected to the common electrode. As a requirement.
本発明によれば、安価な構成により電気機械変換素子の個別電極と共通電極を短絡可能な電気機械変換素子駆動装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electromechanical conversion element drive device which can short-circuit the individual electrode and common electrode of an electromechanical conversion element with an inexpensive structure can be provided.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
図１は、第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する分解斜視図である。図１を参照するに、液滴吐出ヘッド１は、大略すると、ノズル基板１０と、第１の基板２０と、補強部材３０と、フレーム部材４０と、第２の基板５０とを有する。
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a droplet discharge head according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the
ノズル基板１０は板状の部材であり、液滴（インク滴）を吐出するノズル孔１１が複数形成されている。ノズル基板１０の材料としては、例えば、ステンレスやニッケル、シリコン等を用いることができる。ノズル基板１０の厚さは、例えば、４０μｍ程度とすることができる。
The
第１の基板２０は、ノズル基板１０上に配置されている。第１の基板２０の材料としては、例えば、シリコンやガラス等を用いることができる。第１の基板２０の厚さは、例えば、５０μｍ程度とすることができるが、より厚い基板を用いても構わない。第１の基板２０の下面には、ノズル孔１１に連通し、かつ、ノズル孔１１毎に区切られた個別圧力室（図示せず）が形成されており、個別圧力室（図示せず）は個別インク供給口２１と連通している。
The
更に、第１の基板２０には、ドライバＩＣ６０を中心とした電気機械変換素子２３の駆動回路が実装され、複数の電気機械変換素子２３及び接続端子２４が形成されている。ドライバＩＣ６０の駆動電圧出力は、各電気機械変換素子２３と電気的に接続されている。ドライバＩＣ６０は、上位制御装置（図示せず）から送られる印字データに従って、駆動する電気機械変換素子２３を選択する機能を有する。ドライバＩＣ６０の入出力端子、電源端子、駆動電源入力端子等からは、これらの各端子と接続端子２４とを電気的に接続する配線が引き回されている。
Further, a drive circuit for the
電気機械変換素子２３は、電気信号を機械的変位に変換し、或いは機械的変位を電気信号に変換する素子であり、立体的に配線を行うことが困難な薄い圧電体や抵抗体等で構成されている。電気機械変換素子２３は、例えば、印刷、塗布、成膜、貼り付け等の方法により第１の基板２０に形成できる。各電気機械変換素子２３は、個別圧力室（図示せず）各々に対応して設けられ、例えば、個別圧力室（図示せず）各々と平面視において重複する位置に搭載されている。
The
補強部材３０は、第１の基板２０上に搭載される板状の部材である。補強部材３０には、個別インク供給口２１にインクを導く共通インク流路３１が形成されている。補強部材３０の材料としては、例えば、ステンレスや、数百μｍ以上と厚いシリコン、樹脂等を用いることができる。なお、本実施の形態では、第１の基板２０を補強するために補強部材３０を設けているが、補強部材３０は必ずしも設けなくてもよい。
The reinforcing
フレーム部材４０は、ノズル基板１０、第１の基板２０、及び補強部材３０の積層体と接合される部材である。フレーム部材４０には、インクタンク（図示せず）から共通インク流路３１へインクを供給するインク供給口４１が形成されている。フレーム部材４０が、ノズル基板１０、第１の基板２０、及び補強部材３０の積層体と接合されることにより、インク供給口４１からノズル孔１１までのインクの流路が形成される。
The
第２の基板５０は、例えば、ＦＰＣやＦＦＣ等の可撓性を有する基板である。第２の基板５０には複数の配線（図示せず）が形成されており、各配線の一端側は第１の基板２０の接続端子２４と電気的に接続されている。第２の基板５０の各配線の他端側は、上位制御装置（図示せず）と電気的に接続されている。
The
第２の基板５０の各配線（図示せず）及び第１の基板２０の各配線（図示せず）を経由してドライバＩＣ６０に駆動電源や印字データが供給されると、ドライバＩＣ６０は電気機械変換素子２３の１つを選択し、選択した電気機械変換素子２３へ駆動電圧を印加する。電気機械変換素子２３は駆動電圧に従って駆動され、対応する個別圧力室（図示せず）の圧力変化を生み出すことにより、対応するノズル孔１１からインク滴が吐出される。
When drive power and print data are supplied to the driver IC 60 via the respective wirings (not shown) of the
次に、電気機械変換素子駆動装置について説明する。図２は、第１の実施の形態に係る電気機械変換素子駆動装置を例示する図である。図２を参照するに、電気機械変換素子駆動装置２は、複数の電気機械変換素子２３を駆動するための装置である。
Next, the electromechanical transducer driving device will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the electromechanical transducer driving apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 2, the electromechanical
電気機械変換素子駆動装置２は、液滴吐出ヘッド１の一部を構成し、大略すると、制御信号を発生させる制御ＩＣ７１と、制御ＩＣ７１が出力するデータ信号をシリアル／パラレル変換するドライバＩＣ６０と、制御ＩＣ７１が出力するディジタルの波形データ信号をアナログ信号の駆動波形に変換するＤ／Ａコンバータ７２と、アナログ信号に変換された駆動波形の電圧や電流を増幅するアンプ７３とを有する。
The electromechanical conversion
ドライバＩＣ６０は、大略すると、シフトレジスタ６１と、ラッチ回路６２と、セレクタ６３と、レベルシフタ６４と、複数のスイッチ素子６５と、１つのスイッチ素子６６とを有する。なお、スイッチ素子６５は、各電気機械変換素子２３に対して１つずつ設けられている。
The driver IC 60 generally includes a
制御ＩＣ７１からは、駆動電圧の波形データ信号と、駆動する電気機械変換素子２３を指定するデータ信号と、駆動する電気機械変換素子２３を指定するデータ読み込みのための複数のパルスを有するクロック信号と、読み込んだデータ信号をラッチするタイミングを与えるラッチ信号とが出力される。なお、駆動する電気機械変換素子２３を指定するデータ信号は、クロック信号の各パルスに一致したビットのＨ／Ｌに基づいて対応するスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを決定するための信号である。
From the
シフトレジスタ６１は、クロック信号のパルス毎のデータ信号のレベルがＨかＬかを読み込む。なお、制御ＩＣ７１は、本発明に係るクロック信号供給手段及びデータ信号供給手段の代表的な一例である。
The
ラッチ信号はドライバＩＣ６０のラッチ回路６２へ送られ、ラッチ信号のタイミングでシフトレジスタ６１に読み込まれていたデータがラッチされ、ラッチされたデータのレベルに従って、セレクタ６３でＯＮするスイッチ素子とＯＦＦするスイッチ素子とを選択する。セレクタ６３からの信号はレベルシフタ６４によってレベル変換され、レベルシフタ６４の出力によって各スイッチ素子がＯＮ／ＯＦＦ制御される。
The latch signal is sent to the
制御ＩＣ７１から出力される波形データ信号は、Ｄ／Ａコンバータ７２でアナログ的に変化する電圧波形（駆動波形）に変換され、アンプ７３で電気機械変換素子２３を駆動できるレベルの電圧及び電流まで増幅される。アンプ７３の出力信号は、ドライバＩＣ６０の各スイッチ素子６５の一端６５ａに印加されている。このように、各スイッチ素子６５の一端６５ａ同士は相互に接続されている。以降、各スイッチ素子６５の一端６５ａ同士が相互に接続されている部分を『接続部』と称する場合がある。本実施の形態では、接続部に、制御ＩＣ７１、Ｄ／Ａコンバータ７２、及びアンプ７３を含む駆動電圧供給手段から、各電気機械変換素子２３を駆動する駆動電圧が供給される。
The waveform data signal output from the
各電機機械変換素子２３は、圧電材料を介して配置された個別電極２３ａと共通電極２３ｂを具備しており、共通電極２３ｂはグランド（基準電位）と接続されている。このように、各電機機械変換素子２３の一端は相互に接続されて共通電極２３ｂをなしている。各スイッチ素子６５の他端６５ｂはドライバＩＣ６０から出力され、対応する各電気機械変換素子２３の他端である各個別電極２３ａと接続されている。各スイッチ素子６５は、複数の電気機械変換素子２３の中から駆動する電気機械変換素子２３を選択する機能を有する。
Each
スイッチ素子６６の一端６６ａは、各スイッチ素子６５の一端６５ａ（接続部）と接続されており、スイッチ素子６６の他端６６ｂは、共通電極２３ｂ（グランド；基準電位）と接続されている。スイッチ素子６６は、各電気機械変換素子２３の両端を短絡する機能を有する短絡用スイッチ素子である。
One
電気機械変換素子駆動装置２において、電気機械変換素子２３を駆動する際には、スイッチ素子６６はＯＦＦしておき、複数のスイッチ素子６５をデータ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦし、アンプ７３から出力される駆動電圧をＯＮしたスイッチ素子６５に接続された電気機械変換素子２３に印加する。
In the electromechanical
各電気機械変換素子２３の個別電極２３ａと共通電極２３ｂとの短絡処理を行う際には、アンプ７３からの駆動電圧の出力を停止し、スイッチ素子６６及び各スイッチ素子６５を各々ＯＮする。これにより、各電気機械変換素子２３の個別電極２３ａと共通電極２３ｂとが短絡され、各電気機械変換素子２３として用いられる圧電体の放電、温度変化で生じる焦電効果による不具合防止、電気機械変換素子２３の特性維持等が可能となる。又、各電気機械変換素子２３の剛性を確保することもできる。
When short-circuiting is performed between the
このように、第１の実施の形態では、電気機械変換素子駆動装置２において、各スイッチ素子６５の一端６５ａ（接続部）と共通電極２３ｂと間に１つのスイッチ素子６６を設ける。そして、アンプ７３からの駆動電圧の出力を停止し、スイッチ素子６６及び各スイッチ素子６５を各々ＯＮすることにより、各電気機械変換素子２３の個別電極２３ａと共通電極２３ｂとの短絡処理を行う。これにより、安価な構成により電気機械変換素子２３の個別電極２３ａと共通電極２３ｂの短絡処理を行うことができる。
Thus, in the first embodiment, in the electromechanical
なお、説明の便宜上、スイッチ素子６５とスイッチ素子６６とを別符号としているが、必ずしも、電気機械変換素子２３の駆動を制御するスイッチ素子６５とは異なるスイッチ素子６６をドライバＩＣ６０内に作りこむ必要はない。換言すれば、電気機械変換素子２３の駆動を制御する複数のスイッチ素子のうちの一つを、電気機械変換素子２３を介さずに共通電極２３ｂに接続して個別電極２３ａと共通電極２３ｂとの短絡処理に用いることができる。
For convenience of explanation, the
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に更に１つのスイッチ素子を追加する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, an example in which one switch element is added to the first embodiment will be described. In the second embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiments is omitted.
図３は、第２の実施の形態に係る電気機械変換素子駆動装置の一部を例示する図である。図３を参照するに、電気機械変換素子駆動装置２Ａは、アンプ７３の出力（駆動電圧供給手段の出力部）と、各スイッチ素子６５の一端６５ａ（接続部）との間に１つのスイッチ素子７４が挿入された点が、電気機械変換素子駆動装置２（図２参照）と相違する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a part of the electromechanical transducer driving apparatus according to the second embodiment. Referring to FIG. 3, the electromechanical conversion
つまり、スイッチ素子７４の一端７４ａはアンプ７３の出力と接続され、他端７４ｂは各スイッチ素子６５の一端６５ａと接続されている。なお、電気機械変換素子駆動装置２Ａにおいて、図３に示されていない部分は、図２に示す電気機械変換素子駆動装置２と同一である。
That is, one
電気機械変換素子駆動装置２Ａにおいて、各電気機械変換素子２３の個別電極２３ａと共通電極２３ｂとの短絡処理を行う際には、スイッチ素子７４をＯＦＦした後に、スイッチ素子６６及び各スイッチ素子６５を各々ＯＮする。このようにすることで、アンプ７３の出力が完全には停止できない回路（例えば、トランジスタのＯＮ電圧以上の電圧が出力され続ける回路）の場合でも、不具合なく短絡処理が可能となる。
In the electromechanical conversion element driving device 2A, when performing the short-circuit process between the
なお、アンプ７３の後段はプッシュプル回路を用いている場合が多く、例えば前段にレールトゥレールではない（グランドから電源までフルスイングで出力できない）単電源のオペアンプを使っていた場合等は、駆動電圧の出力を止めてもアンプ７３の出力電圧は例えば０．６Ｖ程度出力される。そのため、この状態で短絡処理を行いアンプ７３の出力を０Ｖにすると、プッシュプル回路のトランジスタがＯＮし、回路に過大な電流が流れてしまう。スイッチ素子７４を設け、スイッチ素子７４をＯＦＦした後に、スイッチ素子６６及び各スイッチ素子６５を各々ＯＮすることにより、このような問題を回避できる。
It is often the case that a push-pull circuit is used in the subsequent stage of the
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、第１の実施の形態に更に１つのスイッチ素子及び１つのバイアス電源を追加する例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, an example in which one switch element and one bias power supply are further added to the first embodiment will be described. In the third embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiments is omitted.
図４は、第３の実施の形態に係る電気機械変換素子駆動装置の一部を例示する図である。図４を参照するに、電気機械変換素子駆動装置２Ｂは、各電気機械変換素子２３の共通電極２３ｂとスイッチ素子６６の他端６６ｂとの接続点と、グランドとの間に１つのスイッチ素子７５及びバイアス電源７６が直列に挿入された点が、電気機械変換素子駆動装置２（図２参照）と相違する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a part of the electromechanical transducer driving apparatus according to the third embodiment. Referring to FIG. 4, the electromechanical transducer driving apparatus 2B includes one
つまり、スイッチ素子７５の一端７５ａは各電気機械変換素子２３の共通電極２３ｂとスイッチ素子６６の他端６６ｂとの接続点と接続され、他端７５ｂはバイアス電源７６の正極と接続され、バイアス電源７６の負極はグランドと接続されている。なお、電気機械変換素子駆動装置２Ｂにおいて、図４に示されていない部分は、図２に示す電気機械変換素子駆動装置２と同一である。
That is, one end 75a of the
電気機械変換素子駆動装置２Ｂにおいて、各電気機械変換素子２３の個別電極２３ａと共通電極２３ｂとの短絡処理を行う際には、スイッチ素子７５をＯＦＦした後に、スイッチ素子６６及び各スイッチ素子６５を各々ＯＮする。このようにすることで、バイアス電源７６が電圧を出力し続けている場合でも、不具合なく短絡処理が可能となる。なお、バイアス電源７６は、電気機械変換素子２３に分極方向と逆極性の電界を印加して変位効率を上げたり、特性を維持したりするために挿入する部品である。
In the electromechanical conversion element driving device 2B, when performing the short-circuit process between the
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、ドライバＩＣ６０内の各スイッチ素子６５と、各スイッチ素子６５と接続される各電気機械変換素子２３の配置の例を示す。なお、第４の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, an example of the arrangement of each
図５は、各スイッチ素子と各電気機械変換素子の配置を例示する図である。図５は、第１の実施の形態に係る電気機械変換素子駆動装置２における、ドライバＩＣ６０内の各スイッチ素子６５と、各スイッチ素子６５と接続される各電気機械変換素子２３の配置の例を示している。なお、図５では、２つのドライバＩＣ６０を用いる例を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement of each switch element and each electromechanical conversion element. FIG. 5 shows an example of the arrangement of each
図５を参照するに、各ドライバＩＣ６０内において、各スイッチ素子６５及びスイッチ素子６６は一列に配置され、同様に一列に配置された各電気機械変換素子２３と接続されている。又、スイッチ素子６６は列の何れかの端部に配置されている。このようにすることで、各スイッチ素子６５から各電気機械変換素子２３へ等ピッチで無理なく配線できるという利点や、設計が容易であるという利点がある。なお、ドライバＩＣ６０は１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
Referring to FIG. 5, in each
〈第５の実施の形態〉
第５の実施の形態では、クロック信号とデータ信号のタイミングの設定の例を示す。なお、第５の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, an example of setting timings of a clock signal and a data signal is shown. Note that in the fifth embodiment, description of the same components as those of the above-described embodiment is omitted.
図６は、制御ＩＣの出力するクロック信号とデータ信号とを例示する図（その１）である。データ信号の六角形は、データがＨの状態又はＬの状態の何れかであることを示している。ここで、複数のスイッチ素子６５及びスイッチ素子６６のうちの一部をスイッチ素子６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ、及び６５Ｅとする。
FIG. 6 is a diagram (part 1) illustrating a clock signal and a data signal output from the control IC. The hexagon of the data signal indicates that the data is in either the H state or the L state. Here, a part of the plurality of
クロック信号のパルスＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥは、各々スイッチ素子６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ、及び６５ＥのＯＮ／ＯＦＦを制御するクロック信号である。又、データ信号のビットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥは、各々スイッチ素子６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ、及び６５ＥのＯＮ／ＯＦＦを制御するデータ信号である。 The clock signals A, B, C, D, and E are clock signals that control ON / OFF of the switch elements 65A, 65B, 65C, 65D, and 65E, respectively. The bits A, B, C, D, and E of the data signal are data signals that control ON / OFF of the switch elements 65A, 65B, 65C, 65D, and 65E, respectively.
図６に示すように、データ信号のビットＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤを読み込むクロック信号のパルスＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、所定の時間間隔で略等間隔に並んでいる。これに対し、データ信号のビットＥを読み込むクロック信号のパルスＥだけが、パルスＡ〜Ｄよりも長い時間間隔を開けて並んでいる。つまり、複数のパルスを有するクロック信号は、所定の時間間隔のパルスＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤと、所定の時間間隔よりも長い時間間隔のパルスＥとを含んでいる。 As shown in FIG. 6, the pulses A, B, C, and D of the clock signal for reading the bits A, B, C, and D of the data signal are arranged at substantially equal intervals at predetermined time intervals. On the other hand, only the pulse E of the clock signal for reading the bit E of the data signal is arranged with a longer time interval than the pulses A to D. That is, the clock signal having a plurality of pulses includes pulses A, B, C, and D having a predetermined time interval and a pulse E having a time interval longer than the predetermined time interval.
このようにすることで、クロック信号とデータ信号のタイミングが突発的にずれた場合に、ビットＡのデータ信号でスイッチ素子６５ＢのＯＮ／ＯＦＦを誤って制御する不具合が発生しても、ビットＤのデータ信号でスイッチ素子６５Ｅを誤ってＯＮする不具合は発生しないという効果を奏する。つまり、ノイズ等の外乱に強いスイッチ素子の制御方法を実現できる。 By doing so, even if a problem occurs in which the ON / OFF of the switch element 65B is erroneously controlled by the data signal of the bit A when the timing of the clock signal and the data signal is suddenly shifted, the bit D There is an effect that the trouble of erroneously turning on the switch element 65E with the data signal does not occur. That is, a switch element control method that is resistant to disturbances such as noise can be realized.
スイッチ素子６５Ｅを、短絡処理に用いるスイッチ素子６６（図２等参照）に割り当てることで、つまり、所定の時間間隔よりも長い時間間隔のパルスＥに同期したビットのＨ／Ｌに基づいて短絡処理に用いるスイッチ素子６６をＯＮ／ＯＦＦすることで、クロック信号とデータ信号のタイミングが突発的にずれた場合でも、電圧印加中不用意にスイッチ素子６６がＯＮしてショート状態となり、スイッチ素子６６が破壊されるという致命的な不具合を回避できる。
By assigning the switch element 65E to the switch element 66 (see FIG. 2, etc.) used for the short circuit process, that is, based on the H / L of the bit synchronized with the pulse E having a time interval longer than the predetermined time interval. By turning ON / OFF the
〈第６の実施の形態〉
第６の実施の形態では、クロック信号とデータ信号のタイミングの設定の他の例を示す。なお、第６の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Sixth embodiment>
In the sixth embodiment, another example of setting the timing of the clock signal and the data signal is shown. Note that in the sixth embodiment, description of the same components as those of the above-described embodiment is omitted.
図７は、制御ＩＣの出力するクロック信号とデータ信号とを例示する図（その２）である。図７では、データ信号のビット２つで各スイッチ素子６５のＯＮ／ＯＦＦを制御するようになっており、ビットＡ０及びＡ１でスイッチ素子６５Ａを、ビットＢ０及びＢ１でスイッチ素子６５Ｂを、ビットＣ０及びＣ１でスイッチ素子６５ＣのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
FIG. 7 is a diagram (part 2) illustrating a clock signal and a data signal output from the control IC. In FIG. 7, ON / OFF of each
又、スイッチ素子６５ＣのＯＮ／ＯＦＦの制御に関して、データ信号のビットＣ０及びＣ１に通常どちらもＬのデータを送っておき、データ信号のビットＣ０及びＣ１に両方Ｈのデータが入った時のみスイッチ素子６５ＣをＯＮするように設計されている。 As for ON / OFF control of the switch element 65C, both L data are normally sent to the bits C0 and C1 of the data signal, and the switch is made only when both H data are input to the bits C0 and C1 of the data signal. It is designed to turn on the element 65C.
このようにすることで、データ信号にノイズ等が入ってビットＣ０かＣ１の何れか一方がＨになったとしてもスイッチ素子６５ＣはＯＮしない。ノイズ等によりＣ０とＣ１どちらもＨが入るおそれは非常に低いため、スイッチ素子６５Ｃが意図しないタイミングでＯＮすることを防止できる。つまり、ノイズ等の外乱に強いスイッチ素子の制御方法を実現できる。 By doing so, even if noise or the like enters the data signal and either bit C0 or C1 becomes H, the switch element 65C is not turned ON. Since there is very little possibility that both C0 and C1 will enter H due to noise or the like, it is possible to prevent the switch element 65C from being turned on at an unintended timing. That is, a switch element control method that is resistant to disturbances such as noise can be realized.
なお、データ信号のビット３つ以上で各スイッチ素子６５のＯＮ／ＯＦＦを制御してもよい。例えば、データ信号のビット３つで各スイッチ素子６５のＯＮ／ＯＦＦを制御する場合は、データ信号の各ビットに通常Ｌのデータを送っておき、ビット３つのうちの２つで又は３つ全てでデータ信号がＨの場合に各スイッチ素子６５がＯＮするように設計することができる。
The ON / OFF of each
逆に、データ信号の各のビットに通常Ｈのデータを送っておき、データ信号の各ビットがＬの時にＯＮするよう設計しても同様の効果を奏する。 On the other hand, the same effect can be obtained even if the normal H data is sent to each bit of the data signal and it is turned on when each bit of the data signal is L.
つまり、少なくとも１つのスイッチ素子は、クロック信号の各パルスに同期した複数のビットのうちの２ビット以上がＨの時にＯＮ又はＯＦＦの何れか一方となり、複数ビットのうちの２ビット以上がＬの時にＯＮ又はＯＦＦの何れか他方となるように設計することができる。 That is, at least one switch element is either ON or OFF when two or more bits among a plurality of bits synchronized with each pulse of the clock signal are H, and two or more bits of the plurality of bits are L. Sometimes it can be designed to be either ON or OFF.
スイッチ素子６５Ｃを、短絡処理に用いるスイッチ素子６６（図２等参照）に割り当てることで、ノイズ等で間違ったデータがラッチされた場合でも、電圧印加中不用意にスイッチ素子６６がＯＮしてショート状態となり、スイッチ素子６６が破壊されるという致命的な不具合を回避できるし、ＯＮしたい時にＯＮしない誤動作も回避できる。
By assigning the switch element 65C to the switch element 66 (see FIG. 2, etc.) used for the short-circuit processing, even when wrong data is latched due to noise or the like, the
〈第７の実施の形態〉
第７の実施の形態では、クロック信号とデータ信号のタイミングの設定の更に他の例を示す。なお、第７の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Seventh embodiment>
In the seventh embodiment, still another example of setting the timing of the clock signal and the data signal is shown. Note that in the seventh embodiment, description of the same components as those of the above-described embodiment is omitted.
図８は、制御ＩＣの出力するクロック信号とデータ信号とを例示する図（その３）である。図８では、各々異なる信号線から供給された２本のデータ信号（テータ１とデータ２）各々のビット１つずつのデータビット２つでスイッチ素子６５のＯＮ／ＯＦＦを制御するようになっており、ビットＡ０及びＡ１でスイッチ素子６５Ａを、ビットＢ０及びＢ１でスイッチ素子６５Ｂを、ビットＣ０及びＣ１でスイッチ素子６５ＣのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
FIG. 8 is a diagram (part 3) illustrating a clock signal and a data signal output from the control IC. In FIG. 8, ON / OFF of the
クロック信号のパルスＣでデータ１のビットＣ０を読み込み、クロック信号パルスＣとは異なるパルスＤでデータ２のビットＣ１を読み込むよう、同じスイッチ素子を制御する複数のデータを読み込むタイミングがずらしてある。データ１のビットＣ０とデータ２のビットＣ１がどちらもＨの時のみスイッチ素子６５ＣがＯＮするよう設計してあり、スイッチ素子６５ＣをＯＦＦしておきたい場合はデータ１のビットＣ０とデータ２のビットＣ１を何れもＬにしておく。
The timing of reading a plurality of data for controlling the same switch element is shifted so that the bit C0 of the
このようにすることで、データ１とデータ２の同じタイミングでノイズ等の信号が乗ってビットＣ０とビットＢ１がＨとなっても、スイッチ素子６５ＣはＯＮしない。ノイズ等によりパルスＣに対応するデータ１のビットとパルスＤに対応するデータ２のビットが何れもＨとなるおそれは非常に低いため、スイッチ素子６５Ｃが意図しないタイミングでＯＮすることを防止できる。つまり、ノイズ等の外乱に強いスイッチ素子の制御方法を実現できる。なお、ＨとＬの関係は逆であっても同様の効果を奏する。
By doing so, even if a signal such as noise is carried at the same timing of
スイッチ素子６５Ｃを、短絡処理に用いるスイッチ素子６６（図２等参照）に割り当てることで、ノイズ等で間違ったデータがラッチされた場合でも、電圧印加中不用意にスイッチ素子６６がＯＮしてショート状態となり、スイッチ素子６６が破壊されるという致命的な不具合を回避できる。
By assigning the switch element 65C to the switch element 66 (see FIG. 2, etc.) used for the short-circuit processing, even when wrong data is latched due to noise or the like, the
なお、３本以上のデータ信号を用い、各々のビット１つずつの複数のデータビットでスイッチ素子６５や６６のＯＮ／ＯＦＦを制御するようにしてもよい。
Note that three or more data signals may be used, and ON / OFF of the
〈第８の実施の形態〉
第８の実施の形態では、液滴吐出ヘッド１を搭載した画像形成装置の例を示す。なお、第８の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Eighth embodiment>
In the eighth embodiment, an example of an image forming apparatus equipped with the
図９は、第８の実施の形態に係る画像形成装置を例示する斜視図である。図９を参照するに、第８の実施の形態に係る画像形成装置３は、液滴吐出ヘッド１（図１参照）を搭載している。
FIG. 9 is a perspective view illustrating an image forming apparatus according to the eighth embodiment. Referring to FIG. 9, the
画像形成装置３の内部にはキャリッジ８１が設けられており、支柱８２に沿って左右に移動可能に構成されている。キャリッジ８１はベルト８３と繋がっており、ベルト８３はモータ８４に繋がっている。モータ８４が回転することによりベルト８３が左右に動き、同時にキャリッジ８１を左右に移動させる。
A
キャリッジ８１には図示しないノズルが多数、複数列に渡って備わっている液滴吐出ヘッド１が具備されている。液滴吐出ヘッド１は、キャリッジ８１の移動と共に左右に移動する。更に、画像形成装置３にはメディア８５を支えるプラテン８６と紙送りローラ８９が設けられている。プラテン８６でメディア８５を支えながら、モータ８７により紙送りローラ８９を動かすことでメディア８５を前に搬送する。
The
例えば、キャリッジ８１を左に移動させながら液滴吐出ヘッド１から液滴をメディア８５に対して、図示しない制御装置から送られて来る画像データに従って吐出させる。そして、次に、例えば、メディア８５を前方に所望の距離だけ移動させた後、キャリッジ８１を今度は右に移動させながら液滴吐出ヘッド１から液滴をメディア８５に対して、図示しない制御装置から送られて来る画像データに従って吐出させる。これらの動作を繰り返すことにより、メディア８５上一面に所望の画像を得ることができる。
For example, while moving the
キャリッジ８１は、印写を行わない際にはメンテナンス装置８８の上で待機しており、ここでは、液滴吐出ヘッド１からインクを吸引し、吐出しなくなったノズルを回復させたり、液滴吐出ヘッド１をキャップしてノズルを封止し、インクが乾燥してノズルから吐出しなくなるのを防いだりすることが可能とされている。
The
このように、安価かつ小型で短絡処理の可能な液滴吐出ヘッド１を搭載することにより、低コストで高信頼性の画像形成装置３を実現できる。
As described above, by mounting the
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and replacements are made to the above-described embodiment without departing from the scope described in the claims. Can be added.
例えば、各実施の形態では、スイッチ素子の数を限って説明したが、短絡に割り当てるスイッチ素子の数やスイッチ素子の総数に制限はない。又、データ信号を読み込むクロック信号に関しても立下りで読み込んでもよいし、立ち上がりと立下り両方で読み込んでもよい。 For example, in each of the embodiments, the number of switch elements is limited, but the number of switch elements assigned to a short circuit and the total number of switch elements are not limited. Further, the clock signal for reading the data signal may be read at the falling edge, or may be read at both the rising and falling edges.
又、各実施の形態では、各電機機械変換素子の個別電極側（接続部）が入力部となる例を示したが、本発明は、各電機機械変換素子の共通電極側が入力部となる電気機械変換素子駆動装置にも適用可能である。 In each embodiment, an example in which the individual electrode side (connection portion) of each electromechanical conversion element is an input unit has been described. However, in the present invention, the common electrode side of each electromechanical conversion element is an input unit. The present invention can also be applied to a mechanical conversion element driving device.
１ 液滴吐出ヘッド
２、２Ａ、２Ｂ 電気機械変換素子駆動装置
３ 画像形成装置
１０ ノズル基板
１１ ノズル孔
２０ 第１の基板
２１ 個別インク供給口
２３ 電気機械変換素子
２３ａ 個別電極
２３ｂ 共通電極
２４ 接続端子
３０ 補強部材
３１ 共通インク流路
４０ フレーム部材
４１ インク供給口
５０ 第２の基板
６０ ドライバＩＣ
６１ シフトレジスタ
６２ ラッチ回路
６３ セレクタ
６４ レベルシフタ
６５、６６、７４、７５ スイッチ素子
６５ａ、６６ａ、７４ａ、７５ａ スイッチ素子の一端
６５ｂ、６６ｂ、７４ｂ、７５ｂ スイッチ素子の他端
７１ 制御ＩＣ
７２ Ｄ／Ａコンバータ
７３ アンプ
７６ バイアス電源
８１ キャリッジ
８２ 支柱
８３ ベルト
８４、８７ モータ
８５ メディア
８６ プラテン
８８ メンテナンス装置
８９ 紙送りローラ
DESCRIPTION OF
61
72 D /
Claims (16)
各々の一端が各電気機械変換素子の他端である各個別電極と接続され、各々の他端同士が相互に接続されて接続部をなし、前記複数の電気機械変換素子の中から駆動する電気機械変換素子を選択する複数のスイッチ素子と、
各電気機械変換素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段と、
一端が前記接続部と接続され他端が前記共通電極と接続された、各電気機械変換素子の両端を短絡する短絡用スイッチ素子と、を有する電気機械変換素子駆動装置。 A plurality of electromechanical transducers each having one end connected to each other to form a common electrode;
One end of each electromechanical conversion element is connected to each individual electrode that is the other end of each electromechanical conversion element, and the other end is connected to each other to form a connection portion. A plurality of switch elements for selecting a mechanical conversion element;
Drive voltage supply means for supplying a drive voltage for driving each electromechanical conversion element;
An electromechanical conversion element driving device comprising: a short-circuiting switch element for short-circuiting both ends of each electromechanical conversion element, one end of which is connected to the connection portion and the other end is connected to the common electrode.
前記複数のスイッチ素子及び前記短絡用スイッチ素子のうち所定のスイッチ素子を、各パルスに同期したビットのＨ／Ｌに基づいてＯＮ／ＯＦＦするデータ信号を供給するデータ信号供給手段と、を更に有し、
前記複数のパルスは、所定の時間間隔のパルスと、前記所定の時間間隔よりも長い時間間隔のパルスとを含む請求項１又は２記載の電気機械変換素子駆動装置。 Clock signal supply means for supplying a clock signal having a plurality of pulses;
Data signal supply means for supplying a data signal for turning on / off a predetermined switch element among the plurality of switch elements and the short-circuit switch element based on H / L of a bit synchronized with each pulse; And
The electromechanical transducer driving apparatus according to claim 1, wherein the plurality of pulses include a pulse having a predetermined time interval and a pulse having a time interval longer than the predetermined time interval.
前記複数のスイッチ素子及び前記短絡用スイッチ素子のうち所定のスイッチ素子を、各パルスに同期したビットのＨ／Ｌに基づいてＯＮ／ＯＦＦするデータ信号を供給するデータ信号供給手段と、を更に有し、
前記複数のスイッチ素子及び前記短絡用スイッチ素子のうち少なくとも１つのスイッチ素子は、前記各パルスに同期した複数のビットのうちの２ビット以上がＨの時にＯＮ又はＯＦＦの何れか一方となり、前記複数ビットのうちの２ビット以上がＬの時にＯＮ又はＯＦＦの何れか他方となる請求項１又は２記載の電気機械変換素子駆動装置。 Clock signal supply means for supplying a clock signal having a plurality of pulses;
Data signal supply means for supplying a data signal for turning on / off a predetermined switch element among the plurality of switch elements and the short-circuit switch element based on H / L of a bit synchronized with each pulse; And
At least one of the plurality of switch elements and the short-circuit switch element is either ON or OFF when two or more of the plurality of bits synchronized with each pulse are H, and the plurality The electromechanical transducer driving device according to claim 1 or 2, wherein when two or more of the bits are L, the other is either ON or OFF.
前記複数のビットのうちの２ビットは、前記クロック信号のタイミングの異なるパルスに同期して取り込まれる請求項５又は６記載の電気機械変換素子駆動装置。 Two bits of the plurality of bits are included in data signals supplied from different signal lines, respectively.
7. The electromechanical transducer driving apparatus according to claim 5, wherein two of the plurality of bits are captured in synchronization with pulses having different timings of the clock signal.
液滴を吐出する複数のノズル孔と、
前記ノズル孔に連通し、かつ、前記ノズル孔毎に区切られた個別圧力室と、を有し、
前記複数の電気機械変換素子は、前記個別圧力室各々に対応して設けられ、
前記複数のスイッチ素子によって選択された前記電気機械変換素子に前記駆動電圧が供給されると、対応する前記個別圧力室から前記液滴が吐出される液滴吐出ヘッド。 The electromechanical transducer driving device according to any one of claims 1 to 9,
A plurality of nozzle holes for discharging droplets;
Individual pressure chambers communicating with the nozzle holes and partitioned for each nozzle hole,
The plurality of electromechanical conversion elements are provided corresponding to the individual pressure chambers,
A droplet discharge head that discharges the droplet from the corresponding individual pressure chamber when the drive voltage is supplied to the electromechanical conversion element selected by the plurality of switch elements.
前記複数のスイッチ素子及び前記短絡用スイッチ素子のうち所定のスイッチ素子を、所定の時間間隔のパルスと前記所定の時間間隔よりも長い時間間隔のパルスとを含む複数のパルスを有するクロック信号の各パルスに同期したデータ信号のビットのＨ／Ｌに基づいてＯＮ／ＯＦＦすることを特徴とする電気機械変換素子駆動装置の制御方法。 A method for controlling an electromechanical transducer driving device according to claim 1 or 2,
Each of the clock signals having a plurality of pulses including a pulse having a predetermined time interval and a pulse having a time interval longer than the predetermined time interval is applied to the predetermined switch element among the plurality of switch elements and the short-circuit switch element. A control method for an electromechanical transducer driving device, which is turned ON / OFF based on H / L of a bit of a data signal synchronized with a pulse.
前記複数のスイッチ素子及び前記短絡用スイッチ素子のうち少なくとも１つのスイッチ素子を、複数のパルスを有するクロック信号の各パルスに同期したデータ信号の複数のビットのうちの２ビット以上がＨの時にＯＮ又はＯＦＦの何れか一方とし、前記複数ビットのうちの２ビット以上がＬの時にＯＮ又はＯＦＦの何れか他方とすることを特徴とする電気機械変換素子駆動装置の制御方法。 A method for controlling an electromechanical transducer driving device according to claim 1 or 2,
At least one switch element among the plurality of switch elements and the short-circuit switch element is turned on when two or more bits of the data signal synchronized with each pulse of the clock signal having a plurality of pulses are H. The method of controlling an electromechanical transducer driving apparatus, wherein one of the plurality of bits is set to ON and OFF when two or more of the plurality of bits are L.
前記複数のビットのうちの２ビットは、前記クロック信号のタイミングの異なるパルスに同期して取り込まれることを特徴とする請求項１４又は１５記載の電気機械変換素子駆動装置の制御方法。 Two bits of the plurality of bits are included in data signals supplied from different signal lines, respectively.
16. The method of controlling an electromechanical transducer driving apparatus according to claim 14, wherein two of the plurality of bits are captured in synchronization with pulses having different timings of the clock signal.
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