(57)【要約】【課題】多くのノズルからの液体の噴射を可能にし、ＤＡＣ等の誤差に起因する生成物の品質低下を低減させる液体吐出装置等を提供する。【解決手段】元駆動信号１２５を生成する元駆動信号発生部２５と、元駆動信号を変調して変調信号１２６を生成する信号変調部２６と、変調信号を増幅して第１増幅変調信号を生成する第１信号増幅部と、変調信号を増幅して第２増幅変調信号を生成する第２信号増幅部と、第１、第２信号増幅部の動作を制御する増幅制御部１２と、第１増幅変調信号、第２増幅変調信号を駆動信号に変換する信号変換部２９と、駆動信号により変形する第１圧電素子ＰＺＴ（１）、その変形によって膨張または収縮する第１キャビティ、それに連通した第１ノズルと、駆動信号により変形する第２圧電素子ＰＺＴ（２）、その変形によって膨張または収縮する第２キャビティ、それに連通した第２ノズルと、を備える。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
元駆動信号を生成する元駆動信号発生部と、
前記元駆動信号を変調して変調信号を生成する信号変調部と、
前記変調信号を増幅して第１増幅変調信号を生成する第１信号増幅部と、
前記変調信号を増幅して第２増幅変調信号を生成する第２信号増幅部と、
前記第１信号増幅部と、前記第２信号増幅部の動作を制御する増幅制御部と、
前記第１増幅変調信号、前記第２増幅変調信号を駆動信号に変換する信号変換部と、
前記駆動信号により変形する第１圧電素子と、
前記第１圧電素子の変形によって膨張または収縮する第１キャビティと、
前記第１キャビティに連通し、前記第１キャビティ内の圧力の増減により液体を吐出する第１ノズルと、
前記駆動信号により変形する第２圧電素子と、
前記第２圧電素子の変形によって膨張または収縮する第２キャビティと、
前記第２キャビティに連通し、前記第２キャビティ内の圧力の増減により液体を吐出する第２ノズルと、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記信号変換部は、
前記第１増幅変調信号を前記駆動信号に変換する第１信号変換部と、
前記第２増幅変調信号を前記駆動信号に変換する第２信号変換部と、
を含む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】
前記駆動信号は、
前記第１信号変換部により変換された第１駆動信号と、
前記第２信号変換部により変換された第２駆動信号と、
を含み、
前記第１駆動信号は、前記第１圧電素子に印加され、
前記第２駆動信号は、前記第２圧電素子に印加される、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記増幅制御部は、
前記第１ノズルおよび前記第２ノズルから液体を吐出する第１動作モードにおいては、前記第１信号増幅部で前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部で前記第２増幅変調信号を生成させ、
前記第１ノズルから液体を吐出し、前記第２ノズルから液体を吐出しない第２動作モードにおいては、前記第１信号増幅部で前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部で前記第２増幅変調信号を生成させない、
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】
前記第１駆動信号により変形する第３圧電素子と、
前記第３圧電素子の変形によって膨張または収縮する第３キャビティと、
前記第３キャビティに連通し、前記第３キャビティ内の圧力の増減により液体を吐出する第３ノズルと、
を有し、
前記第１駆動信号は、前記第３圧電素子に印加され、
前記第１ノズルは、ノズル列の一方の端に設けられ、
前記第３ノズルは、前記ノズル列の他方の端に設けられ、
前記第２ノズルは、前記ノズル列の中央に設けられる、
ことを特徴とする請求項３記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記増幅制御部は、
所定閾値未満のノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させず、
所定閾値以上のノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させる、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
元駆動信号を生成する元駆動信号発生部と、前記元駆動信号を変調して変調信号を生成する信号変調部と、前記変調信号を増幅して第１増幅変調信号を生成する第１信号増幅部と、前記変調信号を増幅して第２増幅変調信号を生成する第２信号増幅部と、前記第１増幅変調信号、前記第２増幅変調信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号に基づいて液体を吐出させる複数のノズルと、を含む液体吐出装置の制御方法であって、
駆動する前記ノズルの数を取得することと、
所定閾値未満の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させないことと、
所定閾値以上の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させることと、
を含むことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【請求項８】
元駆動信号を生成する元駆動信号発生部と、前記元駆動信号を変調して変調信号を生成する信号変調部と、前記変調信号を増幅して第１増幅変調信号を生成する第１信号増幅部と、前記変調信号を増幅して第２増幅変調信号を生成する第２信号増幅部と、前記第１増幅変調信号、前記第２増幅変調信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号に基づいて液体を吐出させる複数のノズルと、を含む液体吐出装置に用いられるプログラムであって、
コンピューターに、
駆動する前記ノズルの数を取得することと、
所定閾値未満の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させないことと、
所定閾値以上の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させることと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエーターに駆動信号を印加して液体を噴射する液体噴射装置、その制御方法およびプログラムに関し、例えば微小な液体を液体噴射ヘッドのノズルから噴射して、微粒子（ドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射型印刷装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置の一例として、ヘッドに設けられたノズルから記録媒体に向けてインク（液体）を吐出するインクジェットプリンターが知られている。一般的に、ヘッドには多数のノズルが所定方向に並んだノズル列が形成されており、例えば、ヘッドの走査方向と記録媒体の搬送方向とが交差する方向に相対移動しながらヘッドがインクを吐出することによりノズル列幅の画像が印刷されるシリアルヘッド方式や、特許文献１に記されているような、印刷媒体の搬送方向と交差する方向にノズルを列状に配置し、印刷媒体がその下方を通過するときに画像が印刷されるラインヘッド方式等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体噴射ヘッドのノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがある。例えばピエゾ方式では、アクチュエーターである圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液体がノズルから噴射される。液体噴射ヘッドを高速で走査し、短時間に多くの圧電素子を駆動させて高速で吐出を行うシリアルヘッド方式の高速プリンターや、同時に複数の圧電素子を駆動させ複数のノズルから同時に吐出を行うラインヘッド方式の液体噴射型印刷装置等は、多くの圧電素子を駆動する必要があり、単位時間当たりの駆動回路にかかる負荷が非常に大きいため、従来のコンシューマー市場に提供されているようなシリアルヘッド方式のインクジェットプリンターと同様の構成をそのまま用いて駆動信号を生成することは一般に困難である。
【０００５】
そこで、複数のＤＡＣ（Digital to Analog Converter）や複数の増幅回路（以下、アンプともいう）を用いて、複数の駆動信号を生成して、１つの駆動信号がサポートするノズル数を均等に分ける手法が考えられる。しかし、複数のＤＡＣおよびアンプを設ける場合、それぞれのＤＡＣが有する誤差とそれぞれのアンプが有する誤差とが、組み合わせによって乗数的に大きくなる。さらに、駆動される圧電素子が有する誤差も考慮すると、全体としての誤差はさらに大きくなる。その結果、全体の制御が困難になり、液体噴射型印刷装置の生成物の品質を低下させ得る。
【０００６】
ここで、誤差の影響を最小にするには、ＤＡＣおよびアンプをそれぞれ１つだけ用いて駆動信号を生成することが好ましいが、アンプの電力供給には限界がある（例えば、出力段の回路の許容電流に限界がある）。したがって、例えばピエゾ方式では、多くの圧電素子を適切に駆動することができずに生成物の品質を低下させてしまうため、このような構成は現実的ではない。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、例えばラインヘッド方
式の液体噴射型印刷装置等が有する多くのノズルからの液体の噴射を可能にし、かつ、ＤＡＣ等の誤差に起因する生成物の品質低下を低減させる液体吐出装置等の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の液体吐出装置は、元駆動信号を生成する元駆動信号発生部と、前記元駆動信号を変調して変調信号を生成する信号変調部と、前記変調信号を増幅して第１増幅変調信号を生成する第１信号増幅部と、前記変調信号を増幅して第２増幅変調信号を生成する第２信号増幅部と、前記第１信号増幅部と、前記第２信号増幅部の動作を制御する増幅制御部と、前記第１増幅変調信号、前記第２増幅変調信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号により変形する第１圧電素子と、前記第１圧電素子の変形によって膨張または収縮する第１キャビティと、前記第１キャビティに連通し、前記第１キャビティ内の圧力の増減により液体を吐出する第１ノズルと、前記駆動信号により変形する第２圧電素子と、前記第２圧電素子の変形によって膨張または収縮する第２キャビティと、前記第２キャビティに連通し、前記第２キャビティ内の圧力の増減により液体を吐出する第２ノズルと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の液体吐出装置によれば、少なくとも第１信号増幅部、第２信号増幅部を設けると共に、それら複数の信号増幅部に対して共通の元駆動信号を用いることができる。そのため、液体吐出装置の一例であるラインヘッドプリンターのような多くのノズルを同時駆動させるプリンターにおいて、各ノズルに対して同一の駆動信号を印加できるので、吐出ばらつきを抑え、生成物（例えば、印刷物）の品質を向上させることができる。なお、元駆動信号とは、圧電素子の変形を制御する駆動信号の元となる信号、すなわち変調前の信号であって波形の基準となる信号である。元駆動信号発生部とは、例えばＤＡＣやメモリーを含み、メモリーから元駆動信号に対応するデータ（元駆動データ）を選択してＤＡＣに出力することで元駆動信号を生成する。変調信号とは、元駆動信号をパルス変調（例えばパルス幅変調、パルス密度変調等）して得られるデジタル信号であり、信号変調部とは、そのパルス変調を行う変調回路である。信号増幅部とは、例えばハーフブリッジ出力段を備えるデジタル電力増幅回路であって、増幅変調信号とは、信号増幅部で増幅された変調信号である。駆動信号とは、信号変換部によって増幅変調信号を平滑化して得られる信号であって、圧電素子に印加される。信号変換部とは、例えばコイルとコンデンサーからなる平滑化フィルターである。
【００１０】
（２）また、前記信号変換部は、前記第１増幅変調信号を前記駆動信号に変換する第１信号変換部と、前記第２増幅変調信号を前記駆動信号に変換する第２信号変換部と、を含むことを特徴としてもよい。
【００１１】
この液体吐出装置によれば、信号増幅部と信号変換部とを対にすることで、信号増幅部におけるマイナス誤差（増幅率が低下する方向の誤差）と、信号変換部におけるプラス誤差（マイナス誤差とは反対方向に作用する誤差）と、によって誤差を相殺し、各ノズルに対して同一の駆動信号を印加できるので、吐出ばらつきを抑え、生成物（例えば、印刷物）の品質を向上させることができる。
【００１２】
（３）また、前記駆動信号は、前記第１信号変換部により変換された第１駆動信号と、前記第２信号変換部により変換された第２駆動信号と、を含み、前記第１駆動信号は、前記第１圧電素子に印加され、前記第２駆動信号は、前記第２圧電素子に印加される、ことを特徴としてもよい。
【００１３】
この液体吐出装置によれば、第１圧電素子には第１駆動信号が印加され、第２圧電素子には第２駆動信号が印加されるようにすることで、例えばプリンターといった液体吐出装
置において、印刷モードのような動作モードに対応させて複数の信号増幅部を制御することが可能になる。例えば、第１圧電素子が黒色のインクを吐出するのに用いられ、第２圧電素子がカラー（例えば、シアン、マゼンタまたはイエロー等）のインクを吐出するのに用いられるとする。このとき、プリンターの印刷モードがモノクロ印刷モードである場合には、カラー印刷でのみ用いられる第２駆動信号を増幅させずに、第１駆動信号のみを増幅させるといった制御が可能になる。
【００１４】
（４）また、前記増幅制御部は、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルから液体を吐出する第１動作モードにおいては、前記第１信号増幅部で前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部で前記第２増幅変調信号を生成させ、前記第１ノズルから液体を吐出し、前記第２ノズルから液体を吐出しない第２動作モードにおいては、前記第１信号増幅部で前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部で前記第２増幅変調信号を生成させない、ことを特徴としてもよい。
【００１５】
この液体吐出装置によれば、例えば印刷モード、画像の種類等によって、使用しない圧電素子（第２動作モードにおける第２ノズルからの液体の吐出のための圧電素子）について、信号増幅部で信号を増幅しないように制御することで、省電力性を向上させることができる。例えば、上記の例では、プリンターの印刷モードがモノクロ印刷モードである場合に、第２動作モードであると判定して、第２信号増幅部で第２増幅変調信号を生成させないことで省電力性を向上させることができる。また、増幅制御部が印刷する画像に基づいて、第２ノズルから液体を吐出しない第２動作モードであると判定した場合に、第２信号増幅部で第２増幅変調信号を生成させないことで省電力性を向上させることができる。
【００１６】
（５）また、前記液体吐出装置は、前記第１駆動信号により変形する第３圧電素子と、前記第３圧電素子の変形によって膨張または収縮する第３キャビティと、前記第３キャビティに連通し、前記第３キャビティ内の圧力の増減により液体を吐出する第３ノズルと、を有し、前記第１駆動信号は、前記第３圧電素子に印加され、前記第１ノズルは、ノズル列の一方の端に設けられ、前記第３ノズルは、前記ノズル列の他方の端に設けられ、前記第２ノズルは、前記ノズル列の中央に設けられる、ことを特徴としてもよい。
【００１７】
この液体吐出装置によれば、飛行曲りが発生し得るので特別な動作を必要とするノズルと、そのような問題が発生しないノズルとで分けて動作させることができ、生成物の品質を向上させることができる。
【００１８】
ここで、飛行曲がりとは、ノズルから吐出されるインク滴が理想とする弾道で飛行せず、理想出力位置（着弾位置とも言う）からずれてしまうことを意味する。特に、ラインヘッドプリンターでは、いわゆる１パスで印刷を行うため、多数のノズルのうちの１つのノズルにインク吐出不具合が発生するだけで、印字結果が著しく低下してしまう。
【００１９】
端部に位置するノズルの使用率は、飛行曲りの問題から中央のノズルに比べて少ない。サポートするノズル数を単純にアンプの数で分ける（例えば等分する）のではなく、例えば記録率（単位面積当たりのインク量）に基づいて分けることで、より効率的な分配が行える。
【００２０】
（６）また、前記増幅制御部は、所定閾値未満のノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させず、所定閾値以上のノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させる、ことを特徴としてもよい。
【００２１】
この液体吐出装置によれば、駆動するノズル（圧電素子に駆動信号が印加されて液体を吐出させるノズル）の数が所定閾値以上である場合に第２信号増幅部に第２増幅変調信号を生成させる。そのため、必要が無い場合には第２信号増幅部を使用しないので、省電力性を向上させることができる。
【００２２】
（７）本発明の制御方法は、元駆動信号を生成する元駆動信号発生部と、前記元駆動信号を変調して変調信号を生成する信号変調部と、前記変調信号を増幅して第１増幅変調信号を生成する第１信号増幅部と、前記変調信号を増幅して第２増幅変調信号を生成する第２信号増幅部と、前記第１増幅変調信号、前記第２増幅変調信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号に基づいて液体を吐出させる複数のノズルと、を含む液体吐出装置の制御方法であって、駆動する前記ノズルの数を取得することと、所定閾値未満の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させないことと、所定閾値以上の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させることと、を含むことを特徴とする。
【００２３】
（８）本発明のプログラムは、元駆動信号を生成する元駆動信号発生部と、前記元駆動信号を変調して変調信号を生成する信号変調部と、前記変調信号を増幅して第１増幅変調信号を生成する第１信号増幅部と、前記変調信号を増幅して第２増幅変調信号を生成する第２信号増幅部と、前記第１増幅変調信号、前記第２増幅変調信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号に基づいて液体を吐出させる複数のノズルと、を含む液体吐出装置に用いられるプログラムであって、コンピューターに、駆動する前記ノズルの数を取得することと、所定閾値未満の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させないことと、所定閾値以上の前記ノズルが駆動する場合は、前記第１信号増幅部に前記第１増幅変調信号を生成させ、前記第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させることと、を実行させることを特徴とする。
【００２４】
本発明の制御方法、プログラムによれば、駆動するノズルの数が所定閾値以上である場合に第２信号増幅部に前記第２増幅変調信号を生成させる。そのため、必要が無い場合には第２信号増幅部を使用しないので、液体吐出装置の省電力性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】印刷システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】プリンターの概略断面図である。
【図３】プリンターの概略上面図である。
【図４】ヘッドの構造を説明するための図である。
【図５】駆動信号生成部からの駆動信号ＣＯＭおよびドット形成に用いられる制御信号を説明するための図である。
【図６】ヘッド制御部の構成を説明するブロック図である。
【図７】駆動信号ＣＯＭの生成までの流れを説明する図である。
【図８】第１実施形態の信号増幅部等の詳細ブロック図である。
【図９】第２実施形態の信号増幅部等の詳細ブロック図である。
【図１０】第３実施形態の信号増幅部等の詳細ブロック図である。
【図１１】第３実施形態のＣＰＵの処理について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．第１実施形態
本発明の液体噴射装置の実施形態として、液体噴射型印刷装置に適用されたものについ
て説明する。
【００２７】
１．１．印刷システムの構成
図１は、第１実施形態の液体噴射型印刷装置（プリンター１）を含む印刷システムの全体構成を示すブロック図である。後述するように、プリンター１は用紙Ｓ（図２、図３参照）が所定の方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッドプリンターである。
【００２８】
プリンター１はコンピューター８０と通信可能に接続されており、コンピューター８０内にインストールされているプリンタードライバーが、プリンター１に画像を印刷させるための印刷データを作成し、プリンター１に出力する。プリンター１は、コントローラー１０と、用紙搬送機構３０と、ヘッドユニット４０と、検出器群７０と、を有する。なお、後述するようにプリンター１は複数のヘッドユニット４０を含んでもよいが、ここでは、１つのヘッドユニット４０を代表させて図１に示して説明する。
【００２９】
プリンター１内のコントローラー１０は、プリンター１における全体的な制御を行うためのものである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピューター８０との間でデータの送受信を行う。そして、インターフェース部１１は、コンピューター８０から受け取ったデータのうち、印刷データ１１１をＣＰＵ１２に出力する。印刷データ１１１は例えば画像データ、印刷モードを指定するデータ等を含む。
【００３０】
ＣＰＵ１２は、プリンター１の全体的な制御を行うための演算処理装置であり、駆動信号生成部１４、制御信号生成部１５、搬送信号生成部１６を介してヘッドユニット４０、用紙搬送機構３０を制御する。メモリー１３は、ＣＰＵ１２のプログラム、データを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。検出器群７０によってプリンター１内の状況が監視され、コントローラー１０は検出器群７０からの検出結果に基づき制御を行う。なお、ＣＰＵ１２のプログラム、データはストレージメディア１１３に格納されていてもよい。ストレージメディア１１３は、例えばハードディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光学ディスク、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーのいずれかであってもよいが、特に限定されるものではない。図１のように、ＣＰＵ１２はプリンター１に接続されたストレージメディア１１３にアクセス可能であってもよい。また、ストレージメディア１１３はコンピューター８０に接続されており、ＣＰＵ１２はインターフェース部１１およびコンピューター８０を介してストレージメディア１１３にアクセス可能（経路は不図示）であってもよい。
【００３１】
駆動信号生成部１４は、ヘッド４１に含まれる圧電素子ＰＺＴを変位させる駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号生成部１４は、後述するように、元駆動信号発生部２５の一部、信号変調部２６、信号増幅部２８（デジタル電力増幅回路）、信号変換部２９（平滑フィルター）を含む（図７参照）。駆動信号生成部１４は、ＣＰＵ１２からの指示に従って、元駆動信号発生部２５で元駆動信号１２５を生成し、信号変調部２６で元駆動信号１２５をパルス変調して変調信号１２６を生成し、信号増幅部２８で変調信号１２６を増幅し、信号変換部２９で増幅変調信号１２８（増幅された変調信号１２６）を平滑化して駆動信号ＣＯＭを生成する。
【００３２】
制御信号生成部１５は、ＣＰＵ１２からの指示に従って制御信号を生成する。制御信号は、例えば噴射するノズルを選択するといったヘッド４１の制御に用いられる信号である。本実施形態では、制御信号生成部１５は、クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰを含む制御信号を生成するが、これらの信号の詳細については後述する。なお、制御信号生成部１５はＣＰＵ１２に含まれる構成（すなわち、ＣＰＵ１２が制御信号生成部１５の機能を兼ねる構成）であってもよい
。
【００３３】
ここで、駆動信号生成部１４が生成する駆動信号ＣＯＭは連続的に電圧が変化するアナログ信号であり、制御信号であるクロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰはデジタル信号である。駆動信号ＣＯＭと制御信号は、フレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣとも記載する）であるケーブル２０を経由してヘッドユニット４０のヘッド４１へと伝送される。制御信号については、差動シリアル方式を用いて複数種類の信号を時分割で伝送してもよい。このとき、制御信号を種類毎にパラレルに伝送する場合と比べて、必要な伝送線の数を減らすことができ、多くのＦＦＣの重ね合わせによる摺動性の低下を回避し、コントローラー１０およびヘッドユニット４０に設けるコネクターのサイズも小さくなる。
【００３４】
搬送信号生成部１６は、ＣＰＵ１２からの指示に従って、用紙搬送機構３０を制御する信号を生成する。用紙搬送機構３０は、例えばロール状に巻かれた連続する用紙Ｓを回転可能に支持すると共に回転により用紙Ｓを搬送し、印刷領域にて所定の文字や画像等が印刷されるようにする。例えば用紙搬送機構３０は、搬送信号生成部１６で生成された信号に基づいて用紙Ｓを所定の方向に搬送する。なお、搬送信号生成部１６はＣＰＵ１２に含まれる構成（すなわち、ＣＰＵ１２が搬送信号生成部１６の機能を兼ねる構成）であってもよい。
【００３５】
ヘッドユニット４０は、液体吐出部としてのヘッド４１を含んでいる。紙面の都合上、図１では１つのヘッド４１だけを示しているが、本実施形態のヘッドユニット４０は複数のヘッド４１を含んでいるものとする。ヘッド４１は、圧電素子ＰＺＴ、キャビティＣＡ、ノズルＮＺを含むアクチュエーター部を少なくとも２つ含み、圧電素子ＰＺＴの変位を制御するヘッド制御部ＨＣも含んでいる。アクチュエーター部は、駆動信号ＣＯＭによって変位可能な圧電素子ＰＺＴと、内部に液体が充填されており、圧電素子ＰＺＴの変位により内部の圧力が増減されるキャビティＣＡと、キャビティＣＡに連通しており、キャビティＣＡ内の圧力の増減により液体を液滴として吐出するノズルＮＺを含む。ヘッド制御部ＨＣは、コントローラー１０からの駆動信号ＣＯＭおよび制御信号に基づいて圧電素子ＰＺＴの変位を制御する。
【００３６】
ここで、各アクチュエーター部に含まれる要素を区別する場合には、符号に括弧書きの数字を付すものとする。図１の例では、アクチュエーター部は３つあり、第１のアクチュエーター部は、第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第１キャビティＣＡ（１）、第１ノズルＮＺ（１）を含み、第２のアクチュエーター部は、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第２キャビティＣＡ（２）、第２ノズルＮＺ（２）を含み、第３のアクチュエーター部は、第３圧電素子ＰＺＴ（３）、第３キャビティＣＡ（３）、第３ノズルＮＺ（３）を含む。なお、アクチュエーター部は３つに限るものではなく、例えば２つでもよいし、４つ以上であってもよい。また、図１では、図示の都合上、第１〜第３のアクチュエーター部が１つのヘッド４１に含まれているが、その一部が不図示の別のヘッド４１に含まれていてもよい。
【００３７】
駆動信号ＣＯＭは、図１のように駆動信号生成部１４で生成されて、ケーブル２０、ヘッド制御部ＨＣを経由して第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第３圧電素子ＰＺＴ（３）へと伝えられる。また、クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰを含む制御信号は、図１のように制御信号生成部１５で生成されて、ケーブル２０を経由して、ヘッド制御部ＨＣにおける制御に用いられる。
【００３８】
１．２．プリンターの構成
図２はプリンター１の概略断面図である。図２の例では、用紙Ｓはロール状に巻かれた
連続紙であるとして説明するが、プリンター１が画像を印刷する記録媒体は連続紙に限らず、カット紙でもよいし、布やフィルム等でもよい。
【００３９】
プリンター１は、回転により用紙Ｓを繰り出す巻軸２１と、巻軸２１から繰り出された用紙Ｓを巻き掛けて上流側搬送ローラー対３１に導く中継ローラー２２と、を有する。そして、プリンター１は用紙Ｓを巻き掛けて送る複数の中継ローラー３２，３３と、印刷領域よりも搬送方向の上流側に配設された上流側搬送ローラー対３１と、印刷領域よりも搬送方向の下流側に配設された下流側搬送ローラー対３４と、を有する。上流側搬送ローラー対３１及び下流側搬送ローラー対３４は、それぞれ、モーター（不図示）に連結されて駆動回転する駆動ローラー３１ａ，３４ａと、駆動ローラー３１ａ，３４ａの回転に伴って回転する従動ローラー３１ｂ，３４ｂと、を有する。そして、上流側搬送ローラー対３１及び下流側搬送ローラー対３４がそれぞれ用紙Ｓを挟持した状態で駆動ローラー３１ａ，３４ａが駆動回転することにより用紙Ｓに搬送力が付与される。プリンター１は、下流側搬送ローラー対３４から送られた用紙Ｓを巻き掛けて送る中継ローラー６１と、中継ローラー６１から送られた用紙Ｓを巻取る巻取り駆動軸６２と、を有する。巻取り駆動軸６２の回転駆動に伴って印刷済みの用紙Ｓはロール状に順次巻き取られる。なお、これらのローラーや不図示のモーターは、図１の用紙搬送機構３０に対応する。
【００４０】
プリンター１は、ヘッドユニット４０と、印刷領域にて用紙Ｓを印刷面の反対側面から支持するプラテン４２と、を有する。プリンター１は、複数のヘッドユニット４０を備えていてもよい。プリンター１は、例えばインクの色毎にヘッドユニット４０を用意してもよく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出可能な４個のヘッドユニット４０を搬送方向に並べる構成であってもよい。なお、以下の説明においては、１つのヘッドユニット４０を代表させて説明するが、そのノズルごとにインクの色が割り当てられておりカラー印刷が可能であるものとする。
【００４１】
図３に示すように、ヘッドユニット４０では、複数のヘッド４１（１）〜４１（４）が、用紙Ｓの搬送方向と交差する用紙Ｓの幅方向（Ｙ方向）に並んでいる。なお、説明のため、Ｙ方向の奥側のヘッド４１から順に小さい番号を付す。また、各ヘッド４１における用紙Ｓとの対向面（下面）では、インクを吐出する多数のノズルＮＺがＹ方向に所定の間隔おきに並んでいる。なお、図３では、ヘッドユニット４０を上から見たときのヘッド４１とノズルＮＺの位置を仮想的に示す。Ｙ方向に隣り合うヘッド４１（例えば、４１（１）と４１（２））の端部のノズルＮＺの位置は少なくとも一部が重複しており、ヘッドユニット４０の下面では、用紙Ｓの幅長さ以上に亘って、ノズルＮＺがＹ方向に所定の間隔おきに並んでいる。よって、ヘッドユニット４０の下を停まることなく搬送される用紙Ｓに対してヘッドユニット４０がノズルＮＺからインクを吐出することにより、用紙Ｓに２次元の画像が印刷される。
【００４２】
なお、図３では、紙面の都合上、ヘッドユニット４０に属するヘッド４１を４個として示しているがこれに限るものではない。つまり、ヘッド４１は４個より多くても少なくてもよい。また、図３のヘッド４１は千鳥格子状に配置されているが、このような配置に限るものではない。ここで、ノズルＮＺからのインク吐出方式は、本実施形態では圧電素子ＰＺＴに電圧をかけてインク室を膨張・収縮させることによりインクを吐出させるピエゾ方式であるが、発熱素子を用いてノズルＮＺ内に気泡を発生させ、その気泡によりインクを吐出させるサーマル方式でもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、プラテン４２の水平な面で用紙Ｓを支持しているがこれに限らず、例えば、用紙Ｓの幅方向を回転軸として回転する回転ドラムをプラテン４２とし、回転ドラムに用紙Ｓを巻き掛けて搬送しつつヘッド４１からインクを吐出してもよい。この場合、回転ドラムの円弧形状の外周面に沿ってヘッドユニット４０が傾斜して配置される
。また、ヘッド４１から吐出されるインクが、例えば、紫外線を照射することにより硬化するＵＶインクである場合には、ヘッドユニット４０の下流側に紫外線を照射する照射器を設けてもよい。
【００４４】
ここで、プリンター１は、ヘッドユニット４０のクリーニングを行うためにメンテナンス領域を設けている。プリンター１のメンテナンス領域には、ワイパー５１と、複数のキャップ５２と、インク受け部５３が存在する。メンテナンス領域は、プラテン４２（すなわち、印刷領域）よりもＹ方向の奥側に位置し、クリーニング時にヘッドユニット４０はＹ方向の奥側に移動する。
【００４５】
ワイパー５１とキャップ５２は、インク受け部５３で支持され、インク受け部５３によってＸ方向（用紙Ｓの搬送方向）に移動可能となっている。ワイパー５１は、インク受け部５３から立設した板状の部材であり、弾性部材や布、フェルト等で形成されている。キャップ５２は、弾性部材等で形成された直方体の部材であり、ヘッド４１毎に設けられている。そして、ヘッドユニット４０におけるヘッド４１（１）〜４１（４）の配置に合わせて、キャップ５２（１）〜５２（４）も幅方向に並んでいる。よって、ヘッドユニット４０がＹ方向の奥側に移動するとヘッド４１とキャップ５２が対向し、ヘッドユニット４０が下降すると（又はキャップ５２が上昇すると）、ヘッド４１のノズル開口面にキャップ５２が密着し、ノズルＮＺを封止することができる。インク受け部５３は、ヘッド４１のクリーニング時にノズルＮＺから吐出されたインクを受ける役割も担う。
【００４６】
ヘッド４１に設けられたノズルＮＺからインクが吐出される際には、メインのインク滴と共に微小なインク滴が発生し、その微小なインク滴がミストとして舞い上がり、ヘッド４１のノズル開口面に付着する。また、ヘッド４１のノズル開口面には、インクだけでなく、埃や紙粉等も付着する。これらの異物をヘッド４１のノズル開口面に付着させたまま放置して堆積させてしまうと、ノズルＮＺが塞がれ、ノズルＮＺからのインク吐出が阻害されてしまう。そこで、本実施形態のプリンター１では、ヘッドユニット４０のクリーニングとしてワイピング処理が定期的に行われる。
【００４７】
１．３．駆動信号および制御信号
以下に、ケーブル２０で伝送されるコントローラー１０からの駆動信号ＣＯＭおよび制御信号の詳細について説明する。まず、ヘッド４１の構造を説明し、駆動信号ＣＯＭおよび制御信号の波形を例示した後に、ヘッド制御部ＨＣの構成について説明する。
【００４８】
１．３．１．ヘッドの構造
図４は、ヘッド４１の構造を説明するための図である。図４には、ノズルＮＺ、圧電素子ＰＺＴ、インク供給路４０２、ノズル連通路４０４、及び、弾性板４０６が示されている。インク供給路４０２、ノズル連通路４０４はキャビティＣＡに対応する。
【００４９】
インク供給路４０２には、不図示のインクタンクからインク滴が供給される。そして、インク滴はノズル連通路４０４に供給される。圧電素子ＰＺＴには、駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＰＣＯＭが印加される。駆動パルスＰＣＯＭが印加されると波形に従って圧電素子ＰＺＴが伸縮（変位）し、弾性板４０６を振動させる。そして、駆動パルスＰＣＯＭの振幅に対応する量のインク滴がノズルＮＺから吐出されるようになっている。このようなノズルＮＺ、圧電素子ＰＺＴ等からなるアクチュエーター部が図３のように並んで、ノズル列を有するヘッド４１を構成している。
【００５０】
１．３．２．信号の波形
図５は、駆動信号生成部１４からの駆動信号ＣＯＭおよびドット形成に用いられる制御信号を説明するための図である。駆動信号ＣＯＭは、圧電素子ＰＺＴに印加されて液体を
噴射させる単位駆動信号としての駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に接続したものであり、駆動パルスＰＣＯＭの立ち上がり部分がノズルに連通するキャビティＣＡの容積を拡大して液体を引込む段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティＣＡの容積を縮小して液体を押出す段階であり、液体を押出した結果、液体がノズルから噴射される。
【００５１】
この電圧台形波からなる駆動パルスＰＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液体の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスＰＣＯＭを選択して圧電素子ＰＺＴに印加し、液体を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択して圧電素子ＰＺＴに印加し、液体を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液体を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液体を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができる。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。なお、図５の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、駆動パルスＰＣＯＭ２〜ＰＣＯＭ４とは異なり、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液体を噴射せずにノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。
【００５２】
ヘッド制御部ＨＣには、駆動信号生成部１４からの駆動信号ＣＯＭの他、制御信号生成部１５からの制御信号として、クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰが入力される。このうち、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨは、駆動信号ＣＯＭのタイミングを定める制御信号であり、図５のように、ラッチ信号ＬＡＴで一連の駆動信号ＣＯＭが出力され始め、チャンネル信号ＣＨ毎に駆動パルスＰＣＯＭが出力されることになる。駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰは、インク滴を吐出させるべきノズルに対応した圧電素子ＰＺＴを指定する画素データＳＩ（ＳＩＨ、ＳＩＬ）及び駆動信号ＣＯＭの波形パターンデータＳＰを含む。ＳＩＨ、ＳＩＬは、それぞれ、２ビットの画素データＳＩの上位ビット、下位ビットに対応する。
【００５３】
１．３．３．ヘッド制御部
図６は、ヘッド制御部ＨＣの構成を説明するブロック図である。ヘッド制御部ＨＣは、液体を噴射させるノズルに対応した圧電素子ＰＺＴを指定するための駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスター２１１と、シフトレジスター２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換して選択スイッチ２０１に供給することにより、駆動信号ＣＯＭの電圧を圧電素子ＰＺＴに印加するレベルシフター２１３を備えて構成されている。
【００５４】
シフトレジスター２１１には、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスター２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスター２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフター２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフター２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子ＰＺＴは駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰの接続タイミングで駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）に接続される。
【００５５】
また、シフトレジスター２１１の駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２
に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスター２１１に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、この選択スイッチ２０１により、圧電素子ＰＺＴを駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該圧電素子ＰＺＴの入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
【００５６】
１．３．４．駆動信号
図７は、駆動信号ＣＯＭの生成までの流れを説明する図である。上記のように、図７の元駆動信号発生部２５の一部、信号変調部２６、信号増幅部２８（デジタル電力増幅回路）、信号変換部２９（平滑フィルター）は駆動信号生成部１４に対応している。元駆動信号発生部２５は、インターフェース部１１からの印刷データ１１１に基づいて例えば図７のような元駆動信号１２５を生成する。
【００５７】
元駆動信号発生部２５は、後述するようにＣＰＵ１２、ＤＡＣ３９等を含み、ＣＰＵ１２が印刷データ１１１に基づいて元駆動データを選択して、ＤＡＣ３９に出力することで元駆動信号１２５を生成する。
【００５８】
信号変調部２６は、元駆動信号発生部２５からの元駆動信号１２５を受け取ると、所定の変調を行って変調信号１２６を生成する。所定の変調とは、本実施例ではパルス幅変調（Pulse-Width Modulation、PWM）であるが、例えばパルス密度変調（Pulse-Density Modulation、PDM）といった他の変調方式が用いられてもよい。
【００５９】
信号増幅部２８は、変調信号１２６を受け取って電力増幅を行い、信号変換部２９は、増幅変調信号１２８を平滑化して、広いパルス幅に変調されている部分は電圧値が高く、狭いパルス幅に変調されている部分は電圧値が低いアナログの駆動信号ＣＯＭを生成する。
【００６０】
１．４．信号増幅部の構成
ここで、本実施形態のプリンター１は、多くのノズルを同時駆動させるラインヘッドプリンターである。よって、プリンター１は、ノズルに対応する多くの圧電素子ＰＺＴを駆動可能な駆動信号ＣＯＭを生成する必要がある。このとき、ＤＡＣ等の誤差に起因する生成物の品質低下を低減させる必要もある。そこで、本実施形態のプリンター１は、図８のような構成をとることで上記の課題を解決する。
【００６１】
図８は、本実施形態のプリンター１の信号増幅部２８等の詳細ブロック図である。ヘッド４１は、ノズルに対応する多くの圧電素子ＰＺＴを含んでいる。例えば、図８に示された第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第３圧電素子ＰＺＴ（３）は、図１の３つの圧電素子に対応するが、これらは全体の圧電素子ＰＺＴ（例えば数千個）の一部である。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭが、第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第３圧電素子ＰＺＴ（３）を含む全ての圧電素子ＰＺＴに印加され得る。なお、図８では、キャビティＣＡやノズルＮＺの図示を省略している。
【００６２】
また、図８のように、ヘッド４１はヘッド制御部ＨＣを含み、ヘッド制御部ＨＣは圧電素子ＰＺＴのそれぞれに駆動信号ＣＯＭの電圧を印加するかを選択する選択スイッチ２０１を含んでいる。なお、図８では、ヘッド制御部ＨＣの選択スイッチ２０１以外の機能ブロック（例えばシフトレジスター２１１等、図６参照）の図示を省略している。
【００６３】
ここで、信号増幅部２８で生成される増幅変調信号１２８は、コイルＬとコンデンサーＣとを組み合わせたローパスフィルターで実現される信号変換部２９を経由して駆動信号ＣＯＭとなるが、駆動信号ＣＯＭは全ての圧電素子ＰＺＴ（例えば数千個）を駆動可能である必要がある。つまり、増幅変調信号１２８は、信号増幅部２８で十分に増幅される必
要がある。そこで、本実施形態の信号増幅部２８は、第１〜第３信号増幅部を含むことで、増幅変調信号１２８を十分に増幅することを可能にしている。
【００６４】
第１信号増幅部は、ハイサイド側のスイッチング素子ＱＨ（１）、ローサイド側のスイッチング素子ＱＬ（１）およびゲートドライブ回路３８を含む。第２信号増幅部は、ハイサイド側のスイッチング素子ＱＨ（２）、ローサイド側のスイッチング素子ＱＬ（２）およびゲートドライブ回路３８を含む。第３信号増幅部は、ハイサイド側のスイッチング素子ＱＨ（３）、ローサイド側のスイッチング素子ＱＬ（３）およびゲートドライブ回路３８を含む。スイッチング素子としては、例えばパワーＭＯＳＦＥＴを用いることができるが、これに限られない。
【００６５】
第１〜第３信号増幅部は、ゲートドライブ回路３８を共有しているが、実質的に電力を増幅するためのスイッチング素子ＱＨ（ｉ）、ＱＬ（ｉ）｛ｉ＝１、２、３｝を別々に有している。そのため、一組のスイッチング素子ＱＨ（ｉ）、ＱＬ（ｉ）｛ｉ＝１、２、３｝では流れる電流に上限があるが、これらを並列に配置することで、全体として大きな電流を流すことを可能にしている。したがって、増幅変調信号１２８を十分に増幅することができ、プリンター１で一度に吐出する液滴の最大量を増加させることができる。つまり、ラインヘッド方式の液体噴射型印刷装置等が有する多くのノズルからの液体の噴射を可能にする。
【００６６】
なお、第１信号増幅部は第１増幅変調信号を、第２信号増幅部は第２増幅変調信号を、第３信号増幅部は第３増幅変調信号を出力するが、本実施形態のプリンター１では、第１〜第３増幅変調信号は電気的に接続されて１つの増幅変調信号１２８となる。そして、増幅変調信号１２８が信号変換部２９によって駆動信号ＣＯＭに変換される。また、本実施形態の信号増幅部２８は、第１〜第３信号増幅部を含むが、第３の信号増幅部が無い（第１および第２信号増幅部のみを含む）構成であってもよいし、第１〜第ｊ信号増幅部｛ｊは４以上の整数｝を含む構成であってもよい。
【００６７】
一方、本実施形態の信号増幅部２８では、第１〜第３信号増幅部がゲートドライブ回路３８を共有しているので、スイッチング素子以外の誤差の影響を抑えることが可能である。図８のように、ハイサイド側のスイッチング素子ＱＨ（１）、ＱＨ（２）、ＱＨ（３）には、それぞれゲート入力信号ＧＨ（１）、ＧＨ（２）、ＧＨ（３）が与えられるが、ゲート入力信号ＧＨ（１）、ＧＨ（２）、ＧＨ（３）は、原則として変調信号１２６に基づく同じ信号である。また、ローサイド側のスイッチング素子ＱＬ（１）、ＱＬ（２）、ＱＬ（３）には、それぞれゲート入力信号ＧＬ（１）、ＧＬ（２）、ＧＬ（３）が与えられるが、ゲート入力信号ＧＬ（１）、ＧＬ（２）、ＧＬ（３）も、原則として変調信号１２６に基づく同じ信号である。よって、信号増幅部２８では、スイッチング素子以外の誤差の影響を抑えることが可能である。
【００６８】
なお、消費電力を抑えるために、信号増幅部２８はＣＰＵ１２からの増幅指示信号１１２に基づいて、ゲート入力信号ＧＨ（１）、ＧＨ（２）、ＧＨ（３）、ＧＬ（１）、ＧＬ（２）、ＧＬ（３）を個別に制御することも可能であるが、これは誤差を生じさせるものではない。例えば、ゲートドライブ回路３８は、増幅指示信号１１２に基づいて、ゲート入力信号ＧＨ（１）、ＧＨ（３）を変調信号１２６に基づく所定のパルス信号とし、ゲート入力信号ＧＨ（２）をローレベルの信号とする。この例のように、信号増幅部２８はゲート入力信号として、変調信号１２６と異なる信号に基づく新たなパルス信号を生成するわけではない。よって、本実施形態の信号増幅部２８は、スイッチング素子以外の誤差の影響を抑えることが可能である。
【００６９】
ここで、ゲートドライブ回路３８よりも前段の回路において、例えば複数のＤＡＣに基
づく複数の変調信号１２６を用いる場合、ＤＡＣが有する誤差の影響が生じる。そして、ＤＡＣが有する誤差と第１〜第３信号増幅部が有する誤差（例えばスイッチング素子に基づくもの）とが組み合わせによって乗数的に大きくなる可能性がある。したがって、信号増幅部２８よりも前段において１つのＤＡＣを用いて１つの変調信号１２６を生成することが必要である。そのため、本実施形態の元駆動信号発生部２５、信号変調部２６は図８に示すような構成をとっている。
【００７０】
まず、元駆動信号発生部２５は、デジタル電位データなどで構成される元駆動信号１２５の元駆動データを記憶するメモリー１３と、インターフェース部１１からの印刷データ１１１に基づいてメモリー１３から元駆動データを読み込み、電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすると共に、後述する三角波発振器３６に向けて三角波信号の周波数や波形、或いは波形出力タイミングを指示するＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２から出力される電圧信号をアナログ変換して元駆動信号１２５として出力する１つのＤＡＣ３９と、を含む。
【００７１】
信号変調部２６は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）回路であって、ＣＰＵ１２から指示された周波数や波形、波形出力タイミングに応じて基準信号となる三角波信号を出力する三角波発振器３６と、ＤＡＣ３９から出力された元駆動信号１２５と三角波発振器３６から出力された三角波信号とを比較する比較器３５と、を含み、元駆動信号１２５が三角波信号より大きいときにオンデューティとなるパルスデューティの変調信号１２６を出力する。このように、本実施形態の元駆動信号発生部２５、信号変調部２６は、１つのＤＡＣを用いて１つの変調信号１２６を生成している。なお、信号変調部２６は、この他にパルス密度変調（ＰＤＭ）回路などの周知のパルス変調回路を用いることができる。
【００７２】
以上のように、本実施形態のプリンター１では、信号増幅部２８として少なくとも第１信号増幅部、第２信号増幅部を設ける（本実施形態では第１〜第３信号増幅部を含む）と共に、それら複数の信号増幅部に対して１つの変調信号１２６に基づく信号を与える。よって、多くのノズルを同時駆動させるプリンター１（ラインヘッドプリンター）において、各ノズルに対して、誤差の少ない同一の駆動信号ＣＯＭを印加できるので、吐出ばらつきを抑え、印刷物の品質を向上させることができる。
【００７３】
２．第２実施形態
本発明の液体噴射装置の第２実施形態として、液体噴射型印刷装置に適用されたものについて説明する。図９は、第２実施形態のプリンター１の信号増幅部２８等の詳細ブロック図である。プリンター１を含む印刷システムの全体構成、プリンター１の概略断面図、概略上面図、駆動信号、制御信号等については第１実施形態と同じであるため説明を省略する。また、図１〜図８と同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する。
【００７４】
第２実施形態のプリンター１は、第１実施形態（図８参照）と比較して、２つの信号変換部２９である第１信号変換部２９（１）、第２信号変換部２９（２）を含み、これらから２つの駆動信号である第１駆動信号ＣＯＭ（１）、第２駆動信号ＣＯＭ（２）が出力されており、第１駆動信号ＣＯＭ（１）、第２駆動信号ＣＯＭ（２）はそれぞれ異なる圧電素子ＰＺＴに印加される点で異なる。
【００７５】
図９の例では、第１駆動信号ＣＯＭ（１）は、第１圧電素子ＰＺＴ（１）に印加され、第２駆動信号ＣＯＭ（２）は、第２圧電素子ＰＺＴ（２）に印加される。ここで、例えば第１圧電素子ＰＺＴ（１）が第１ノズルＮＺ（１）から黒色のインクを吐出するのに用いられ、第２圧電素子ＰＺＴ（２）が第２ノズルＮＺ（２）からカラー（例えば、シアン、マゼンタまたはイエロー等）のインクを吐出するのに用いられるとする。
【００７６】
ＣＰＵ１２は、カラー印刷モードである場合には、第１信号増幅部(スイッチング素子ＱＨ（１）、スイッチング素子ＱＬ（１）、ゲートドライブ回路３８で構成)、第２信号増幅部(スイッチング素子ＱＨ（２）、スイッチング素子ＱＬ（２）、ゲートドライブ回路３８で構成)で、それぞれ第１駆動信号ＣＯＭ（１）、第２駆動信号ＣＯＭ（２）を増幅させる。しかし、ＣＰＵ１２は、プリンター１の印刷モードがモノクロ印刷モードである場合には、第２信号増幅部で不要な第２駆動信号ＣＯＭ（２）を増幅させずに、省電力制御を行う。ここで、上記のカラー印刷モードは本発明の第１動作モードに対応し、上記のモノクロ印刷モードは本発明の第２動作モードに対応し、ＣＰＵ１２は本発明の増幅制御部に対応する。
【００７７】
なお、ＣＰＵ１２は、増幅指示信号１１２、および制御信号生成部１５（図９では不図示）を介しての制御信号（クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、駆動パルス選択データＳＩ＆ＳＰ等）によって印刷モードに応じた省電力制御ができる。例えば、ＣＰＵ１２は、増幅指示信号１１２によってゲート入力信号ＧＨ（２）およびＧＬ（２）をローレベルにする。そして、ＣＰＵ１２は、制御信号生成部１５を介しての制御信号によって選択スイッチ２０１を制御し、第２駆動信号ＣＯＭ（２）が第２圧電素子ＰＺＴ（２）に印加されないようにすることで、省電力制御を行う。また、本実施形態でも、信号増幅部２８よりも前段において１つのＤＡＣ３９を用いて共通の変調信号１２６を生成しており、ＤＡＣ等の誤差に起因する生成物の品質低下を低減させることができる。
【００７８】
ここで、プリンター１は、２つに限らず、３つ以上の信号変換部２９を含んでいてもよい。例えば、インクとして黒インク（ブラック（Ｋ））、カラーインク（シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））、ライトインク（ライトシアン（Ｌｃ）、ライトマゼンタ（Ｌｍ））を含む場合には、ライトインクを吐出するノズルＮＺに対応する圧電素子ＰＺＴに印加される駆動信号ＣＯＭを生成する信号変換部２９を別途有していてもよい。
【００７９】
さらに、プリンター１は、印刷モードと対応させた省電力制御を行うためだけでなく、１つの駆動信号ＣＯＭが駆動する負荷（圧電素子ＰＺＴ）を低減し、印字品質も保持するために、複数の信号変換部２９を含むようにしてもよい。負荷の低減のためには、１つの駆動信号ＣＯＭ当たりの圧電素子ＰＺＴの数を計算して、信号変換部２９をいくつとすべきかを決定することも可能であるが、印字品質を考慮して以下に説明するような配分を行うことが好ましい。
【００８０】
図９のような構成を前提に説明する。圧電素子ＰＺＴが、第１駆動信号ＣＯＭ（１）で印加されるか、または第２駆動信号ＣＯＭ（２）で印加されるかは、対応するノズルＮＺ（図９では不図示）の位置で決定するとよい。例えば、第１ノズルＮＺ（１）はノズル列の一方の端に設けられ、第３ノズルＮＺ（３）はノズル列の他方の端に設けられ、第２ノズルＮＺ（２）はノズル列の中央に設けられているとする。ここで、一般に液体噴射型印刷装置では飛行曲がりという現象が生じ得る。飛行曲がりとは、ノズルから吐出されるインク滴が理想とする弾道で飛行せず、着弾位置からずれてしまうことを意味する。特に、ラインヘッドプリンターでは、いわゆる１パスで印刷を行うため、多数のノズルのうちの１つのノズルにインク吐出不具合が発生するだけで、印字結果が著しく低下してしまう。
【００８１】
飛行曲りが生じやすい第１ノズルＮＺ（１）、第３ノズルＮＺ（３）のように端部に位置するノズルの使用率は、第２ノズルＮＺ（２）のように中央に位置するノズルに比べて少ない。よって、例えば記録率（単位面積当たりのインク量）に基づいて、第１駆動信号ＣＯＭ（１）が印加される圧電素子ＰＺＴと、第２駆動信号ＣＯＭ（２）が印加される圧電素子ＰＺＴとに分けることで、より効率的に負荷が均等になるような分配が行える。な
お、この分配は、インクの色毎に行われてもよいし、インクの種別（例えば黒インク、カラーインク、ライトインク等）毎に行われてもよい。このとき、印刷モードに応じた省電力制御を行いつつ、飛行曲がりも考慮して複数の信号変換部２９を設けるので、印刷物の品質をさらに向上させることができる。
【００８２】
ここで、本実施形態のプリンター１では、信号増幅部２８も、信号変換部２９の数に合わせて設けられている。つまり、図９に例示するプリンター１は、第１信号変換部２９（１）に第１増幅変調信号１２８（１）を与える第１信号増幅部と、第２信号変換部２９（２）に第２増幅変調信号１２８（２）を与える第２信号増幅部と、を含む。このとき、信号増幅部２８と信号変換部２９とを対にすることで、信号増幅部２８におけるマイナス誤差（増幅率が低下する方向の誤差）と、信号変換部２９におけるプラス誤差（マイナス誤差とは反対方向に作用する誤差）と、によって誤差を相殺し、各ノズルＮＺに対して同一の駆動信号ＣＯＭを印加できるので、吐出ばらつきを抑え、生成物の品質を向上させることができる。なお、上記のように、プリンター１は、２つに限らず、３つ以上の信号変換部２９を含んでいてもよい。このとき、プリンター１は、信号変換部２９と同じ数の信号増幅部２８を含むことになる。
【００８３】
以上のように、本実施形態のプリンター１では、信号増幅部２８として少なくとも第１信号増幅部、第２信号増幅部を設けると共に、それぞれの増幅変調信号１２８を受け取る第１信号変換部２９（１）、第２信号変換部２９（２）を少なくとも含む。第１信号変換部２９（１）、第２信号変換部２９（２）は、それぞれ第１駆動信号ＣＯＭ（１）、第２駆動信号ＣＯＭ（２）を出力し、これらの信号が印加される圧電素子ＰＺＴは上記のように分配される。そのため、本実施形態のプリンター１は、例えば印刷モードと対応させた省電力制御を行うことができ、飛行曲がりや信号増幅部２８と信号変換部２９との誤差の相殺を考慮することで、印刷物の品質をさらに向上させることができる。
【００８４】
３．第３実施形態
本発明の液体噴射装置の第３実施形態として、液体噴射型印刷装置に適用されたものについて説明する。図１０は、第３実施形態のプリンター１の信号増幅部２８等の詳細ブロック図である。プリンター１を含む印刷システムの全体構成、プリンター１の概略断面図、概略上面図、駆動信号、制御信号等については第１、第２実施形態と同じであるため説明を省略する。また、図１〜図９と同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する。
【００８５】
第３実施形態のプリンター１は、第２実施形態（図９参照）と比較して、第１駆動信号ＣＯＭ（１）、第２駆動信号ＣＯＭ（２）が電気的に接続されており、第１圧電素子ＰＺＴ（１）、第２圧電素子ＰＺＴ（２）、第３圧電素子ＰＺＴ（３）を含む全ての圧電素子ＰＺＴに印加され得る点で異なる。
【００８６】
第３実施形態のプリンター１では、ＣＰＵ１２が、必要な場合にだけ第２信号増幅部を使用することで、省電力性を向上させることができる。つまり、第２駆動信号ＣＯＭ（２）が不要な場合には、ＣＰＵ１２は第１信号増幅部を使用して、第１駆動信号ＣＯＭ（１）だけで圧電素子ＰＺＴを駆動する。ここで、第２駆動信号ＣＯＭ（２）が必要な場合とは、例えば駆動するノズルＮＺの数が所定閾値以上の場合である。所定閾値は、第１駆動信号ＣＯＭ（１）だけを用いた場合に十分な品質の生成物が得られるかを検証する実験データやシミュレーションデータに基づいて定められてもよい。また、信号増幅部２８が含むスイッチング素子のうち、第１駆動信号ＣＯＭ（１）を生成するのに用いられるものの比率に基づいて定めてもよい。例えば、図９の例では、スイッチング素子ＱＨ（ｉ）、ＱＬ（ｉ）｛ｉ＝１、２｝の半分が第１駆動信号ＣＯＭ（１）を生成するのに用いられる。よって、ノズルＮＺの総数の１／２を所定閾値としてもよい。
【００８７】
図１１は、このときのＣＰＵ１２の判定処理について説明するフローチャートである。上記のように、ＣＰＵ１２は、プリンター１を制御する一種のコンピューターとして機能する。ＣＰＵ１２は、メモリー１３またはストレージメディア１１３から読み込んだプログラムに従うことで、図１１の一連の処理を実行してもよい。
【００８８】
ＣＰＵ１２は、インターフェース部１１から印刷データ１１１を受け取る（Ｓ１０）。印刷データ１１１は例えば画像データ、印刷モードを指定するデータ等を含む。ＣＰＵ１２は、印刷データ１１１に基づいて、指定された画像を印刷するために駆動するノズルの数（以下、駆動ノズル数という）がいくつであるかを取得する（Ｓ１２）。ここで、ＣＰＵ１２は、駆動ノズル数を演算で求めてもよいし、印刷データ１１１に駆動ノズル数の情報が含まれる場合には、その情報を抽出するだけでもよい。
【００８９】
ＣＰＵ１２は、駆動ノズル数が上記の所定閾値（例えば、ノズル総数の１／２の値）以上であるか否かを判定する（Ｓ２０）。駆動ノズル数が所定閾値以上ならば（Ｓ２０Ｙ）、ＣＰＵ１２は、第１信号増幅部に第１増幅変調信号１２８（１）を生成させ、第２信号増幅部に第２増幅変調信号１２８（２）を生成させる（Ｓ２４）。このことで、例えば全てのノズルが使用されるような場合でも、第１駆動信号ＣＯＭ（１）と第２駆動信号ＣＯＭ（２）とを合わせた十分な駆動能力を有する駆動信号ＣＯＭを圧電素子ＰＺＴに印加できるので、生成物の品質を損なうことがない。
【００９０】
一方、駆動ノズル数が所定閾値未満ならば（Ｓ２０Ｎ）、ＣＰＵ１２は、第１信号増幅部に第１増幅変調信号１２８（１）を生成させるが、第２信号増幅部には第２増幅変調信号１２８（２）を生成させない（Ｓ２２）。このとき、第１駆動信号ＣＯＭ（１）だけでも生成物の品質は損なわれず、第２信号増幅部を使用しないことで省電力性を向上させることができる。
【００９１】
以上のように、本実施形態のプリンター１は、プログラム等で実現可能な上記の制御方法に従うことで、駆動するノズルの数が所定閾値以上である場合にだけ第２信号増幅部に第２増幅変調信号１２８（２）を生成させる。そのため、必要が無い場合には第２信号増幅部を使用しないので、省電力性を向上させることができる。
【００９２】
なお、本実施形態においては、複数の信号増幅部の出力を電気的に接続して第１増幅変調信号１２８（１）または第２増幅変調信号１２８（２）を生成してもよい。例えば、第３信号増幅部を設けて、第１信号増幅部の出力と第３信号増幅部の出力とを電気的に接続して、その合成信号を第１増幅変調信号１２８（１）としてもよい。このとき、第１増幅変調信号１２８（１）、第２増幅変調信号１２８（２）の駆動能力の比に応じて上記の所定閾値を調整してもよい。
【００９３】
なお、本実施形態は、ラインヘッド方式の液体吐出装置に限らず、多くの圧電素子を同時に駆動したいという要求を抱える液体噴射型印刷装置であれば、同様の効果を得られるものである。
【００９４】
４．その他
本発明は、上記の実施例および適用例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、実施例等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、実施例等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、実施例等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】
【００９５】
１  プリンター、１０  コントローラー、１１  インターフェース部、１２  ＣＰＵ、１３  メモリー、１４  駆動信号生成部、１５  制御信号生成部、１６  搬送信号生成部、２０  ケーブル、２１  巻軸、２２  中継ローラー、２５  元駆動信号発生部、２６  信号変調部、２８  信号増幅部、２９  信号変換部、３０  用紙搬送機構、３１ａ  駆動ローラー、３１ｂ  従動ローラー、３２  中継ローラー、３３  中継ローラー、３４ａ  駆動ローラー、３４ｂ  従動ローラー、３５  比較器、３６  三角波発振器、３８  ゲートドライブ回路、３９  ＤＡＣ、４０  ヘッドユニット、４１  ヘッド、４２  プラテン、５１  ワイパー、５２  キャップ、５３  インク受け部、６１  中継ローラー、６２  巻取り駆動軸、７０  検出器群、８０  コンピューター、１１１  印刷データ、１１２  増幅指示信号、１２５  元駆動信号、１２６  変調信号、１２８  増幅変調信号、２０１  選択スイッチ、２１１  シフトレジスター、２１２  ラッチ回路、２１３  レベルシフター、４０２  インク供給路、４０４  ノズル連通路、４０６  弾性板、Ｃ    コンデンサー、ＣＡ  キャビティ、ＣＨ  チャンネル信号、ＣＯＭ  駆動信号、ＧＨ  ゲート入力信号、ＧＬ  ゲート入力信号、ＨＣ  ヘッド制御部、Ｌ    コイル、ＬＡＴ  ラッチ信号、ＮＺ  ノズル、ＰＣＯＭ  駆動パルス、ＰＺＴ  圧電素子、ＱＨ  スイッチング素子、ＱＬ  スイッチング素子、Ｓ  用紙、ＳＣＫ  クロック信号、ＳＩ＆ＳＰ  駆動パルス選択データ、ＳＩ  画素データ、ＳＰ  波形パターンデータ
【図２】
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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１】
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【図３】
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