(57)【要約】【課題】液体を吐出する複数のノズルと複数のノズルに対応して設けられた複数のアクチュエーターとを有する液体吐出ヘッドを駆動する際の駆動信号の波形再現性を向上させる。【解決手段】液体吐出ヘッドを駆動するための駆動回路は、アクチュエーターを駆動するための駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス密度変調方式によりパルス変調して変調信号とする変調回路と、変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号とするデジタル電力増幅回路と、電力増幅変調信号を平滑化して駆動信号とする平滑フィルターと、を備える。変調回路は、駆動波形信号に同期した所定の信号に基づき、発振開始タイミングを決定する。【選択図】図５
2013031960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数のアクチュエーターと、を有する液体吐出ヘッドを駆動するための駆動回路であって、
前記アクチュエーターを駆動するための駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス密度変調方式によりパルス変調して変調信号とする変調回路と、
前記変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号とするデジタル電力増幅回路と、
前記電力増幅変調信号を平滑化して前記駆動信号とする平滑フィルターと、を備え、
前記変調回路は、前記駆動波形信号に同期した所定の信号に基づき、発振開始タイミングを決定する、駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動回路であって、
前記所定の信号は、液体を吐出すべきノズルを選択する選択信号を前記液体吐出ヘッドの有するシフトレジスターからラッチするためのラッチ信号と、前記駆動波形信号を構成する各駆動パルスの出力タイミングを特定するチャンネル信号と、前記液体吐出ヘッドの位置に応じて生成されるタイミング信号と、の少なくとも１つである、駆動回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動回路であって、
前記デジタル電力増幅回路は、複数のスイッチング素子を有し、
前記アクチュエーターは、容量性負荷であり、
前記駆動回路は、前記駆動波形信号に応じた所定の期間に前記複数のスイッチング素子をオフ状態として前記デジタル電力増幅回路の動作を停止する停止制御を行う停止制御手段を備え、
前記変調回路は、前記デジタル電力増幅回路の動作が停止されているか否かに関わらず、前記発振開始タイミングの決定を行う、駆動回路。
【請求項４】
請求項３に記載の駆動回路であって、
前記停止制御手段は、前記デジタル電力増幅回路の動作を停止しているときに、前記変調回路により前記発振開始タイミングが決定されると、前記デジタル電力増幅回路の動作を再開させる、駆動回路。
【請求項５】
液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数のアクチュエーターと、を有する液体吐出ヘッドを駆動するための方法であって、
前記アクチュエーターを駆動するための駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス密度変調方式によりパルス変調して変調信号とする変調工程と、
前記変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号とする電力増幅工程と、
前記電力増幅変調信号を平滑化して前記駆動信号とする平滑化工程と、を備え、
前記変調工程は、前記駆動波形信号に同期した所定の信号に基づき、発振開始タイミングを決定する工程を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドを駆動するための駆動回路および駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷ヘッドの有する複数のノズルから印刷媒体上にインクを吐出して画像や文書を記録するインクジェットプリンターが広く普及している。このようなインクジェットプリンターでは、印刷ヘッドの各ノズルに対応して設けられたアクチュエーターが駆動信号に従い駆動されることにより、所定のタイミングで所定量のインクがノズルから吐出される。
【０００３】
印刷ヘッドのアクチュエーターを駆動するための駆動信号は、例えば、駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス密度変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＤＭ）方式によりパルス変調して変調信号とし、変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号とし、電力増幅変調信号を平滑化することにより生成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１４７１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６８１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように生成された駆動信号には、一般に、パルス変調の発振周波数等に対応するリップルノイズが含まれる。ここで、パルス密度変調方式は自励式の変調方式であるため、発振周波数が信号レベル（電圧レベル）に応じて変動する。そのため、発振タイミングによっては、入力信号の波形が同じであっても、リップルノイズが重畳される位置のずれによって、出力される駆動信号の波形が異なることとなる場合がある。このように、パルス密度変調方式によりパルス変調を利用してアクチュエーターを駆動するための駆動信号を生成する場合には、波形再現性が低下する場合があるという課題があった。駆動信号の波形再現性が低下すると、インクの吐出安定性が低下する。
【０００６】
なお、このような課題は、インクジェットプリンターにおける印刷ヘッドに限らず、液体を吐出する複数のノズルと複数のノズルに対応して設けられた複数のアクチュエーターとを有する液体吐出ヘッドを駆動する際に共通の課題であった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、液体を吐出する複数のノズルと複数のノズルに対応して設けられた複数のアクチュエーターとを有する液体吐出ヘッドを駆動する際の駆動信号の波形再現性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態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］液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数のアクチュエーターと、を有する液体吐出ヘッドを駆動するための駆動回路であって、
前記アクチュエーターを駆動するための駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス密度変調方式によりパルス変調して変調信号とする変調回路と、
前記変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号とするデジタル電力増幅回路と、
前記電力増幅変調信号を平滑化して前記駆動信号とする平滑フィルターと、を備え、
前記変調回路は、前記駆動波形信号に同期した所定の信号に基づき、発振開始タイミングを決定する、駆動回路。
【００１０】
この駆動回路では、変調回路が駆動波形信号に同期した所定の信号に基づき発振開始タイミングを決定するため、変調回路の発振開始タイミングが駆動波形信号に同期したタイミングとなり、駆動回路から出力される駆動信号に含まれるリップルノイズも駆動波形信号の周期や波形に対応したノイズとなる。そのため、この駆動回路では、液体を吐出する複数のノズルと複数のノズルに対応して設けられた複数のアクチュエーターとを有する液体吐出ヘッドを駆動する際の、駆動信号の波形再現性を向上させることができる。
【００１１】
［適用例２］適用例１に記載の駆動回路であって、
前記所定の信号は、液体を吐出すべきノズルを選択する選択信号を前記液体吐出ヘッドの有するシフトレジスターからラッチするためのラッチ信号と、前記駆動波形信号を構成する各駆動パルスの出力タイミングを特定するチャンネル信号と、前記液体吐出ヘッドの位置に応じて生成されるタイミング信号と、の少なくとも１つである、駆動回路。
【００１２】
この駆動回路では、変調回路が、駆動波形信号に同期した信号に基づき発振開始タイミングを決定することができる。
【００１３】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の駆動回路であって、
前記デジタル電力増幅回路は、複数のスイッチング素子を有し、
前記アクチュエーターは、容量性負荷であり、
前記駆動回路は、前記駆動波形信号に応じた所定の期間に前記複数のスイッチング素子をオフ状態として前記デジタル電力増幅回路の動作を停止する停止制御を行う停止制御手段を備え、
前記変調回路は、前記デジタル電力増幅回路の動作が停止されているか否かに関わらず、前記発振開始タイミングの決定を行う、駆動回路。
【００１４】
この駆動回路では、デジタル電力増幅回路の動作の停止制御によって消費電力の低減を図りつつ、駆動信号の波形再現性を向上させることができる。
【００１５】
［適用例４］適用例３に記載の駆動回路であって、
前記停止制御手段は、前記デジタル電力増幅回路の動作を停止しているときに、前記変調回路により前記発振開始タイミングが決定されると、前記デジタル電力増幅回路の動作を再開させる、駆動回路。
【００１６】
この駆動回路では、デジタル電力増幅回路の動作の停止制御によって消費電力の低減を図りつつ、駆動信号の波形再現性を向上させることができる。
【００１７】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、液体吐出ヘッドを駆動するための駆動回路および駆動方法、そのような液体吐出ヘッドおよび駆動回路を有する液体吐出装置およびその制御方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した記録媒体、等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例における印刷システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】プリンター１００の制御ユニット４０を中心とした概略構成を示す説明図である。
【図３】印刷ヘッド６０に供給される各種信号の一例を示す説明図である。
【図４】印刷ヘッド６０のスイッチングコントローラー６１の構成を示す説明図である。
【図５】印刷ヘッド６０を駆動するための駆動回路８０の概略構成を示す説明図である。
【図６】変調回路８２の機能ブロックを示す説明図である。
【図７】駆動回路８０の具体的な機能構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００２０】
Ａ．実施例：
図１は、本発明の実施例における印刷システムの概略構成を示す説明図である。本実施例の印刷システムは、プリンター１００と、プリンター１００に印刷データＰＤを供給するホストコンピューター９０と、を備えている。プリンター１００は、コネクター１２を介してホストコンピューター９０と接続されている。
【００２１】
本実施例のプリンター１００は、液体を吐出する液体吐出装置の１つであるインクジェットプリンターである。プリンター１００は、液体としてのインクを吐出することによって印刷媒体上にインクドットを形成し、これにより、印刷データＰＤに応じた文字、図形、画像等を記録する。
【００２２】
図１に示すように、プリンター１００は、印刷ヘッド６０を搭載するキャリッジ３０と、キャリッジ３０をプラテン２６の軸に平行な方向に沿って往復移動させる主走査を行う移動機構と、印刷媒体としての用紙Ｐを主走査方向と交差する方向（副走査方向）に搬送する副走査を行う搬送機構と、印刷に関する種々の指示・設定操作を行うための操作パネル１４と、プリンター１００の各部を制御する制御ユニット４０と、を備えている。なお、キャリッジ３０は、図示しないフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）を介して制御ユニット４０と接続されている。
【００２３】
用紙Ｐを搬送する搬送機構は、紙送りモーター２２を有している。紙送りモーター２２の回転は、ギヤトレイン（不図示）を介して用紙搬送ローラー（同）に伝達され、用紙搬送ローラーの回転により用紙Ｐは副走査方向に沿って搬送される。
【００２４】
キャリッジ３０を往復移動させる移動機構は、キャリッジモーター３２と、プラテン２６の軸と平行に架設されキャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモーター３２との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリー３８と、を有している。キャリッジモーター３２の回転は、駆動ベルト３６を介してキャリッジ３０に伝達され、これによりキャリッジ３０が摺動軸３４に沿って往復移動する。なお、プリンター１００は、キャリッジ３０（印刷ヘッド６０）の主走査方向に沿った位置を検出するため、キャリッジモーター３２の回転に伴ってパルス状の信号を制御ユニット４０に出力するエンコーダー（不図示）を備えている。制御ユニット４０は、エンコーダーから出力されたパルス状の信号に基づき、後述するシフトレジスター６３への駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰの入力タイミングを規定するタイミング信号ＰＴＳを生成する。
【００２５】
キャリッジ３０には、それぞれ所定の色（例えば、シアン（Ｃ）、ライトシアン（Ｌｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（Ｌｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ））のインクが収容された複数のインクカートリッジ７０が搭載されている。キャリッジ３０に搭載されたインクカートリッジ７０に収容されたインクは、印刷ヘッド６０に供給される。また、印刷ヘッド６０は、インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応して設けられたアクチュエーター（ノズルアクチュエーター）を有している。本実施例では、ノズルアクチュエーターとして、ピエゾ素子（圧電素子）を用いている。ノズルアクチュエーターが後述する駆動信号により駆動されると、ノズルに連通するキャビティー（圧力室）内の振動板が変位してキャビティー内に圧力変化を生じさせ、その圧力変化によって対応するノズルからインクが吐出される。ノズルアクチュエーターの駆動に用いる駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで、インクの吐出量（すなわち形成するドットの大きさ）を調整することができる。
【００２６】
図２は、プリンター１００の制御ユニット４０を中心とした概略構成を示す説明図である。制御ユニット４０は、ホストコンピューター９０から入力された印刷データＰＤ等を入力するためのインターフェイス４１と、インターフェイス４１を介して入力された印刷データＰＤに基づいて所定の演算処理を実行する制御部４２と、紙送りモーター２２を駆動制御する紙送りモータードライバー４３と、印刷ヘッド６０を駆動制御するヘッドドライバー４５と、キャリッジモーター３２を駆動制御するキャリッジモータードライバー４６と、各ドライバー４３、４５、４６と紙送りモーター２２、印刷ヘッド６０、キャリッジモーター３２とをそれぞれ接続するインターフェイス４７と、を有している。
【００２７】
制御部４２は、各種演算処理を実行するＣＰＵ５１と、プログラムやデータを一時的に格納・展開するＲＡＭ５２と、ＣＰＵ５１が実行するプログラム等を格納するＲＯＭ５３と、を含んでいる。制御部４２による各種の機能は、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５３に格納されたプログラムに基づいて動作することによって実現される。なお、制御部４２による機能の少なくとも一部は、制御部４２が備える電気回路がその回路構成に基づいて動作することによって実現されても良い。
【００２８】
制御部４２は、ホストコンピューター９０からインターフェイス４１を介して印刷データＰＤを取得すると、印刷データＰＤに所定の処理を実行して、印刷ヘッド６０の何れのノズルからインクを吐出するか、あるいは、どの程度の量のインクを吐出するかを規定するノズル選択データ（駆動信号選択データ）を生成し、印刷データＰＤや駆動信号選択データ等に基づいて、各ドライバー４３、４５、４６に制御信号を出力する。各ドライバー４３、４５、４６は、それぞれ紙送りモーター２２、印刷ヘッド６０、キャリッジモーター３２を駆動するための駆動信号を出力する。例えば、ヘッドドライバー４５は、印刷ヘッド６０に対して、後述するクロック信号ＳＣＫとラッチ信号ＬＡＴと駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰとチャンネル信号ＣＨと駆動信号ＣＯＭとを供給する。紙送りモーター２２、印刷ヘッド６０、キャリッジモーター３２が駆動信号に応じて動作することにより、用紙Ｐへの印刷処理が実行される。
【００２９】
図３は、印刷ヘッド６０に供給される各種信号の一例を示す説明図である。駆動信号ＣＯＭは、印刷ヘッド６０に設けられたノズルアクチュエーターを駆動するための信号である。駆動信号ＣＯＭは、ノズルアクチュエーターを駆動する駆動信号の最小単位（単位駆動信号）としての駆動パルスＰＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ１ないしＰＣＯＭ４）が時系列的に連続した信号である。駆動パルスＰＣＯＭ１ないしＰＣＯＭ４の４つの駆動パルスＰＣＯＭの組は、１つの画素（印刷画素）に対応している。
【００３０】
各駆動パルスＰＣＯＭは、電圧台形波から構成されている。各駆動パルスＰＣＯＭの立ち上がり部分は、ノズルに連通するキャビティーの容積を拡大してインクを引き込む（インクの吐出面で考えればメニスカスを引き込むとも言える）ための部分であり、駆動パルスＰＣＯＭの立ち下がり部分は、キャビティーの容積を縮小してインクを押し出す（インクの吐出面で考えればメニスカスを押し出すとも言える）ための部分である。そのため、ノズルアクチュエーターを駆動パルスＰＣＯＭに従って駆動することにより、ノズルからインクが吐出される。
【００３１】
駆動信号ＣＯＭにおいて、駆動パルスＰＣＯＭ２ないしＰＣＯＭ４の波形（電圧増減傾きや波高値）は、互いに異なっている。ノズルアクチュエーターに供給される駆動パルスＰＣＯＭの波形が異なると、インクの引き込み量や引き込み速度、インクの押し出し量や押し出し速度が異なり、これによりインクの吐出量（すなわちインクドットの大きさ）が異なることとなる。駆動パルスＰＣＯＭ２ないしＰＣＯＭ４の中から１つまたは複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してノズルアクチュエーターに供給することにより、種々の大きさのインクドットを形成することができる。なお、本実施例では、駆動信号ＣＯＭに、微振動と呼ばれる駆動パルスＰＣＯＭ１が含まれる。駆動パルスＰＣＯＭ１は、インクを引き込むのみで押し出しを行わない場合、例えばノズルの増粘を抑制する場合に用いられる。
【００３２】
駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰは、印刷データＰＤに基づいて、インクを吐出するノズルを選択すると共に、ノズルアクチュエーターの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する信号である。ラッチ信号ＬＡＴおよびチャンネル信号ＣＨは、全ノズル分のノズル選択データが入力された後、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと印刷ヘッド６０のノズルアクチュエーターとを接続させる信号である。図３に示すように、ラッチ信号ＬＡＴおよびチャンネル信号ＣＨは、駆動信号ＣＯＭに同期した信号である。すなわち、ラッチ信号ＬＡＴは、駆動信号ＣＯＭの開始タイミングに対応してハイレベルとなる信号であり、チャンネル信号ＣＨは、駆動信号ＣＯＭを構成する各駆動パルスＰＣＯＭの開始タイミングに対応してハイレベルとなる信号である。ラッチ信号ＬＡＴに応じて一連の駆動信号ＣＯＭの出力が開始され、チャンネル信号ＣＨに応じて各駆動パルスＰＣＯＭが出力される。また、クロック信号ＳＣＫは、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として印刷ヘッド６０に送信するための信号である。
【００３３】
図４は、印刷ヘッド６０のスイッチングコントローラー６１の構成を示す説明図である。スイッチングコントローラー６１は、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエーター６７に供給するために、印刷ヘッド６０内に構築されている。スイッチングコントローラー６１は、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスター６３と、シフトレジスター６３のデータを一時的に保存するラッチ回路６４と、ラッチ回路６４の出力をレベル変換して選択スイッチ６６に供給するレベルシフター６５と、駆動信号ＣＯＭをノズルアクチュエーター６７に接続する選択スイッチ６６とを有している。
【００３４】
シフトレジスター６３には、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力され、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶される領域が順次後段にシフトする。なお、シフトレジスター６３への駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰの入力は、上述したタイミング信号ＰＴＳに従い実行される。ラッチ回路６４は、ノズル数分の駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰがシフトレジスター６３に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴに従いシフトレジスター６３の各出力信号をラッチする。ラッチ回路６４に保存された信号は、レベルシフター６５によって次段の選択スイッチ６６を切り替え（オン／オフ）できる電圧レベルに変換される。レベルシフター６５の出力信号により閉じられる（接続状態となる）選択スイッチ６６に対応するノズルアクチュエーター６７は、駆動信号選択信号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。また、シフトレジスター６３に入力された駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰがラッチ回路６４にラッチされた後、次の駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰがシフトレジスター６３に入力され、インクの吐出タイミングに合わせてラッチ回路６４の保存データを順次更新する。この選択スイッチ６６によれば、ノズルアクチュエーター６７を駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該ノズルアクチュエーター６７の入力電圧は切り離す直前の電圧に維持される。なお、図４中の符号ＨＧＮＤは、ノズルアクチュエーター６７のグランド端である。
【００３５】
図５は、印刷ヘッド６０を駆動するための駆動回路８０の概略構成を示す説明図である。駆動回路８０は、上述の駆動信号ＣＯＭを生成して、印刷ヘッド６０のノズルアクチュエーター６７に供給する回路であり、制御ユニット４０内の制御部４２およびヘッドドライバー４５（図２参照）内に構築されている。駆動回路８０は、駆動波形信号発生回路８１と、変調回路８２と、デジタル電力増幅回路（いわゆるＤ級アンプ）８３と、平滑フィルター８７とを有している。
【００３６】
駆動波形信号発生回路８１は、予め記憶されている駆動波形データＤＷＣＯＭに基づいて、ノズルアクチュエーター６７を駆動する駆動信号ＣＯＭの基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する。なお、本実施例では、駆動波形信号発生回路８１は、デジタル電力増幅回路８３中の後述するゲート駆動回路８４に向けて、デジタル電力増幅回路８３の動作を停止する動作停止信号／Ｄｉｓａｂｌｅを出力する。駆動波形信号発生回路８１は、本発明における停止制御手段として機能する。
【００３７】
変調回路８２は、駆動波形信号発生回路８１で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調して、変調信号ＭＳを出力する。図６は、変調回路８２の機能ブロックを示す説明図である。本実施例の変調回路８２は、パルス密度変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＤＭ）方式によりパルス変調を行う、いわゆるΔΣ変調回路である。変調回路８２は、入力信号と所定値とを比較して入力信号が所定値以上であるときにハイレベルとなる変調信号ＭＳを出力する比較器８２２と、比較器８２２の入力信号と出力信号との誤差ＥＲを算出する減算器８２４と、誤差ＥＲを遅延する遅延器８２６と、遅延された誤差ＥＲを原信号である駆動波形信号ＷＣＯＭに加算する加算器８２８と、を備えている。変調回路８２から出力される変調信号ＭＳは、パルスの密度により波形を表す信号である。
【００３８】
また、図６に示すように、本実施例では、上述したラッチ信号ＬＡＴが変調回路８２の比較器８２２に入力されている。比較器８２２は、ラッチ信号ＬＡＴに応じたタイミングで変調信号ＭＳを出力する。これにより、変調回路８２の発振動作が一旦クリアされ、ラッチ信号ＬＡＴに応じたタイミングで発振動作が開始されることとなる。この点については、後に詳述する。
【００３９】
なお、他の代表的なパルス変調方式であるパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）方式では、発振周波数は一定（三角波の周波数）であり、印刷ヘッドのノズルアクチュエーター用の駆動信号のように非常に高い周波数（例えば５ＭＨｚ）で動作させる場合に、特に低レベルの入力信号の波形再現性が劣るという問題があった。これに対し、本実施例において用いるパルス密度変調方式は自励式の変調方式であり、発振周波数が入力信号レベルに応じて変動する。具体的には、パルス密度変調方式における発振周波数は、入力信号レベルが中間値である場合に最も高くなり、入力信号レベルが中間値から大きくあるいは小さくなるにつれて低くなる。そのため、パルス密度変調方式では、入力信号が低レベルの場合にも波形再現性の低下を抑制することができる。また、パルス密度変調方式は、パルス幅変調方式のように外部に高周波数信号を発生する回路を設ける必要がないため、例えば１チップ化が比較的容易であるといったシステム構成上の利点がある。
【００４０】
デジタル電力増幅回路８３（図５）は、変調回路８２から出力された変調信号ＭＳを電力増幅して、電力増幅変調信号を出力する。デジタル電力増幅回路８３は、実質的に電力を増幅するためのハイサイド側スイッチング素子Ｑ１およびローサイド側スイッチング素子Ｑ２からなるハーフブリッジ出力段８５と、変調回路８２からの変調信号ＭＳに基づいて、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２のゲート−ソース間信号ＧＨおよびＧＬを調整するゲート駆動回路８４とを備えている。デジタル電力増幅回路８３では、変調信号ＭＳがハイレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はゲート−ソース間信号ＧＨがハイレベルとなってオン状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はゲート−ソース間信号ＧＬがローレベルとなってオフ状態となる。その結果、ハーフブリッジ出力段８５の出力は、供給電圧ＶＤＤとなる。一方、変調信号ＭＳがローレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はゲート−ソース間信号ＧＨがローレベルとなってオフ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はゲート−ソース間信号ＧＬがハイレベルとなってオン状態となる。その結果、ハーフブリッジ出力段８５の出力は０となる。
【００４１】
また、上述した駆動波形信号発生回路８１から出力される動作停止信号／Ｄｉｓａｂｌｅがローレベルにあるときには、ゲート駆動回路８４はスイッチング素子Ｑ１およびＱ２を共にオフ状態とする。スイッチング素子Ｑ１およびＱ２を共にオフ状態とすることは、デジタル電力増幅回路８３の動作を停止することと同義であり、電気的には容量性負荷であるノズルアクチュエーター６７がハイインピーダンス状態に維持されることになる。ノズルアクチュエーター６７がハイインピーダンス状態に維持されると、容量性負荷であるノズルアクチュエーター６７に貯えられた電荷が保持され、充放電状態が維持される（あるいは、非常に僅かな自己放電のみに抑えられる）。本実施例では、駆動信号ＣＯＭ（電力増幅される以前の駆動波形信号ＷＣＯＭでも同じ）の電位が変化しないときには、動作停止信号／Ｄｉｓａｂｌｅをローレベルとして、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１およびローサイド側スイッチング素子Ｑ２を共にオフ状態とし、デジタル電力増幅回路８３の動作を停止する。ノズルアクチュエーター６７は容量性負荷であるため、このような停止制御によって消費電力を低減しても、印刷処理に実質的な影響はない。
【００４２】
平滑フィルター８７は、デジタル電力増幅回路８３から出力された電力増幅変調信号を平滑化して、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を生成し、印刷ヘッド６０の選択スイッチ６６を介してノズルアクチュエーター６７に供給する（図４参照）。本実施例では、平滑フィルター８７として、コンデンサＣとコイルＬとの組み合わせを用いたローパスフィルター（低域通過フィルター）を用いた。平滑フィルター８７は、変調回路８２で生じた変調周波数成分を減衰して除去し、上述したような波形特性の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を出力する。なお、一般に、平滑フィルター８７から出力された駆動信号ＣＯＭには、変調回路８２の発振周波数等に対応するリップルノイズが含まれる。
【００４３】
図７は、駆動回路８０の具体的な機能構成の一例を示す説明図である。上述したように、本実施例の変調回路８２は、パルス密度変調方式の変調回路であり、比較器（ＣＭＰ）にラッチ信号ＬＡＴが入力されている。なお、本実施例の駆動回路８０は、一般的な誤差アンプによる負帰還方式の回路であるが、高域成分を強調する回路（ハイパスフィルタ（ＨＰ−Ｆ）および高域ブースト（Ｇ））と、高域成分を帰還する回路（「ＩＦＢ」として示す）とが追加されている。
【００４４】
ここで、上述したように、本実施例の駆動回路８０では、変調回路８２の比較器８２２にラッチ信号ＬＡＴが入力されており（図６および図７参照）、比較器８２２はラッチ信号ＬＡＴに応じて変調信号ＭＳを出力する。これによって、変調回路８２の発振動作が一旦クリアされ、ラッチ信号ＬＡＴに応じたタイミングで発振動作が開始される。ラッチ信号ＬＡＴは、駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した信号であるため、変調回路８２は、駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した信号（ラッチ信号ＬＡＴ）に基づき、パルス変調の発振開始タイミングを決定することとなる。
【００４５】
駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した信号に基づき変調回路８２の発振開始タイミングが決定されると、変調回路８２の発振開始タイミングは駆動波形信号ＷＣＯＭに同期したタイミングとなる。そのため、駆動回路８０から出力される駆動信号ＣＯＭに含まれるリップルノイズも、駆動波形信号ＷＣＯＭの周期や波形に対応したノイズとなる。従って、変調回路８２に入力される駆動波形信号ＷＣＯＭの波形が同じであれば、駆動回路８０から出力される駆動信号ＣＯＭ（リップルノイズを含む信号）の波形は同じとなる。このように、本実施例の駆動回路８０では、変調回路８２が駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した信号（ラッチ信号ＬＡＴ）に基づきパルス変調の発振開始タイミングを決定するため、駆動信号ＣＯＭの波形再現性を向上させることができ、ひいては、インクの吐出安定性を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施例の駆動回路８０では、変調回路８２が、ラッチ信号ＬＡＴ、すなわち、駆動信号ＣＯＭを構成する駆動パルスＰＣＯＭ１ないしＰＣＯＭ４の組の出力開始タイミングを規定する信号（図３参照）に基づきパルス変調の発振開始タイミングを決定するため、駆動信号ＣＯＭの各周期における波形再現性を良好に向上させることができる。
【００４７】
また、本実施例の駆動回路８０では、変調回路８２が、駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した信号（ラッチ信号ＬＡＴ）に基づき、パルス変調の発振開始タイミングを決定するため、例えば上述したエンコーダーのように、プリンター１００の機械的機構の精度が低い場合であっても、駆動信号ＣＯＭの波形再現性への影響を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施例の駆動回路８０では、上述した駆動波形信号発生回路８１から出力される動作停止信号／Ｄｉｓａｂｌｅにより、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２を共にオフ状態としてデジタル電力増幅回路８３の動作を停止する停止制御が行われる。本実施例では、デジタル電力増幅回路８３の動作が停止されているときにも、変調回路８２は、駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した信号（ラッチ信号ＬＡＴ）に基づき、パルス変調の発振開始タイミングを決定する。そのため、停止制御中か否かに関わらず、常に、変調回路８２の発振開始タイミングは駆動波形信号ＷＣＯＭに同期したタイミングとなっている。従って、本実施例の駆動回路８０では、デジタル電力増幅回路８３の動作の停止制御によって消費電力の低減を図る場合にも、駆動信号の波形再現性を向上させることができる。
【００４９】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態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において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５０】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例におけるプリンター１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施例では、ノズルアクチュエーター６７としてピエゾ素子（圧電素子）を用いているが、ピエゾ素子の代わりに、磁歪素子等の他の素子や、インク通路に配置した発熱素子（ヒーター）によりインク通路内に発生する気泡を用いてインクを吐出する機構といった他のアクチュエーターを用いるとしてもよい。
【００５１】
また、上記実施例では、プリンター１００は、ホストコンピューター９０から印刷データＰＤを受信して印刷処理を行うとしているが、これに代えて、プリンター１００は、例えば、メモリーカードから取得した画像データや所定のインターフェイスを介してデジタルカメラから取得した画像データ、スキャナーによって取得した画像データ等に基づき印刷データＰＤを生成して印刷処理を行うものとしてもよい。
【００５２】
また、上記実施例では、プリンター１００は、印刷領域に位置する連続した用紙Ｐに対して印刷ヘッド６０を所定の方向（主走査方向）に往復移動する動作（主走査）と、用紙Ｐを主走査方向と交差する搬送方向に搬送する動作（副走査）と、を繰り返しつつ印刷を行うプリンターであるとしているが、本発明は、単票紙に印刷を行ういわゆるインパクトプリンターや、印刷ヘッドの下面に紙幅長さに亘って並んで配設されたノズル列の下を、紙幅方向と交差する方向に用紙を搬送させつつ印刷を行ういわゆるラインプリンターにも適用することが可能である。
【００５３】
また、本発明は、液体（機能材料の粒子が分散された液状体やジェルなどの流状体を含む）を吐出する装置であれば、インクジェットプリンター以外の装置にも適用可能である。このような液体吐出装置としては、例えば、布地に模様をつけるための捺染装置、液晶ディスプレイやＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルター等の製造に用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を吐出する装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を吐出する装置、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に吐出する装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を吐出する装置等が挙げられる。
【００５４】
また、上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
【００５５】
また、本発明の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータープログラム）は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。この発明において、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピューターに固定されている外部記憶装置も含んでいる。
【００５６】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、変調回路８２は、ラッチ信号ＬＡＴに基づきパルス変調の発振開始タイミングを決定するものとしているが、駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した信号であれば、他の信号に基づきパルス変調の発振開始タイミングを決定するものとしてもよい。例えば、変調回路８２は、駆動波形信号ＷＣＯＭを構成する各駆動パルスＰＣＯＭの出力タイミングを特定する上述のチャンネル信号ＣＨに基づきパルス変調の発振開始タイミングを決定するものとしてもよいし、印刷ヘッド６０の位置に応じて生成される上述のタイミング信号ＰＴＳに基づきパルス変調の発振開始タイミングを決定するものとしてもよい。
【００５７】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、動作停止信号／Ｄｉｓａｂｌｅに応じて、デジタル電力増幅回路８３の動作を停止する停止制御を行うとしているが、必ずしも停止制御を行う必要はない。
【００５８】
また、停止制御を行う場合において、ローレベルの動作停止信号／Ｄｉｓａｂｌｅに応じてスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が共にオフ状態となってデジタル電力増幅回路８３の動作が停止されているときに、ラッチ信号ＬＡＴ（または駆動波形信号ＷＣＯＭに同期した他の信号）に基づき変調回路８２の発振開始タイミングが決定されると、デジタル電力増幅回路８３の動作が強制的に再開されるとしてもよい。このようにしても、デジタル電力増幅回路８３の動作の停止制御によって消費電力の低減を図りつつ、駆動信号の波形再現性を向上させることができる。
【００５９】
Ｂ４．変形例４：
上述した実施形態、実施例および変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略、または、組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１２…コネクター
１４…操作パネル
２２…紙送りモーター
２６…プラテン
３０…キャリッジ
３２…キャリッジモーター
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリー
４０…制御ユニット
４１…インターフェイス
４２…制御部
４３…紙送りモータードライバー
４５…ヘッドドライバー
４６…キャリッジモータードライバー
４７…インターフェイス
５１…ＣＰＵ
５２…ＲＡＭ
５３…ＲＯＭ
６０…印刷ヘッド
６１…スイッチングコントローラー
６３…シフトレジスター
６４…ラッチ回路
６５…レベルシフター
６６…選択スイッチ
６７…ノズルアクチュエーター
７０…インクカートリッジ
８０…駆動回路
８１…駆動波形信号発生回路
８２…変調回路
８３…デジタル電力増幅回路
８４…ゲート駆動回路
８５…ハーフブリッジ出力段
８７…平滑フィルター
９０…ホストコンピューター
１００…プリンター
８２２…比較器
８２４…減算器
８２６…遅延器
８２８…加算器
ＷＣＯＭ…駆動波形信号
ＣＨ…チャンネル信号
ＬＡＴ…ラッチ信号
ＣＯＭ…駆動信号
ＰＴＳ…タイミング信号
【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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