(57)【要約】【課題】駆動信号をノズルアクチュエータに出力するための電線やＦＦＣに関わる問題を一掃し、特に駆動信号の波形歪みを防止することが可能な液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッド２に複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータ２２を配設し、液体噴射ヘッド２の各ノズルアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭで駆動することにより該当するノズルから印刷媒体１に向けて液体を噴射するにあたり、制御回路２３からの制御信号を電力増幅して駆動信号ＣＯＭとしてノズルアクチュエータ２２に出力するデジタル電力増幅器２８及び平滑フィルタ２９を各ノズルアクチュエータ２２に対応して液体噴射ヘッド２に設ける。【選択図】図５
2013151164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッドに複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射する液体噴射装置であって、制御回路からの制御信号を電力増幅して前記駆動信号としてノズルアクチュエータに出力するデジタル電力増幅器及び平滑フィルタを各ノズルアクチュエータに対応して液体噴射ヘッドに設けると共に平滑フィルタとノズルアクチュエータとを直接的に接続することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記デジタル電力増幅器は、スイッチング素子対とゲート駆動回路とを備え、印刷データに基づいてゲート駆動回路をオンオフ制御することにより駆動信号の出力又は停止を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記制御回路は、ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号の駆動波形データを貯えるメモリと、前記メモリから読出した駆動波形データから駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、駆動波形信号発生回路で生成された駆動波形信号をパルス変調する変調回路とを備え、前記デジタル電力増幅器は、変調回路でパルス変調された変調信号を電力増幅し、前記平滑フィルタは、デジタル電力増幅器で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して駆動信号としてノズルアクチュエータに供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記液体噴射ヘッドが複数のノズル列を有する場合、前記メモリは、ノズル列毎の駆動波形データを貯え、前記駆動波形信号発生回路は、ノズル列毎の駆動波形信号を生成し、前記変調回路は、ノズル列毎の変調信号をパルス変調することを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記メモリは、ノズル毎の駆動波形データを貯え、前記駆動波形信号発生回路は、ノズル毎の駆動波形信号を生成し、前記変調回路は、ノズル毎の変調信号をパルス変調することを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記変調回路は、パルス幅変調又はパルス密度変調を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記制御回路を装置本体部に設けたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な液体を複数のノズルから噴射して、その微粒子（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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような液体噴射装置の１つである液体噴射型印刷装置は、一般に安価で且つ高品質なカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液体噴射型印刷装置のうち、液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂１パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。このような液体噴射装置では、液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッドに複数形成すると共に各ノズルに圧電素子などのノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射するものがある。
【０００３】
ところで、この種の液体噴射型印刷装置では、より一層高い階調が要求されている。階調とは、液体のドットで表される所謂画素に含まれる各色の濃度の状態であり、各画素の色の濃度に応じたドットの大きさを階調度といい、ドットで表現できる階調度の数を階調数と呼ぶ。高い階調とは、階調数が大きいことを意味する。階調度を変えるには、例えば液体噴射ヘッドに設けられたノズルアクチュエータへの駆動信号を変える必要がある。例えば、ノズルアクチュエータが圧電素子である場合には、圧電素子に印加される電圧値が大きくなると圧電素子（正確には振動板）の変位量（歪み）が大きくなるので、これを用いてインクドットの階調度を変えることができる。
【０００４】
そこで、以下に挙げる特許文献１では、アナログ電力増幅器で電力増幅された電圧波高値の異なる複数の駆動パルスを組合せて連結して駆動信号を生成し、これを液体噴射ヘッドに設けられた同じ色のノズルのノズルアクチュエータに制御装置から共通して出力しておき、この駆動信号から、形成すべきドットの階調度に応じた駆動パルスをノズル毎に選択し、その選択された駆動パルスを該当するノズルアクチュエータに供給して液体を噴射するようにすることで、要求されるドットの階調度を達成するようにしている。一方、アナログ電力増幅器では、回路損失が大きく、発熱対策などが必要になる。そこで、下記特許文献２では、回路損失の小さいデジタル電力増幅器を用いて駆動信号を増幅することで、発熱体策を不要にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−７７４５６号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えばラインヘッド型印刷装置で印刷を行うような場合には、多数のノズルアクチュエータを共通の駆動信号で駆動する必要があるため、駆動信号の電流値が大きくなる。液体噴射ヘッドへの駆動信号の出力に電線やＦＦＣ（Flexible Flat Cable）を介装する場合、駆動信号の電流値が大きいと、損失や発熱が大きくなるため、導体断面積の大きなものを使用する必要があり、装置の大型化を招くばかりでなく、電磁ノイズの発生の問題もある。また、駆動信号を液体噴射装置に出力する電線やＦＦＣが長い場合には、寄生インダクタンスなどによって駆動信号の波形歪みが発生し、液体噴射特性が変化するという問題もある。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、駆動信号をノズルアクチュエータに出力するための電線やＦＦＣに関わる問題を一掃し、特に駆動信号の波形歪みを防止及び回路規模の縮小が可能な液体噴射装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記諸問題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッドに複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射する液体噴射装置であって、制御回路からの制御信号を電力増幅して前記駆動信号としてノズルアクチュエータに出力するデジタル電力増幅器及び平滑フィルタを各ノズルアクチュエータに対応して液体噴射ヘッドに設けると共に平滑フィルタとノズルアクチュエータとを直接的に接続することを特徴とするものである。
【０００８】
而して、本発明の液体噴射装置によれば、各ノズルアクチュエータに対応するデジタル電力増幅器及び平滑フィルタが液体噴射ヘッドに設けられているため、駆動信号をノズルアクチュエータに出力するための電線やＦＦＣが不要か若しくは必要最小限で済むことから、それに関わる問題を一掃することができると共に、ノズルアクチュエータが容量性負荷である場合にも、デジタル電力増幅器から平滑フィルタを介してノズルアクチュエータに印加される駆動信号は当該ノズルアクチュエータだけであるため、駆動信号の波形変化を防止することができる。そして、デジタル電力増幅器のゲート駆動回路をオンオフ制御することによって駆動信号の出力又は停止を行うことができるので、ノズルアクチュエータの駆動信号上流側に当該ノズルアクチュエータのオンオフを行う選択スイッチを配設する必要がなく、その分だけ、回路規模を縮小することができる。
【０００９】
また、本発明の液体噴射装置は、前記デジタル電力増幅器は、スイッチング素子対とゲート駆動回路とを備え、印刷データに基づいてゲート駆動回路をオンオフ制御することにより駆動信号の出力又は停止を行うことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、ノズルアクチュエータの駆動信号上流側に当該ノズルアクチュエータのオンオフを行う選択スイッチを配設する必要がなく、その分だけ、回路規模を縮小することができる。
【００１０】
また、本発明の液体噴射装置は、前記制御回路は、ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号の駆動波形データを貯えるメモリと、前記メモリから読出した駆動波形データから駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、駆動波形信号発生回路で生成された駆動波形信号をパルス変調する変調回路とを備え、前記デジタル電力増幅器は、変調回路でパルス変調された変調信号を電力増幅し、前記平滑フィルタは、デジタル電力増幅器で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して駆動信号としてノズルアクチュエータに供給することを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、ノズル列毎やノズル毎の液体噴射特性に適合する駆動波形データをメモリに貯えることが可能となり、その駆動波形データに応じた駆動波形信号、或いは駆動信号をノズルアクチュエータに印加することで、ノズル列毎やノズル毎の液体噴射特性を一定のものとすることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドが複数のノズル列を有する場合、前記メモリは、ノズル列毎の駆動波形データを貯え、前記駆動波形信号発生回路は、ノズル列毎の駆動波形信号を生成し、前記変調回路は、ノズル列毎の変調信号をパルス変調することを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、製造上の都合から発生しやすいノズル列毎の液体噴射特性に適合する駆動波形データを貯えることにより、ノズル列毎の液体噴射特性を一定のものとすることができる。
【００１２】
また、本発明の液体噴射装置は、前記メモリは、ノズル毎の駆動波形データを貯え、前記駆動波形信号発生回路は、ノズル毎の駆動波形信号を生成し、前記変調回路は、ノズル毎の変調信号をパルス変調することを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、ノズル毎の液体噴射特性に適合する駆動波形データを貯えることにより、ノズル毎の液体噴射特性を一定のものとすることができる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記変調回路は、パルス幅変調又はパルス密度変調を行うことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、発明を実施化し易い。
また、本発明の液体噴射装置は、前記制御回路を装置本体部に設けたことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッドに制御回路を設けた場合に比べて、液体噴射ヘッドを小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第１実施形態を示す概略構成正面図である。
【図２】図１の液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッド近傍の平面図である。
【図３】図２の液体噴射ヘッドのノズル面の詳細図である。
【図４】図１の液体噴射型印刷装置の制御装置のブロック図である。
【図５】各液体噴射ヘッドに設けられた制御回路及び駆動回路のブロック図である。
【図６】ノズル選択信号とゲート−ソース間信号の関係を示す説明図である。
【図７】各液体噴射ヘッド内のノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図８】図５の制御回路及び駆動回路による駆動信号及びノズル選択信号のタイミングチャートである。
【図９】本発明の液体噴射装置の第２実施形態を示す各噴射ヘッドに設けられた制御回路及び駆動回路のブロック図である。
【図１０】図９の制御回路及び駆動回路による駆動信号及びノズル選択信号のタイミングチャートである。
【図１１】本発明の液体噴射装置の第３実施形態を示す各噴射ヘッドに設けられた制御回路及び駆動回路のブロック図である。
【図１２】図１１の制御回路及び駆動回路による駆動信号及びノズル選択信号のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の液体噴射装置の第４実施形態を示す各噴射ヘッドに設けられた制御回路及び駆動回路のブロック図である。
【図１４】図１３の制御回路及び駆動回路による駆動信号及びノズル選択信号のタイミングチャートである。
【図１５】本発明の液体噴射装置の第５実施形態を示す制御回路及び駆動回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の印刷装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体１は、図の左から右に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印字領域で印字される、ラインヘッド型印刷装置である。
図１中の符号２は、印刷媒体１の搬送ライン上方に設けられた６つの液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に２列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。図２は、液体噴射ヘッド２付近の平面図である。これらの液体噴射ヘッド２は、例えば図に示すように、千鳥配列されている。各液体噴射ヘッド２の最下面を示す図の内側の四角形の内側部分には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。従って、千鳥配列された全ての液体噴射ヘッド２によって、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体１は、これらの液体噴射ヘッド２のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。図３には、液体噴射ヘッド２のノズル面に形成されているノズルの更なる詳細を示す。本実施形態の液体噴射ヘッド２では、ノズル面にノズルが千鳥状に開設されている。このようにノズルを千鳥状に開設することにより、直近のノズル間の印刷媒体搬送方向と交差する方向の距離、所謂画素間隔を短縮することができる。
【００１５】
液体噴射ヘッド２には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクなどの液体が、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。各液体噴射ヘッド２には、印刷媒体１の搬送方向と直交する方向に、複数のノズルが形成されており（即ちノズル列方向）、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量の液体を噴射することにより、印刷媒体１上に微小なドットを出力する。これを各色毎に行うことにより、搬送部４で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。
【００１６】
液体噴射ヘッドの各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り、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータ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滴がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、ピエゾ方式に用いられる圧電素子は容量性負荷である。また、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。
【００１７】
液体噴射ヘッド２の下方には、印刷媒体１を搬送方向に搬送するための搬送部４が設けられている。搬送部４は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に搬送ベルト６を巻回して構成され、駆動ローラ８には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト６の内側には、当該搬送ベルト６の表面に印刷媒体１を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ５によって給紙部３から印刷媒体１を一枚だけ搬送ベルト６上に送給し、電動モータによって駆動ローラ８を回転駆動すると、搬送ベルト６が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト６に印刷媒体１が吸着されて搬送される。この印刷媒体１の搬送中に、液体噴射ヘッド２から液体を噴射して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体１は、搬送方向下流側の排紙部１０に排紙される。
【００１８】
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図４に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取るための入力インタフェース６１と、この入力インタフェース６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、前記給紙ローラ５に接続されている給紙ローラモータ１７を駆動制御する給紙ローラモータドライバ６３と、液体噴射ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ６５と、前記駆動ローラ８に接続されている電動モータ７を駆動制御する電動モータドライバ６６と、各ドライバ６３、６５、６６と外部の給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２，３、電動モータ７とを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。
【００１９】
制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄを備えている。この制御部６２は、インタフェース６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れの液体噴射ヘッド２の何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかというノズル選択データ（駆動信号選択データ）を算出し、この印刷データや駆動信号選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３、６５、６６に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６５、６６からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、給紙ローラモータ１７、電動モータ７が夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体１への印刷処理が実行される。なお、本実施形態では、後述するように、各液体噴射ヘッド２内にも制御回路及び駆動回路が設けられているので、ヘッドドライバ６５からは制御信号のみが各液体噴射ヘッド２に出力される。また、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００２０】
図５には、各液体噴射ヘッド２内に構築されている制御回路及び駆動回路の具体的な構成を示す。図中の符号２２が、圧電素子などで構成されるノズルアクチュエータである。このうち、制御回路２３は、マイクロコンピュータなどで構成されて独自の演算処理を行って変調信号を出力し、駆動回路２１は、この変調信号を電力増幅してノズルアクチュエータ２２への駆動信号を創生出力する。制御回路２３は、駆動信号を創成出力するための駆動波形データや演算処理のプログラミングを記憶するメモリ２４と、前記駆動波形データに基づいて、駆動信号の元、つまりノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２５と、駆動波形信号発生回路２５で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６を備えて構成される。また、駆動回路２１は、各ノズルアクチュエータ２２に対応して設けられ、前記変調回路２６でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器、所謂Ｄ級アンプ２８と、各デジタル電力増幅器２８で電力増幅された電力増幅変調信号を個別に平滑化して、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）としてノズルアクチュエータ２２に供給する平滑フィルタ２９とを備えて構成される。
【００２１】
駆動波形信号発生回路２５は、メモリ２４に記憶されているデジタル駆動波形データを所定サンプリング周期で読出し、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、それをＤ／Ａ変換器でアナログ変換して駆動波形信号ＷＣＯＭとして出力する。本実施形態では、この駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６に、一般的なパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を用いた。パルス幅変調は、周知のように、三角波信号発生回路で所定周波数の三角波信号を発生し、この三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとをコンパレータで比較して、例えば三角波信号より駆動波形信号ＷＣＯＭが大きいときにオンデューティとなるパルス信号を変調信号ＭＣＯＭとして出力する。変調回路２６には、パルス密度変調（ＰＤＭ）回路を用いることも可能である。
【００２２】
デジタル電力増幅器２８は、実質的に電力を増幅するためのハイサイドのスイッチング素子Ｑ１及びローサイドのスイッチング素子Ｑ２からなるハーフブリッジＤ級出力段３１と、変調回路２６からの変調信号に基づいて、それらのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬを調整するためのゲート駆動回路３０を備えて構成されている。また、平滑フィルタ２９は、例えばコイルとコンデンサの組合せからなるローパスフィルタ（低域通過フィルタ）で構成され、このローパスフィルタによって電力増幅変調信号の変調周期成分、この場合は三角波信号の周波数成分（キャリア成分）が除去される。
【００２３】
デジタル電力増幅器２８では、変調信号ＭＣＯＭがハイレベルであるとき、ゲート駆動回路３０から出力されるハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはハイレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはローレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はオン状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はオフ状態となり、その結果、ハーフブリッジＤ級出力段３１の出力は、供給電力ＶＤＤとなる。一方、変調信号ＭＣＯＭ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のゲート−ソース間信号ＧＨはローレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはハイレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はオフ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はオン状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段３１の出力は０となる。
【００２４】
このようにハイサイド及びローサイドのスイッチング素子がデジタル駆動される場合には、オン状態のスイッチング素子に電流が流れるが、ドレイン−ソース間の抵抗値は非常に小さく、損失は殆ど発生しない。また、オフ状態のスイッチング素子には電流が流れないので損失は発生しない。従って、このデジタル電力増幅器２８の損失は極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができ、冷却用放熱板などの冷却手段も不要である。ちなみに、トランジスタをリニア駆動するときの効率が３０％程度であるのに対し、デジタル電力増幅器の効率は９０％以上である。また、トランジスタの冷却用放熱板は、トランジスタ一つに対して６０ｍｍ角程度の大きさが必要になるので、こうした冷却用放熱板が不要になると、実際のレイアウト面で圧倒的に有利である。
【００２５】
なお、本実施形態では、デジタル電力増幅器２８の出力側に設けられた平滑フィルタ２９とノズルアクチュエータ２２との間に、トランスミッションゲートなどの選択スイッチを介装せず、両者が直接的に接続されている。また、本実施形態のゲート駆動回路３０には、図６に示すように、後述するノズル選択信号ＥＮｎがハイレベルにあるときには変調信号ＭＣＯＭに従ってゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬが出力されるが、ノズル選択信号ＥＮｎがローレベルにあるときには、何れのゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬもローレベルが出力される。即ち、ゲート駆動回路３０がオフ状態にあるときにはノズルアクチュエータ２２への駆動信号が停止され、ゲート駆動回路３０がオン状態にあるときにだけノズルアクチュエータ２２への駆動信号が出力される。
【００２６】
図７には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド２に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータ２２を駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、中間電位を中心に電位が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、ノズルアクチュエータ２２を駆動して液体を噴射す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、各駆動パルスＰＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。
【００２７】
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、これにより液滴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を選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴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滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴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のである。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７の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、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、液滴を噴射せずに、例えばノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。
【００２８】
各液体噴射ヘッド２には、前記図４の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、及び駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として液体噴射ヘッド２に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスＰＣＯＭとし、駆動パルスＰＣＯＭが時系列的に連結された信号全体を駆動信号ＣＯＭと記す。即ち、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。また、ＳＩデータは、各画素毎にドット形成有無やドットサイズを指定するデータであり、ＳＰデータは、ＳＩデータで指定される各ドットサイズ毎に、駆動信号ＣＯＭに含まれる複数の駆動パルスＰＣＯＭのうちのどの駆動パルスＰＣＯＭを使用するかを指定するデータである。
【００２９】
ノズル選択回路２７では、例えば液体を噴射させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ２２を指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じてシフトレジスタの記憶領域の初段から順次後段にシフトしながら保存し、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタに格納されたら、入力されるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨによってシフトレジスタの各出力信号を同時にラッチし、それらの出力信号を適宜電力増幅して、該当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８のゲート回路３０にノズル選択信号ＥＮｎ（ｎ＝１、２、…、ｎ）として出力する。ノズル（又はノズルアクチュエータ）の番号を示す符号ｎは、例えば図３に示す液体噴射ヘッド２のノズルのうち、図示最上のノズルを１、上から２番目のノズルを２として、図示最下のノズルをｎとした。このノズル選択信号ＥＮｎは、ハイレベルにあるときゲート駆動回路３０は変調信号ＭＣＯＭに従ってゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬを出力し、ローレベルにあるときゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬともローレベルを出力する。なお、１組の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰが入力したラッチ周期の次のラッチ周期で、当該１組の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて、駆動パルスＰＣＯＭが選択される。
【００３０】
図８には、本実施形態の駆動信号ＣＯＭ及びノズル選択信号ＥＮｎの一例を示す。同図では、ノズル番号１のノズルアクチュエータ２２に第２駆動パルスＰＣＯＭ２が印加され、ノズル番号２のノズルアクチュエータ２２に第４駆動パルスＰＣＯＭ４が印加され、…ノズル番号ｎ−１のノズルアクチュエータ２２に第１駆動パルスＰＣＯＭ１（微振動）が印加され、ノズル番号ｎのノズルアクチュエータ２２に第３駆動パルスＰＣＯＭ３が印加される。
【００３１】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッド２に複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータ２２を配設し、液体噴射ヘッド２の各ノズルアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭで駆動することにより該当するノズルから印刷媒体１に向けて液体を噴射するにあたり、制御回路２３からの制御信号を電力増幅して駆動信号ＣＯＭとしてノズルアクチュエータ２２に出力するデジタル電力増幅器２８及び平滑フィルタ２９を各ノズルアクチュエータ２２に対応して液体噴射ヘッド２に設けたことにより、駆動信号ＣＯＭをノズルアクチュエータ２２に出力するための電線やＦＦＣが不要か若しくは必要最小限で済むことから、それに関わる問題を一掃することができると共に、ノズルアクチュエータ２２が容量性負荷である場合にも、デジタル電力増幅器２８から平滑フィルタ２９を介してノズルアクチュエータ２２に印加される駆動信号ＣＯＭは当該ノズルアクチュエータ２２だけであるため、駆動信号ＣＯＭの波形変化を防止することができる。
【００３２】
即ち、平滑フィルタ２９はコイルとコンデンサの組合せによってローパスフィルタが構成される。ノズルアクチュエータは容量性負荷であり、ローパスフィルタのコンデンサと並列に接続されるので、例えば、共通する駆動信号ＣＯＭを１つだけ出力し、それに対して複数のノズルアクチュエータを接続する場合、接続されるノズルアクチュエータの数が変化すると駆動信号ＣＯＭに接続されるローパスフィルタの特性が変化することになり、その結果、駆動信号ＣＯＭの波形が変化して各ノズルからの液体噴射特性も変化する。本実施形態の場合、各ノズルアクチュエータ２２にはデジタル電力増幅器２８及び平滑フィルタ２９が設けられているので、１つの駆動信号ＣＯＭに接続されるノズルアクチュエータ２２は１つか０であるから、ノズルアクチュエータ２２に印加される駆動信号ＣＯＭの波形が変化することはなく、各ノズルからの液体噴射特性も変化することがない。
【００３３】
また、平滑フィルタ２９とノズルアクチュエータ２２とを直接的に接続し、デジタル電力増幅器２８には、ハーフブリッジ出力段（スイッチング素子対）３１とゲート駆動回路３０とを備え、印刷データに基づいてゲート駆動回路３０をオンオフ制御することにより駆動信号ＣＯＭの出力又は停止を行うことにより、ノズルアクチュエータ２２の駆動信号上流側に当該ノズルアクチュエータ２２のオンオフを行う選択スイッチを配設する必要がなくなり、その分だけ、回路規模を縮小することができる。
【００３４】
次に、本実施形態の液体噴射装置を用いた印刷装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の印刷装置の構成は、前記第１実施形態のものと殆ど同様であり、液体噴射ヘッド２内に設けられた制御回路２３及び駆動回路２１がわずかに異なる。図９には、本実施形態の液体噴射ヘッド２内に設けられた制御回路２３及び駆動回路２１の構成を示す。本実施形態の液体噴射ヘッド２内の制御回路２３及び駆動回路２１の構成そのものは、前記第１実施形態のものと同じであるが、メモリ２４には、２種類の駆動波形デジタルデータが記憶され、駆動波形信号発生回路２５では、それらの駆動波形デジタルデータに応じた第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１及び第２駆動波形信号ＷＣＯＭ２が生成され、変調回路２６では、それらを個別にパルス変調した第１変調信号ＭＣＯＭ１及び第２変調信号ＭＣＯＭ２が出力される。そして、ノズル番号１に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第１変調信号ＭＣＯＭ１が入力され、ノズル番号２に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力されるといったように、ノズル番号ｎが奇数のノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第１変調信号ＭＣＯＭ１が入力され、ノズル番号ｎが偶数のノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力される。ｎの最大値は偶数なので、ノズル番号ｎ−１のノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第１変調信号ＭＣＯＭ１が入力され、ノズル番号ｎのノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力される。第１変調信号ＭＣＯＭが入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第１駆動信号ＣＯＭ１が出力され、第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第２駆動信号ＣＯＭ２が出力される。
【００３５】
図３によると、同図の最上のノズル番号が１、上から２番目のノズル番号が２、というようにノズル番号ｎが設定されているので、奇数のノズル番号ｎは図の左側のノズル列のノズルを示し、偶数のノズル番号は図の右側のノズル列のノズルを示している。例えば図３のようにノズルを千鳥状に開設する場合、千鳥配列の図示左右のノズル列間で液体噴射特性が異なることが多い。これは、製造上の都合であって、容易には是正することができない。そこで、本実施形態では、ノズル列毎に適合する２種類の駆動波形デジタルデータをメモリ２４に貯え、それらに応じた第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１及び第２駆動波形信号ＷＣＯＭ２を生成し、それらを個別にパルス変調して第１変調信号ＭＣＯＭ１及び第２変調信号ＭＣＯＭ２を出力し、それらに応じた第１駆動信号ＣＯＭ１を図３の左側のノズル列のノズルアクチュエータ２２に印加すると共に第２駆動信号ＣＯＭ２を図３の右側のノズル列のノズルアクチュエータ２２に印加する。
【００３６】
図１０には、本実施形態の駆動信号ＣＯＭ及びノズル選択信号ＥＮｎの一例を示す。同図では、左側のノズル列のノズル番号１のノズルアクチュエータ２２には第１駆動信号ＣＯＭ１の第２駆動パルスＰＣＯＭ２が印加され、右側のノズル列のノズル番号２のノズルアクチュエータ２２には第２駆動信号ＣＯＭ２の第４駆動パルスＰＣＯＭ４が印加され、…左側のノズル列のノズル番号ｎ−１のノズルアクチュエータ２２には第１駆動信号ＣＯＭ１の第１駆動パルスＰＣＯＭ１（微振動）が印加され、右側のノズル列のノズル番号ｎのノズルアクチュエータ２２には第２駆動信号ＣＯＭ２の第３駆動パルスＰＣＯＭ３が印加される。
【００３７】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、制御回路２３には、ノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭの駆動波形データを貯えるメモリ２４と、そのメモリ２４から読出した駆動波形データから駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２５と、駆動波形信号発生回路２５で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６とを備え、デジタル電力増幅器２８は、変調回路２６でパルス変調された変調信号ＭＣＯＭを電力増幅し、平滑フィルタ２９は、デジタル電力増幅器２８で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して駆動信号ＣＯＭとしてノズルアクチュエータ２２に供給する構成としたため、ノズル列毎やノズル毎の液体噴射特性に適合する駆動波形データをメモリ２４に貯えることが可能となり、その駆動波形データに応じた駆動波形信号ＷＣＯＭ、或いは駆動信号ＣＯＭをノズルアクチュエータ２２に印加することで、ノズル列毎やノズル毎の液体噴射特性を一定のものとすることが可能となる。
【００３８】
また、メモリ２４には、ノズル列毎の駆動波形データを貯え、駆動波形信号発生回路２５は、ノズル列毎の駆動波形信号ＷＣＯＭ１、ＷＣＯＭ２を生成し、変調回路２６は、ノズル列毎の変調信号ＭＣＯＭ１、ＭＣＯＭ２をパルス変調する構成としたため、製造上の都合から発生しやすいノズル列毎の液体噴射特性に適合する駆動波形データを貯えることにより、ノズル列毎の液体噴射特性を一定のものとすることができる。
【００３９】
次に、本実施形態の液体噴射装置を用いた印刷装置の第３実施形態について説明する。本実施形態の印刷装置の構成は、前記第１及び第２実施形態のものと殆ど同様であり、液体噴射ヘッド２内に設けられた制御回路２３及び駆動回路２１がわずかに異なる。図１１には、本実施形態の液体噴射ヘッド２内に設けられた制御回路２３及び駆動回路２１の構成を示す。本実施形態の液体噴射ヘッド２内の制御回路２３及び駆動回路２１の構成そのものは、前記第１及び第２実施形態のものと同じであるが、メモリ２４には、液体噴射ヘッド２に設けられた全てのノズル数分の駆動波形デジタルデータが記憶され、駆動波形信号発生回路２５では、それらの駆動波形デジタルデータに応じた第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜第ｎ駆動波形信号ＷＣＯＭｎが生成され、変調回路２６では、それらを個別にパルス変調した第１変調信号ＭＣＯＭ１〜第ｎ変調信号ＭＣＯＭｎが出力される。そして、ノズル番号１に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第１変調信号ＭＣＯＭ１が入力され、ノズル番号２に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力され、…ノズル番号ｎ−１に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第ｎ−１変調信号ＭＣＯＭｎ−１が入力され、ノズル番号ｎに相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第ｎ変調信号ＭＣＯＭｎが入力される。そして、第１変調信号ＭＣＯＭが入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第１駆動信号ＣＯＭ１が出力され、第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第２駆動信号ＣＯＭ２が出力され、第ｎ−１変調信号ＭＣＯＭが入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第ｎ−１駆動信号ＣＯＭｎ−１が出力され、第ｎ変調信号ＭＣＯＭｎが入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第ｎ駆動信号ＣＯＭｎが出力される。
【００４０】
前記第２実施形態では、比較的顕著に表れるノズル列間の液体噴射特性の変化に合わせて、各ノズル列に適合する駆動波形デジタルデータをメモリ２４に記憶しておいたが、個々のノズルも、微小ではあっても液体噴射特性が異なる。そこで、本実施形態では、ノズル毎に適合するｎ種類の駆動波形デジタルデータをメモリ２４に貯え、それらに応じた第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜第ｎ駆動波形信号ＷＣＯＭｎを生成し、それらを個別にパルス変調して第１変調信号ＭＣＯＭ１〜第ｎ変調信号ＭＣＯＭｎを出力し、それらに応じた第１駆動信号ＣＯＭ１〜第ｎ駆動信号ＣＯＭｎを該当するノズルのノズルアクチュエータ２２に印加する。
【００４１】
図１２には、本実施形態の駆動信号ＣＯＭ及びノズル選択信号ＥＮｎの一例を示す。同図では、ノズル番号１のノズルアクチュエータ２２には第１駆動信号ＣＯＭ１の第２駆動パルスＰＣＯＭ２が印加され、ノズル番号２のノズルアクチュエータ２２には第２駆動信号ＣＯＭ２の第４駆動パルスＰＣＯＭ４が印加され、…ノズル番号ｎ−１のノズルアクチュエータ２２には第ｎ−１駆動信号ＣＯＭｎ−１の第１駆動パルスＰＣＯＭ１（微振動）が印加され、ノズル番号ｎのノズルアクチュエータ２２には第ｎ駆動信号ＣＯＭｎの第３駆動パルスＰＣＯＭ３が印加される。
【００４２】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、メモリ２４には、ノズル毎の駆動波形データを貯え、駆動波形信号発生回路２５は、ノズル毎の駆動波形信号ＷＣＯＭを生成し、変調回路２６は、ノズル毎の変調信号ＭＣＯＭをパルス変調する構成としたため、ノズル毎の液体噴射特性に適合する駆動波形データを貯えることにより、ノズル毎の液体噴射特性を一定のものとすることができる。
【００４３】
次に、本実施形態の液体噴射装置を用いた印刷装置の第４実施形態について説明する。本実施形態の印刷装置の構成は、前記第３実施形態のものと殆ど同様であり、液体噴射ヘッド２内に設けられた制御回路２３及び駆動回路２１がわずかに異なる。図１３には、本実施形態の液体噴射ヘッド２内に設けられた制御回路２３及び駆動回路２１の構成を示す。本実施形態の液体噴射ヘッド２内の制御回路２３及び駆動回路２１の構成そのものは、前記第１〜第３実施形態のものと同じであるが、メモリ２４には、前記第３実施形態と同様に、液体噴射ヘッド２に設けられた全てのノズル数分の駆動波形デジタルデータが記憶され、駆動波形信号発生回路２５では、それらの駆動波形デジタルデータに応じた第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜第ｎ駆動波形信号ＷＣＯＭｎが生成され、変調回路２６では、それらを個別にパルス変調した第１変調信号ＭＣＯＭ１〜第ｎ変調信号ＭＣＯＭｎが出力される。そして、ノズル番号１に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第１変調信号ＭＣＯＭ１が入力され、ノズル番号２に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力され、…ノズル番号ｎ−１に相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第ｎ−１変調信号ＭＣＯＭｎ−１が入力され、ノズル番号ｎに相当するノズルアクチュエータ２２のデジタル電力増幅器２８には第ｎ変調信号ＭＣＯＭｎが入力される。そして、第１変調信号ＭＣＯＭが入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第１駆動信号ＣＯＭ１が出力され、第２変調信号ＭＣＯＭ２が入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第２駆動信号ＣＯＭ２が出力され、第ｎ−１変調信号ＭＣＯＭが入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第ｎ−１駆動信号ＣＯＭｎ−１が出力され、第ｎ変調信号ＭＣＯＭｎが入力されたデジタル電力増幅器２８からは平滑フィルタ２９を介して第ｎ駆動信号ＣＯＭｎが出力される。
【００４４】
但し、前記第３実施形態では、第１〜第４駆動パルスＰＣＯＭ１〜ＰＣＯＭ４を時系列的に連結して駆動信号ＣＯＭとして出力したのに対し、本実施形態では、該当するノズルアクチュエータ２２に必要な駆動パルスＰＣＯＭだけを選択して駆動信号ＣＯＭとして出力する。液体を噴射する必要のないノズルアクチュエータ２２には、微振動である第１駆動パルスＰＣＯＭ１を駆動信号ＣＯＭとして出力するか、又は何も出力しない。そのため、本実施形態では駆動波形信号発生回路２５で駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを読込み、ノズルアクチュエータ２２に必要な駆動パルスＰＣＯＭを選択して駆動信号ＣＯＭとして出力する。また、時系列的に連結された複数の駆動パルスＰＣＯＭを区分する必要がないので、ラッチ信号ＬＡＴのみとし、チャンネル信号ＣＨは使用しない。
【００４５】
図１４には、本実施形態の駆動信号ＣＯＭ及びノズル選択信号ＥＮｎの一例を示す。同図では、ノズル番号１のノズルアクチュエータ２２には第１駆動信号ＣＯＭ１の第２駆動パルスＰＣＯＭ２が印加され、ノズル番号２のノズルアクチュエータ２２には第２駆動信号ＣＯＭ２の第３駆動パルスＰＣＯＭ３が印加され、…液体を噴射する必要のないノズル番号ｎ−１のノズルアクチュエータ２２には信号のない第ｎ−１駆動信号ＣＯＭｎ−１が印加され、同じく液体を噴射する必要のないノズル番号ｎのノズルアクチュエータ２２には第ｎ駆動信号ＣＯＭｎの第１駆動パルスＰＣＯＭ１（微振動）が印加される。
【００４６】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、印刷データに応じてノズルアクチュエータ２２に必要な駆動パルスＰＣＯＭを選択し、それを駆動信号ＣＯＭとして該当するノズルアクチュエータ２２に印加することにより、駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結して駆動信号ＣＯＭとして出力する場合に比べて、駆動信号ＣＯＭの所要時間を短縮することができ、これにより印刷時間を短縮することが可能となる。
【００４７】
なお、前記第４実施形態では、液体を噴射する必要のないノズルアクチュエータ２２に対して駆動信号を印加しない場合を設定した。例えば、信号のない状態を電位０であるとすると、ゲート駆動回路３０から出力されるハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはローレベルとなるが、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはハイレベルとなり、容量性負荷である圧電素子などのノズルアクチュエータ２２が放電してしまう。そのため、前記第４実施形態では、図１３の第ｎ−１ノズル選択信号ＥＮｎ−１のように、液体を噴射する必要のないノズルアクチュエータ２２に対して信号を印加しない場合、ノズル選択信号ＥＮｎによってゲート駆動回路３０から出力されるゲート−ソース間信号ＧＨ，ＧＬをローレベルとしている。
【００４８】
しかしながら、前記各実施形態では、駆動信号ＣＯＭ（又は駆動パルスＰＣＯＭ）のないときに中間電位を維持していれば、容量性負荷である圧電素子などのノズルアクチュエータ２２からの放電を抑制防止することができるので、液体を噴射する必要のないノズルアクチュエータ２２に対して中間電位に相当する駆動信号ＣＯＭ（又は駆動パルスＰＣＯＭ）を印加するようにしてもよい。そして、そのようにすると、前記第４実施形態のように、全てのノズルアクチュエータ２２に必要な駆動信号ＣＯＭ（又は駆動パルスＰＣＯＭ）を印加する場合、ノズル選択信号ＥＮｎそのものが不要となり、結果的にノズル選択回路２７も不要となるから、その分だけ、回路規模を縮小することが可能となる。
【００４９】
次に、本実施形態の液体噴射装置を用いた印刷装置の第５実施形態について説明する。本実施形態の印刷装置の構成は、前記第１実施形態のものと殆ど同様であり、制御回路２３及び駆動回路２１がわずかに異なる。図１５には、本実施形態の制御回路２３及び駆動回路２１の構成を示す。本実施形態では、駆動回路２１は、第１乃至第４実施形態と同様に、液体噴射ヘッド２に搭載するが、制御回路２３は、印刷装置本体の制御装置に設ける。具体的には、前記図４に示す制御装置のヘッドドライバ６５内に設けた（インタフェース６７は省略）。
【００５０】
制御回路２３から出力される変調信号ＭＣＯＭは、何れのパルス変調方式を用いてもパルス信号であるから、例えば本体内の制御回路２３と液体噴射ヘッド２に搭載されている駆動回路２１とをＦＦＣで接続した場合、そのＦＦＣの寄生インダクタによって変調信号ＭＣＯＭの波形が多少変化しても電力増幅及び平滑後の駆動信号ＣＯＭには殆ど変化が生じない。従って、変調信号ＭＣＯＭを出力する制御回路２３は必ずしも液体噴射ヘッド２に搭載する必要はない。同様の理由から、前記第２実施形態〜第４実施形態の制御回路２３を印刷装置本体に設けてもよい。そして、このような構成とすることにより、液体噴射ヘッド２の小型化が可能となる。
なお、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をラインヘッド型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の液体噴射装置は、マルチパス型印刷装置にも同様に適用可能である。
【００５１】
また、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をインクジェット式印刷装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、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、カラーフィルタの製造など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噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１は印刷媒体、２は液体噴射ヘッド、３は給紙部、４は搬送部、５は給紙ローラ、６は搬送ベルト、７は電動モータ、８は駆動ローラ、９は従動ローラ、１０は排紙部、１１は固定プレート、２１は駆動回路、２２はノズルアクチュエータ、２３は制御回路、２４はメモリ、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２８はデジタル電力増幅器、２９は平滑フィルタ、３０はゲート駆動回路、３１はハーフブリッジＤ級出力段、６２は制御部、６５はヘッドドライバ。
【図１】
2013151164.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年5月27日(2013.5.27)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する複数のノズルを配設するヘッドと、
ノズル毎に各々備えられ、駆動信号で駆動されるノズルアクチュエータと、
駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号発生回路で生成された前記駆動波形信号をパルス変調する変調回路と、
第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子とゲート駆動回路とを備え、前記変調回路から出力された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器と、
前記デジタル電力増幅器で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して、前記駆動信号として前記ノズルアクチュエータに供給する平滑フィルタと、
を具備し、
前記デジタル電力増幅器は、前記ノズルアクチュエータ毎に備えられ、前記ゲート駆動回路を制御することにより、前記第一のスイッチング素子もしくは前記第二のスイッチング素子のいずれかのスイッチング素子をON状態とする、または、前記第一のスイッチング素子および前記第二のスイッチング素子をOFF状態にすることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子は、ハーフブリッジ構成であることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子とは一対で構成され、
前記第一のスイッチング素子は、ハイサイドのスイッチング素子であり、
前記第二のスイッチング素子は、ローサイドのスイッチング素子であり、
前記第一のスイッチング素子がオンの状態および、第二のスイッチング素子がオフの状態のときは、ハーフブリッジの出力がデジタル電力増幅器へ電力を供給する供給電力となることを特徴とする、請求項２記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記ゲート駆動回路にノズル選択信号を出力するノズル選択回路を、
さらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記駆動波形信号の駆動波形データを貯えるメモリをさらに備え、
前記駆動波形信号は前記メモリから読出した駆動波形データから生成されることを特徴とする請求項１乃至５に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記ヘッドは、複数のノズル列を有し、
前記メモリは、前記ノズル列毎の駆動波形データを貯え、
前記駆動波形信号発生回路は、前記ノズル列毎の前記駆動波形信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記メモリは、前記ノズル毎の駆動波形データを貯え、
前記駆動波形信号発生回路は、前記ノズル毎の駆動波形信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記変調回路は、
パルス幅変調又はパルス密度変調を行うことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れ1項に記載の液体噴射装置を用いた印刷装置。
【請求項１０】
液体を噴射する複数のノズルを配設するヘッドと、
ノズル毎に各々備えられ、駆動信号で駆動されるノズルアクチュエータと、
駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号発生回路で生成された前記駆動波形信号をパルス変調する変調回路と、
第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子を備え、前記変調回路から出力された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器と、
前記デジタル電力増幅器で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して、前記駆動信号として前記ノズルアクチュエータに供給する平滑フィルタと、を具備し、
前記デジタル電力増幅器は、
前記ノズルアクチュエータ毎に備えられ、前記第一のスイッチング素子もしくは前記第二のスイッチング素子のいずれかのスイッチング素子をON状態とする、または、前記第一のスイッチング素子および前記第二のスイッチング素子をOFF状態にすることを特徴とする液体噴射装置の駆動方法。