液体噴射装置及び液体噴射型印刷装置
【課題】メモリ自体や制御装置の小型化が可能な液体噴射装置及び液体噴射型印刷装置を提供する。
【解決手段】駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調し、その変調信号ＰＷＭをデジタル電力増幅器２８で電力増幅し、その電力増幅変調信号ＡＰＷＭを平滑化して駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）とすると共に、駆動するアクチュエータ２２の数に応じて、駆動波形信号ＷＣＯＭを補正するための逆フィルタ２３の周波数特性を制御するにあたり、２ｂｉｔで構成される駆動パルス選択特定データＳＩを、アクチュエータ２２毎に連続して送信し、各アクチュエータ２２の２ｂｉｔの駆動パルス選択特定データＳＩを受信する毎に、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることにより、駆動パルス選択特定データＳＩを記憶するレジスタ２７は１ｂｉｔの容量でよい。
【解決手段】駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調し、その変調信号ＰＷＭをデジタル電力増幅器２８で電力増幅し、その電力増幅変調信号ＡＰＷＭを平滑化して駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）とすると共に、駆動するアクチュエータ２２の数に応じて、駆動波形信号ＷＣＯＭを補正するための逆フィルタ２３の周波数特性を制御するにあたり、２ｂｉｔで構成される駆動パルス選択特定データＳＩを、アクチュエータ２２毎に連続して送信し、各アクチュエータ２２の２ｂｉｔの駆動パルス選択特定データＳＩを受信する毎に、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることにより、駆動パルス選択特定データＳＩを記憶するレジスタ２７は１ｂｉｔの容量でよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータに駆動信号を印加して液体を噴射する液体噴射装置に関し、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】
液体噴射型印刷装置では、液体噴射ヘッドのノズルから液体を噴射するために、圧電素子などのアクチュエータが設けられ、このアクチュエータに所定の駆動信号を印加しなければならない。この駆動信号は、比較的電圧の高いものなので、駆動信号の基準となる駆動波形信号を電力増幅器で電力増幅しなければならない。そこで、下記特許文献１では、アナログ電力増幅器に比べて、電力損失が極めて小さく、小型化が可能なデジタル電力増幅器を用い、駆動波形信号を変調回路でパルス変調して変調信号とし、その変調信号をデジタル電力増幅器で電力増幅して電力増幅変調信号とし、その電力増幅変調信号を平滑フィルタで平滑化して、駆動信号としている。
【０００３】
一方、アクチュエータが圧電素子などの容量性負荷の場合、平滑フィルタ及びアクチュエータで構成されるフィルタの静電容量が、駆動されるアクチュエータの数によって変化してしまい、フィルタの静電容量が変化すると周波数特性が変化し、駆動信号の波形が変化してしまう。そこで、下記特許文献２では、駆動波形信号出力回路の後段に逆フィルタを設け、この逆フィルタによって、平滑フィルタ及びアクチュエータで構成されるフィルタの周波数特性が変化しないように、駆動するアクチュエータの数に応じて当該逆フィルタの周波数特性を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６８１７２号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０８３６６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献２に記載される液体噴射装置では、例えば駆動するアクチュエータを特定する特定データが複数ｂｉｔで構成される場合、特定データの送受信方法や駆動するアクチュエータの数のカウント方法によっては、その特定データを記憶するレジスタの容量が大きくなってしまい、メモリ自体や制御装置の小型化に支障を来す恐れがある。
例えば、駆動するアクチュエータを特定する特定データが２ｂｉｔで構成される場合を例に挙げる。従来は駆動パルス選択特定データの記憶にシフトレジスタを使用していた関係もあり、アクチュエータ数分の１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを連続して送信した後、アクチュエータ数分の２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを連続して送信していた。
【０００６】
そのため、駆動するアクチュエータ数をカウントする場合、まず全てのアクチュエータ番号の１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを記憶しておき、アクチュエータ番号１の２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを受信すると、その時点で初めてアクチュエータ番号１に選択された駆動パルスの特定が可能となった。
従って、従来の駆動アクチュエータ数のカウント方法（前提として駆動パルス選択特定データＳＩの送信方法にも関係する）では、全てのアクチュエータ番号ｎの１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを記憶するために、ｎｂｉｔの容量のレジスタが必要となり、メモリ自体や制御装置の小型化に支障を来していた。
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、メモリ自体や制御装置の小型化が可能な液体噴射装置及び液体噴射型印刷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、駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号を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器と、前記電力増幅変調信号を平滑化してアクチュエータの駆動信号とする平滑フィルタと、前記駆動波形信号発生回路の後段に設けられ且つ少なくとも前記平滑フィルタ及び前記アクチュエータの静電容量で構成されるフィルタの周波数特性を、駆動するアクチュエータの数に関わらず、所定の周波数特性にする逆フィルタと、前記駆動するアクチュエータの数に応じて前記逆フィルタの周波数特性を制御する逆フィルタ制御部とを備え、前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データをアクチュエータ毎に連続して送信し、前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを記憶する（ｍ−１）ｂｉｔのレジスタを有し、各アクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることを特徴とするものである。
【０００８】
この液体噴射装置によれば、アクチュエータ毎に連続してｍｂｉｔの特定データを送信し、各アクチュエータのｍｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることとしたため、駆動するアクチュエータの特定データを記憶するレジスタは（ｍ−１）ｂｉｔの容量でよく、その結果、メモリ自体や制御装置の小型化が可能となる。
【０００９】
また、前記アクチュエータを単独で駆動することが可能な駆動パルスを時系列的に連続して前記駆動信号が構成される場合に、前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータの数を個々の駆動パルス毎にカウントすることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、駆動パルスを時系列的に連続して駆動信号が構成される場合にあっても、駆動するアクチュエータの数を個々の駆動パルス毎にカウントすることにより、各アクチュエータのＮｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置の一実施形態を示す概略構成正面図である。
【図２】図１の液体噴射型印刷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４】各液体噴射ヘッド内のアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図５】スイッチングコントローラのブロック図である。
【図６】アクチュエータの駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図７】図６の変調回路のブロック図である。
【図８】図６のデジタル電力増幅器のブロック図である。
【図９】図６の平滑フィルタのブロック図である。
【図１０】図６の逆フィルタのブロック図である。
【図１１】図６の駆動回路で駆動するアクチュエータを特定するための駆動パルス選択データの説明図である
【図１２】図６の逆フィルタ制御部で行われる演算処理のフローチャートである。
【図１３】図１２の演算処理による駆動アクチュエータ数カウントの説明図である。
【図１４】駆動するアクチュエータを特定するための従来の駆動パルス選択データの説明図である。
【図１５】図１４の駆動パルス選択データによる駆動アクチュエータ数カウントの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の液体噴射装置の一実施形態として、液体噴射型印刷装置に用いられたものについて説明する。
図１は、本実施形態の液体噴射型印刷装置の概略構成図であり、図１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、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
【００１２】
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複数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。各液体噴射ヘッド２の最下面には、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。ノズルは、図２に示すように、噴射する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列と呼んだり、その列方向をノズル列方向と呼んだりする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液体噴射ヘッド２のノズル列によって、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。
【００１３】
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、図示しない液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。そして、液体噴射ヘッド２に形成されている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形成する。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、１パスによる印刷を行うことができる。
【００１４】
液体噴射ヘッド２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り、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、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体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体の噴射量を調整することが可能となる。なお、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。
【００１５】
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。なお、前記搬送ベルト６には、例えばリニアエンコーダなどで構成される印刷基準信号出力装置が取付けられている。この印刷基準信号出力装置は、搬送ベルト６とそれに吸着されて搬送される印刷媒体１とが同期して移動されることに着目し、印刷媒体１が搬送経路中の所定位置を通過した後は、搬送ベルト６の移動に伴って要求される印刷解像度相当のパルス信号を出力し、このパルス信号に応じて、後述する駆動回路から駆動信号をアクチュエータ２２に出力することで印刷媒体１上の所定位置に所定の色の液体を噴射し、そのドットによって印刷媒体１上に所定の画像を描画する。
【００１６】
本実施形態の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置内には、液体噴射型印刷装置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、図３に示すように、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データ読込む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等の演算処理を実行する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、給紙ローラモータドライバ６３、ヘッドドライバ６５、電動モータドライバ６６と給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２、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。
【００１７】
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、入力インタフェース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（駆動パルス選択データ）を算出し、この印刷データや駆動パルス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、給紙ローラモータドライバ６３、ヘッドドライバ６５、電動モータドライバ６６に駆動信号及び制御信号を出力する。これらの駆動信号及び制御信号により、給紙ローラモータ１７、電動モータ７、液体噴射ヘッド２内のアクチュエータ２２などが夫々作動して、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、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。
【００１８】
図４には、本実施形態の液体噴射装置を用いた液体噴射型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、中間電圧を中心に電圧が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、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、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、液体がノズルから噴射される。
【００１９】
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を選択してアクチュエータ２２に供給し、液体を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータ２２に供給し、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４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。
【００２０】
液体噴射ヘッド２には、前記駆動信号ＣＯＭの他、前記図３の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて駆動パルスＰＣＯＭのうちどの駆動パルスＰＣＯＭを選択するかを示す駆動パルス選択特定データＳＩと、全ノズルにノズル選択データが入力された後に、駆動パルス選択特定データＳＩに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のアクチュエータ２２とを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨと、駆動パルス選択特定データＳＩ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とが入力されている。なお、これ以後、アクチュエータ２２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、駆動パルス選択特定データＳＩは、前述した駆動パルスＰＣＯＭのうち、どの駆動パルスＰＣＯＭを選択するかを示す２ｂｉｔのデータであり、駆動パルス選択特定データＳＩによって選択され特定される駆動パルスＰＣＯＭの数をカウントすれば、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることができる。
【００２１】
図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をアクチュエータ２２に供給するために液体噴射ヘッド２内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるノズルに対応した圧電素子などのアクチュエータ２２を指定するための駆動パルス選択特定データＳＩを保存するレジスタ２１１と、レジスタ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（駆動パルスＰＣＯＭ）をピエゾ素子などのアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３とを備えて構成されている。
【００２２】
レジスタ２１１には、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて駆動パルス選択特定データ信号ＳＩが入力される。ラッチ回路２１２は、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってレジスタ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（駆動パルスＰＣＯＭ）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２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる（スイッチ２０１がオン状態の）圧電素子などのアクチュエータ２２は、駆動パルス選択特定データＳＩに基づき所定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、レジスタ２１１の駆動パルス選択特定データＳＩがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をレジスタ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、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのアクチュエータ２２のグランド端である。また、この選択スイッチ２０１により、圧電素子などのアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後（選択スイッチ２０１がオフ）も、当該アクチュエータ２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。すなわち、前記圧電素子などのアクチュエータ２２は、容量性負荷である。
【００２３】
図６には、アクチュエータ２２の駆動回路の概略構成を示す。このアクチュエータ駆動回路は、前記制御回路内の制御部６２及びヘッドドライバ６５内に構築されている。本実施形態の駆動回路は、予め記憶されている駆動波形データＤＷＣＯＭに基づいて、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の元、つまりアクチュエータ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と、変調回路２６でパルス変調された変調信号ＰＷＭを電力増幅するデジタル電力増幅器２８と、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ＡＰＷＭを平滑化して、駆動信号ＣＯＭとして出力する平滑フィルタ２９と、駆動信号発生回路７０と変調回路２４との間に介装された逆フィルタ２３と、逆フィルタ２３の周波数特性を制御する逆フィルタ制御部２４とを備えて構成される。駆動波形信号発生回路２５は、ＣＰＵ６２ａから出力された駆動波形データＤＷＣＯＭを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールド出力する。
【００２４】
駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６には、図７に示すように、周知のパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）回路を用いた。パルス幅変調は、所定周波数の三角波信号を出力する三角波発振器３４と、三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭを比較し、例えば駆動波形信号ＷＣＯＭ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ＰＷＭを出力する比較部３５とを備えて構成される。なお、変調回路２６には、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。また、何れの場合も、プログラムによる演算処理によって変調回路２６を構成することができる。
【００２５】
デジタル電力増幅器２８は、図８に示すように、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及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２１と、変調回路２６からの変調信号ＰＷＭに基づいて、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１、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ＧＨ、ＧＬを調整するためのゲートドライブ回路３０とを備えて構成されている。デジタル電力増幅器２８では、変調信号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、ハーフブリッジ出力段２１の出力電圧Ｖａは、供給電圧ＶＤＤとなる。一方、変調信号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２１の出力電圧Ｖａは０となる。
【００２６】
このようにハイサイド側スイッチング素子Ｑ１及びローサイド側スイッチング素子Ｑ２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の損失そのものは極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができる。
平滑フィルタ２９には、図９に示すように、１つの抵抗Ｒと１つのコンデンサＣと１つのコイルＬからなる２次のフィルタを用いた。この平滑フィルタ２９によって、前記変調回路２６で生じた変調周波数、即ちパルス変調の周波数成分を減衰して除去し、駆動信号ＣＯＭを出力する。
【００２７】
次に、図６の駆動信号出力回路に設けられた逆フィルタ２３について説明する。前述したように平滑フィルタ２９は電力増幅変調信号ＡＰＷＭのキャリア信号成分を十分減衰し、且つ駆動信号ＣＯＭを減衰しないように設計されるが、アクチュエータ２２には静電容量Ｃｎがあるため駆動するアクチュエータ数が変化すると、平滑フィルタ２９及びアクチュエータ２２の静電容量Ｃｎで構成されるフィルタの周波数特性が変化する。このようにフィルタの周波数特性が変化すると、アクチュエータ２２の印加される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の波形が変化し、ノズルからの液体噴射特性も変化してしまう。
【００２８】
そこで、本実施形態では、前述した図６に示すように駆動波形信号発生回路２５の後段に逆フィルタ２３を介装する。本実施形態では、図１０に示すように、高域強調型のフィルタと１次の低域通過型或いは高域減衰型のフィルタとを並列に配設して逆フィルタ２３を構成し、出力回路のゲインが減少する場合、駆動するアクチュエータ数が所定値より多い場合には高域強調型のフィルタを、出力回路のゲインが増加する場合、即ち駆動するアクチュエータ数が所定値より少ない場合には低域通過型又は高域減衰型のフィルタを、夫々スイッチで選択する。このようにすれば、駆動波形信号ＷＣＯＭ成分の中で、平滑フィルタ２９及びアクチュエータ２２の静電容量Ｃｎで構成されるフィルタによる変化成分を適切に強調したり減衰したりすることができ、これにより実際にアクチュエータ２２に印加される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の波形の変化を抑制防止することが可能となる。
【００２９】
また、駆動するアクチュエータ数に応じて逆フィルタ２３の周波数特性を設定することにより、駆動するアクチュエータ数に応じて異なる変化成分を正確に強調したり減衰したりすることができ、これにより実際にアクチュエータ２２に印加される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の波形変化をより一層抑制防止することが可能となる。逆フィルタ２３の周波数特性の設定は、高域強調型のフィルタ（１次ハイパスフィルタ）の時定数Ｔや、低域通過型又は高域減衰型のフィルタ（１次ローパスフィルタ）の時定数Ｔを調整することで行うことができる。なお、それら時定数Ｔの設定方法については、前述した特許文献１を参考にされたい。
【００３０】
前記逆フィルタ２３のスイッチの切換えや時定数Ｔの調整を逆フィルタ制御部２４で行う。逆フィルタ制御部２４は、前記図３の制御部６２内で実行されるプログラムによって構築される。また、この逆フィルタ制御部２４は、駆動パルス選択特定データＳＩの２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）に対し、１ｂｉｔ（（ｍ−１）ｂｉｔ）のレジスタ２７を備えている。
駆動するアクチュエータ２２の数は、前記駆動パルス選択特定データＳＩによってカウントすることができる。駆動パルス選択特定データＳＩは、前述したように２ｂｉｔのデータで構成され、各アクチュエータ２２に対し、“００”ならば第１駆動パルス（微振動）ＰＣＯＭ１を、“０１”ならば第２駆動パルスＰＣＯＭ２を、“１０”ならば第３駆動パルスＰＣＯＭ３を、“１１”ならば第４駆動パルスＰＣＯＭ４を選択して特定する。
【００３１】
この駆動パルス選択特定データＳＩの２ｂｉｔのデータのうち、前側のデータをハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、後側のデータをローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）とし、ｎにはアクチュエータ２２の番号（以下、アクチュエータ番号と記す）を付与する。そして、本実施形態では、図１１に示すように、アクチュエータ番号１のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１）をクロック信号ＳＣＫの立上がりで送信し、アクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）を同じクロック信号ＳＣＫの立下がりで送信し、アクチュエータ番号２のハイサイド駆動パル選択特定データＳＩＨ（２）を次のクロック信号ＳＣＫの立上がりで送信し、アクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）を同じクロック信号ＳＣＫの立下がりで送信するといったように、アクチュエータ２２毎に連続して２ｂｉｔの駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、ＳＩＬ（ｎ）を送信する。
【００３２】
図１２は、前記逆フィルタ制御部２４で行われる駆動アクチュエータ数に応じた逆フィルタ周波数特性制御のための演算処理を示すフローチャートである。この演算処理は、ノズル列１列分（全ノズル数＝全アクチュエータ数＝ｎｍａｘ）の駆動パルス選択特定データＳＩの出力開始と共に実行され、まずステップＳ１でアクチュエータ番号ｎを１とする。
【００３３】
次にステップＳ２に移行して、アクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれたか否かを判定し、１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれた場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ３では、前記ステップＳ２で読込まれたアクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを１ｂｉｔレジスタ２７に記憶する。
【００３４】
次にステップＳ４に移行して、アクチュエータ番号ｎのローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれたか否かを判定し、２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれた場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ５では、アクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩと、アクチュエータ番号ｎのローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩから選択された駆動パルスＰＣＯＭｉ（ｉ＝１〜４）を特定し、選択され特定された駆動パルスＰＣＯＭｉに対応する駆動アクチュエータ数カウンタをインクリメントする。
【００３５】
次にステップＳ６に移行して、アクチュエータ番号ｎをインクリメントする。
次にステップＳ７に移行して、前記１ｂｉｔレジスタ２７をクリアする。
次にステップＳ８に移行して、アクチュエータ番号ｎが全アクチュエータ数ｎｍａｘであるか否かを判定し、アクチュエータ番号ｎが全アクチュエータ数ｎｍａｘである場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ２に移行する。
【００３６】
ステップＳ９では、図示しない個別の演算処理に従って、前述したように駆動アクチュエータ数に応じた逆フィルタの周波数制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、アクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号ｎのローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを受信すると、その時点で、当該アクチュエータ番号ｎに選択された駆動パルスＰＣＯＭｉが特定され、その駆動パルスＰＣＯＭｉに対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされる。
【００３７】
即ち、図１３に示すように、アクチュエータ番号１のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１）＝０を受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）＝０を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号１に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされる。次いで、アクチュエータ番号２のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（２）＝１を受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）＝１を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号２に選択された駆動パルスＰＣＯＭ４が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ４に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされる。例えば、全アクチュエータ数ｎｍａｘが１８０であるとすると、アクチュエータ番号１８０のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１８０）＝０を受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号１８０のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１８０）＝０を受信すると、その時点で、当該アクチュエータ番号１８０に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、その時点で、全ての駆動パルスＰＣＯＭｉに対する駆動アクチュエータ数が得られる。
【００３８】
従って、本実施形態では、駆動パルス選択特定データＳＩが２ｂｉｔのデータである場合、逆フィルタ制御部２４内に備えるレジスタ２７の容量は１ｂｉｔでよく、駆動パルスＰＣＯＭｉが特定されるたびにレジスタ２７をクリアすることができる。もし、駆動パルス選択特定データＳＩが３ｂｉｔである場合には、レジスタ２７の容量は２ｂｉｔでよく、駆動パルス選択特定データＳＩが４ｂｉｔである場合には、レジスタ２７の容量は３ｂｉｔでよい。つまり、駆動パルス選択特定データＳＩがｍｂｉｔである場合には、レジスタ２７の容量は（ｍ−１）ｂｉｔでよい。そのため、レジスタ２７の容量を小さくして、メモリ自体や制御装置の小型化が可能となる。
【００３９】
従来は、駆動パルス選択特定データＳＩの記憶にシフトレジスタを使用していた関係もあり、図１４に示すように、アクチュエータ番号１のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを送信した後、アクチュエータ番号２のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（２）を送信し、次いでアクチュエータ番号３のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（３）を送信し、これを繰り返して、最後のアクチュエータ番号１８０のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１８０）を送信してから、アクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）を送信し、次いでアクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）を送信し、次いでアクチュエータ番号３のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（３）を送信し、これを繰り返して最後のアクチュエータ番号１８０のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１８０）を送信するといったように、アクチュエータ番号ｎの順にハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩだけを連続して送信し、それが終了した後、アクチュエータ番号ｎの順にローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩだけを連続して送信していた。
【００４０】
そのため、図１５に示すように、駆動するアクチュエータ数をカウントする場合、まず全てのアクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを記憶しておき、アクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）＝０を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号１に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、アクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）＝１を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号２に選択された駆動パルスＰＣＯＭ４が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ４に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、これを繰り返して、最後のアクチュエータ番号１８０のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１８０）＝０を受信すると、その時点で、当該アクチュエータ番号１８０に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、その時点で、全ての駆動パルスＰＣＯＭｉに対する駆動アクチュエータ数が得られる。
【００４１】
従って、従来の駆動アクチュエータ数のカウント方法（前提として駆動パルス選択特定データＳＩの送信方法にも関係する）では、全てのアクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを記憶するために、ｎｂｉｔの容量のレジスタが必要となり、メモリ自体や制御装置の小型化に支障を来す。
【００４２】
このように、本実施形態の液体噴射装置では、駆動波形信号発生回路２５で発生された駆動波形信号ＷＣＯＭを変調回路２６でパルス変調して変調信号ＰＷＭとし、その変調信号ＰＷＭをデジタル電力増幅器２８で電力増幅して電力増幅変調信号ＡＰＷＭとし、その電力増幅変調信号ＡＰＷＭを平滑フィルタ２９で平滑化してアクチュエータ２２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）とする場合に、駆動波形信号発生回路２５の後段に設けられた逆フィルタ２３で、平滑フィルタ２９及び前記アクチュエータ２２の静電容量で構成されるフィルタの周波数特性を、駆動するアクチュエータ２２の数に関わらず、所定の周波数特性にし、駆動するアクチュエータ２２の数に応じて逆フィルタ２３の周波数特性を逆フィルタ制御部２４で制御するにあたり、駆動するアクチュエータ２２の特定データ、即ち駆動パルス選択特定データＳＩが２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）で構成される場合、アクチュエータ２２毎に連続して２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）の駆動パルス選択特定データＳＩを送信し、各アクチュエータ２２の２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）の駆動パルス選択特定データＳＩを受信する毎に、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることとしたため、駆動するアクチュエータ２２の駆動パルス選択特定データＳＩを記憶するレジスタ２７は１ｂｉｔ（（ｍ−１）ｂｉｔ）の容量でよく、その結果、メモリ自体や制御装置の小型化が可能となる。
【００４３】
また、駆動パルスＰＣＯＭｉを時系列的に連続して駆動信号ＣＯＭが構成される場合にあっても、駆動するアクチュエータ２２の数を個々の駆動パルスＰＣＯＭｉ毎にカウントすることにより、各アクチュエータ２２の２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）の駆動パルス選択特定データＳＩを受信する毎に、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることができる。
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の液体噴射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、マルチパス型の液体噴射型印刷装置にも同様に適用可能である。
【００４４】
また、本発明の液体噴射装置は、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】
【００４５】
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はヘッド固定プレート、２１はハーフブリッジ出力段、２２はアクチュエータ、２３は逆フィルタ、２４は逆フィルタ制御部、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２７はレジスタ、２８はデジタル電力増幅器、２９は平滑フィルタ、３０はゲートドライブ回路、３４は三角波発振器、３５は比較部、６２は制御部、６５はヘッドドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータに駆動信号を印加して液体を噴射する液体噴射装置に関し、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】
液体噴射型印刷装置では、液体噴射ヘッドのノズルから液体を噴射するために、圧電素子などのアクチュエータが設けられ、このアクチュエータに所定の駆動信号を印加しなければならない。この駆動信号は、比較的電圧の高いものなので、駆動信号の基準となる駆動波形信号を電力増幅器で電力増幅しなければならない。そこで、下記特許文献１では、アナログ電力増幅器に比べて、電力損失が極めて小さく、小型化が可能なデジタル電力増幅器を用い、駆動波形信号を変調回路でパルス変調して変調信号とし、その変調信号をデジタル電力増幅器で電力増幅して電力増幅変調信号とし、その電力増幅変調信号を平滑フィルタで平滑化して、駆動信号としている。
【０００３】
一方、アクチュエータが圧電素子などの容量性負荷の場合、平滑フィルタ及びアクチュエータで構成されるフィルタの静電容量が、駆動されるアクチュエータの数によって変化してしまい、フィルタの静電容量が変化すると周波数特性が変化し、駆動信号の波形が変化してしまう。そこで、下記特許文献２では、駆動波形信号出力回路の後段に逆フィルタを設け、この逆フィルタによって、平滑フィルタ及びアクチュエータで構成されるフィルタの周波数特性が変化しないように、駆動するアクチュエータの数に応じて当該逆フィルタの周波数特性を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６８１７２号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０８３６６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献２に記載される液体噴射装置では、例えば駆動するアクチュエータを特定する特定データが複数ｂｉｔで構成される場合、特定データの送受信方法や駆動するアクチュエータの数のカウント方法によっては、その特定データを記憶するレジスタの容量が大きくなってしまい、メモリ自体や制御装置の小型化に支障を来す恐れがある。
例えば、駆動するアクチュエータを特定する特定データが２ｂｉｔで構成される場合を例に挙げる。従来は駆動パルス選択特定データの記憶にシフトレジスタを使用していた関係もあり、アクチュエータ数分の１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを連続して送信した後、アクチュエータ数分の２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを連続して送信していた。
【０００６】
そのため、駆動するアクチュエータ数をカウントする場合、まず全てのアクチュエータ番号の１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを記憶しておき、アクチュエータ番号１の２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを受信すると、その時点で初めてアクチュエータ番号１に選択された駆動パルスの特定が可能となった。
従って、従来の駆動アクチュエータ数のカウント方法（前提として駆動パルス選択特定データＳＩの送信方法にも関係する）では、全てのアクチュエータ番号ｎの１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データを記憶するために、ｎｂｉｔの容量のレジスタが必要となり、メモリ自体や制御装置の小型化に支障を来していた。
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、メモリ自体や制御装置の小型化が可能な液体噴射装置及び液体噴射型印刷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、駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号を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器と、前記電力増幅変調信号を平滑化してアクチュエータの駆動信号とする平滑フィルタと、前記駆動波形信号発生回路の後段に設けられ且つ少なくとも前記平滑フィルタ及び前記アクチュエータの静電容量で構成されるフィルタの周波数特性を、駆動するアクチュエータの数に関わらず、所定の周波数特性にする逆フィルタと、前記駆動するアクチュエータの数に応じて前記逆フィルタの周波数特性を制御する逆フィルタ制御部とを備え、前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データをアクチュエータ毎に連続して送信し、前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを記憶する（ｍ−１）ｂｉｔのレジスタを有し、各アクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることを特徴とするものである。
【０００８】
この液体噴射装置によれば、アクチュエータ毎に連続してｍｂｉｔの特定データを送信し、各アクチュエータのｍｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることとしたため、駆動するアクチュエータの特定データを記憶するレジスタは（ｍ−１）ｂｉｔの容量でよく、その結果、メモリ自体や制御装置の小型化が可能となる。
【０００９】
また、前記アクチュエータを単独で駆動することが可能な駆動パルスを時系列的に連続して前記駆動信号が構成される場合に、前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータの数を個々の駆動パルス毎にカウントすることを特徴とするものである。
この液体噴射装置によれば、駆動パルスを時系列的に連続して駆動信号が構成される場合にあっても、駆動するアクチュエータの数を個々の駆動パルス毎にカウントすることにより、各アクチュエータのＮｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置の一実施形態を示す概略構成正面図である。
【図２】図１の液体噴射型印刷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４】各液体噴射ヘッド内のアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図５】スイッチングコントローラのブロック図である。
【図６】アクチュエータの駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図７】図６の変調回路のブロック図である。
【図８】図６のデジタル電力増幅器のブロック図である。
【図９】図６の平滑フィルタのブロック図である。
【図１０】図６の逆フィルタのブロック図である。
【図１１】図６の駆動回路で駆動するアクチュエータを特定するための駆動パルス選択データの説明図である
【図１２】図６の逆フィルタ制御部で行われる演算処理のフローチャートである。
【図１３】図１２の演算処理による駆動アクチュエータ数カウントの説明図である。
【図１４】駆動するアクチュエータを特定するための従来の駆動パルス選択データの説明図である。
【図１５】図１４の駆動パルス選択データによる駆動アクチュエータ数カウントの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の液体噴射装置の一実施形態として、液体噴射型印刷装置に用いられたものについて説明する。
図１は、本実施形態の液体噴射型印刷装置の概略構成図であり、図１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、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
【００１２】
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複数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。各液体噴射ヘッド２の最下面には、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。ノズルは、図２に示すように、噴射する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列と呼んだり、その列方向をノズル列方向と呼んだりする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液体噴射ヘッド２のノズル列によって、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。
【００１３】
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、図示しない液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。そして、液体噴射ヘッド２に形成されている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形成する。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、１パスによる印刷を行うことができる。
【００１４】
液体噴射ヘッド２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り、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、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体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体の噴射量を調整することが可能となる。なお、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。
【００１５】
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。なお、前記搬送ベルト６には、例えばリニアエンコーダなどで構成される印刷基準信号出力装置が取付けられている。この印刷基準信号出力装置は、搬送ベルト６とそれに吸着されて搬送される印刷媒体１とが同期して移動されることに着目し、印刷媒体１が搬送経路中の所定位置を通過した後は、搬送ベルト６の移動に伴って要求される印刷解像度相当のパルス信号を出力し、このパルス信号に応じて、後述する駆動回路から駆動信号をアクチュエータ２２に出力することで印刷媒体１上の所定位置に所定の色の液体を噴射し、そのドットによって印刷媒体１上に所定の画像を描画する。
【００１６】
本実施形態の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置内には、液体噴射型印刷装置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、図３に示すように、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データ読込む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等の演算処理を実行する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、給紙ローラモータドライバ６３、ヘッドドライバ６５、電動モータドライバ６６と給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２、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。
【００１７】
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、入力インタフェース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（駆動パルス選択データ）を算出し、この印刷データや駆動パルス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、給紙ローラモータドライバ６３、ヘッドドライバ６５、電動モータドライバ６６に駆動信号及び制御信号を出力する。これらの駆動信号及び制御信号により、給紙ローラモータ１７、電動モータ７、液体噴射ヘッド２内のアクチュエータ２２などが夫々作動して、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、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。
【００１８】
図４には、本実施形態の液体噴射装置を用いた液体噴射型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、中間電圧を中心に電圧が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、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、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、液体がノズルから噴射される。
【００１９】
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を選択してアクチュエータ２２に供給し、液体を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータ２２に供給し、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４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。
【００２０】
液体噴射ヘッド２には、前記駆動信号ＣＯＭの他、前記図３の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて駆動パルスＰＣＯＭのうちどの駆動パルスＰＣＯＭを選択するかを示す駆動パルス選択特定データＳＩと、全ノズルにノズル選択データが入力された後に、駆動パルス選択特定データＳＩに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のアクチュエータ２２とを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨと、駆動パルス選択特定データＳＩ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とが入力されている。なお、これ以後、アクチュエータ２２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、駆動パルス選択特定データＳＩは、前述した駆動パルスＰＣＯＭのうち、どの駆動パルスＰＣＯＭを選択するかを示す２ｂｉｔのデータであり、駆動パルス選択特定データＳＩによって選択され特定される駆動パルスＰＣＯＭの数をカウントすれば、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることができる。
【００２１】
図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をアクチュエータ２２に供給するために液体噴射ヘッド２内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるノズルに対応した圧電素子などのアクチュエータ２２を指定するための駆動パルス選択特定データＳＩを保存するレジスタ２１１と、レジスタ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（駆動パルスＰＣＯＭ）をピエゾ素子などのアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３とを備えて構成されている。
【００２２】
レジスタ２１１には、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて駆動パルス選択特定データ信号ＳＩが入力される。ラッチ回路２１２は、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってレジスタ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（駆動パルスＰＣＯＭ）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２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる（スイッチ２０１がオン状態の）圧電素子などのアクチュエータ２２は、駆動パルス選択特定データＳＩに基づき所定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、レジスタ２１１の駆動パルス選択特定データＳＩがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をレジスタ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、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのアクチュエータ２２のグランド端である。また、この選択スイッチ２０１により、圧電素子などのアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後（選択スイッチ２０１がオフ）も、当該アクチュエータ２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。すなわち、前記圧電素子などのアクチュエータ２２は、容量性負荷である。
【００２３】
図６には、アクチュエータ２２の駆動回路の概略構成を示す。このアクチュエータ駆動回路は、前記制御回路内の制御部６２及びヘッドドライバ６５内に構築されている。本実施形態の駆動回路は、予め記憶されている駆動波形データＤＷＣＯＭに基づいて、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の元、つまりアクチュエータ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と、変調回路２６でパルス変調された変調信号ＰＷＭを電力増幅するデジタル電力増幅器２８と、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ＡＰＷＭを平滑化して、駆動信号ＣＯＭとして出力する平滑フィルタ２９と、駆動信号発生回路７０と変調回路２４との間に介装された逆フィルタ２３と、逆フィルタ２３の周波数特性を制御する逆フィルタ制御部２４とを備えて構成される。駆動波形信号発生回路２５は、ＣＰＵ６２ａから出力された駆動波形データＤＷＣＯＭを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールド出力する。
【００２４】
駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６には、図７に示すように、周知のパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）回路を用いた。パルス幅変調は、所定周波数の三角波信号を出力する三角波発振器３４と、三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭを比較し、例えば駆動波形信号ＷＣＯＭ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ＰＷＭを出力する比較部３５とを備えて構成される。なお、変調回路２６には、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。また、何れの場合も、プログラムによる演算処理によって変調回路２６を構成することができる。
【００２５】
デジタル電力増幅器２８は、図８に示すように、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及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２１と、変調回路２６からの変調信号ＰＷＭに基づいて、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１、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ＧＨ、ＧＬを調整するためのゲートドライブ回路３０とを備えて構成されている。デジタル電力増幅器２８では、変調信号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、ハーフブリッジ出力段２１の出力電圧Ｖａは、供給電圧ＶＤＤとなる。一方、変調信号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２１の出力電圧Ｖａは０となる。
【００２６】
このようにハイサイド側スイッチング素子Ｑ１及びローサイド側スイッチング素子Ｑ２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の損失そのものは極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができる。
平滑フィルタ２９には、図９に示すように、１つの抵抗Ｒと１つのコンデンサＣと１つのコイルＬからなる２次のフィルタを用いた。この平滑フィルタ２９によって、前記変調回路２６で生じた変調周波数、即ちパルス変調の周波数成分を減衰して除去し、駆動信号ＣＯＭを出力する。
【００２７】
次に、図６の駆動信号出力回路に設けられた逆フィルタ２３について説明する。前述したように平滑フィルタ２９は電力増幅変調信号ＡＰＷＭのキャリア信号成分を十分減衰し、且つ駆動信号ＣＯＭを減衰しないように設計されるが、アクチュエータ２２には静電容量Ｃｎがあるため駆動するアクチュエータ数が変化すると、平滑フィルタ２９及びアクチュエータ２２の静電容量Ｃｎで構成されるフィルタの周波数特性が変化する。このようにフィルタの周波数特性が変化すると、アクチュエータ２２の印加される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の波形が変化し、ノズルからの液体噴射特性も変化してしまう。
【００２８】
そこで、本実施形態では、前述した図６に示すように駆動波形信号発生回路２５の後段に逆フィルタ２３を介装する。本実施形態では、図１０に示すように、高域強調型のフィルタと１次の低域通過型或いは高域減衰型のフィルタとを並列に配設して逆フィルタ２３を構成し、出力回路のゲインが減少する場合、駆動するアクチュエータ数が所定値より多い場合には高域強調型のフィルタを、出力回路のゲインが増加する場合、即ち駆動するアクチュエータ数が所定値より少ない場合には低域通過型又は高域減衰型のフィルタを、夫々スイッチで選択する。このようにすれば、駆動波形信号ＷＣＯＭ成分の中で、平滑フィルタ２９及びアクチュエータ２２の静電容量Ｃｎで構成されるフィルタによる変化成分を適切に強調したり減衰したりすることができ、これにより実際にアクチュエータ２２に印加される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の波形の変化を抑制防止することが可能となる。
【００２９】
また、駆動するアクチュエータ数に応じて逆フィルタ２３の周波数特性を設定することにより、駆動するアクチュエータ数に応じて異なる変化成分を正確に強調したり減衰したりすることができ、これにより実際にアクチュエータ２２に印加される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の波形変化をより一層抑制防止することが可能となる。逆フィルタ２３の周波数特性の設定は、高域強調型のフィルタ（１次ハイパスフィルタ）の時定数Ｔや、低域通過型又は高域減衰型のフィルタ（１次ローパスフィルタ）の時定数Ｔを調整することで行うことができる。なお、それら時定数Ｔの設定方法については、前述した特許文献１を参考にされたい。
【００３０】
前記逆フィルタ２３のスイッチの切換えや時定数Ｔの調整を逆フィルタ制御部２４で行う。逆フィルタ制御部２４は、前記図３の制御部６２内で実行されるプログラムによって構築される。また、この逆フィルタ制御部２４は、駆動パルス選択特定データＳＩの２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）に対し、１ｂｉｔ（（ｍ−１）ｂｉｔ）のレジスタ２７を備えている。
駆動するアクチュエータ２２の数は、前記駆動パルス選択特定データＳＩによってカウントすることができる。駆動パルス選択特定データＳＩは、前述したように２ｂｉｔのデータで構成され、各アクチュエータ２２に対し、“００”ならば第１駆動パルス（微振動）ＰＣＯＭ１を、“０１”ならば第２駆動パルスＰＣＯＭ２を、“１０”ならば第３駆動パルスＰＣＯＭ３を、“１１”ならば第４駆動パルスＰＣＯＭ４を選択して特定する。
【００３１】
この駆動パルス選択特定データＳＩの２ｂｉｔのデータのうち、前側のデータをハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、後側のデータをローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）とし、ｎにはアクチュエータ２２の番号（以下、アクチュエータ番号と記す）を付与する。そして、本実施形態では、図１１に示すように、アクチュエータ番号１のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１）をクロック信号ＳＣＫの立上がりで送信し、アクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）を同じクロック信号ＳＣＫの立下がりで送信し、アクチュエータ番号２のハイサイド駆動パル選択特定データＳＩＨ（２）を次のクロック信号ＳＣＫの立上がりで送信し、アクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）を同じクロック信号ＳＣＫの立下がりで送信するといったように、アクチュエータ２２毎に連続して２ｂｉｔの駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、ＳＩＬ（ｎ）を送信する。
【００３２】
図１２は、前記逆フィルタ制御部２４で行われる駆動アクチュエータ数に応じた逆フィルタ周波数特性制御のための演算処理を示すフローチャートである。この演算処理は、ノズル列１列分（全ノズル数＝全アクチュエータ数＝ｎｍａｘ）の駆動パルス選択特定データＳＩの出力開始と共に実行され、まずステップＳ１でアクチュエータ番号ｎを１とする。
【００３３】
次にステップＳ２に移行して、アクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれたか否かを判定し、１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれた場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ３では、前記ステップＳ２で読込まれたアクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを１ｂｉｔレジスタ２７に記憶する。
【００３４】
次にステップＳ４に移行して、アクチュエータ番号ｎのローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれたか否かを判定し、２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩが読込まれた場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ５では、アクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩと、アクチュエータ番号ｎのローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩから選択された駆動パルスＰＣＯＭｉ（ｉ＝１〜４）を特定し、選択され特定された駆動パルスＰＣＯＭｉに対応する駆動アクチュエータ数カウンタをインクリメントする。
【００３５】
次にステップＳ６に移行して、アクチュエータ番号ｎをインクリメントする。
次にステップＳ７に移行して、前記１ｂｉｔレジスタ２７をクリアする。
次にステップＳ８に移行して、アクチュエータ番号ｎが全アクチュエータ数ｎｍａｘであるか否かを判定し、アクチュエータ番号ｎが全アクチュエータ数ｎｍａｘである場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ２に移行する。
【００３６】
ステップＳ９では、図示しない個別の演算処理に従って、前述したように駆動アクチュエータ数に応じた逆フィルタの周波数制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、アクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号ｎのローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを受信すると、その時点で、当該アクチュエータ番号ｎに選択された駆動パルスＰＣＯＭｉが特定され、その駆動パルスＰＣＯＭｉに対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされる。
【００３７】
即ち、図１３に示すように、アクチュエータ番号１のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１）＝０を受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）＝０を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号１に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされる。次いで、アクチュエータ番号２のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（２）＝１を受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）＝１を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号２に選択された駆動パルスＰＣＯＭ４が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ４に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされる。例えば、全アクチュエータ数ｎｍａｘが１８０であるとすると、アクチュエータ番号１８０のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１８０）＝０を受信し、それをレジスタ２７に記憶した後、同じアクチュエータ番号１８０のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１８０）＝０を受信すると、その時点で、当該アクチュエータ番号１８０に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、その時点で、全ての駆動パルスＰＣＯＭｉに対する駆動アクチュエータ数が得られる。
【００３８】
従って、本実施形態では、駆動パルス選択特定データＳＩが２ｂｉｔのデータである場合、逆フィルタ制御部２４内に備えるレジスタ２７の容量は１ｂｉｔでよく、駆動パルスＰＣＯＭｉが特定されるたびにレジスタ２７をクリアすることができる。もし、駆動パルス選択特定データＳＩが３ｂｉｔである場合には、レジスタ２７の容量は２ｂｉｔでよく、駆動パルス選択特定データＳＩが４ｂｉｔである場合には、レジスタ２７の容量は３ｂｉｔでよい。つまり、駆動パルス選択特定データＳＩがｍｂｉｔである場合には、レジスタ２７の容量は（ｍ−１）ｂｉｔでよい。そのため、レジスタ２７の容量を小さくして、メモリ自体や制御装置の小型化が可能となる。
【００３９】
従来は、駆動パルス選択特定データＳＩの記憶にシフトレジスタを使用していた関係もあり、図１４に示すように、アクチュエータ番号１のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを送信した後、アクチュエータ番号２のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（２）を送信し、次いでアクチュエータ番号３のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（３）を送信し、これを繰り返して、最後のアクチュエータ番号１８０のハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（１８０）を送信してから、アクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）を送信し、次いでアクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）を送信し、次いでアクチュエータ番号３のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（３）を送信し、これを繰り返して最後のアクチュエータ番号１８０のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１８０）を送信するといったように、アクチュエータ番号ｎの順にハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩだけを連続して送信し、それが終了した後、アクチュエータ番号ｎの順にローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（ｎ）、つまり２ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩだけを連続して送信していた。
【００４０】
そのため、図１５に示すように、駆動するアクチュエータ数をカウントする場合、まず全てのアクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを記憶しておき、アクチュエータ番号１のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１）＝０を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号１に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、アクチュエータ番号２のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（２）＝１を受信すると、その時点で、アクチュエータ番号２に選択された駆動パルスＰＣＯＭ４が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ４に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、これを繰り返して、最後のアクチュエータ番号１８０のローサイド駆動パルス選択特定データＳＩＬ（１８０）＝０を受信すると、その時点で、当該アクチュエータ番号１８０に選択された駆動パルスＰＣＯＭ１が特定され、その駆動パルスＰＣＯＭ１に対応するアクチュエータ数カウンタがインクリメントされ、その時点で、全ての駆動パルスＰＣＯＭｉに対する駆動アクチュエータ数が得られる。
【００４１】
従って、従来の駆動アクチュエータ数のカウント方法（前提として駆動パルス選択特定データＳＩの送信方法にも関係する）では、全てのアクチュエータ番号ｎのハイサイド駆動パルス選択特定データＳＩＨ（ｎ）、つまり１ｂｉｔ目の駆動パルス選択特定データＳＩを記憶するために、ｎｂｉｔの容量のレジスタが必要となり、メモリ自体や制御装置の小型化に支障を来す。
【００４２】
このように、本実施形態の液体噴射装置では、駆動波形信号発生回路２５で発生された駆動波形信号ＷＣＯＭを変調回路２６でパルス変調して変調信号ＰＷＭとし、その変調信号ＰＷＭをデジタル電力増幅器２８で電力増幅して電力増幅変調信号ＡＰＷＭとし、その電力増幅変調信号ＡＰＷＭを平滑フィルタ２９で平滑化してアクチュエータ２２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）とする場合に、駆動波形信号発生回路２５の後段に設けられた逆フィルタ２３で、平滑フィルタ２９及び前記アクチュエータ２２の静電容量で構成されるフィルタの周波数特性を、駆動するアクチュエータ２２の数に関わらず、所定の周波数特性にし、駆動するアクチュエータ２２の数に応じて逆フィルタ２３の周波数特性を逆フィルタ制御部２４で制御するにあたり、駆動するアクチュエータ２２の特定データ、即ち駆動パルス選択特定データＳＩが２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）で構成される場合、アクチュエータ２２毎に連続して２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）の駆動パルス選択特定データＳＩを送信し、各アクチュエータ２２の２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）の駆動パルス選択特定データＳＩを受信する毎に、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることとしたため、駆動するアクチュエータ２２の駆動パルス選択特定データＳＩを記憶するレジスタ２７は１ｂｉｔ（（ｍ−１）ｂｉｔ）の容量でよく、その結果、メモリ自体や制御装置の小型化が可能となる。
【００４３】
また、駆動パルスＰＣＯＭｉを時系列的に連続して駆動信号ＣＯＭが構成される場合にあっても、駆動するアクチュエータ２２の数を個々の駆動パルスＰＣＯＭｉ毎にカウントすることにより、各アクチュエータ２２の２ｂｉｔ（ｍｂｉｔ）の駆動パルス選択特定データＳＩを受信する毎に、駆動するアクチュエータ２２の数をカウントすることができる。
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の液体噴射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、マルチパス型の液体噴射型印刷装置にも同様に適用可能である。
【００４４】
また、本発明の液体噴射装置は、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】
【００４５】
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はヘッド固定プレート、２１はハーフブリッジ出力段、２２はアクチュエータ、２３は逆フィルタ、２４は逆フィルタ制御部、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２７はレジスタ、２８はデジタル電力増幅器、２９は平滑フィルタ、３０はゲートドライブ回路、３４は三角波発振器、３５は比較部、６２は制御部、６５はヘッドドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号を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器と、
前記電力増幅変調信号を平滑化してアクチュエータの駆動信号とする平滑フィルタと、
前記駆動波形信号発生回路の後段に設けられ且つ少なくとも前記平滑フィルタ及び前記アクチュエータの静電容量で構成されるフィルタの周波数特性を、駆動するアクチュエータの数に関わらず、所定の周波数特性にする逆フィルタと、
前記駆動するアクチュエータの数に応じて前記逆フィルタの周波数特性を制御する逆フィルタ制御部とを備え、
前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データをアクチュエータ毎に連続して送信し、
前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを記憶する（ｍ−１）ｂｉｔのレジスタを有し、
各アクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記アクチュエータを単独で駆動することが可能な駆動パルスを時系列的に連続して前記駆動信号が構成される場合に、前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータの数を個々の駆動パルス毎にカウントする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】
請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置を備えた液体噴射型印刷装置。
【請求項１】
駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号を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器と、
前記電力増幅変調信号を平滑化してアクチュエータの駆動信号とする平滑フィルタと、
前記駆動波形信号発生回路の後段に設けられ且つ少なくとも前記平滑フィルタ及び前記アクチュエータの静電容量で構成されるフィルタの周波数特性を、駆動するアクチュエータの数に関わらず、所定の周波数特性にする逆フィルタと、
前記駆動するアクチュエータの数に応じて前記逆フィルタの周波数特性を制御する逆フィルタ制御部とを備え、
前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データをアクチュエータ毎に連続して送信し、
前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを記憶する（ｍ−１）ｂｉｔのレジスタを有し、
各アクチュエータを特定するｍｂｉｔの特定データを受信する毎に、駆動するアクチュエータの数をカウントすることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記アクチュエータを単独で駆動することが可能な駆動パルスを時系列的に連続して前記駆動信号が構成される場合に、前記逆フィルタ制御部は、前記駆動するアクチュエータの数を個々の駆動パルス毎にカウントする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】
請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置を備えた液体噴射型印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−９３１０４（Ｐ２０１１−９３１０４Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６２１０（Ｐ２００９−２４６２１０）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]