JP4518152B2 - 液体噴射装置及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

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。

このような印刷装置の１つであるインクジェットプリンタは、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。
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。

ところで、この種の液体噴射型印刷装置では、電力増幅回路で電力増幅された駆動信号を圧電素子などのノズルアクチュエータに印加してノズルから液体を噴射するが、例えばリニア駆動されるプッシュプル接続型トランジスタ等のアナログ電力増幅器で駆動信号を電力増幅すると、損失が大きく、放熱のための大きなヒートシンクが必要となる。そこで、下記特許文献１では、駆動信号をデジタル電力増幅器、所謂Ｄ級アンプで電力増幅することにより、損失を低減し、ヒートシンクを無用としている。
特開２００５−３２９７１０号公報

ところで、前記特許文献１のように、デジタル電力増幅器を用いて駆動信号を電力増幅する場合、電力増幅する前の変調信号の周波数成分を平滑フィルタで除去する必要があり、変調信号周波数成分を十分に除去するためには駆動波形信号成分を安定して通過し且つ変調信号周波数成分を十分に除去するような急峻な周波数特性の平滑フィルタ、換言すれば高次な平滑フィルタが必要となり、その場合には、平滑フィルタに用いられるコイルの端子間電位差が大きくなり、ヒステリシスによる損失が大きくなってしまう。
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、デジタル電力増幅器を用いて電力増幅する場合に、平滑フィルタの次数を低くすることができると共に高精度な駆動信号を得ること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。

上記諸問題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、液体噴射用のアクチュエータを駆動するため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、前記駆動波形信号発生回路で発生された駆動波形信号をパルス変調する変調回路と、前記変調回路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回路と、前記デジタル電力増幅回路で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化し、前記アクチュエータに向けて出力する平滑フィルタとを備え、前記デジタル電力増幅回路は、プッシュプル接続されたスイッチング素子対からなるデジタル電力増幅器を複数段備え、前記電力増幅変調信号は、前記デジタル電力増幅器の数より到達電位のステップ数が多い多値の信号とすることを特徴とするものである。
本発明では、パルス変調された変調信号を複数段のデジタル電力増幅器で電力増幅し、それらの出力を組合せて電力増幅変調信号とするため、その電力増幅変調信号はパルス状又はステップ状になる。本発明の電力増幅変調信号の到達電位のステップ数とは、そのパルス状又はステップ状の電力増幅変調信号が到達する電位の数を示す。

而して、本発明の液体噴射装置によれば、複数段のデジタル電力増幅器の出力を組合せて電力増幅変調信号とするため、当該電力増幅変調信号の到達電位のステップ間の電位差が小さくなり、その電力増幅変調信号から変調信号の周波数成分を除去するための平滑フィルタの次数を低くすることができると共に、電力増幅変調信号を多値信号とすることにより高精度な駆動信号を得ることが可能となる。また、平滑フィルタの次数を低くすることによって回路の構成を簡素化、小型化することができる。また、電力増幅変調信号の到達電位のステップ間の電位差が小さいので、デジタル電力増幅器のスイッチング素子の耐圧を低くすることができ、これにより回路の小型化が可能となる。

また、本発明の液体噴射装置は、前記デジタル電力増幅回路は、２段目以降のデジタル電力増幅器にブートストラップ回路を備え、且つ前段のデジタル電力増幅器によってバイアスされ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、消費電流は同じでも電源電位を低くすることができ、回路の小型化、省電力化が可能となる。また、特に前段のデジタル電力増幅器がオン、後段のデジタル電力増幅器がオフのとき、電力回生となり、更なる省電力化が可能となる。

また、本発明の液体噴射装置は、前記ブートストラップ回路のコンデンサは、前記アクチュエータを駆動するのに十分な容量であ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、例えば前段のデジタル電力増幅器がオンの状態で、後段のデジタル電力増幅器をオンオフする場合に、ブートストラップ電位を確保することができる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記複数段のデジタル電力増幅器は、同一の電源に接続され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、複数段のデジタル電力増幅器の電源を共通化することで回路の小型化が可能となる。

また、本発明の液体噴射装置は、前記複数段のデジタル電力増幅器は、夫々異なる電位の電源に接続され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、複数段のデジタル電力増幅器の電源電位を異なるものとすることで電力増幅変調信号の更なる多値化が可能となり、更に高精度の駆動信号を得ることが可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記変調回路は、前記複数段のデジタル電力増幅器分の変調信号を出力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、電力増幅変調信号を確実に多値化することが可能となる。

また、本発明の液体噴射装置は、前記変調回路は、パルス幅変調回路であ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、平滑フィルタの周波数特性を緩やかなものとすることができ、もって駆動信号を安定化することができる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記変調回路は、パルス密度変調回路であ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、更に高精度の駆動信号を得ることができる。

次に、本発明の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置の第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１ａは、その平面図、図１ｂは正面図である。図１において、印刷媒体１は、図の右から左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。

図中の符号２は、印刷媒体１の搬送方向上流側に設けられた第１液体噴射ヘッド、符号３は、同じく下流側に設けられた第２液体噴射ヘッドであり、第１液体噴射ヘッド２の下方には印刷媒体１を搬送するための第１搬送部４が設けられ、第２液体噴射ヘッド３の下方には第２搬送部５が設けられている。第１搬送部４は、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向（以下、ノズル列方向とも称す）に所定の間隔をあけて配設された４本の第１搬送ベルト６で構成され、第２搬送部５は、同じく印刷媒体１の搬送方向と交差する方向（ノズル列方向）に所定の間隔をあけて配設された４本の第２搬送ベルト７で構成される。

４本の第１搬送ベルト６と同じく４本の第２搬送ベルト７とは、互いに交互に隣り合うように配設されている。本実施形態では、これらの搬送ベルト６，７のうち、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７と、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７とを区分する。即ち、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７の重合部に右側駆動ローラ８Ｒが配設され、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７の重合部に左側駆動ローラ８Ｌが配設され、それより上流側に右側第１従動ローラ９Ｒ及び左側第１従動ローラ９Ｌが配設され、下流側に右側第２従動ローラ１０Ｒ及び左側第２従動ローラ１０Ｌが配設されている。これらのローラは、一連のように見られるが、実質的には図１ａの中央部分で分断されている。

そして、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６は右側駆動ローラ８Ｒ及び右側第１従動ローラ９Ｒに巻回され、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６は左側駆動ローラ８Ｌ及び左側第１従動ローラ９Ｌに巻回され、ノズル列方向右側２本の第２搬送ベルト７は右側駆動ローラ８Ｒ及び右側第２従動ローラ１０Ｒに巻回され、ノズル列方向左側２本の第２搬送ベルト７は左側駆動ローラ８Ｌ及び左側第２従動ローラ１０Ｌに巻回されており、右側駆動ローラ８Ｒには右側電動モータ１１Ｒが接続され、左側駆動ローラ８Ｌには左側電動モータ１１Ｌが接続されている。

従って、右側電動モータ１１Ｒによって右側駆動ローラ８Ｒを回転駆動すると、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６で構成される第１搬送部４及び同じくノズル列方向右側２本の第２搬送ベルト７で構成される第２搬送部５は、互いに同期し且つ同じ速度で移動し、左側電動モータ１１Ｌによって左側駆動ローラ８Ｌを回転駆動すると、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６で構成される第１搬送部４及び同じくノズル列方向左側２本の第２搬送ベルト７で構成される第２搬送部５は、互いに同期し且つ同じ速度で移動する。但し、右側電動モータ１１Ｒと左側電動モータ１１Ｌの回転速度を異なるものとすると、ノズル列方向左右の搬送速度を変えることができ、具体的には右側電動モータ１１Ｒの回転速度を左側電動モータ１１Ｌの回転速度よりも大きくすると、ノズル列方向右側の搬送速度を左側よりも大きくすることができ、左側電動モータ１１Ｌの回転速度を右側電動モータ１１Ｒの回転速度よりも大きくすると、ノズル列方向左側の搬送速度を右側よりも大きくすることができる。そして、このようにノズル列方向、即ち搬送方向と交差する方向の搬送速度を調整することにより、印刷媒体１の搬送姿勢を制御することが可能となる。

第１液体噴射ヘッド２及び第２液体噴射ヘッド３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色の各色毎に、印刷媒体１の搬送方向にずらして配設されている。各液体噴射ヘッド２，３には、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インク等の液体が供給される。各液体噴射ヘッド２，３には、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向に、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滴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、第１搬送部４及び第２搬送部５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。

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、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、圧電素子からなるアクチュエータは静電容量を有する容量性負荷である。

第１液体噴射ヘッド２のノズルは第１搬送部４の４本の第１搬送ベルト６の間にだけ形成されており、第２液体噴射ヘッド３のノズルは第２搬送部５の４本の第２搬送ベルト７の間にだけ形成されている。これは、後述するクリーニング部によって各液体噴射ヘッド２，３をクリーニングするためであるが、このようにすると、どちらか一方の液体噴射ヘッドだけでは、１パスによる全面印刷を行うことができない。そのため、互いに印字できない部分を補うために第１液体噴射ヘッド２と第２液体噴射ヘッド３とを印刷媒体１の搬送方向にずらして配設しているのである。

第１液体噴射ヘッド２の下方に配設されているのが当該第１液体噴射ヘッド２をクリーニングする第１クリーニングキャップ１２、第２液体噴射ヘッド３の下方に配設されているのが当該第２液体噴射ヘッド３をクリーニングする第２クリーニングキャップ１３である。各クリーニングキャップ１２，１３は、何れも第１搬送部４の４本の第１搬送ベルト６の間、及び第２搬送部５の４本の第２搬送ベルト７の間を通過できる大きさに形成してある。これらのクリーニングキャップ１２，１３は、例えば液体噴射ヘッド２，３の下面、即ちノズル面に形成されているノズルを覆い且つ当該ノズル面に密着可能な方形有底のキャップ体と、その底部に配設された液体吸収体と、キャップ体の底部に接続されたチューブポンプと、キャップ体を昇降する昇降装置とで構成されている。そこで、昇降装置によってキャップ体を上昇して液体噴射ヘッド２，３のノズル面に密着する。その状態で、チューブポンプによってキャップ体内を負圧にすると、液体噴射ヘッド２，３のノズル面に開設されているノズルから液体や気泡が吸い出され、液体噴射ヘッド２，３をクリーニングすることができる。クリーニングが終了したら、クリーニングキャップ１２，１３を下降する。

第１従動ローラ９Ｒ，９Ｌの上流側には、給紙部１５から供給される印刷媒体１の給紙タイミングを調整すると共に当該印刷媒体１のスキューを補正する、二個一対のゲートローラ１４が設けられている。スキューとは、搬送方向に対する印刷媒体１の捻れである。また、給紙部１５の上方には、印刷媒体１を供給するためのピックアップローラ１６が設けられている。なお、図中の符号１７は、ゲートローラ１４を駆動するゲートローラモータである。

駆動ローラ８Ｒ，８Ｌの下方にはベルト帯電装置１９が配設されている。このベルト帯電装置１９は、駆動ローラ８Ｒ，８Ｌを挟んで第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７に当接する帯電ローラ２０と、帯電ローラ２０を第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７に押し付けるスプリング２１と、帯電ローラ２０に電荷を付与する電源１８とで構成されており、帯電ローラ２０から第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７に電荷を付与してそれらを帯電する。一般に、これらのベルト類は、中・高抵抗体又は絶縁体で構成されているので、ベルト帯電装置によって帯電すると、その表面に印加された電荷が、同じく高抵抗体又は絶縁体で構成される印刷媒体１に誘電分極を生じせしめ、その誘電分極によって発生する電荷とベルト表面の電荷との間に生じる静電気力でベルトに印刷媒体１を吸着することができる。なお、帯電手段としては、所謂電荷を降らせるコロトロンなどでもよい。

従って、この印刷装置によれば、ベルト帯電装置で第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７の表面を帯電し、その状態でゲートローラ１４から印刷媒体１を給紙し、図示しない拍車やローラで構成される紙押えローラで印刷媒体１を第１搬送ベルト６に押し付けると、前述した誘電分極の作用によって印刷媒体１は第１搬送ベルト６の表面に吸着される。この状態で、電動モータ１１Ｒ，１１Ｌによって駆動ローラ８Ｒ，８Ｌを回転駆動すると、その回転駆動力が第１搬送ベルト６を介して第１従動ローラ９Ｒ，９Ｌに伝達される。

このようにして印刷媒体１を吸着した状態で第１搬送ベルト６を搬送方向下流側に移動して印刷媒体１を第１液体噴射ヘッド２の下方に移動し、当該第１液体噴射ヘッド２に形成されているノズルから液滴を噴射して印刷を行う。この第１液体噴射ヘッド２による印刷が終了したら、印刷媒体１を搬送方向下流側に移動して第２搬送部５の第２搬送ベルト７に乗り移らせる。前述したように、第２搬送ベルト７もベルト帯電装置によって表面が帯電しているので、前述した誘電分極の作用によって印刷媒体１は第２搬送ベルト７の表面に吸着される。

この状態で、第２搬送ベルト７を搬送方向下流側に移動して印刷媒体１を第２液体噴射ヘッド３の下方に移動し、当該第２液体噴射ヘッド３に形成されているノズルから液滴を噴射して印刷を行う。この第２液体噴射ヘッド３による印刷が終了したら、印刷媒体１を更に搬送方向下流側に移動し、図示しない分離装置で印刷媒体１を第２搬送ベルト７の表面から分離しながら排紙部に排紙する。

また、第１及び第２液体噴射ヘッド２，３のクリーニングが必要なときには、前述したように第１及び第２クリーニングキャップ１２，１３を上昇して第１及び第２液体噴射ヘッド２，３のノズル面にキャップ体を密着し、その状態でキャップ体内を負圧にすることで第１及び第２液体噴射ヘッド２，３のノズルから液体や気泡を吸い出してクリーニングし、然る後、第１及び第２クリーニングキャップ１２，１３を下降する。

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２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、ゲートローラモータ１７を駆動制御するゲートローラモータドライバ６３と、ピックアップローラ１６を駆動するためのピックアップローラモータ５１を駆動制御するピックアップローラモータドライバ６４と、液体噴射ヘッド２，３を駆動制御するヘッドドライバ６５と、右側電動モータ１１Ｒを駆動制御する右側電動モータドライバ６６Ｒと、左側電動モータ１１Ｌを駆動制御する左側電動モータドライバ６６Ｌと、各ドライバ６３〜６５、６６Ｒ、６６Ｌと外部のゲートローラモータ１７、ピックアップローラモータ５１、液体噴射ヘッド２，３、右側電動モータ１１Ｒ、左側電動モータ１１Ｌとを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。

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、インタフェース部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滴を吐出するか或いはどの程度の液滴を吐出するかというノズル選択データやノズルアクチュエータへの駆動信号出力データを算出し、この印刷データや駆動信号出力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、６６Ｒ、６６Ｌに制御信号を出力する。各ドライバ６３〜６５、６６Ｒ、６６Ｌ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、液体噴射ヘッド２，３の複数のノズルに対応するノズルアクチュエータ、ゲートローラモータ１７、ピックアップローラモータ５１、右側電動モータ１１Ｒ、左側電動モータ１１Ｌが夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送、印刷媒体１の姿勢制御、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。

図３には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射装置２、３に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータ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。

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３の左端の駆動信号ＣＯＭ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。

これらの結果、液体噴射ヘッド２，３には、後述する駆動信号出力回路から出力される駆動信号ＣＯＭ、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２，３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、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２，３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。

次に、前記駆動回路から出力される駆動信号ＣＯＭと圧電素子などのノズルアクチュエータを接続する構成について説明する。図４は、駆動信号ＣＯＭとピエゾ素子などのアクチュエータとを接続する選択部のブロック図である。この選択部は、インク滴を吐出させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータを指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ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するレベルシフタ２１３と、レベルシフタの出力に応じて駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ２２に接続する選択スイッチ２０１によって構成されている。

シフトレジスタ２１１には、駆動信号選択データ信号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、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタ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が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データ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。また、シフトレジスタ２１１の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２に保存された後、次の印字情報をシフトレジスタ２１１に入力し、インク滴の吐出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、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ２０１によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号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２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。

図５には、ノズルアクチュエータ２２を駆動するヘッドドライバ６５内の駆動信号出力回路の具体的な構成の一例を示す。ラインヘッド型印刷装置を構成する液体噴射ヘッド２，３には多数のノズルが形成されており、図６に示すように、その夫々に、前述したノズルアクチュエータ２２が設けられている。これらのノズルアクチュエータ２２の上流側には、夫々、トランスミッションゲートで構成される選択スイッチ２３が配設されており、各選択スイッチ２３は図示しないノズル選択制御回路により印刷データに応じてオンオフされ、選択スイッチ２３がオンされているノズルアクチュエータ２２にのみ駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）が印加される。

一方、駆動信号出力回路は、制御部６２からの駆動信号出力データに基づいて、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）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と、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回路２８と、デジタル電力増幅回路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（駆動パルスＰＣＯＭ）として液体噴射ヘッド２，３の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。

駆動波形信号発生回路２５は、予め設定されたデジタル電位データを時系列に組合せて出力し、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、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路を用いた。パルス幅変調は、図７に示すように、三角波信号発生回路２３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とを比較器２４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として出力する。但し、本実施形態の三角波信号は、前記駆動波形信号ＷＣＯＭの波高値の半分程度の電位しかなく、この三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとの比較パルスを第１変調信号ＰＷＭ１として出力すると共に、前記三角波信号に当該三角波信号の波高値に相当する電位をバイアスした信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとの比較パルスを第２変調信号ＰＷＭ２として出力する。本実施形態では、デジタル電力増幅回路２８内に２段のデジタル電力増幅器を備えているので、変調回路２６は、デジタル電力増幅器の数分の変調信号を出力していることになる。

図８に示すデジタル電力増幅回路２８は、前述したように、第１変調信号ＰＷＭ１を電力増幅する第１デジタル電力増幅器２７ａと、第２変調信号ＰＷＭ２を電力増幅する第２デジタル電力増幅器２７ｂを備えている。第１デジタル電力増幅器２７ａのハイサイドは電源ＶＨＶに接続され、ローサイドは接地されている。第２デジタル電力増幅器２７ｂと第１デジタル電力増幅器２７ａの間にはブートストラップ回路３２が介装され、当該第２デジタル電力増幅器２７ｂのハイサイドはブートストラップ回路３２の整流子Ｄを介して電源ＶＨＶに接続され、ローサイドは第１デジタル電力増幅器２７ａの出力端に接続されている。即ち、後段に相当する第２デジタル電力増幅器２７ｂのローサイドは、前段に相当する第１デジタル電力増幅器２７ａの出力でバイアスされる。ブートストラップ回路３２は、第２デジタル電力増幅器２７ｂのハイサイドからの電流を規制する整流子Ｄと、電源ＶＨＶと第１デジタル電力増幅器２７ａの出力間の電位差で充電されるコンデンサＣＢを備えている。なお、このコンデンサＣＢの容量は、前述したように圧電素子からなる容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２を駆動するのに十分な容量とする。具体的には、前段の第１デジタル電力増幅器２７ａがオンの状態で、後段の第２デジタル電力増幅器２７ｂをオンオフする場合に、ブートストラップ電位を確保する容量とする。

第１及び第２デジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂは、図９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ドライバ回路３０とを備えて構成されている。２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬは反転信号になっている。デジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂでは、変調信号がＨｉ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Ｈｉ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Ｌｏレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はＯＮ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はＯＦＦ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、ハイサイド電位となる。一方、変調信号がＬｏ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Ｌｏ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Ｈｉレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はＯＦＦ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はＯＮ状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段３１の出力はローサイド電位となる。

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、ＯＮ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、ＯＦＦ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、これらのデジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂ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。

また、平滑フィルタ２９は、図１０に示すように、コイルＬとコンデンサＣ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ＡＰＷＭの変調周波数成分、この場合は三角波信号の周波数成分が除去される。
本実施形態では、ハイサイドが電源ＶＨＶに接続された前段の第１デジタル電力増幅器２７ａの後段に第２デジタル電力増幅器２７ｂが配設され、且つ第２デジタル電力増幅器２７ｂのローサイドはブートストラップ回路３２によって電源ＶＨＶ電位までブートストラップされているので、第２デジタル電力増幅器２７ｂがオフであるときには、第１デジタル電力増幅器２７ａの出力がそのまま第２デジタル電力増幅器２７ｂから電力増幅変調信号ＡＰＷＭとして出力されるが、第２デジタル電力増幅器２７ｂがオンであるときには第１デジタル電力増幅器２７ａの出力と第２デジタル電力増幅器２７ｂの出力との加算値が当該第２デジタル電力増幅器２７ｂから電力増幅変調信号ＡＰＷＭとして出力される。

図１１には、本実施形態の第１及び第２変調信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２、電力増幅変調信号ＡＰＷＭ、駆動信号ＣＯＭの経時変化を示す。本実施形態では、三角波信号の波高値電位を駆動波形信号ＷＣＯＭの波高値の半分程度とし、この三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとの比較パルスを第１変調信号ＰＷＭ１として出力すると共に、前記三角波信号に当該三角波信号の波高値に相当する電位をバイアスした信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとの比較パルスを第２変調信号ＰＷＭ２として出力するので、図に示す駆動信号ＣＯＭと駆動波形信号ＷＣＯＭが同等であるとすると、三角波信号は電位０から電源電位ＶＨＶで変化し、この三角波信号に当該三角波信号の波高値に相当する電位をバイアスした信号は電源電位ＶＨＶとその２倍値ＶＨＶ×２で変化する。従って、駆動波形信号ＷＣＯＭ（図では駆動信号ＣＯＭ）が電源電位ＶＨＶ以上となる領域では、第１変調信号ＰＷＭ１はＨｉレベルを維持する。

電力増幅変調信号ＡＰＷＭは、第１変調信号ＰＷＭ１と第２変調信号ＰＷＭ２とを加算した値となり、第１デジタル電力増幅器２７ａの電力増幅した第１変調信号ＰＷＭ１の電力増幅変調信号ＡＰＷＭは電源電位ＶＨＶと電位０間のパルスとなり、これに加算される第２デジタル電力増幅器２７ｂの電力増幅した第２変調信号ＰＷＭ２の電力増幅変調信号ＡＰＷＭは電源電位ＶＨＶとその２倍値ＶＨＶ×２間のパルスとなる。従って、２つの電力増幅変調信号の加算値からなる電力増幅変調信号ＡＰＷＭは電位０、電源電位ＶＨＶ、電源電位の２倍値ＶＨＶ×２を到達電位とするから、到達電位のステップ数は“３”となり、デジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂの段数“２”よりも多い。平滑フィルタ２９で平滑化する前の電力増幅変調信号ＡＰＷＭの到達電位のステップ数が多いほど、平滑化された後の駆動信号ＣＯＭの波形精度は向上する。

また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号ＣＯＭ、即ち電力増幅変調信号ＡＰＷＭの波高値の半分程度でよいので、平滑フィルタ２９の周波数特性は図１２に二点鎖線で示すような急峻なものでなく、同図に実線で示すような比較的緩やかな周波数特性であっても、変調周波数を十分に除去することができる。換言すれば、平滑フィルタ２９の次数を低くすることが可能となり、回路構成の簡素化、小型化を可能とすると共に、合わせてコイルＬの端子間電位差が小さくなるため、ヒステリシスによる損失も小さい。また、２段のデジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂに流れる総電流は同じでも、電源電位ＶＨＶを駆動信号ＣＯＭ、即ち電力増幅変調信号ＡＰＷＭの波高値の半分程度でよいので、省電力化が可能となると共に、デジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の耐圧を低くすることができ、回路の小型化も可能となる。また、ブートストラップ回路３２により、前段の第１デジタル電力増幅器２７ａがオン、後段の第２デジタル電力増幅器２７ｂがオフの時、容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２及びブートストラップ回路３２のコンデンサＣＢの電荷が電源ＶＨＶ側に流れる回生が起きるため、更なる省電力化が可能となる。

図１３には、本実施形態における第１及び第２変調信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２の異なる例を示す。この場合も、図８のデジタル電力増幅回路２８によって、図１１と同等の電力増幅変調信号ＡＰＷＭを得ることができ、これにより同等の駆動信号ＣＯＭが得られる。この駆動例では、例えば図の駆動信号ＣＯＭが駆動波形信号ＷＣＯＭと同等であるとしたとき、駆動波形信号ＷＣＯＭが電源電位ＶＨＶより大きいときにオンデューティとなるパルスを第１変調信号ＰＷＭ１として出力し、この第１変調信号ＰＷＭ１がオフデューティのときには前記三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭの比較パルスを第２変調信号ＰＷＭ２として出力し、第１変調信号ＰＷＭがオンデューティのときには、三角波信号に電源電位ＶＨＶを加えた信号と駆動波形信号ＷＣＯＭの比較パルスを第２変調信号ＰＷＭ２として出力するようにしたものである。

このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体噴射用のノズルアクチュエータ２２を駆動するための基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを駆動波形信号発生回路２５で発生し、その駆動波形信号ＷＣＯＭを変調回路２６でパルス変調し、その変調信号をデジタル電力増幅回路２８で電力増幅し、その電力増幅された電力増幅変調信号ＡＰＷＭを平滑フィルタ２９で平滑化し、ノズルアクチュエータ２２に向けて出力するにあたり、デジタル電力増幅回路２８に、プッシュプル接続されたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２対からなるデジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂを２段備え、電力増幅変調信号ＡＰＷＭを、デジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂの数より到達電位のステップ数が多い多値の信号としたことにより、２段のデジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂの出力を組合せて電力増幅変調信号ＡＰＷＭとするため、当該電力増幅変調信号ＡＰＷＭの到達電位のステップ間の電位差が小さくなり、その電力増幅変調信号ＡＰＷＭから変調信号の周波数成分を除去するための平滑フィルタ２９の次数を低くすることができると共に、電力増幅変調信号ＡＰＷＭを多値信号とすることにより高精度な駆動信号ＣＯＭを得ることが可能となる。また、平滑フィルタ２９の次数を低くすることによって回路の構成を簡素化、小型化することができる。また、電力増幅変調信号ＡＰＷＭの到達電位のステップ間の電位差が小さいので、デジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の耐圧を低くすることができ、これにより回路の小型化が可能となる。

また、デジタル電力増幅回路２８では、２段目のデジタル電力増幅器２７ｂにブートストラップ回路３２を備え、且つ前段のデジタル電力増幅器２７ａによってバイアスされる構成としたため、消費電流は同じでも電源電位ＶＨＶを低くすることができ、回路の小型化、省電力化が可能となる。また、特に前段のデジタル電力増幅器２７ａがオン、後段のデジタル電力増幅器２７ｂがオフのとき、電力回生となり、更なる省電力化が可能となる。

また、ブートストラップ回路３２のコンデンサＣＢは、ノズルアクチュエータ２２を駆動するのに十分な容量とすることにより、例えば前段のデジタル電力増幅器２７ａがオンの状態で、後段のデジタル電力増幅器２７ｂをオンオフする場合に、ブートストラップ電位を確保することができる。
また、複数段のデジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂを同一の電源に接続することにより、回路の小型化が可能となる。

また、複数段のデジタル電力増幅器分２７ａ、２７ｂの変調信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２を出力することにより、電力増幅変調信号ＡＰＷＭを確実に多値化することが可能となる。
また、変調回路２６をパルス幅変調回路とすることにより、平滑フィルタ２９の周波数特性を緩やかなものとすることができ、もって駆動信号ＣＯＭを安定化することができる。
また、変調回路２６をパルス密度変調回路，例えばＭＡＳＨ型Δ−Σ変調回路とすることにより、更に高精度の駆動信号を得ることができる。このパルス密度変調回路は、例えば特開昭６１−１７７８１８号公報に記載されているような形態で実現が可能である。

次に、本発明の液体噴射装置をラインヘッド型印刷装置に適用した第２実施形態について説明する。図１４は、本実施形態の駆動信号出力回路に用いられたデジタル電力増幅回路２８のブロック図である。本実施形態のデジタル電力増幅回路２８は、前記図８の第１実施形態のデジタル電力増幅回路２８に類似しており、同等の構成要件も多い。そこで、同等の構成要件には同等の符号を附して、その詳細な説明を省略する。具体的には、両者に存在する回路の構成要件は全て同じであり、第２デジタル電力増幅器２７ｂのハイサイドが、前記第１実施形態と同様に、電源ＶＨＶに接続されているのに対し、第１デジタル電力増幅器２７ａのハイサイドは異なる第２電源ＶＨＶ’に接続されている点が異なる。本実施形態では、第２電源電位ＶＨＶ’の方が電源電位ＶＨＶより大きい。

図１５は、本実施形態の駆動信号出力回路に用いられる変調回路２６のブロック図である。本実施形態では、第１三角波信号発生回路２３ａと第２三角波信号発生回路２３ｂの２つの三角波信号発生回路を備えている。このうち、第１三角波信号発生回路２３ａは、図１６に示すように、例えば図に示す駆動波形信号ＷＣＯＭが駆動信号ＣＯＭと同等である場合に、前記第１電源電位ＶＨＶ’と電源電位ＶＨＶの間で変化する第１三角波信号Ｔｒｉ１を出力する。また、第２三角波信号発生回路２３ｂは、電位０と電源電位ＶＨＶの間で変化する第２三角波信号Ｔｒｉ２を出力する。変調周波数は、どちらも同じとした。

第１三角波信号発生回路２３ａから出力される第１三角波信号Ｔｒｉ１は第１比較器２４ａで駆動波形信号ＷＣＯＭと比較され、駆動波形信号ＷＣＯＭが第１三角波信号Ｔｒｉ１より大きいときにオンデューティとなる第１変調信号ＰＷＭ１が出力される。一方、第２三角波信号発生回路２３ｂから出力される第２三角波信号Ｔｒｉ２には、第１三角波信号Ｔｒｉ１がオンデューティのときだけ、増幅器ＡＭＰから第２電源電位ＶＨＶ’がバイアスされ、その出力信号が第２比較器２４ｂで駆動波形信号ＷＣＯＭと比較され、当該出力信号が駆動波形信号ＷＣＯＭより大きいときにオンデューティとなる第２変調信号ＰＷＭ２が出力される。即ち、第１三角波信号Ｔｒｉ１は、駆動波形信号ＷＣＯＭの電源電位ＶＨＶから第２電源電位ＶＨＶ’の間をパルス変調して第１変調信号ＰＷＭ１として出力し、第２三角波信号Ｔｒｉ２は、第２電源電位ＶＨＶ’がバイアスされていないとき、駆動波形信号ＷＣＯＭの電位０から電源電位ＶＨＶの間をパルス変調し、第２電源電位ＶＨＶ’がバイアスされているとき、駆動波形信号ＷＣＯＭの第２電源電位ＶＨＶ’から電源電位ＶＨＶと第２電源電位ＶＨＶ’の加算値ＶＨＶ＋ＶＨＶ’の間をパルス変調して、夫々、第２変調信号ＰＷＭ２として出力する。

図１７は、この第１変調信号ＰＷＭ１及び第２変調信号ＰＷＭ２を図１４のデジタル電力増幅回路２８で電力増幅して得られた電力増幅変調信号ＡＰＷＭ及びそれを平滑フィルタ２９で平滑化して得られた駆動信号ＣＯＭの経時変化を示している。本実施形態では、電力増幅変調信号ＡＰＷＭは、電位０、電源電位ＶＨＶ、第２電源電位ＶＨＶ’、第１電源電位ＶＨＶと第２電源電位ＶＨＶ’の計４つの到達電位のステップ数を有する。即ち、第１実施形態のそれよりも１つ、到達電位のステップ数が多い。電力増幅変調信号ＡＰＷＭの到達電位のステップ数が多ければ多いほど、波形追従性が向上して高精度な駆動信号が得られると共に、ステップ間の電位差が小さくなるので、平滑フィルタ２９の次数をより一層低くすることができるほか、デジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の耐圧を低くすることも可能である。

このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、複数段のデジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂを、夫々異なる電位の電源に接続することにより、電力増幅変調信号ＡＰＷＭの更なる多値化が可能となり、更に高精度の駆動信号ＣＯＭを得ることが可能となる。
なお、前記実施形態では、デジタル電力増幅回路２８中のデジタル電力増幅器２７ａ、２７ｂの段数を２段としたが、デジタル電力増幅器の段数は、これに限定されるものではない。デジタル電力増幅器の段数を増加する際の効果は、前記各実施形態に記載した通りである。
また、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。

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吐出する液体噴射装置、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。

本発明の液体噴射装置を用いた液体噴射型印刷装置の第１実施形態を示す概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 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。 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。 駆動信号をアクチュエータに接続する選択部のブロック図である。 図２のヘッドドライバに構築された駆動信号出力回路のブロック図である。 図５の液体噴射ヘッドのブロック図である。 図５の変調回路のブロック図である。 図５のデジタル電力増幅回路のブロック図である。 図８のデジタル電力増幅器のブロック図である。 図５の平滑フィルタのブロック図である。 第１実施形態における電力増幅変調信号及び駆動信号の説明図である。 平滑フィルタの周波数特性の説明図である。 第２実施形態における電力増幅変調信号及び駆動信号の異なる例の説明図である。 本発明の液体噴射装置のデジタル電力増幅回路の第２実施形態を示すブロック図である。 第２実施形態の変調回路のブロック図である。 第２実施形態における三角波信号の説明図である。 第２実施形態における電力増幅変調信号及び駆動信号の説明図である。

符号の説明

１は印刷媒体、２，３は液体噴射ヘッド、４，５は搬送部、２３、２３ａ、２３ｂは三角波信号発生回路、２４、２４ａ、２４ｂは比較器、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２７ａ、２７ｂはデジタル電力増幅器、２８はデジタル電力増幅回路、２９は平滑フィルタ、３０はゲートドライバ回路、３１はハーフブリッジ出力段、３２はブートストラップ回路、６２は制御部、６５はヘッドドライバ

Claims (8)

1. 液体噴射用のアクチュエータを駆動するため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、
   前記駆動波形信号発生回路で発生された駆動波形信号をパルス変調する変調回路と、
   プッシュプル接続されたスイッチング素子対からなる複数段のデジタル電力増幅器及びブートストラップ回路を備え、且つ前記変調回路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回路と、
   前記デジタル電力増幅回路で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化し、前記アクチュエータに向けて出力する平滑フィルタとを備え、
   前記変調回路は、前記複数段のデジタル電力増幅器の各々に対応する前記変調信号を出力し、
   前記デジタル電力増幅回路は、２段目以降のデジタル電力増幅器が前段のデジタル電力増幅器によってバイアスされ、且つ最終段のデジタル電力増幅器の出力を前記電力増幅変調信号とし、
   前記電力増幅変調信号は、前記デジタル電力増幅器の数より到達電位のステップ数が多い多値の信号とすることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記ブートストラップ回路のコンデンサは、前記アクチュエータを駆動するのに十分な容量であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記複数段のデジタル電力増幅器は、同一の電源に接続され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。
4. 前記複数段のデジタル電力増幅器は、夫々異なる電位の電源に接続され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。
5. 前記変調回路は、パルス幅変調回路であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
6. 前記変調回路は、パルス密度変調回路であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
7. 液体噴射用のアクチュエータを駆動するため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、
   前記駆動波形信号発生回路で発生された駆動波形信号をパルス変調する変調回路と、
   前記変調回路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回路と、
   前記デジタル電力増幅回路で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化し、前記アクチュエータに向けて出力する平滑フィルタとを備え、
   前記デジタル電力増幅回路は、
   プッシュプル接続されたスイッチング素子対からなる第１のデジタル電力増幅器と、
   プッシュプル接続されたスイッチング素子対からなり且つ前記第１のデジタル電力増幅器によってバイアスされた第２のデジタル電力増幅器と、
   前記第１のデジタル電力増幅器と前記第２のデジタル電力増幅器との間に介装されるブートストラップ回路とを備え、
   前記変調回路は、前記第１のデジタル電力増幅器及び前記第２のデジタル電力増幅器の各々に対応する前記変調信号を出力し、
   前記デジタル電力増幅回路は、前記第２のデジタル電力増幅器の出力を前記電力増幅変調信号とし、
   前記電力増幅変調信号は、到達電位のステップ数が３以上である多値の信号とすることを特徴とする液体噴射装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の液体噴射装置を備えるインクジェットプリンタ。

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