JP2017019296A - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避する。【解決手段】印刷装置は、少なくとも２つの印刷解像度で印刷可能であると共に、少なくとも２つの印刷速度で印刷可能である。印刷装置は、基駆動信号を生成する基駆動信号生成部と、基駆動信号を変調して変調基駆動信号を生成する信号変調部と、スイッチング素子を用いて変調基駆動信号を増幅して変調駆動信号を生成する信号増幅部と、変調駆動信号を駆動信号に変換する信号変換部と、駆動信号により変形する圧電素子と、圧電素子の変形によって膨張または収縮する圧力室と、圧力室に連通したノズル開口部と、印刷速度と印刷解像度との積が閾値以上である場合にはスイッチング周波数を所定値未満に制限し、積が閾値未満である場合にはスイッチング周波数を所定値未満に制限しない周波数制御部とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、印刷装置および印刷方法に関する。

印刷ヘッドに設けられた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式の印刷装置が広く普及している。このような印刷装置では、例えば印刷ヘッドの各ノズルに対応して設けられた圧電素子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。

上記駆動信号は、例えば、アナログの基駆動信号をパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）方式やパルス密度変調（Ｐｕｌｓｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＤＭ）方式、パルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＡＭ）等によりパルス変調してデジタルの変調基駆動信号を生成し、変調基駆動信号を増幅して変調駆動信号を生成し、変調駆動信号を平滑化してアナログ信号である駆動信号に変換することにより生成される。

従来、コンデンサを活用することにより、低消費電力化を図るとともにスイッチング素子の発熱を抑えることのできる印刷ヘッド駆動回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１７０５２９号公報

近年、印刷装置には高速印刷が求められるようになり、印刷速度の高速化のために、単位時間当たりの吐出回数が増える傾向にある。また、印刷装置には高画質高解像度印刷が求められるようになり、印刷物１枚あたりのドット数（画素数）が増加する傾向にあるため、印刷物１枚当たりの吐出回数が増える傾向にある。ユーザーニーズはこれら２つの要求を兼ね備えた高速高画質印刷であり、その要求は、印刷装置に対する直接的要求としては単位時間当たりの吐出回数の増加に対する要求である。単位時間あたりの吐出回数の増加を実現する場合、吐出回数に比例して、印刷ヘッドで消費される電力も増加するため、電力不足が生じる問題がある。また、消費電力の問題に加え、消費電力に比例して、各回路および圧電素子にて発生する発熱抵抗も大きな問題になっている。発熱は各回路および圧電素子の動作を不安定にし、印字品質の劣化を発生させてしまう。その結果、根本要求である「高画質」を満たすことが出来ない印刷物を生成してしまうという問題が生じる。このような問題に対して、従来のスイッチング素子を用いた増幅器（いわゆるＤ級アンプ）においては、発熱損失を低減する対策がなされている。しかしながら、高速高画質化の要求が高くなるにつれ、単位時間あたりのスイッチング回数が過大となり、従来の対策では消費電力や発熱の問題に十分に対処できない場合があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、印刷装置が提供される。この印刷装置は、第１の解像度と前記第１の解像度より高い第２の解像度との少なくとも２つの印刷解像度で印刷可能であると共に、第１の印刷速度と前記第１の印刷速度より速い第２の印刷速度との少なくとも２つの印刷速度で印刷可能である。この印刷装置は、基駆動信号を生成する基駆動信号生成部と、前記基駆動信号を変調して変調基駆動信号を生成する信号変調部と、スイッチング素子を用いて前記変調基駆動信号を増幅して変調駆動信号を生成する信号増幅部と、前記変調駆動信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号により変形する圧電素子と、前記圧電素子の変形によって膨張または収縮する圧力室と、前記圧力室に連通したノズル開口部と、前記印刷速度と前記印刷解像度との積が閾値以上である第１の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を所定値未満に制限し、前記印刷速度と前記印刷解像度との積が前記閾値未満である第２の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を前記所定値未満に制限しない周波数制御部と、を備えることを特徴する。この形態の印刷装置によれば、印刷速度と印刷解像度との積が閾値以上である第１の場合には、スイッチング素子のスイッチング周波数が所定値未満に制限されるため、画質への影響を抑制しつつ消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができる。印刷速度と印刷解像度との積が上記閾値未満である第２の場合には、スイッチング素子のスイッチング周波数が所定値未満に制限されないため、忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

（２）上記形態の印刷装置において、前記信号変調部は、前記基駆動信号と、前記基駆動信号の電圧に応じて周波数が変化する三角波または鋸波からなる比較信号とを電圧比較器に入力することで前記変調基駆動信号を生成し、前記周波数制限部は、前記第１の場合には、前記変調前の前記基駆動信号に対し、前記所定値未満の周波数を有するクロック信号を加算または減算し、前記第２の場合には、前記クロック信号の加算および減算を行わないとしてもよい。この形態の印刷装置によれば、パルスデューティー比の変化幅を大きく取ることができ、広い出力ダイナミックレンジを確保することができる変調方式を採用しつつ、第１の場合には消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができ、第２の場合には忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

（３）上記形態の印刷装置において、前記信号変調部は、前記基駆動信号と単一の波形を繰り返す三角波または鋸波からなる比較信号とを電圧比較器に入力することで、前記変調基駆動信号を生成し、前記周波数制御部は、前記第１の場合には、前記比較信号の周波数を前記所定値未満に設定し、前記第２の場合には、前記比較信号の周波数を前記所定値以上に設定するとしてもよい。この形態の印刷装置によれば、基駆動信号と比較信号とを電圧比較器に入力することで変調基駆動信号を生成する変調方式を採用しつつ、第１の場合には消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができ、第２の場合には忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

（４）上記形態の印刷装置において、前記信号変調部は、所定のサンプリング周波数で前記基駆動信号の振幅をパルス化することにより前記変調基駆動信号を生成し、前記周波数制御部は、前記第１の場合には、前記サンプリング周波数を前記所定値未満に設定し、前記第２の場合には、前記サンプリング周波数を前記所定値以上に設定するとしてもよい。この形態の印刷装置によれば、基駆動信号の振幅をパルス化することにより変調基駆動信号を生成する変調方式を採用しつつ、第１の場合には消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができ、第２の場合には忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

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、印刷方法、液体吐出方法、液体吐出装置、印刷装置または液体吐出装置の制御方法、印刷装置または液体吐出装置用駆動回路等の形態で実現することができる。

本発明の実施形態における印刷装置１００の概略構成を示す説明図である。 印刷ヘッド１４０において用いられる各種信号の一例を示す説明図である。 印刷ヘッド１４０のスイッチングコントローラー１６０の構成を示す説明図である。 印刷装置１００における駆動信号ＣＯＭを生成するための構成を示す説明図である。 信号変調回路８２の構成の一例を示す説明図である。 変調回路８２における発振周波数を示す説明図である。 周波数制限の切り換え態様を示す説明図である。 パルス幅変調を用いた信号変調回路８２ａの構成の一例を示す説明図である。 パルス振幅変調を用いた信号変調回路８２ｂの構成の一例を示す説明図である。

Ａ．実施形態：
図１は、本発明の実施形態における印刷装置１００の概略構成を示す説明図である。本実施形態の印刷装置１００は、液体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群を形成し、これにより、ホストコンピューター２００から供給された画像データに応じた画像（文字、図形等を含む）を印刷するインクジェットプリンターである。

印刷装置１００は、印刷ヘッド１４０と、フレキシブルフラットケーブル１３９を介して印刷ヘッド１４０と接続された制御ユニット１１０とを備えている。制御ユニット１１０は、ホストコンピューター２００から画像データ等を入力するためのホストインターフェイス（ＩＦ）１１２と、ホストインターフェイス１１２を介して入力された画像データに基づいて画像の印刷のための所定の演算処理を実行するメイン制御部１２０と、印刷媒体の搬送のための紙送りモーター１７２を駆動制御する紙送りモータードライバー１１４と、印刷ヘッド１４０を駆動制御するヘッドドライバー１１６と、各ドライバー１１４、１１６と紙送りモーター１７２、印刷ヘッド１４０とをそれぞれ接続するメインインターフェイス（ＩＦ）１１９と、を有している。ヘッドドライバー１１６は、メイン側駆動回路８０と発振回路４０とを含んでいる。

メイン制御部１２０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ１２２と、プログラムやデータを一時的に格納・展開するＲＡＭ１２４と、ＣＰＵ１２２が実行するプログラム等を格納するＲＯＭ１２６と、を含んでいる。メイン制御部１２０の各種の機能は、ＣＰＵ１２２がＲＯＭ１２６に格納されたプログラムをＲＡＭ１２４上に読み出して実行することによって実現される。例えば、ＣＰＵ１２２は、後述の周波数制限部１２８として機能する。なお、メイン制御部１２０は電気回路を備えていてもよく、メイン制御部１２０の機能の少なくとも一部はメイン制御部１２０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よい。

メイン制御部１２０は、ホストコンピューター２００からホストインターフェイス１１２を介して画像データを取得すると、画像データに基づいて画像展開処理、色変換処理、インク色分版処理、ハーフトーン処理といった印刷実行のための演算処理を行うことにより、印刷ヘッド１４０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、駆動信号選択データ等に基づいて各ドライバー１１４、１１６に制御信号を出力する。なお、メイン制御部１２０が実行する印刷実行のための各演算処理の内容は、印刷装置の技術分野において周知の事項であるため、ここでは説明を省略する。各ドライバー１１４、１１６は、それぞれ紙送りモーター１７２、印刷ヘッド１４０の動作を制御するための信号を出力する。例えば、ヘッドドライバー１１６は、印刷ヘッド１４０に対して、後述する基準クロック信号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とを供給する。

印刷ヘッド１４０には、図示しない１つまたは複数のインク容器から１色または複数色のインクが供給される。印刷ヘッド１４０は、ヘッドインターフェイス（ＩＦ）１４２と、ヘッド側駆動回路９０と、スイッチングコントローラー１６０と、吐出部１５０と、を有している。ヘッド側駆動回路９０およびスイッチングコントローラー１６０は、ヘッドインターフェイス１４２を介して制御ユニット１１０から入力される各種信号に基づき動作する。吐出部１５０は、インクを吐出する複数のノズル開口部１５２と、複数のノズル開口部１５２に対応して設けられた複数の圧電素子１５６とを有している。本実施形態では、圧電素子１５６としてピエゾ素子が用いられる。ノズル開口部１５２は、インクが供給される圧力室１５４と連通している。圧電素子１５６は、ヘッド側駆動回路９０およびスイッチングコントローラー１６０を介して供給される駆動信号ＣＯＭ（後述）に従い変形することによって、圧力室１５４を膨張または収縮させる。圧力室１５４が膨張または収縮して圧力室１５４内に圧力変化が発生すると、その圧力変化によって対応するノズル開口部１５２からインクが吐出される。圧電素子１５６の駆動に用いられる駆動信号ＣＯＭ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。

本実施形態の印刷装置１００は、第１の解像度と第１の解像度より高い第２の解像度との少なくとも２つの印刷解像度で印刷を行うことができる。また、印刷装置１００は、第１の印刷速度と第１の印刷速度より速い第２の印刷速度との少なくとも２つの印刷速度で印刷を行うことができる。印刷解像度および印刷速度の選択は、例えばホストコンピューター２００で動作するプリンタードライバーによって表示されるユーザーインターフェイス上で行われる。このユーザーインターフェイスには、上記少なくとも２つの印刷解像度のいずれか１つを選択させる部分と、上記少なくとも２つの印刷速度のいずれか１つを選択させる部分とが含まれる。ユーザーインターフェイス上で選択された印刷解像度および印刷速度を示す情報を含む印刷コマンドがホストコンピューター２００から印刷装置１００に送られると、メイン制御部１２０は、選択された印刷解像度および印刷速度での印刷を開始する。なお、ユーザーインターフェイス上の１つの選択部分で、印刷解像度および印刷速度の両方を選択させるとしてもよい。例えば、ユーザーインターフェイスが、印刷解像度および印刷速度の組み合わせが互いに異なる複数の印刷モード（例えば、「きれいモード」や「はやいモード」）のいずれか１つを選択させる部分を含み、印刷モードが選択されると、選択された印刷モードに対応付けられた印刷解像度および印刷速度の組み合わせが選択されるものとしてもよい。例えば、「きれいモード」が選択された場合には、比較的高い印刷解像度と比較的遅い印刷速度とが選択され、「はやいモード」が選択された場合には、比較的低い印刷解像度と比較的速い印刷速度が選択される。また、ユーザーインターフェイスは印刷装置１００に表示されるとしてもよい。また、印刷解像度および印刷速度は、ユーザーインターフェイス上で選択される代わりに、ホストコンピューター２００または印刷装置１００によって自動的に選択されるとしてもよい。例えば、ホストコンピューター２００や印刷装置１００が、印刷対象の画像の種別を判定し、判定された画像種別に対応付けられた印刷解像度および印刷速度の組み合わせが選択されるものとしてもよい。

印刷装置１００がいわゆるラインプリンター（印刷媒体の搬送方向と交差する方向に配列された複数のノズルを有するライン型のヘッドを用い、上記交差する方向に沿ったヘッドの印刷媒体に対する相対移動を伴うことなく印刷を行う印刷装置）である場合には、印刷の際に、紙送りモーター１７２による印刷媒体の搬送と、印刷媒体に対するノズル開口部１５２からのインク吐出とが実行される。この場合に、紙送りモーター１７２は、搬送速度の異なる複数の動作モードを有する。上述したように印刷速度および印刷解像度が選択されると、紙送りモータードライバー１１４は、選択された印刷速度および印刷解像度に応じた動作モードで紙送りモーター１７２を動作させる。例えば、比較的高い印刷解像度や比較的遅い印刷速度が選択された場合には、紙送りモーター１７２は搬送速度の比較的遅いモードで動作し、比較的低い印刷解像度や比較的速い印刷速度が選択された場合には、紙送りモーター１７２は搬送速度の比較的速いモードで動作する。一方、印刷装置１００がいわゆるシリアルプリンター（印刷媒体の搬送（副走査）と、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に沿ったヘッドの印刷媒体に対する相対移動（主走査）と、を行いつつ印刷を行う印刷装置）である場合には、印刷の際に、紙送りモーター１７２による印刷媒体の搬送と、ヘッドを搭載するキャリッジ（図示しない）の上記交差する方向（主走査方向）に沿った往復移動と、印刷媒体に対するノズル開口部１５２からのインク吐出とが実行される。この場合に、紙送りモーター１７２は、搬送速度の異なる複数の動作モードを有し、キャリッジを駆動するキャリッジモーター（図示しない）はキャリッジ移動速度の異なる複数の動作モードを有する。上述したように印刷速度および印刷解像度が選択されると、紙送りモータードライバー１１４は、選択された印刷速度および印刷解像度に応じた動作モードで紙送りモーター１７２を動作させ、キャリッジモーターを制御するキャリッジモータードライバー（図示しない）は、選択された印刷速度および印刷解像度に応じた動作モードでキャリッジモーターを動作させる。例えば、比較的高い印刷解像度や比較的遅い印刷速度が選択された場合には、紙送りモーター１７２は搬送速度の比較的遅いモードで動作し、キャリッジモーターはキャリッジ移動速度の比較的遅いモードで動作する。また、比較的低い印刷解像度や比較的速い印刷速度が選択された場合には、紙送りモーター１７２は搬送速度の比較的速いモードで動作し、キャリッジモーターはキャリッジ移動速度の比較的速いモードで動作する。なお、紙送りモーター１７２およびキャリッジモーターのいずれか一方のみが複数の動作モードを有し、他の一方は単一の動作モードを有するとしてもよい。この場合には、複数の動作モードを有する方のモーターが、選択された印刷速度および印刷解像度に応じた動作モードで動作する。

図２は、印刷ヘッド１４０において用いられる各種信号の一例を示す説明図である。図２（ａ）には、駆動信号ＣＯＭと、ラッチ信号ＬＡＴと、チャンネル信号ＣＨと、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰとの一例を示している。駆動信号ＣＯＭは、印刷ヘッド１４０の吐出部１５０に設けられた圧電素子１５６を駆動するための信号である。駆動信号ＣＯＭは、圧電素子１５６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。駆動信号ＣＯＭの各周期Ｔｃｏｍ内に含まれる駆動パルスＰＣＯＭ１、ＰＣＯＭ２、ＰＣＯＭ３および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。

図２（ｂ）には、駆動パルスＰＣＯＭ２の一例を拡大して示している。駆動パルスＰＣＯＭ２は、膨張要素Ｅ１と、膨張保持要素Ｅ２と、吐出要素Ｅ３と、収縮保持要素Ｅ４と、制振要素Ｅ５とから構成されている。駆動パルスＰＣＯＭ３およびＰＣＯＭ４についても同様である。各駆動パルスＰＣＯＭの膨張要素Ｅ１は、圧電素子１５６の定常状態に相当する中間電位Ｖｍから膨張電位（最大電圧）Ｖｈまで電位を上昇させて圧電素子１５６を変形させることにより圧力室１５４の体積を膨張させ、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）ための部分である。膨張保持要素Ｅ２は、膨張電位Ｖｈを保持して圧力室１５４の膨張状態を維持する部分である。吐出要素Ｅ３は、膨張電位Ｖｈから収縮電位（最小電圧）Ｖｌまで電位を下降させて圧電素子１５６を変形させることにより圧力室１５４の体積を収縮させ、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。収縮保持要素Ｅ４は、収縮電位Ｖｌを保持して圧力室１５４の収縮状態を維持する部分である。制振要素Ｅ５は、収縮電位Ｖｌから中間電位Ｖｍまで電位を上昇させて圧電素子１５６を定常状態に戻すことにより圧力室１５４の体積を定常状態に復帰させる（インクの吐出面で考えればメニスカスの振動を抑えるとも言える）部分である。圧電素子１５６は、各駆動パルスＰＣＯＭの各要素に従って、定常状態と、圧力室１５４の体積を膨張させる膨張状態と、膨張した圧力室１５４の体積を保持する膨張ホールド状態と、圧力室１５４の体積を収縮させる収縮状態と、収縮した圧力室１５４の体積を保持する収縮ホールド状態と、圧力室１５４の体積を定常状態まで復帰させる制振状態とを順に遷移する。駆動パルスＰＣＯＭ２、ＰＣＯＭ３およびＰＣＯＭ４の中から１つまたは複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択して圧電素子１５６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、本実施形態では、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、例えばノズル開口部１５２の増粘を抑制する場合に用いられる。また、後述するように、駆動信号ＣＯＭは基駆動信号ＷＣＯＭを増幅することにより生成されるのであり、基駆動信号ＷＣＯＭの信号波形も図２（ａ）に示した駆動信号ＣＯＭの波形と同様である。

駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰは、インクを吐出するノズル開口部１５２を選択すると共に、圧電素子１５６を駆動信号ＣＯＭへ接続させる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、全てのノズル開口部１５２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１４０の圧電素子１５６とを接続させる信号である。図２（ａ）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、基準クロック信号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１４０に送信するための信号である。すなわち、基準クロック信号ＳＣＫは、印刷ヘッド１４０のノズル開口部１５２からインクを吐出するタイミングの決定に使用される信号である。

図３は、印刷ヘッド１４０のスイッチングコントローラー１６０（図１）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１６０は、駆動信号ＣＯＭを圧電素子１５６に選択的に供給する。スイッチングコントローラー１６０は、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスター１６２と、シフトレジスター１６２のデータを一時的に保存するラッチ回路１６４と、ラッチ回路１６４の出力をレベル変換して選択スイッチ１６８に供給するレベルシフター１６６と、駆動信号ＣＯＭを圧電素子１５６に接続する選択スイッチ１６８とを有している。

シフトレジスター１６２には、駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力され、基準クロック信号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。ラッチ回路１６４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１６２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１６２の各出力信号をラッチする。ラッチ回路１６４に保存された信号は、レベルシフター１６６によって次段の選択スイッチ１６８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１６６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１６８に対応する圧電素子１５６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。これにより、圧電素子１５６が変形し、駆動信号ＣＯＭに応じた量のインクがノズルから吐出される。また、シフトレジスター１６２に入力された駆動信号選択信号ＳＩ＆ＳＰがラッチ回路１６４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１６２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１６４の保存データを順次更新する。この選択スイッチ１６８によれば、圧電素子１５６を駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該圧電素子１５６の入力電圧は切り離す直前の電圧に維持される。なお、図３中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子１５６のグランド端である。

図４は、印刷装置１００における駆動信号ＣＯＭを生成するための構成を示す説明図である。図４では、印刷装置１００の構成の内、駆動信号ＣＯＭの生成に直接関係のない構成の図示を適宜省略している。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭは、制御ユニット１１０のメイン側駆動回路８０と印刷ヘッド１４０のヘッド側駆動回路９０とによって生成される。メイン側駆動回路８０は、基駆動信号生成回路８１と、信号変調回路８２と、信号増幅回路８３と、を含んでいる。また、ヘッド側駆動回路９０は、信号変換回路９１を含んでいる。

基駆動信号生成回路８１は、上述した駆動信号ＣＯＭの基となるアナログ信号である基駆動信号ＷＣＯＭを生成する回路である。基駆動信号生成回路８１は、例えば、特開２０１１−２０７２３４号公報に記載されているように、メイン制御部１２０から入力される波形形成用データを所定のアドレスに対応する記憶素子に記憶する波形メモリーと、波形メモリーから読出された波形形成用データを第１のクロック信号によってラッチする第１のラッチ回路と、第１のラッチ回路の出力と後述する第２のラッチ回路から出力される波形生成データＷとを加算する加算器と、加算器の加算出力を第２のクロック信号によってラチする第２のラッチ回路と、第２のラッチ回路から出力される波形生成データをアナログ信号である基駆動信号ＷＣＯＭに変換するＤ／Ａ変換器と、を含むように構成される。

信号変調回路８２は、基駆動信号生成回路８１から基駆動信号ＷＣＯＭを受け取り、基駆動信号ＷＣＯＭに対するパルス変調を行ってデジタル信号である変調基駆動信号ＭＳを生成する回路である。信号変調回路８２については、後に詳述する。

信号増幅回路８３は、信号変調回路８２から変調基駆動信号ＭＳを受け取り、変調基駆動信号ＭＳを電力増幅して変調駆動信号ＭＡＳを生成する回路（いわゆるＤ級アンプ）である。信号増幅回路８３は、実質的に電力を増幅するための２つのスイッチング素子（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、信号変調回路８２からの変調基駆動信号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とを含んでいる。信号増幅回路８３では、変調基駆動信号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り、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、変調基駆動信号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り、その結果、ハーフブリッジ出力段８５の出力は０となる。このように、信号増幅回路８３では、変調基駆動信号ＭＳに基づく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のスイッチング動作により電力増幅が行われ、変調駆動信号ＭＡＳが生成される。なお、上述の動作により、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数は、信号変調回路８２から入力される変調基駆動信号ＭＳの周波数、すなわち、信号変調回路８２の発振周波数に等しくなる。

信号変換回路９１は、信号増幅回路８３から変調駆動信号ＭＡＳを受け取り、変調駆動信号ＭＡＳを平滑化してアナログ信号である駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を生成する回路（いわゆる平滑フィルター）である。本実施形態では、信号変換回路９１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）を用いている。信号変換回路９１は、信号変調回路８２で生じた変調周波数成分を減衰させて、上述したような波形特性の駆動信号ＣＯＭを出力する。信号変換回路９１により生成された駆動信号ＣＯＭは、スイッチングコントローラー１６０の選択スイッチ１６８を介して吐出部１５０の圧電素子１５６に供給される。

図５は、駆動回路の具体的な構成の一例を示す説明図である。本実施形態では、信号変調回路８２における変調方式として、自励式のパルス密度変調（ＰＤＭ）を用いている。図５に示すように、信号変調回路８２は、基駆動信号ＷＣＯＭと、基駆動信号ＷＣＯＭの電圧に応じて周波数が変化する三角波または鋸波からなる比較信号とを電圧比較器に入力することで、変調基駆動信号ＭＳを生成する。一般に、パルス密度変調は、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信号を出力する比較器と、比較器の入力信号と出力信号との誤差を算出する減算器と、誤差を遅延する遅延器と、遅延された誤差を原信号に加算または減算する加減算器と、を備えるいわゆるΔΣ変調回路を用いて実行される。しかし、図５に示した例では、パルス密度変調を用いた信号変調回路８２は、遅延器を有していない。信号変換回路９１として構成されたローパスフィルターは表現を変えれば遅延器でもあるので、図５にＶＦＢとして示すように、遅延器の代わりにＬＣローパスフィルター出力（ＣＯＭ）を遅延信号として用いている。また、本実施形態では、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。すなわち、この例では、信号変調回路８２は、信号増幅回路８３による増幅後の変調信号を帰還信号として受け取り、生成する変調基駆動信号ＭＳを補正する。なお、信号変調回路８２は、ΔΣ変調回路を用いた回路を含め、パルス密度変調を行うことができる他の回路を用いて構成するとしてもよい。

本実施形態の変調回路８２における変調方式は自励発振型パルス密度変調方式であり、発振周波数が、入力される駆動波形信号ＷＣＯＭの信号レベル（パルスデューティ比）に応じて変動する。図６は、変調回路８２における発振周波数を示す説明図である。パルス密度変調方式における発振周波数は、図６において実線で示されるように、入力信号レベルが中間値Ｌ１である場合に最も高くなり（最大値ｆ（ｔ）となり）、入力信号レベルが中間値Ｌ１から大きくあるいは小さくなるにつれて低くなる。中間値付近でのパルスデューティー比はほぼ５０％であるが、発振周波数の低下と共にパルスデューティー比が変化する。本方式の利点は、変調周波数固定のパルス幅変調方式と比較して、パルスデューティー比の変化幅を大きく取ることができ、広い出力ダイナミックレンジを確保することができるという点である。すなわち、変調回路全体で扱うことができる最小の正パルス幅と負パルス幅はその回路特性で制約されるので、それ未満のパルス信号は途中で消失してしまう。そのため、周波数固定のパルス幅変調方式では、所定の範囲（例えば１０％から９０％）のパルスデューティー比変化幅しか確保できない。これに対し、本実施例の自励発振型パルス密度変調方式では、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発振周波数が低くなるため、入力信号レベルがごく大きい部分においてはパルスデューティー比がより大きい信号を扱うことができ、またごく小さい部分においてはパルスデューティー比がより小さい信号を扱うことができるので、より広い範囲（例えば５％から９５％）のパルスデューティー比変化幅を確保することができる。以下、具体例を示す。例えば、回路全体で扱うことができる正負最小パルス幅が共に２５ｎｓであるとすると、変調周波数が４ＭＨｚ固定の場合には、パルスデューティー比変化幅はその周期に対する比率で決まるので、１０％から９０％のパルスデューティー比変化幅しか確保できない。一方、本実施例の自励発振型パルス密度変調方式では、発振周波数が入力信号レベルに応じて変化し、例えば入力信号低レベル時と高レベル時において共に２ＭＨｚになるとすると、５％から９５％のパルスデューティー比変化幅を確保することができる。これにより、広い出力ダイナミックレンジを確保することができる。また、本実施例の自励発振型パルス密度変調方式は、周波数固定の他励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。

ここで、周波数制限部１２８（図１）は、後述する所定の場合に、発振回路４０に、信号変調回路８２に対して周波数制限用クロック信号ＬＣＫを供給させる。周波数制限用クロック信号ＬＣＫが信号変調回路８２に入力されると（図４）、変調回路８２において、周波数制限用クロック信号ＬＣＫは加減算器ＡＳに入力される（図５）。入力された周波数制限用クロック信号ＬＣＫは、加減算器ＡＳにより、駆動波形信号ＷＣＯＭに対して加算または減算される。信号変調回路８２に周波数制限用クロック信号ＬＣＫが入力された状態では、変調回路８２における発振周波数が周波数制限用クロック信号ＬＣＫの周波数に制限される。すなわち、信号変調回路８２の発振周波数が周波数制限用クロック信号ＬＣＫに近づくと、発振周波数が周波数制限用クロック信号ＬＣＫに引き込まれて周波数制限用クロック信号ＬＣＫの周波数ｆ（ｐ）に固定される（図６の破線参照）。入力信号レベルが変化して、本来の発振周波数が周波数制限用クロック信号ＬＣＫの周波数ｆ（ｐ）から大きく外れると、周波数制限用クロック信号ＬＣＫへの固定が解除され、変調回路８２の発振周波数は入力信号レベルに応じた通常の発振周波数へと復帰する。このように、周波数制限部１２８は、発振回路４０から信号変調回路８２へ周波数制限用クロック信号ＬＣＫを供給するか否かを切り換えることにより、信号変調回路８２の発振周波数を周波数制限用クロック信号ＬＣＫの周波数ｆ（ｐ）未満に制限するか制限しないかを切り換えることができる。上述したように、信号変調回路８２の発振周波数は信号増幅回路８３の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数に等しいため、周波数制限部１２８は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数を所定値未満に制限するか制限しないかを切り換えることができるとも表現できる。

図７は、周波数制限の切り換え態様を示す説明図である。図７に示すように、本実施形態の印刷装置１００は、印刷速度として３つの速度（６，１２，１８ｉｐｍ（ｉｍａｇｅ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ））の内の１つを選択可能であり、印刷解像度として６つの解像度（３００×３００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）から２４００×２４００ｄｐｉまで）の内の１つを選択可能である。印刷解像度の右隣の数字は、最低解像度（３００×３００ｄｐｉ）を基準値１とした場合の比率を示している。

本実施形態では、周波数制限部１２８は、印刷速度と印刷解像度（より具体的には上記比率の値、以下同様）との積が所定の閾値以上である第１の場合には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数の制限を行い、印刷速度と印刷解像度との積が上記閾値未満である第２の場合には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数の制限を行わない。上記閾値は、例えば、１００に設定される。図７に示すように、印刷速度が６ｉｐｍであり、印刷解像度が１２００×１２００ｄｐｉである場合は、上記積は９６となるため、周波数制限部１２８はスイッチング周波数の制限を行わない。一方、印刷速度が６ｉｐｍであり、印刷解像度が１２００×２４００ｄｐｉである場合は、上記積は１９２となるため、周波数制限部１２８はスイッチング周波数の制限を行う。

印刷速度が速かったり印刷解像度が高かったりすると、信号増幅回路８３の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の単位時間あたりスイッチング回数が増加するため、消費電力が増大すると共に発熱による不具合が発生する恐れがある。本実施形態の印刷装置１００では、周波数制限部１２８が、印刷速度と印刷解像度との積が所定の閾値以上である第１の場合には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数の制限を行うため、消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができる。この場合には、波形再現性が低下して若干の画質への影響が発生するが、周波数の制限はパルスデューティー比が中間レベルの部分のみで行われるのであり（図６）、画質への影響を極力抑制することができる。また、本実施形態の印刷装置１００では、周波数制限部１２８が、印刷速度と印刷解像度との積が上記閾値未満である第２の場合には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数の制限を行わないため、忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の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。

Ｂ１．変形例１：
上記実施形態における印刷装置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、上記実施形態では、信号変調回路８２における変調方式としてパルス密度変調（ＰＤＭ）を用いているが、代わりにパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いるとしてもよい。図８は、パルス幅変調を用いた信号変調回路８２ａの構成の一例を示す説明図である。図８（ａ）に示すように、信号変調回路８２ａは、単一の波形を所定の周波数で繰り返す三角波（または鋸波）からなる比較信号を出力する比較信号生成回路５１と、基駆動信号ＷＣＯＭと比較信号とを比較する電圧比較器５２とを含んでいる。図８（ｂ）には、比較信号生成回路５１の構成の一例を示している。この信号変調回路８２ａによれば、基駆動信号ＷＣＯＭが比較信号以上であるときにＨｉとなり、基駆動信号ＷＣＯＭが比較信号未満であるときにＬｏとなる変調基駆動信号ＭＳが生成される。すなわち、変調基駆動信号ＭＳの周波数は比較信号の周波数に等しい。この変形例では、周波数制限部１２８（図１）は、比較信号の周波数を変更することによって、変調基駆動信号ＭＳの周波数（すなわち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数）を変更することができる。本変形例では、周波数制限部１２８は、印刷速度と印刷解像度との積が所定の閾値以上である第１の場合には、比較信号の周波数を所定値未満に設定する。そのため、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数が上記所定値未満に制限され、消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができる。また、周波数制限部１２８は、印刷速度と印刷解像度との積が上記閾値未満である第２の場合には、比較信号の周波数を上記所定値以上に設定する。そのため、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数が上記所定値未満には制限されず、忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

また、信号変調回路８２における変調方式として、パルス振幅変調（ＰＡＭ）を用いるとしてもよい。図９は、パルス振幅変調を用いた信号変調回路８２ｂの構成の一例を示す説明図である。図９に示すように、信号変調回路８２ｂは、所定のサンプリング周波数で基駆動信号ＷＣＯＭの振幅をパルス化することにより、変調基駆動信号ＭＳを生成する。具体的には、図９に示す信号変調回路８２ｂは、３つのオペアンプ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を有するビデオアンプＩＣ１（例えば、米Analog Devices社製の「ADA4856-3」）を用いて構成されている。オペアンプＡ１，Ａ２，Ａ３のそれぞれには、２個の抵抗が接続されている。図示した配線により、オペアンプＡ１およびＡ３はゲイン（増幅度）が１の正転増幅器として機能し、オペアンプＡ２はゲインが−１の反転増幅器として機能する。ＩＣ２は、ＢＢＭ（Break-Before-Make：先切り後入れ）型の高速マルチプレクサ（例えば、米Analog Devices社製の「ADG772」）であり、オペアンプＡ３の入力への接続先を、オペアンプＡ１の出力とオペアンプＡ２の出力とで交互に切り替える。ＩＣ２の制御用ロジック信号ＩＮ２は、デューティサイクルが５０％近くに保たれる。これにより、オペアンプＡ３の出力電圧の平均値は、ほぼ０Ｖとなる。例えば、変調速度、つまり制御用ロジック信号の周波数が約６ＭＨｚの場合、出力電圧のＤＣ成分は、わずかに平均４ｍＶ以下の低周波オフセット電圧だけとなる。スイッチの接点Ｓ２ＡとＳ２Ｂは、典型的には５ｎｓのｔＢＢＭ（Break-Before-Make Time Delay：遮断から接続までの遅延時間）で両方が一時的にオフになる。制御周波数が６０ＭＨｚの場合、各スイッチがオンしているのはその半周期の約８．３ｎｓとなるはずだが、実際のオン状態の期間はｔＢＢＭが存在するため３．３ｎｓとなる。また、スイッチの接点Ｓ２ＡとＳ２Ｂのターンオン時間に違いがあると、それもＤＣ成分として結果に現れる。図９に示す回路によれば、入力端子ＩＮに入力された基駆動信号ＷＣＯＭを、各パルスの振幅の絶対値が基駆動信号ＷＣＯＭの波形の瞬時電圧レベルに等しく、その符号が交互に正負に変わるパルス振幅変調波としての変調基駆動信号ＭＳを生成することができる。生成された変調基駆動信号ＭＳの波形は、平均値がほぼ０Ｖになるため、トランスによって絶縁した状態で容易に伝送可能な信号となる。なお、図９の回路に使用するマルチプレクサとして、ＭＢＢ（Make-Before-Break：先入れ後切り）型動作を行う他のマルチプレクサを用いるとしてもよい。このタイプのマルチプレクサであれば、周波数が６０ＭＨｚでの導通期間が３倍以上にもなり、スイッチ間のターンオン時間の差がもたらす影響も小さくなる。なお、ＭＢＢ型のマルチプレクサを使用する場合、オペアンプＡ１およびＡ２の出力が短絡することによる過負荷を防ぐ必要があるため、オペアンプＡ１およびＡ２の出力に、表面実装抵抗（例えば約20Ω）を挿入するのが望ましい。なお、信号変調回路８２ｂは、パルス振幅変調を行うことができる他の回路を用いて構成するとしてもよい。

図９に示した変形例では、変調基駆動信号ＭＳの周波数はサンプリング周波数に等しい。この変形例では、周波数制限部１２８（図１）は、サンプリング周波数を変更することによって、変調基駆動信号ＭＳの周波数（すなわち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数）を変更することができる。本変形例では、周波数制限部１２８は、印刷速度と印刷解像度との積が所定の閾値以上である第１の場合には、サンプリング周波数を所定値未満に設定する。そのため、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数が上記所定値未満に制限され、消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができる。また、周波数制限部１２８は、印刷速度と印刷解像度との積が上記閾値未満である第２の場合には、サンプリング周波数を上記所定値以上に設定する。そのため、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数が上記所定値未満には制限されず、忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

Ｂ２．変形例２：
上記実施形態における印刷速度や印刷解像度の選択肢の例（図７）は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、印刷速度の選択肢が２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。同様に、印刷解像度の選択肢が２，３，４，５，６つであってもよいし、８つ以上であってもよい。また、上記実施形態では、印刷速度と印刷解像度との積が閾値未満か否かによって周波数制限を行うか否かの場合分けを行っているが、この積を算出する際の印刷速度や印刷解像度の単位は任意に変更可能である。印刷速度や印刷解像度の単位に応じて、適切な閾値が設定されればよい。また、閾値は複数の選択肢の中から選択可能であるとしてもよい。

Ｂ３．変形例３：
上記実施形態において例示した各種信号は、あくまで一例である、種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、駆動信号ＣＯＭは複数の台形状の波形から構成された信号であるとしているが、駆動信号ＣＯＭは、複数の矩形状の波形から構成された信号であるとしてもよいし、曲線状の波形を含む信号であるとしてもよい。

また、上記実施形態では、信号増幅回路８３が制御ユニット１１０のメイン側駆動回路８０内に配置されるとしているが、信号増幅回路８３が印刷ヘッド１４０のヘッド側駆動回路９０内に配置されるとしてもよい。また、上記実施形態では、信号変換回路９１が印刷ヘッド１４０のヘッド側駆動回路９０内に配置されるとしているが、信号変換回路９１が制御ユニット１１０と印刷ヘッド１４０とを結ぶフレキシブルフラットケーブル１３９上に配置されるとしてもよい。

また、上記実施形態では、印刷装置１００は、ホストコンピューター２００から画像データを受信して印刷処理を行うとしているが、これに代えて、印刷装置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処理を行うものとしてもよい。また、上記実施形態では、画像データを受信した印刷装置１００のメイン制御部１２０が、画像展開処理、色変換処理、インク色分版処理、ハーフトーン処理といった印刷実行のための演算処理を行うものとしているが、これらの演算処理はホストコンピューター２００により実行されるとしてもよい。この場合には、印刷装置１００は、ホストコンピューター２００による演算処理によって生成された印刷コマンドを受信して、印刷コマンドに従った印刷処理を実行する。また、本発明は、印刷の際に印刷ヘッド１４０を搭載するキャリッジが往復移動するシリアルプリンターにも適用可能であるし、そのような往復移動を伴わないラインプリンターにも適用可能である。また、本発明は、インク容器がキャリッジと共に往復移動するオンキャリッジ方式のプリンターにも適用可能であるし、インク容器を装着するホルダーがキャリッジとは別の場所に設けられ、インク容器から可撓性チューブ等を介して印刷ヘッド１４０にインクを供給するオフキャリッジ方式のプリンターにも適用することが可能である。また、本発明は、インク以外の液体（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）を用いて印刷媒体に画像を形成する印刷装置にも適用可能である。

また、上記実施形態において、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。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。

４０…発振回路
５１…比較信号生成回路
５２…電圧比較器
８０…メイン側駆動回路
８１…基駆動信号生成回路
８２…信号変調回路
８３…信号増幅回路
８４…ゲート駆動回路
８５…ハーフブリッジ出力段
９０…ヘッド側駆動回路
９１…信号変換回路
１００…印刷装置
１１０…制御ユニット
１１２…ホストインターフェイス
１１４…紙送りモータードライバー
１１６…ヘッドドライバー
１２０…メイン制御部
１２２…ＣＰＵ
１２４…ＲＡＭ
１２６…ＲＯＭ
１２８…周波数制限部
１３９…フレキシブルフラットケーブル
１４０…印刷ヘッド
１４２…ヘッドインターフェイス
１５０…吐出部
１５２…ノズル開口部
１５４…圧力室
１５６…圧電素子
１６０…スイッチングコントローラー
１６２…シフトレジスター
１６４…ラッチ回路
１６６…レベルシフター
１６８…選択スイッチ
１７２…紙送りモーター
２００…ホストコンピューター

上記駆動信号は、例えば、アナログの基駆動信号をパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）方式やパルス密度変調（Ｐｕｌｓｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＤＭ）方式、パルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＡＭ）等によりパルス変調してデジタルの変調基駆動信号を生成し、変調基駆動信号を増幅して変調駆動信号を生成し、変調駆動信号を平滑化してアナログ信号である駆動信号に変換することにより生成される。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。本発明の印刷装置は、第１の解像度と前記第１の解像度より高い第２の解像度との少なくとも２つの解像度で印刷可能である。この印刷装置は、基駆動信号を生成する基駆動信号生成部と、前記基駆動信号を変調して変調基駆動信号を生成する信号変調部と、スイッチング素子を用いて前記変調基駆動信号を増幅して変調駆動信号を生成する信号増幅部と、前記変調駆動信号を駆動信号に変換する信号変換部と、前記駆動信号により変形する圧電素子と、前記圧電素子の変形によって膨張または収縮する圧力室と、前記圧力室に連通したノズル開口部と、前記第２の解像度で印刷する第１の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を所定値未満に制限し、前記第１の解像度で印刷する第２の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を前記所定値未満に制限しない周波数制御部と、を備えることを特徴する。

（２）上記形態の印刷装置において、前記信号変調部は、前記基駆動信号と、前記基駆動信号の電圧に応じて周波数が変化する三角波または鋸波からなる比較信号とを電圧比較器に入力することで前記変調基駆動信号を生成し、前記周波数制御部は、前記第１の場合には、前記変調前の前記基駆動信号に対し、前記所定値未満の周波数を有するクロック信号を加算または減算し、前記第２の場合には、前記クロック信号の加算および減算を行わないとしてもよい。この形態の印刷装置によれば、パルスデューティー比の変化幅を大きく取ることができ、広い出力ダイナミックレンジを確保することができる変調方式を採用しつつ、第１の場合には消費電力の増大や発熱による不具合の発生を回避することができ、第２の場合には忠実な波形再現による高画質な印刷を実現することができる。

Claims (5)

1. 第１の解像度と前記第１の解像度より高い第２の解像度との少なくとも２つの印刷解像度で印刷可能であると共に、第１の印刷速度と前記第１の印刷速度より速い第２の印刷速度との少なくとも２つの印刷速度で印刷可能である印刷装置であって、
   基駆動信号を生成する基駆動信号生成部と、
   前記基駆動信号を変調して変調基駆動信号を生成する信号変調部と、
   スイッチング素子を用いて前記変調基駆動信号を増幅して変調駆動信号を生成する信号増幅部と、
   前記変調駆動信号を駆動信号に変換する信号変換部と、
   前記駆動信号により変形する圧電素子と、
   前記圧電素子の変形によって膨張または収縮する圧力室と、
   前記圧力室に連通したノズル開口部と、 前記印刷速度と前記印刷解像度との積が閾値以上である第１の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を所定値未満に制限し、前記印刷速度と前記印刷解像度との積が前記閾値未満である第２の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を前記所定値未満に制限しない周波数制御部と、を備えることを特徴する印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記信号変調部は、前記基駆動信号と、前記基駆動信号の電圧に応じて周波数が変化する三角波または鋸波からなる比較信号とを電圧比較器に入力することで前記変調基駆動信号を生成し、
   前記周波数制限部は、前記第１の場合には、前記変調前の前記基駆動信号に対し、前記所定値未満の周波数を有するクロック信号を加算または減算し、前記第２の場合には、前記クロック信号の加算および減算を行わないことを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記信号変調部は、前記基駆動信号と単一の波形を繰り返す三角波または鋸波からなる比較信号とを電圧比較器に入力することで、前記変調基駆動信号を生成し、
   前記周波数制御部は、前記第１の場合には、前記比較信号の周波数を前記所定値未満に設定し、前記第２の場合には、前記比較信号の周波数を前記所定値以上に設定することを特徴する印刷装置。
4. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記信号変調部は、所定のサンプリング周波数で前記基駆動信号の振幅をパルス化することにより前記変調基駆動信号を生成し、
   前記周波数制御部は、前記第１の場合には、前記サンプリング周波数を前記所定値未満に設定し、前記第２の場合には、前記サンプリング周波数を前記所定値以上に設定することを特徴する印刷装置。
5. 第１の解像度と前記第１の解像度より高い第２の解像度との少なくとも２つの印刷解像度の内の１つで、かつ、第１の印刷速度と前記第１の印刷速度より速い第２の印刷速度との少なくとも２つの印刷速度の内の１つで、印刷を行う方法であって、
   基駆動信号を生成する工程と、
   前記基駆動信号を変調して変調基駆動信号を生成する工程と、
   スイッチング素子を用いて前記変調基駆動信号を増幅して変調駆動信号を生成する工程と、
   前記変調駆動信号を駆動信号に変換する工程と、
   前記駆動信号によって圧電素子を変形させることにより、前記圧電素子の変形によって膨張または収縮する圧力室に連通したノズル開口部からインクを吐出する工程と、
   前記印刷速度と前記印刷解像度との積が閾値以上である第１の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を所定値未満に制限し、前記印刷速度と前記印刷解像度との積が前記閾値未満である第２の場合には、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を前記所定値未満に制限しない工程と、を備えることを特徴する印刷方法。

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