JP2006175697A

JP2006175697A - 印刷装置、コンピュータプログラム、印刷システム、及び印刷方法

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Publication number: JP2006175697A
Application number: JP2004370756A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ito; 祐弘伊東
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】放熱性が低い方のトランジスタに対する負荷を軽減する。
【解決手段】充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子を充電するための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する。
【選択図】図１７

Description

本発明は、印刷装置、コンピュータプログラム、印刷システム、及び印刷方法に関する。

充電及び放電することにより、インクを吐出させるための素子を有する印刷装置としては、例えばインクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタには、インクを吐出させるための素子を駆動するために、素子を充電及び放電するための駆動信号を生成する駆動信号生成部が設けられている。
そして、このような駆動信号生成部としては、プッシュプル接続されたＰＮＰ型トランジスタとＮＰＮ型トランジスタを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−６３０４０号公報

このようなプッシュプル接続された２つのトランジスタを有する駆動信号生成部にて駆動信号を生成する場合には、素子に充電する際に、例えば、ＮＰＮトランジスタがオンすることによりＮＰＮトランジスタが発熱し、素子から放電する際に、ＮＰＮトランジスタがオフするとともにＰＮＰトランジスタがオンすることによりＰＮＰトランジスタが発熱する。このとき、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタとは構造上の相違により、基板に実装された際の放熱性が異なる場合がある。すなわち、２つのトランジスタは素子を充電する際と放電する際とにそれぞれ発熱するが、各々の放熱性が異なるため、充電と放電を繰り返し実行した場合には放熱性が低い方のトランジスタに対する負荷が、他方のトランジスタより大きくなるという課題があった。

そこで、本発明の目的とするところは、放熱性が低い方のトランジスタに対する負荷を軽減することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、（ａ）充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子、及び、（ｂ）前記素子を充電するための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとを備え、２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部、（ｃ）を有することを特徴とする印刷装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

（ａ）充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子、及び、（ｂ）前記素子を充電するための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとを備え、２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部、（ｃ）を有することを特徴とする印刷装置である。
このような印刷装置によれば、放熱性が低い方のトランジスタの発熱量が小さくなるので、放熱性が低い側のトランジスタに対する負荷を軽減することが可能である。

かかる印刷装置において、前記２つのトランジスタは、基板に実装されており、前記充電用トランジスタのコレクタが、前記基板における電源電圧用配線パターンに接続され、前記放電用トランジスタのコレクタが、前記基板におけるグランド用配線パターンに接続されていることが望ましい。
このような印刷装置によれば、充電用トランジスタのコレクタが、基板における電源電圧用配線パターンに、放電用トランジスタのコレクタが基板におけるグランド用配線パターンに接続されているので、充電用トランジスタ及び放電用トランジスタによる発熱を、基板を介して放熱することが可能である。

かかる印刷装置において、前記グランド用配線パターンの方が、前記電源電圧用配線パターンより、前記基板における表面積が大きいことを特徴とする。
このような印刷装置によれば、グランド用配線パターンの方が基板における表面積が大きいので、グランド用配線パターンに接続された放電用トランジスタの放熱性を高めることが可能である。一方、電源電圧用配線パターンに接続された充電用トランジスタの放熱性は放電用トランジスタより低いので、充電用トランジスタの発熱量が小さくなるように駆動することにより、放電用トランジスタ及び充電用トランジスタにかかる負荷をいずれも抑えることが可能である。

かかる印刷装置において、前記放熱性が低い方のトランジスタは、前記充電用トランジスタであることを特徴とする。
充電用トランジスタは電源側に設けられているので、ヒートシンク等の金属部と直接接触させることができない。このため、充電用トランジスタの発熱量を小さくすることにより、充電用トランジスタに対する負荷を軽減することが有効である。

かかる印刷装置において、前記駆動信号は、電源電位を基準として生成されることが望ましい。
トランジスタの発熱量を減らすためには、消費電力を下げる必要があるが、電源電位を基準として駆動信号を生成することにより、駆動信号における充電時の消費電力を小さく抑えることが可能であり、結果として発熱量を抑えることが可能である。

かかる印刷装置において、前記素子は、圧電素子であり、前記駆動信号の電位が上がると充電され、前記駆動信号の電位が下がると放電されることが望ましい。
このような印刷装置によれば、駆動信号生成部にて生成された駆動信号により圧電素子を適正に駆動することが可能である。

かかる印刷装置において、前記２つのトランジスタは、ＮＰＮ型のトランジスタと、ＰＮＰ型のトランジスタであり、２つのトランジスタのエミッタ側が接続され、２つのトランジスタの接続部から前記駆動信号が出力されることが望ましい。
このような印刷装置によれば、ＮＰＮ型のトランジスタと、ＰＮＰ型のトランジスタとを用いた簡単な構成において、圧電素子を効率よく駆動することが可能である。

かかる印刷装置において、前記素子は、前記駆動信号によって、インクが吐出されない程度に駆動されることが望ましい。
このような印刷装置によれば、インクが吐出されない程度に素子が駆動された場合であっても、放熱性が低い充電用トランジスタの発熱量を抑えることが可能である。

また、（ａ）充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子、及び、（ｂ）前記素子を充電するための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとを備え、２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部、（ｃ）を有し、（ｄ）前記２つのトランジスタは、基板に実装されており、前記充電用トランジスタのコレクタが、前記基板における電源電圧用配線パターンに接続され、前記放電用トランジスタのコレクタが、前記基板におけるグランド用配線パターンに接続され、（ｅ）前記グランド用配線パターンの方が、前記電源電圧用配線パターンより、前記基板における表面積が大きく、（ｆ）前記放熱性が低くなるトランジスタは、前記充電用トランジスタであり、（ｇ）前記駆動信号は、電源電位を基準として生成され、（ｈ）前記素子は、圧電素子であり、前記駆動信号の電位が上がると充電され、前記駆動信号の電位が下がると放電され、（ｉ）前記２つのトランジスタは、ＮＰＮ型のトランジスタと、ＰＮＰ型のトランジスタであり、２つのトランジスタのエミッタ側が接続され、２つのトランジスタの接続部から前記駆動信号が出力され、（ｊ）前記素子は、前記駆動信号によって、インクが吐出されない程度に駆動されることを特徴とする印刷装置である。
このような印刷装置によれば、既述のほぼ全ての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。

また、充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子と、前記素子を充電するための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタと、を備えた印刷装置に、２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成させる機能を実現させるためのコンピュータプログラムも実現可能である。

また、（Ａ）コンピュータと、（Ｂ）前記コンピュータに接続されて、次の（ａ）、（ｂ）を有する印刷装置と、（ａ）充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子、（ｂ）前記素子を充電するための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとを備え、２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部、（Ｃ）を有することを特徴とする印刷システムも実現可能である。

また、インクを吐出させるための素子を充電させるための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成するステップと、生成された駆動信号に基づいて、前記素子にインクを吐出させるステップと、を有することを特徴とする印刷方法も実現可能である。

＝＝＝印刷システムの構成＝＝＝
次に、印刷システム（コンピュータシステム）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態の記載には、コンピュータプログラム、及び、コンピュータプログラムを記録した記録媒体等に関する実施形態も含まれている。

図１は、印刷システムの外観構成を示した説明図である。この印刷システム１００は、プリンタ１と、コンピュータ１１０と、表示装置１２０と、入力装置１３０と、記録再生装置１４０とを備えている。プリンタ１は、紙、布、フィルム等の媒体に画像を印刷する印刷装置である。コンピュータ１１０は、プリンタ１と電気的に接続されており、プリンタ１に画像を印刷させるため、印刷させる画像に応じた印刷データをプリンタ１に出力する。表示装置１２０は、ディスプレイを有し、アプリケーションプログラムやプリンタドライバ等のユーザインタフェースを表示する。入力装置１３０は、例えばキーボード１３０Ａやマウス１３０Ｂであり、表示装置１２０に表示されたユーザインタフェースに沿って、アプリケーションプログラムの操作やプリンタドライバの設定等に用いられる。記録再生装置１４０は、例えばフレキシブルディスクドライブ装置１４０ＡやＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１４０Ｂが用いられる。

コンピュータ１１０にはプリンタドライバがインストールされている。プリンタドライバは、表示装置１２０にユーザインタフェースを表示させる機能を実現させるほか、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データに変換する機能を実現させるためのプログラムである。このプリンタドライバは、フレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体（コンピュータ読み取り可能な記録媒体）に記録されている。または、このプリンタドライバは、インターネットを介してコンピュータ１１０にダウンロードすることも可能である。なお、このプログラムは、各種の機能を実現するためのコードから構成されている。

なお、「印刷装置」とは、狭義にはプリンタ１を意味するが、広義にはプリンタ１とコンピュータ１１０とのシステムを印刷装置としてもよい。

＝＝＝プリンタの構成＝＝＝
＜インクジェットプリンタの構成について＞
図２は、本実施形態のプリンタの全体構成のブロック図である。また、図３は、本実施形態のプリンタの全体構成の概略図である。また、図４は、本実施形態のプリンタの全体構成の縦断面図である。以下、本実施形態のプリンタの基本的な構成について説明する。

本実施形態のプリンタ１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、およびコントローラ６０を有する。外部装置であるコンピュータ１１０から印刷データを受信したプリンタ１は、コントローラ６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御する。コントローラ６０は、コンピュータ１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、紙等の媒体に画像を形成する。プリンタ１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラ６０に出力する。検出器群５０から検出結果を受けたコントローラ６０は、その検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。

搬送ユニット２０は、媒体（例えば、紙Ｓなど）を印刷可能な位置に送り込み、印刷時に所定の方向（以下、搬送方向という）に所定の搬送量で搬送させるためのものである。すなわち、搬送ユニット２０は、紙を搬送する搬送機構（搬送手段）として機能する。搬送ユニット２０は、給紙ローラ２１と、搬送モータ２２（ＰＦモータともいう）と、搬送ローラ２３と、プラテン２４と、排紙ローラ２５とを有する。ただし、搬送ユニット２０が搬送機構として機能するためには、必ずしもこれらの構成要素を全て必要とするわけではない。

給紙ローラ２１は、紙挿入口に挿入された紙をプリンタ内に自動的に給紙するためのローラである。給紙ローラ２１は、Ｄ形の断面形状をしており、円周部分の長さは搬送ローラ２３までの搬送距離よりも長く設定されているので、この円周部分を用いて紙を搬送ローラ２３まで搬送できる。搬送モータ２２は、紙を搬送方向に搬送するためのモータであり、ＤＣモータにより構成される。搬送ローラ２３は、給紙ローラ２１によって給紙された紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラであり、搬送モータ２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の紙Ｓを支持する。排紙ローラ２５は、印刷が終了した紙Ｓをプリンタ１の外部に排出するローラである。この排紙ローラ２５は、搬送ローラ２３と同期して回転する。

キャリッジユニット３０は、ヘッド４１を前記搬送方向と直交する方向（以下、移動方向という）に移動させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモータ３２（ＣＲモータともいう）とを有する。キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能である。（これにより、ヘッドが移動方向に沿って移動する。）また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。キャリッジモータ３２は、キャリッジ３１を移動方向に移動させるためのモータであり、ＤＣモータにより構成される。

ヘッドユニット４０は、紙にインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット４０は、ヘッド４１を有する。ヘッド４１は、インク吐出部であるノズルを複数有し、各ノズルから断続的にインクを吐出する。このヘッド４１は、キャリッジ３１に設けられている。そのため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に吐出することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が紙に形成される。

検出器群５０には、リニア式エンコーダ５１、ロータリー式エンコーダ５２、紙検出センサ５３、および光学センサ５４等が含まれる。リニア式エンコーダ５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出するためのものである。ロータリー式エンコーダ５２は、搬送ローラ２３の回転量を検出するためのものである。紙検出センサ５３は、印刷される紙の先端の位置を検出するためのものである。この紙検出センサ５３は、給紙ローラ２１が搬送ローラ２３に向かって紙を給紙する途中で、紙の先端の位置を検出できる位置に設けられている。なお、紙検出センサ５３は、機械的な機構によって紙の先端を検出するメカニカルセンサである。詳しく言うと、紙検出センサ５３は搬送方向に回転可能なレバーを有し、このレバーは紙の搬送経路内に突出するように配置されている。そのため、紙の先端がレバーに接触し、レバーが回転させられるので、紙検出センサ５３は、このレバーの動きを検出することによって、紙の先端の位置を検出する。光学センサ５４は、キャリッジ３１に取付けられている。光学センサ５４は、発光部から紙に照射された光の反射光を受光部が検出することにより、紙の有無を検出する。そして、光学センサ５４は、キャリッジ３１によって移動しながら紙の端部の位置を検出する。光学センサ５４は、光学的に紙の端部を検出するため、機械的な紙検出センサ５３よりも、検出精度が高い。なお、本実施形態では、ヘッド４１の温度を検出するための温度センサ５６が検出器群５０に含まれている。

コントローラ６０は、プリンタの制御を行うための制御ユニット（制御手段）である。コントローラ６０は、インターフェース部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリ６３と、ユニット制御回路６４とを有する。インターフェース部６１は、外部装置であるコンピュータ１１０とプリンタ１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ６２は、プリンタ全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリ６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段を有する。ＣＰＵ６２は、メモリ６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して各ユニットを制御する。

＜印刷動作について＞
図５は、印刷時の処理のフロー図である。以下に説明される各処理は、コントローラ６０が、メモリ６３内に格納されたプログラムに従って、各ユニットを制御することにより実行される。このプログラムは、各処理を実行するためのコードを有する。

印刷命令受信（Ｓ００１）：まず、コントローラ６０は、インターフェース部６１を介して、コンピュータ１１０から印刷命令を受信する。この印刷命令は、コンピュータ１１０から送信される印刷データのヘッダに含まれている。そして、コントローラ６０は、受信した印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の給紙処理・搬送処理・インク吐出処理等を行う。

給紙処理（Ｓ００２）：給紙処理とは、印刷すべき紙をプリンタ１内に供給し、印刷開始位置（頭出し位置ともいう）に紙を位置決めする処理である。コントローラ６０は、給紙ローラ２１を回転させ、印刷すべき紙を搬送ローラ２３まで送る。コントローラ６０は、搬送ローラ２３を回転させ、給紙ローラ２１から送られてきた紙を印刷開始位置に位置決めする。紙が印刷開始位置に位置決めされたとき、ヘッド４１の少なくとも一部のノズルは、紙と対向している。

ドット形成処理（Ｓ００３）：ドット形成処理とは、移動方向に沿って移動するヘッド４１からインクを断続的に吐出させ、紙上にドットを形成する処理である。コントローラ６０は、キャリッジモータ３２を駆動し、キャリッジ３１を移動方向に移動させる。そして、コントローラ６０は、キャリッジ３１が移動している間に、印刷データに基づいてヘッド４１からインクを吐出させる。ヘッド４１から吐出されたインク滴が紙上に着弾すれば、紙上にドットが形成される。移動するヘッド４１からインクが断続的に吐出されるので、紙上には移動方向に沿った複数のドットからなるドット列が形成される。

搬送処理（Ｓ００４）：搬送処理とは、紙をヘッド４１に対して搬送方向に沿って相対的に移動させる処理である。コントローラ６０は、搬送モータ２２を駆動し、搬送ローラ２３を回転させて紙を搬送方向に搬送する。この搬送処理により、ヘッド４１は、先ほどのドット形成処理によって形成されたドットの位置とは異なる位置に、ドットを形成することが可能になる。

排紙判断（Ｓ００５）：コントローラ６０は、印刷中の紙について排紙の判断を行う。印刷中の紙に印刷すべきデータが残っていれば、排紙は行われない。そして、コントローラ６０は、印刷すべきデータがなくなるまで、ドット形成処理と搬送処理とを交互に繰り返し、ドットから構成される画像を徐々に紙に印刷する。

排紙処理（Ｓ００６）：印刷中の紙に印刷すべきデータがなくなれば、コントローラ６０は、排紙ローラ２５を回転させることにより、その紙を排紙する。なお、排紙を行うか否かの判断は、印刷データに含まれる排紙コマンドに基づいても良い。

印刷終了判断（Ｓ００７）：次に、コントローラ６０は、印刷を続行するか否かの判断を行う。次の紙に印刷を行うのであれば、印刷を続行し、次の紙の給紙処理を開始する。次の紙に印刷を行わないのであれば、印刷動作を終了する。

＜ノズルについて＞
図６は、ヘッド４１の下面におけるノズルの配列を示す説明図である。ヘッド４１の下面には、ブラックインクノズル群Ｋと、シアンインクノズル群Ｃと、マゼンタインクノズル群Ｍと、イエローインクノズル群Ｙが形成されている。各ノズル群は、各色のインクを吐出するための吐出口であるノズルを複数個（本実施形態では１８０個）備えている。

各ノズル群の複数のノズルは、搬送方向に沿って、一定の間隔（ノズルピッチ：ｋ・Ｄ）でそれぞれ整列している。ここで、Ｄは、搬送方向における最小のドットピッチ（つまり、紙Ｓに形成されるドットの最高解像度での間隔）である。また、ｋは、１以上の整数である。例えば、ノズルピッチが１８０ｄｐｉ（１／１８０インチ）であって、搬送方向のドットピッチが７２０ｄｐｉ（１／７２０）である場合、ｋ＝４である。

各ノズル群のノズルは、下流側のノズルほど若い番号が付されている（♯１〜♯１８０）。つまり、ノズル♯１は、ノズル♯１８０よりも搬送方向の下流側に位置している。各ノズルには、インクを吐出させるための素子としてのピエゾ素子（不図示）が設けられている。また、光学センサ５４は、紙搬送方向の位置に関して、一番上流側にあるノズル♯１８０とほぼ同じ位置にある。

＜ヘッドの駆動について＞
図７は、ヘッドユニット４０の説明図である。また、図８は、各信号のタイミングの説明図である。

ヘッドユニット４０は、ヘッド４１を有するとともに、ヘッド４１を駆動するヘッド駆動回路４２と、原駆動信号ＯＤＲＶを発生する、駆動信号生成部としての原駆動信号生成部４３とを有する。なお、ヘッド４１は、各色のノズル列を有するとともに、ノズル数分のピエゾ素子ＰＺＴと、各ピエゾ素子ＰＺＴに設けられた圧力室（不図示）とを有する。

ヘッド駆動回路４２は、１８０個の第１シフトレジスタ４２１と、１８０個の第２シフトレジスタ４２２と、ラッチ回路群４２３と、データセレクタ４２４と、１８０個のスイッチＳＷとを有する。図中のかっこ内の数字は、部材（又は信号）が対応するノズルの番号を示している。このヘッド駆動回路４２は、シリアル伝送される印刷信号ＰＲＴに基づいて１８０個のピエゾ素子ＰＺＴをそれぞれ駆動し、各ノズルからインクを吐出するためのものである。このヘッド駆動回路４２は、各色のノズル列毎に設けられている。

原駆動信号ＯＤＲＶは、１８０個のピエゾ素子に対して共通に供給される信号である。この原駆動信号ＯＤＲＶは、ノズルが一画素分の距離を移動する時間内に、第１パルスＷ１と第２パルスＷ２の２つの駆動パルスを有する。この原駆動信号ＯＤＲＶは、印刷装置本体側に設けられた原駆動信号生成部４３からケーブルを介して、ヘッド駆動回路４２のスイッチＳＷにそれぞれ伝送される。

印刷信号ＰＲＴ（ｉ）は、ノズル♯ｉが担当する一画素に対して割り当てられている画素データに対応した信号である。本実施形態では、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）は、一画素につき２ビットの情報を有する信号になっている。この印刷信号ＰＲＴ（ｉ）は、データセレクタ４２４からスイッチＳＷ（ｉ）に伝送される。

印刷信号ＰＲＴは、ノズル数分の印刷信号ＰＲＴ（ｉ）をシリアル伝送する信号である。このシリアル伝送される印刷信号ＰＲＴは、ヘッド駆動回路４２に入力され、１８０個の２ビットデータである印刷信号ＰＲＴ（ｉ）にシリアル／パラレル変換される（後述）。

駆動信号ＤＲＶ（ｉ）は、ノズル♯ｉに対応して設けられているピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）を駆動する信号である。ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に駆動信号ＤＲＶ（ｉ）が入力されると、駆動信号ＤＲＶ（ｉ）の電位変化に応じてピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）が充電及び放電されることにより変形する。ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）が変形すると、圧力室の一部を区画する弾性膜（側壁）が変形し、圧力室内のインクがノズル♯ｉから吐出する。

第１制御信号Ｓ１は、ラッチ回路群４２３とデータセレクタ４２４に入力される。第２制御信号Ｓ２は、データセレクタ４２４に入力される。第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２は、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が変化するタイミングを示すパルスを有する。

ヘッド駆動回路４２にシリアル伝送された印刷信号ＰＲＴは、以下に説明するようにして、１８０個の２ビットデータである印刷信号ＰＲＴ（ｉ）にシリアル／パラレル変換される。まず、印刷信号ＰＲＴが１８０個の第１シフトレジスタ４２１に入力され、次に、１８０個の第２シフトレジスタ４２２に入力される。第１制御信号Ｓ１のパルスがラッチ回路群４２３に入力されると、各シフトレジスタの３６０個のデータがラッチ回路群４２３にラッチされる。第１制御信号Ｓ１のパルスがラッチ回路群４２３に入力されるとき、第１制御信号Ｓ１のパルスがデータセレクタ４２４にも入力される。データセレクタ４２４は、第１制御信号Ｓ１が入力されると、初期状態になる。初期状態のデータセレクタ４２４は、ラッチされる前には第１シフトレジスタ４２１に格納されていたデータをラッチ回路群４２３から選択し、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）としてスイッチＳＷ（ｉ）にそれぞれ出力する。次に、第２制御信号Ｓ２のパルスにより、データセレクタ４２４は、ラッチされる前には第２シフトレジスタ４２２に格納されていたデータをラッチ回路群４２３から選択し、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）としてスイッチＳＷ（ｉ）にそれぞれ出力する。このようにして、シリアル伝送される印刷信号ＰＲＴは、１８０個の２ビットデータに変換される。

印刷信号ＰＲＴ（ｉ）のレベルが「１」のとき、スイッチＳＷ（ｉ）は、原駆動信号ＯＤＲＶの対応する駆動パルスをそのまま通過させて駆動信号ＤＲＶ（ｉ）とする。一方、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）のレベルが「０」のとき、スイッチＳＷ（ｉ）は、原駆動信号ＯＤＲＶの対応する駆動パルスを遮断する。この結果、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が「１１」の場合、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に駆動パルスＷ１及びＷ２が入力し、大ドットが形成される。また、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が「１０」の場合、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に駆動パルスＷ１が入力し、中ドットが形成される。印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が「０１」の場合、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に駆動パルスＷ２が入力し、小ドットが形成される。つまり、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）に応じた大きさのドットが用紙上に形成される。なお、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が「００」の場合、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に駆動パルスが入力されないので、ドットは形成されない。

なお、本実施形態では、温度センサ５６がヘッド４１付近の温度を検出している。ヘッド４１には不図示のインクチャンバーが設けられており、温度センサ５６は、インクチャンバー内のインクの温度に近似した温度を検出することができる。この温度センサ５６は、検出結果をコントローラ６０へ出力する。

＝＝＝原駆動信号生成部４３の構成＝＝＝
図９は、原駆動信号生成部４３の構成の説明図である。原駆動信号生成部４３は、既に説明した通り、全てのピエゾ素子を駆動するための原駆動信号ＯＤＲＶを生成するものである。原駆動信号生成部４３は、増幅回路７０と、波形生成回路８０とを有する。

＜増幅回路７０の構成について＞
増幅回路７０は、電圧上昇用トランジスタＱ１と、電圧降下用トランジスタＱ２とを有する。電圧上昇用トランジスタＱ１は、コレクタが電源に、エミッタが原駆動信号ＯＤＲＶの出力信号線にそれぞれ接続されたＮＰＮ型のトランジスタである。また、電圧降下用トランジスタＱ２は、コレクタが接地（アース）、所謂グランドに、エミッタが原駆動信号ＯＤＲＶの出力信号線にそれぞれ接地されたＰＮＰ型のトランジスタである。つまり、２つのトランジスタのエミッタ側が接続され、その接続点から原駆動信号ＯＤＲＶが出力される。

これらの電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２は、波形生成回路８０からの波形信号によって制御される。波形生成回路８０からの波形信号によって電圧上昇用トランジスタＱ１がＯＮ状態になると、原駆動信号ＯＤＲＶが上昇し、ピエゾ素子の充電が行われる。一方、波形生成回路８０からの波形信号によって電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になると、原駆動信号ＯＤＲＶが降下し、ピエゾ素子の放電が行われる。すなわち、電圧上昇用トランジスタＱ１は充電用トランジスタであり、電圧降下用トランジスタＱ２は、放電用トランジスタである。なお、ピエゾ素子は、容量性負荷Ｃを有している。

増幅回路７０は、波形生成回路８０へも原駆動信号ＯＤＲＶを出力している。波形生成回路８０は、増幅回路７０から送られてくる原駆動信号ＯＤＲＶの電位を監視し、目標電位との偏差に基づいて、２つのトランジスタを制御する。

図１０は、電圧上昇用トランジスタ及び電圧降下用トランジスタの配置の一例を説明図である。

本実施形態の増幅回路７０の基板には、面実装パッケージの電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２が設けられている。したがって、基板の銅箔部には、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２が、それらのコレクタが直接接触されて設けられている。このとき、電圧上昇用トランジスタＱ１のコレクタが接続されているのは、電源電圧用配線パターン７１を構成する銅箔部であり、電圧降下用トランジスタＱ２のコレクタが接続されているのは、グランド用配線パターン７２を構成する銅箔部である。そして、電源電圧用配線パターン７１は、基板内において電源電圧を必要とする極限られた領域に形成されており、グランド用配線パターン７２は、基板のほぼ全域に亘って、他の配線パターンや素子を避けて形成されている。このため、グランド用配線パターン７２は、電源電圧用配線パターン７１より十分広い表面積を有している。このため、グランド用配線パターン７２に接続された電圧降下用トランジスタＱ２は、広い領域を有するグランド用配線パターン７２から放熱することが可能であり、電源電圧用配線パターン７１に接続された電圧上昇用トランジスタＱ１より、高い放熱性を有している。

トランジスタを構成する半導体には接合部というポイントがあり、この部分で熱が発生する。トランジスタ毎に接合部に許容される最高温度が決められており、この温度をジャンクション温度（あるいは接合部温度）という。ジャンクション温度が所定の温度（１２５℃程度）以上になると、熱によりトランジスタが破壊される。すなわち、放熱性が高くなる構成の電圧降下用トランジスタＱ２は、電圧上昇用トランジスタＱ１より、発熱による破損が発生し難い構成となっている。

＜波形生成回路８０について＞
図１１は、波形生成回路８０の説明図である。図１２は、波形生成回路８０が増幅回路７０へ出力する波形信号の説明図である。これらの図を用いて、波形生成回路８０について説明する。

波形生成回路８０は、メモリ８１と、ラッチ回路８２と、加算器８３と、ラッチ回路８４と、Ｄ／Ａ変換器８５とを有する。メモリ８１は、波形信号の波形を決める所定のパラメータを記憶する。波形生成回路８０は、所定のパラメータをメモリ８１に記憶するため、種々の信号をコントローラ６０から受け取る。なお、コントローラ６０は、メモリ６３に格納されているプログラムに従って、所定のタイミングで各信号を波形生成回路８０に出力する。

コントローラ６０は、クロック信号６０１に同期して、データ信号６０２とアドレス信号６０３を出力する。そして、コントローラ６０がイネーブル信号６０４を出力すると、メモリ８１は、このイネーブル信号６０４を受けたときのアドレス信号６０３が示すアドレスに、データ信号６０２の内容を書き込む。各アドレスに書き込まれたデータは、電位変化量を示す電位変化量データとなる（後述）。なお、データ信号６０２の最上位ビットは、符号として用いられる。

本実施形態では、アドレスＡにゼロ、アドレスＢにΔＶ１、アドレスＣに−ΔＶ２、を示す電位変化量データが格納される。

各アドレスへの電位変化量の設定が終了した後、アドレス信号６０３にアドレスが出力され、第１のラッチ回路８２は、最初のクロック信号６０５により、アドレス信号６０３の示すアドレスに格納されている電位変化量データを保持する。加算器８３は、第１のラッチ回路８２が出力する電位変化量データと、第２のラッチ回路８４が出力する電位変化量データとを加算する。第２のラッチ回路８４がクロック信号６０６の立ち上がりパルスを受け取ると、第２のラッチ回路８４は、加算器８３から出力される信号を保持し、その信号を出力する。つまり、第２のラッチ回路８４の出力は、クロック信号６０６の立ち上がりパルス毎に、第１のラッチ回路８２に設定されている電位変化量に従って増減する。

本実施形態では、まず、アドレス信号６０３は、アドレスＢを示している。第１のラッチ回路８２は、最初のクロック信号６０５により、アドレスＢのΔＶ１の電位変化量データを保持する。その後、第２のラッチ回路８４は、クロック信号６０６の立ち上がりパルスを受け取る毎に、ΔＶ１だけ波形信号の電位を変化させる。次に、アドレス信号６０３がアドレスＢからアドレスＡに切り替わり、第１のラッチ回路８２は、次のクロック信号６０５により、アドレスＡのゼロの電位変化量データを保持する。これにより、この時の第２のラッチ回路８４は、波形信号の電位を保持する。アドレス信号６０３がアドレスＡからアドレスＣに切り替わり、第１のラッチ回路８２は、次のクロック信号６０５により、アドレスＣの−ΔＶ２の電位変化量データを保持する。これにより、この時の第２のラッチ回路８４は、クロック信号６０６の立ち上がりパルスを受け取る毎に、−ΔＶ２だけ波形信号の電位を変化させる。

本実施形態では、このような動作によって、波形信号の電位を増減させている。そして、波形生成回路８０は、Ｄ／Ａ変換器８５にてデジタル信号をアナログ信号に変換された波形信号を増幅回路７０（詳しくは、増幅回路７０の２つのトランジスタのベース）に出力する。この結果、増幅回路７０は、波形信号に基づいて、原駆動信号ＯＤＲＶを出力することができる。

すなわち、放熱性が低くなる電圧上昇用トランジスタＱ１の発熱量が小さくなるようにピエゾ素子を駆動するための駆動信号を生成するステップは、原駆動信号生成部４３にて実行される処理であり、生成された駆動信号に基づいてピエゾ素子を駆動してノズルからインクを吐出させるステップは、ヘッド駆動回路４２にて実行される処理である。

なお、本実施形態では、温度センサ５６の検出結果がコントローラ６０に送られてくる。コントローラ６０は、温度センサ５６の検出結果に基づいて、波形生成回路８０に出力する信号を変化させる。これにより、温度センサ５６の検出結果に応じて、原駆動信号ＯＤＲＶの波形が変化する。なお、どのように原駆動信号ＯＤＲＶの波形を変化させるかについては、後述する。

＝＝＝原駆動信号ＯＤＲＶとトランジスタの消費電力＝＝＝
図１３は、従来の原駆動信号ＯＤＲＶの電位の時間変化と、トランジスタＱ１，Ｑ２に流れる電流の時間変化の説明図である。ここでは、本実施形態と比較するために、まず、従来の原駆動信号の一例として、中間電位を固定して、図に示すような従来の原駆動信号ＯＤＲＶを生成する例について説明する。

＜従来の原駆動信号によるトランジスタの消費電力＞
時刻Ｔ０までの間、原駆動信号生成部４３は、中間電位Ｖｃ＝２０Ｖを維持する。その後、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間に、原駆動信号生成部４３は、中間電位Ｖｃ＝２０Ｖから最低電位Ｖｂ＝２Ｖまで電位を降下させる。原駆動信号ＯＤＲＶの電位が降下するとき、電圧上昇用トランジスタＱ１はＯＦＦ状態であり、電圧降下用トランジスタＱ２はＯＮ状態である。電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．４５μＡが流れる。ピエゾ素子は、この放電により、インクチャンバーの容量を膨張させる。

時刻Ｔ２まで最低電位Ｖｂ＝２Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間に、最高電位Ｖｈ１＝３４Ｖまで電位を上昇させる。原駆動信号ＯＤＲＶの電位が上昇するとき、電圧上昇用トランジスタＱ１はＯＮ状態であり、電圧降下用トランジスタＱ２はＯＦＦ状態である。電圧上昇用トランジスタＱ１がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子に充電が行われ、電圧上昇用トランジスタＱ１には充電電流Ｉ１＝１．０６μＡが流れる。ピエゾ素子は、この充電により、インクチャンバーの容量を収縮させ、ノズルからインク滴を吐出させる。

時刻Ｔ４まで最高電位Ｖｈ１＝３４Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間に、中間電位Ｖｃ＝２０Ｖまで電位を降下させる。原駆動信号ＯＤＲＶの電位が降下するとき、電圧上昇用トランジスタＱ１はＯＦＦ状態であり、電圧降下用トランジスタＱ２はＯＮ状態である。電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．４７μＡが流れる。ピエゾ素子は、この放電により、インクチャンバーの容量を膨張させて元の容量に戻す。

電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、原駆動信号ＯＤＲＶの電位と電源電位４２Ｖとの電位差と、電流Ｉ１との積になる。電流Ｉ１は時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間しか流れないので、本実施形態の電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの原駆動信号ＯＤＲＶの電位と電源電位４２Ｖとの間の斜線で示される台形面積（以下、充電電圧面積と呼ぶ）と、電流Ｉ１＝１．０６μＡと、の積になる。本実施形態では、原駆動信号ＯＤＲＶの１周期の間の電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、７６．３×１０^−１２Ｗになる。

電圧降下用トランジスタＱ２の消費電力は、原駆動信号ＯＤＲＶの電位とＧＮＤの電位０Ｖとの電位差と、電流Ｉ２との積になる。電流Ｉ２は時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間、及び、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間しか流れないので、本実施形態の電圧降下用トランジスタＱ２の消費電力は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間の消費電力と、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間の消費電力との和になる。時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間の消費電力は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの原駆動信号ＯＤＲＶの電位とＧＮＤ電位との間の斜線で示される台形面積（以下、第１放電電圧面積と呼ぶ）と、電流Ｉ２＝０．４５μＡと、の積になる。また、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間の消費電力は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの原駆動信号ＯＤＲＶの電位とＧＮＤ電位との間の斜線で示される台形面積（以下、第２放電電圧面積と呼ぶ）と、電流Ｉ２＝０．４７μＡと、の積になる。本実施形態では、原駆動信号ＯＤＲＶの１周期の間の電圧降下用トランジスタＱ２の消費電力は、５７．８７×１０^−１２Ｗになる。

ところで、インクは温度が高くなると粘度が低くなる。一方、温度が変化してもノズルから吐出されるインクの量をほぼ同じにする必要がある。そこで、温度が高くなったとき、ノズルから吐出されるインクの量を揃えるため、インクを吐出するときの原駆動信号ＯＤＲＶの電位差（時刻Ｔ２の電位と時刻Ｔ３の電位との差）を小さくしている。図１４は、中間電位を固定する従来の駆動信号の生成方法により、電位変化の振幅を小さくさせた原駆動信号ＯＤＲＶを示す図である。例えば、図１３に示す原駆動信号が常温（例えば２５℃）時の原駆動信号とすると、高温時（例えば４０℃）に使用する原駆動信号は図１４に示すような波形になる。図１４の原駆動信号は、最低電位と最高電位の差が２２Ｖになるように変更されている。

図１４の原駆動信号では、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ０までの間、中間電位Ｖｃ＝２０Ｖに維持し、その後、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間に、中間電位Ｖｃ＝２０Ｖから最低電位Ｖｂ＝８Ｖまで電位を降下させる。このとき、電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．３μＡが流れる。

時刻Ｔ２まで最低電位Ｖｂ＝８Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間に、最高電位Ｖｈ１＝３０Ｖまで電位を上昇させる。このとき、電圧上昇用トランジスタＱ１がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子に充電が行われ、電圧上昇用トランジスタＱ１には充電電流Ｉ１＝０．７３μＡが流れる。

時刻Ｔ４まで最高電位Ｖｈ１＝３０Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間に、中間電位Ｖｃ＝２０Ｖまで電位を降下させる。このとき、電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．３３μＡが流れる。

そして、電圧上昇用トランジスタＱ１の１周期の間における消費電力は、５０．３７×１０^−１２Ｗ、電圧降下用トランジスタＱ２の１周期の間における消費電力は、４１．５５×１０^−１２Ｗとなる。

また、ノズルからインクを吐出しないときには、ノズル内のインクが蒸発し、インクが固化する恐れがある。ノズル内でインクが固化すると、そのノズルからインクが吐出することができなくなり、印刷画像が劣悪なものとなる。そこで、ノズルからインクを吐出しないとき、原駆動信号生成部４３は、インクが吐出されない程度の原駆動信号ＯＤＲＶ（以下、微振動信号と呼ぶ）をピエゾ素子に与え、ノズル内のインクを撹拌させてインクの固化を抑制する。

図１５は、従来の微振動信号を示す図である。原駆動信号生成部４３は、ドット形成処理が終了してから次のドット形成処理までの間（例えば搬送動作中）に、この微振動信号を生成する。

時刻Ｔ１０までの間、原駆動信号生成部４３は、最低電位Ｖｂ＝２Ｖを維持する。その後、時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１１までの間に、原駆動信号生成部４３は、最高電位Ｖｈ１＝１４Ｖまで電位を上昇させる。微振動信号（原駆動信号ＯＤＲＶ）の電位が上昇するとき、電圧上昇用トランジスタＱ１はＯＮ状態であり、電圧降下用トランジスタＱ２はＯＦＦ状態である。電圧上昇用トランジスタＱ１がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子に充電が行われ、電圧上昇用トランジスタＱ１には充電電流Ｉ１＝０．２４μＡが流れる。ピエゾ素子は、この充電により、インクチャンバーの容量を収縮させる。但し、微振動信号は電位変化量が小さく、インクチャンバーの容量が収縮しても、ノズルからインク滴は吐出されない。しかし、インクチャンバーの容量が収縮することにより、インクチャンバー内のインクが揺らされて、インクが撹拌される。

時刻Ｔ１２まで最高電位Ｖｈ１＝１４Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの間に、最低電位Ｖｂ＝２Ｖまで電位を降下させる。微振動信号（原駆動信号ＯＤＲＶ）の電位が降下するとき、電圧上昇用トランジスタＱ１はＯＦＦ状態であり、電圧降下用トランジスタＱ２はＯＮ状態である。電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．２４μＡが流れる。ピエゾ素子は、この放電により、インクチャンバーの容量を膨張させて元の容量に戻す。インクチャンバーの容量が膨張することにより、インクチャンバー内のインクが揺らされて、インクが撹拌される。

電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、微振動信号の電位と電源電位４２Ｖの電位差と、電流Ｉ１との積になる。電流Ｉ１は時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの間しか流れないので、参考例の電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの間の斜線で示される台形面積と、電流Ｉ１＝０．２４の積になる。微振動信号の１周期の間の電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、４０．８×１０^−１２Ｗになる。

同様に、電圧降下用トランジスタＱ２の消費電力は、微振動信号の１周期当たり９．６×１０^−１２Ｗになる。

以上説明したように、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２を用いて従来の原駆動信号を生成しピエゾ素子を駆動した場合には、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２による消費電力は、常温時、高温時、微振動時のいずれも電圧上昇用トランジスタＱ１の方が大きくなっている。そして、上述したように、電圧上昇用トランジスタＱ１は電圧降下用トランジスタＱ２より放熱性が悪い構成となっているので、電圧上昇用トランジスタＱ１への負荷が大きくなり、破損しやすくなる。このため、本実施形態の原駆動信号ＯＤＲＶは、電圧上昇用トランジスタＱ１への負荷が小さくなるように、電源電位を基準として生成される。

＜本実施形態の原駆動信号によるトランジスタの消費電力＞
図１６は、本実施形態における常温時の原駆動信号ＯＤＲＶの電位の時間変化と、トランジスタＱ１及びＱ２に流れる電流の時間変化の説明図である。本実施形態では、原駆動信号生成部４３は、電源電位を基準として図に示すような原駆動信号ＯＤＲＶを生成する。このため、中間電位及び最低電位は変更可能である。また、従来の原駆動信号による消費電力と比較するために、原駆動信号における時間の変化に対する電位の変化量は、上述した従来の原駆動信号を同じに設定している。なお、この原駆動信号ＯＤＲＶは、説明の簡略化のため、図８の原駆動信号ＯＤＲＶとは異なっている。本実施形態の原駆動信号によるトランジスタの消費電力を、上記従来の原駆動信号によるトランジスタの消費電力と同様にして求める。

本実施形態の原駆動信号では、時刻Ｔ０までの間、原駆動信号生成部４３は、中間電位Ｖｃ＝２３Ｖを維持し、その後、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間に、中間電位Ｖｃ＝２３Ｖから最低電位Ｖｂ＝５Ｖまで電位を降下させる。このとき、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．４５μＡが流れる。ピエゾ素子は、この放電により、インクチャンバーの容量を膨張させる。

時刻Ｔ２まで最低電位Ｖｂ＝５Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間に、最高電位Ｖｈ１＝３７Ｖまで電位を上昇させる。このとき、電圧上昇用トランジスタＱ１には充電電流Ｉ１＝１．０６Ａが流れる。ピエゾ素子は、この充電により、インクチャンバーの容量を収縮させ、ノズルからインクを吐出させる。

時刻Ｔ４まで最高電位Ｖｈ１＝３７Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間に、中間電位Ｖｃ＝２３Ｖまで電位を降下させる。原駆動信号ＯＤＲＶの電位が降下するとき、電圧上昇用トランジスタＱ１はＯＦＦ状態であり、電圧降下用トランジスタＱ２はＯＮ状態である。電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．４７μＡが流れる。ピエゾ素子は、この放電により、インクチャンバーの容量を膨張させて元の容量に戻す。

本実施形態では、原駆動信号ＯＤＲＶの１周期の間の電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、６６．７８×１０^−１２Ｗになる。また、原駆動信号ＯＤＲＶの１周期の間の電圧降下用トランジスタＱ２の消費電力は、６７．５×１０^−１２Ｗになる。

図１７は、電源電位を基準として生成される、温度センサの出力に基づいて高温時に使用される原駆動信号を示す図である。このとき最大電位は、電源電位に対し、部品やパターン等による損失を考慮し、実用レベルの最大値として、３７Ｖに設定している。そして、図１７に示す原駆動信号は、高温時（例えば４０℃）に使用する原駆動信号であるため、上述した従来の原駆動信号と同様に、最低電位と最高電位の差が、常温時より小さくなるように２２Ｖに変更されている。

図１７の原駆動信号では、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ０までの間、中間電位Ｖｃ＝２７Ｖに維持し、その後、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間に、中間電位Ｖｃ＝２７Ｖから最低電位Ｖｂ＝１５Ｖまで電位を降下させる。このとき、電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．３μＡが流れる。

時刻Ｔ２まで最低電位Ｖｂ＝１５Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間に、最高電位Ｖｈ１＝３７Ｖまで電位を上昇させる。このとき、電圧上昇用トランジスタＱ１がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子に充電が行われ、電圧上昇用トランジスタＱ１には充電電流Ｉ１＝０．７３μＡが流れる。

時刻Ｔ４まで最高電位Ｖｈ１＝３７Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間に、中間電位Ｖｃ＝２７Ｖまで電位を降下させる。このとき、電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．３３μＡが流れる。

そして、電圧上昇用トランジスタＱ１の１周期の間における消費電力は、３５．０４×１０^−１２Ｗ、電圧降下用トランジスタＱ２の１周期の間における消費電力は、４３．４５×１０^−１２Ｗとなる。

図１８は、本実施形態における微振動信号を示す図である。原駆動信号生成部４３は、ドット形成処理が終了してから次のドット形成処理までの間（例えば搬送動作中）に、この微振動信号を生成する。

時刻Ｔ１０までの間、原駆動信号生成部４３は、最低電位Ｖｂ＝２５Ｖを維持する。その後、時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１１までの間に、原駆動信号生成部４３は、最高電位Ｖｈ１＝３７Ｖまで電位を上昇させる。このとき、電圧上昇用トランジスタＱ１がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子に充電が行われ、電圧上昇用トランジスタＱ１には充電電流Ｉ１＝０．２４μＡが流れる。

時刻Ｔ１２まで最高電位Ｖｈ１＝３７Ｖを維持した後、原駆動信号生成部４３は、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの間に、最低電位Ｖｂ＝２５Ｖまで電位を降下させる。このとき、電圧降下用トランジスタＱ２がＯＮ状態になることにより、ピエゾ素子からグランド電位ＧＮＤへの放電が行われ、電圧降下用トランジスタＱ２には放電電流Ｉ２＝０．２４μＡが流れる。

電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、微振動信号の電位と電源電位４２Ｖの電位差と、電流Ｉ１との積になる。電流Ｉ１は時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの間しか流れないので、本実施形態の微振動信号の１周期の間の電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力は、１３．２×１０^−１２Ｗになる。同様に、電圧降下用トランジスタＱ２の消費電力は、微振動信号の１周期当たり３７．２×１０^−１２Ｗになる。

以上説明したように、本実施形態のプリンタ１によれば、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２を用いて本実施形態の原駆動信号を生成しピエゾ素子を駆動した場合には、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２による消費電力は、常温時、高温時、微振動時のいずれも電圧降下用トランジスタＱ２の方が大きくなっている。そして、上述したように、電圧上昇用トランジスタＱ１は電圧降下用トランジスタＱ２より放熱性が低い構成となっているが、電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力を抑えることにより、電圧上昇用トランジスタＱ１への負荷を軽減することが可能である。

また、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２は、いずれも面実装パッケージであり、増幅回路７０の基板に直接実装されており、電圧上昇用トランジスタＱ１のコレクタが、前記基板における電源電圧用配線パターン７１に接続され、電圧降下用トランジスタＱ２のコレクタが、前記基板におけるグランド用配線パターン７２に接続されている。そして、グランド用配線パターン７２の方が、前記電源電圧用配線パターン７１より、前記基板における表面積が大きいので、グランド用配線パターン７２に接続された電圧降下用トランジスタＱ２側の放熱性を高めることが可能である。

すなわち、原駆動信号を生成する際の基準を電源電位とすることにより、放熱性の高い構成である電圧降下用トランジスタＱ２の消費電力が、従来の原駆動信号の生成により高くなったとしても、放熱性の低い構成である電圧上昇用トランジスタＱ１の消費電力を抑えることとしている。このため、電圧降下用トランジスタＱ２による発熱は、広い表面積を有するグランド用配線パターン７２から放熱させると共に、電源電圧用配線パターン７１に接続されて、放熱面積が小さい電圧上昇用トランジスタＱ１は、発熱量を抑えることにより、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２のいずれへの負荷を低減させることが可能である。また、このように、原駆動信号を生成する際の基準を電源電位とすることにより、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２のいずれへの負荷を低減させたので、電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２を、いずれも増幅回路７０の基板に直接実装させて、電装基板の小型化及び高密度実装を実現することが可能である。

ところで、増幅回路７０の電圧上昇用トランジスタＱ１及び電圧降下用トランジスタＱ２は、インクを吐出するノズルと、吐出しないノズルとが混在する印刷時より、すべてのノズル内のインクを撹拌させるために、インクが吐出されない程度にピエゾ素子を駆動する微振動時の方が、発熱量が大きい場合がある。このため、微振動させるための原駆動信号も電源電位を基準として生成することにより、放熱性が低い電圧上昇用トランジスタＱ１側の発熱量を抑えることが可能であり、特に有効である。

本実施形態においては、原駆動信号の振幅は２種類に限定するものではなく、対応する最低電位Ｖｂ及び中間電位Ｖｃも２種類に限定するものではない。

なお、必ずしも温度センサが必要なわけではない。例えば、温度センサを設けずに、コントローラが印刷枚数や印刷時間などから温度を推測し、推測された温度に応じて原駆動信号を切り替えても良い。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、一実施形態に基づき、本発明に係るプリンタ等の印刷装置について説明したが、上記の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更または改良され得るとともに、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。また、本実施形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部又は全部をソフトウェアによって置き換えてもよく、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よって置き換えてもよい。また、印刷装置側にて行っていた処理の一部をコンピュータ側にて行ってよく、また印刷装置とコンピュータの間に専用の処理装置を介設して、この処理装置にて処理の一部を行わせるようにしてもよい。
特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に係る印刷装置に含まれるものである。

＜印刷装置について＞
本発明に係る印刷装置は、前述したインクジェットプリンタ以外に、他のタイプのインクジェットプリンタであってもよく、さらにこの他に、移動しながら印刷をする印刷ヘッドを備えたものであれば、バブルジェットプリンタであってもよく、さらには、インクを吐出しないタイプのプリンタとして、ドットインパクトプリンタや熱転写プリンタなどであってもよい。

＜印刷媒体について＞
本発明に係る印刷媒体としては、紙材や布材やフィルム材などからなるものの他に、他の素材により形成されたものや、シート状に成形されたもの以外に他の形態に成形されたもの、その他、印刷可能なものであれば、いかなるものであっても構わない。

＜ヘッドについて＞
本発明に係る印刷装置のヘッド４１は、紙に対し、移動しながら印刷を行うものであれば、前記実施形態で説明したようにインクジェット方式によりインクを吐出するタイプのものをはじめ、バブルジェット（登録商標）方式によりインクを吐出するタイプのものや、ドットインパクト方式により印刷を行うもの、サーマルヘッドを有し感熱方式や熱転写方式等により印刷を行うものなどであっても構わない。

印刷システムの全体構成の説明図である。プリンタの全体構成のブロック図である。プリンタの全体構成の概略図である。プリンタの全体構成の縦断面図である。印刷時の処理のフロー図である。ノズルの配列を示す説明図である。ヘッドユニットの説明図である。各信号のタイミングチャートである。原駆動信号生成部の構成の説明図である。電圧上昇用のトランジスタ及び電圧降下用のトランジスタの配置を説明図である。波形生成回路の説明図である。波形生成回路が増幅回路へ出力する波形信号の説明図である。従来の原駆動信号ＯＤＲＶの電位の時間変化と、トランジスタＱ１及びＱ２に流れる電流の時間変化の説明図である。従来の駆動信号の生成方法により、電位変化の振幅を小さくさせた原駆動信号ＯＤＲＶを示す図である。従来の微振動信号を示す図である。本実施形態における常温時の原駆動信号ＯＤＲＶの電位の時間変化と、トランジスタＱ１及びＱ２に流れる電流の時間変化の説明図である。電源電位を基準として生成される、温度センサの出力に基づいて高温時に使用される原駆動信号を示す図である。本実施形態における微振動信号を示す図である。

符号の説明

１プリンタ、
２０搬送ユニット、２１給紙ローラ、２２搬送モータ（ＰＦモータ）、
２３搬送ローラ、２４プラテン、２５排紙ローラ、
３０キャリッジユニット、３１キャリッジ、
３２キャリッジモータ（ＣＲモータ）、
４０ヘッドユニット、４１ヘッド、４２ヘッド駆動回路、
４２１第１シフトレジスタ、４２２第２シフトレジスタ、
４２３ラッチ回路群、４２４データセレクタ、
４３原駆動信号生成部、
ＳＷスイッチ、ＰＺＴピエゾ素子、
ＯＤＲＶ原駆動信号、ＰＲＴ印刷信号、ＰＲＴ（ｉ）印刷信号、
ＤＲＶ駆動信号、Ｓ１第１制御信号、Ｓ２第２制御信号
５０検出器群、５１リニア式エンコーダ、５２ロータリー式エンコーダ、
５３紙検出センサ、５４光学センサ、５６温度センサ、
６０コントローラ、６１インターフェース部、６２ＣＰＵ、
６３メモリ、６４ユニット制御回路、
７０増幅回路、Ｑ１電圧上昇用トランジスタ、Ｑ２電圧降下用トランジスタ、
７１電源電圧用配線パターン、７２グランド用配線パターン、
８０波形生成回路、８１メモリ、８２ラッチ回路、８３加算器、
８４ラッチ回路、８５Ｄ／Ａ変換器、
１００印刷システム
１１０コンピュータ、
１２０表示装置、
１３０入力装置、１３０Ａキーボード、１３０Ｂマウス、
１４０記録再生装置、
１４０Ａフレキシブルディスクドライブ装置、
１４０ＢＣＤ−ＲＯＭドライブ装置

Claims

（ａ）充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子、及び、
（ｂ）前記素子を充電するための充電用トランジスタと、
前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタと、を備え、
２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部、
（ｃ）を有することを特徴とする印刷装置。
請求項１に記載の印刷装置において、
前記２つのトランジスタは、基板に実装されており、
前記充電用トランジスタのコレクタが、前記基板における電源電圧用配線パターンに接続され、
前記放電用トランジスタのコレクタが、前記基板におけるグランド用配線パターンに接続されていることを特徴とする印刷装置。
請求項２に記載の印刷装置において、
前記グランド用配線パターンの方が、前記電源電圧用配線パターンより、前記基板における表面積が大きいことを特徴とする印刷装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、
前記放熱性が低くなるトランジスタは、前記充電用トランジスタであることを特徴とする印刷装置。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の印刷装置において、
前記駆動信号は、電源電位を基準として生成されることを特徴とする印刷装置。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の印刷装置において、
前記素子は、圧電素子であり、前記駆動信号の電位が上がると充電され、前記駆動信号の電位が下がると放電されることを特徴とする印刷装置。
請求項１乃至請求項６に記載の印刷装置において、
前記２つのトランジスタは、ＮＰＮ型のトランジスタと、ＰＮＰ型のトランジスタであり、
２つのトランジスタのエミッタ側が接続され、２つのトランジスタの接続部から前記駆動信号が出力されることを特徴とする印刷装置。
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の印刷装置において、
前記素子は、前記駆動信号によって、インクが吐出されない程度に駆動されることを特徴とする印刷装置。
（ａ）充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子、及び
（ｂ）前記素子を充電するための充電用トランジスタと、
前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタと、を備え、
２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部、
（ｃ）を有し、
（ｄ）前記２つのトランジスタは、基板に実装されており、
前記充電用トランジスタのコレクタが、前記基板における電源電圧用配線パターンに接続され、
前記放電用トランジスタのコレクタが、前記基板におけるグランド用配線パターンに接続され、
（ｅ）前記グランド用配線パターンの方が、前記電源電圧用配線パターンより、前記基板における表面積が大きく、
（ｆ）前記放熱性が低くなるトランジスタは、前記充電用トランジスタであり、
（ｇ）前記駆動信号は、電源電位を基準として生成され、
（ｈ）前記素子は、圧電素子であり、前記駆動信号の電位が上がると充電され、前記駆動信号の電位が下がると放電され、
（ｉ）前記２つのトランジスタは、ＮＰＮ型のトランジスタと、ＰＮＰ型のトランジスタであり、
２つのトランジスタのエミッタ側が接続され、２つのトランジスタの接続部から前記駆動信号が出力され、
（ｊ）前記素子は、前記駆動信号によって、インクが吐出されない程度に駆動されることを特徴とする印刷装置。
充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子と、
前記素子を充電するための充電用トランジスタと、
前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタと、を備えた印刷装置に、
２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成させる機能を実現するためのコンピュータプログラム。
（Ａ）コンピュータと、
（Ｂ）前記コンピュータに接続されて、次の（ａ）、（ｂ）を有する印刷装置と、
（ａ）充電及び放電されることにより、インクを吐出させるための素子、
（ｂ）前記素子を充電するための充電用トランジスタと、
前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとを備え、
２つの前記トランジスタのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部、
（Ｃ）を有することを特徴とする印刷システム。
インクを吐出させるための素子を充電させるための充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと放熱性が異なり、前記素子を放電するための放電用トランジスタとのうち、前記放熱性が低くなる前記トランジスタの発熱量が小さくなるように前記トランジスタを駆動して、前記素子を駆動するための駆動信号を生成するステップと、
生成された前記駆動信号に基づいて、前記素子にインクを吐出させるステップと、
を有することを特徴とする印刷方法。