【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ、サーマルプリンタ等における印字制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタの画像記録方式として、インクジェット方式、サーマル方式等様々な方式が提案されている。記録素子ヘッド（以下、ヘッド）は、印字速度の高速化を目的として複数の記録素子が集積化され同時にドット形成して印字動作を行う。また安定して印字を行うためにはヘッドそれ自体及び周辺部の情報をシステム側で把握する必要がある。すなわち印字動作にはヘッドを駆動するための情報をヘッド駆動装置へ送信するだけでなく駆動情報以外の情報をシステムが知ることが必要となる。このようなプリンタの印字制御部の構成を図１に示す。
【０００３】
図１は、シリアル印字を行う圧電方式のインクジェットプリンタの印字制御部の構成を示す。図１に示される印字制御部１０１は、印字コントローラ１０２とインク吐出を行うヘッドシステム１０３により構成され、ヘッドシステム１０３はヘッド１０５、ヘッドを駆動する駆動制御装置１０６、インクの残量を検知するインク検出部１０４、ヘッド周辺部の温度を検出する温度検出部１０７を備える。
【０００４】
印字コントローラ１０２はヘッドシステム１０３に対してヘッド駆動制御装置１０６への駆動制御データを送信する他に、ヘッド周辺部の温度、並びにインク残量を情報として取得して印字をコントロールする。このインクジェットプリンタはカラー印字を行うためヘッドはＣＭＹＫ各色毎にあり各々記録素子を１９２ノズル集積している。
【０００５】
ヘッドは１印字周期内に１つのノズルから３種類（大、中、小）のインク滴のいずれか１つをすなわち４値（大ドット、中ドット、小ドット、ドットオフ）の階調制御を行うものである。１色分のヘッドの駆動制御装置の構成を図２に示す。駆動制御装置はノズルごとの吐出データを記憶するためのシフトレジスタ２０１、２０２、ラッチ２０３、２０４、階調表現を実現するためのデコーダ２０５、ヘッド２０８に駆動信号を選択的に印加するアナログスイッチ２０７、階調デコーダ出力信号をアナログスイッチ制御可能なように所定レベルに増幅するレベルシフタ２０６を備えている。
【０００６】
図３は、図１に示すヘッド駆動制御装置の１ノズル分の詳細な構成を示す。図３において、ｉはノズルの番号を表している（１≦ｉ≦１９２）。Ｓ１＿ｉ，Ｓ２＿ｉは上位及び下位シフトレジスタであり、ＳＣＬＫ（画像データ転送クロック）信号により画データＳＩ１及びＳＩ２を次ノズルの駆動制御装置に転送する。各シフトレジスタ出力は記憶素子Ｌ１＿ｉ，Ｌ２＿ｉにＬｔ（画像データラッチ）信号により記憶される。記憶された画像データは階調デコーダへ入力される。階調デコーダでは入力画像データと共通のＭ１，Ｍ２，Ｍ３（階調制御）信号の状態によってレベルシフタへ所定の論理レベルが入力され、レベルシフタ出力でアナログスイッチＳＷ＿ｉの開閉動作を行う。アナログスイッチＳＷ＿ｉは、一方を共通の駆動信号Ｖｃｏｍに、他方を個別のノズル側記録素子ＣＯＭに接続されている。ヘッド記録素子は容量性素子として表記される。
【０００７】
駆動制御装置の動作を図４を用いて説明すると、印字コントローラから１９２ノズル分の各２ｂｉｔのシリアルデータがＳＩ１，ＳＩ２としてシフトレジスタに入力され、ＳＣＬＫによりレジスタ内で転送される。１９２ｂｉｔ分の転送を終了すると同時にＬｔ信号によりノズル毎の各ラッチに記憶され、記憶されたデータは次にデータ転送とラッチ信号が変化するまで保持される。保持データは階調制御信号と論理演算されて階調値ごとの波形が出力されるタイミングでアナログスイッチを駆動する。
【０００８】
図５は、インクセンサ（検出）部の構成を示す。インクセンサは各色ごとに備えられていて、センサ部１０４によってインクの残量レベルが検出可能となっている。インクセンサ部の動作を図６を用いて説明すると、印字コントローラがＣｓｅｌ１＝Ｌ、Ｃｓｅｌ２＝ＬとするとセレクタはＣｙａｎのインク残量レベルをＹに出力する。Ｙ出力はＩｎｋＬｅｖｅｌ信号として印字コントローラにより検出される。
【０００９】
図７は、温度検知部の構成を示す。温度検知部１０７では固定抵抗Ｒ１とサーミスタＲｔｈを直列に接続し、一方をＶｒｅｆ（基準電圧信号）に、他方をＧＮＤ（アース）に接続してＲｔｈの温度変動によるＶｔｈ信号の電圧レベルを印字コントローラで検出してヘッド周辺部の温度を検出する。
【００１０】
上記した印字制御部１０１において、印字コントローラ１０２はヘッドシステム１０３と通信を行う信号線が必要である。具体的にはインク検出部１０４においてＩｎｋｌｅｖｅｌ（インクレベル信号），Ｃｓｅｌ１，Ｃｓｅｌ２（インク色選択用信号），温度検出部１０７においてＶｔｈ（温度検出信号），駆動制御装置１０６においてＶｃｏｍ（記録素子駆動信号），Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３（階調制御信号），Ｌｔ，ＳＣＬＫ（ノズルデータ転送信号），ＳＩ１，ＳＩ２（ノズルデータ）が必要となる。なお、ノズルデータは実際には１色あたり２本必要となるのでカラー印字を行うためには８本必要である。プリンタの高速化をねらってノズル数を増加させるとデータ線がより多く必要になる。また、階調値を増加させた場合にも同様に信号線が増加してしまう。 このように、印字コントローラからの信号線は性能の向上とともに多くなることから削減することが望ましい。従来、信号線を削減する技術として、例えば、１本の信号線にスタートビットとそれにつづく駆動制御データをシリアルデータとして駆動制御装置内に設けた共通制御部へ送信し、スタートビットと駆動制御データを分離して転送クロックやラッチ信号などの転送制御信号を生成することにより信号数の削減を行った駆動制御方法がある（特開２００１−３０５７７号公報を参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の技術では駆動制御装置内においてシリアルデータから駆動制御信号を生成するための制御部を余分に設ける必要があることから、コスト高となる問題点がある。また、多くの情報を一つの信号ラインにまとめるためにその信号ラインにノイズが重畳した場合には、リセットを行う等の操作を行わないかぎり回復が難しいという問題もある。
【００１２】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、構成が簡単で、コストを上げることなく印字制御を行うための信号線数を削減したプリンタの印字制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、印字ヘッドにより印字を行うプリンタにおいて、印字データに基づいて記録ヘッドを駆動するための駆動制御装置に必要な信号線と、駆動制御装置以外に印字を制御するために必要な信号線どうしを共有する。
【００１４】
本発明で共用される信号線は、印字ヘッドの記録素子を駆動する駆動信号線と印字を制御するためのセンサの駆動信号線である。
【００１５】
本発明で共用される信号線は、印字ヘッドの記録素子を駆動する駆動信号線であり、抵抗分割されて所定電圧レベルにアッテネーションされて共用される。
【００１６】
本発明の印字を制御するためのセンサは、温度センサとインクセンサである。
【００１７】
本発明のプリンタが２色以上のカラー印字をするもので各色ごとにヘッドと駆動制御装置を備え、共用による信号線の機能は同一色のヘッドのために機能する。
【００１８】
本発明のプリンタが２色以上のカラー印字をするもので各色ごとにヘッドと駆動制御装置を備え、共用による信号線の機能は異なる色のヘッドのために各々が機能する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する。
図８は、本発明に係るプリンタの要部構成を説明する図（斜視図）、図９は、図８のプリンタを側面からみた説明図である。
【００２０】
プリンタは、本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２等を収納し、装置本体１の下方部には前方側から多数枚の用紙３を積載可能な給紙カセット４（或いは給紙トレイでもよい）を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙３を手差しで給紙するための手差しトレイを開倒することができ、給紙カセット４或いは手差しトレイから給送される用紙３を取り込み、印字機構部２によって所要の画像を印字した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙する。
【００２１】
印字機構部２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１と従ガイドロッド１２でキャリッジ１３を主走査方向（図９で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなるヘッド１４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ１３にはヘッド１４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１５を交換可能に装着している。
【００２２】
インクカートリッジ１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
【００２３】
また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。さらに、ヘッド１４として用いるインクジェットヘッドは、圧電素子などの電気機械変換素子で液室壁面を形成する振動板を介してインクを加圧するピエゾ型、或いはインク流路壁面を形成する振動板とこれに対向する電極との間の静電力で振動板を変位させてインクを加圧する静電型などを使用することができるが、本実施形態ではピエゾ型インクジェットヘッドを用いている。
【００２４】
ここで、キャリッジ１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９との間にタイミングベルト２０を張装し、このタイミングベルト２０をキャリッジ１３に固定しており、主走査モーター１７の正逆回転によりキャリッジ１３が往復駆動される。
【００２５】
一方、給紙カセット４にセットした用紙３をヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット４から用紙３を分離給装する給紙ローラ２１及びフリクションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬送コロ２５及び搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し角度を規定する先端コロ２６とを設けている。搬送ローラ２４は副走査モータ２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００２６】
そして、キャリッジ１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙３を記録ヘッド１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材２７を設けている。この印写受け部材２７の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２を設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ローラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部材３５，３６とを配設している。
【００２７】
記録時には、キャリッジ１３を移動させながら印字信号に応じてヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙３を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３を排紙する。
【００２８】
また、キャリッジ１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド１４の吐出不良を回復するための回復装置３７を配置している。回復装置３７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１３は印字待機中にはこの回復装置３７側に移動されてキャッピング手段でヘッド１４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００２９】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド１４の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００３０】
本実施例におけるインクジェットヘッドは圧電アクチュエータを用いたもので複数チャンネルの圧電アクチュエータが一体集積されている。本ヘッドは４階調（大ドット、中ドット、小ドット、非吐出）のインク滴を１記録周期において可能としているものである。
【００３１】
図１０は、本発明のプリンタの印字制御部の構成を示す。図１０に示す印字制御部３０１は、印字コントローラ３０２とヘッドシステム３０３からなり、ヘッドシステム３０３は、温度検出部３０４、インク検出部３０５、ヘッド３０６、駆動制御装置３０７を備えている。なお、ここでは簡単にため、駆動制御装置及びヘッドは１色分しか図示しないが、実際には各色ごと合計４色分がヘッドシステムに備えられている。また、各構成部分の印字機能は前述した図２の従来技術と同様である。
【００３２】
本実施例の印字制御部３０１において、温度検出部３０４の基準電圧信号端子Ｖｒｅｆとヘッドの共通駆動信号端子Ｖｃｏｍが結線されていて、印字コントローラ３０２とヘッドシステム３０３を接続する信号線ＶｃｏｍとＶｒｅｆを共用し、その信号名をＶｃｏｍ／Ｖｒｅｆとしている。また、インク検出部３０５のインク色選択用の信号端子Ｃｓａｌ１が駆動制御装置３０７の階調コントロール信号端子Ｍ１と結線され、信号線Ｍ１とＣｓａｌ１を共用し、その信号名をＭ１／Ｃｓｅｌ１とし、同様にＣｓｅｌ２とＭ２信号端子が結線され、信号線Ｍ２とＣｓｅｌ２を共用し、その信号名をＭ２／Ｃｓｅｌ２としている。
【００３３】
図１１は、印字制御部における印字処理のフローチャートを示す。印字指令が印字コントローラ３０２に通知されると（ステップ４０１）、印字コントローラ３０２はまずインク残量を検出する（ステップ４０２）。インク残量が規定値以下であり印字不可能と判断される場合には、インクの補給を要求して（ステップ４０６）、印字は中止される（ステップ４０７）。インクが規定値以上あり印刷可能と判断されれば次ステップへと進む。次ステップではヘッド周辺部の温度を検出し（ステップ４０３）、ヘッド印字駆動に最適な駆動波形が選択されヘッドによる印字動作が行われて（ステップ４０４）、印字が完了する（ステップ４０５）。 図１１において、印字が正常に完了する場合の各ステップでの印字コントローラと各部の信号動作を図１２〜１４に示す。図１２はインク検出時の信号動作（タイミングチャート）である。
【００３４】
図１２を用いてインク検出動作を説明する。印字指令により印字コントローラ３０２がインク検出のステップに入ると、まず駆動制御装置３０７に対して各ヘッドに全ノズル非駆動のデータ（ＳＩ１＝ＳＩ２＝０）を出力する。データ出力後にＬｔ信号により駆動制御装置３０７のラッチにストアさせる。上記データ転送中、Ｍ３，Ｍ１／Ｃｓｅｌ１，Ｍ２／Ｃｓｅｌ２信号は０レベルとなっておりヘッドは駆動されない。データ転送終了後に、印字コントローラ３０２はＭ１／Ｃｓｅｌ１，Ｍ２／Ｃｓｅｌ２信号によりインク色を指定する。ここではまずＣｙａｎインクを指定（Ｃｓｅｌ１＝Ｃｓｅｌ２＝０）する。インク色が指定された直後に、印字コントローラ３０２はＣｙａｎインクの残量レベル信号をＩｎｋＬｅｖｅｌ信号から読み取り、インク残量レベルを確認する。以下、Ｍａｇｅｎｔａ（Ｃｓｅｌ１＝０、Ｃｓｅｌ２＝１），Ｙｅｌｌｏｗ（Ｃｓｅｌ１＝１、Ｃｓｅｌ２＝０），Ｂｌａｃｋ（Ｃｓｅｌ１＝１、Ｃｓｅｌ２＝１）インクと順番にインク残量レベルを確認していき、インク残量レベルに問題があれば印字を中止してインクの補給を要求し、問題がなければ次工程の温度検出ステップへと進む。
【００３５】
図１２の動作において、ＩｎｋＬｅｖｅｌ信号は印字コントローラ３０２がインク残量を情報として取得しない場合にも、４色のいずれかの情報が出力されているが、印字コントローラがインク色を選択してインク残量を検出したときのみ、信号出力に注目すればよいので特に問題にはならない。
【００３６】
図１３は、ヘッド周辺部の温度検出時の信号動作（タイミングチャート）である。図１３を用いて温度検出時の動作を説明する。印字コントローラ３０２はＶｃｏｍ／Ｖｒｅｆ信号に予め決められた温度検出用の基準信号を出力する。ここで基準信号はＤＣレベルの信号である。Ｖｏｍ／Ｖｒｅｆ信号出力は、ヘッド駆動信号Ｖｃｏｍにも入力されるが、全ノズル非駆動のデータ（ＳＩ１＝ＳＩ２＝０）が転送されているので、ヘッドには入力されない。
【００３７】
Ｖｃｏｍ／Ｖｒｅｆが基準信号となり、温度検出部３０４のＶｔｈの信号レベルは固定抵抗Ｒ１及び温度センサのサーミスタＲｔｈにより分圧された値となる。このとき、印字コントローラ３０２でＶｔｈ信号のレベルを観測することにより、印字コントローラはヘッド周辺部の温度を検出することが可能となる。
【００３８】
図１４は、ヘッドよりインク滴を吐出開始して印字動作しているときの信号動作（タイミングチャート）である。図１４を用いてヘッドの印字動作を説明する。印字コントローラ３０２は駆動制御装置３０７に対し各ヘッド毎に１９２ノズル分の各２ｂｉｔのシリアルデータをＳＩ１，ＳＩ２に、ＳＣＬＫによってレジスタ内に転送する。１９２ｂｉｔ分の転送を終了すると同時にＬｔ信号によりノズル毎の各ラッチに記憶させる。
【００３９】
データラッチ後、Ｖｃｏｍ／Ｖｒｅｆには各階調値のインク滴をノズルから吐出させるための駆動波形（階調１、階調２、階調３）が印字コントローラ３０２から出力される。このとき、階調制御信号Ｍ１／Ｃｓｅｌ１，Ｍ２／Ｃｓｅｌ２，Ｍ３信号が駆動波形のタイミングに合わせて選択されるように遷移する。
【００４０】
駆動制御装置内では階調制御信号と保持データが論理演算されてアナログスイッチを開閉することにより、データ（４ビット）に基づいたインク吐出（大、中、小ドット、ドットオフ）が行われる。なお、ヘッド駆動波形出力中に次の印字のためのデータを上述したようにシフトレジスタに転送しておく。以下、上記した動作の繰り返しを行い、印字動作が完了する。
【００４１】
なお、図１４の信号動作において、Ｍ１／Ｃｓｅｌ１，Ｍ２／Ｃｓｅｌ２，Ｍ３信号が階調制御動作をしているときに、インク検出部３０５からはいずれかの色のＩｎｋｌｅｖｅｌ信号が出力されるが、印字コントローラ側はインク検出の動作中ではないので問題にはならない。また、駆動波形Ｖｃｏｍ／Ｖｒｅｆ信号により温度検出信号Ｖｔｈも出力するが、インク検出部信号と同様に問題にはならない。
【００４２】
図１５は、図１０に示す印字制御部の他の構成例を示す。図１５に示す印字制御部では、インク検出部のインク色選択のための信号入力の一つ（Ｃｓｅｌ２）は、駆動波形信号（Ｖｃｏｍ／Ｖｒｅｆ）を抵抗分割（Ｒ２／Ｒ３）して入力としている。例えば印字コントローラから出力可能な駆動波形の信号レベルが０〜３０Ｖであり、インク選択信号の入力範囲が０〜５Ｖの場合にはＲ２＝５ｋΩ，Ｒ３＝１ｋΩとすることにより、通信が可能となる。図１５における印字動作は、図１０における印字動作のインク検出動作時に、Ｖｃｏｍ／Ｖｒｅｆ／Ｃｓｅｌ２信号がインク検出部の端子を駆動する点が異なるだけで、他の動作は同一である。
【００４３】
さらに、図１６は、温度検出部の他の構成例を示し、図１６では、図１０に示す印字制御部の温度センサが各色のヘッド毎にある場合の例である。図１６において、温度センサ部への基準信号端子Ｖｒｅｆには、同一色のヘッドの駆動信号と信号線を共有する構成となっている。この構成では、印字コントローラ側は印字を行う色毎に、Ｖｃｏｍ／Ｖｒｅｆが共用される。
【００４４】
他の実施例として、図１６に示す共用信号線の組み合わせにおいて、ヘッド駆動信号Ｖｃｏｍが担当する色と、検出しようとするヘッド色の温度センサの基準電圧信号Ｖｒｅｆの組み合わせを異なる色にしてもよい。例えば、プリンタが黒（Ｋ）とマゼンタ（Ｍ）の２色でカラー印字する場合、図１６のＶｃｏｍＫ／ＶｒｅｆＫを、ＶｃｏｍＫ／ＶｒｅｆＭに変更し、図１６のＶｃｏｍＭ／ＶｒｅｆＭを、ＶｃｏｍＭ／ＶｒｅｆＫに変更する。このように組み合わせを変えることにより、ＶｃｏｍＫ信号でモノクロ（Ｋ）印字を行いながら、ＶｒｅｆＫ信号により印字中のヘッド周辺部の温度検出も容易に行うことが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
（１）印字ヘッドを駆動するための駆動制御装置に必要な信号線と、駆動制御装置以外に印字を制御するために必要な信号線同士を共用するようにしたので、ヘッドの印字動作を妨げるなど、印字速度を低下させることなく、信号線数を削減することが可能となる。
（２）信号線数の削減に加えて、センサ駆動信号源とヘッド駆動信号源を１つにすることが可能となり、コストを低減することができる。
（３）直接インターフェイスが不可能な電圧範囲にある信号線（ヘッド駆動信号線とインクセンサ駆動信号線）どうしを簡単にインタフェースすることが可能となり、簡単に信号線数の削減を行うことができる。
（４）温度検出部、インク検出部のコストを低減することができる。
（５）信号線を共有しても印字コントローラでの制御が簡単になり装置の複雑化を招かない。
（６）単色印字の場合、ヘッドが印字動作中であっても温度センスの制御が可能となり、高性能なプリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の印字制御部の構成を示す。
【図２】従来のヘッド駆動制御装置の構成を示す。
【図３】従来のヘッド駆動制御装置の詳細な構成を示す。
【図４】従来の駆動制御装置の動作を説明する図である。
【図５】インク検出部の構成を示す。
【図６】インク検出部の動作を説明する図である。
【図７】温度検出部の構成を示す。
【図８】本発明に係るプリンタの要部構成を説明する図である。
【図９】図８のプリンタを側面からみた説明図である。
【図１０】本発明の印字制御部の構成を示す。
【図１１】印字処理のフローチャートを示す。
【図１２】インク検出動作のタイミングチャートを示す。
【図１３】温度検出動作のタイミングチャートを示す。
【図１４】印字動作のタイミングチャートを示す。
【図１５】印字制御部の他の構成を示す。
【図１６】温度検出部の他の構成を示す。
【符号の説明】
３０１ 印字制御部
３０２ 印字コントローラ
３０３ ヘッドシステム
３０４ 温度検出部
３０５ インク検出部
３０６ ヘッド
３０７ 駆動制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a print control device for an inkjet printer, a thermal printer, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods such as an ink jet method and a thermal method have been proposed as image recording methods of a printer. A recording element head (hereinafter, head) has a plurality of recording elements integrated for the purpose of increasing the printing speed, and performs a printing operation by simultaneously forming dots. Further, in order to perform printing stably, it is necessary for the system to grasp information on the head itself and the peripheral portion. That is, the printing operation requires not only the information for driving the head to be transmitted to the head driving device but also the system to know information other than the driving information. FIG. 1 shows the configuration of a print control unit of such a printer.
[0003]
FIG. 1 shows a configuration of a print control unit of a piezoelectric inkjet printer that performs serial printing. A print control unit 101 shown in FIG. 1 includes a print controller 102 and a head system 103 that ejects ink. The head system 103 includes a head 105, a drive control device 106 that drives the head, and an ink that detects the remaining amount of ink. The detection unit 104 includes a temperature detection unit 107 that detects a temperature around the head.
[0004]
The print controller 102 transmits the drive control data to the head drive control device 106 to the head system 103, and also controls the printing by acquiring the temperature around the head and the remaining amount of ink as information. In this ink jet printer, a head is provided for each color of CMYK to perform color printing, and 192 nozzles are integrated in each recording element.
[0005]
The head controls one of three types (large, medium, and small) of ink droplets from one nozzle in one printing cycle, that is, four-level (large dot, medium dot, small dot, dot off) gradation control. Is what you do. FIG. 2 shows a configuration of a drive control device for a head for one color. The drive control device includes shift registers 201 and 202 for storing ejection data for each nozzle, latches 203 and 204, a decoder 205 for implementing gradation expression, and an analog switch 207 for selectively applying a drive signal to a head 208. And a level shifter 206 for amplifying the output signal of the gray scale decoder to a predetermined level so as to be controllable by an analog switch.
[0006]
FIG. 3 shows a detailed configuration for one nozzle of the head drive control device shown in FIG. In FIG. 3, i represents the nozzle number (1 ≦ i ≦ 192). S1_i and S2_i are upper and lower shift registers, and transfer the image data SI1 and SI2 to the drive control device of the next nozzle by an SCLK (image data transfer clock) signal. Each shift register output is stored in the storage elements L1_i and L2_i by an Lt (image data latch) signal. The stored image data is input to the gradation decoder. In the gradation decoder, a predetermined logic level is input to the level shifter according to the state of M1, M2, M3 (gradation control) signals common to the input image data, and the analog switch SW_i is opened / closed by the level shifter output. One of the analog switches SW_i is connected to the common drive signal Vcom, and the other is connected to the individual nozzle-side recording element COM. The head recording element is represented as a capacitive element.
[0007]
The operation of the drive control device will be described with reference to FIG. 4. Two bits of 192 nozzle serial data are input from the print controller to the shift register as SI1 and SI2, and are transferred in the register by SCLK. At the same time when the transfer of 192 bits is completed, the data is stored in each latch for each nozzle by the Lt signal, and the stored data is held until the next data transfer and the change of the latch signal. The held data drives the analog switch at a timing when a logical operation is performed on the gradation control signal and a waveform for each gradation value is output.
[0008]
FIG. 5 shows the configuration of the ink sensor (detection) unit. The ink sensor is provided for each color, and the sensor unit 104 can detect the remaining ink level. The operation of the ink sensor unit will be described with reference to FIG. 6. When the print controller sets Csel1 = L and Csel2 = L, the selector outputs the remaining ink level of Cyan to Y. The Y output is detected by the print controller as an InkLevel signal.
[0009]
FIG. 7 shows a configuration of the temperature detection unit. In the temperature detecting unit 107, the fixed resistor R1 and the thermistor Rth are connected in series, one is connected to Vref (reference voltage signal), and the other is connected to GND (earth), and the voltage level of the Vth signal due to the temperature variation of Rth is printed by the print controller. To detect the temperature around the head.
[0010]
In the print control unit 101 described above, the print controller 102 needs a signal line for communicating with the head system 103. Specifically, Inklevel (ink level signal), Csel1 and Csel2 (ink color selection signal) in the ink detection unit 104, Vth (temperature detection signal) in the temperature detection unit 107, and Vcom (recording element drive signal) in the drive control unit 106 ), M1, M2, M3 (gradation control signal), Lt, SCLK (nozzle data transfer signal), SI1, SI2 (nozzle data). Since two nozzle data are actually required for each color, eight nozzle data are required for color printing. Increasing the number of nozzles in order to speed up the printer requires more data lines. Also, when the gradation value is increased, the number of signal lines is similarly increased. Thus, it is desirable to reduce the number of signal lines from the print controller because the number of signal lines increases with improvement in performance. Conventionally, as a technique for reducing the number of signal lines, for example, a start bit and drive control data following the start bit are transmitted as serial data to a common control unit provided in the drive control device on one signal line, and the start bit and the drive control data are transmitted. There is a drive control method in which the number of signals is reduced by generating a transfer control signal such as a transfer clock or a latch signal by separating the signals (see JP-A-2001-30577).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technology, there is a problem that the cost is increased because an extra control unit for generating a drive control signal from serial data must be provided in the drive control device. In addition, when noise is superimposed on a signal line in order to combine a large amount of information into one signal line, there is also a problem that recovery is difficult unless an operation such as resetting is performed.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems,
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a printer print control apparatus which has a simple configuration and reduces the number of signal lines for performing print control without increasing cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a printer that performs printing with a print head, a signal line required for a drive control device for driving a recording head based on print data and a signal line required for controlling printing other than the drive control device Share each other.
[0014]
The signal lines shared in the present invention are a drive signal line for driving the recording element of the print head and a drive signal line for a sensor for controlling printing.
[0015]
The signal line shared in the present invention is a drive signal line for driving the recording element of the print head, and is shared by being divided by a resistance and attenuated to a predetermined voltage level.
[0016]
Sensors for controlling printing according to the present invention are a temperature sensor and an ink sensor.
[0017]
The printer of the present invention prints two or more colors and includes a head and a drive control unit for each color, and the function of a common signal line functions for a head of the same color.
[0018]
The printer of the present invention prints two or more colors and includes a head and a drive control unit for each color, and the function of a common signal line functions for heads of different colors.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a diagram (perspective view) for explaining a main configuration of the printer according to the present invention, and FIG. 9 is an explanatory diagram of the printer of FIG. 8 as viewed from the side.
[0020]
The printer houses a carriage movable in the main scanning direction in a main body 1, a recording head including an inkjet head mounted on the carriage, a printing mechanism unit 2 including an ink cartridge for supplying ink to the recording head, and the like. A paper cassette 4 (or a paper tray) on which a large number of sheets 3 can be loaded can be attached to the lower part of the apparatus main body 1 from the front side so that it can be freely inserted and removed. The manual feed tray for feeding paper can be opened, the paper 3 fed from the paper feed cassette 4 or the manual feed tray is taken in, a required image is printed by the printing mechanism unit 2, and the manual feed tray is mounted on the rear side. The paper is discharged to the discharged paper tray 6.
[0021]
The printing mechanism 2 holds the carriage 13 slidably in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 9) by a main guide rod 11 and a sub guide rod 12 which are guide members which are laterally mounted on left and right side plates (not shown). The carriage 13 includes an ink jet head 14 that ejects ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). They are arranged in a crossing direction, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. Each ink cartridge 15 for supplying each color ink to the head 14 is exchangeably mounted on the carriage 13.
[0022]
The ink cartridge 15 has an upper air port that communicates with the atmosphere, a lower supply port for supplying ink to the inkjet head, and a porous body filled with ink inside. Maintains the ink supplied to the inkjet head at a slight negative pressure.
[0023]
Although the heads 14 of each color are used here as the recording head, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of each color may be used. Further, the ink jet head used as the head 14 is a piezo type in which ink is pressurized through a vibration plate forming a liquid chamber wall by an electromechanical transducer such as a piezoelectric element, or a vibration plate forming an ink flow path wall and An electrostatic type in which the diaphragm is displaced by electrostatic force between the opposing electrodes to pressurize ink can be used. In the present embodiment, a piezo type inkjet head is used.
[0024]
Here, the carriage 13 is slidably fitted to the main guide rod 11 on the rear side (downstream side in the paper transport direction), and is slidably mounted on the front guide rod 12 (upstream side in the paper transport direction). are doing. In order to move and scan the carriage 13 in the main scanning direction, a timing belt 20 is stretched between a driving pulley 18 and a driven pulley 19 that are driven to rotate by a main scanning motor 17. , And the carriage 13 is reciprocated by the forward and reverse rotation of the main scanning motor 17.
[0025]
On the other hand, in order to transport the paper 3 set in the paper cassette 4 to the lower side of the head 14, the paper 3 is guided by the paper feed roller 21 and the friction pad 22, which separate and feed the paper 3 from the paper cassette 4. A guide member 23, a transport roller 24 that reverses and transports the fed paper 3, a transport roller 25 pressed against the peripheral surface of the transport roller 24, and a leading end that defines an angle at which the paper 3 is sent out from the transport roller 24. A roller 26 is provided. The transport roller 24 is driven to rotate by a sub-scanning motor 27 via a gear train.
[0026]
Further, there is provided a printing receiving member 27 which is a paper guide member for guiding the paper 3 sent from the transport roller 24 below the recording head 14 in accordance with the moving range of the carriage 13 in the main scanning direction. On the downstream side of the printing receiving member 27 in the sheet conveying direction, there are provided a conveying roller 31 and a spur 32 that are driven to rotate to send the sheet 3 in the sheet discharging direction. Rollers 33 and spurs 34 and guide members 35 and 36 forming a paper discharge path are provided.
[0027]
At the time of recording, the head 14 is driven in accordance with the print signal while moving the carriage 13 to discharge ink on the stopped paper 3 to record one line, and after the paper 3 is conveyed by a predetermined amount, the next Record the line. Upon receiving a recording end signal or a signal indicating that the rear end of the sheet 3 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the sheet 3 is discharged.
[0028]
Further, a recovery device 37 for recovering from the ejection failure of the head 14 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the moving direction of the carriage 13. The recovery device 37 has cap means, suction means, and cleaning means. The carriage 13 is moved to the recovery device 37 side during the printing standby, the head 14 is capped by the capping means, and the ejection opening is kept wet, thereby preventing ejection failure due to ink drying. In addition, by discharging ink that is not related to printing during printing or the like, the ink viscosity of all the discharge ports is kept constant, and stable discharge performance is maintained.
[0029]
When a discharge failure occurs, the discharge port of the head 14 is sealed with a capping means, air bubbles and the like are sucked out of the discharge port with a suction means through a tube, and ink or dust adhered to the discharge port surface is cleaned with a cleaning means. And the ejection failure is recovered. The sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) provided at a lower portion of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.
[0030]
The ink jet head according to this embodiment uses a piezoelectric actuator, and a plurality of channels of piezoelectric actuators are integrated. This head is capable of ink drops of four gradations (large dot, medium dot, small dot, non-ejection) in one recording cycle.
[0031]
FIG. 10 shows the configuration of the print control unit of the printer of the present invention. The print control unit 301 shown in FIG. 10 includes a print controller 302 and a head system 303. The head system 303 includes a temperature detection unit 304, an ink detection unit 305, a head 306, and a drive control device 307. Here, for simplicity, only one color is shown for the drive control device and the head, but in fact, a total of four colors are provided in the head system for each color. The printing function of each component is the same as that of the prior art shown in FIG.
[0032]
In the print control unit 301 of this embodiment, the reference voltage signal terminal Vref of the temperature detection unit 304 and the common drive signal terminal Vcom of the head are connected, and the signal lines Vcom and Vref connecting the print controller 302 and the head system 303 are connected. They are shared, and their signal names are Vcom / Vref. In addition, a signal terminal Csal1 for selecting an ink color of the ink detection unit 305 is connected to the gradation control signal terminal M1 of the drive control device 307, shares the signal line M1 with Csal1, and its signal name is M1 / Csel1. Are connected to the signal terminals Csel2 and M2, the signal lines M2 and Csel2 are shared, and the signal name is M2 / Csel2.
[0033]
FIG. 11 shows a flowchart of a printing process in the printing control unit. When a print command is notified to the print controller 302 (step 401), the print controller 302 first detects the remaining amount of ink (step 402). If it is determined that the remaining amount of ink is equal to or less than the specified value and printing is not possible, replenishment of ink is requested (step 406), and printing is stopped (step 407). If it is determined that the amount of ink is equal to or greater than the specified value and printing is possible, the process proceeds to the next step. In the next step, the temperature around the head is detected (step 403), a drive waveform optimal for head print drive is selected, and a print operation is performed by the head (step 404), and printing is completed (step 405). In FIG. 11, the signal operation of the print controller and each part in each step when printing is completed normally is shown in FIGS. FIG. 12 is a signal operation (timing chart) at the time of ink detection.
[0034]
The ink detection operation will be described with reference to FIG. When the print controller 302 enters the ink detection step in response to a print command, first, it outputs data (SI1 = SI2 = 0) of non-drive of all nozzles to the drive control device 307 to each head. After the data is output, the data is stored in the latch of the drive control device 307 by the Lt signal. During the data transfer, the M3, M1 / Csel1, and M2 / Csel2 signals are at the 0 level, and the head is not driven. After the data transfer is completed, the print controller 302 designates an ink color by the M1 / Csel1 and M2 / Csel2 signals. Here, first, cyan ink is designated (Csel1 = Csel2 = 0). Immediately after the ink color is specified, the print controller 302 reads the cyan ink remaining amount level signal from the InkLevel signal, and checks the ink remaining amount level. Thereafter, the remaining ink levels are checked in the order of Magenta (Csel1 = 0, Csel2 = 1), Yellow (Csel1 = 1, Csel2 = 0), Black (Csel1 = 1, Csel2 = 1) ink, and the remaining ink level is checked. If there is a problem with the amount level, the printing is stopped and replenishment of the ink is requested. If there is no problem, the process proceeds to the next temperature detection step.
[0035]
In the operation of FIG. 12, although the InkLevel signal outputs any one of the four colors even when the print controller 302 does not acquire the remaining ink amount as information, the print controller selects the ink color and outputs the remaining ink amount. Only when the amount is detected, the signal output needs to be focused on, so there is no particular problem.
[0036]
FIG. 13 is a signal operation (timing chart) at the time of detecting the temperature around the head. The operation at the time of temperature detection will be described with reference to FIG. The print controller 302 outputs a predetermined temperature detection reference signal as the Vcom / Vref signal. Here, the reference signal is a DC level signal. The Vom / Vref signal output is also input to the head drive signal Vcom, but is not input to the head since data for driving all nozzles (SI1 = SI2 = 0) has been transferred.
[0037]
Vcom / Vref is a reference signal, and the signal level of Vth of the temperature detection unit 304 is a value divided by the fixed resistor R1 and the thermistor Rth of the temperature sensor. At this time, by observing the level of the Vth signal with the print controller 302, the print controller can detect the temperature around the head.
[0038]
FIG. 14 is a signal operation (timing chart) when a printing operation is performed by starting ejection of ink droplets from the head. The printing operation of the head will be described with reference to FIG. The print controller 302 transfers the 2-bit serial data of 192 nozzles for each head to the drive control device 307 to SI1 and SI2 and to the register by SCLK. At the same time when the transfer of 192 bits is completed, the data is stored in each latch for each nozzle by the Lt signal.
[0039]
After data latching, a drive waveform (gradation 1, gradation 2, gradation 3) for discharging ink droplets of each gradation value from the nozzle is output from the print controller 302 as Vcom / Vref. At this time, a transition is made so that the gradation control signals M1 / Csel1, M2 / Csel2, and M3 signals are selected in accordance with the timing of the drive waveform.
[0040]
In the drive control device, a logical operation is performed on a gradation control signal and held data to open and close an analog switch, thereby performing ink ejection (large, medium, small dots, dot off) based on the data (4 bits). Note that the data for the next printing is transferred to the shift register during the output of the head drive waveform as described above. Hereinafter, the above operation is repeated, and the printing operation is completed.
[0041]
In the signal operation of FIG. 14, when the M1 / Csel1, M2 / Csel2, and M3 signals are performing a gradation control operation, the ink detection unit 305 outputs an Inklevel signal of any color. This is not a problem because the print controller is not performing the ink detection operation. Although the temperature detection signal Vth is also output by the drive waveform Vcom / Vref signal, it does not pose a problem similarly to the ink detection unit signal.
[0042]
FIG. 15 shows another configuration example of the print control unit shown in FIG. In the print control unit shown in FIG. 15, one of the signal inputs (Csel2) for ink color selection of the ink detection unit is input by dividing the drive waveform signal (Vcom / Vref) by resistance division (R2 / R3). . For example, when the signal level of the drive waveform that can be output from the print controller is 0 to 30 V and the input range of the ink selection signal is 0 to 5 V, communication is enabled by setting R2 = 5 kΩ and R3 = 1 kΩ. . The printing operation in FIG. 15 is the same as the printing operation in FIG. 10 except that the Vcom / Vref / Csel2 signal drives the terminals of the ink detection unit during the ink detection operation in the printing operation in FIG.
[0043]
FIG. 16 shows another configuration example of the temperature detection unit. FIG. 16 shows an example in which the temperature sensor of the print control unit shown in FIG. 10 is provided for each head of each color. In FIG. 16, a reference signal terminal Vref to the temperature sensor section is configured to share a signal line with a drive signal of a head of the same color. In this configuration, the print controller shares Vcom / Vref for each color to be printed.
[0044]
As another example, in the combination of the common signal lines shown in FIG. 16, the combination of the color assigned to the head drive signal Vcom and the reference voltage signal Vref of the temperature sensor of the head color to be detected may be different. . For example, when the printer performs color printing in two colors of black (K) and magenta (M), VcomK / VrefK in FIG. 16 is changed to VcomK / VrefM, and VcomM / VrefM in FIG. 16 is changed to Vcomm / VrefK. I do. By changing the combination in this manner, it is possible to easily detect the temperature around the head during printing by the VrefK signal while performing monochrome (K) printing with the VcomK signal.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The signal line required for the drive control device for driving the print head and the signal line necessary for controlling printing other than the drive control device are shared, so that the printing operation of the head is hindered. For example, the number of signal lines can be reduced without lowering the printing speed.
(2) In addition to reducing the number of signal lines, the number of sensor drive signal sources and the number of head drive signal sources can be reduced to one, and costs can be reduced.
(3) Signal lines (head drive signal line and ink sensor drive signal line) in a voltage range where direct interface is impossible can be easily interfaced, and the number of signal lines can be easily reduced. .
(4) The costs of the temperature detection unit and the ink detection unit can be reduced.
(5) Even if the signal lines are shared, the control by the print controller is simplified and the apparatus is not complicated.
(6) In the case of single-color printing, it is possible to control the temperature sensing even when the head is performing a printing operation, and it is possible to provide a high-performance printer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration of a conventional print control unit.
FIG. 2 shows a configuration of a conventional head drive control device.
FIG. 3 shows a detailed configuration of a conventional head drive control device.
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of a conventional drive control device.
FIG. 5 shows a configuration of an ink detection unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of an ink detection unit.
FIG. 7 shows a configuration of a temperature detection unit.
FIG. 8 is a diagram illustrating a main configuration of a printer according to the invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the printer of FIG. 8 as viewed from a side.
FIG. 10 shows a configuration of a print control unit of the present invention.
FIG. 11 shows a flowchart of a printing process.
FIG. 12 shows a timing chart of an ink detection operation.
FIG. 13 shows a timing chart of a temperature detection operation.
FIG. 14 shows a timing chart of a printing operation.
FIG. 15 shows another configuration of the print control unit.
FIG. 16 shows another configuration of the temperature detector.
[Explanation of symbols]
301 Print controller 302 Print controller 303 Head system 304 Temperature detector 305 Ink detector 306 Head 307 Drive controller
