JP2005035066A

JP2005035066A - インクジェット式プリンタ、そのヘッド駆動装置及び方法

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Publication number: JP2005035066A
Application number: JP2003198189A
Authority: JP
Inventors: Noboru Tamura; 登田村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】簡単な構成により、二値データ用のノズル選択用スイッチＩＣを利用して、多値データによる印刷を行うことができるインクジェット式プリンタ及びそのヘッド駆動装置を提供する。
【解決手段】複数のノズルに対応してそれぞれ設けられたインクに圧力を加える圧電素子３６を、プリンタ本体側からの制御信号に基づいて所定の印字タイミングでノズル選択用スイッチＩＣ１５９により選択して、多値データから成る印字データ信号を二値データに変換して駆動し、対応するノズルからインク滴を吐出させて記録を行なう、インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置であって、上記プリンタ本体側からの多値データを二値データに変換して、ノズル選択用スイッチＩＣに出力する変換ロジック部１２０を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式プリンタのプリンタヘッドにて、プリンタ本体側からの多値データから成る印字データ信号に基づき、ノズル選択用スイッチＩＣで選択されたノズルを駆動信号により駆動して、インク滴を吐出させて印刷を行なうようにしたインクジェット式プリンタのヘッド駆動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータの出力装置として、数色のインクをプリンタヘッドから吐出するタイプのインクジェット式カラープリンタが普及してきており、コンピュータ等が処理した画像を多色多階調で印刷するために広く用いられている。
【０００３】
例えば、インク吐出のための駆動素子として圧電素子を用いたインクジェット式プリンタでは、プリンタヘッドの複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた複数個の圧電素子をノズル選択用スイッチＩＣにより選択して駆動することにより、各圧電素子の動圧に基づいてノズルからインク滴を吐出させ、印刷用紙にインク滴を付着させることにより、印刷用紙にドットを形成して、印刷を行なうようにしている。
【０００４】
ここで、各圧電素子は、インク滴を吐出するためのノズルに対応して設けられており、プリンタ本体内に実装された駆動波形発生回路から供給される駆動信号により駆動され、インク滴を吐出させるようになっている。このようなヘッド駆動装置は、例えば図７に示すように構成されている。
【０００５】
図７において、ヘッド駆動装置５１は、インクジェット式プリンタの複数のノズルに対応してそれぞれ設けられた圧電素子５２と、各圧電素子５２の一方の電極５２ａに対して駆動信号を供給するための駆動波形発生回路５３と、この駆動波形発生回路５３と各圧電素子５２との間に設けられた電流増幅回路５４及びスイッチ回路５５と、から構成されている。
【０００６】
ここで、図７においては、圧電素子５２は一つのみが示されているが、実際には、インクジェット式プリンタのヘッドには、複数個のノズルが設けられており、各ノズルに対してそれぞれ一つの圧電素子が備えられている。
【０００７】
圧電素子５２は、例えば、ピエゾ素子であって、双方の電極５２ａ，５２ｂ間に印加される電圧により変位するように構成されている。そして、圧電素子５２は、駆動波形発生回路５３からの駆動信号ＣＯＭに基づいて放電する際に対応するノズル内のインクに圧力を加えることにより、このノズルからインク滴を吐出するように構成されている。
【０００８】
駆動波形発生回路５３は、インクジェットプリンタのヘッドへの駆動信号ＣＯＭを発生させるものであり、例えば、プリンタ本体内あるいはプリンタヘッド内に配置されている。
【０００９】
電流増幅回路５４は、二つのトランジスタ５４ａ，５４ｂから構成されている。このうち、第一のトランジスタ５４ａは、コレクタが定電圧電源に接続され、ベースが駆動波形発生回路５３の一方の出力に接続されると共に、エミッタがスイッチ回路５５の入力側に接続されている。これにより、駆動波形発生回路５３が生成する電圧波形に従って圧電素子５２に充電する電流をスイッチ回路５５を介して供給する。
【００１０】
また、第二のトランジスタ５４ｂは、エミッタがスイッチ回路５５の入力側に接続され、ベースが駆動波形発生回路５３の第二の出力に接続されると共に、コレクタがグランドにアース接続されている。これにより、駆動波形発生回路５３が生成する電圧波形に従って圧電素子５２から放電させる電流を流す。
【００１１】
スイッチ回路５５は、制御信号（印字データ信号）が入力されることにより、対応する圧電素子５２の駆動タイミングでオンされ、駆動信号ＣＯＭを圧電素子５２に出力する。このスイッチ回路５５は、実際には、各圧電素子５２をそれぞれオンオフするための所謂トランスミッションゲート（ＴＧ）として構成されている。
【００１２】
ところで、インクジェット式プリンタにより階調印刷を行なう場合には、特許文献１によるヘッド駆動装置から知られているように、階調を指定する多値データから成る印字データ信号に基づいて、複数の駆動パルスを含んでなる駆動信号のうち、いずれかの駆動パルスを選択して圧電素子５２に供給することにより該圧電素子５２を駆動して、印刷を行なうことが知られている。
【００１３】
この場合、ノズル選択用スイッチＩＣすなわちスイッチ回路５５は、多値データ用のものが使用されており、多値データから成る印字データ信号に基づいて、複数の駆動パルスを含んでなる駆動信号のうち、いずれかの駆動パルスを一周期の時間内に選択して、選択したパルスに基づいて圧電素子５２を駆動することにより、階調印刷を行なうようになっている。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１０−８１０１３号
しかしながら、このようなヘッド駆動装置においては、プリンタ本体側からの多値データから成る印字データ信号に基づいて、ノズル選択用スイッチＩＣ５５内にて、所定の駆動パルスを一周期の時間内に選択するようになっていることから、内部に大きなロジック部を搭載している。
【００１５】
このため、ノズル選択用スイッチＩＣ５５全体が大型化してしまうことになり、微細化されたプリンタヘッドに搭載することができなくなってしまうことがある。
【００１６】
また、例えば、各色ごとのノズル列が主走査（横）方向に複数並置されるカラーインクジェットプリンタでは、各色ノズル列相互間の間隔は、色の重ね合わせのために一定の間隔に決められている。一方、ノズル選択用スイッチＩＣ５５は、プリンタヘッドにおける各色ノズル列のノズル配置（縦）方向に沿って搭載されるが、ノズル選択用スイッチＩＣ５５が大型化してしまうと、かかる搭載方法が採り得なくなってしまう。
【００１７】
そこで、本発明の課題は、このような従来技術の問題点を解決し、微細化されたプリンタヘッドにも搭載することが可能な比較的小型のノズル選択用スイッチ手段を利用して、多値データによる印刷を行なうことができるようにした、インクジェット式プリンタ及びそのヘッド駆動装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号を、プリンタヘッド側にて変換ロジック部により二値データから成る第２の印字データ信号に変換した後、二値データ用のノズル選択用スイッチ手段に出力するようにした。
【００１９】
即ち、本発明のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置では、プリンタヘッドの複数のノズル開口毎に該ノズル開口と連通した圧力室に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生手段を駆動する駆動パルス信号を複数含んでなる駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記複数の駆動パルス信号をプリンタ本体側からの多値データから成る印字データ信号に基づいて所定の印字タイミングで選択して前記圧力発生手段に供給するノズル選択用スイッチ手段とを備えるインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置であって、前記プリンタヘッドに、前記プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号を二値データから成る第２の印字データ信号に変換して、前記ノズル選択用スイッチ手段に出力する変換ロジック部を備えていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号を、プリンタヘッド側にて、変換ロジック部により二値データから成る第２の印字データ信号に変換してノズル選択用スイッチ手段に出力し、ノズル選択用スイッチ手段がこの二値データから成る第２の印字データ信号に基づいて、対応する圧電素子を駆動する。
【００２１】
これにより、多値データから二値データへの変換がノズル選択用スイッチ手段ではなく変換ロジック部により行なわれるので、ノズル選択用スイッチ手段が二値データへの変換ロジック部を備える必要がない。また、ノズル選択用スイッチ手段自体も二値データ用の比較的小型のＩＣを使用することができる。
【００２２】
従って、プリンタヘッドが微細化されたとしても、ノズル選択用スイッチ手段をプリンタヘッドに搭載することが可能であり、多値データによる階調印刷を行なうことができる。
【００２３】
このようにして、本発明によるインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置によれば、二値データ用の小型のノズル選択用スイッチＩＣを使用しながら、多値データによる階調印刷を行なうことが可能になる。
【００２４】
また、本発明のヘッド駆動装置においては、前記変換ロジック部が、プリンタ本体側からのデータ制御信号に基づいて、各二値データ毎の前記第２の印字データ信号をノズル選択用スイッチ手段に出力することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、変換ロジック部が、プリンタ本体側からのデータ制御信号に基づいて、多値データから変換した二値データ毎の第２の印字データ信号を、所定のタイミングでノズル選択用スイッチ手段に出力することができる。
【００２６】
また、本発明のヘッド駆動装置においては、前記変換ロジック部が、前記複数の駆動パルス信号の各周期に関して、一つ前の周期の間に、前記プリンタ本体側から多値データから成る第１の印字データ信号を入力されることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、変換ロジック部が、各周期の第１の印字データ信号を、一つ前の周期の間に、プリンタ本体側から入力されることにより、当該各周期までの間に、多値データから二値データへの変換を行なうことができる。
【００２８】
また、本発明のヘッド駆動装置においては、前記変換ロジック部が、前記複数の駆動パルス信号の各周期に関して、一つ前の周期の最終駆動パルスの供給開始タイミング時に、前記データ制御信号に基づいて各周期の一番目の駆動パルスの二値データをノズル選択用スイッチ手段に出力すると共に、パルス切換え信号に基づいて順次に次パルスの二値データをノズル選択用スイッチ手段に出力することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、変換ロジック部が、前記複数の駆動パルス信号の各周期に関して、一つ前の周期の最終駆動パルスの供給開始タイミング時に、前記データ制御信号に基づいて各周期の一番目の駆動パルスの二値データをノズル選択用スイッチ手段に出力することにより、ノズル選択用スイッチ手段が圧電素子を駆動する直前に当該圧電素子を駆動するための二値データによる印字データ信号を受け取ることになる。従って、ノズル選択用スイッチ手段は、一回分の二値データのみを格納すればよく、格納のための記憶容量が最小限で済むことになる。
【００３０】
更に、本発明のヘッド駆動装置においては、前記変換ロジック部が、前記複数の駆動パルス信号の各周期に関して、前記プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号を記憶手段に格納し、該記憶手段から多値データから成る第１の印字データ信号を読み出して二値データから成る第２の印字データ信号に変換して出力することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、変換ロジック部が、ノズル選択用スイッチ手段に出力するまでの間、多値データを記憶手段に格納することにより、これら多値データをメインメモリで保持しておく必要がない。
【００３２】
更に、本発明のヘッド駆動装置においては、前記記憶手段は、前記第１の印字データ信号の桁数に応じた記憶回路を有し、該各記憶回路に前記第１の印字データ信号の各桁毎のデータをそれぞれ分けて記憶することを特徴とする。また、前記各記憶回路には、前記第１の印字データ信号の各桁毎のデータがそれぞれ独立に入力されることを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、並列的に第１の印字データ信号を記憶手段に転送可能となるので、第１の印字データ信号の記憶手段に対する転送速度を高めることができる。
【００３４】
一方、本発明のインクジェット式プリンタは、複数のノズル開口毎に該ノズル開口と連通した圧力室に圧力発生手段により圧力変動を生じさせることにより、前記各ノズル開口からインク滴を吐出させるプリンタヘッドと、該プリンタヘッドに必要な信号を与えることにより該プリンタヘッドの動作を制御するプリンタコントローラとを備えたインクジェット式プリンタにおいて、前記プリンタコントローラは、複数の駆動パルス信号を含んでなる駆動信号を生成する駆動信号生成手段を含んで構成し、
前記プリンタヘッドは、前記プリンタコントローラからの多値データから成る第１の印字データ信号を二値データから成る第２の印字データ信号に変換して出力する変換ロジック部と、前記駆動信号生成手段から前記駆動信号を供給され、前記複数の駆動パルス信号を前記変換ロジック部が出力する二値データから成る第２の印字データ信号に基づいて所定の印字タイミングで選択して前記圧力発生手段に供給するノズル選択用スイッチ手段とを含んで構成したことを特徴とする。
【００３５】
尚、本発明のインクジェット式プリンタにおけるプリンタヘッドの駆動方法は、複数のノズル開口毎に該ノズル開口と連通した圧力室に圧力発生手段により圧力変動を生じさせることにより、前記各ノズル開口からインク滴を吐出させるプリンタヘッドと、該プリンタヘッドに必要な信号を与えることにより該プリンタヘッドの動作を制御するプリンタコントローラとを備えたインクジェット式プリンタにおけるプリンタヘッドの駆動方法において、前記プリンタコントローラの駆動信号生成手段が複数の駆動パルス信号を含んでなる駆動信号を生成するステップと、前記プリンタヘッドの変換ロジック部が、前記プリンタコントローラからの多値データから成る第１の印字データ信号を二値データから成る第２の印字データ信号に変換して出力するステップと、前記プリンタヘッドのノズル選択用スイッチ手段が、前記駆動信号生成手段から前記複数の駆動パルス信号を含んでなる駆動信号を供給されると共に、前記変換ロジック部が出力する二値データから成る第２の印字データ信号に基づいて前記複数の駆動パルス信号を所定の印字タイミングで選択して前記圧力発生手段に供給するステップとを有することを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタ及びそのヘッド駆動装置について説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係るヘッド駆動装置を備えたインクジェット式プリンタの概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のインクジェット式プリンタ２０は、キャリッジ３０がタイミングベルト１３６を介してキャリッジ機構１２のキャリッジモータ２４に接続され、ガイド部材１４０に案内されて印刷用紙１５０の紙幅方向に往復動するように構成されている。また、インクジェット式プリンタ２０には、紙送りローラ２６を用いた紙送り機構１１も形成されている。キャリッジ３０は印刷用紙１５０と対向する面、この図に示す例では下面にインクジェット式のプリンタヘッド１０が取り付けられている。プリンタヘッド１０はキャリッジ３０の上部に載置されているインクカートリッジ１７０からインクの補給を受けてキャリッジ３０の移動に合わせて印刷用紙１５０に各色のインク滴を吐出してドットを形成し、印刷用紙１５０に画像や文字を印刷する。
【００３８】
尚、この第１の実施形態では、プリンタヘッド１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ダークイエロー（ＤＹ）から成る７色の各色インク吐出用のノズル列を備えている。各色インク吐出用のノズル列は、それぞれ縦（副走査）方向に、例えば、１８０個のインク吐出用ノズルを有している。ここで、プリンタヘッド１０は、図１に示すように、プリンタ装置本体に対して、フレキシブルフラットケーブル（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦｌａｔＣａｂｌｅ、以下、ＦＦＣと呼ぶ）１００を介して回路接続されている。このＦＦＣ１００は、キャリッジ３０の移動を妨げないように、長めのものが用いられている。
【００３９】
次に、本実施の形態のインクジェット式プリンタ２０の電気的構成について説明する。図２は、インクジェット式プリンタ２０の機能ブロック図である。図２に示すように、このインクジェット式プリンタ２０は、プリンタコントローラ４１とプリンタエンジン４２とを備えている。
【００４０】
プリンタコントローラ４１は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインタフェース（以下、外部Ｉ／Ｆという）４３と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ４４と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ４５と、ＣＰＵ等から成る制御部４６と、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路４７と、プリンタヘッド１０へ供給する駆動信号（ＣＯＭ）を生成する駆動信号生成部８０と、後に詳述する第１の印字データ信号（ＳＩｉ）及び駆動信号（ＣＯＭ）等をプリンタエンジン４２に送信するためのインタフェース（以下、内部Ｉ／Ｆという）４９とを備えている。
【００４１】
駆動信号生成部８０は、駆動信号ＣＯＭを生成・出力する。
【００４２】
外部Ｉ／Ｆ４３は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つ又は複数のデータから成る印刷データをホストコンピュータ等から受信する。また、外部Ｉ／Ｆ４３は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノリッジ信号（ＡＣＫ）等を出力する。
【００４３】
ＲＡＭ４４は、入力バッファ４４Ａ、出力バッファ４４Ｃ及びワークメモリ４４Ｂ等として利用されるものである。入力バッファ４４Ａには、外部Ｉ／Ｆ４３がホストコンピュータ等から受信した印刷データが一時的に記憶される。出力バッファ４４Ｃには、プリンタヘッド１０へシリアル転送される印刷用イメージデータが展開される。第１の印字データ信号（ＳＩｉ）は、ホストコンピュータ（図示せず）等から供給される印刷信号に含まれる印刷データを出力バッファ４４Ｃに展開し、供給された印刷用イメージデータであり、各ノズル列毎に別々に転送される。ＲＯＭ４５は、制御部４６によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００４４】
制御部４６は、データ展開手段として機能し、印刷データを印字データに展開する。即ち、入力バッファ４４Ａ内の印刷データを読み出して解析し、ＲＯＭ４５内のフォントデータやグラッフィック関数等を参照して複数ビットの印字データに展開する。
【００４５】
尚、本実施形態における印字データは、後述するように２ビットのデータで構成される。この展開された印字データは出力バッファ４４Ｃに記憶されて、プリンタヘッド１０の１行分に相当する印字データが得られると、この１行分の印字データ信号（ＳＩｉ）は、内部Ｉ／Ｆ４９を介してプリンタヘッド１０にシリアル伝送される。
【００４６】
また、制御部４６は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部Ｉ／Ｆ４９を通じてプリンタヘッド１０にラッチ信号（ＬＡＴｉ）やチャンネル信号（ＣＨ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、上述した駆動信号（ＣＯＭ）を構成する第１駆動パルス乃至第４駆動パルスＰ１乃至Ｐ４（後述する図４参照）の供給開始タイミングを規定する。
【００４７】
プリンタエンジン４２は、紙送り機構１１、キャリッジ機構１２及びプリンタヘッド１０から構成されている。紙送り機構１１は、図１を参照して説明したように、紙送りモータ（図示せず）及び紙送りローラ２６等から成り、印刷用紙１５０等の記録媒体を順次送り出して副走査を行うものである。キャリッジ機構１２は、プリンタヘッド１０を搭載するキャリッジ３０と、このキャリッジ３０をタイミングベルト１３６を介して走行させるキャリッジモータ２４等からなり、プリンタヘッド１０を主走査させるものである。
【００４８】
図２において、本実施形態のヘッド駆動装置は、プリンタヘッド１０の複数のノズル開口毎に該ノズル開口と連通した圧力室に圧力変動を生じさせる圧力発生手段としての圧電素子３６と、圧電素子３６を駆動する駆動パルス信号［Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４］（図４参照）を複数含んでなる駆動信号ＣＯＭを生成する駆動信号生成手段としての駆動信号生成部８０と、プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号（ＳＩｉ）を二値データから成る第２の印字データ信号（ＳＩｏ）に変換して、前記ノズル選択用スイッチ手段に出力する変換ロジック部１２０と、変換ロジック部１２０の出力する二値データから成る第２の印字データ信号（ＳＩｏ）に基づいて前記複数の駆動パルス信号［Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４］を所定の印字タイミングで選択して圧電素子３６に供給するノズル選択用スイッチ手段としてのノズル選択用スイッチＩＣ１５９とを備えている。
【００４９】
上記圧電素子３６は、例えばピエゾ素子であって、双方の電極３６ａ，３６ｂ（図５参照）間に印加される電圧により変位するように構成されている。
【００５０】
そして、圧電素子３６は、駆動信号生成部８０からの駆動信号（ＣＯＭ）に基づいて放電する際に対応するノズル内のインクに圧力を加えることにより、このノズルからインク滴を吐出するように構成されている。
【００５１】
尚、プリンタヘッド１０は、上述した変換ロジック部１２０、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９、及び圧電素子３６の他、変換ロジック部１２０に所定の周波数のクロックを供給するクロック発生器１２５を備えて構成されている。
【００５２】
変換ロジック部１２０は、特定用途向半導体集積回路（ＡｐｐｌｉｅｄＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ［ＡＳＩＣ］）により構成され、図３に示すように、第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ１５２Ｌ及び第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ１５２Ｈからなるシフトレジスタ１５２と、第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路１５３Ｌと第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路１５３Ｈとからなるラッチ回路１５３と、ロジック回路１５４と、最終段のシフトレジスタ１５５と、ＳＰシフトレジスタ１５６と、ＳＰレジスタ１５７と、コントローラ１５８とを備えている。コントローラ１５８には、ラッチ信号ＬＡＴｉ及びデータ切り替え信号ＣＨが入力されると共に、上述したクロック発生器１２５（図２参照）から所定の周波数のクロックが供給される。ＳＰシフトレジスタ１５６には、、プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号（ＳＩｉ）及びプログラムデータ（ＳＰ）とが入力される。第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ１５２Ｌ及び第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ１５２Ｈには、それぞれ発振回路４７からのクロック信号（ＳＣＫｉ）が入力される。
【００５３】
プリンタコントローラ４１からシリアル転送された多値データから成る第１の印字データ信号（ＳＩｉ）及びプログラムデータ（ＳＰ）は、まず、ＳＰシフトレジスタ１５６に入力される。このうち、プログラムデータ（ＳＰ）は、ＳＰシフトレジスタ１５６から、ＳＰレジスタ１５７に入力されてセットされる。一方、第１の印字データ信号（ＳＩｉ）は、次に、クロック信号（ＳＣＫｉ）に同期して、「シリアル／パラレル変換手段」としての第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ１５２Ｌ及び第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ１５２Ｈに入力される。この第１の印字データ信号（ＳＩｉ）の最上位ビット（ＭＳＢ）のデータが、第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ１５２Ｈに入力され、最下位ビット（ＬＳＢ）のデータが、第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ１５２Ｌに入力される。第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ１５２Ｌ、第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ１５２Ｈには、「ラッチ手段」としての第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路１５３Ｌ、第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路１５３Ｈがそれぞれ接続されている。そして、プリンタコントローラ４１からのラッチ信号（ＬＡＴｉ）が、第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路１５３Ｌ、第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路１５３Ｈの各々に入力されると、当該第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路１５３Ｌ、第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路１５３Ｈの各々は、第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ１５２Ｌ、第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ１５２Ｈの各々によってパラレル変換された第１の印字データ信号（ＳＩｉ）を、それぞれラッチする。従って、第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路１５３Ｌには、第１の印字データ信号（ＳＩｉ）の最下位ビット（ＬＳＢ）のデータがラッチされ、第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路１５３Ｈには、第１の印字データ信号（ＳＩｉ）の最上位ビット（ＭＳＢ）のデータがラッチされる。
【００５４】
ここで、第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ１５２Ｌと第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路１５３Ｌ、第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ１５２Ｈと第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路１５３Ｈが、それぞれ「記憶回路」を構成し、これら２個の記憶回路によって「記憶手段」が構成されている。
【００５５】
第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路１５３Ｌ、第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路１５３Ｈの各々によってラッチされた第１の印字データ信号（ＳＩｉ）は、ロジック回路１５４に入力される。
【００５６】
ロジック回路１５４には、上述したように、ＳＰレジスタ１５７に入力されてセットされたプログラムデータ（ＳＰ）が入力される。ロジック回路１５４は、このプログラムデータ（ＳＰ）に従って、ラッチ回路１５３から入力された多値データから成る第１の印字データ信号（ＳＩｉ）を二値データから成る第２の印字データ信号（ＳＩｏ）に変換する。一方、コントローラ１５８には、クロック発生器１２５から所定の周波数のクロックが入力されている。
【００５７】
ロジック回路１５４により変換された二値データから成る第２の印字データ信号（ＳＩｏ）は、最終段のシフトレジスタ１５５に入力される。クロック発生器１２５からのクロックのタイミングでコントローラ１５８からシフトレジスタ１５５に制御信号が入力され、この制御信号に基づいて、二値データから成る第２の印字データ信号（ＳＩｏ）は、シフトレジスタ１５５からノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力される。
【００５８】
変換ロジック部１２０は以上のように動作するが、より詳細には、図４に示すように、変換ロジック部１２０は、ある周期（Ｎ周期）の駆動信号に関して、一つ前の（Ｎ−１）周期の間に、プリンタ本体側から多値データである印字データ信号（ＳＩｉ），クロック信号（ＳＣＫｉ）及びラッチ信号（ＬＡＴｉ）が入力される。
【００５９】
これにより、変換ロジック部１２０は、入力された印字データ信号（ＳＩｉ）を、複数個（図示の場合、４個）の駆動パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４毎の二値データＤ（ＳＩｏ）１，Ｄ（ＳＩｏ）２，Ｄ（ＳＩｏ）３，Ｄ（ＳＩｏ）４に変換する。
【００６０】
そして、変換ロジック部１２０は、一つ前の（Ｎ−１）周期にて、最終パルスＰ４の直前にて、前述したラッチ信号ＬＡＴｏのタイミングで、一番目の二値データＤ１をノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力する。
【００６１】
続いて、変換ロジック部１２０は、当該Ｎ周期の最初のパルスＰ１の直前にて、前述したデータ切り替え信号ＣＨのタイミングで、二番目の二値データＤ２を、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力する。
【００６２】
同様にして、変換ロジック部１２０は、順次、当該Ｎ周期の二番目，三番目のパルスＰ２，Ｐ３の直前にて、それぞれ前述したデータ切り替え信号ＣＨのタイミングで、三番目及び四番目の二値データＤ３，Ｄ４を読み出して、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力する。
【００６３】
ここで、変換ロジック部１２０は、プリンタ本体側からのデータ切替信号（ＣＨ）及びラッチ信号（ＬＡＴｉ）のタイミングで、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９に対して、ラッチ信号ＬＡＴｏを出力するようになっている。
【００６４】
このようにして、変換ロジック部１２０は、二値データに変換した各パルスの駆動信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を、ラッチ信号ＬＡＴｏと共にノズル駆動の直前にノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力することになる。
【００６５】
図５に、図２に示したノズル選択用スイッチＩＣ１５９及び圧電素子３６の詳細な構成を示す。ノズル選択用スイッチＩＣ１５９は、変換ロジック部１２０から第２の印字データ信号ＳＩｏ，クロック信号ＳＣＫｏが入力されることにより、対応する圧電素子３６の駆動タイミングでオンされ、駆動信号ＣＯＭを圧電素子３６に出力するようになっている。このノズル選択用スイッチＩＣ１５９は、実際には、各圧電素子３６をそれぞれオンオフするための所謂トランスミッションゲート（ＴＧ）として構成されている。ここで、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９は、二値データ用の小型のＩＣが使用されている。
【００６６】
さて、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９は、シフトレジスタ１６２と、ラッチ回路１６３と、レベルシフタ１６４と、複数のアナログスイッチ１６５ａを含むスイッチ回路１６５を有して構成されている。これらシフトレジスタ１６２、ラッチ回路１６３、レベルシフタ１６４、アナログスイッチ１６５ａ、及び圧電素子３６は、それぞれプリンタヘッド１０の各色ノズル列それぞれの各ノズル開口に対応して複数（例えば、１８０個）設けられている。
【００６７】
変換ロジック部１２０から二値データから成る第２の印字データ信号ＳＩｏは、上述したクロック発生器１２５からのクロック信号ＳＣＫｏに同期してシフトレジスタ１６２にシリアル転送される。このシリアル転送された第２の印字データ信号ＳＩｏは、一旦、ラッチ回路１６３によってラッチされる。ラッチされた第２の印字データ信号ＳＩｏは、電圧増幅器であるレベルシフタ１６４によって、各アナログスイッチ１６５ａを駆動できる電圧、例えば、数十ボルト程度の所定の電圧にまで昇圧される。所定の電圧まで昇圧された第２の印字データ信号ＳＩｏは、アナログスイッチ１６５ａに与えられる。ラッチされたデータがＬｏｗならばスイッチはＯＦＦで、ＨｉｇｈならばＯＮである。図２に示したように、駆動信号生成部８０において駆動波形信号ＣＯＭを、プリンタヘッド１０に出力している。このプリンタヘッド１０の側には、圧力発生室内のインクを加圧することによりノズル開口からインク滴を吐出させる複数の圧電素子３６、及び第２の印字データ信号ＳＩｏに基づいて複数の圧電素子３６のいずれを駆動するかをアナログスイッチ１６５ａ等を介して選択するノズル選択用スイッチＩＣ１５９が構成されており、このノズル選択用スイッチＩＣ１５９によってアナログスイッチ１６５ａがＯＮされている圧電素子３６に駆動波形信号ＣＯＭが印加される。その結果、当該圧電素子３６は、対応する圧力発生室内のインクを加圧してノズル開口からインク滴として吐出させる。
【００６８】
本発明実施形態によるヘッド駆動装置は、以上のように構成されており、以下のように動作する。即ち、印刷が開始されると、まずステップＳＴ１にて、プリンタ本体側から、一つ前の（Ｎ−１）周期の間に、Ｎ周期の印字データ信号ＳＩｉ，クロック信号ＳＣＫｉ及びラッチ信号ＬＡＴｉがフレキシブルフラットケーブル１００を介してプリンタヘッド１０側に出力される。
【００６９】
これにより、プリンタヘッド１０側にて、変換ロジック部１２０が、ステップＳＴ２にて、これらの信号のうち、印字データ信号ＳＩｉに基づいて、各パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４毎の二値データＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に変換する。
【００７０】
そして、変換ロジック部１２０は、ステップＳＴ３にて、一つ前の（Ｎ−１）周期にて、その最終パルスＰ４の直前にて、ラッチ信号ＬＡＴｉのタイミングで、一番目の二値データＤ１を読み出して、ラッチ信号ＬＡＴｏに引き続きノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力する。
【００７１】
これを受けて、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９は、変換ロジック部１２０からのラッチ信号ＬＡＴｏ及び二値データＤ１が入力されると、ステップＳＴ４にて、次のパルス、即ち当該Ｎ周期の一番目のパルスＰ１の直前のラッチ信号ＬＡＴｏのタイミングで、二値データＤ１に基づいて、圧電素子３６を駆動する。これにより、圧電素子３６の駆動により、印刷媒体に対してインクが吐出され、二値の印刷が行なわれる。
【００７２】
同時に、変換ロジック部１２０は、ステップＳＴ５にて、当該Ｎ周期の最初のパルスＰ１の直前にて、制御信号ＣＨのタイミングで、二番目の二値データＤ２を読み出して、レベルシフタ１５８を介して、ラッチ信号ＬＡＴｏに引き続きノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力する。
【００７３】
これを受けて、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９は、ステップＳＴ６にて、次のパルス、即ち当該Ｎ周期の二番目のパルスＰ２の直前のラッチ信号ＬＡＴｏのタイミングで、二値データＤ２に基づいて、圧電素子３６を駆動する。これにより、圧電素子３６の駆動により、印刷媒体に対してインクが吐出され、二値の印刷が行なわれる。
【００７４】
同様にして、変換ロジック部１２０は、ステップＳＴ７，９にて、当該Ｎ周期の二番目及び三番目のパルスＰ２，Ｐ３の直前の制御信号ＣＨのタイミングで、それぞれ三番目及び四番目の二値データＤ３，Ｄ４を読み出して、レベルシフタ１５８を介して、ラッチ信号ＬＡＴｏに引き続きノズル選択用スイッチＩＣ１５９に出力する。
【００７５】
これを受けて、ステップＳＴ８，１０にて、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９は、次のパルス、即ち当該Ｎ周期の三番目及び四番目のパルスＰ３，Ｐ４の直前のラッチ信号ＬＡＴｏのタイミングで、それぞれ二値データＤ，Ｄ４に基づいて、圧電素子３６を駆動する。これにより、圧電素子３６の駆動により、印刷媒体に対してインクが吐出され、二値の印刷が行なわれる。
【００７６】
このようにして、変換ロジック部１２０により多値データから変換された二値データに基づいて、当該圧電素子３６が、四つのパルスＰ１〜Ｐ４にてそれぞれ二値データによる印刷を四回行なうことにより、階調印刷を行なうことができる。
【００７７】
上述した実施形態においては、変換ロジック部１２０が、プリンタ本体からの多値データの印字データ信号に基づいて、四つのパルスＰ１〜Ｐ４における二値データＤ１〜Ｄ４に変換することにより、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９により圧電素子３６を駆動して、四回の二値データによる印刷により階調印刷を行なうようになっているが、これに限らず、少なくとも二つ以上のパルスにより、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９により二値データに基づいて圧電素子３６を複数回駆動して、階調印刷を行なうようにしてもよい。
【００７８】
また、上述した実施形態においては、ノズル選択用スイッチＩＣ１５９は複数示されているが、この場合、変換ロジック部１２０は、各ノズル選択用スイッチＩＣ１５９毎に備えられていてもよく、また全てのノズル選択用スイッチＩＣ１５９に対して一つの変換ロジック部１２０が備えられていてもよい。更には、複数個のノズル選択用スイッチＩＣ１５９毎にそれぞれ一つの変換ロジック部１２０が備えられていてもよい。
【００７９】
以上述べたように、本発明によれば、プリンタ本体側からの多値データから成る印字データ信号を、プリンタヘッド側にて、変換ロジック部により二値データから成る印字データ信号に変換して、一つ前のパルスの直前のタイミングで、ノズル選択用スイッチＩＣに出力し、ノズル選択用スイッチＩＣがこの二値データに基づいて、対応する圧電素子を駆動する。
【００８０】
これにより、多値データから二値データへの変換がノズル選択用スイッチＩＣではなく変換ロジック部により行なわれるので、ノズル選択用スイッチＩＣが二値データへの変換ロジックを備える必要がない。また、ノズル選択用スイッチＩＣ自体も二値データ用の比較的小型のものを使用することができる。
【００８１】
従って、プリンタヘッドが微細化されたとしても、ノズル選択用スイッチＩＣをプリンタヘッドに搭載することが可能であり、多値データによる階調印刷を行なうことができる。
【００８２】
さらに、ノズル選択用スイッチＩＣが圧電素子を駆動する直前に当該圧電素子を駆動するための二値データによる駆動信号を受け取ることになる。従って、ノズル選択用スイッチＩＣは、一回分の二値データのみを格納すればよく、格納のための記憶容量が最小限で済むことになる。
【００８３】
このようにして、本発明によるインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置によれば、二値データ用のノズル選択用スイッチＩＣを利用して、多値データによる印刷を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るヘッド駆動装置を含むインクジェットプリンタの概略斜視図
【図２】本発明の実施形態に係るヘッド駆動装置を含むインクジェットプリンタの機能ブロック図
【図３】図２のヘッド駆動装置における変換ロジック部の機能ブロック図
【図４】図２のヘッド駆動装置におけるプリンタ本体からの駆動信号，制御信号そして変換ロジック部による二値データ及び制御信号を示すタイムチャート
【図５】図２のヘッド駆動装置におけるノズル選択用スイッチＩＣの機能ブロック図
【図６】図２のヘッド駆動装置における印刷時の動作を示すフローチャート
【図７】従来のヘッド駆動装置の一例の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０プリンタヘッド、３６圧電素子、４１プリンタコントローラ、
４４ＲＡＭ、４５ＲＯＭ、４６制御部、４７発振回路、
８０駆動信号生成部、１５９ノズル選択用スイッチＩＣ、
１２０変換ロジック部、１２５クロック発生器、
１５２シフトレジスタ、１５２Ｌ第１（Ｌｏｗ）シフトレジスタ、
１５２Ｈ第２（Ｈｉｇｈ）シフトレジスタ、１５３ラッチ回路、
１５３Ｌ第１（Ｌｏｗ）ラッチ回路、
１５３Ｈ第２（Ｈｉｇｈ）ラッチ回路、１５４ロジック回路、
１５５シフトレジスタ、１５６ＳＰシフトレジスタ、
１５７ＳＰレジスタ、１５８コントローラ、１６２シフトレジスタ、
１６３ラッチ回路、１６４レベルシフタ、１６５スイッチ回路、
１６５ａアナログスイッチ

Claims

プリンタヘッドの複数のノズル開口毎に該ノズル開口と連通した圧力室に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生手段を駆動する駆動パルス信号を複数含んでなる駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記複数の駆動パルス信号をプリンタ本体側からの多値データから成る印字データ信号に基づいて所定の印字タイミングで選択して前記圧力発生手段に供給するノズル選択用スイッチ手段とを備えるインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置であって、
前記プリンタヘッドに、前記プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号を二値データから成る第２の印字データ信号に変換して、前記ノズル選択用スイッチ手段に出力する変換ロジック部を備えていることを特徴とする、インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記変換ロジック部が、プリンタ本体側からのデータ制御信号に基づいて、各二値データ毎の前記第２の印字データ信号をノズル選択用スイッチ手段に出力することを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記変換ロジック部が、前記複数の駆動パルス信号の各周期に関して、一つ前の周期の間に、前記プリンタ本体側から多値データから成る第１の印字データ信号を入力されることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記変換ロジック部が、前記複数の駆動パルス信号の各周期に関して、一つ前の周期の最終駆動パルスの供給開始タイミング時に、前記データ制御信号に基づいて各周期の一番目の駆動パルスの二値データをノズル選択用スイッチ手段に出力すると共に、
パルス切換え信号に基づいて順次に次パルスの二値データをノズル選択用スイッチ手段に出力することを特徴とする、請求項３に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記変換ロジック部が、前記複数の駆動パルス信号の各周期に関して、前記プリンタ本体側からの多値データから成る第１の印字データ信号を記憶手段に格納し、該記憶手段から多値データから成る第１の印字データ信号を読み出して二値データから成る第２の印字データ信号に変換して出力することを特徴とする、請求項４に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記記憶手段は、前記第１の印字データ信号の桁数に応じた記憶回路を有し、該各記憶回路に前記第１の印字データ信号の各桁毎のデータをそれぞれ分けて記憶することを特徴とする、請求項５に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記各記憶回路には、前記第１の印字データ信号の各桁毎のデータがそれぞれ独立に入力されることを特徴とする、請求項６に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記記憶回路は、シリアル入力された前記第１の印字データ信号の各桁毎のデータをパラレル信号に変換するシリアル／パラレル変換手段と、入力されたラッチ信号によって前記パラレル信号をラッチするラッチ手段とから構成したことを特徴とする、請求項６又は７に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記圧力発生手段は、圧電素子であることを特徴とする、請求項１乃至８に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
前記変換ロジック部は、ＡＳＩＣにより構成されることを特徴とする、請求項１乃至９に記載のインクジェット式プリンタのヘッド駆動装置。
複数のノズル開口毎に該ノズル開口と連通した圧力室に圧力発生手段により圧力変動を生じさせることにより、前記各ノズル開口からインク滴を吐出させるプリンタヘッドと、該プリンタヘッドに必要な信号を与えることにより該プリンタヘッドの動作を制御するプリンタコントローラとを備えたインクジェット式プリンタにおいて、
前記プリンタコントローラは、複数の駆動パルス信号を含んでなる駆動信号を生成する駆動信号生成手段を含んで構成し、
前記プリンタヘッドは、前記プリンタコントローラからの多値データから成る第１の印字データ信号を二値データから成る第２の印字データ信号に変換して出力する変換ロジック部と、前記駆動信号生成手段から前記駆動信号を供給され、前記複数の駆動パルス信号を前記変換ロジック部が出力する二値データから成る第２の印字データ信号に基づいて所定の印字タイミングで選択して前記圧力発生手段に供給するノズル選択用スイッチ手段とを含んで構成したことを特徴とする、インクジェット式プリンタ。
複数のノズル開口毎に該ノズル開口と連通した圧力室に圧力発生手段により圧力変動を生じさせることにより、前記各ノズル開口からインク滴を吐出させるプリンタヘッドと、該プリンタヘッドに必要な信号を与えることにより該プリンタヘッドの動作を制御するプリンタコントローラとを備えたインクジェット式プリンタにおけるプリンタヘッドの駆動方法において、
前記プリンタコントローラの駆動信号生成手段が複数の駆動パルス信号を含んでなる駆動信号を生成するステップと、
前記プリンタヘッドの変換ロジック部が、前記プリンタコントローラからの多値データから成る第１の印字データ信号を二値データから成る第２の印字データ信号に変換して出力するステップと、
前記プリンタヘッドのノズル選択用スイッチ手段が、前記駆動信号生成手段から前記複数の駆動パルス信号を含んでなる駆動信号を供給されると共に、前記変換ロジック部が出力する二値データから成る第２の印字データ信号に基づいて前記複数の駆動パルス信号を所定の印字タイミングで選択して前記圧力発生手段に供給するステップとを有することを特徴とする、インクジェット式プリンタにおけるプリンタヘッドの駆動方法。