JP2007090691A - ラインヘッド及びインクジェット印画装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた2つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがn個(nは1以上の整数)組み合わされたヘッドモジュールであって、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの1/(2n)であることを特徴とするラインヘッド。
【選択図】 図2
Description
(1)
複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた2つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがn個(nは1以上の整数)組み合わされ、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの1/(2n)であり、中継基板は、インクジェット印画装置の本体ユニットとヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路との間にあって、前記本体ユニットからの画像データと、画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号とを伝送するものであることを特徴とするラインヘッド。
(2)
前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする(1)に記載のラインヘッド。
(3)
前記圧力発生手段は、圧電素子であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のラインヘッド。
(4)
前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする(3)に記載のラインヘッド。
(5)
前記中継基板は、前記ノズルプレートの面に対して垂直方向に配置されることを特徴とする(1)乃至(4)の何れか1項に記載のラインヘッド。
(6)
前記中継基板は、前記本体ユニットの間の接続において、前記画像データと、前記制御信号と、前記吐出タイミング信号を別々のケーブルで接続することを特徴とする(1)乃至(5)の何れか1項に記載のラインヘッド。
(7)
印画媒体の幅相当の長さに複数のノズルを配置したラインヘッドを有し、前記ノズルから前記印画媒体へ向けてインクを吐出すると共に、前記印画媒体と前記ラインヘッドを移動方向へ相対的に移動させることにより前記印画媒体上に画像を形成するライン型のインクジェット印画装置であって、前記ラインヘッドは、複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた2つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがn個(nは1以上の整数)組み合わされたヘッドモジュールであって、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの1/(2n)であり、中継基板は、インクジェット印画装置の本体ユニットとヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路との間にあって、前記本体ユニットからの画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号とを伝送するものであることを特徴とするインクジェット印画装置。
(8)
前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする(7)に記載のインクジェット印画装置。
(9)
前記圧力発生手段は、圧電素子であることを特徴とする(7)又は(8)に記載のインクジェット印画装置。
(10)
前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする(9)に記載のインクジェット印画装置。
(11)
前記中継基板は、前記ノズルプレートの面に対して垂直方向に配置されることを特徴とする(7)乃至(10)の何れか1項に記載のインクジェット印画装置。
(12)
前記中継基板は、前記本体ユニットの間の接続において、前記画像データと、前記制御信号と、前記吐出タイミング信号を別々のケーブルで接続することを特徴とする(7)乃至(11)の何れか1項に記載のインクジェット印画装置。
(13)
1回の前記移動により、前記印画媒体上に画像を形成することを特徴とする(7)乃至(12)のいずれか1項に記載のインクジェット印画装置。
〈電源〉
インクを加熱するヒータ用の電源(VHEATER)、ヘッドチップ141を駆動する駆動信号を増幅する増幅回路の電源(VHEAD)及びICB基板500やヘッド駆動基板146のロジック用の電源(VD)の3種類の電圧を発生させる電源回路401を有する。電源回路は熱発生を押されるためスイッチングレギュレータ方式が好ましい。
画像メモリ402には、画像データが記憶されている。画像データは画像を印画する際に読み出され、各ヘッド10用に並列にデータが転送される。データは1画素最大2ビットであり、ヘッドの構成によってビット数は決まる。また、画像メモリ402の構成はデータビット数と画像のサイズによってその構成(データビット数とメモリアドレスの割付)を変更することができる。
制御条件発生回路403は、ヘッド10を駆動する駆動信号の条件(例えば、電圧、パルス幅など)、吐出時間間隔やインク加熱温度設定値(図15の記号欄802に記載のTHM)などを生成し、中継基板600を経由してICB基板500へ送信する。ICB基板500では、これら諸条件を一旦、不揮発性メモリ502に割り付けられたレジスタに保存する。吐出を行う際に諸条件をレジスタから読み出して、条件に従って各種回路を動作させ、制御信号を発生させる。また、制御基板4ではインク温度の検知データや前記レジスタの内容をICB基板500から受信する。これらの制御条件の送受信にはシリアル通信を用いると配線数が少なくて済む。
吐出タイミング発生回路404は、吐出タイミング信号を生成させて中継基板600を経由してICB基板500に送信する。吐出タイミング信号は、ヘッド10がインク滴を吐出するトリガーとなる信号でインク滴を吐出する毎に生成される。
設定手段405は、不図示の操作部もしくは接続されているホストコンピュータから入力されたヘッド10の種類やラインヘッドの構成に基づいて前述した画像メモリ402の構成を変更する。また、操作部やホストコンピュータから入力された制御条件を制御条件発生回路403に送る。制御条件発生回路403では、制御条件をICB基板500に転送する形式に変換してICB基板500へ送信する。このようにして、異なるヘッド10が接続されたり、ヘッドの使用条件が変更されてもICB基板500においてヘッド10に適する制御信号が発生でき、正確な印画が行われる。
制御基板4から送信されてきた各種信号や電源を接続されているICB基板500に分配したり、ICB基板500からのインク温度データやICB基板500の状態を制御基板4へ送信中継するパターン配線の基板である。
ICB基板500は、制御基板4で発生したヘッド10を駆動する各種信号をヘッド10の構成に合わせた信号に変換する基板である。ヘッド10には2枚のヘッド駆動基板146が配されているので、ICB基板500はヘッド駆動基板146を2枚駆動する回路を持つ。ここでは、ヘッド駆動基板1枚を制御することとして説明する。制御基板4から送られてくる電源及び信号に沿って説明する。
インクを加熱するヒータ電流を発生させる電流増幅器524の電源(VHEATER)、ヘッド駆動信号(駆動ON信号、駆動OFF信号)の電圧を決める駆動電圧生成回路511〜514の電源(VHEAD)、ロジック電圧であるVD及びVDを入力にDC−DCコンバータ505で発生するロジック回路を集積したIC(以後ASICと呼ぶ)電源(例えば、1.5V)と低電圧ロジックICを駆動する電源(例えば、3.3V)からなる。
制御基板4の画像メモリ402から読み出された1ビット(例えば、図16のDATAL0)又は2ビット(例えば、図17のDATAL0、DATAL1)の画像データは、シリアルにヘッド駆動基板146のシフトレジスタ(図18の701)に転送される。また、クロック信号(図16のSCLK)は、画像データをシフトレジスタ701へ転送するクロックである。さらに、ラッチクロック信号(図16のLAT)は、シフトレジスタ701に転送された画像データをパラレルレジスタ(図18の702)にラッチする。以上の画像データ、クロック信号(SCLK)とラッチクロック信号(LAT)の3種類の信号はバッファ回路501で波形整形された後、ヘッド駆動基板146へ送られる。
吐出タイミング信号(図16のFire)は、ヘッドチップ141の圧力発生手段を駆動するための信号を発生させるトリガー信号である。
制御基板4の操作部やホストコンピュータから入力された制御条件は、制御条件発生回路403でICB基板500に転送する形式に変換され、ICB基板500へ送信される。制御条件は、ICB基板500を選択するCS(Chip Select)信号と各ICB基板500に共通に接続されている送信線であるTxD、と受信線であるRxD及びクロックであるCLKでシリアル通信によって送受信される。CS信号は各々ICB基板別に接続されており、接続されているCSがON状態であるICB基板のみが制御条件の送受信が有効である。送受信線(TxD、RxD)を共通に使用することで制御基板4と中継基板600、中継基板600とICB基板500の間の配線数を少なくしている。
0.1X160=16.0(V)
駆動ON信号の振幅は16.0Vのパルスになる。
時分割駆動(後述)においてDirection信号によって駆動の順番STB1、STB2、STB3を逆の順番STB3、STB2、STB1にする。Direction信号は、ICB基板500毎に1本の信号である。印画媒体Pの搬送の向きを逆方向にした場合Direction信号を反転して、隣接する圧力発生手段によるドットのずれを合わせて正常な印画を行う。
時分割駆動とは、隣接するノズルを副走査方向にずらせた位置に設け、それに伴い吐出タイミングをずらせて駆動する。印画結果としては隣接するノズルから吐出されたインク滴は印画媒体上で副走査方向に同じ位置に着弾する。圧力発生手段としてせん断変形するせん断モード型の圧電素子を用いる場合、隣接するノズルを同時に吐出しないことにより隣接する圧電素子歪みの影響をなくすことができる。また、吐出に必要な電力を分散させることができる。
多階調印画とは、1画素に吐出するインク滴の数を異ならせることで階調を持たせる印画方法のことである。
ヘッド10のインク温度の制御を以下に説明する。
2 ラインヘッド
3 フレキシブルケーブル
4 制御基板
5 印画媒体搬送機構
10 ヘッド
11 共通のノズルプレート
20 共通の支持基板
22 取付孔
100 ヘッドモジュール
141 ヘッドチップ
142 ノズル
301a 共通インク流路
306 中間タンク
307 インクカートリッジ
500 ICB基板
600 中継基板
Claims (13)
- 複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた2つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがn個(nは1以上の整数)組み合わされ、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの1/(2n)であり、中継基板は、インクジェット印画装置の本体ユニットとヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路との間にあって、前記本体ユニットからの画像データと、画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号とを伝送するものであることを特徴とするラインヘッド。
- 前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のラインヘッド。
- 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又は2に記載のラインヘッド。
- 前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする請求項3に記載のラインヘッド。
- 前記中継基板は、前記ノズルプレートの面に対して垂直方向に配置されることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のラインヘッド。
- 前記中継基板は、前記本体ユニットの間の接続において、前記画像データと、前記制御信号と、前記吐出タイミング信号を別々のケーブルで接続することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のラインヘッド。
- 印画媒体の幅相当の長さに複数のノズルを配置したラインヘッドを有し、前記ノズルから前記印画媒体へ向けてインクを吐出すると共に、前記印画媒体と前記ラインヘッドを移動方向へ相対的に移動させることにより前記印画媒体上に画像を形成するライン型のインクジェット印画装置であって、前記ラインヘッドは、複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置されたラインヘッドであって、該ヘッドモジュールは、複数個の圧力発生手段を並べた2つのインク滴吐出基板同士が互いに貼り付けられ、共通のノズルプレートを備えたヘッドチップを有するヘッドがn個(nは1以上の整数)組み合わされたヘッドモジュールであって、該ヘッドモジュールのノズルピッチが、インク滴吐出基板のノズルピッチの1/(2n)であり、中継基板は、インクジェット印画装置の本体ユニットとヘッドを駆動させる駆動信号を発生する駆動信号発生回路との間にあって、前記本体ユニットからの画像データの印画時にヘッドを制御する制御信号と、インク滴の吐出タイミングを通知する吐出タイミング信号とを伝送するものであることを特徴とするインクジェット印画装置。
- 前記複数個のヘッドモジュールは、共通の支持基板に取り付けられていることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット印画装置。
- 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7又は8に記載のインクジェット印画装置。
- 前記圧電素子は、インクチャネルの側壁を構成し、電界を印加することによりせん断変形するせん断モード型の圧電素子であることを特徴とする請求項9に記載のインクジェット印画装置。
- 前記中継基板は、前記ノズルプレートの面に対して垂直方向に配置されることを特徴とする請求項7乃至10の何れか1項に記載のインクジェット印画装置。
- 前記中継基板は、前記本体ユニットの間の接続において、前記画像データと、前記制御信号と、前記吐出タイミング信号を別々のケーブルで接続することを特徴とする請求項7乃至11の何れか1項に記載のインクジェット印画装置。
- 1回の前記移動により、前記印画媒体上に画像を形成することを特徴とする請求項7乃至12のいずれか1項に記載のインクジェット印画装置。
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