JP2008073923A - インクジェットヘッドの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号線数を増やずに複数のヘッド毎に独立に吐出タイミングを高精度に制御できるインクジェットヘッドの駆動装置を提供すること。
【解決手段】１吐出サイクル中に複数の吐出タイミング信号を出力し、複数のヘッドに共通の吐出タイミング信号出力手段と、吐出サイクル毎にリセットされると共に吐出タイミング信号をカウントし、複数のヘッドに共通のカウント手段と、吐出タイミング信号出力手段から１吐出サイクル中に出力される吐出タイミング信号のうちの何番目の吐出タイミング信号に同期して吐出開始するかを設定し、複数のヘッド毎に設けられる設定手段と、設定手段の設定値とカウント手段のカウント値とを入力し、該入力値が一致した場合に出力を行い、複数のヘッド毎に設けられる比較手段と、比較手段からの出力により吐出のためのヘッド駆動波形を作成し、ヘッドに出力し、複数のヘッド毎に設けられるヘッド駆動波形作成手段とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明はインクジェットヘッドの駆動装置に関し、詳しくは、複数のヘッド単位あるいはヘッドに設けられた複数のノズル単位に吐出タイミングを制御可能として高精度着弾を可能とするインクジェットヘッドの駆動装置に関する。

ヘッドのノズルから液滴を吐出することにより被記録材に着弾させるインクジェットプリンタは、近年、文字、図柄、写真等の画像記録用途のみならず、例えば液晶表示装置やプラズマディスプレイ等に用いられるカラーフィルタの製造用途等のように、様々な製造技術の分野における利用が検討され始めている。

それに伴い、インクジェットプリンタの性能に対する要求はますます高まってきており、ヘッド毎又はノズル毎に吐出タイミングを１画素単位以下で独立に細かく制御する要求も高まってきている。例えば、カラーフィルタの製造においては、縦横に多数配列されたマトリックス内に、ＲＧＢの各インク滴をインクジェットヘッドのノズルから、１画素単位以下のμオーダーの正確さで所定の位置に着弾させる必要がある。このため、ヘッド毎又はノズル毎に１画素単位以下に微調整して高精度に着弾を制御することが望まれている。
特開平１０−１４７０１０号公報

ヘッド毎又はノズル毎に独立して吐出タイミングを制御するには、ヘッド毎又はノズル毎に全て独立にデータ転送系を構成することが考えられる。

しかし、ヘッド毎にデータ転送系を構成する場合、通常、１つのヘッドには、データ転送用にシリアルクロック、シリアルデータ、ラッチ、また駆動波形作成用に吐出開始信号をそれぞれ制御基板から出力する必要があり、複数の信号線によって制御基板とヘッドとの間を接続しなくてはならない。このため、複数のヘッド毎にこれら複数の信号線を個別に接続しなくてはならず、信号線数が膨大になってしまう問題があった。

また、ノズル毎にデータ転送系を構成する場合においても、ノズル毎に吐出開始信号を個別に設けなくてはならないため、同様に信号線数が膨大になってしまう問題があった。

このように信号線をヘッド毎又はノズル毎に設けることは、ヘッドの大型化、配線設計の煩雑化、高コスト化等につながり、今後更に多ヘッド化、多ノズル化が進む中で、制御基板とヘッドとの間の信号線数の削減は重要な課題である。

また、シリアルクロック、ラッチ、吐出開始信号については制御基板から全ヘッド共通に転送し、シリアルデータのみヘッド毎に転送することで信号線数を減らす構成も考えられる。

しかし、この態様では、各ヘッドで同一タイミングでしか吐出できなくなる上に、各ヘッド間の位置調整は、データを記憶したメモリの読み出しをずらすことで対応可能ではあるものの、１画素単位での調整しかできず、１画素単位以下に着弾を制御して高精度に着弾させる要求を満たすことはできなかった。

更に、ノズル毎に吐出タイミングを変更することに関しては、同一の吐出開始信号から予め設定された各ノズル毎の遅延時間が経過した後に駆動波形が作成されるように構成すること等が提案されているが、この場合、ヘッドと被記録材との相対移動の速度変動により、着弾位置がずれてしまい、正確な着弾を行うことができない問題があった。

そこで、本発明は、信号線数を増やすことなく、複数のヘッド毎に独立して吐出タイミングを高精度に制御することのできるインクジェットヘッドの駆動装置を提供することを課題とする。

また、本発明は、信号線数を増やすことなく、ヘッドの複数のノズル毎に独立して吐出タイミングを高精度に制御することのできるインクジェットヘッドの駆動装置を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、複数のヘッド毎にノズルの吐出、非吐出を示すシリアルデータをラッチして記憶した後、該記憶したデータに基づいて、前記ヘッドをそれぞれ駆動させるインクジェットヘッドの駆動装置であって、前記複数のヘッドに対して共通に設けられ、前記ヘッドに対して１吐出サイクル中に複数の吐出タイミング信号を出力する吐出タイミング信号出力手段と、前記複数のヘッドに対して共通に設けられ、吐出サイクル毎にリセットされると共に、前記吐出タイミング信号をカウントするカウント手段と、前記複数のヘッド毎に設けられ、前記吐出タイミング信号出力手段から１吐出サイクル中に出力される前記吐出タイミング信号のうちの何番目の吐出タイミング信号に同期して吐出開始するかを設定する設定手段と、前記複数のヘッド毎に設けられ、前記設定手段の設定値と前記カウント手段のカウント値とを入力し、該入力値が一致した場合に出力を行う比較手段と、前記複数のヘッド毎に設けられ、前記比較手段からの出力により吐出のためのヘッド駆動波形を作成し、前記ヘッドに出力するヘッド駆動波形作成手段と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置である。

請求項２記載の発明は、前記カウント手段は、前記シリアルデータをラッチして記憶させるためのラッチ信号に関する信号により前記カウント値がリセットされることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動装置である。

請求項３記載の発明は、前記シリアルデータをラッチして記憶する第１の記憶手段と、該第１の記憶手段に記憶されたデータを更にラッチして記憶する第２の記憶手段をそれぞれ前記複数のヘッド毎に有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドの駆動装置である。

請求項４記載の発明は、前記第２の記憶手段へのラッチ信号は、前記比較手段の信号出力であることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドの駆動装置である。

請求項５記載の発明は、ヘッドに設けられた複数のノズル毎の吐出、非吐出を示すシリアルデータをラッチして記憶した後、該記憶したデータに基づいて、前記ノズルをそれぞれ駆動させるインクジェットヘッドの駆動装置であって、前記複数のノズルに対して共通に設けられ、１吐出サイクル中に複数の吐出タイミング信号を出力する吐出タイミング信号出力手段と、前記複数のノズルに対して共通に設けられ、吐出サイクル毎にリセットされると共に、前記吐出タイミング信号をカウントするカウント手段と、前記複数のノズル毎に設けられ、前記吐出タイミング信号出力手段から１吐出サイクル中に出力される前記吐出タイミング信号のうちの何番目の吐出タイミング信号に同期して吐出開始するかを設定する設定手段と、前記複数のノズル毎に設けられ、前記設定手段の設定値と前記カウント手段のカウント値とを入力し、該入力値が一致した場合に出力を行う比較手段と、前記複数のノズル毎に設けられ、前記比較手段の出力と前記記憶したデータとを入力し、出力を行うか否かを選択する選択手段と、前記複数のノズル毎に設けられ、前記選択手段からの出力により吐出のためのノズル駆動波形を作成し、前記ノズルに出力するノズル駆動波形作成手段とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置である。

請求項６記載の発明は、前記カウント手段は、前記シリアルデータをラッチして記憶させるためのラッチ信号に関する信号により前記カウント値がリセットされることを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッドの駆動装置である。

請求項１〜４記載の発明によれば、信号線数を増やすことなく、複数のヘッド毎に独立に吐出タイミングを制御でき、高精度な着弾を可能とするインクジェットヘッドの駆動装置を提供することができる。

また、請求項５及び６記載の発明によれば、信号線数を増やすことなく、ヘッドの複数のノズル毎に独立に吐出タイミングを制御でき、高精度な着弾を可能とするインクジェットヘッドの駆動装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１はインクジェットヘッドの概略を示す構成図であり、Ｈ１、Ｈ２…Ｈｎはそれぞれヘッドを示している。

ヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎは、図示しないインクカートリッジから供給される液体を貯留し、制御基板１から与えられる所定の信号に基づいて液滴を所定のノズルから吐出する。かかるヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎの具体的構成は、例えばピエゾ素子等の電気機械変換素子を使用したもの、液体を加熱した際に発生する気泡の破裂作用を利用したもの等、所定の信号に基づいて液滴を吐出可能であれば特に問わない。

各ヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎは、それぞれヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎを駆動するための駆動用ＩＣが実装された各ドライバ部３と、ケーブル２によって接続されている。ケーブル２、ドライバ部３は、それぞれ対応するヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎと共に、図示しないケーシングに納められて、それぞれヘッドユニットを構成している。各ヘッドユニットは、各ドライバ部３と制御基板１との間で、それぞれフレキシブルケーブル等の信号線４によって接続されている。

図２は、かかるヘッドユニットを搭載したプリンタの一例を示す概略構成図である。

一般に、ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎは、例えばＹＭＣＫ、ＲＧＢ等の色毎に設けられ、複数のヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎが共通のキャリッジＣＡに搭載されている。ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎを搭載したキャリッジＣＡは、ガイドレールＧＲにスライド可能に設けられており、このガイドレールＧＲに案内されることにより、矢印で示すプリンタの主走査方向に沿って往復移動可能に設けられている。

キャリッジＣＡは、主走査方向に所定間隔をおいて配置された２つのプーリＰＬに掛け渡されたベルトＢＬに固定されており、いずれかのプーリＰＬが主走査モータＭＳの駆動によって回転し、ベルトＢＬを回転させることにより、ガイドレールＧＲに沿って往復移動する。

ガイドレールＧＲと平行にエンコーダＥＣが架設されており、キャリッジＣＡが主走査方向に沿って往復移動する際の位置情報がパルス信号として取得されるようになっている。

そして、各ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎは、キャリッジＣＡが主走査方向に沿って一定速度で往復移動する間に、所定のタイミングで所定のノズルから液滴を吐出し、図示しない被記録材に着弾させるようになっている。

図３は、かかるインクジェットヘッドを駆動するための駆動装置の第１の実施形態を示すブロック図、図４は、駆動装置におけるドライバ部３の構成を示すブロック図である。なお、各ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎにおけるドライバ部３はそれぞれ同一構成であるため、図４においてはヘッドユニットＨＵ１におけるドライバ部３の構成を示している。また、図３、図４において、図１、図２と同一符号は同一構成部位を示している。

制御基板１は、複数のヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎに共通に設けられており、制御部（ＣＰＵ）１１、通信インターフェース１２、カウンタ１３、各ヘッド毎のシリアルデータ１４１、１４２…１４ｎを備えている。

制御部１１は、通信インターフェース１２によって制御信号の送受信（Txd，Rxd）を行い、信号線４を介して各ドライバ部３の設定手段であるレジスタ３１に対してそれぞれ後述する設定値を出力する。

カウンタ１３は、通信インターフェース１２から送られる吐出タイミング信号である複数のトリガー信号（Trig）を受けてそれをカウントするカウント手段であり、そのカウント値を信号線４を介して各ドライバ部３の比較手段である比較器３２にそれぞれ出力する。

ここで、トリガー信号は、複数のヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎを搭載したキャリッジＣＡの主走査方向に沿う位置情報を検出するためのエンコーダＥＣによって取得されたパルス信号によって作成される。従って、エンコーダＥＣは本発明における吐出タイミング信号出力手段でもある。

図２では、エンコーダＥＣは、キャリッジＣＡの主走査方向に沿って架設されたリニアエンコーダを示しているが、主走査モータＭＳの回転によってパルス信号を取得するロータリーエンコーダであってもよい。本発明においては、吐出タイミングをより高精細に行う目的で、各ヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎの吐出サイクルよりも高精細な１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚのパルス信号を取得可能なエンコーダを用いることが好ましい。このようなエンコーダとしては、インクリメンタルのロータリー方式が好ましく使用される。

各シリアルデータ１４１、１４２…１４ｎは、対応するヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎのノズル毎の吐出、非吐出を示すデータであり、図示しないデータメモリに格納され、それぞれ対応するドライバ部３のシフトレジスタ３４に信号線４を介して出力するようになっている。

また、通信インターフェース１２からは、各ドライバ部３のラッチ３５に対して信号線４を介してラッチ信号（Lat）を出力すると共に、各ドライバ部３のシフトレジスタ３４に対してデータ転送用のシリアルクロック（Sclk）を信号線４を介して出力する。

ラッチ信号は、ヘッドＨ１の吐出サイクル（１回の吐出後、次の吐出が可能とされるサイクル）に対応する一定間隔で出力される。これに対し、トリガー信号の出力は、ラッチ信号の出力よりも高い周波数の信号である。従って、カウンタ１３は、ラッチ信号が出力されてから次のラッチ信号が出力されるまでの間の複数のトリガー信号をカウントする。なお、本発明における吐出タイミング信号であるトリガー信号は、必ずしも、この２つのラッチ信号の間に一定間隔で出力される必要はない。

ラッチ信号の出力があると、カウンタ１３にはこのラッチ信号に関する信号が入力されるようになっている。カウンタ１３は、このラッチ信号に関する信号の入力があると、それまでのトリガー信号のカウント値をリセットする。このようにカウンタ１３のカウント値がラッチ信号に関する信号によってリセットされるようにすることで、各ヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎが、毎回ラッチ信号から、設定されたトリガー位置にて吐出開始されるよう、同期を得ることができる。

ここで、ラッチ信号に関する信号とは、ラッチ信号そのものに限らず、ラッチ信号によって生成される信号も含む。

ドライバ部３のレジスタ３１は、このラッチ信号とラッチ信号との間に出力される複数のトリガー信号のうちの何番目のトリガー信号に同期して吐出開始するかの設定値が制御基板１の制御部１１から送られて記憶される。ここに記憶される設定値は、キャリッジＣＡの１主走査毎に書き換え可能である。

このレジスタ３１の設定値は比較器３２に出力される。比較器３２では、レジスタ３１の設定値と制御基板１のカウンタ１３から出力されるカウント値とを比較し、設定値とカウント値が一致した場合に、ヘッド駆動波形作成手段である駆動波形作成部３３に吐出開始信号（Trig-n）を出力すると同時に、後述するラッチ３５にも信号出力する。

駆動波形作成部３３は、比較器３２からの吐出開始信号を受けて、ヘッドＨ１を駆動させるためのヘッド駆動波形信号を作成し、更に、ヘッドＨ１を駆動させるのに必要な電源電圧となるまでレベルシフトさせる。この駆動波形作成部３３の出力は、ヘッドＨ１に設けられた複数のノズル（以下、２５６ノズルとして説明するが、ノズル数は特に限定されない。）のそれぞれに対応して接続されており、データに応じて各ノズルに駆動信号（Wave-1）を印加する。

シフトレジスタ３４は、制御基板１から送られるノズル毎の２５６個のシリアルデータ、すなわち、ヘッドＨ１の各ノズルの１吐出サイクルでのデータを記憶する。シフトレジスタ３４には、制御基板１から送られるシリアルクロックに同期してノズル毎のデータがシリアルに転送され、全２５６ノズル分のデータが記憶されると、同じく制御基板１から出力されるラッチ信号によってラッチ３５に記憶される。

ラッチ３５は、ここでは第１の記憶手段である第１のラッチ３５１と、第２の記憶手段である第２のラッチ３５２による２段ラッチで構成されている。第１のラッチ３５１は、制御基板１からのラッチ信号によってシフトレジスタ３４に記憶された２５６ノズル分のシリアルデータをラッチして記憶する。第２のラッチ３５２は、比較器３２からの信号出力を受けて、第１のラッチ３５１に記憶されたデータを更にラッチして記憶する。

このようにラッチ３５は、第１のラッチ３５１と第２のラッチ３５２とを有しているので、比較器３２の出力である吐出開始信号（Trig-n）のタイミングで作成された駆動信号が出力されるまで、吐出すべきデータを遅延させることが可能で、そのためそれぞれのヘッドに対する駆動信号の出力とデータ転送の出力を同期させることができる効果がある。従って、ヘッドがあるデータに従い吐出動作を行っている状態で、次のデータに切り替わってしまう等の不具合は生じない。

比較器３２の信号出力は、この第２のラッチ３５２に入力される。第２のラッチ３５２は、この比較器３２からの信号出力を受けて、そこに記憶されている２５６ノズル分のデータをヘッドＨ１の各ノズルに出力する。

一方、駆動波形作成部３３からは、この第２のラッチ３５２に記憶された２５６ノズル分のデータに基づいてヘッドＨ１の各ノズルへ駆動信号が印加され、各ノズルが吐出又は非吐出に制御される。

次に、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動装置の具体的な駆動動作について、図５に示すタイミングチャートを用いて説明する。ここでも、ヘッドユニットＨＵ１についてのみ説明する。

ここで、制御基板１から、ヘッドユニットＨＵ１のドライバ部３に対して、１吐出サイクルに６パルス分のトリガー信号が出力されているものとする。本発明においては、この１吐出サイクル中の複数のトリガー信号のうち、実際に同期して吐出開始するトリガー信号を、ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎ毎に任意に選択することができ、ここでは、制御基板１の制御部１１から「３」の設定値が出力されることにより、ヘッドユニットＨＵ１のドライバ部３のレジスタ３１に対しては、３番目のトリガー信号に同期して吐出開始するように予め設定値「３」が記憶されているものとする。

いま、吐出サイクルの区切りとなるラッチ信号（ｎ）が出力された後、ヘッドＨ１の各ノズルの次の１吐出サイクル分のシリアルデータが、制御基板１のデータメモリ１４１からシリアルクロックに同期してドライバ部３のシフトレジスタ３４に出力される。シフトレジスタ３４は、２５６ノズル分のシリアルデータが格納されると、次のラッチ信号（ｎ＋１）によってラッチされ、パラレルデータ（Lat1-Datn）として第１のラッチ３５１に記憶する。図５では、このデータブロックを「Data_block_n+1」とする。

上記ラッチ信号（ｎ）とラッチ信号（ｎ＋１）との間の吐出サイクルにおいて、制御基板１のカウンタ１３は、その間に出力されるトリガー信号をカウントし、そのカウント値を比較器３２に出力し続ける。

ここで、比較器３２は、レジスタ３１に記憶された設定値「３」とカウント値とが一致すると、駆動波形作成部３３に吐出開始信号（Trig-n）を出力する。これにより、各ノズルに第２のラッチ３５２に記憶されている上記データブロック「Data-block-n+1」の前の吐出サイクルにおけるデータブロック「Data_block_n」のパラレルデータ（Lat2-Datn）に基づいて駆動信号（Wave-1）がヘッドＨ１に出力され、ノズル毎に吐出又は非吐出が制御される。

また、比較器３２は、波形作成部３３に上記吐出開始信号（Trig-n）を出力すると同時に、第２のラッチ３５２に対しても信号出力する。第２のラッチ３５２は、この信号出力を受けて第１のラッチ３５１に記憶された上記データブロック「Data_block_n+1」のデータをパラレルデータ（Lat2-Datn）として更に記憶する。

同様にして、第２のラッチ３５２に記憶されている上記データブロック「Data_block_n」のパラレルデータ（Lat2-Datn）は、ラッチ信号（ｎ＋１）と次のラッチ信号（ｎ＋２）との間の吐出サイクルにおいてカウンタ１３のカウント値が「３」になると、比較器３２から駆動波形作成部３３に出力される吐出開始信号（Trig-n）によりヘッドＨ１に出力され、そのデータに基づいてノズル毎に吐出又は非吐出が制御される。

他のヘッドユニットＨＵ２…ＨＵｎについても上記同様に動作する。この場合、制御基板１の制御部１１から、他のヘッドユニットＨＵ２…ＨＵｎのレジスタ３１には、それぞれ任意の設定値を設定しておくことによって、各ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎでそれぞれ独立した吐出タイミングを設定することができる。

このように、各ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎに対して共通にトリガー信号（Trig）を出力し、その何番目のトリガー信号に同期して吐出開始するかを、各ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎのドライバ部３側で独立に選択できるようにしたので、各ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎに対してトリガー信号（Trig）、ラッチ信号（Lat）、シリアルクロック（Sclk）等の複数の信号線をそれぞれ独立して接続する必要がない。従って、図３に示すように、制御基板１と各ヘッドユニットＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎとを接続する信号線４の数は低減され、回路構成をシンプルにすることができる。これにより、ヘッドの大型化、配線設計の煩雑化、高コスト化等の問題は解消される。

しかも、各ヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎで、１吐出サイクル中に出力される複数のトリガー信号（Trig）の任意のタイミングに同期して吐出開始させることができるので、ヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎの最大吐出周波数に依存せず、ヘッドＨ１、Ｈ２…Ｈｎ毎に吐出タイミングを細かく設定でき、高精度な着弾を実現することができる。

図６は、本発明に係るインクジェットヘッドの駆動装置の第２の実施形態を示すブロック図である。

この駆動装置は、１つのヘッドＨに設けられた複数のノズル（ここでも２５６ノズルについて説明するが、ノズル数は特に限定されない。）毎に独立に吐出タイミングを制御することを特徴としている。

図中、５は１つのヘッドＨのドライバ部であり、ここでは示されていない制御基板から、ラッチ信号（Lat）、トリガー信号（Trig）、シリアルクロック（Sclk）、シリアルデータ（Data）の送信及び各種信号の送受信（Txd,Rxd）が信号線によって行われるようになっている。

ドライバ部５には、制御部５１、カウンタ５２、シフトレジスタ５３及びラッチ５４が、ヘッドＨの各ノズルNozzle1〜Nozzle256に共通に設けられていると共に、ヘッドＨの各ノズルNozzle1〜Nozzle256に対応して、それぞれノズル駆動部Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６を有している。

制御部５１は、制御基板から制御信号の送受信（Txd，Rxd）を行い、信号線を介して各ノズル駆動部Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６の設定手段であるレジスタ５５に対してそれぞれ後述する設定値を出力する。

カウンタ５２は、制御基板から送られる吐出タイミング信号である複数のトリガー信号（Trig）を受けてそれをカウントするカウント手段であり、そのカウント値を各ノズル駆動部Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６の比較手段である比較器５６にそれぞれ出力する。

このトリガー信号は、上述した第１の実施形態において説明したものと同一であり、エンコーダによって取得されたパルス信号によって作成される。

ヘッドＨの各ノズルNozzle1〜Nozzle256のシリアルデータ（Data）は、各ノズルNozzle1〜Nozzle256の吐出又は非吐出のデータであり、制御基板から信号線を介してドライバ部５に各ノズルNozzle1〜Nozzle256に共通に設けられたシフトレジスタ５３に出力され、同じく制御基板から送信されるデータ転送用のシリアルクロック（Sclk）に同期して、このシフトレジスタ５３に記憶されるようになっている。

また、制御基板から信号線を介して送信されるラッチ信号（Lat）は、ドライバ部５に各ノズルNozzle1〜Nozzle256に共通に設けられたラッチ５４に入力される。

ラッチ信号は、ヘッドＨの吐出サイクル（１回の吐出後、次の吐出が可能とされるサイクル）に対応する一定間隔で出力される。これに対し、トリガー信号の出力は、ラッチ信号の出力よりも高い周波数の信号である。従って、カウンタ５２は、ラッチ信号が出力されてから次のラッチ信号が出力されるまでの間の複数のトリガー信号をカウントする。なお、本発明における吐出タイミング信号であるトリガー信号は、必ずしも、この２つのラッチ信号の間に一定間隔で出力される必要はない。

ラッチ信号の出力は、同時にカウンタ５２にも出力されるようになっている。カウンタ５２は、ラッチ信号に関する信号の入力があると、それまでのトリガー信号のカウント値をリセットする。

このようにカウンタ５２のカウント値がラッチ信号に関する信号によってリセットされるようにすることで、各ノズルNozzle1〜Nozzle256が、毎回ラッチ信号から、設定されたトリガー位置にて吐出開始されるよう、同期を得ることができる。

ここで、ラッチ信号に関する信号とは、ラッチ信号そのものに限らず、ラッチ信号によって生成される信号も含む。

シフトレジスタ５３は、制御基板から送られるノズル毎の２５６個のシリアルデータ、すなわち、ヘッドＨの各ノズルNozzle1〜Nozzle256の１吐出サイクルでのデータを記憶する。シフトレジスタ５３には、制御基板から送られるシリアルクロックに同期してノズル毎のデータがシリアルに転送され、全２５６ノズル分のデータが記憶されると、同じく制御基板から出力されるラッチ信号によって記憶手段であるラッチ５４に記憶される。このラッチ５４に記憶された記憶された２５６ノズル分のパラレルデータは、各ノズル駆動部Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６に設けられた後述するＡＮＤ回路５７に出力される。

各ノズル駆動部Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６は、それぞれレジスタ５５、比較器５６、ＡＮＤ回路５７及び駆動波形作成部５８を有している。

レジスタ５５は、ラッチ信号と次のラッチ信号との間に出力される複数のトリガー信号のうちの何番目のトリガー信号に同期して吐出開始するかの設定値が制御部５１から各ノズル駆動部Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６に個別に送られて記憶される。ここに記憶される設定値は、キャリッジＣＡの１主走査毎に書き換え可能である。

このレジスタ５５の設定値は比較器５６に出力される。比較器５６では、レジスタ５５の設定値とカウンタ５２から出力されるカウント値とを比較し、設定値とカウント値が一致した場合に、ＡＮＤ回路５７に信号出力する。

ＡＮＤ回路５７は、ラッチ５４から送られるパラレルデータ（Lat1-Dat）の中の対応するノズルを吐出させる場合のデータ（吐出データ）と、上記比較器５６からの信号出力との入力があった場合に、駆動波形作成部５８に吐出開始信号（Trig-1、Trig-2…Trig256）を出力する。

駆動波形作成部５８は、ＡＮＤ回路５７からの吐出開始信号（Trig-1、Trig-2…Trig256）を受けて、ヘッドＨの各ノズルNozzle1〜Nozzle256を駆動させるためのヘッド駆動波形信号を作成し、更に、ヘッドＨを駆動させるのに必要な電源電圧となるまでレベルシフトさせ、データに応じて各ノズルNozzle1〜Nozzle256に駆動信号を印加する。

次に、第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動装置の具体的な駆動動作について、図７に示すタイミングチャートを用いて説明する。

ここで、制御基板から、ドライバ部５に対して、１吐出サイクルに６パルス分のトリガー信号が出力されているものとする。本発明においては、この１吐出サイクル中の複数のトリガー信号のうち、各ノズルNozzle1〜Nozzle256で実際に同期して吐出開始するトリガー信号を、１つのヘッドＨのノズルNozzle1〜Nozzle256毎に任意に選択することができる。ここでは、２５６ノズルのうち、ノズルNozzle1、Nozzle2及びNozzle256の３つのノズルの動作について説明する。そして、ノズルNozzle1については、制御部５１からノズル駆動部Ｎ１のレジスタ５５に「２」の設定値が出力されることにより、２番目のトリガー信号に同期して吐出開始するように予め設定値「２」が記憶され、ノズルNozzle2については、制御部５１からノズル駆動部Ｎ２のレジスタ５５に「４」の設定値が出力されることにより、４番目のトリガー信号に同期して吐出開始するように予め設定値「４」が記憶され、ノズルNozzle256については、制御部５１からノズル駆動部Ｎ２５６のレジスタ５５に「２」の設定値が出力されることにより、２番目のトリガー信号に同期して吐出開始するように予め設定値「２」が記憶されているものとする。

いま、吐出サイクルの区切りとなるラッチ信号（ｎ）が出力された後、ヘッドＨの各ノズルNozzle1〜Nozzle256の次の１吐出サイクル分のシリアルデータが、制御基板からシリアルクロックに同期してドライバ部５のシフトレジスタ５３に出力される。シフトレジスタ５３は、２５６ノズル分のシリアルデータが格納されると、次のラッチ信号（ｎ＋１）によってラッチされ、パラレルデータ（Lat1-Dat）としてラッチ５４に記憶する。図７では、このデータブロックを「Data_block_n+1」とする。

上記ラッチ信号（ｎ）とラッチ信号（ｎ＋１）との間の吐出サイクルにおいて、ドライバ部５のカウンタ５２は、その間に出力されるトリガー信号をカウントし、そのカウント値を各ノズル駆動部Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６の比較器５６にそれぞれ出力し続ける。

ここで、各比較器５６は、それぞれ対応するレジスタ５５に記憶された設定値とカウント値とが一致すると、対応するＡＮＤ回路５７に信号出力する。ここで、ノズルNozzle1及びNozzle256はトリガー信号のカウント値が「２」となった場合に信号出力し、ノズルNozzle2はトリガー信号のカウント値が「４」となった場合に信号出力する。

各ＡＮＤ回路５７は、ラッチ５４に記憶されたノズルNozzle1、Nozzle2及びNozzle256のデータのうち、対応するノズルのデータが吐出データであり、且つ、対応する比較器５６から上記のように信号出力があった場合に、対応する駆動波形作成部５８に吐出開始信号（Trig-1、Trig-2、Trig-256）を出力する。これにより、ノズルNozzle1、Nozzle2及びNozzle256に、ラッチ５４に記憶されている上記データブロック「Data-block-n+1」の前の吐出サイクルにおけるデータブロック「Data_block_n」のパラレルデータ（Lat1-Dat）に基づいて駆動信号がヘッドＨに出力され、各ノズルNozzle1、Nozzle2及びNozzle256の吐出が制御される。

また、ラッチ信号（ｎ＋１）によってラッチ５４に記憶された上記データブロック「Data-block-n+1」のパラレルデータは、その次のラッチ信号（ｎ＋２）との間に制御基板から出力されるトリガー信号をカウンタ５２においてカウントすることにより、上記同様にして、ノズルNozzle1、Nozzle2及びNozzle256はそれぞれ２番目、４番目及び２番目の各トリガー信号に同期して吐出が制御される。

このように、１つのヘッドＨの複数のノズルNozzle1〜Nozzle256に対して２５６本の吐出開始信号を接続する必要がなく、図６に示すように、制御基板とヘッドＨのドライバ部５とを接続する信号線の数は増えずに、ノズルNozzle1〜Nozzle256毎にタイミング調整を行うことが可能となる。これにより、ヘッドの大型化、配線設計の煩雑化、高コスト化等の問題は解消される。

しかも、１つのヘッドＨの各ノズルNozzle1〜Nozzle256で、１吐出サイクル中に出力される複数のトリガー信号（Trig）の任意のタイミングに同期して独立に吐出開始させることができるので、ヘッドＨの最大吐出周波数に依存せず、ノズルNozzle1〜Nozzle256毎に吐出タイミングを細かく設定でき、高精度な着弾を実現することができる。

以上説明した各インクジェットヘッドの駆動装置は、一般的な画像形成用途のプリンタのみならず、各ヘッドから又は各ノズルからの液滴を細かく吐出制御して高精度に着弾させることが要求される様々な製造技術の分野において適用可能であり、特に、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等に用いられるカラーフィルタの製造用途のプリンタに搭載されたインクジェットヘッドの駆動装置として好ましく適用することができる。

インクジェットヘッドの概略を示す構成図 プリンタの一例を示す概略構成図 本発明に係るインクジェットヘッドの駆動装置の第１の実施形態を示すブロック図 第１の実施形態のドライバ部の構成を示すブロック図 第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動装置の駆動動作を示すタイミングチャート 本発明に係るインクジェットヘッドの駆動装置の第２の実施形態を示すブロック図 第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動装置の駆動動作を示すタイミングチャート

符号の説明

１：制御基板
１１：制御部
１２：通信インターフェース
１３：カウンタ
１４１、１４２…１４ｎ：パラレルデータ
２：ケーブル
３：ドライバ部
３１：レジスタ
３２：比較器
３３：駆動波形作成部
３４：シフトレジスタ
３５：ラッチ
３５１：第１のラッチ
３５２：第２のラッチ
４：信号線
５：ドライバ部
５１：制御部
５２：カウンタ
５３：シフトレジスタ
５４：ラッチ
５５：レジスタ
５６：比較器
５７：ＡＮＤ回路
５８：駆動波形作成部
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２…Ｈｎ：ヘッド
ＨＵ１、ＨＵ２…ＨＵｎ：ヘッドユニット
Ｎ１、Ｎ２…Ｎ２５６：ノズル駆動部

Claims (6)

1. 複数のヘッド毎にノズルの吐出、非吐出を示すシリアルデータをラッチして記憶した後、該記憶したデータに基づいて、前記ヘッドをそれぞれ駆動させるインクジェットヘッドの駆動装置であって、
   前記複数のヘッドに対して共通に設けられ、１吐出サイクル中に複数の吐出タイミング信号を出力する吐出タイミング信号出力手段と、
   前記複数のヘッドに対して共通に設けられ、吐出サイクル毎にリセットされると共に、前記吐出タイミング信号をカウントするカウント手段と、
   前記複数のヘッド毎に設けられ、前記吐出タイミング信号出力手段から１吐出サイクル中に出力される前記吐出タイミング信号のうちの何番目の吐出タイミング信号に同期して吐出開始するかを設定する設定手段と、
   前記複数のヘッド毎に設けられ、前記設定手段の設定値と前記カウント手段のカウント値とを入力し、該入力値が一致した場合に出力を行う比較手段と、
   前記複数のヘッド毎に設けられ、前記比較手段からの出力により吐出のためのヘッド駆動波形を作成し、前記ヘッドに出力するヘッド駆動波形作成手段と、
   を有することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置。
2. 前記カウント手段は、前記シリアルデータをラッチして記憶させるためのラッチ信号に関する信号により前記カウント値がリセットされることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
3. 前記シリアルデータをラッチして記憶する第１の記憶手段と、該第１の記憶手段に記憶されたデータを更にラッチして記憶する第２の記憶手段をそれぞれ前記複数のヘッド毎に有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
4. 前記第２の記憶手段へのラッチ信号は、前記比較手段の信号出力であることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
5. ヘッドに設けられた複数のノズル毎の吐出、非吐出を示すシリアルデータをラッチして記憶した後、該記憶したデータに基づいて、前記ノズルをそれぞれ駆動させるインクジェットヘッドの駆動装置であって、
   前記複数のノズルに対して共通に設けられ、１吐出サイクル中に複数の吐出タイミング信号を出力する吐出タイミング信号出力手段と、
   前記複数のノズルに対して共通に設けられ、吐出サイクル毎にリセットされると共に、前記吐出タイミング信号をカウントするカウント手段と、
   前記複数のノズル毎に設けられ、前記吐出タイミング信号出力手段から１吐出サイクル中に出力される前記吐出タイミング信号のうちの何番目の吐出タイミング信号に同期して吐出開始するかを設定する設定手段と、
   前記複数のノズル毎に設けられ、前記設定手段の設定値と前記カウント手段のカウント値とを入力し、該入力値が一致した場合に出力を行う比較手段と、
   前記複数のノズル毎に設けられ、前記比較手段の出力と前記記憶したデータとを入力し、出力を行うか否かを選択する選択手段と、
   前記複数のノズル毎に設けられ、前記選択手段からの出力により吐出のためのノズル駆動波形を作成し、前記ノズルに出力するノズル駆動波形作成手段とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置。
6. 前記カウント手段は、前記シリアルデータをラッチして記憶させるためのラッチ信号に関する信号により前記カウント値がリセットされることを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッドの駆動装置。

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