JP2008114411A - 液体吐出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動信号生成回路を効率よく使用することができる液体吐出装置の提供。
【解決手段】液体吐出装置は、ヘッドユニット群30と、駆動信号生成部40と、セレクタ群50と、を有する。ヘッドユニット群30は、供給された駆動信号COMに基づいてインク(液体)の吐出動作をするヘッドユニット30を複数有している。駆動信号生成部40は、駆動信号COM_A、COM_Bを生成する複数の駆動信号生成回路を複数有している。セレクタ群50は、ヘッドユニット群30と駆動信号生成部40との間であって、フレキシブルケーブルFFCとヘッドユニット群30との間配置されており、或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給されるヘッドユニットを、複数のヘッドユニットの中から選択する。
【選択図】図1

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。
液体吐出装置の一種であるインクジェットプリンタには、ラインヘッドユニットを有するものが提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。このラインヘッドユニットでは、複数個のノズルを有するヘッドチップを紙幅方向に配置している。また、第1駆動信号と第2駆動信号を生成し、インクを吐出するための動作をする素子に、これらの駆動信号を選択的に供給するプリンタも提案されている(例えば、特許文献2を参照。)。
特開2002−240300号公報 特開2000−52570号公報
ところで、前述したラインヘッドユニットをプリンタに用いると、印刷可能な最大幅よりも小さいサイズの画像を印刷する場合には、一部のチップユニットが用いられる。ここで、ラインヘッドユニットは、複数のチップユニットを並べたものと考えられる。このため、ラインヘッドユニットを駆動するには、通常、複数の駆動信号生成回路が用いられる。そして、特許文献2のプリンタに示すように、駆動信号生成回路とチップユニットとは1対1に対応している。従って、最大印刷幅よりも小さいサイズの用紙に印刷する場合等においては、一部の駆動信号生成回路が動作対象のチップユニットに駆動信号を供給し、残りの駆動信号生成回路は駆動信号を供給しないことになる。その結果、一部の駆動信号生成回路と残りの駆動信号生成回路との間に使用頻度の差が生じてしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動信号生成回路を効率よく使用することにある。
前記目的を達成するための主たる発明は、
(A)供給された駆動信号に基づいて液体を吐出するヘッドユニットを複数有するヘッドユニット群と、
(B)前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路を複数有する駆動信号生成回路群と、
(C)前記ヘッドユニット群と前記駆動信号生成回路群との間に配置され、前記駆動信号を供給する配線部材と、
(D)前記ヘッドユニット群と前記配線部材との間に配置され、或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給される前記ヘッドユニットを、複数の前記ヘッドユニットの中から選択するセレクタ部と、
(E)を有する液体吐出装置である。
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
すなわち、(A)供給された駆動信号に基づいて液体の吐出動作をするヘッドユニットを複数有するヘッドユニット群と、(B)前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路を複数有する駆動信号生成回路群と、(C)前記ヘッドユニット群と前記駆動信号生成回路群との間に配置され、或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給される前記ヘッドユニットを、複数の前記ヘッドユニットの中から選択するセレクタ部と、(D)を有する液体吐出装置を実現できることが明らかにされる。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成回路とヘッドユニットの組み合わせを、セレクタ部によって変更することができる。このため、駆動信号生成回路を効率よく使用できる。
かかる液体吐出装置であって、前記ヘッドユニット群と前記駆動信号生成回路群との間に配置され、前記駆動信号を供給する配線部材を有し、前記セレクタ部は、前記駆動信号生成回路群と前記配線部材との間に配置される構成が好ましい。
また、次の構成を有する液体吐出装置が実現できることも明らかとされる。
すなわち、(A)供給された駆動信号に基づいて液体の吐出動作をするヘッドユニットを複数有するヘッドユニット群と、(B)前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路を複数有する駆動信号生成回路群と、(C)前記ヘッドユニット群と前記駆動信号生成回路群との間に配置され、前記駆動信号を供給する配線部材と、(D)前記ヘッドユニット群と前記配線部材との間に配置され、或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給される前記ヘッドユニットを、複数の前記ヘッドユニットの中から選択するセレクタ部と、(E)を有する液体吐出装置が実現できることも明らかにされる。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成回路とヘッドユニットの組み合わせを、セレクタ部によって変更することができる。このため、駆動信号生成回路を効率よく使用できる。
かかる液体吐出装置であって、前記ヘッドユニットは、液体を吐出する複数のノズルを列状に配置したノズル列を有し、前記ヘッドユニット群は、前記ノズル列の方向に並べられた複数のヘッドユニットによって構成されている構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、所定数のヘッドユニットを用いて広い面積に液体を吐出させることができる。
かかる液体吐出装置であって、前記駆動信号生成回路は、第1駆動信号を繰り返し生成するとともに、第2駆動信号を繰り返し生成し、前記ヘッドユニットは、供給された駆動信号に基づいて前記液体の吐出動作をする素子と、前記第1駆動信号の前記素子への供給を制御するための第1スイッチと、前記第2駆動信号の前記素子への供給を制御するための第2スイッチとを有し、前記セレクタ部は、前記第1駆動信号が供給される前記ヘッドユニットと、前記第2駆動信号が供給される前記ヘッドユニットとをそれぞれ選択する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、或る駆動信号生成回路で生成された第1駆動信号を供給するヘッドユニットと、この駆動信号生成回路で生成された第2駆動信号を供給するヘッドユニットとを選択できるので、駆動信号生成回路をより効率よく使用することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記セレクタ部は、前記或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給される前記ヘッドユニットを、複数の前記駆動信号生成回路の使用状態に基づいて選択する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号とヘッドユニットの組み合わせを定めるに際し、駆動信号生成回路の使用状態が加味される。このため、駆動信号生成回路をより効率よく使用することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記セレクタ部は、前記ヘッドユニット群を構成する一部のヘッドユニットで液体を吐出する場合に、過去の使用頻度が低い前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号が、過去の使用頻度が高い前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号よりも優先して前記一部のヘッドユニットへ供給されるように、前記駆動信号の供給対象となる前記ヘッドユニットを選択する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成回路をより効率よく使用することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記セレクタ部は、前記ヘッドユニット群を構成する一部のヘッドユニットで液体を吐出する場合に、発熱度合いの小さい前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号が、発熱度合いの大きい前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号よりも優先して前記一部のヘッドユニットへ供給されるように、前記駆動信号の供給対象となる前記ヘッドユニットを選択する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成回路をより効率よく使用することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記駆動信号生成回路の温度を検出する温度検出部であって、複数の前記駆動信号生成回路のそれぞれに対応して設けられる温度検出部を有し、前記セレクタ部は、前記温度検出部による検出結果に基づいて前記駆動信号生成回路の発熱度合いを認識する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成回路とヘッドユニットの組み合わせを適正化できる。
かかる液体吐出装置であって、前記セレクタ部は、前記駆動信号生成回路の発熱度合いが判断基準量を超えた場合に、供給される駆動信号を生成する駆動信号生成回路と前記ヘッドユニットの組み合わせを変更する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成回路とヘッドユニットの組み合わせを、適正なタイミングで変更できる。
かかる液体吐出装置であって、前記ヘッドユニットから吐出される液体が着弾する媒体を搬送する媒体搬送部を有し、前記セレクタ部は、1枚の媒体に対する前記液体の吐出が終了する毎に、前記駆動信号と前記ヘッドユニットの組み合わせを変更する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドユニットの組み合わせを、適正なタイミングで変更できる。
かかる液体吐出装置であって、前記セレクタ部は、複数の前記駆動信号生成回路からの複数の前記駆動信号、及び、選択指令信号に基づき、入力された複数の前記駆動信号の中から前記選択指令信号に応じた駆動信号を出力するマルチプレクサを有する構成が好ましい。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号が供給されるヘッドユニットを高速で選択できる。
また、次の液体吐出方法を実現できることも明らかにされる。
すなわち、(A)供給された駆動信号に基づいて液体の吐出動作をするヘッドユニットを複数有するヘッドユニット群と、前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路を複数有する駆動信号生成回路群とを有する液体吐出装置による液体吐出方法であって、(B)或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給されるヘッドユニットを選択すること、(C)或る駆動信号生成回路からの駆動信号を、選択したヘッドユニットへ供給し、液体の吐出動作を行わせること、(D)を行う液体吐出方法を実現できることも明らかにされる。
===第1実施形態===
<印刷システム100の全体構成について>
図1に示すように、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とを有している。プリンタ1は印刷装置に相当し、用紙S(図2Aを参照。)、布、フィルム等の媒体に画像を印刷する。また、プリンタ1は、液体状のインクを吐出するので、液体吐出装置にも相当する。加えて、媒体とは、各ヘッドユニット30A〜30H(図3を参照。)から吐出されたインクが着弾する対象物に相当する。コンピュータ110は、プリンタ1と通信可能に接続されている。そして、プリンタ1に画像を印刷させるため、コンピュータ110は、その画像に応じた印刷データをプリンタ1に出力する。このコンピュータ110には、アプリケーションプログラムやプリンタ1ドライバ等のコンピュータプログラムがインストールされている。表示装置120はCRTや液晶表示装置等である。また、入力装置130はキーボード等であり、記録再生装置140はフレキシブルディスクドライブ装置等である。なお、記録再生装置140は、コンピュータ110のケースに取り付けられている。
<コンピュータ110の構成について>
コンピュータ110はホスト側コントローラ111を有する。ホスト側コントローラ111は、コンピュータ110における各種の制御を行うものであり、表示装置120、入力装置130、及び、記録再生装置140と通信可能に接続されている。そして、ホスト側コントローラ111は、インタフェース部112と、CPU113と、メモリ114とを有する。インタフェース部112は、プリンタ1との間でデータの受け渡しを行う。CPU113は、コンピュータ110の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ114は、CPU113が使用するコンピュータ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る。そして、CPU113は、メモリ114に格納されているコンピュータプログラムに従って各種の制御を行う。コンピュータ110から出力される印刷データは、プリンタ1が解釈できる形式のデータであり、各種のコマンドデータとドット形成データSI(図7を参照。)とを有する。コマンドデータとは、プリンタ1に特定の動作の実行を指示するためのデータである。ドット形成データSIとは、用紙Sの上に形成されるドットの大きさに関するデータである。すなわち、ドット形成データSIは、ドット階調をノズル毎に表す指令階調値群によって構成されている。各指令階調値は単位領域毎に定められる。単位領域とは、用紙S等の媒体上に仮想的に定められた矩形状の領域である。ドットの大きさは、吐出されるインク(液体の一種)の量によって定まる。このため、指令階調値は液体の吐出量を規定する情報といえる。なお、このプリンタ1において、指令階調値は2ビットのデータによって構成されている。このため、ドットの形成は、単位領域毎に4段階のドット階調で制御できる。
===プリンタ1===
<プリンタ1の構成について>
次に、プリンタ1の構成について説明する。図1に示すように、プリンタ1は、プリンタ側コントローラ10、用紙搬送機構20、ラインヘッドユニットLU(ヘッドユニット群30)、駆動信号生成部40、セレクタ群50、及び、検出器群60を有する。
<プリンタ側コントローラ10について>
このプリンタ1では、プリンタ側コントローラ10によって制御対象部が制御される。例えば、用紙搬送機構20、ヘッドユニット群30、及び、駆動信号生成部40が制御される。このプリンタ側コントローラ10は、インタフェース部11と、CPU12と、メモリ13と、制御ユニット14とを有する。インタフェース部11は、外部装置であるコンピュータ110との間でデータの受け渡しを行う。CPU12は、プリンタ1の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ13は、CPU12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、ROM等によって構成される。CPU12は、メモリ13に記憶されているコンピュータプログラムに従い、各制御対象部を制御する。制御ユニット14は用紙搬送機構20に対する制御信号を出力する。例えば、用紙搬送機構20が有する搬送モータ21を動作させるための動作信号を出力する。
<用紙搬送機構20について>
用紙搬送機構20は、媒体としての用紙Sを搬送方向に所定の搬送量で搬送させるものであり、媒体を搬送方向に搬送する媒体搬送部に相当する。図2A及び図2Bに示すように、用紙搬送機構20は、搬送モータ21と、給紙ローラ22と、搬送ベルト23と、第1搬送ローラ24と、第2搬送ローラ25とを有する。搬送モータ21は、用紙Sを搬送方向に搬送させるための駆動源である。給紙ローラ22は、紙挿入口に挿入された用紙Sをプリンタ1の内部へ搬送する。搬送ベルト23は、用紙Sを搬送するためのベルトであり、搬送方向の上流側及び下流側に配置された第1搬送ローラ24及び第2搬送ローラ25によって搬送される。搬送モータ21は、プリンタ側コントローラ10からの制御信号によって動作する。そして、この搬送モータ21によって与えられる動力により、給紙ローラ22、第1搬送ローラ24、第2搬送ローラ25が回転する。このため、プリンタ側コントローラ10は、用紙Sの搬送を制御するコントローラに相当する。
<ラインヘッドユニットLUについて>
図2A及び図3に示すように、ラインヘッドユニットLUは、ベースフレームBFと、ヘッドユニット群30(複数のヘッドユニット30A〜30H)とを有している。ベースフレームBFは、搬送方向と交差する交差方向に長い矩形状の板材である。本実施形態における交差方向は、搬送方向と直交する方向である。従って、交差方向は紙幅方向に相当する。ベースフレームBFには、各ヘッドユニット30A〜30Hの本体部は貫通させるがフランジ部は貫通させない大きさの貫通口が形成されている。ヘッドユニット群30を構成する各ヘッドユニット30A〜30Hは、ベースフレームBFに対して千鳥状に取り付けられている。このラインヘッドユニットLUでは、1つのベースフレームBFに対して8個のヘッドユニット30A〜30Hが取り付けられている。そして、4個のヘッドユニット30A,30C,30E,30Gが下流側ヘッドユニット群(第1ヘッドユニット群に相当する。)を構成し、紙幅方向に沿って所定間隔で配置される。また、残りの4個のヘッドユニット30B,30D,30F,30Hが上流側ヘッドユニット群(第2ヘッドユニット群に相当する。)を構成し、やはり紙幅方向に沿って所定間隔で配置される。
<各ヘッドユニット30A〜30Hについて>
次に、ヘッドユニット群30を構成する各ヘッドユニット30A〜30Hについて説明する。ここで、各ヘッドユニット30A〜30Hは、何れも同じ構成である。このため、1つのヘッドユニット30Aについて説明し、残りのヘッドユニット30B〜30Hについては説明を省略する。図4A,図4Bに示すように、このヘッドユニット30Aは、ケース31と、流路ユニット32と、ピエゾ素子ユニット33とを有する。ケース31はピエゾ素子ユニット33を収容するための部材である。このケース31の先端面には、流路ユニット32が取り付けられている。流路ユニット32は、共通インク室321と圧力室322とを有する。ピエゾ素子ユニット33は、ピエゾ素子群331を有する。このピエゾ素子群331は櫛歯状をしており、1つ1つの櫛歯状部分がピエゾ素子PZTに相当する。このピエゾ素子PZTは、インクを吐出するための動作をする素子に相当する。この実施形態において、ピエゾ素子PZTは、印加された駆動信号COM(第1駆動信号COM_A,第2駆動信号COM_B,図6Aを参照。)に応じ、素子の長手方向に伸縮する。そして、ピエゾ素子PZTの伸縮によってノズルNzからインクを吐出させることができる。また、このヘッドユニット30Aは、駆動信号COMの各ピエゾ素子PZTへの印加を制御するヘッド制御部70を有する。このヘッド制御部70については後述する。
<ノズルNz及び各ヘッドユニット30A〜30Hの位置関係について>
次に、ノズルNz及び各ヘッドユニット30A〜30Hの位置関係について説明する。図5に一部を示すように、各ヘッドユニット30A〜30Hのそれぞれが有する複数のノズルNzは、所定方向(ピエゾ素子PZTの配置方向)へ向けて列状に形成され、ノズル列を構成している。1つのノズル列は、所定数のノズルNzによって構成されている。そして、同じノズル列に属する各ノズルNzは、一定の間隔Pnで形成されている。各ヘッドユニット30A〜30Hは、それぞれ4つのノズル列を有している。この例において、各ノズル列は、互いに平行な状態で形成されている。なお、隣り合うノズル列同士の形成間隔Lnは印刷解像度によって規定されている。具体的には、印刷解像度の整数倍に規定されている。これは、異なるノズル列から吐出されたインクについて、その着弾位置を揃えるためである。また、各ヘッドユニット30A〜30Hは、それぞれのヘッドユニットが有するノズル列を紙幅方向(交差方向)に向けた状態で、ベースフレームBFに取り付けられている。つまり、ヘッドユニット群30を構成する複数のヘッドユニット30A〜30Hは、互いにノズル列の方向に並べられている。この構成により、ベースフレームBFで定められる限られたスペースの中に、多くのヘッドユニットを配置することができる。また、所定数のヘッドユニット30A〜30Hを用いて広い範囲へインクを吐出することができる。
<駆動信号生成部40について>
駆動信号生成部40は、各ヘッドユニット30A〜30Hに対応する数の駆動信号生成回路40A〜40H(それぞれが駆動信号生成ユニットに相当する。)によって構成される。本実施形態の駆動信号生成部40は、各ヘッドユニット30A〜30Hと同数の8個の駆動信号生成回路40A〜40Hによって構成されている(図8を参照。)。従って、駆動信号生成部40は、駆動信号生成回路を複数有する駆動信号生成回路群に相当する。そして、各駆動信号生成回路40A〜40Hは、ピエゾ素子PZTを駆動する際に、共通に使用される駆動信号COMを生成する。本実施形態の駆動信号生成回路は、複数種類の駆動信号COMを或る期間に亘って同時に生成する。例えば、繰り返し期間毎に第1駆動信号COM_Aを繰り返し生成するとともに、第2駆動信号COM_Bも繰り返し生成する。以下、生成される駆動信号COM(第1駆動信号COM_A,第2駆動信号COM_B)について説明する。
<生成される駆動信号COMについて>
図6Aに示すように、第1駆動信号COM_Aは、期間T11で生成される波形部SS11と、期間T12で生成される波形部SS12と、期間T13で生成される波形部SS13とを有する。これらの波形部SS11〜SS13は、ピエゾ素子PZTに所定の動作をさせるための駆動パルス(単位信号に相当する。)を有する。すなわち、波形部SS11は第1駆動パルスPS1を有する。波形部SS12は第2駆動パルスPS2を有し、波形部SS13は第3駆動パルスPS3を有する。第2駆動信号COM_Bは、期間T21で生成される波形部SS21と、期間T22で生成される波形部SS22と、期間T23で生成される波形部SS23とを有する。これらの波形部SS21〜SS23もまた、ピエゾ素子PZTに所定の動作をさせるための駆動パルス(単位信号に相当する。)を有する。すなわち、波形部SS21は第4駆動パルスPS4を、波形部SS22は第5駆動パルスPS5を、波形部SS23は第6駆動パルスPS6をそれぞれ有する。
第4駆動パルスPS4は微振動パルス(微振動用の単位信号に相当する。)である。この第4駆動パルスPS4がピエゾ素子PZTに印加されると、インクが吐出されない程度の弱い圧力変動が圧力室322内のインクに生じ、メニスカス(ノズルNzから露出しているインクの自由表面)が微振動される。一方、第4駆動パルスPS4以外の駆動パルスは、インクを吐出させるための吐出動作をピエゾ素子PZTに行わせる吐出パルス(吐出用の単位信号に相当する。)である。その中で、第5駆動パルスPS5は小ドット用パルスである。すなわち、この第5駆動パルスPS5は、小ドットの形成に適した量のインクを吐出させるものである。本実施形態では、この第5駆動パルスPS5がピエゾ素子PZTに印加されると、約2pLのインクがノズルNzから吐出される。第3駆動パルスPS3は中ドット用パルスである。すなわち、この第3駆動パルスPS3は、中ドットの形成に適した量のインクを吐出させるものである。本実施形態では、この第3駆動パルスPS3がピエゾ素子PZTに印加されると、約5pLのインクがノズルNzから吐出される。残りの駆動パルス、即ち、第1駆動パルスPS1,第2駆動パルスPS2,第6駆動パルスPS6は、大ドット用パルスである。すなわち、これらの駆動パルスは、大ドットの形成に適した量のインクを吐出させるものである。本実施形態では、これら3つの駆動パルスがピエゾ素子PZTへ印加されると、合計で約21pLのインクがノズルNzから吐出される。
<セレクタ群50について>
セレクタ群50は、駆動信号生成部40とラインヘッドユニットLUの間に配置されている。このセレクタ群50は、或る駆動信号生成回路からの駆動信号COMが供給されるヘッドユニットを選択するセレクタ部に相当する。図1に示すように、本実施形態のプリンタ1では、ラインヘッドユニットLUと残りの部分(便宜上、プリンタ本体1Aともいう。)との間を、フレキシブルケーブルFFCで電気的に接続している。そして、セレクタ群50は、プリンタ本体1Aに設けられている。言い換えれば、セレクタ群50は、フレキシブルケーブルFFCと駆動信号生成部40との間に設けられている。なお、セレクタ群50については、後で詳しく説明する。また、フレキシブルケーブルFFCは、配線部材に相当し、複数の芯線を通じて駆動信号COM、ヘッド制御信号、選択指令信号等を供給するものである。
<検出器群60について>
検出器群60は、プリンタ1内の状況を監視するためのものである。この検出器群60には、例えば、図2Bに示すロータリエンコーダ61や紙検出器62がある。ロータリエンコーダ61は、第1搬送ローラ24の回転量を検出するためのものである。紙検出器62は、用紙Sの有無を検出するためのものである。これらの検出器群60は、検出結果をプリンタ側コントローラ10に出力する。
<ヘッド制御部70について>
次に、ヘッド制御部70について説明する。前述したように、ヘッド制御部70はピエゾ素子ユニット33毎に設けられている。図7に示すように、ヘッド制御部70は、第1シフトレジスタ71と、第2シフトレジスタ72と、第1ラッチ回路73と、第2ラッチ回路74と、デコーダ75と、制御ロジック76と、第1スイッチ77と、第2スイッチ78を備えている。そして、制御ロジック76を除いた各部は、それぞれピエゾ素子PZT毎に設けられる。ここで、ピエゾ素子PZTはインクが吐出されるノズルNz毎に設けられるので、これらの各部もノズルNz毎に設けられるといえる。
第1シフトレジスタ71には、ドット形成データSIを構成する各指令階調値の上位ビットがセットされる。また、第2シフトレジスタ72には、各指令階調値の下位ビットがセットされる。第1ラッチ回路73は、ラッチ信号LATで規定されるタイミングで、第1シフトレジスタ71にセットされたデータ(指令階調値の上位ビット)をラッチする。第2ラッチ回路74は、ラッチ信号LATで規定されるタイミングで、第2シフトレジスタ72にセットされたデータ(指令階調値の下位ビット)をラッチする。第1ラッチ回路73及び第2ラッチ回路74でラッチされることで、指令階調値はノズルNz毎の組とされる。デコーダ75は、第1ラッチ回路73及び第2ラッチ回路74からの指令階調値に基づいてデコードを行い、第1スイッチ77及び第2スイッチ78を制御するためのスイッチ制御信号を出力する。このスイッチ制御信号は、制御ロジック76から出力される複数種類の選択データq0〜q7の中から選択されたものである。なお、選択データq0〜q7については後で説明する。第1スイッチ77は、第1駆動信号COM_Aのピエゾ素子PZTへの印加(供給)を制御するものである。第2スイッチ78は、第2駆動信号COM_Bのピエゾ素子PZTへの印加を制御するものである。本実施形態では、スイッチ制御信号がHレベルの期間に亘って、対応するスイッチが接続状態になる。すなわち、デコーダ75で選択された選択データがデータ[1]の場合に、第1駆動信号COM_Aや第2駆動信号COM_Bの必要部分がピエゾ素子PZTへ印加される。
<選択データq0〜q7について>
ここで、選択データq0〜q7について説明する。選択データq0〜q3は、第1駆動信号COM_ACOM_Aが有する各波形部SS11〜SS13の選択パターンを指令階調値毎(ドット階調毎)に示すものである。選択データq0は、指令階調値[00](ドットなし)の場合における第1駆動信号COM_ACOM_Aの選択パターンを示す。選択データq1は、指令階調値[01](小ドットの形成)の場合における第1駆動信号COM_ACOM_Aの選択パターンを示す。同様に、選択データq2は、指令階調値[10](中ドットの形成)の場合における第1駆動信号COM_ACOM_Aの選択パターンを示し、選択データq3は、指令階調値[11](大ドットの形成)の場合における第1駆動信号COM_ACOM_Aの選択パターンを示す。また、選択データq4〜q7は、各指令階調値における第2駆動信号COM_Bの選択パターンを示す。すなわち、選択データq4は指令階調値[00]の場合における第1駆動信号COM_ACOM_Aの選択パターンを示す。同様に、選択データq5は指令階調値[01]の場合、選択データq6は指令階調値[10]の場合、選択データq7は指令階調値[11]の場合における第2駆動信号COM_Bの選択パターンを、それぞれ示す。
図6Bに示すように、選択データq0はデータ[000]とされ、選択データq4はデータ[100]とされる。そして、これらの選択データq0,q4は、第1チェンジ信号CH_A及び第2チェンジ信号CH_Bで規定されるタイミングでその内容が切り替えられる(他の選択データも同様)。このため、指令階調値[00]の場合、波形部SS21がピエゾ素子PZTへ印加される。これにより、第4駆動パルスPS4に基づき、メニスカスが微振動される。選択データq1はデータ[000]とされ、選択データq5はデータ[010]とされる。このため、指令階調値[01]の場合、波形部SS22がピエゾ素子PZTへ印加される。これにより、第5駆動パルスPS5に基づき、小ドットに適した量のインクが吐出される。選択データq2はデータ[001]とされ、選択データq6はデータ[000]とされる。このため、指令階調値[10]の場合、波形部SS13がピエゾ素子PZTへ印加される。これにより、第3駆動パルスPS3に基づき、中ドットに適した量のインクが吐出される。選択データq3はデータ[110]とされ、選択データq7はデータ[001]とされる。このため、指令階調値[11]の場合、波形部SS11,SS12,SS23がピエゾ素子PZTへ印加される。これにより、第1駆動パルスPS1、第2駆動パルスPS2、及び、第6駆動パルスPS6に基づき、大ドットに適した量のインクが吐出される。
このような構成を採ることで、ピエゾ素子PZTに印加される第1駆動信号COM_Aの必要部分及び第2駆動信号COM_Bの必要部分に応じてインクの吐出量を定めることができる。このため、インクの吐出量をきめ細かに制御することができる。
===駆動信号生成部40及びセレクタ群50===
次に、駆動信号生成部40及びセレクタ群50について説明する。図8に示すように、このプリンタ1では、各駆動信号生成回路40A〜40Hと各ヘッドユニット30A〜30Hとが同じ数だけ設けられている。加えて、セレクタ群50(セレクタ部)を構成する各セレクタ50A〜50Hもまた、各駆動信号生成回路40A〜40Hなどと同じ数が設けられている。そして、各セレクタ50A〜50Hは、複数の駆動信号生成回路40A〜40Hと特定のヘッドユニットとの間に配置されている。例えば、第1セレクタ50Aは、4つの駆動信号生成回路40A〜40Gと第1ヘッドユニット30Aとの間に配置される。また、第2セレクタ50Bは、4つの駆動信号生成回路40B〜40Hと第2ヘッドユニット30Bとの間に配置される。なお、他のセレクタ50C〜50Hも同様に配置される。
<駆動信号生成部40について>
駆動信号生成部40は、各ヘッドユニット30A〜30Hに対応する数の駆動信号生成回路40A〜40Hによって構成される。便宜上、以下の説明では、下流側ヘッドユニット群を構成する4個のヘッドユニット30A〜30Gに関し、図8の左側から順に、第1ヘッドユニット30A、第3ヘッドユニット30C、第5ヘッドユニット30E、及び、第7ヘッドユニット30Gともいう。同様に、上流側ヘッドユニット群を構成する4個のヘッドユニット30B〜30Hに関し、図8の左側から順に、第2ヘッドユニット30B、第4ヘッドユニット30D、第6ヘッドユニット30F、及び、第8ヘッドユニット30Hともいう。そして、駆動信号生成部40が有する各駆動信号生成回路40A〜40Hについても第1駆動信号生成回路40A〜第8駆動信号生成回路40Hのようにいい、セレクタ群50を構成する各セレクタ50A〜50Hについても第1セレクタ50A〜第8セレクタ50Hのようにいう。
第1駆動信号生成回路40A〜第8駆動信号生成回路40Hはいずれも同じ構成であり、それぞれが複数種類の駆動信号COM(第1駆動信号COM_A,第2駆動信号COM_B)を生成する。図9及び図10Aに示すように、1つの駆動信号生成回路は、DAC_IC41と、第1電流増幅回路42と、第2電流増幅回路43と、端子群44とを有する。
DAC_IC41は、プリンタ側コントローラ10から送信されてきたDAC値(電圧指令に相当する。)を取得し、取得したDAC値に応じた電圧の電圧信号を出力する。このDAC_IC41は、第1駆動信号COM_Aの基となる第1電圧波形信号COM_A´を出力する第1DACユニット411(第1電圧波形信号生成部に相当する。)と、第2駆動信号COM_Bの基となる第2電圧波形信号COM_B´を出力する第2DACユニット412(第2電圧波形信号生成部に相当する。)とを有する。そして、DAC_IC41には、端子群44を通じて信号等が入力される。すなわち、端子群44は、第1DACユニット411用の電源端子441、第2DACユニット412用の電源端子442、クロックが入力されるクロック入力端子443(タイミング信号入力端子に相当する。)、DAC値を入力するためのDAC値入力端子444(電圧指令入力端子に相当する。)、及び、グランド端子445を有している。なお、端子群44は、これらの他に駆動信号COM用の電源端子446も有している。
DAC値入力端子444には、第1駆動信号COM_A用の第1DAC値(第1電圧指令に相当する。)と第2駆動信号COM_B用の第2DAC値(第2電圧指令に相当する。)が入力される。つまり、DAC値入力端子444は、第1DAC値の入力端子として機能するとともに、第2DAC値の入力端子としても機能している。このプリンタ1では、プリンタ側コントローラ10からDAC_IC41に対して、第1DAC値と第2DAC値を交互に送信している。例えば、図10Bに示すように、DAC_IC41は、クロックをタイミング信号として用い、クロックの立ち上がりタイミングで第1DAC値と第2DAC値の一方を読み込み、クロックの立ち下がりタイミングで第1DAC値と第2DAC値の他方を読み込む。このように、共通の入力端子(DAC値入力端子444)を用いて第1DAC値及び第2DAC値を入力しているので、構成の簡素化を図ることができる。これに伴い、芯線の数を削減することができる。特に、このラインヘッドユニットLUは、複数のヘッドユニット30A〜30Hを有している。このため、芯線の削減により、芯線のレイアウトに対する自由度が増す。また、芯線の密度を減らせることからノイズの発生を抑えることもできる。加えて、各駆動信号生成回路40A〜40Hでは、第1DAC値及び第2DAC値を定めることで、第1駆動信号COM_A及び第2駆動信号COM_Bの電圧波形を定めることができる。このため、複雑な波形を有する第1駆動信号COM_A及び第2駆動信号COM_Bを効率よく生成することができる。
第1電流増幅回路42は、第1電流増幅部に相当する。そして、第1電圧波形信号COM_A´の電流を増幅し、増幅後の信号を第1駆動信号COM_Aとして出力する。第2電流増幅回路43は、第2電流増幅部に相当する。そして、第2電圧波形信号COM_B´の電流を増幅し、増幅後の信号を第2駆動信号COM_Bとして出力する。これらの電流増幅回路は、いずれも同じ構成である。この実施形態において、第1電流増幅回路42は、相補的に接続されたトランジスタ対によって構成されている。また、第2電流増幅回路43は、相補的に接続された他のトランジスタ対によって構成されている。そして、これらのトランジスタ対及び他のトランジスタ対のいずれも、互いのエミッタ端子同士が接続されたNPN型トランジスタTr1とPNP型トランジスタTr2によって構成されている。
このように、これらの電流増幅回路をトランジスタ対によって構成しているので、簡単な構成で電流の増幅が行える。NPN型トランジスタTr1のベース及びPNP型トランジスタTr2のベースには、電流の増幅対象となる電圧波形信号が印加される。そして、NPN型トランジスタTr1は入力された電圧波形信号の電圧上昇時に動作し、PNP型トランジスタTr2は入力された電圧波形信号の電圧降下時に動作する。ここで、それぞれのトランジスタは、ピエゾ素子PZTに対する充放電がなされているときに電力を消費する。例えば、DAC_IC41からピエゾ素子PZTへ向かって電流が流れる充電時には、NPN型トランジスタTr1が電力を消費する。一方、ピエゾ素子PZTからDAC_IC41へ向かって電流が流れる放電時には、PNP型トランジスタTr2が電力を消費する。このような電力の消費に起因してNPN型トランジスタTr1やPNP型トランジスタTr2が発熱する。過度な発熱はトランジスタの寿命を縮める等の不具合を招く。このため、図10Aに示すように、本実施形態では、複数のトランジスタ対のそれぞれに対応させて温度センサ63(63A,63B)を設けている。各温度センサ63A,63Bは温度検出部に相当するものであり、図1に示す検出器群60の一部を構成している。そして、各温度センサ63A,63Bからの検出信号は、プリンタ側コントローラ10へ出力される。プリンタ側コントローラ10は、各温度センサ63A,63Bからの検出信号に基づいて制御を行う(後述する。)。
<各セレクタ50A〜50Hの概要について>
前述したように、各セレクタ50A〜50Hは、或る駆動信号生成回路からの駆動信号COMが供給されるヘッドユニットを選択する。このようなセレクタ50A〜50Hは、各駆動信号生成回路40A〜40Hを効率よく使用するために設けられている。仮に各セレクタ50A〜50Hを設けない場合、或る駆動信号生成回路で生成された駆動信号COMは、特定のヘッドユニットに供給されることになる。このプリンタ1では、用紙Sのサイズに応じてインクを吐出し得るヘッドユニットが選択される。例えば、最大印刷幅の1/4の幅の用紙Sに画像を印刷する場合、図3の左端から2つのヘッドユニット30A,30Bが選択される。また、最大印刷幅の1/2の幅の用紙Sに印刷する場合、図3の左端から4個のヘッドユニット30A〜30Dが選択される。従って、各ヘッドユニット30A〜30Hの使用頻度は、図3の左側に配置されるものほど高くなる。これに伴い、各駆動信号生成回路40A〜40Hについても、接続対象となるヘッドユニット30A〜30Hに応じて使用頻度に差が生じることになる。このような使用頻度の差は、各駆動信号生成回路30A〜30Hの性能差を生じさせる原因になり得るので、好ましくない。各セレクタ50A〜50Hは、各駆動信号生成回路40A〜40Hにおける使用頻度の差を低減するために設けられたものである。すなわち、駆動信号COMを生成する駆動信号生成回路40A〜40Hと生成された駆動信号COMが供給されるヘッドユニット30A〜30Hとの組み合わせを、セレクタ50A〜50Hによって選択することで、各駆動信号生成回路40A〜40Hの使用頻度のばらつきを防止できる。以下、各セレクタ50A〜50Hについて詳細に説明する。
<セレクタの構成について>
図9は、下流側ヘッドユニット群(ヘッドユニット30A〜30G)に対して駆動信号COMを供給する4つの駆動信号生成回路40A〜40G、及び、4つのセレクタ50A〜50Gを説明する図である。なお、図示は省略するが、上流側ヘッドユニット群(ヘッドユニット30B〜30H)用の駆動信号生成回路40B〜40Hやセレクタ50B〜50Hについても同様に構成されている。
図9に示すように、下流側ヘッドユニット群に対応する各セレクタ50A〜50Gは、第1マルチプレクサ51と第2マルチプレクサ52とを有する。第1マルチプレクサ51は、4つの駆動信号生成回路40A〜40Gのそれぞれで生成された4つの第1駆動信号COM_Aの中から、選択指令信号で指定されたものを出力する。また、第2マルチプレクサ52は、4つの駆動信号生成回路40A〜40Gのそれぞれで生成された4つの第2駆動信号COM_Bの中から、選択指令信号で指定されたものを出力する。
そして、図8に示すように、第1セレクタ50Aの出力は第1ヘッドユニット30Aに接続されている。従って、第1セレクタ50Aは、4つの駆動信号生成回路40A〜40Gからの駆動信号COM(COM_A,COM_B)の中から、選択指令信号に応じた駆動信号COMを選択し、第1ヘッドユニット30Aへ供給する。同様に、第3セレクタ50Cの出力は第3ヘッドユニット30Cに、第5セレクタ50Eの出力は第5ヘッドユニット30Eに、第7セレクタ50Gの出力は第7ヘッドユニット30Gに、それぞれ接続されている。従って、各セレクタ50C,50E,50Gで選択された駆動信号COMも対応するヘッドユニット30C,30E,30Gへ供給される。
以下、セレクタの構成について説明するが、各セレクタ50A〜50Hは同じ構成であるため、第1セレクタ50Aについて説明し、他のセレクタ50B〜50Hについては説明を省略する。図11Aに示すように、第1セレクタ50Aが有する第1マルチプレクサ51は、4つのアナログスイッチ511〜514と、4つのアンドゲート515〜518とを有している。各アナログスイッチ511〜514は、ヘッド制御部70が有する第1スイッチ77や第2スイッチ78と同様の構成である。そして、1番目のアナログスイッチ511の入力端には第1駆動信号生成回路40Aからの第1駆動信号COM_Aが入力され、出力端は信号線を通じて第1ヘッドユニット30Aに接続されている。また、2番目のアナログスイッチ512の入力端には第3駆動信号生成回路40Cからの第1駆動信号COM_Aが入力され、出力端は1番目のアナログスイッチ511の出力と共通の信号線を通じて第1ヘッドユニット30Aに接続されている。同様に、3番目のアナログスイッチ513の入力端には第5駆動信号生成回路40Eからの第1駆動信号COM_Aが、4番目のアナログスイッチ514の入力端には第7駆動信号生成回路40Gからの第1駆動信号COM_Aがそれぞれ入力され、各アナログスイッチ513,514の出力端は共通の信号線を通じて第1ヘッドユニット30Aに接続されている。
4つのアンドゲート515〜518は入力端子が2つ、出力端子が1つのものである。1番目のアンドゲート515の入力端子には、選択指令信号の上位ビットの反転データ及び下位ビットの反転データがそれぞれ入力される。また、出力端子は、1番目のアナログスイッチ511に接続されている。すなわち、1番目のアンドゲート515からの出力信号は、1番目のアナログスイッチ511用のスイッチ制御信号として用いられている。従って、図11Bに示すように、選択指令信号が値[00]の場合、1番目のアナログスイッチ511が接続状態となり、第1駆動信号生成回路40Aからの第1駆動信号COM_Aが第1ヘッドユニット30Aに供給される。2番目のアンドゲート516の入力端子には、選択指令信号の上位ビットの反転データ及び下位ビットのデータがそれぞれ入力される。また、出力端子は、2番目のアナログスイッチ512に接続されている。従って、選択指令信号が値[01]の場合、2番目のアナログスイッチ512が接続状態となり、第3駆動信号生成回路40Cからの第1駆動信号COM_Aが第1ヘッドユニット30Aに供給される。3番目のアンドゲート517の入力端子には、選択指令信号の上位ビットのデータ及び下位ビットの反転データがそれぞれ入力される。また、出力端子は、3番目のアナログスイッチ513に接続されている。従って、選択指令信号が値[10]の場合、3番目のアナログスイッチ513が接続状態となり、第5駆動信号生成回路40Eからの第1駆動信号COM_Aが第1ヘッドユニット30Aに供給される。4番目のアンドゲート518の入力端子には、選択指令信号の上位ビットのデータ及び下位ビットのデータがそれぞれ入力される。また、出力端子は、4番目のアナログスイッチ514に接続されている。従って、選択指令信号が値[11]の場合、4番目のアナログスイッチ514が接続状態となり、第7駆動信号生成回路40Gからの第1駆動信号COM_Aが第1ヘッドユニット30Aに供給される。
第2マルチプレクサ52もまた、4つのアナログスイッチ521〜524と、4つのアンドゲート525〜528とを有している。第2マルチプレクサ52は、第1マルチプレクサ51と同様に構成されている。このため、選択指令信号が値[00]の場合、1番目のアナログスイッチ521が接続状態となり、第1駆動信号生成回路40Aからの第2駆動信号COM_Bが第1ヘッドユニット30Aに供給される。選択指令信号が値[01]の場合、2番目のアナログスイッチ522が接続状態となり、第3駆動信号生成回路40Cからの第2駆動信号COM_Bが第1ヘッドユニット30Aに供給される。選択指令信号が値[10]の場合、3番目のアナログスイッチ523が接続状態となり、第5駆動信号生成回路40Eからの第2駆動信号COM_Bが第1ヘッドユニット30Aに供給される。選択指令信号が値[11]の場合、4番目のアナログスイッチ514が接続状態となり、第7駆動信号生成回路40Eからの第2駆動信号COM_Bが第1ヘッドユニット30Aに供給される。
このように、第1セレクタ50Aは、選択指令信号に応じて、第1ヘッドユニット30Aに供給される第1駆動信号COM_Aを複数の第1駆動信号COM_Aの中から選択するとともに、第1ヘッドユニット30Aに供給される第2駆動信号COM_Bを複数の第2駆動信号COM_Bの中から選択する。他のセレクタも同様である。例えば、第3セレクタ50Cは、選択指令信号に応じて、第3ヘッドユニット30Cに供給される第1駆動信号COM_Aを複数の第1駆動信号COM_Aの中から選択するとともに、第3ヘッドユニット30Cに供給される第2駆動信号COM_Bを複数の第2駆動信号COM_Bの中から選択する。従って、複数のセレクタ50A〜50Hを有するセレクタ群50(セレクタ部)は、或る駆動信号生成回路からの駆動信号COMが供給されるヘッドユニットを、複数のヘッドユニット30A〜30Hの中から選択しているといえる。さらに、このプリンタ1では、各駆動信号生成回路40A〜40Hが第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bとを生成している。このため、セレクタ群50は、第1駆動信号COM_Aが供給されるヘッドユニットと、第2駆動信号COM_Bが供給されるヘッドユニットとを個別に選択する構成となっている。
図12に示す例では、第1セレクタ50Aの第1マルチプレクサ51に選択指令信号[10]が、第2マルチプレクサ52に選択指令信号[11]がそれぞれ与えられている。これにより、第1ヘッドユニット30Aには、第5駆動信号生成回路40Eからの第1駆動信号COM_A〔符号A(5)〕と、第7駆動信号生成回路40Gからの第2駆動信号COM_B〔符号B(7)〕とが供給される。そして、第3セレクタ50Cの第1マルチプレクサ51に選択指令信号[01]が、第2マルチプレクサ52に選択指令信号[10]がそれぞれ与えられている。これにより、第3ヘッドユニット30Cには、第3駆動信号生成回路40Cからの第1駆動信号COM_A〔符号A(3)〕と、第5駆動信号生成回路40Eからの第2駆動信号COM_B〔符号B(5)〕とが供給される。これらの他に、第5ヘッドユニット30Eには、第7駆動信号生成回路40Gからの第1駆動信号COM_A〔符号A(7)〕と第1駆動信号生成回路40Aからの第2駆動信号COM_B〔符号B(1)〕とが供給され、第7ヘッドユニット30Gには、第1駆動信号生成回路40Aからの第1駆動信号COM_A〔符号A(1)〕と第3駆動信号生成回路40Cからの第2駆動信号COM_B〔符号B(3)〕とが供給される。
===印刷動作について===
次に、用紙Sに印刷するためにプリンタ1で行われる印刷動作について説明する。図13Aに示すように、プリンタ1では、一連の印刷動作として、印刷命令の受信動作(S10)、給紙動作(S20)、組み合わせ決定動作(S30)、ドット形成動作(S40)、搬送動作(S50)、排紙判断(S60)、排紙動作(S70)、及び、印刷終了判断(S80)が行われる。この印刷動作は、メモリ13に記憶されたコンピュータプログラムに基づき、プリンタ側コントローラ10が有するCPU12で行われる。従って、このコンピュータプログラムは、各動作を実行するためのコードを有する。
印刷命令の受信動作は、コンピュータ110から送信された印刷命令のコマンドを受信する動作である。このコマンドは、例えばコンピュータ110から送信される印刷データに含まれている。給紙動作は、印刷対象となる用紙Sを搬送させ、印刷開始位置に位置決めする動作である。組み合わせ決定動作では、セレクタ群50によって各駆動信号生成回路40A〜40Hと各ヘッドユニット30A〜30Hの組み合わせが決定される。なお、選択の具体例については後で説明する。ドット形成動作は、各ヘッドユニット30A〜30Hからインクを断続的に吐出させ、用紙Sにドットを形成する動作である。このドット形成動作において、プリンタ側コントローラ10は、DAC値を各駆動信号生成回路40A〜40Hへ出力して駆動信号COM(COM_A,COM_B)を生成させる。また、プリンタ側コントローラ10は、用紙Sの搬送に同期させてドット形成データSIを送信し、各ヘッドユニット30A〜30Hが有する各ノズルNzからインクを吐出させる。搬送動作は、用紙Sを搬送方向に搬送させる動作である。この搬送動作により、各ノズルNzは、先程のドット形成動作によって形成されたドットの位置とは異なる位置(単位領域群)にドットを形成することができる。排紙判断は、印刷中の用紙Sを排出するか否かを判断する処理である。この判断は、例えば、印刷データの有無に基づいて行われる。印刷終了判断は、印刷を続行するか否かの判断である。
そして、図13Aのフローチャートに基づく制御動作において、組み合わせ決定動作(S30)は、ドット形成動作(S40)と搬送動作(S50)に対応して行われる。つまり、この例では、駆動信号生成回路と各ヘッドユニットの組み合わせは、ドット形成動作等が行われる毎に定められる。
<組み合わせ決定動作について>
次に組み合わせ決定動作について説明する。本実施形態において、各駆動信号生成回路40A〜40Hと各ヘッドユニット30A〜30Hの組み合わせは、各駆動信号生成回路40A〜40Hに設けられた温度センサ63(63A,63B)からの検出信号に基づいて定められる。ここで、最大印刷幅よりも狭い幅の用紙Sに印刷する場合には、ヘッドユニット群30を構成する一部のヘッドユニットでインクを吐出することになる。この場合において、各駆動信号生成回路40A〜40Hの発熱度合いが均等であれば、セレクタ群50は、なるべく多くの駆動信号生成回路からの駆動信号COMを用いるように選択動作を行う。一方、各駆動信号生成回路の発熱度合いに偏りがあれば、セレクタ群50は、発熱度合いの小さい駆動信号生成回路からの駆動信号COMが、発熱度合いの大きい駆動信号生成回路からの駆動信号COMよりも優先的に、インクを吐出するヘッドユニットへ供給されるように選択動作を行う。
例えば、図3に符号W1で示すように、第1ヘッドユニット30A〜第4ヘッドユニット30Dからなる4つのヘッドユニットを用いて印刷をする場合であって、各駆動信号生成回路40A〜40Hの発熱度合いが均等な場合(電源投入直後の初回の印刷時など)には、図14に示すように、第1駆動信号生成回路40A〜第8駆動信号生成回路40Hで生成された第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bの何れか一方を用いるようにしている。この例において、第1ヘッドユニット30Aには、第1駆動信号生成回路40Aで生成した第1駆動信号COM_Aと第5駆動信号生成回路40Eで生成した第2駆動信号COM_Bが供給される。第2ヘッドユニット30Bには、第2駆動信号生成回路40Bで生成した第1駆動信号COM_Aと第6駆動信号生成回路40Fで生成した第2駆動信号COM_Bが供給される。第3ヘッドユニット30Cには、第3駆動信号生成回路40Cで生成した第1駆動信号COM_Aと第7駆動信号生成回路40Gで生成した第2駆動信号COM_Bが供給され、第4ヘッドユニット30Dには、第4駆動信号生成回路40Dで生成した第1駆動信号COM_Aと第8駆動信号生成回路40Hで生成した第2駆動信号COM_Bが供給される。このように構成することで、各駆動信号生成回路の電力消費は、使用対象となる4つのヘッドユニット30A〜30Dへ供給される駆動信号COMの分で済む。そして、各駆動信号生成回路40A〜40Hが全体的に使用されることになり、各駆動信号生成回路40A〜40Hにおける発熱状態のばらつきを低減することができる。
用紙Sに対する印刷を行うと、各駆動信号生成回路40A〜40Hの発熱度合いにばらつきが生じるが、この発熱度合いのばらつきが過度に大きくなってしまうことは、性能ばらつきや寿命のばらつきの原因となり得るので好ましくない。そこで、このプリンタ1では、発熱度合いのばらつきが過度に大きくなった場合、それまで使用していた駆動信号生成回路に代えて他の駆動信号生成回路を用いる構成にしている。この場合、プリンタ側コントローラ10は、組み合わせ決定動作において、温度センサ63からの検出信号を取得する。そして、取得した検出信号に基づく検出温度が判断基準値(閾値)以上になった場合、プリンタ側コントローラ10は、各駆動信号生成回路40A〜40Hからの駆動信号COMとヘッドユニットとの組み合わせを変えるようにセレクタ群50(セレクタ部)を制御する。すなわち、プリンタ側コントローラ10は、選択指令信号の内容を変更する。そして、セレクタ群50は、或る駆動信号生成回路からの駆動信号COMが供給されるヘッドユニットを、複数のヘッドユニット30A〜30Hの中から選択する。具体的には、各セレクタ50A〜50Hは、選択指令信号に基づき、複数の駆動信号生成回路40A〜40Hから生成された複数の駆動信号COMの中から所定の駆動信号COMを選択する。そして、選択した駆動信号COMを対応するヘッドユニットへ供給する。
図15に示す例では、或る期間において、三角の記号で示すように、第1駆動信号生成回路40A〜第4駆動信号生成回路40Dで生成された第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bとが用いられている。一方、他の期間において、丸の記号で示すように、第5駆動信号生成回路40E〜第8駆動信号生成回路40Hで生成された第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bとが用いられている。
具体的には、或る期間において、第1ヘッドユニット30Aには、第1駆動信号生成回路40Aからの第1駆動信号COM_Aと第3駆動信号生成回路からの第2駆動信号COM_Bが供給される。第2ヘッドユニット30Bには、第2駆動信号生成回路40Bからの第1駆動信号COM_Aと第4駆動信号生成回路40Dからの第2駆動信号COM_Bが供給される。また、第3ヘッドユニット30Cには、第1駆動信号生成回路40Aからの第2駆動信号COM_Bと第3駆動信号生成回路40Cからの第1駆動信号COM_Aが供給され、第4ヘッドユニット30Dには、第2駆動信号生成回路40Bからの第2駆動信号COM_Bと第4駆動信号生成回路40Dからの第1駆動信号COM_Aが供給される。また、他の期間において、第1ヘッドユニット30Aには、第5駆動信号生成回路40Eからの第1駆動信号COM_Aと第7駆動信号生成回路40Gからの第2駆動信号COM_Bが供給される。第2ヘッドユニット30Bには、第6駆動信号生成回路40Fからの第1駆動信号COM_Aと第8駆動信号生成回路40Hからの第2駆動信号COM_Bが供給される。また、第3ヘッドユニット30Cには、第5駆動信号生成回路40Eからの第2駆動信号COM_Bと第7駆動信号生成回路40Gからの第1駆動信号COM_Aが供給され、第4ヘッドユニット30Dには、第6駆動信号生成回路40Fからの第2駆動信号COM_Bと第8駆動信号生成回路40Hからの第1駆動信号COM_Aが供給される。
このように構成することで、或る期間において第5駆動信号生成回路40E〜第8駆動信号生成回路40Hを休止させることができ、他の期間において第1駆動信号生成回路40A〜第4駆動信号生成回路40Dを休止させることができる。その結果、一部のヘッドユニットを使用する場合において、各駆動信号生成回路40A〜40Hの過度な発熱を抑制することができる。
ところで、図15の例では、4つのヘッドユニット30A〜30Dを用いて印刷を行う場合において、第1駆動信号生成回路40A〜第4駆動信号生成回路40Dを或るグループとし、第5駆動信号生成回路40E〜第8駆動信号生成回路40Hを他のグループとして、駆動信号生成回路をグループ毎に切り替える制御が行われていた。すなわち、一方のグループが有する複数の駆動信号生成回路のうち、1つの駆動信号生成回路の温度が閾値以上になったことを条件に、他方のグループを用いる制御が行われていた。
切り替えの制御は、グループ毎でなくてもよい。例えば、温度の低い駆動信号生成回路から順に、必要数の駆動信号生成回路を選択するように構成してもよい。例えば図3に符号W2で示す幅の用紙Sに印刷する場合には、6個のヘッドユニット30A〜30Fが用いられる。この場合、温度の低いものから順に6個の駆動信号生成回路が使用される。この場合においても、制御が煩雑になることを避ける観点から、定められた駆動信号生成回路とヘッドユニットの組み合わせは、使用中の駆動信号生成回路の温度が閾値以上になるまで維持することが好ましい。
また、図13Aのフローチャートで示す制御では、組み合わせ決定動作(S30)がドット形成動作(S40)等と同期してなされていた。すなわち、組み合わせ決定動作はドット形成動作等と同じ回数だけ行われていた。ここで、各駆動信号生成回路40A〜40Hにおける発熱度合いの変化は、ドット形成動作の繰り替し周期よりも緩やかに生じる。このため、組み合わせ決定動作が行われる周期を、ドット形成動作の繰り替し周期よりも長くしてもよい。例えば、図13Bのフローチャートに示すように、排紙動作(S70)の周期で、組み合わせ決定動作を行うようにしてもよい。このように構成すると、1枚の用紙Sに対する印刷が終了する毎に、各駆動信号生成回路40A〜40H(つまり、駆動信号COM)と各ヘッドユニット30A〜30Hの組み合わせが変更されることになる。その結果、各駆動信号生成回路40A〜40Hにおける発熱度合いの変化に適した周期で、組み合わせを変更することができ、処理の負担を軽減できる。
加えて、1枚の用紙Sへの印刷が終了する毎に、使用されている駆動信号生成回路の温度と判断基準値とを比較してもよい。また、1枚の用紙Sへの印刷が終了する毎に、使用されている駆動信号生成回路の温度に関係なく、組み合わせを変更するようにしてもよい。前者の構成では、適正なタイミングで組み合わせを変更でき、後者の構成では制御の簡素化が図れる。
===第2実施形態===
この第2実施形態では、フレキシブルケーブルFFCとヘッドユニット群30との間にセレクタ群50(セレクタ部)が配置されている。なお、他の構成については、前述した第1実施形態と同じであるので説明を省略する。
図16及び図17に示すように、セレクタ群50は、第1実施形態と同じく第1セレクタ50A〜第8セレクタ50Hから構成されている。そして、第1セレクタ50A〜第8セレクタ50Hで選択された駆動信号COMは、それぞれ対応するヘッドユニット30A〜30Hに供給される。すなわち、第1セレクタ50Aからの駆動信号COMは第1ヘッドユニット30Aに供給され、第2セレクタ50Bからの駆動信号COMは第2ヘッドユニット30Bに供給される。なお、他の駆動信号COMも同様に対応するヘッドユニット30C〜30Hに供給される。
そして、この第2実施形態では、ヘッド制御部70と各セレクタ50A〜50Hとが別個に設けられている。しかし、各セレクタ50A〜50Hをヘッド制御部70内に設けてもよい。
===まとめ===
以上の説明から明らかなように、前述した各実施形態のプリンタ1では、各駆動信号生成回路40A〜40Hからの駆動信号COMと各ヘッドユニット30A〜30Hとの組み合わせを、セレクタ群50によって変更することができる。このため、各駆動信号生成回路40A〜40Hを効率よく使用することができる。そして、第1実施形態のように、セレクタ群50をプリンタ本体1A側(装置本体側に相当する。)に配置した構成では、芯線の取り回し等の点で有利である。これは、芯線の数が多くなりがちなセレクタ群50を、ラインヘッドユニットLUよりも空間に余裕があるプリンタ本体1A側に配置できるからである。
また、ヘッドユニット群30を構成する一部のヘッドユニットを使用する場合において、温度センサ63で検出した各駆動信号生成回路40A〜40Hの温度に基づき、各駆動信号生成回路40A〜40H(生成される駆動信号COM)と各ヘッドユニット30A〜30Hの組み合わせを定めている。このため、各駆動信号生成回路40A〜40Hが過度に発熱してしまう不具合を確実に防止できる。
===その他の実施形態===
前述した実施形態は、主として、液体吐出装置としてのプリンタ1を有する印刷システム100について記載されているが、その中には、印刷方法や液体吐出方法等の開示が含まれている。加えて、印刷用のヘッドを制御するための制御装置の開示や、印刷装置や印刷制御装置を制御するための、プログラムやコードの開示も含まれている。また、この実施形態は、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、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
<組み合わせの変更について>
前述した各実施形態では、温度センサ63で得られた各駆動信号生成回路の温度に基づき、組み合わせを変更するタイミングを決定していた。しかし、この構成に限定されるものではない。例えば、各駆動信号生成回路の使用頻度に基づき、組み合わせを変更してもよい。要するに、組み合わせの変更は、駆動信号生成回路の使用状態に基づいて行うことができる。
具体的には、ドット形成データSIに基づいて、各ヘッドユニット30A〜30Hの使用頻度(インクの吐出頻度)を取得し、所定期間における使用頻度(過去の使用頻度)が判断基準値を超えたことを条件に、組み合わせを変更するようにしてもよい。この場合において、使用頻度の低い駆動信号生成回路からの駆動信号COMが、使用頻度の高い駆動信号生成回路からの駆動信号COMよりも優先して一部のヘッドユニットへ供給されるように、駆動信号COMの供給対象となるヘッドユニットが選択される。
このように構成しても、各駆動信号生成回路を効率よく使用することができる。
<生成される駆動信号について>
前述した各実施形態では、2種類の駆動信号COM_A,COM_Bを生成する駆動信号生成回路40A〜40Hを例に挙げて説明した。ここで、生成される駆動信号COMは、2種類に限定されない。例えば、それぞれの駆動信号生成回路から1種類の駆動信号COMを生成するものであってもよい。また、3種類以上の駆動信号COMを生成するものであってもよい。
<他の応用例について>
また、前述の実施形態では、プリンタ1が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
印刷システムの構成を説明するブロック図である。 図2Aは、プリンタの内部構成を示す斜視図である。図2Bは、プリンタの内部構成を示す側面図である。 ラインヘッドユニットをノズル列側から見た図である。 図4Aはヘッドユニットの内部構造を説明するための断面図である。図4Bはヘッドユニットの要部を説明するための断面図である。 ノズルNzの配置を説明するための拡大図である。 図6Aは生成される駆動信号を説明する図である。図6Bは、駆動信号の印加制御をドット階調毎に説明する図である。 ヘッド制御部の構成を説明するブロック図である。 駆動信号生成部、各セレクタ、及び、各ヘッドユニットの対応関係を説明するためのブロック図である。 下流側ヘッドユニット群に対して駆動信号を供給するための駆動信号生成回路、及び、セレクタを説明する図である。 図10Aは、駆動信号生成回路の構成を説明するブロック図である。図10Bは、DAC値の読み込みタイミングを模式的に説明する図である。 図11Aは、第1マルチプレクサ及び第2マルチプレクサの構成を説明するための図である。図11Bは、選択指令信号と出力される駆動信号の種類の関係を説明する図である。 セレクタの動作例を説明する図である。 図13Aは印刷動作の一例を説明するフローチャートである。図13Bは印刷動作の他の例を説明するフローチャートである。 組み合わせ決定動作で決定される組み合わせの例を説明する図である。 組み合わせ決定動作で決定される組み合わせの他の例を説明する図である。 第2実施形態の構成を説明するためのブロック図である。 第2実施形態の要部を説明するためのブロック図である。
符号の説明
1 プリンタ,1A プリンタ本体,10 プリンタ側コントローラ,
11 インタフェース部,12 CPU,13 メモリ,14 制御ユニット,
20 用紙搬送機構,21 搬送モータ,22 給紙ローラ,
23 搬送ベルト,24 第1搬送ローラ,25 第2搬送ローラ,
30 ヘッドユニット群,30A〜30H ヘッドユニット,31 ケース,
32 流路ユニット,321 共通インク室,322 圧力室,
33 ピエゾ素子ユニット,331 ピエゾ素子群,
40 駆動信号生成部,40A〜40H 駆動信号生成回路,
41 DAC_IC,411 第1DACユニット,412 第2DACユニット,
42 第1電流増幅回路,43 第2電流増幅回路,44 端子群,
441〜442 電源端子,443 クロック入力端子,
444 DAC値入力端子,445 グランド端子,446 電源端子,
50 セレクタ群,50A〜50H セレクタ,51 第1マルチプレクサ,
511〜514 アナログスイッチ,515〜518 アンドゲート,
52 第2マルチプレクサ,521〜524 アナログスイッチ,
525〜528 アンドゲート,60 検出器群,61 ロータリエンコーダ,
62 紙検出器,63 温度センサ,
70 ヘッド制御部,71 第1シフトレジスタ,72 第2シフトレジスタ,
73 第1ラッチ回路,74 第2ラッチ回路,75 デコーダ,
76 制御ロジック,77 第1スイッチ,78 第2スイッチ,
100 印刷システム,110 コンピュータ,111 ホスト側コントローラ,
112 インタフェース部,113 CPU,114 メモリ,
120 表示装置,130 入力装置,140 記録再生装置,
S 用紙,LU ラインヘッドユニット,BF ベースフレーム,
PZT ピエゾ素子,Tr1 NPN型トランジスタ,
Tr2 PNP型トランジスタ,SI ドット形成データ,LAT ラッチ信号,
CH_A 第1チェンジ信号,CH_B 第2チェンジ信号,COM 駆動信号,
COM_A 第1駆動信号,COM_B 第2駆動信号,
PS1〜PS6 駆動パルス

Claims (10)

  1. (A)供給された駆動信号に基づいて液体を吐出するヘッドユニットを複数有するヘッドユニット群と、
    (B)前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路を複数有する駆動信号生成回路群と、
    (C)前記ヘッドユニット群と前記駆動信号生成回路群との間に配置され、前記駆動信号を供給する配線部材と、
    (D)前記ヘッドユニット群と前記配線部材との間に配置され、或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給される前記ヘッドユニットを、複数の前記ヘッドユニットの中から選択するセレクタ部と、
    (E)を有する液体吐出装置。
  2. 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
    前記ヘッドユニットは、
    液体を吐出する複数のノズルを列状に配置したノズル列を有し、
    前記ヘッドユニット群は、
    前記ノズル列の方向に並べられた複数のヘッドユニットによって構成されている、液体吐出装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の液体吐出装置であって、
    前記駆動信号生成回路は、
    第1駆動信号を繰り返し生成するとともに、第2駆動信号を繰り返し生成し、
    前記ヘッドユニットは、
    供給された駆動信号に基づいて前記液体の吐出動作をする素子と、
    前記第1駆動信号の前記素子への供給を制御するための第1スイッチと、
    前記第2駆動信号の前記素子への供給を制御するための第2スイッチとを有し、
    前記セレクタ部は、
    前記第1駆動信号が供給される前記ヘッドユニットと、前記第2駆動信号が供給される前記ヘッドユニットとをそれぞれ選択する、液体吐出装置。
  4. 請求項1から請求項3の何れかに記載の液体吐出装置であって、
    前記セレクタ部は、
    前記或る駆動信号生成回路からの駆動信号が供給される前記ヘッドユニットを、複数の前記駆動信号生成回路の使用状態に基づいて選択する、液体吐出装置。
  5. 請求項4に記載の液体吐出装置であって、
    前記セレクタ部は、
    前記ヘッドユニット群を構成する一部のヘッドユニットで液体を吐出する場合に、過去の使用頻度が低い前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号が、過去の使用頻度が高い前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号よりも優先して前記一部のヘッドユニットへ供給されるように、前記駆動信号の供給対象となる前記ヘッドユニットを選択する、液体吐出装置。
  6. 請求項4に記載の液体吐出装置であって、
    前記セレクタ部は、
    前記ヘッドユニット群を構成する一部のヘッドユニットで液体を吐出する場合に、発熱度合いの小さい前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号が、発熱度合いの大きい前記駆動信号生成回路からの前記駆動信号よりも優先して前記一部のヘッドユニットへ供給されるように、前記駆動信号の供給対象となる前記ヘッドユニットを選択する、液体吐出装置。
  7. 請求項6に記載の液体吐出装置であって、
    前記駆動信号生成回路の温度を検出する温度検出部であって、複数の前記駆動信号生成回路のそれぞれに対応して設けられる温度検出部を有し、
    前記セレクタ部は、
    前記温度検出部による検出結果に基づいて前記駆動信号生成回路の発熱度合いを認識する、液体吐出装置。
  8. 請求項6又は請求項7に記載の液体吐出装置であって、
    前記セレクタ部は、
    前記駆動信号生成回路の発熱度合いが判断基準量を超えた場合に、供給される駆動信号を生成する駆動信号生成回路と前記ヘッドユニットの組み合わせを変更する、液体吐出装置。
  9. 請求項1から請求項7の何れかに記載の液体吐出装置であって、
    前記ヘッドユニットから吐出される液体が着弾する媒体を搬送する媒体搬送部を有し、
    前記セレクタ部は、
    1枚の媒体に対する前記液体の吐出が終了する毎に、前記駆動信号と前記ヘッドユニットの組み合わせを変更する、液体吐出装置。
  10. 請求項1から請求項9の何れかに記載の液体吐出装置であって、
    前記セレクタ部は、
    複数の前記駆動信号生成回路からの複数の前記駆動信号、及び、選択指令信号に基づき、入力された複数の前記駆動信号の中から前記選択指令信号に応じた駆動信号を出力するマルチプレクサを有する、液体吐出装置。
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