JP2010208219A

JP2010208219A - 流体噴射装置、ヘッドユニット、及び流体噴射方法

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Publication number: JP2010208219A
Application number: JP2009058394A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Yamada; 智仁山田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】装置本体側からヘッド側への信号線の数を軽減させる。
【解決手段】ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号と、ノズルに対応して設けられた駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号とを出力する本体側コントローラーと、本体側コントローラーから出力されたデータ信号を伝送するためのデータ信号線と、Ｎ個の第１制御信号を伝送するためのＮ本の制御信号線とを有する配線と、Ｎ本の制御信号線を介して伝送されたＮ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換する変換部と、データ信号線を介して伝送されたデータ信号と、変換部で変換された第２制御信号とに基づいて、駆動素子の駆動を制御するヘッドコントローラーと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体噴射装置、ヘッドユニット、及び流体噴射方法に関する。

流体噴射装置の一例として、インクを噴射するインクジェットプリンターが知られている。プリンターには、複数のノズル及び各ノズルに対応した駆動素子（例えばピエゾ素子）を有するヘッドユニットが備えられており、駆動素子を駆動させることに基づいて、対応するノズルからインクが噴射される。

特開平１０−８１０１３号公報

このようなプリンターでは、複数の駆動素子の駆動をそれぞれ制御するために各種の信号（駆動信号、画素データなど）が装置本体側からヘッド側に伝送されている。このため、装置本体側からヘッド側まで各信号を伝送する信号線が多く必要になるという問題があった。
そこで本発明は、装置本体側からヘッド側への信号線の数を軽減させることを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号と、ノズルに対応して設けられた駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号とを出力する本体側コントローラーと、前記本体側コントローラーから出力された前記データ信号を伝送するためのデータ信号線と、前記Ｎ個の第１制御信号を伝送するためのＮ本の制御信号線とを有する配線と、前記Ｎ本の制御信号線を介して伝送された前記Ｎ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換する変換部と、前記データ信号線を介して伝送された前記データ信号と、前記変換部で変換された前記第２制御信号とに基づいて、前記駆動素子の駆動を制御するヘッドコントローラーと、を備えることを特徴とする流体噴射装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

プリンターの全体構成のブロック図である。図２Ａは、プリンターの斜視図である。図２Ｂは、プリンターの横断面図である。デコーダーとヘッドコントローラーＨＣの説明図である。デコーダーの動作の説明図である。ヘッドコントローラーＨＣに入力される信号の説明図である。制御ロジックの動作の説明図である。信号選択部の動作の説明図である。ピエゾ素子へ印加される印加信号の説明図である。第２実施形態のデコーダーとヘッドコントローラーの説明図である。第２実施形態のデコーダーの動作の説明図である。第２実施形態のヘッドコントローラーに入力される信号の説明図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号と、ノズルに対応して設けられた駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号とを出力する本体側コントローラーと、前記本体側コントローラーから出力された前記データ信号を伝送するためのデータ信号線と、前記Ｎ個の第１制御信号を伝送するためのＮ本の制御信号線とを有する配線と、前記Ｎ本の制御信号線を介して伝送された前記Ｎ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換する変換部と、前記データ信号線を介して伝送された前記データ信号と、前記変換部で変換された前記第２制御信号とに基づいて、前記駆動素子の駆動を制御するヘッドコントローラーと、を備えることを特徴とする流体噴射装置が明らかとなる。
このような流体噴射装置によれば、装置本体側からヘッド側への信号線の数を軽減させることができる。

かかる流体噴射装置であって、前記ヘッドコントローラーは、第１駆動信号又は第２駆動信号に含まれる前記駆動パルスを前記駆動素子に印加することを制御するものであり、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号には、それぞれ、１画素にドットを形成する期間に複数の前記駆動パルスが含まれており、前記第２制御信号には、前記期間を示す信号と、前記第１駆動信号に含まれる前記駆動パルスを前記駆動素子へ印加する区間を示す信号と、前記第２駆動信号に含まれる前記駆動パルスを前記駆動素子へ印加する区間を示す信号と、が含まれていてもよい。
このような流体噴射装置によれば、駆動素子を複数の駆動信号を用いて駆動させる際に、信号線の数を軽減させることができる。

かかる流体噴射装置であって、前記第２制御信号には、更に、前記期間ごとに前記駆動素子に所定電圧を印加する区間を示す信号が含まれていてもよい。
この場合にも信号線の数を軽減させることができる。

また、流体を噴射するノズルと、前記ノズルに対応して設けられた駆動素子と、前記駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号を本体側コントローラーからＮ本の制御信号線を介して受信し、前記Ｎ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換し、前記第２制御信号を出力する変換部と、前記ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号を本体側コントローラーからデータ信号線を介して受信し、前記データ信号と前記第２制御信号とに基づいて前記駆動素子の駆動を制御するヘッドコントローラーと、を有するヘッドユニットが明らかとなる。

また、ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号と、ノズルに対応して設けられた駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号とを出力すること、出力された前記データ信号をデータ信号線を介して伝送すると共に、前記Ｎ個の第１制御信号をＮ本の制御信号線を介して伝送すること、前記Ｎ本の制御信号線を介して伝送された前記Ｎ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換すること、及び、前記データ信号線を介して伝送された前記データ信号と、前記変換部で変換された前記第２制御信号とに基づいて、前記駆動素子の駆動を制御することを有する流体噴射方法が明らかとなる。

以下の実施形態では、インクジェットプリンター（以下、プリンター１ともいう）を例に挙げて説明する。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜プリンターの構成＞
図１は、本実施形態のプリンター１の全体構成のブロック図である。また、図２Ａは、プリンター１の斜視図であり、図２Ｂは、プリンター１の横断面図である。以下、本実施形態のプリンター１の基本的な構成について説明する。

本実施形態のプリンター１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、及びコントローラー６０（本体側コントローラーに相当する）を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、紙に画像を印刷する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。

搬送ユニット２０は、媒体（例えば、紙Ｓなど）を所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２（ＰＦモーターとも言う）と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する。給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された紙をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の紙Ｓを支持する。排紙ローラー２５は、紙Ｓをプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。

キャリッジユニット３０は、ヘッドを所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモーターとも言う）とを有する。キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。

ヘッドユニット４０は、紙にインクを噴射するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１と、デコーダー４２と、ヘッドコントローラーＨＣとを備える。ヘッド４１はキャリッジ３１に設けられているため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に噴射することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が紙に形成される。
なお、ヘッドユニットの構成の詳細については後述する。

検出器群５０には、リニア式エンコーダー５１、ロータリー式エンコーダー５２、紙検出センサー５３、および光学センサー５４等が含まれる。リニア式エンコーダー５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダー５２は、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサー５３は、給紙中の紙の先端の位置を検出する。光学センサー５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により、紙の有無を検出する。そして、光学センサー５４は、キャリッジ３１によって移動しながら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサー５４は、状況に応じて、紙の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。

コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントローラー６０は、インターフェイス部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４と、駆動信号生成回路６５とを有する。インターフェイス部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２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等の記憶素子を有する。駆動信号生成回路６５は、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の２種類の駆動信号を生成する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して各ユニットを制御する。

フレキシブルケーブル７１は、コントローラー６０とヘッドユニット４０との間に設けられた可撓性を有する配線である。フレキシブルケーブル７１は、コントローラー６０からヘッドユニット４０に各種の信号を伝送する伝送線を有している。例えば、コントローラー６０のユニット制御回路６４から、フレキシブルケーブル７１の伝送線を介してヘッドユニット４０へ、制御信号が送信される。なお、制御信号とは、各ノズルに対応して設けられた駆動素子（本実施形態ではピエゾ素子）の駆動を制御するための信号であり、本実施形態では、ラッチ信号（ＬＡＴ）、第１チェンジ信号（ＣＨ１）、第２チェンジ信号（ＣＨ２）が用いられる。ラッチ信号ＬＡＴとは、後述する繰り返し周期Ｔ（１画素の区間をヘッド４１が移動する期間）を示す信号である。また、第１チェンジ信号ＣＨ１とは、繰り返し周期Ｔにおいて、第１駆動信号ＣＯＭ１に含まれる駆動パルスをピエゾ素子へ印加する区間を示す信号である。また、第２チェンジ信号ＣＨ２とは、繰り返し周期Ｔにおいて、第２駆動信号ＣＯＭ２に含まれる駆動パルスをピエゾ素子へ印加する区間を示す信号である。

本実施形態では、コントローラー６０は、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２の３個の制御信号を送信する際に、この３個の信号をエンコードして２ビットデータの２個の制御信号（第１制御信号に相当する）を生成する。そして、コントローラー６０は、フレキシブルケーブル７１の２本の伝送線で、２ビットデータの制御信号をヘッドユニット４０に送信する。

ヘッドユニット４０のデコーダー４２は、２ビットデータの制御信号をデコードして、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２の３ビットデータの制御信号（第２制御信号に相当する）を生成する。
なお、デコーダー４２の詳細については後述する。

＜印刷手順について＞
コントローラー６０は、コンピューター１１０から印刷命令及び印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の処理を行う。
まず、コントローラー６０は、給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき用紙Ｓを搬送ローラー２３の所まで送る。次に、コントローラー６０は、搬送モーター２２を駆動させることによって搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。

用紙Ｓがヘッドユニット４０の下部まで搬送されると、コントローラー６０は、印刷命令に基づいてキャリッジモーター３２を回転させる。このキャリッジモーター３２の回転に応じて、キャリッジ３１が移動方向に移動する。また、キャリッジ３１が移動することによって、キャリッジ３１に設けられたヘッドユニット４０も同時に移動方向に移動する。そして、コントローラー６０は、ヘッドユニット４０が移動方向に移動している間にヘッド４１から断続的にインク滴を噴射させる。このインク滴が、用紙Ｓにインク滴が着弾することによって、移動方向に複数のドットが並ぶドット列が形成される。なお、移動するヘッド４１からインクを噴射することによるドット形成動作のことをパスという。

また、コントローラー６０は、ヘッドユニット４０が往復移動する合間に搬送モーター２２を駆動させる。搬送モーター２２は、コントローラー６０からの指令された駆動量に応じて回転方向の駆動力を発生する。そして、搬送モーター２２は、この駆動力を用いて搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。つまり、用紙Ｓの搬送量は、搬送ローラー２３の回転量に応じて定まることになる。このように、パスと搬送動作を交互に繰り返して行い、用紙Ｓの各画素にドットを形成していく。こうして用紙Ｓに画像が印刷される。
そして、最後に、コントローラー６０は、搬送ローラー２３と同期して回転する排紙ローラー２５によって印刷が終了した用紙Ｓを排紙する。

＜ヘッドユニット４０について＞
図３は、ヘッドユニット４０のデコーダー４２とヘッドコントローラーＨＣの説明図である。前述したように本実施形態のヘッドユニット４０は、デコーダー４２とヘッドコントローラーＨＣを有している。

図３に示すフレキシブルケーブル７１は、クロック信号ＣＬＫ、画素データＳＩ（データ信号に相当する）、２ビットデータの制御信号、第１駆動信号ＣＯＭ１、及び第２駆動信号ＣＯＭ２、接地ライン（ＧＮＤ）の各信号を、コントローラー６０からヘッドユニット４０に伝送する伝送線をそれぞれ有している。なお、画素データＳＩとは、各画素にドットを形成するか否か（すなわちノズルからインクを噴射するか否か）を示す信号であり、画素データＳＩを伝送する伝送線はデータ信号線に相当する。また、２ビットデータの制御信号を送信する２本の伝送線は制御信号線に相当する。
なお、ヘッドユニット４０において、制御信号はデコーダー４２に入力され、クロック信号ＣＬＫ、画素データＳＩ、第１駆動信号ＣＯＭ１、第２駆動信号ＣＯＭ２は、ヘッドコントローラーＨＣに入力される。

（デコーダー４２）
デコーダー４２（変換部に相当する）は、コントローラー６０からフレキシブルケーブル７１の２本の伝送線を介して２ビットデータの制御信号を受信する。そして、デコーダー４２は、２ビットデータの制御信号をデコードして、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２を生成する。つまり、デコーダー４２は、コントローラー６０から２本の伝送線を介して伝送された２ビットデータから３ビットデータを生成する。

図４は、デコーダー４２の動作の説明図である。
デコーダー４２は、コントローラー６０から２本の伝送線により伝送された２ビットデータの制御信号をデコードして、図４のようにラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２の３つの信号を生成する。例えば、コントローラー６０から受信した２ビットデータが［０１］の場合、デコーダー４２によって生成される信号は、ラッチ信号ＬＡＴがハイレベル（以下、Ｈレベル）、第１チェンジ信号ＣＨ１がローレベル（以下、Ｌレベル）、第２チェンジ信号ＣＨ２がＬレベルとなる。また、例えば、２ビットデータが［１１］の場合、デコーダー４２で生成される制御信号は、ラッチ信号ＬＡＴがＬレベル、第１チェンジ信号ＣＨ１がＬレベル、第２チェンジ信号ＣＨ２がＨレベルとなる。
このように、デコーダー４２は、コントローラー６０から受信した２個の制御信号をデコードすることにより、２個よりも多い数の３個の制御信号に変換する。
そして、デコーダー４２は、生成したラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２をヘッドコントローラーＨＣに出力する。

（ヘッドコントローラーＨＣ）
ヘッドコントローラーＨＣは、第１シフトレジスタ８１Ａと、第２シフトレジスタ８１Ｂと、第１ラッチ回路８２Ａと、第２ラッチ回路８２Ｂと、信号選択部８３と、制御ロジック８４と、第１スイッチ８６１と、第２スイッチ８６２を備えている。そして、制御ロジック８４を除いた各部（すなわち、第１シフトレジスタ８１Ａ、第２シフトレジスタ８１Ｂ、第１ラッチ回路８２Ａ、第２ラッチ回路８２Ｂ、信号選択部８３、第１スイッチ８６１、及び第２スイッチ８６２）は、それぞれピエゾ素子４１７毎に設けられる。

ヘッドコントローラーＨＣは、コントローラー６０からの画素データＳＩに基づき、インクを噴射させるための制御を行う。すなわち、ヘッドコントローラーＨＣは、印刷データに基づいて第１スイッチ８６１と第２スイッチ８６２を制御し、第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２の必要な波形部を選択的にピエゾ素子４１７へ印加させている。ここでは、画素データＳＩが２ビットで構成されている。そして、クロック信号ＣＬＫに同期して、この画素データＳＩがヘッドコントローラーＨＣへ送られてくる。さらに、画素データＳＩの上位ビット群が各第１シフトレジスタ８１Ａにセットされ、下位ビット群が各第２シフトレジスタ８１Ｂにセットされる。第１シフトレジスタ８１Ａには第１ラッチ回路８２Ａが電気的に接続され、第２シフトレジスタ８１Ｂには第２ラッチ回路８２Ｂが電気的に接続されている。そして、デコーダー４２からのラッチ信号ＬＡＴがＨレベルになると、各第１ラッチ回路８２Ａは対応する画素データＳＩの上位ビットをラッチし、各第２ラッチ回路８２Ｂは画素データＳＩの下位ビットをラッチする。第１ラッチ回路８２Ａ及び第２ラッチ回路８２Ｂでラッチされた画素データＳＩ（上位ビットと下位ビットの組）はそれぞれ、信号選択部８３に入力される。信号選択部８３は、第１ラッチ回路８２Ａ及び第２ラッチ回路８２Ｂにラッチされた画素データＳＩに応じて、制御ロジック８４から出力される第１選択信号ｑ０〜ｑ３と第２選択信号ｑ４〜ｑ７のうちの一組の選択信号（例えば第１選択信号ｑ０及び第２選択信号ｑ４）を選択し、選択された一組の選択信号を第１スイッチ制御信号ＳＷ１及び第２スイッチ制御信号ＳＷ２として出力する。第１スイッチ８６１には第１駆動信号ＣＯＭ１が入力されており、第２スイッチ８６２には第２駆動信号ＣＯＭ２が入力されている。各スイッチは、スイッチ制御信号に応じてオン／オフされて、駆動信号ＣＯＭに含まれる波形部を選択的にピエゾ素子４１７へ印加する。

図５は、ヘッドコントローラーＨＣに入力される信号の説明図である。また図６は、制御ロジック８４の動作の説明図である。
図５に示すようにヘッドコントローラーＨＣには、２種類の駆動信号ＣＯＭ（第１駆動信号ＣＯＭ１、第２駆動信号ＣＯＭ２）及び、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２が入力される。
ラッチ信号ＬＡＴとは、繰り返し周期Ｔ（１画素にドットを形成する期間）を示す信号である。
第１チェンジ信号ＣＨ１は、繰り返し周期Ｔにおいて、第１駆動信号ＣＯＭ１に含まれる駆動パルスをピエゾ素子へ印加する区間を示す信号である。
第２チェンジ信号ＣＨ２は、繰り返し周期Ｔにおいて、第２駆動信号ＣＯＭ２に含まれる駆動パルスをピエゾ素子へ印加する区間を示す信号である。

第１駆動信号ＣＯＭ１は、繰り返し周期Ｔにおける期間Ｔ１１で生成される第１波形部ＳＳ１１と、期間Ｔ１２で生成される第２波形部ＳＳ１２と、期間Ｔ１３で生成される第３波形部ＳＳ１３とを有する。ここで、第１波形部ＳＳ１１は駆動パルスＰＳ１を有している。また、第２波形部ＳＳ１２は駆動パルスＰＳ２を、第３波形部ＳＳ１３は駆動パルスＰＳ３をそれぞれ有している。そして、駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２及び駆動パルスＰＳ３は、大ドットの形成時にピエゾ素子４１７へ印加されるものであり、互いに同じ波形をしている。なお、駆動パルスＰＳ２は、中ドットの形成時においても、ピエゾ素子４１７へ印加されるものである。

第２駆動信号ＣＯＭ２は、期間Ｔ２１で生成される第１波形部ＳＳ２１と、期間Ｔ２２で生成される第２波形部ＳＳ２２とを有する。この第２駆動信号ＣＯＭ２では、第１波形部ＳＳ２１は駆動パルスＰＳ４を、第２波形部ＳＳ２２は駆動パルスＰＳ５をそれぞれ有している。ここで、駆動パルスＰＳ４は、小ドットの形成時にピエゾ素子４１７へ印加される。また、駆動パルスＰＳ５は、ドットを形成しない時にピエゾ素子４１７へ印加されるものである。但し、この駆動パルスＰＳ５がピエゾ素子４１７へ印加されると、ヘッド４１からはインク滴は噴射されないが、ヘッド４１のインク貯留室（不図示）や圧力室（不図示）内のインクが微振動され、ノズルＮｚ内のインクの目詰まりが防止される。

図５に示すようなラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１及び第２チェンジ信号ＣＨ２が制御ロジック８４に入力されると、制御ロジック８４は図６に示すように第１選択信号ｑ０〜ｑ３及び第２選択信号ｑ４〜ｑ７を出力する。

例えば、第１選択信号ｑ２に着目すると、最初のラッチ信号ＬＡＴのパルスが入力されてから、第１チェンジ信号ＣＨ１のパルスが入力されるまでの間の期間Ｔ１１の間、Ｌレベルの信号が出力される。そして、最初の第１チェンジ信号ＣＨ１のパルスが入力されてから、２回目の第１チェンジ信号ＣＨ１のパルスが入力されるまでの間の期間Ｔ１２の間、Ｈレベルの信号が出力される。そして、２回目の第１チェンジ信号ＣＨ１のパルスが入力されてから、次のラッチ信号ＬＡＴのパルスが入力されるまでの間の期間１３の間、Ｌレベルの信号が出力される。この結果、選択信号ｑ２は、期間Ｔの中で０（Ｌレベル）→１（Ｈレベル）→０（Ｌレベル）と変化する信号になる。

また、第２選択信号ｑ４に着目すると、最初のラッチ信号ＬＡＴのパルスが入力されてから、第２チェンジ信号ＣＨ２のパルスが入力されるまでの間の期間Ｔ２１の間、Ｌレベルの信号が出力される。そして、第２チェンジ信号ＣＨ２のパルスが入力されてから、次のラッチ信号ＬＡＴのパルスが入力されるまでの間の期間Ｔ２２の間、Ｈレベルの信号が出力される。この結果、選択信号ｑ４は、期間Ｔの中で０（Ｌレベル）→１（Ｈレベル）と変化する信号になる。

図７は、信号選択部８３の動作の説明図である。
信号選択部８３は、第１選択信号ｑ０〜ｑ３及び第２選択信号ｑ４〜ｑ７の中から、ラッチされた画素データＳＩに対応する組み合わせを選択し、スイッチ制御信号ＳＷとして出力する。
例えば、ラッチされた２ビットデータ（画素データＳＩ）が［００］の場合、信号選択部８３は、第１スイッチ制御信号ＳＷ１として第１選択信号ｑ０を出力し、第２スイッチ制御信号ＳＷ２として第２選択信号ｑ４を出力する。

図８は、ピエゾ素子４１７へ印加される印加信号の説明図である。
まず、大ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［１１］の場合）について説明する。画素データ［１１］がラッチされている場合、図７より、第１スイッチ制御信号ＳＷ１として第１選択信号ｑ３が出力され、第２スイッチ制御信号ＳＷ２として第２選択信号ｑ７が出力される。これにより、期間Ｔ１１、期間Ｔ１２及び期間Ｔ１３において第１スイッチ８６１はオン状態になり、期間Ｔにおいて第２スイッチ８６２はオフ状態になる。この結果、第１駆動信号ＣＯＭ１の第１波形部ＳＳ１１が有する駆動パルスＰＳ１と、第１駆動信号ＣＯＭ１の第２波形部ＳＳ１２が有する駆動パルスＰＳ２と、第１駆動信号ＣＯＭ１の第３波形部ＳＳ１３が有する駆動パルスＰＳ３とがピエゾ素子４１７へ順に印加され、ノズルＮｚからは大ドットに対応する量のインク滴（大インク滴）が噴射される。

次に、中ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［１０］の場合）について説明する。画素データ［１０］がラッチされている場合、図７より、第１スイッチ制御信号ＳＷ１として第１選択信号ｑ２が出力され、第２スイッチ制御信号ＳＷ２として第２選択信号ｑ６が出力される。これにより、期間Ｔ１２において第１スイッチ８６１がオン状態になり、他の期間では第１スイッチ８６１がオフ状態になる。また、期間Ｔにおいて第２スイッチ８６２はオフ状態になる。この結果、第１駆動信号ＣＯＭ１の第２波形部ＳＳ１２が有する駆動パルスＰＳ２がピエゾ素子４１７へ印加され、ノズルＮｚからは中ドットに対応する量のインク滴（中インク滴）が噴射される。

次に、小ドットの形成の場合（画素データＳＩがデータ［０１］の場合）について説明する。画素データ［０１］がラッチされている場合、図７より、第１スイッチ制御信号ＳＷ１として第１選択信号ｑ１が出力され、第２スイッチ制御信号ＳＷ２として第２選択信号ｑ５が出力される。これにより、期間Ｔにおいて第１スイッチ８６１がオフ状態になる。また、期間Ｔ２１において第２スイッチ８６２がオン状態になり、期間Ｔ２２において第２スイッチ８６２はオフ状態になる。この結果、第２駆動信号ＣＯＭ２の第１波形部ＳＳ２１が有する駆動パルスＰＳ４がピエゾ素子４１７へ印加され、ノズルＮｚからは小ドットに対応する量のインク滴（中インク滴）が噴射される。

次に、ドットの非形成の場合（画素データＳＩがデータ［００］の場合）について説明する。画素データ［００］がラッチされている場合、図７より、第１スイッチ制御信号ＳＷ１として第１選択信号ｑ０が出力され、第２スイッチ制御信号ＳＷ２として第２選択信号ｑ４が出力される。これにより、期間Ｔにおいて第１スイッチ８６１がオフ状態になる。また、期間Ｔ２１において第２スイッチ８６２がオフ状態になり、期間Ｔ２２において第２スイッチ８６２がオン状態になる。この結果、第２駆動信号ＣＯＭ２の第２波形部ＳＳ２２が有する駆動パルスＰＳ５がピエゾ素子４１７へ印加される。この場合、ノズルＮｚからはインク滴は噴射されないが、ピエゾ素子４１７の駆動によってインクが微振動し、ノズル内のインクが攪拌される。

このように、ドットの非形成の場合、制御ロジック８４から出力される選択信号ｑ０〜ｑ７のうち、第１選択信号ｑ０及び第２選択信号ｑ４の組がスイッチ制御信号として選択される。同様に、小ドットの形成の場合は第１選択信号ｑ１及び第２選択信号ｑ５の組が、中ドットの形成の場合は第１選択信号ｑ２及び第２選択信号ｑ６の組が、大ドットの形成の場合は第１選択信号ｑ３及び第２選択信号ｑ７の組が、スイッチ制御信号として選択される。

なお、ドットの形成の際に、期間Ｔにおいて、第１スイッチ８６１及び第２スイッチ８６２のうちの一方のスイッチがオフ状態になるので、各ピエゾ素子４１７には、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２のうちの一方の駆動信号しか選択されない。このため、ドット形成の際に、第１駆動信号ＣＯＭ１に含まれる波形部と、第２駆動信号ＣＯＭ２に含まれる波形部とが、期間Ｔにおいて同じピエゾ素子４１７に印加されることはない。また、第１スイッチ８６１及び第２スイッチ８６２が同時にオン状態になることはない。

（第１実施形態のまとめ）
第１実施形態では、コントローラー６０は、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２をエンコードして２ビットデータの制御信号を生成し、フレキシブルケーブル７１の２本の伝送線を介して、２ビットデータの制御信号をヘッドユニット４０に送信している。そして、ヘッドユニット４０のデコーダー４２は、受信した２ビットデータの制御信号をデコードして、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２を生成している。これにより、３つの制御信号（３ビットデータ）を本体側からヘッド側に伝送する場合と比べて、フレキシブルケーブル７１の線数を軽減（制御信号の伝送線を３本から２本に軽減）することができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
プリンター１ではピエゾ素子４１７を駆動させてインクを噴射させている。ところで、ピエゾ素子４１７は容量性の負荷であるので、自然放電によりピエゾ素子４１７の高圧側端子の電位が中間電位から下がることがある。例えば、第１実施形態において、第１スイッチ８６１と第２スイッチ８６２が両方オフになる期間が長くなると、ピエゾ素子４１７の高圧側端子の電位が中間電位から大きく低下する。
その後、第１スイッチ８６１又は第２スイッチ８６２がオンになり、第１駆動信号ＣＯＭ１又は第２駆動信号ＣＯＭ２の中間電位がピエゾ素子４１７に印加されると、ピエゾ素子４１７が急に充電されて急変形し、ノズルからインク滴が噴射されたり、ノズル開口のインクメニスカスが乱れたりするおそれがある。
そこで、第２実施形態では、強制充電信号ＮＣＨＧによって、周期Ｔごとにピエゾ素子４１７を強制的に中間電位に充電する。
なお、以下の説明において、第１実施形態と同一部分については同一符号を付し説明を省略する。

図９は、第２実施形態のデコーダーとヘッドコントローラーの説明図である。
なお、第２実施形態では制御信号として、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２に加えて強制充電信号ＮＣＨＧを用いる。強制充電信号ＮＣＨＧとは、周期Ｔごとにピエゾ素子４１７に駆動信号ＣＯＭの中間電位を印加する区間を示す信号である。

第２実施形態では、コントローラー６０は、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２、強制充電信号ＮＣＨＧの４個の制御信号を送信する際に、この４個の信号をエンコードして３ビットデータ（３個）の制御信号（第１制御信号に相当する）を生成する。そして、コントローラー６０は、フレキシブルケーブル７１の３本の伝送線で、３ビットデータの制御信号をヘッドユニット４０に送信する。
第２実施形態のヘッドユニット４０は、デコーダー４２´とヘッドコントローラーＨＣ´を有している。

デコーダー４２´は、コントローラー６０からフレキシブルケーブル７１の３本の伝送線を介して３ビットデータの制御信号を受信する。そして、デコーダー４２´は、３ビットデータの制御信号をデコードして、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２、強制充電信号ＮＣＨＧの４個の制御信号(第２制御信号に相当する)を生成する。つまり、デコーダー４２´は、コントローラー６０から３本の伝送線を介して伝送された３ビットデータから４ビットデータを生成する。言い換えると、デコーダー４２´は、３個の制御信号を、３個よりも多い数の４個の制御信号に変換する。そして、デコーダー４２´は、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２、強制充電信号ＮＣＨＧをヘッドコントローラーＨＣ´に出力する。

図１０は、第２実施形態のデコーダー４２´の動作の説明図である。
デコーダー４２´は、コントローラー６０から伝送される３ビットデータに応じて、図４のようにラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２、強制充電信号ＮＣＨＧの４つの信号に変換し、ヘッドコントローラーＨＣ´に出力する。
例えば、図より、コントローラー６０から伝送された３ビットデータが［０１１］の場合、デコーダー４２´で生成される信号は、ラッチ信号ＬＡＴがＬレベル、第１チェンジ信号ＣＨ１がＨレベル、第２チェンジ信号ＣＨ２がＬレベル、強制充電信号ＮＣＨＧがＨレベルとなる。

第２実施形態のヘッドコントローラーＨＣ´は、図９に示すように、ＯＲ回路８５を有している。ＯＲ回路８５はピエゾ素子４１７毎に設けられており、ＯＲ回路８５には、強制充電信号ＮＣＨＧの反転と、第１スイッチ信号ＳＷ１が入力される。そして、ＯＲ回路８５の出力によって、第１スイッチ８６１のオン／オフが制御される。

図１１は、第２実施形態のヘッドコントローラーＨＣ´に入力される信号の説明図である。
強制充電信号ＮＣＨＧは、周期Ｔの開始から時間Ｔ_ＮＣＨＧだけ経過するまでの間はＬレベルであり、その他の間ではＨレベルである。なお、強制充電信号ＮＣＨＧがＬレベルの時間（Ｔ_ＮＣＨＧ）は、ラッチ信号ＬＡＴのＨレベルの時間（Ｔ_ＬＡＴ）よりも長い。
また、周期Ｔの開始から時間Ｔ_ＮＣＨＧが経過するまでの間、第１駆動信号ＣＯＭ１も第２駆動信号ＣＯＭ２も共に中間電位である。

図１１に示すように、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２及び強制充電信号ＮＣＨＧの４個の信号の状態は、以下の５通りである。

（状態１）
ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、及び第２チェンジ信号ＣＨ２がＬレベルで、強制充電信号ＮＣＨＧがＨレベル（例えば、周期Ｔ開始直前や周期Ｔ開始から時間Ｔ_ＮＣＨＧ経過直後）。なお、これはコントローラー６０からの３ビットデータが［０００］の場合の状態である。

（状態２）
ラッチ信号ＬＡＴがＨレベルで、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２及び強制充電信号ＮＣＨＧがＬレベル（例えば、周期Ｔ開始直後）。なお、これはコントローラー６０からの３ビットデータが［００１］の場合の状態である。

（状態３）
ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２、及び強制充電信号ＮＣＨＧが全てＬレベル（例えば、周期Ｔ開始してから時間Ｔ_ＬＡＴ経過後、時間Ｔ_ＮＣＨＧ経過前）。なお、これはコントローラー６０からの３ビットデータが［０１０］の場合の状態である。

（状態４）
ラッチ信号ＬＡＴがＬレベル、第１チェンジ信号ＣＨ１がＨレベル、第２チェンジ信号ＣＨ２がＬレベル、強制充電信号ＮＣＨＧがＨレベル（例えば、周期Ｔ開始してから時間Ｔ1１経過直後）。なお、これはコントローラー６０からの３ビットデータが［０１１］の場合の状態である。

（状態５）
ラッチ信号ＬＡＴがＬレベル、第１チェンジ信号ＣＨ１がＬレベル、第２チェンジ信号ＣＨ２がＨレベル、強制充電信号ＮＣＨＧがＨレベル（例えば、周期Ｔ開始してから時間Ｔ２１経過直後）。なお、これはコントローラー６０からの３ビットデータが［１００］の場合の状態である。

本実施形態では、ヘッドコントローラーＨＣ´のＯＲ回路８５には、強制充電信号ＮＣＨＧの反転信号と第１スイッチ信号ＳＷ１とが入力される。
強制充電信号ＮＣＨＧがＬレベルの場合（状態２及び状態３の場合）、第１スイッチ制御信号ＳＷ１に関わらず、ＯＲ回路８５からＨレベルが出力される。よって、強制充電信号ＮＣＨＧがＬレベルの時には、第１スイッチ８６１がオンし、第１駆動信号ＣＯＭ１がピエゾ素子４１７に印加される。これによりピエゾ素子４１７は第１駆動信号ＣＯＭ１（このとき中間電位）により充電される。
一方、強制充電信号ＮＣＨＧがＨレベルの場合（状態１、状態４、状態５の場合）、第１スイッチ制御信号ＳＷ１がＨレベルのときは、強制充電信号ＮＣＨＧに関わらず、ＯＲ回路８５からＨレベルが出力される。また、第１スイッチ制御信号ＳＷ１がＬレベルのときは、ＯＲ回路８５からＬレベルが出力される。よって、この場合、第１スイッチ制御信号ＳＷ１に応じて第1スイッチ８６１がオン／オフする。
このように、強制充電信号ＮＣＨＧがＬレベルの期間にピエゾ素子４１７が中間電位に充電されるので、ノズルからのインク滴の誤噴射や、ノズル開口のインクメニスカスの乱れを防止できる。

（第２実施形態のまとめ）
第２実施形態では、本実施形態では、コントローラー６０は、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２、強制充電信号ＮＣＨＧをエンコードして３ビットデータの制御信号を生成し、フレキシブルケーブル７１の３本の伝送線を介して、３ビットデータの制御信号をヘッドユニット４０に送信している。そして、ヘッドユニット４０のデコーダー４２´は、受信した３ビットデータの制御信号をデコードして、ラッチ信号ＬＡＴ、第１チェンジ信号ＣＨ１、第２チェンジ信号ＣＨ２、強制充電信号ＮＣＨＧの４個の制御信号を生成している。これにより、４個の制御信号（４ビットデータ）をそのまま本体側からヘッドユニット側に伝送する場合と比べて、フレキシブルケーブル７１の線数を軽減（制御信号を伝送するための伝送線を４本から３本に軽減）することができる。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、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言うまでもない。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。

＜液体噴射装置について＞
前述の実施形態では、液体噴射装置の一例としてインクジェットプリンターが説明されている。但し、液体噴射装置はインクジェットプリンターに限られるものではなく、インク以外の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような液状体も含む）や液体以外の流体（流体として噴射できる固体、例えば粉体）を噴射する流体噴射装置にも適用可能である。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる液状の色剤や電極材などを噴射する噴射装置や、バイオチップ製造に用いられる液状の生体有機物を噴射する噴射装置に、前述の実施形態を適用しても良い。

＜インクについて＞
前述の実施形態は、プリンターの実施形態だったので、インクをノズルから噴射しているが、このインクは水性でも良いし、油性でも良い。また、ノズルから噴射する流体は、インクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（水も含む）をノズルから噴射しても良い。

＜ピエゾ素子について＞
前述の実施形態では、ピエゾ素子を用いてインクを噴射していた。しかし、液体を噴射する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。

＜印刷方式について＞
前述の実施形態では、媒体を搬送方向に搬送する搬送動作と、ヘッドを移動方向に移動させながらノズルからインクを噴射することによって媒体にドットを形成するドット形成動作を繰り返し行なうプリンター（いわゆるシリアルプリンター）であったが、シリアルプリンターに限られない。例えば、媒体幅方向に媒体幅以上の長さのノズル列を備え、媒体を搬送方向に搬送させながらノズル列の各ノズルからインクを噴射させることで媒体に画像を印刷するラインプリンターでも良い。

＜フレキシブルケーブルについて＞
前述の実施形態では、フレキシブルケーブルを介してデータの送受信を行なっていたが、フレキシブルケーブルに限られず、基板上の配線でも良い。この場合にも配線数を軽減することができる。

１プリンター、２０搬送ユニット、２１給紙ローラー、
２２搬送モーター（ＰＦモーター）、２３搬送ローラー、
２４プラテン、２５排紙ローラー、３０キャリッジユニット、
３１キャリッジ、３２キャリッジモーター（ＣＲモーター）、
４０ヘッドユニット、４１ヘッド、４２デコーダー、５０検出器群、
５１リニア式エンコーダー、５２ロータリー式エンコーダー、
５３紙検出センサー、５４光学センサー、６０コントローラー、
６１インターフェイス部、６２ＣＰＵ、６３メモリー、
６４ユニット制御回路、６５駆動信号生成回路、
７１フレキシブルケーブル、
８１Ａ第１シフトレジスタ、８１Ｂ第２シフトレジスタ、
８２Ａ第１ラッチ回路、８２Ｂ第２ラッチ回路、
８３信号選択部、８４制御ロジック、８５ＯＲ回路
８６１第１スイッチ、８６２第２スイッチ、
１１０コンピューター、４１７ピエゾ素子、
ＨＣヘッドコントローラー、

Claims

ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号と、ノズルに対応して設けられた駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号とを出力する本体側コントローラーと、
前記本体側コントローラーから出力された前記データ信号を伝送するためのデータ信号線と、前記Ｎ個の第１制御信号を伝送するためのＮ本の制御信号線とを有する配線と、
前記Ｎ本の制御信号線を介して伝送された前記Ｎ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換する変換部と、
前記データ信号線を介して伝送された前記データ信号と、前記変換部で変換された前記第２制御信号とに基づいて、前記駆動素子の駆動を制御するヘッドコントローラーと、
を備えることを特徴とする流体噴射装置。
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記ヘッドコントローラーは、第１駆動信号又は第２駆動信号に含まれる前記駆動パルスを前記駆動素子に印加することを制御するものであり、
前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号には、それぞれ、１画素にドットを形成する期間に複数の前記駆動パルスが含まれており、
前記第２制御信号には、
前記期間を示す信号と、
前記第１駆動信号に含まれる前記駆動パルスを前記駆動素子へ印加する区間を示す信号と、
前記第２駆動信号に含まれる前記駆動パルスを前記駆動素子へ印加する区間を示す信号と、
が含まれることを特徴とする流体噴射装置。
請求項２に記載の流体噴射装置であって、
前記第２制御信号には、更に、前記期間ごとに前記駆動素子に所定電圧を印加する区間を示す信号が含まれる、ことを特徴とする流体噴射装置。
流体を噴射するノズルと、
前記ノズルに対応して設けられた駆動素子と、
前記駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号を本体側コントローラーからＮ本の制御信号線を介して受信し、前記Ｎ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換し、前記第２制御信号を出力する変換部と、
前記ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号を本体側コントローラーからデータ信号線を介して受信し、前記データ信号と前記第２制御信号とに基づいて前記駆動素子の駆動を制御するヘッドコントローラーと、
を有するヘッドユニット。
ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号と、ノズルに対応して設けられた駆動素子の駆動を制御するためのＮ個の第１制御信号とを出力すること、
出力された前記データ信号をデータ信号線を介して伝送すると共に、前記Ｎ個の第１制御信号をＮ本の制御信号線を介して伝送すること、
前記Ｎ本の制御信号線を介して伝送された前記Ｎ個の第１制御信号をＮ個よりも多い数の第２制御信号に変換すること、及び、
前記データ信号線を介して伝送された前記データ信号と、前記変換部で変換された前記第２制御信号とに基づいて、前記駆動素子の駆動を制御すること
を有する流体噴射方法。