JP2010214651A - 流体噴射装置、及び流体噴射方法 - Google Patents

流体噴射装置、及び流体噴射方法 Download PDF

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Abstract

【課題】装置本体側からヘッド側への配線数を軽減させる。
【解決手段】ノズルに対応して設けられた駆動素子と、ノズルが1画素に流体を噴射する周期ごとに繰り返される駆動信号であって、各周期において複数の駆動パルスが含まれる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、ノズルから流体を噴射するか否かを示すデータ信号を周期ごとに出力するとともに、駆動信号に含まれる駆動パルスを駆動素子に印加する区間を示すタイミング制御信号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とタイミング制御信号を伝送する配線と、配線を介して受信したタイミング制御信号から前記周期を示す周期信号を生成する周期信号生成部と、周期信号に応じて取り込んだデータ信号に基づいて、前記周期に含まれる複数の駆動パルスのうちの所定の駆動パルスを駆動素子へ印加するヘッドコントローラーと、を有する。
【選択図】図5

Description

本発明は、流体噴射装置、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配線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、ノズルに対応して設けられた駆動素子と、前記ノズルが1画素に流体を噴射する周期ごとに繰り返される駆動信号であって、各前記周期において複数の駆動パルスが含まれる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、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前記周期ごとに出力するとともに、前記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区間を示すタイミング制御信号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と前記タイミング制御信号を伝送する配線と、前記配線を介して受信した前記タイミング制御信号から前記周期を示す周期信号を生成する周期信号生成部と、前記周期信号に応じて取り込んだ前記データ信号に基づいて、前記周期に含まれる複数の駆動パルスのうちの所定の駆動パルスを前記駆動素子へ印加するヘッドコントローラーと、を有す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。 ヘッドコントローラーHCの説明図である。 各信号のタイミングの説明図である。 第1実施形態の説明図である。 第1実施形態の各種信号の説明図である。 第2実施形態の信号生成部の説明図である。 第2実施形態の各種信号の説明図である。 第3実施形態の説明図である。 第3実施形態の各種信号の説明図である。 第4実施形態のヘッドユニットの説明図である。 第4実施形態の信号生成回路及び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。 第4実施形態の制御ロジックの動作の説明図である。 第4実施形態のデコーダーの動作の説明図である。 第4実施形態でピエゾ素子へ印加される印加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。
ノズルに対応して設けられた駆動素子と、前記ノズルが1画素に流体を噴射する周期ごとに繰り返される駆動信号であって、各前記周期において複数の駆動パルスが含まれる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、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前記周期ごとに出力するとともに、前記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区間を示すタイミング制御信号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と前記タイミング制御信号を伝送する配線と、前記配線を介して受信した前記タイミング制御信号から前記周期を示す周期信号を生成する周期信号生成部と、前記周期信号に応じて取り込んだ前記データ信号に基づいて、前記周期に含まれる複数の駆動パルスのうちの所定の駆動パルスを前記駆動素子へ印加するヘッドコントローラーと、を有す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配線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、前記周期信号生成部は、前記タイミング制御信号に応じてカウント値をインクリメントするカウンタと、前記カウント値が所定値のときに前記タイミング制御信号に応じて前記周期信号を出力する判定部とを有することが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、タイミング制御信号のパルスをカウントすることに、基づいてヘッド側で周期信号を生成できる。これにより、装置本体側からヘッド側への配線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、前記カウンタは、複数のフリップフロップを有するリングカウンタであり、特定のフリップフロップの出力を用いて前記周期信号が生成されてもよい。
このような流体噴射装置によれば、リングカウンタの動作に応じて、ヘッド側で周期信号を生成できる。これにより、装置本体側からヘッド側への配線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、前記カウンタは、N進カウンタであり、前記駆動信号の各前記周期にN個より少ないM個の駆動信号が含まれる場合には、前記タイミング制御信号にダミーパルスが含まれることが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、駆動信号の駆動パルスの数が変化する場合にも対応することができる。
また、ノズルが1画素に流体を噴射する周期ごとに繰り返される駆動信号であって、各前記周期において複数の駆動パルスが含まれる駆動信号を生成すること、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前記周期ごとに出力するとともに、前記駆動信号に含まれる前記駆動パルスを駆動素子に印加する区間を示すタイミング制御信号を本体側コントローラーから出力すること、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と前記タイミング制御信号を伝送すること、受信した前記タイミング制御信号から前記周期を示す周期信号を生成すること、及び前記周期信号に応じて取り込んだ前記データ信号に基づいて、前記周期に含まれる複数の駆動パルスのうちの所定の駆動パルスを前記駆動素子へ印加することを有することを特徴と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。
===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)、及び、フレキシブルケーブル71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、ヘッドコントローラーHCとを備える。このヘッド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40の構成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、駆動信号生成部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。駆動信号生成部65は、ピエゾ素子を駆動させるための共通駆動信号COM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、可撓性を有する配線であり、コントローラー60とヘッドユニット40との間で各種の信号を伝送する。
なお、本体側(コントローラー60)からフレキシブルケーブル71を介してヘッド側(ヘッドユニット40)に送られる信号は、本実施形態では、共通駆動信号COM、タイミング制御信号TMC、画素データSI、クロック信号CLK、接地ライン(GND)である。後述する比較例では、タイミング制御信号TMCの代わりに、ラッチ信号LATとチェンジ信号CHが、それぞれ別々に、フレキシブルケーブル71を介してヘッドユニット40に送信される。
<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。
===ヘッドユニットについて===
<比較例>
図3は、ヘッドコントローラーHCの説明図であり、図4は、各信号のタイミングの説明図である。
図3に示す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、デコーダー83と、制御ロジック84と、スイッチ86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、デコーダー83、スイッチ86)は、それぞれピエゾ素子417毎に設けられる。なお、ピエゾ素子417は、ノズルからインクを噴射するために駆動される素子(駆動素子)であり、ヘッド41においてノズル毎に設けられている。
比較例(図3)の場合、フレキシブルケーブル71中の伝送線には、共通駆動信号COM、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、画素データSI、クロック信号CLK、及び接地ラインGNDの各伝送線がある。そして、ヘッドコントローラーHCには、コントローラー60からフレキシブルケーブル71の各伝送線を介して、共通駆動信号COM、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、画素データSI、クロック信号CLKが送信される。以下、これらの信号について説明する。
共通駆動信号COM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、期間T14で生成される第4波形部SS14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、第4波形部SS14は駆動パルスPS4をそれぞれ有している。そして、駆動パルスPS1及び駆動パルスPS3は、後で詳述する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。また、駆動パルスPS3は、後で詳述する中ドットの形成時にも、ピエゾ素子417へ印加されるものである。また、駆動パルスPS2は、後で詳述する小ドットの形成時に、ピエゾ素子417へ印加されるものである。また、駆動パルスPS4は、ドットを形成しないときに、ピエゾ素子417に印加されるものである。但し、この駆動パルスPS4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。
この共通駆動信号COMは、ピエゾ素子417毎に設けられたスイッチ86にそれぞれ入力されている。スイッチ86は、共通駆動信号COMをピエゾ素子417に印加するか否かのオン/オフ制御を行う。このオン/オフ制御により、共通駆動信号COMの一部分を、選択的にピエゾ素子417へ印加させることができ、これにより、ドットの大きさを変更することができる。このように、各波形部は、ピエゾ素子417へ印加される一単位である。なお、各波形部をピエゾ素子417へ印加させるための制御については、後で詳しく説明する。
ラッチ信号LATは、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。ラッチ信号LATは、リニア式エンコーダー51の信号に基づいて、コントローラー60によって生成され、制御ロジック84とラッチ回路(第1ラッチ回路82A、第2ラッチ回路82B)に入力される。
チェンジ信号CHは、共通駆動信号COMに含まれる駆動パルスをピエゾ素子417に印加する区間を示す信号である。チェンジ信号CHは、リニア式エンコーダー51の信号に基づいてコントローラー60によって生成され、制御ロジック84に入力される。
画素データSI(データ信号に相当する)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)を示す信号である。この画素データは、1個のノズルに対して2ビットずつで構成されている。例えば、ノズル数が64個の場合、2ビット×64の画素データSIが繰り返し周期T毎にコントローラー60から送られてくることになる。なお、画素データSIは、第1シフトレジスタ81A及び第2シフトレジスタ81Bに入力される。
クロック信号CLKは、コントローラー60から送られる画素データSIやチェンジ信号CHを、制御ロジック84や各シフトレジスタ(第1シフトレジスタ81A、第2シフトレジスタ81B)にセットする際に用いられる信号である。
次に、ヘッドコントローラーHCで生成される信号について説明する。ヘッドコントローラーHCでは、選択信号q0〜q3、スイッチ制御信号SW、印加信号が生成される。
選択信号q0〜q3は、ラッチ信号LATとチェンジ信号CHに基づいて、制御ロジック64で生成される。そして生成された選択信号q0〜q3は、ピエゾ素子417毎に設けられたデコーダー83にそれぞれ入力される。
スイッチ制御信号SWは、各ラッチ回路(第1ラッチ回路82A、第2ラッチ回路82B)にラッチされた画素データ(2ビット)に基づいて、選択信号q0〜q3の何れかがデコーダー83によって選択されたものである。各デコーダー83で生成されたスイッチ制御信号SWは、対応するスイッチ86にそれぞれ入力される。
印加信号は、共通駆動信号COMとスイッチ制御信号に基づいてスイッチ86から出力される。この印加信号は、各スイッチ86と対応するピエゾ素子417にそれぞれ印加される。
(ヘッドコントローラーHCの動作)
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スイッチ86のオン/オフを制御し、共通駆動信号COM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。言い換えると、ヘッドコントローラーHCは、各ピエゾ素子417の駆動を制御している。本実施形態では、画素データSIが2ビットで構成されている。そして、転送用クロックCLKに同期して、この画素データSIがヘッド41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、コントローラー60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、デコーダー83に入力される。デコーダー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から出力される選択信号q0〜q3のうちの一つの選択信号(例えば選択信号q1)を選択し、選択され選択信号をスイッチ制御信号SWとして出力する。各スイッチ86は、スイッチ制御信号に応じてオン/オフされて、共通駆動信号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。
(画素データとドットの関係)
まず、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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q0が出力される。これにより、期間T14においてスイッチ86がオン状態になり、期間T11〜期間T13においてスイッチ86がオフ状態になる。この結果、この結果、共通駆動信号COMの第4波形部SS14が有する駆動パルスPS4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。
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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q1が出力される。これにより、期間T12においてスイッチ86がオン状態になり、期間T11、期間T13及び期間T14においてスイッチ86がオフ状態になる。この結果、共通駆動信号COM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、ノズルからは小ドットに対応する量のインク滴(小インク滴)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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q2が出力される。これにより、期間T13においてスイッチ86がオン状態になり、期間T11、期間T12、及び期間T14においてスイッチ86がオフ状態になる。この結果、共通駆動信号COMの第3波形部SS13が有する駆動パルスPS3がピエゾ素子417へ印加され、ノズル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、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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q3が出力される。これにより、期間T11及び期間T13においてスイッチ86がオン状態になり、期間T12期間T14においてスイッチ86がオフ状態となる。この結果、共通駆動信号COMの第1波形部SS11が有する駆動パルスPS1と共通駆動信号COMの第3波形部SS13が有する駆動パルスPS3がピエゾ素子417へ印加され、ノズル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。
このように、ヘッドコントローラーHCは、ラッチ信号LATに応じて取り込んだ画像データSIに基づいて、共通駆動信号COMの、繰り返し周期Tに含まれる所定の駆動パルスをピエゾ素子417に印加する。
<第1実施形態>
比較例では、ラッチ信号LATを伝送するための伝送線と、チェンジ信号CHを伝送するための伝送線を、それぞれ別々にフレキシブルケーブル71に用意する必要がある。これに対し、本実施形態では、ラッチ信号LATとチェンジ信号CHを伝送する代わりにタイミング制御信号TMCを伝送し、このタイミング制御信号TMCを受信したヘッドユニット側でラッチ信号LATとチェンジ信号CHを生成する。これにより、ケーブル71の信号線(伝送線)の数を減らすことができる
図5は、第1実施形態の説明図である。また、図6は第1実施形態の各種信号の説明図である。
本実施形態では、コントローラー60からヘッドユニット40にクロック信号CLK、画素データSI、タイミング制御信号TMC、共通駆動信号COM、接地ラインGNDの各信号が伝送される。
タイミング制御信号TMCには、複数のパルスが含まれている。なお、タイミング制御信号TMCのパルスのタイミングは、比較例のラッチ信号LATとチェンジ信号CHのパルスのタイミングと等しい。
フレキシブルケーブル71は、前述したように、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。本実施形態の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、タミング制御信号TMC、共通駆動信号COM、接地ラインGNDの各信号を伝送する伝送線を有している。比較例(図3)と比べると、比較例ではフレキシブルケーブル71の信号線の数が6本であったのに対し、本実施形態では信号線の数が5本である。つまり、比較例よりも本実施形態の方が、信号線の数が1つ少ない。
次に本実施形態のヘッドユニット40の構成について説明する。
本実施形態のヘッドユニット40は、図5に示すようにヘッドコントローラーHCと、信号生成部43を備えている。
信号生成部43(周期信号生成部に相当する)は、タイミング制御信号TMCに応じてラッチ信号LAT又はチェンジCHを生成する。そして、生成したラッチ信号LATとチェンジ信号CHをヘッドコントローラーHCに出力する。
信号生成部43は、カウンタ45と判定部47を有する。
判定部47は、タイミング制御信号TMCのパルスのタイミングで、カウンタ45のカウント値に応じて、ラッチ信号LATのパルス又はチェンジ信号CHのパルスを発生する。例えば、カウンタ45のカウント値が「0」の場合にタイミング制御信号TMCのパルスを受信すると、判定部47は、ラッチ信号LATのパルスを発生する。また、カウンタ45のカウント値が「1」の場合にタイミング制御信号TMCのパルスを受信すると、判定部47は、チェンジ信号CHの1回目のパルスを発生する。また、カウンタ45のカウント値が「2」の場合にタイミング制御信号TMCのパルスを受信すると、判定部47は、チェンジ信号CHの2回目のパルスを発生する。また、カウンタ45のカウント値が「3」の場合にタイミング制御信号TMCのパルスを受信すると、判定部47は、チェンジ信号CHの3回目のパルスを発生する。
また、判定部47は、タイミング制御信号TMCのパルスを受信してラッチ信号LATまたはチェンジ信号CHを発生した後、カウンタ45へパルスを出力する。
カウンタ45は、判定部47が出力するパルスに応じてカウント値をインクリメントする。言い換えると、カウンタ45は、タイミング制御信号TMCのパルスのタイミングでカウント値をインクリメントする。なお、カウンタ45のカウント値が「3」のときに判定部47からパルスが入力されると、カウンタ45のカウント値は「0」にリセットされる。
ヘッドコントローラーHCの構成及び動作は、比較例と同じである。よって、説明を省略する。
以上説明したように、本実施形態のプリンター1は、ノズルに対応して設けられたピエゾ素子417と、繰り返し周期Tごとに繰り返される共通駆動信号COMであって、各繰り返し周期Tにおいて複数の駆動パルスが含まれる共通駆動信号COMを生成する駆動信号生成部65と、ノズルからインクを噴射するか否かを示す画素データSIを、繰り返し周期Tごとに出力するとともに、共通駆動信号COMに含まれる駆動パルスをピエゾ素子417に印加する区間を示すタイミング制御信号TMGを出力する装置本体側のコントローラー60と、コントローラー60から出力された画素データSIとタイミング制御信号TMGをヘッドユニット側に伝送するフレキシブルケーブル71と、フレキシブルケーブル71を介して受信したタイミング制御信号TMGから繰り返し周期Tを示すラッチ信号LATを生成する信号生成部43と、ラッチ信号LATに応じて取り込んだ画素データSIに基づいて、繰り返し周期Tに共通駆動信号COMに含まれる複数の駆動パルスのうちの所定の駆動パルスをピエゾ素子417へ印加するヘッドコントローラーHCとを有している。
比較例では、繰り返し周期Tに共通駆動信号COMに含まれる複数の駆動パルスを選択的にピエゾ素子417に印加するために、装置本体側(コントローラー60)からヘッド側(ヘッドユニット40)にラッチ信号LAT以外にチェンジ信号CHを伝送する必要があったが、本実施形態では、タイミング制御信号TMGを伝送するだけでよく、ヘッドユニット40の信号生成部43で、タイミング制御信号TMCからラッチ信号LAT及びチェンジ信号CHが生成される。これにより、比較例の場合と比べて、フレキシブルケーブル71の線数を軽減することができる。
<第2実施形態>
前述の第1実施形態では、タイミング制御信号TMCからラッチ信号LATとチェンジ信号CHを生成していた。しかし、このような形態に限られるものではない。第2実施形態では、チェンジ信号CHを生成する代わりに、信号生成部43のカウンタのカウント値を制御ロジックへ直接出力している。
図7は、第2実施形態の信号生成部43の説明図である。図8は、第2実施形態の各種信号の説明図である。
第2実施形態の信号生成部43は、リングカウンタを有している。このリングカウンタは、複数(図では5つ)のD-F/F(D型フリップフロップ)で構成したシフトレジスタの最終段のD-F/F(図中の「1」を記憶するD-F/F)の出力(Q)を、初段のD-F/Fの入力(D)に接続して構成されている。
リングカウンタは、タイミング制御信号TMCのパルスが入力される毎に、図中の「1」を記憶するD-F/Fが左から右に1つずつ移動する。なお、図7は繰り返し周期Tの直前における各D-F/Fの様子を示しており、この状態でタイミング制御信号TMCのパルスが入力されると、後述するように「1」を記憶するD-F/Fが左端(初段)に移動する。
第2実施形態のタイミング制御信号TMCは、図8に示すように、ラッチ信号LATのパルスに相当する期間に2つのパルスを有する。また、タイミング制御信号TMCは、第1実施形態で説明したチェンジ信号CHのパルスと同じパルスを有する。
まず、繰り返し周期Tの開始時に、最初のタイミング制御信号TMCのパルスが入力されると、最終段のD-F/F(図中の「1」を記憶するD-F/F)の出力に基づいてラッチ信号LATが生成される(ラッチ信号LATがHレベルになる)。また、最終段のD-F/Fの出力(Q)は、初段(図の左端)のD-F/Fの入力(D)に接続されているので、「1」を記憶するフリッププロップが初段のD-F/Fに移る。なお、最終段のD-F/Fは、その左隣のD-F/Fの出力が入力されるので「0」が記憶される。このとき、信号A〜信号Dは全てLレベルである。
その後、続いて、タイミング制御信号TMCのパルスが入力されると、「1」を記憶するD-F/Fが、初段のD-F/Fから、その一つ右隣のD-F/Fに移る。また、このとき、最終段のD-F/Fの出力(ラッチ信号LAT)はLレベルとなり、初段のD-F/Fの出力、すなわち信号AがHレベルとなる。
その後、タイミング制御信号TMCのパルスが入力される毎に、「1」を記憶するD-F/Fが一つ右隣のD-F/Fに移っていき、また、それとともに信号B、信号C、信号Dの順にHレベルとなる。以下、同様の動作を繰り返す。
図に示すように、第2実施形態では、信号生成部43のカウント値(図中の信号A〜Dに相当)は、制御ロジック84に直接入力されている。そして、制御ロジックは、信号A〜Dに基づいて、第1実施形態と同じ選択信号q0〜q3を生成する。具体的には、信号Dに基づいて選択信号q0を生成する。また、信号Bに基づいて選択信号q1を生成し、信号Cに基づいて選択信号q2を生成する。さらに、信号Aと信号Cに基づいて選択信号q3を生成する。
なお、ヘッドコントローラーHCにおける動作は比較例と同じであるので説明を省略する。
このように、第2実施形態では、タイミング制御信号TMCを装置本体側(コントローラー60)からヘッド側(ヘッドユニット40)に伝送し、ヘッドユニット40の信号生成部43のカウンタ(リングカウンタ)のカウント値に基づいて、制御ロジック84で選択信号q0〜q3を生成している。このように、第2実施形態ではチェンジ信号CHを生成しなくてもよい。なお、この第2実施形態においても、比較例と比べて、フレキシブルケーブル71の伝送線を軽減することができる。
<第3実施形態>
印刷モードに応じて、プリンターが、駆動信号COMを変更することがある。このとき、駆動信号COMの繰り返し周期Tの中の駆動パルスの数が変更されることがある。但し、第1実施形態では、カウンタ45が4進カウンタであり、駆動信号COMの中の繰り返し周期Tごとの駆動パルスの数は4個に限られてしまう。
これに対し、第3実施形態では、繰り返し周期Tに含ませられる駆動パルスの数の自由度を高めている。
図9は、第3実施形態の説明図である。また、図10は、第3実施形態の各種信号の説明図である。
第3実施形態の信号生成部43のカウンタ45は、図9に示すように、第1実施形態と同じ4進カウンタである。一方、第3実施形態では、装置本体側からヘッドユニット40に送信される共通駆動信号COMの中の駆動パルスは図10に示すように3個である。
また、第3実施形態では、タイミング制御信号TMCのパルスの中に、ラッチ信号LAT及びチェンジ信号CHのパルス信号のタイミングを示すパルスの他に、数合わせ用のパルス(ダミーパルスに相当する)が含まれている。具体的には、繰り返し周期Tにおける最後のパルスが数合わせ用のパルスである。
まず、第3実施形態のヘッドユニット側の構成について説明する。
図9に示すように、第3実施形態においても、第1実施形態と同様に、ヘッドユニット40は、カウンタ45及び判定部47を有する信号生成部43を備えている。
但し、判定部47の動作が第1実施形態と異なる。前述した第1実施形態では、判定部47は、タイミング制御信号TMCのパルスのタイミングでカウンタ45のカウント値に応じて、ラッチ信号LATのパルス又はチェンジ信号CHのパルスを発生していた。
これに対し、本実施形態では、タイミング制御信号TMCのパルスがあっても、ラッチ信号LATのパルス又はチェンジ信号CHのパルスを発生しないことがある。
なお、第3実施形態では、判定部47の設定が印刷モードに応じてコントローラー60によって変更される。本実施形態では、駆動信号COMの中の繰り返し周期Tごとの駆動パルスの数が4個の場合と3個の場合について設定が変更される。繰り返し周期Tごとの駆動パルスの数が4個の場合については第1実施形態と同様である。以下、繰り返し周期Tごとの駆動パルスの数が3個の場合について説明する。
本実施形態の判定部47は、図9及び図10に示すように、カウンタ45のカウント値が「0」の場合は、タイミング制御信号TMCのパルスが入力されると、ラッチ信号LATのパルスを発生する。
また、カウンタ45のカウント値が「1」の場合は、タイミング制御信号TMCのパルスが入力されると、チェンジ信号CHのパルス(1回目)を発生する。
また、カウンタ45のカウント値が「2」の場合は、タイミング制御信号TMCのパルスが入力されると、チェンジ信号CHのパルス(2回目)を発生する。
そして、カウンタ45のカウント値が「3」の場合は、タイミング制御信号TMCのパルスが入力されても、LAT信号のパルス又はチェンジ信号CHのパルスは発生しない。ただし、このパルスにより、カウンタ45のカウント値が「0」にリセットされる。つまり、このときのタイミング制御信号TMCのパルスが数合わせ用のパルスである。
第3実施形態の共通駆動信号COM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。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。また、駆動パルスPS1と駆動パルスPS2は、中ドットの形成時にも、ピエゾ素子417へ印加されるものである。また、駆動パルスPS1は、小ドットの形成時にも、ピエゾ素子417へ印加されるものである。なお、駆動パルスがピエゾ素子417に印加されない場合は、インクが噴射されない(ドットが形成されない)。
第3実施形態の制御ロジック84は、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CHに基づいて図10に示すような選択信号q0〜q3を生成する。そして生成された選択信号q0〜q3は、ピエゾ素子417毎に設けられたデコーダー83にそれぞれ入力される。
次に第3実施形態の画素データとドットの関係について説明する。
まず、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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q0が出力される。これにより、期間Tにおいてスイッチ86がオフ状態になる。この結果、共通駆動信号COMの駆動パルスはピエゾ素子417へ印加されない。この場合、ノズルからはインク滴は噴射されない。
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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q1が出力される。これにより、期間T11においてスイッチ86がオン状態になり、期間T12及び期間T13においてスイッチ86がオフ状態になる。この結果、共通駆動信号COMの第1波形部SS11が有する駆動パルスPS1がピエゾ素子417へ印加され、ノズルからは小ドットに対応する量の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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q2が出力される。これにより、期間T11及び期間T12においてスイッチ86がオン状態になり、期間T13ではスイッチ86がオフ状態になる。この結果、共通駆動信号COMの第1波形部SS11が有する駆動パルスPS1と、共通駆動信号COM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、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、スイッチ制御信号SWとして選択信号q3が出力される。これにより、期間T11、期間T12及び期間T13においてスイッチ86はオン状態になる。この結果、共通駆動信号COMの第1波形部SS11が有する駆動パルスPS1と、共通駆動信号COMの第2波形部SS12が有する駆動パルスPS2と、共通駆動信号COM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。
このように、第3実施形態では、駆動信号COMの駆動パルスの数が第1実施形態と異なっている。具体的には、カウンタ45が4進カウンタであるのに対し、駆動信号のパルス数が3つである。そこで、本実施形態では、この場合、タイミング制御信号TMCに数合わせ用のパルスを設けている。これにより、タイミング制御信号TMCに基づいて、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CHを正確に生成することができ、ピエゾ素子417の駆動の制御を確実に行なうことができる。また、この場合も第1実施形態と同様に、タイミング制御信号TMCを装置本体側からヘッドユニット側に伝送し、ヘッドユニット40の信号生成部43で、タイミング制御信号TMCに基づいてラッチ信号LAT、チェンジ信号CHを生成している。よって、フレキシブルケーブル71の伝送線を軽減することができる。
<第4実施形態>
前述の実施形態では、駆動信号COMが一つであったが、第4実施形態では、駆動信号COMが2つである。
図11は、第4実施形態のヘッドユニットの説明図である。図12は、第4実施形態の信号生成回路43´及び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。
なお、第4実施形態では、コントローラー60は2種類の駆動信号(第1駆動信号COM1、第2駆動信号COM2)を生成する駆動信号生成部65´を有している。そして、コントローラー60の駆動信号生成部65´によって生成された第1駆動信号COM1、第2駆動信号COM2が、フレキシブルケーブル71の2本の伝送線を介してヘッドユニット40に伝送される。
第4実施形態のヘッドユニット40は、信号生成部43´とヘッドコントローラーHC´を有している。
(信号生成部43´について)
信号生成部43´は、タイミング制御信号TMC´に応じてラッチ信号LAT又は第1チェンジCH1又は第2チェンジ信号CH2を生成する。そして、生成したラッチ信号LAT、第1チェンジ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。
信号生成部43´は、カウンタ45´と判定部47´を有する。
判定部47´は、タイミング制御信号TMC´のパルスのタイミングで、カウンタ45´のカウント値に応じて、ラッチ信号LATのパルス又は第1チェンジ信号CH1のパルス又は第2チェンジ信号のパルスを発生する。本実施形態では図12に示すように、カウンタ45´のカウント値が「0」の場合にタイミング制御信号TMC´のパルスを受信すると、判定部47´は、ラッチ信号LATのパルスを発生する。また、カウンタ45´のカウント値が「1」の場合にタイミング制御信号TMC´のパルスを受信すると、判定部47´は、第1チェンジ信号CH1の1回目のパルスを発生する。また、カウンタ45´のカウント値が「2」の場合にタイミング制御信号TMC´のパルスを受信すると、判定部47´は、第2チェンジ信号CH2のパルスを発生する。また、カウンタ45´のカウント値が「3」の場合にタイミング制御信号TMC´のパルスを受信すると、判定部47´は、第1チェンジ信号CH1の2回目のパルスを発生する。
判定部47´は、タイミング制御信号TMC´のパルスを受信してラッチ信号LAT又は第1チェンジ信号CH1又は第2チェンジ信号CH2を発生した後、カウンタ45´へパルスを出する。
カウンタ45´は、判定部47´が出力するパルスに応じてカウント値をインクリメントする。言い換えると、カウンタ45´は、タイミング制御信号TMC´のパルスのタイミングでカウント値をインクリメントする。
なお、カウンタ45´のカウント値が「3」のときに判定部47´からパルスが入力されると、カウンタ45´のカウント値は「0」にリセットされる。
(ヘッドコントローラーHC´について)
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、デコーダー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、デコーダー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、信号生成部43´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、デコーダー83´に入力される。デコーダー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、各駆動信号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11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。なお、本実施形態では、信号生成部43´のカウンタ45のカウント値が「0」の場合に、タイミング制御信号TMC´のパルスが信号生成部43´に入力されることによって、ラッチ信号のパルスが発生する。
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。なお、本実施形態では、信号生成部43´のカウンタ45のカウント値が「1」の場合に、タイミング制御信号TMC´のパルスが信号生成部43´に入力されることによって、第1チェンジ信号CH1の1回目のパルスが発生する。また、信号生成部43´のカウンタ45のカウント値が「3」の場合に、タイミング制御信号TMC´のパルスが信号生成部43´に入力されることによって、第1チェンジ信号CH1の2回目のパルスが発生する。
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。なお、本実施形態では、信号生成部43´のカウンタ45のカウント値が「2」の場合に、タイミング制御信号TMC´のパルスが信号生成部43´に入力されることによって、第2チェンジ信号CH2のパルスが発生する。
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12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13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。図13は、第4実施形態の制御ロジック84´の動作の説明図である。
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14は、第4実施形態のデコーダー83´の動作の説明図である。
デコーダー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、デコーダー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15は、第4実施形態でピエゾ素子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14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14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14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14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。
このように、第4実施形態では、装置本体側からヘッドユニット側にタイミング制御信号TMC´を送信し、ヘッドユニット側の信号生成部43´で、タイミング制御信号TMC´からラッチ信号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。よって、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、それぞれ別々に送信する場合と比較して、フレキシブルケーブル71の中の伝送線を2本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。
<カウンタについて>
信号生成部43のカウンタ45は、前述した実施形態のカウンタと別の構成であってもよい。また、複数のD型フリップフロップ(D-F/F)を用いて構成したリングカウンタでなくてもよい。
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、
43 信号生成部、45 カウンタ、47 判定部、
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、62 CPU、
63 メモリー、64 ユニット制御回路、65 駆動信号生成部、
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 デコーダー、84 制御ロジック、86 スイッチ、
110 コンピューター、417 ピエゾ素子

Claims (5)

  1. ノズルに対応して設けられた駆動素子と、
    前記ノズルが1画素に流体を噴射する周期ごとに繰り返される駆動信号であって、各前記周期において複数の駆動パルスが含まれる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
    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前記周期ごとに出力するとともに、前記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区間を示すタイミング制御信号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と前記タイミング制御信号を伝送する配線と、
    前記配線を介して受信した前記タイミング制御信号から前記周期を示す周期信号を生成する周期信号生成部と、
    前記周期信号に応じて取り込んだ前記データ信号に基づいて、前記周期に含まれる複数の駆動パルスのうちの所定の駆動パルスを前記駆動素子へ印加するヘッドコントローラーと、
    を有することを特徴とする流体噴射装置。
  2. 請求項1に記載の流体噴射装置であって、
    前記周期信号生成部は、前記タイミング制御信号に応じてカウント値をインクリメントするカウンタと、前記カウント値が所定値のときに前記タイミング制御信号に応じて前記周期信号を出力する判定部とを有する
    ことを特徴とする流体噴射装置。
  3. 請求項2に記載の流体噴射装置であって、
    前記カウンタは、複数のフリップフロップを有するリングカウンタであり、
    特定のフリップフロップの出力を用いて前記周期信号が生成される
    ことを特徴とする流体噴射装置。
  4. 請求項2又は3に記載の流体噴射装置であって、
    前記カウンタは、N進カウンタであり、
    前記駆動信号の各前記周期にN個より少ないM個の駆動信号が含まれる場合には、前記タイミング制御信号にダミーパルスが含まれる
    ことを特徴とする流体噴射装置。
  5. ノズルが1画素に流体を噴射する周期ごとに繰り返される駆動信号であって、各前記周期において複数の駆動パルスが含まれる駆動信号を生成すること、
    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前記周期ごとに出力するとともに、前記駆動信号に含まれる前記駆動パルスを駆動素子に印加する区間を示すタイミング制御信号を本体側コントローラーから出力すること、
    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と前記タイミング制御信号を伝送すること、
    受信した前記タイミング制御信号から前記周期を示す周期信号を生成すること、及び
    前記周期信号に応じて取り込んだ前記データ信号に基づいて、前記周期に含まれる複数の駆動パルスのうちの所定の駆動パルスを前記駆動素子へ印加すること
    を有することを特徴とする流体噴射方法。
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