JP2018176588A - ヘッド駆動回路、及び、印刷装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コストアップを抑制しつつ、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形のなまりを抑制できるようにすることを目的とする。
【解決手段】ヘッド駆動回路106は、駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力するアンプ203と、アンプ203とインクジェットヘッド21aとの間に配置される抵抗R1、及び、抵抗R1に対して並列に接続する電界効果トランジスターQ1を有するダンピング回路201と、を備え、電界効果トランジスターQ1は、駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を実行し、ダンピング抵抗の抵抗値を異ならせる。
【選択図】図8
【解決手段】ヘッド駆動回路106は、駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力するアンプ203と、アンプ203とインクジェットヘッド21aとの間に配置される抵抗R1、及び、抵抗R1に対して並列に接続する電界効果トランジスターQ1を有するダンピング回路201と、を備え、電界効果トランジスターQ1は、駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を実行し、ダンピング抵抗の抵抗値を異ならせる。
【選択図】図8
Description
本発明は、ヘッド駆動回路、及び、印刷装置に関する。
従来、印刷ヘッド(吐出ヘッド)に駆動信号(駆動電圧)を出力する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、電圧値が異なる複数の電源を切り替えることで駆動信号の波形を生成し、生成した波形の駆動信号を印刷ヘッドに出力する技術を開示する。
ところで、印刷ヘッドが適切にインク滴を噴射するため、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形のなまりを抑制したいとするニーズがある。そこで、特許文献1のような駆動信号の波形を生成する構成を採用すると、構成に必要となる部品点数が増大してコストアップを招く可能性がある。
そこで、本発明は、コストアップを抑制しつつ、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形のなまりを抑制できるようにすることを目的とする。
そこで、本発明は、コストアップを抑制しつつ、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形のなまりを抑制できるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のヘッド駆動回路は、駆動信号を印刷ヘッドに出力するアンプと、前記アンプと前記印刷ヘッドとの間に配置される第1抵抗、及び、前記第1抵抗に対して並列に接続するスイッチ回路を有するダンピング回路と、を備え、前記スイッチ回路は、前記駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を実行し、前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせる。
本発明によれば、駆動信号の電圧に応じて、スイッチ回路のオンオフの動作により前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせるため、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形がなまることを抑制できる。また、ヘッド駆動回路が備える部品点数の増大を抑制でき、これに伴いヘッド駆動回路のコストアップを抑制できる。
本発明によれば、駆動信号の電圧に応じて、スイッチ回路のオンオフの動作により前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせるため、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形がなまることを抑制できる。また、ヘッド駆動回路が備える部品点数の増大を抑制でき、これに伴いヘッド駆動回路のコストアップを抑制できる。
また、本発明は、前記スイッチ回路は、前記駆動信号の電圧が所定の電圧を下回る場合、オンの動作を実行して前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を前記第1抵抗の抵抗値より小さくし、前記駆動信号の電圧が所定の電圧以上となる場合、オフの動作を実行して前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を前記第1抵抗の抵抗値にする。
本発明によれば、駆動信号の電圧が所定の電圧を下回る場合、少なくとも駆動信号の立ち上がりの急峻性が低下することを抑制でき、駆動信号の電圧が所定の電圧以上となる場合、駆動信号のオーバーシュートを抑制でき、駆動信号の波形のなまりを抑制できる。
本発明によれば、駆動信号の電圧が所定の電圧を下回る場合、少なくとも駆動信号の立ち上がりの急峻性が低下することを抑制でき、駆動信号の電圧が所定の電圧以上となる場合、駆動信号のオーバーシュートを抑制でき、駆動信号の波形のなまりを抑制できる。
また、本発明は、前記スイッチ回路には、複数の第2抵抗、及び、前記第2抵抗を介して電源が接続し、前記スイッチ回路は、複数の前記第2抵抗により分圧された前記駆動信号の電圧と、前記電源の電圧とに基づいて、オンオフの動作を実行する。
本発明によれば、接続する複数の第2抵抗により分圧された駆動信号の電圧と電源の電圧とに基づいて、オンオフの動作を実行するため、複数の抵抗と電源とでスイッチ回路のオンオフを制御でき、簡易な構成で且つ安価にスイッチ回路を制御できる。
本発明によれば、接続する複数の第2抵抗により分圧された駆動信号の電圧と電源の電圧とに基づいて、オンオフの動作を実行するため、複数の抵抗と電源とでスイッチ回路のオンオフを制御でき、簡易な構成で且つ安価にスイッチ回路を制御できる。
また、本発明は、前記スイッチ回路は、電界効果トランジスターにより構成され、前記電界効果トランジスターのゲートに接続する前記第2抵抗と、前記第2抵抗と並列に接続するコンデンサーと、を備える。
本発明によれば、電界効果トランジスターのゲートに接続する第2抵抗と並列に接続するコンデンサーが、スピードアップコンデンサーとして機能することで、電界効果トランジスターの応答の遅延を抑制できる。
本発明によれば、電界効果トランジスターのゲートに接続する第2抵抗と並列に接続するコンデンサーが、スピードアップコンデンサーとして機能することで、電界効果トランジスターの応答の遅延を抑制できる。
また、本発明は、フレキシブルケーブルを介して前記印刷ヘッドに接続する。
本発明によれば、フレキシブルケーブルのインダクタンスによる駆動信号のオーバーシュートを抑制できる。
本発明によれば、フレキシブルケーブルのインダクタンスによる駆動信号のオーバーシュートを抑制できる。
また、本発明は、少なくともA列3番以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行する印刷装置に搭載される。
本発明によれば、オーバーシュートが発生し易い印刷装置に搭載される場合であっても、発生するオーバーシュートを低減できる。
本発明によれば、オーバーシュートが発生し易い印刷装置に搭載される場合であっても、発生するオーバーシュートを低減できる。
また、上記課題を解決するため、本発明の印刷装置は、印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドを駆動させる駆動信号を出力するアンプ、及び、前記アンプと前記印刷ヘッドとの間に配置される第1抵抗と前記第1抵抗に対して並列に接続するスイッチ回路とを有するダンピング回路を備えるヘッド駆動回路と、を備え、前記スイッチ回路は、前記駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を実行し、前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせる。
本発明によれば、駆動信号の電圧に応じて、スイッチ回路のオンオフの動作によりダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせるため、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形がなまることを抑制できる。また、ヘッド駆動回路が備える部品点数の増大を抑制でき、これに伴いヘッド駆動回路のコストアップを抑制できる。
本発明によれば、駆動信号の電圧に応じて、スイッチ回路のオンオフの動作によりダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせるため、印刷ヘッドに出力する駆動信号の波形がなまることを抑制できる。また、ヘッド駆動回路が備える部品点数の増大を抑制でき、これに伴いヘッド駆動回路のコストアップを抑制できる。
また、本発明は、前記ヘッド駆動回路と前記印刷ヘッドとを接続するフレキシブルケーブルを備える。
本発明によれば、フレキシブルケーブルのインダクタンスによる駆動信号のオーバーシュートを抑制できる。
本発明によれば、フレキシブルケーブルのインダクタンスによる駆動信号のオーバーシュートを抑制できる。
また、本発明は、少なくともA列3番以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行する。
本発明によれば、電圧の大きいオーバーシュートが発生し易い印刷装置に搭載される場合であっても、発生するオーバーシュートを低減できる。
本発明によれば、電圧の大きいオーバーシュートが発生し易い印刷装置に搭載される場合であっても、発生するオーバーシュートを低減できる。
図1は、プリンター1(印刷装置)の正面側を示す概略斜視図である。
プリンター1は、インクをインクジェット式で噴射することにより文字や画像等を印刷する装置であり、比較的大型の印刷媒体に対して印刷を実行するラージフォーマットプリンター(LFP)である。本実施形態のプリンター1は、A列3番(いわゆるA3)以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行する。
図1に示すように、プリンター1は、プリンター本体2と、脚部3とを備える。プリンター1は、プリンター本体2に対して脚部3が取り外し可能に構成される。プリンター本体2は、プリンター本体2の左側に位置する左部2aと、プリンター本体2の右側に位置する右部2bとを備える。
以下の説明において、プリンター1の左方向をいう場合、プリンター本体2の左部2aが設けられる方向を示す。また、プリンター1の右方向をいう場合、プリンター本体2の右部2bが設けられる方向を示す。また、プリンター1の前後方向をいう場合、プリンター本体2が左右方向に長いプリンター1を正面側からみた場合の前後方向を示す。また、プリンター1の上下方向をいう場合、プリンター本体2が左右方向に長いプリンター1を正面側からみた場合の上下方向を示す。
プリンター本体2は、給紙部10と、印刷部20と、排紙部30とを備える。給紙部10は、印刷部20の上方向に設けられており、プリンター本体2の背面部から上側後方に向けて斜めに突き出るように設けられる。給紙部10は、ロール紙ホルダー11と、ロール紙カバー12とを備える。
ロール紙ホルダー11は、長尺の印刷媒体がロール状に巻かれたロール紙が装填される部分である。ロール紙ホルダー11は、スピンドル部13、スピンドル受部14、及び、スピンドル受部15を備える。スピンドル部13は、ロール紙を保持する軸部材でありプリンター1の左右方向に延在して設けられる。スピンドル受部14、及び、スピンドル受部15は、スピンドル部13を回転可能に支持する軸受部である。スピンドル部13には、スピンドル部13を回転させるための繰出モーター(不図示)が動力伝達機構(不図示)を介して接続する。給紙部10は、この繰出モーターによりロール紙から印刷媒体をプリンター本体2に繰り出す。
ロール紙カバー12は、跳ね上げ式の開閉可能なカバーである。ロール紙カバー12は、全体が回動可能に支持されており、本実施形態では、ロール紙カバー12が上方に押し上げられることで開状態になり、ロール紙カバー12が下方に押し下げられることにより閉状態となる。図1では、ロール紙カバー12が開状態である場合を示している。なお、ロール紙カバー12は、閉状態の場合、ロール紙ホルダー11が露出しないようにロール紙ホルダー11を覆う構成とされる。
印刷部20は、キャリッジ21、キャリッジ移動機構22、及び、フレキシブルフラットケーブル23(フレキシブルケーブル)を備える。
キャリッジ21は、インク滴を噴射するインクジェットヘッド21aを搭載し、キャリッジ移動機構22によって走査方向(プリンター1の左右方向)に走査する。インクジェットヘッド21aは、インクタンク収容部80が収容するインクタンクが貯留するインクを噴射可能な複数のノズルを有する。インクジェットヘッド21aは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、及び、ブラック(K)の各色のインクを、インクタンク収容部80が収容するインクタンクから供給され、繰り出される印刷媒体に噴射する。
キャリッジ移動機構22は、レール22aとキャリッジベルト22bとを備える。キャリッジベルト22bには、キャリッジ21が連結されており、キャリッジベルト22bが走査方向に移動することによりキャリッジ21がレール22aに案内されて走査方向に往復移動する。
フレキシブルフラットケーブル23は、インクジェットヘッド21aとヘッド駆動回路106(図2)(後述)とを電気的に接続する柔軟性を有するケーブルである。ヘッド駆動回路106は、フレキシブルフラットケーブル23を介して後述する駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力する。本実施形態のフレキシブルフラットケーブル23の長さは、少なくともA列3番以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行する際、キャリッジ21が走査する走査位置(プリンター1の左右方向においてキャリッジ21が移動する位置)に係らず、ヘッド駆動回路106とインクジェットヘッド21aとを接続可能な長さである。ここでいうA列3番以上のサイズの印刷媒体とは、キャリッジ21の走査方向の印刷媒体のサイズがA列3番以上のサイズである印刷媒体を示す。
インクタンク収容部80は、プリンター本体2の右側に設けられ、インクの色ごとに、インクを貯留するインクタンクを収容する。本実施形態では、インクタンク収容部80は、シアンインクタンク、マゼンタインクタンク、イエローインクタンク、及び、ブラックインクタンクを収容する。シアンインクタンクとは、シアンのインクを貯留するインクタンクである。また、マゼンタインクタンクとは、マゼンタのインクを貯留するインクタンクである。また、イエローインクタンクとは、イエローのインクを貯留するインクタンクである。また、ブラックインクタンクとは、ブラックのインクを貯留するインクタンクである。
図1に示すように、プリンター1は、前蓋26aと上蓋26bとを備える蓋部材26とを備える。前蓋26aは、印刷部20の正面側に設けられており、キャリッジ21、キャリッジ移動機構22、及び、インクジェットヘッド21a等が露出しないように印刷部20を覆うよう構成される。前蓋26aは、プリンター1の下方向に押し下げられることにより開状態となり、プリンター1の上方向に押し上げられることにより閉状態となる。上蓋26bは、印刷部20の上側に設けられており、図示せぬ給紙ローラー等を覆うように構成される。上蓋26bは、プリンター1の上方向に押し上げられることにより開状態となり、プリンター1の下方向に押し下げられることにより閉状態となる。
排紙部30は、印刷部20の下側に設けられ、図示せぬ排紙ローラーと、排紙ガイド31bとを有する。排紙ローラーは、ロール紙から繰り出された印刷媒体に当接可能に設けられ、当該印刷媒体を搬送方向(走査方向と交差する方向)へ繰り出し、プリンター1の外部へ排出するローラーである。排紙ガイド31bは、印刷部20の前側に突き出るように設けられ、ロール紙から繰り出された印刷媒体を搬送方向に案内するよう構成される。
脚部3は、移動用のコロ41を有する2本の支持柱42と、これら支持柱42の間に掛け渡されている補強棒43とを備える。支持柱42の上側にはプリンター本体2がネジ等の固定部材により固定される。支持柱42の間には、排紙部30から繰り出される印刷媒体を受ける装置が配置されるように所定のスペースが設けられる。
図2は、プリンター1の構成を示す図である。
図2に示すように、プリンター1は、制御部100と、記憶部101と、通信部102と、入力部103と、表示部104と、搬送部105と、ヘッド駆動回路106と、印刷部20とを備える。
制御部100は、CPUや、ROM、RAM、ASIC、信号処理回路等を備え、プリンター1の各部を制御する。制御部100は、例えばCPUが、ROMや後述する記憶部101等に記憶されたプログラムをRAMに読み出して処理を実行し、また、例えばASICに実装された機能により処理を実行し、また、例えば信号処理回路で信号処理を行って処理を実行する等、ハードウェア及びソフトウェアにより処理を実行する。
記憶部101は、EEPROMや、ハードディスク等の不揮発性メモリーを備え、各種データを書き換え可能に記憶する。
通信部102は、制御部100の制御で、所定の通信規格に従って、例えば、プリンター1の印刷の動作を制御するホストコンピューター(不図示)等の外部装置と通信する。
入力部103は、プリンター1に設けられた操作スイッチや、タッチパネル等の入力手段を備え、ユーザーの入力手段に対する操作を検出し、制御部100に出力する。制御部100は、入力部103からの入力に基づいて、入力手段に対する操作に対応する処理を実行する。
表示部104は、複数のLEDや、表示パネル等を備え、制御部100の制御で、LEDを所定の態様で点灯/消灯や、表示パネルへの情報の表示等を実行する。
搬送部105は、上述した給紙部10や排紙部30等のロール紙から印刷媒体を繰り出す構成、つまり、印刷媒体の搬送に関する構成を備える。搬送部105は、制御部100の制御で、ロール紙から繰り出された印刷媒体を搬送する。
ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aを駆動させる駆動信号を出力する回路である。本実施形態において、インクジェットヘッド21aを駆動させる駆動信号とは、インクジェットヘッド21aにインク滴を噴射させる駆動信号を示す。ヘッド駆動回路106の詳細な構成については、後述する。ヘッド駆動回路106は、フレキシブルフラットケーブル23を介してインクジェットヘッド21aに接続する。つまり、ヘッド駆動回路106は、フレキシブルフラットケーブル23を介して駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力する。
印刷部20は、インクジェットヘッド21aや、インクジェットヘッド21aを駆動する駆動回路、キャリッジ21、キャリッジ21を搬送方向と交差する走査方向に走査させる走査モーター、走査モーターを駆動するモータードライバー、その他のロール紙への印刷に関する構成を備える。印刷部20は、制御部100の制御で、ロール紙から繰り出された印刷媒体に文字や画像等を印刷する。なお、印刷部20は、キャリッジ21を走査方向である左方向と右方向とに往復移動しながら印刷媒体にインクタンクから供給されたインク滴を噴射し、印刷媒体をキャリッジ21の走査方向と交差する方向である前方向に後方向から搬送することで、印刷を実行する。
ここで、インクジェットヘッド21aについて詳述する。
図3は、インクジェットヘッド21aの要部の構成を示す図である。特に、図3は、インクジェットヘッド21aの内部の構成を示す図である。
図3に示すように、インクジェットヘッド21aは、ピエゾユニットY1と、スイッチユニットY2とを有する。
ピエゾユニットY1は、図3に示すように、ロール紙から繰り出された印刷媒体Rに対向する面M1に、複数の噴射口FKが設けられており、それぞれの噴射口FKからインク滴を噴射可能に構成される。噴射口FKのそれぞれには、インク室ISが接続する。
インク室ISは、インクタンク収容部80が収容するインクタンクからインクが供給される。インク室ISのそれぞれには、ピエゾ素子PSが設けられる。
各ピエゾ素子PSは、電圧が印加されると変形し、対応するインク室ISを加圧する。インク室ISがピエゾ素子PSにより加圧されると、噴射口FKからインク滴が噴射される。各ピエゾ素子PSは、印加される電圧の電圧値に応じて変形量が異なる。そのため、ピエゾ素子PSに印加される電圧を適切に制御することで、インク室ISを加圧する力や加圧するタイミング等を調整でき、プリンター1は、噴射するインク滴のサイズを変更できる。
図4は、ピエゾ素子PSに印加される電圧の波形の一例を示す図表である。図4において縦軸は、ピエゾ素子PSに印加される電圧を示し、横軸は時間を示す。
図4に示すように、ピエゾ素子PSに印加される電圧の波形は、時間の経過に伴い電圧が上昇し、その後、降下して元の電圧値(図中のβボルトを示す電圧値)に戻る台形状の波形である。
図4の図中には、印加される電圧の波形に応じてピエゾ素子PSが伸縮する様子を示している。図4に示すように、電圧が上昇していくと、これに対応して、ピエゾ素子PSは、βボルトが印加されている状態(以下、初期状態と表現する)から、徐々に収縮していく。このとき、ピエゾ素子PSに引っ張られるようにインク室ISが膨張するため、インク室ISには、インクタンクからインクが供給される。電圧値が上昇して定常値(図中のαボルトを示す電圧値)に達した後、電圧値が降下していくと、ピエゾ素子PSは、伸張していく。このとき、伸張するピエゾ素子PSによりインク室ISが加圧され、インクジェットヘッド21aは、噴射口FKからインク滴を噴射する。電圧の波形は、元の電圧値(図中のβボルトを示す電圧値)よりも低い電圧値まで下がる波形である。そのため、インクジェットヘッド21aは、ピエゾ素子PSを初期状態よりも伸張させることができ、インク室ISが有するインクを十分に押し出すことが可能である。ピエゾ素子PSは、伸張した後に収縮し、印加される電圧がβボルトへと戻り、これに対応して初期状態に戻る。
このように、ピエゾ素子PSは、印加される電圧の波形に応じて伸縮するので、適切な波形の電圧をピエゾ素子PSに印加することによって、噴射口FKからのインク滴の噴射を制御することが可能である。
図3の説明に戻り、各ピエゾ素子PSは、一方の電極が接地ラインL2と接続することにより接地し、他方の電極がスイッチユニットY2を介して駆動信号が供給される駆動信号供給ラインL1と接続する。
スイッチユニットY2は、ピエゾユニットY1が備えるピエゾ素子PSの数だけ、スイッチ素子SSを複数備える。スイッチ素子SSは、駆動信号供給ラインL1とピエゾ素子PSとの導通、及び、切断を切り替え可能であれば、いずれの素子を採用できる。各スイッチ素子SSは、一方が駆動信号供給ラインL1に接続し、他方が対応するピエゾ素子PSに接続する。対応するピエゾ素子PSとは、スイッチ素子SSが導通、及び、切断を切り替えることで、駆動信号の電圧の印加をオンオフする対象のピエゾ素子PSのことである。各スイッチ素子SSは、導通状態である場合、駆動信号供給ラインL1から供給される駆動信号を、対応するピエゾ素子PSに出力して、対応するピエゾ素子PSへ駆動信号の電圧を印加する。一方で、各スイッチ素子SSは、切断状態である場合、駆動信号供給ラインL1から供給される駆動信号を、対応するピエゾ素子PSに出力せず、対応するピエゾ素子PSに駆動信号の電圧を印加しない。したがって、プリンター1は、インク滴を噴射する噴射口FKに対応するスイッチ素子SSを導通状態にすることで、インク滴を噴射する噴射口FKに対応するピエゾ素子PSだけに駆動信号の電圧が印加され、その噴射口FKからインク滴が噴射可能である。
スイッチユニットY2は、制御部100に接続し、スイッチユニットY2が備える各スイッチ素子SSは、制御部100により導通状態、又は、切断状態が制御される。ここで、制御部100は、以下のような動作を実行してインク滴を噴射する。制御部100は、印刷対象の印刷データに基づいて、インク滴を噴射する噴射口FKと、噴射するインク滴のサイズとを決定する。更に、制御部100は、噴射するインク滴のサイズに応じて、そのサイズのインク滴を噴射するための駆動信号の波形を決定する。次いで、制御部100は、スイッチユニットY2を制御して決定した噴射口FKに対応するスイッチ素子SSの状態を導通状態にすると共に、決定した波形の駆動信号をヘッド駆動回路106を介して駆動信号供給ラインL1に出力する。これにより、インクジェットヘッド21aは、スイッチ素子SSを介して指定された噴射口FKのピエゾ素子PSへ駆動信号の電圧を印加する。以上により、制御部100は、目的の噴射口FKから目的のサイズのインク滴を噴射する。
ところで、フレキシブルフラットケーブル23は、電流の変化に応じて、誘導起電力が発生する。誘導起電力は、電磁誘導によって発生する起電力のことであり、フレキシブルフラットケーブル23のインダクタンスと、フレキシブルフラットケーブル23に流れる電流の変化率によって決定付けられる。一般に、誘導起電力は、インダクタンスと、電流の変化率との積により表現される。そのため、駆動信号の電圧が立ち上がる際、電流の変化率が生じて誘導起電力が発生し、駆動信号の電圧には、発生した誘導起電力が重畳される。この誘電起電力の重畳により、駆動信号は、図5に示すようなオーバーシュートが発生し、理想の波形から乖離してしまう。
図5は、駆動信号の波形の一例を示す図表である。図5において、縦軸は、駆動信号の電圧を示し、横軸は、時間を示す。なお、図5に示す縦軸のスケールは、一例であって、図5に示すスケールに限定されない。
図5では、駆動信号の波形を複数示す。波形H1は、インクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の理想の波形を示す。また、波形H2は、フレキシブルフラットケーブル23を介してインクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の波形を示す。
図5に示すように、波形H1は、タイミングt1からタイミングt3にかけて比例的に電圧が上昇し、タイミングt3以降、αボルト(V)の電圧値となる駆動信号の波形である。すなわち、駆動信号の理想の波形は、タイミングt1からタイミングt3にかけて比例的に電圧が上昇し、タイミングt3以降、電圧が定常値をとる波形である。
一方、図5に示すように、波形H2は、タイミングt1からタイミングt3にかけて電圧が上昇し、タイミングt3以降、時間経過に伴い減衰しながら、55ボルトから40ボルトの範囲で、正負に振幅する波形を示す。特に、波形H2は、タイミングt3からタイミングt4において、αボルトを上回る電圧となる波形を示す。この波形H2は、波形H1と比較して明らかな通りなまっている部分があり、理想の波形H1から乖離した波形である。このなまりは、フレキシブルフラットケーブル23により発生する誘電起電力が重畳されることに起因する。
特に、波形H2は、オーバーシュートが発生している波形も含んでいる。ここでいうオーバーシュートとは、駆動信号の電圧が定常値、すなわち、αボルトとならず、駆動信号の電圧が定常値を超過することを示す。このようにオーバーシュートが発生するのは、タイミングt3において、フレキシブルフラットケーブル23に流れる電流の変化が急に無くなることで、正の誘導起電力が発生し、駆動信号の電圧に、発生した正の誘導起電力が重畳されるためである。なお、タイミングt3以降、駆動信号の電圧が減衰しつつ振幅するのは、発生したオーバーシュートの跳ね返りに起因する。
ここで、仮に、インクジェットヘッド21aが備えるスイッチ素子SS、及び、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値が、50ボルトであるとする。この場合、波形H2の駆動信号がインクジェットヘッド21aに入力されると、オーバーシュート部分において、スイッチ素子SS、及び、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値を上回る駆動信号の電圧が、スイッチ素子SS、及び、ピエゾ素子PSに印加されることになる。このことは、スイッチ素子SS、及び、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかに劣化や損傷等の影響を与えることになり、インクジェットヘッド21aが適切にインク滴を噴射しない等の事態の発生につながることになる。
前述した通り、誘導起電力は、インダクタンスと、電流の変化率との積により表現される。したがって、誘電起電力の大きさは、電流の変化率は元より、インダクタンスの大きさにも起因する。一般に、インダクタンスは、導線の長さが長ければ長いほど、大きな値となることが知られている。つまり、フレキシブルフラットケーブル23のインダクタンスは、フレキシブルフラットケーブル23の長さが長ければ長いほど、大きな値となる。したがって、フレキシブルフラットケーブル23に発生する誘導起電力は、フレキシブルフラットケーブル23が長ければ長いほど、大きくなる。
本実施形態のフレキシブルフラットケーブル23の長さは、少なくともA列3番以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行する際、キャリッジ21が走査する走査位置に係らず、ヘッド駆動回路106とインクジェットヘッド21aとを接続可能な長さである。ここで、印刷する印刷媒体のサイズが大きくなればなるほど、キャリッジ21が走査する走査範囲は大きくなるため、フレキシブルフラットケーブル23の長さは、最大の走査範囲に対応可能な長さであることが必須である。したがって、本実施形態のプリンター1が備えるフレキシブルフラットケーブル23は、通常のサイズ(例えば、A列4番以下)の印刷媒体に対して印刷を実行するプリンターが備えるフレキシブルフラットケーブル等のケーブルと比較して、長いものが採用される。そのため、本実施形態のプリンター1では、フレキシブルフラットケーブル23において発生する誘電起電力が大きくなり易く、駆動信号に電圧が大きいオーバーシュートが発生し易い。
そこで、従来のヘッド駆動回路106aは、以下の構成を具備している。
図6は、従来のヘッド駆動回路106aの構成を示す図である。
図6に示すように、従来のヘッド駆動回路106aは、アンプ回路200aとダンピング回路201aとを備える。
アンプ回路200aは、D/Aコンバーター202aとアンプ203aとを備える。
D/Aコンバーター202aは、デジタル信号をアナログ信号に変換する装置であり、本実施形態では、デジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換する。D/Aコンバーター202aは、入力側(デジタルの駆動信号が入力される側)が制御部100と接続し、出力側(アナログの駆動信号を出力する側)がアンプ203aに接続する。なお、本実施形態では、アンプ回路200aがD/Aコンバーター202aを備える構成を例示するが、D/Aコンバーター202aは、アンプ203aと制御部100との間に配置されていれば、アンプ回路200aに備えられる構成でなくてもよい。
アンプ203aは、D/Aコンバーター202aが出力するアナログの駆動信号を、フレキシブルフラットケーブル23のダイナミクスレンジで規定される範囲まで所定の増幅率で増幅する。アンプ203aは、増幅したアナログの駆動信号をダンピング回路201aに出力する。
ダンピング回路201aは、抵抗R1a(第1抵抗)を備える。抵抗R1aは、アンプ203aとインクジェットヘッド21aとの間に配置され、アンプ203aとインクジェットヘッド21aの駆動信号供給ラインL1とに直列に接続する。抵抗R1aは、ダンピング抵抗(ダンピング回路回路の抵抗)として機能する。ダンピング抵抗とは、出力インピーダンスと、駆動信号が出力される伝送路のインピーダンスとを近似させ、当該伝送路に流れる電流を減少させることにより、駆動信号の電圧の変位を緩やかにする抵抗のことである。従来のヘッド駆動回路106aでは、ダンピング抵抗は、ダンピング回路201aの抵抗のことであり、抵抗R1aに相当する。つまり、ダンピング回路201aが抵抗R1aを備えることは、ダンピング回路201aがダンピング抵抗を備えることに相当する。また、ダンピング回路201aがダンピング抵抗を備えることは、ヘッド駆動回路106aがダンピング抵抗を備えることに相当する。
このように、従来のヘッド駆動回路106aは、ダンピング抵抗(すなわち、抵抗R1a)を備えるため、図7に示すように、オーバーシュートを抑制した駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力できる。
図7は、駆動信号の波形の一例を示す図表である。図7において、縦軸は、駆動信号の電圧を示し、横軸は、時間を示す。なお、図7に示す縦軸のスケールは、一例であって、図7に示すスケールに限定されない。
図7では、駆動信号の波形を複数示す。波形H1は、図5に示す波形H1と同様であり、インクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の理想の波形を示す。また、波形H2は、図5に示す波形H2と同様であり、フレキシブルフラットケーブル23を介してインクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の波形を示す。また、波形H3は、従来のヘッド駆動回路106aが備えるダンピング抵抗を介してインクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の波形を示す。
図7に示すように、波形H3は、タイミングt1からタイミングtaにかけて電圧がαボルトまで上昇し、タイミングta以降、αボルトを基準として時間経過に伴い減衰しながら正負に振幅し、αボルトに漸近していく駆動信号の波形である。
波形H3は、波形H2と比較して明らかな通り、オーバーシュートが抑制された波形である。したがって、仮に、スイッチ素子SSとピエゾ素子PSとの少なくともいずれかの定格電圧値が50ボルトであっても、波形H3の駆動信号は、最大電圧値が50ボルトを下回るため、スイッチ素子SSとピエゾ素子PSとの少なくともいずれかに影響を与えることが無い。また、図7に示すように波形H3の駆動信号は、オーバーシュートが抑制されるため、跳ね返りも小さい。そのため、波形H3の駆動信号は、波形H2の駆動信号と比較して明らかな通り、立ち上がった後、速やかに定常値(すなわち、αボルト)に漸近する。
図7に示すように、ダンピング抵抗である抵抗R1aを、アンプ203aとインクジェットヘッド21aの駆動信号供給ラインL1との間に直列に設けることで、従来のヘッド駆動回路106aは、インクジェットヘッド21aに出力する駆動信号に発生するオーバーシュートを抑制できる。
しかしながら、従来のヘッド駆動回路106aには、以下に示す課題がある。
従来のヘッド駆動回路106aは、図7の波形H3に示すように、駆動信号に発生するオーバーシュートを抑制できるが、ダンピング抵抗により、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性が低下し、駆動信号の電圧が定常値となるまで時間を要することになる。図7に示すように、理想の波形H1はタイミングt3において、αボルトまで立ち上がっている一方、波形H3の駆動信号は、タイミングtaにおいてαボルトまで立ち上がる。つまり、波形H3の駆動信号は、「タイミングta−タイミングt3」の期間分遅延してαボルトまで立ち上がることになる。
このように、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性が低下し、当該立ち上がりに遅延が発生すると、ピエゾ素子PSの変位が遅延することになる。前述した通り、ピエゾ素子PSは、印加される電圧が上昇して定常値に達した後、電圧の降下に伴い伸張し、インク室ISを加圧して噴射口FKからインク滴を噴射する。したがって、駆動信号の電圧の立ち上がりが遅延すると、ピエゾ素子PSの変位が遅延し、インクジェットヘッド21aは、インク滴を噴射するタイミングが遅延することになる。これは、インクジェットヘッド21aが適切なタイミングでインク滴を噴射できなくなり、ロール紙から繰り出された印刷媒体に適切な印刷を実行できないことを意味する。また、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性が低下すると、駆動信号の電圧は、αボルトまで至らずに、降下する場合がある。この場合、ピエゾ素子PSが、αボルトの印加に対応する変形とならず、インクジェットヘッド21aは、目的のインク量を下回るインク量でインク滴を印刷媒体に噴射する可能性がある。
ここで、ダンピング抵抗である抵抗R1aの抵抗値を下げ、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性を確保することが考えられるが、抵抗値を下げれば下げるほど、駆動信号に発生するオーバーシュートが大きくなってしまうという懸念がある。
また、駆動信号の電圧の立ち上がりの遅延を考慮して、当該遅延分早く駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力することが考えられる。しかしながら、このように出力するための回路を具備する構成では、ヘッド駆動回路106が備える部品点数が増大し、コストアップを招く可能性がある。また、このような出力を実行する制御を、制御部100が実行する構成であると、制御部100の動作が複雑になり、処理負荷が増大してしまう可能性がある。
そこで、本実施形態のヘッド駆動回路106は、以下の構成を具備する。
図8は、本実施形態のヘッド駆動回路106の構成を示す図である。
図8に示すように、ヘッド駆動回路106は、アンプ回路200と、ダンピング回路201とを備える。
アンプ回路200は、D/Aコンバーター202と、アンプ203とを備える。
D/Aコンバーター202は、デジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換する。D/Aコンバーター202は、入力側(デジタルの駆動信号が入力される側)が制御部100と接続し、出力側(アナログの駆動信号を出力する側)がアンプ203に接続する。D/Aコンバーター202は、図6のD/Aコンバーター202aに相当する。
アンプ203は、図6のアンプ203aに相当し、増幅したアナログの駆動信号をダンピング回路201に出力する。
ダンピング回路201は、図6の抵抗R1aに相当する抵抗R1(第1抵抗)を備える。抵抗R1は、アンプ203とインクジェットヘッド21aとの間に配置され、アンプ203とインクジェットヘッド21aの駆動信号供給ラインL1とに対し直列に接続する。
抵抗R1には、電界効果トランジスターQ1(スイッチ回路)が並列に接続する。電界効果トランジスターQ1は、n型チャンネルの電界効果トランジスターである。電界効果トランジスターQ1は、ドレインがアンプ203と抵抗R1との間に接続し、ソースが抵抗R1と抵抗R2(第2抵抗)との間に接続し、ゲートが抵抗R2と抵抗R3(第2抵抗)との間に接続する。電界効果トランジスターQ1は、ゲートの電圧(以下、「ゲート電圧」と表現する)とソースの電圧(以下、「ソース電圧」と表現する)との差である差分電圧が所定の電圧値以上である場合にオンの動作を実行する。すなわち、電界効果トランジスターQ1は、ゲート電圧とソース電圧との差分電圧が所定の電圧値以上の電圧である場合に、ドレインとソースとの間が導通状態となる。これは、ゲート直下のp型半導体が電子の引き付けによりn型半導体に反転し、ドレイン直下のn型半導体とソース直下のn型半導体とを反転したn型半導体で接続するためである。なお、ソース電圧は、駆動信号の電圧である。一方、電界効果トランジスターQ1は、ゲート電圧とソース電圧との差分電圧が所定の電圧値を下回る場合に、オフの動作を実行する。すなわち、電界効果トランジスターQ1は、ゲート電圧とソース電圧との差分電圧が所定の電圧値を下回る場合に、ドレインとソースとの間は切断状態となる。なお、ここでいう所定の電圧値は、電界効果トランジスターQ1がオンオフする閾値であり、また、電界効果トランジスターQ1の設計に依存した値であり、ドレイン直下のn型半導体とソース直下のn型半導体とを反転したn型半導体で接続するための電圧値である。
このように、電界効果トランジスターQ1のオンオフは、ゲート電圧とソース電圧との差分電圧に基づいて実行される。ここで、当該差分電圧は、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値、及び、抵抗R3に接続する電源E1の電圧値に規定される。これは、電界効果トランジスターQ1のオンオフの動作が、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値、及び、電源E1の電圧値により規定されることを示している。つまり、電界効果トランジスターQ1は、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値、及び、電源E1の電圧値に基づいて、オンオフの動作を実行する。
図8に示すように、電界効果トランジスターQ1のゲートには、抵抗R2と抵抗R3とが接続し、また、抵抗R3を介して電源E1が接続する。そのため、電界効果トランジスターQ1のゲートには、抵抗R2と抵抗R3とにより分圧される駆動信号の電圧と電源E1の電圧とが印加される。これら電圧の和が、ゲート電圧に相当する。n型チャンネルの電界効果トランジスターQ1は、ゲート電圧とソース電圧との差分電圧が所定の電圧値以上である場合にオンの動作を実行するため、電源E1は、ゲート電圧とソース電圧とに差を設けるために抵抗R3を介して電界効果トランジスターQ1のゲートに接続する。したがって、電界効果トランジスターQ1のオンオフの動作は、ソース電圧とゲート電圧との差分電圧に基づくため、電源E1の電圧値に規定されている。また、ソース電圧は、駆動信号の電圧である。そのため、駆動信号の電圧が変化すると、抵抗R2と抵抗R3とにより分圧される駆動信号の電圧は変化する。したがって、駆動信号の電圧が変化すると、ゲート電圧も変化し、これによりゲート電圧とソース電圧との差分電圧も変化する。ここで、抵抗R2と抵抗R3とにより分圧される駆動信号の電圧は、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値により規定されるため、電界効果トランジスターQ1のオンオフの動作は、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値に規定されている。
電界効果トランジスターQ1がオンの場合、電界効果トランジスターQ1のドレインとソースとの間は、導通状態となる。したがって、電界効果トランジスターQ1がオンの場合、電界効果トランジスターQ1のドレインとソースとの間にも、電流が流れることになる。そのため、電界効果トランジスターQ1がオンの場合、ダンピング回路201では、電流が流れやすくなる。したがって、電界効果トランジスターQ1がオンの場合、ヘッド駆動回路106のダンピング抵抗(ダンピング回路の抵抗)は、抵抗R1の抵抗値より小さくなる。
一方、電界効果トランジスターQ1がオフである場合、電界効果トランジスターQ1のドレインとソースとの間は、切断状態となる。したがって、電界効果トランジスターQ1がオンの場合、電界効果トランジスターQ1のドレインとソースとの間には電流が流れない。そのため、電界効果トランジスターQ1がオフの場合、ダンピング回路201では、電界効果トランジスターQ1への電流の流路が遮断されるため、電流が流れる流路は、抵抗R1が設けられる流路のみとなる。したがって、電界効果トランジスターQ1がオンの場合、ヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗は、抵抗R1である。そのため、電界効果トランジスターQ1がオフの場合、ヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値は、抵抗R1の抵抗値となり、電界効果トランジスターQ1がオンの場合のダンピング抵抗の抵抗値より大きくなる。
図8に示すように、電界効果トランジスターQ1のゲートに接続する抵抗R3には、コンデンサーC1が並列に接続する。また、抵抗R3には、直列に電源E1が接続される。このコンデンサーC1は、スピードアップコンデンサーとして機能し、電界効果トランジスターQ1のオンオフの応答の遅延を抑制する。
ヘッド駆動回路106は、図8に示す構成を具備することにより、図9に示す波形の駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力する。以下、図9を参照して、本実施形態のヘッド駆動回路106が出力する駆動信号の波形を説明しつつ、ヘッド駆動回路106の動作を説明する。
図9は、駆動信号の波形の一例を示す図表である。図9において、縦軸は、駆動信号の電圧を示し、横軸は、時間を示す。なお、図9に示す縦軸のスケールは、一例であって、図9に示すスケールに限定されない。
図9では、駆動信号の波形を複数示す。波形H1は、図5、及び、図7に示す波形H1と同様であり、インクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の理想の波形を示す。また、波形H2は、図5、及び、図7に示す波形H2と同様であり、フレキシブルフラットケーブル23を介してインクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の波形を示す。また、波形H3は、図7に示す波形H3と同様であり、従来のヘッド駆動回路106aが備えるダンピング抵抗を介してインクジェットヘッド21aに出力される駆動信号の波形を示す。また、波形H4は、本実施形態のヘッド駆動回路106がインクジェットヘッド21aに出力する駆動信号の波形を示す。
図9に示すように、波形H4は、タイミングt1からタイミングtcにかけてαボルトまで電圧が上昇し、タイミングtc以降、αボルトを基準として時間経過に伴い減衰しながら正負に振幅し、αボルトに漸近していく駆動信号の波形である。
ここで、本実施形態のヘッド駆動回路106の動作を説明しながら、波形H4についてより詳細に説明する。
タイミングt1において、ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aに駆動信号の出力を開始する。タイミングt1以降、駆動信号の電圧は、αボルトに向けて立ち上がっていく。
タイミングt1以降、駆動信号の電圧が立ち上がっていき、タイミングtbにおいて、駆動信号の電圧が、35ボルトまで立ち上がったとする。ここで、タイミングtbにおいて、電界効果トランジスターQ1のゲート電圧とソース電圧との差分電圧が、所定の電圧値以上となったとする。すると、タイミングtbにおいて、電界効果トランジスターQ1は、オフの動作を実行する。
タイミングt1からタイミングtbに至るまでの期間は、電界効果トランジスターQ1のゲート電圧とソース電圧との差分電圧の電圧値は、所定の電圧値を下回る電圧である。したがって、タイミングt1からタイミングtbに至るまでの期間、電界効果トランジスターQ1は、オンの動作を実行する。したがって、タイミングt1からタイミングtbに至るまでの期間、ヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値は、抵抗R1の抵抗値より小さい抵抗値である。したがって、図9に示す波形H3と波形H4とを比較して明らかな通り、本実施形態のヘッド駆動回路106は、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性が低下することを抑制できる。
タイミングtbにおいて電界効果トランジスターQ1がオフの動作を実行すると、タイミングtb以降、電界効果トランジスターQ1は、オフの動作を継続する。
タイミングtb以降、駆動信号の電圧が立ち上がり、タイミングtcにおいて、駆動信号の電圧が、αボルトまで立ち上がったとする。なお、タイミングtbからタイミングtcの期間、ヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値は、抵抗R1の抵抗値である。つまり、タイミングtbからタイミングtcに至るまでの期間、ヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値は、従来のヘッド駆動回路106aが備えるダンピング抵抗の抵抗値と同じである。しかしながら、タイミングt1からタイミングtbまでに至る期間、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性の低下が抑制されるため、タイミングtb以降、αボルトまでの駆動信号の電圧の立ち上がりは、ダンピング抵抗の抵抗値が抵抗R1の抵抗値であっても、比較的に急峻性が確保される。したがって、図9に示すように、駆動信号の電圧は、タイミングtaより早いタイミングtcにおいて、αボルトとなる。
タイミングtc以降、図9に示すように、駆動信号の電圧は、αボルトを基準として、時間経過に伴い減衰しつつ正負に振幅しながら、αボルトに漸近していく。前述した通り、電界効果トランジスターQ1は、タイミングtb以降、オフの動作を継続する。そのため、ヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値が、抵抗R1の抵抗値であるため、波形H2と波形H4とを比較して明らかな通り、ヘッド駆動回路106は、駆動信号に発生するオーバーシュートを抑制できる。
このように、ヘッド駆動回路106は、ダンピング抵抗が含む抵抗R1に並列して電界効果トランジスターQ1を備え、電界効果トランジスターQ1のオンオフの動作によりダンピング回路201のダンピング抵抗の抵抗値を異ならせる。これにより、図9に示すように、ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aに出力する駆動信号の波形が、理想の駆動信号の波形H1から乖離することを抑制できる。
特に、ヘッド駆動回路106の電界効果トランジスターQ1は、駆動信号の電圧が所定の電圧(本実施形態では35ボルト)を下回る場合、オンの動作を実行し、駆動信号の電圧が所定の電圧(本実施形態では35ボルト)以上となる場合、オフの動作を実行する。つまり、ヘッド駆動回路106のダンピング抵抗の抵抗値は、駆動信号の電圧が所定の電圧を下回る場合、抵抗R1の抵抗値より小さい抵抗値であり、駆動信号の電圧が所定の電圧以上となる場合、抵抗R1の抵抗値である。これにより、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の電圧が所定の電圧を下回る場合、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性が低下することを抑制でき、駆動信号の電圧が所定の電圧以上となる場合、駆動信号に発生するオーバーシュートを抑制できる。したがって、ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aに出力する駆動信号の波形がなまることを抑制できる。
ここで、仮に、スイッチ素子SSとピエゾ素子PSとの少なくともいずれの定格電圧値が50ボルトであるとする。図9に示すように、本実施形態のヘッド駆動回路106が出力する駆動信号は、オーバーシュートが抑制されたため、最大電圧値が50ボルト以上とならない。これにより、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の入力により、スイッチ素子SSとピエゾ素子PSとの少なくともいずれかに劣化や損傷等の影響を与えることを防止できる。したがって、ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aが適切にインク滴を噴射しないといった事態の発生を低減できる。
また、本実施形態では、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性の低下が抑制される。そのため、駆動信号の電圧の立ち上がりが遅延して、ピエゾ素子PSの変位が遅延し、インクジェットヘッド21aが、インク滴を噴射するタイミングが遅延するといった事態の発生を低減できる。これは、インクジェットヘッド21aが適切なタイミングでインク滴を噴射できなくなり、印刷媒体に適切な印刷を実行できないといった事態の発生の低減につながる。また、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の電圧の立ち上がりの遅延を考慮して、当該遅延分早く駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力する回路を具備する必要がない。そのため、ヘッド駆動回路106が備える部品点数が増大することを抑制し、ヘッド駆動回路106のコストアップを抑制できる。また、このような出力を実行する制御を、制御部100が実行する必要がなく、制御部100の処理負荷が増大してしまうことを防止できる。また、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性の低下により、目的のインク量を下回るインク量でインク滴を印刷媒体に噴射してしまうといった事態の発生を低減できる。
なお、ヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値は、以下の観点に基づいて決定される。
すなわち、電界効果トランジスターQ1がオフである場合のダンピング抵抗の抵抗値は、駆動信号の立ち上がりの急峻性が確保されるような抵抗値とされる。ここで、駆動信号の立ち上がりの急峻性が確保されるような抵抗値とは、例えば、タイミングt1からタイミングtcまでの駆動信号の立ち上がりの傾き(すなわち、αボルトまでの立ち上がりの傾き)と、理想の駆動信号のαボルトまでの立ち上がりの傾きとの差分が、所定の差分以下となるような抵抗値である。このような観点でヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値が決定されるため、ヘッド駆動回路106は、上述したように、駆動信号の電圧の立ち上がりの急峻性を確保できる。
また、電界効果トランジスターQ1がオフである場合のダンピング抵抗の抵抗値(すなわち、抵抗R1の抵抗値)は、駆動信号の最大電圧値が、スイッチ素子SS、及び、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値を下回るような抵抗値とされる。つまり、抵抗R1の抵抗値は、駆動信号に発生するオーバーシュートが抑制された場合でも、最大電圧値が、スイッチ素子SS、又は、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値を下回るような抵抗値とされる。特に、抵抗R1の抵抗値は、A列3番以上の印刷媒体に対して印刷を実行するプリンター1が備えるフレキシブルフラットケーブル23に発生するオーバーシュートを抑制した上、抑制されたオーバーシュートの最大電圧値がスイッチ素子SS、又は、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値を下回るような抵抗値とされる。このような観点でヘッド駆動回路106が備えるダンピング抵抗の抵抗値、すなわち、抵抗R1の抵抗値が決定されるため、ヘッド駆動回路106は、駆動信号に発生するオーバーシュートを抑制でき、且つ、駆動信号の最大電圧値がスイッチ素子SS、及び、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値を上回ることを防止できる。特に、発生する誘導起電力が大きくなり、電圧が大きいオーバーシュートが発生し易い本実施形態のプリンター1であっても、ヘッド駆動回路106は、駆動信号に発生するオーバーシュートを確実に抑制でき、駆動信号の最大電圧値がスイッチ素子SS、及び、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値を上回ることを確実に防止できる。
このような観点でダンピング抵抗の抵抗が決定されるため、ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aに出力する駆動信号の波形が理想の波形から乖離することを抑制できる。特に、ヘッド駆動回路106とインクジェットヘッド21aとを繋ぐフレキシブルフラットケーブル23が長い場合であっても、ヘッド駆動回路106は、波形のが理想の波形から乖離することが抑制された駆動信号をインクジェットヘッド21aに出力できる。そのため、プリンター1がさらなる大型化が図られる場合でも、フレキシブルフラットケーブル23の長さに制約を受けることがない。そのため、ヘッド駆動回路106の配置に対して自由度を確保でき、プリンター1の構成の簡易化を図ることが可能となる。
なお、ダンピング抵抗の抵抗値は、上記の観点に加えて、以下の観点に基づいて決定されてもよい。すなわち、電界効果トランジスターQ1がオフである場合のダンピング抵抗の抵抗値(抵抗R1の抵抗値)は、インクジェットヘッド21aのノズル数(噴射口FKの数)に基づいて決定されてもよい。ノズル数が多くなればなるほど、フレキシブルフラットケーブル23に流れる電流量が多くなる傾向にあり、これに起因して、フレキシブルフラットケーブル23に流れる電流の変化率は、大きくなる傾向にある。誘導起電力の値を決定づける要因に電流の変化率が含まれるため、インクジェットヘッド21aのノズル数が多くなればなるほど、駆動信号には、電圧の大きいオーバーシュートが発生し易くなる。このことを加味して、抵抗R1の抵抗値は、フレキシブルフラットケーブル23に発生するオーバーシュートを抑制した上、抑制されたオーバーシュートの最大電圧値がスイッチ素子SS、又は、ピエゾ素子PSの少なくともいずれかの定格電圧値を下回るような抵抗値とされてもよい。
また、ダンピング抵抗の抵抗値は、上記の観点に加えて、さらに以下の観点に基づいて決定されてもよい。すなわち、電界効果トランジスターQ1がオフである場合のダンピング抵抗の抵抗値(抵抗R1の抵抗値)と、電界効果トランジスターQ1がオンである場合のダンピング抵抗の抵抗値との差が、駆動信号のαボルトまでの立ち上がりの不連続が抑制される差となるように、ダンピング抵抗の抵抗値は、決定される。なお、不連続な立ち上がりとは、立ち上がりの傾き(立ち上がりの変化率)が著しく変化することである。このダンピング抵抗の抵抗値の差が大きいと、電界効果トランジスターQ1の動作の切り替え時、ダンピング抵抗の抵抗値が大きく変化し、駆動信号の立ち上がりは、不連続な立ち上がりとなる。不連続な立ち上がりが発生すると、駆動信号の電圧がαボルトまで立ち上がるまでのタイミングが遅延したり、αボルトまで立ち上がらなかったりと上述した事態が発生してしまう。そこで、ダンピング抵抗の抵抗値が上述した観点で決定されることにより、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の波形のなまりを抑制でき、当該事態の発生を低減できる。
図8に示すように、電界効果トランジスターQ1のゲートに接続する抵抗R3には、コンデンサーC1が並列に接続する。前述した通り、このコンデンサーC1は、スピードアップコンデンサーとして機能する。そのため、ヘッド駆動回路106は、電界効果トランジスターQ1のオンオフの応答の遅延を抑制できる。したがって、ヘッド駆動回路106は、ダンピング抵抗の抵抗値を速やかに切り替えることができ、電界効果トランジスターQ1のオンオフの応答の遅延により、駆動信号の電圧が速やかにαボルトまで上昇しないといった事態の発生を抑制できる。このため、ヘッド駆動回路106は、より確実に、駆動信号の波形のなまりを抑制できる。
また、図8に示すように、電界効果トランジスターQ1には、抵抗R2と抵抗R3とが接続し、また、抵抗R3を介して電源E1が接続し、抵抗R2と抵抗R3とにより分圧された駆動信号の電圧と電源E1の電圧とに基づいて、オンオフの動作を実行する。つまり、電界効果トランジスターQ1は、駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を自動で実行する。これにより、電界効果トランジスターQ1をオンオフする回路等をヘッド駆動回路106が具備する必要がなく、ヘッド駆動回路106の構成を簡易にできる。また、ヘッド駆動回路106は、構成が簡易になるため、具備する部品点数を抑えることでコストアップを抑制でき、安価に電界効果トランジスターQ1のオンオフを制御できる。このことは、ヘッド駆動回路106のコストアップの抑制につながる。また、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値、及び、電源E1の電圧値は、電界効果トランジスターQ1のオンオフの動作を規定する。より詳細には、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値、及び、電源E1の電圧値は、電界効果トランジスターQ1のオンオフのタイミングを規定している。これは、電源E1の電圧値、及び、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値がゲート電圧とソース電圧との差分電圧を規定しているためである。したがって、抵抗R2と抵抗R3との抵抗値、及び、電源E1の電圧値の設定を行うだけで、ユーザーは、電界効果トランジスターQ1のオンオフのタイミングの設定が容易にできる。
図2や図8等に示すように、本実施形態において、ヘッド駆動回路106は、キャリッジ21に搭載されない。このように、ヘッド駆動回路106をキャリッジ21に搭載しないことで以下に示す効果を奏する。
ヘッド駆動回路106は、ダンピング抵抗を有する。ダンピング抵抗は、駆動信号の電圧が印加されることにより発熱する可能性がある。ここで、ヘッド駆動回路106をインクジェットヘッド21aと共にキャリッジ21に搭載すると、ダンピング抵抗における発熱により、インクジェットヘッド21aに影響を与える可能性がある。ここで、ダンピング抵抗の熱を冷やすために冷却ファン等をキャリッジ21に搭載することが考えられるが、これではキャリッジ21の大型化、及び、重量増となってしまう。そこで、ヘッド駆動回路106をキャリッジ21に搭載しない構成とすることにより、ダンピング抵抗の発熱により、インクジェットヘッド21aに影響を与えることを防止することができる。また、ヘッド駆動回路106をキャリッジ21に搭載しないことにより、キャリッジ21の小型化を図ることができ、且つ、キャリッジ21の重量が増大することを防止できる。キャリッジ21を小型化し重量が増大することを防止することで、キャリッジ21を走査方向に移動させる駆動力を低減でき、これに伴いキャリッジ21を走査方向に移動させるモーターに供給する電力を低減できる。このことは、プリンター1の消費電量の抑制につながる。
以上、説明したように、ヘッド駆動回路106は、駆動信号をインクジェットヘッド21a(印刷ヘッド)に出力するアンプ203と、アンプ203とインクジェットヘッド21aとの間に配置される抵抗R1(第1抵抗)、及び、抵抗R1に対して並列に接続する電界効果トランジスターQ1を有するダンピング回路201と、を備える。電界効果トランジスターQ1は、駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を実行し、ダンピング抵抗(ダンピング回路の抵抗)の抵抗値を異ならせる。
この構成によれば、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の電圧に応じて、電界効果トランジスターQ1のオンオフの動作によりダンピング抵抗の抵抗値を異ならせるため、インクジェットヘッド21aに出力する駆動信号の波形がなまることを抑制できる。また、電界効果トランジスターQ1のオンオフの動作で駆動信号の波形がなまることを抑制できるため、ヘッド駆動回路106が備える部品点数の増大を抑制でき、ヘッド駆動回路106のコストアップを抑制できる。
また、電界効果トランジスターQ1は、駆動信号の電圧が所定の電圧(本実施形態では、35ボルト)を下回る場合、オンの動作を実行してダンピング抵抗の抵抗値を抵抗R1の抵抗値より小さくする。また、電界効果トランジスターQ1は、駆動信号の電圧が所定の電圧(本実施形態では、35ボルト)以上となる場合、オフの動作を実行してダンピング抵抗の抵抗値を抵抗R1の抵抗値にする。
この構成によれば、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の電圧が所定の電圧を下回る場合、駆動信号の立ち上がりの急峻性の低下を抑制でき、駆動信号の電圧が所定の電圧以上となる場合、駆動信号のオーバーシュートを抑制できる。したがって、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の波形が理想の波形から乖離することを抑制できる。
また、電界効果トランジスターQ1には、抵抗R2(第2抵抗)と抵抗R3(第2抵抗)とが接続し、抵抗R2と抵抗R3とにより分圧された駆動信号の電圧と電源E1の電圧との差分電圧に基づいて、オンオフの動作を実行する。
この構成によれば、電界効果トランジスターQ1が、抵抗R2と抵抗R3とにより分圧された駆動信号の電圧と電源E1の電圧とに基づいて、オンオフの動作を実行するため、ヘッド駆動回路106は、抵抗R2及び抵抗R3と電源E1とで電界効果トランジスターQ1のオンオフを制御できる。したがって、電界効果トランジスターQ1をオンオフする回路等をヘッド駆動回路106が具備する必要がなく、ヘッド駆動回路106の構成を簡易にできる。また、ヘッド駆動回路106は、構成が簡易になるため、コストアップを抑制でき、安価に電界効果トランジスターQ1のオンオフを制御できる。
また、ヘッド駆動回路106は、電界効果トランジスターQ1のゲートに接続する抵抗R3と、抵抗R3と並列に接続するコンデンサーC1と、を備える。
この構成によれば、電界効果トランジスターQ1のゲートに接続する抵抗R3と並列に接続するコンデンサーC1が、スピードアップコンデンサーとして機能することで、電界効果トランジスターQ1の応答の遅延を抑制できる。したがって、ヘッド駆動回路106は、ダンピング抵抗の抵抗値を速やかに切り替えることができ、電界効果トランジスターQ1のオンオフの応答の遅延により、駆動信号の電圧が速やかに上昇しないといった事態の発生を抑制できる。
また、ヘッド駆動回路106は、フレキシブルフラットケーブル23(フレキシブルケーブル)を介してインクジェットヘッド21aに接続する。
この構成によれば、ヘッド駆動回路106は、フレキシブルフラットケーブル23のインダクタンスにより発生するオーバーシュートを抑制できる。したがって、ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aに出力する駆動信号の波形が理想の波形から乖離することを抑制できる。
また、ヘッド駆動回路106は、少なくともA列3番以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行するプリンター1(印刷装置)に搭載される。
前述した通り、インダクタンスは、フレキシブルフラットケーブル23が長ければ長いほど、大きい値となる。したがって、プリンター1が備えるフレキシブルフラットケーブル23が長ければ長いほど、フレキシブルフラットケーブル23に発生する誘電起電力が大きくなる。つまり、フレキシブルフラットケーブル23が長ければ長いほど、電圧が大きいオーバーシュートが発生し易い。そのため、本実施形態のプリンター1が備えるフレキシブルフラットケーブル23は、通常のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行するプリンターが備えるフレキシブルフラットケーブル等のケーブルと比較して、電圧の大きいオーバーシュートが発生し易い。そこで、ヘッド駆動回路106は、本実施形態のプリンター1に搭載されるため、電圧が大きいオーバーシュートが発生し易いプリンター1でも、駆動信号に発生するオーバーシュートを低減できる。したがって、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の波形が理想の波形から乖離することを抑制できる。また、駆動信号の波形が理想の波形から乖離すると、インク滴の噴射のタイミングがずれてしまい印刷結果に影響を与えてしまうため、ヘッド駆動回路106は、駆動信号の波形が理想の波形から乖離することを抑制することによって、電圧が大きいオーバーシュートが発生し易いプリンター1でも、印刷品質の劣化を抑えることができる。
前述した通り、印刷媒体のサイズが大きくなるほどフレキシブルフラットケーブル23の長さを長くする必要があり、本実施形態のプリンター1が備えるフレキシブルフラットケーブル23は、通常のサイズ(例えば、A列4番以下)の印刷媒体に対して印刷を実行するプリンターが備えるフレキシブルフラットケーブル等のケーブルと比較して、長いものが採用される。フレキシブルフラットケーブル23の長さが少なくともA列3番以上の印刷媒体のサイズに対応可能な長さであると、キャリッジ21の移動に伴い、図1に示すようなフレキシブルフラットケーブル23の折り返しにより、フレキシブルフラットケーブル23同士が接触する蓋然性が高まる。フレキシブルフラットケーブル23同士が接触すると、フレキシブルフラットケーブル23の抵抗が変化し、フレキシブルフラットケーブル23に流れる電流が変化する。つまり、フレキシブルフラットケーブル23の長さが少なくともA列3番以上の印刷媒体のサイズに対応可能な長さであると、フレキシブルフラットケーブル23同士が接触する蓋然性が高まり、これに伴い駆動信号の波形がなまる蓋然性が高まり、印刷品質の劣化が顕著になる虞がある。そこで、ヘッド駆動回路106は、上記の構成を具備することで、駆動信号の波形のなまりを抑制し、フレキシブルフラットケーブル23の長さが少なくともA列3番以上の印刷媒体のサイズに対応可能な長さでも、印刷品質の劣化を抑えることができる。
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、ヘッド駆動回路106が1のダンピング回路201を備える構成を例示した。しかしながら、ヘッド駆動回路106は、インクジェットヘッド21aが備えるノズル列(噴射口FKの列)ごとにダンピング回路201を備える構成としてもよい。この構成によれば、1のダンピング回路201で生じる発熱の熱量を低減できる。
また、図を用いて説明した機能ブロックは、本願発明を理解容易にするために、各装置の機能構成を主な処理内容に応じて分類して示した概略図である。各装置の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、1つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。また、各構成要素の処理は、1つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。また、各構成要素の処理は、1つのプログラムで実現されてもよいし、複数のプログラムで実現されてもよい。
また、例えば、上述した実施形態において、図8に示した回路構成は一例であって、図に示した回路素子を同数または異なる数のICで置き換える等の構成変更が可能であり、本発明の範囲において任意に変更可能である。
1…プリンター(印刷装置)、21…キャリッジ、21a…インクジェットヘッド(印刷ヘッド)、23…フレキシブルフラットケーブル(フレキシブルケーブル)、106…ヘッド駆動回路、200…アンプ回路、201…ダンピング回路、202…D/Aコンバーター、203…アンプ、C1…コンデンサー、E1…電源、FK…噴射口、IS…インク室、L1…駆動信号供給ライン、L2…接地ライン、PS…ピエゾ素子、Q1…電界効果トランジスター(スイッチ回路)、R1…抵抗(第1抵抗)、R2…抵抗(第2抵抗)、R3…抵抗(第2抵抗)、SS…スイッチ素子、Y1…ピエゾユニット、Y2…スイッチユニット。
Claims (9)
- 駆動信号を印刷ヘッドに出力するアンプと、
前記アンプと前記印刷ヘッドとの間に配置される第1抵抗、及び、前記第1抵抗に対して並列に接続するスイッチ回路を有するダンピング回路と、を備え、
前記スイッチ回路は、前記駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を実行し、前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせる、
ヘッド駆動回路。 - 前記スイッチ回路は、
前記駆動信号の電圧が所定の電圧を下回る場合、オンの動作を実行して前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を前記第1抵抗の抵抗値より小さくし、
前記駆動信号の電圧が所定の電圧以上となる場合、オフの動作を実行して前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を前記第1抵抗の抵抗値にする、
請求項1に記載のヘッド駆動回路。 - 前記スイッチ回路には、複数の第2抵抗、及び、前記第2抵抗を介して電源が接続し、
前記スイッチ回路は、複数の前記第2抵抗により分圧された前記駆動信号の電圧と前記電源の電圧とに基づいて、オンオフの動作を実行する、
請求項1又は2に記載のヘッド駆動回路。 - 前記スイッチ回路は、電界効果トランジスターにより構成され、
前記電界効果トランジスターのゲートに接続する前記第2抵抗と、
前記第2抵抗と並列に接続するコンデンサーと、を備える、
請求項3に記載のヘッド駆動回路。 - フレキシブルケーブルを介して前記印刷ヘッドに接続する、
請求項1から4のいずれか一項に記載のヘッド駆動回路。 - 少なくともA列3番以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行する印刷装置に搭載される、
請求項5に記載のヘッド駆動回路。 - 印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドを駆動させる駆動信号を出力するアンプ、及び、前記アンプと前記印刷ヘッドとの間に配置される第1抵抗と前記第1抵抗に対して並列に接続するスイッチ回路とを有するダンピング回路を備えるヘッド駆動回路と、を備え、
前記スイッチ回路は、前記駆動信号の電圧に応じてオンオフの動作を実行し、前記ダンピング回路の抵抗の抵抗値を異ならせる、
印刷装置。 - 前記ヘッド駆動回路と前記印刷ヘッドとを接続するフレキシブルケーブルを備える、
請求項7に記載の印刷装置。 - 少なくともA列3番以上のサイズの印刷媒体に対して印刷を実行する、
請求項7又は8に記載の印刷装置。
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