JP2020001333A - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.実施の形態(単一のシリアルデータ信号を用いてデータ転送を行う場合の例)
2.変形例
変形例1(ラッチ信号,ファイアリング信号を単一の合成信号とした場合の例)
変形例2(シリアル画素データ信号と他の信号とを多重化していない場合の例)
変形例3(複数のシリアルデータ信号を用いてデータ転送を行う場合の例)
変形例4(変形例3において変形例2と同様に多重化していない場合の例)
3.その他の変形例
[プリンタ3の構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る液体噴射記録装置としてのプリンタ3の概略構成例を、ブロック図で表したものである。また、図2は、図1に示した液体噴射ヘッドとしてのインクジェットヘッド1における、各駆動回路部(後述する駆動回路部12a,12b,12c)の構成例を、ブロック図で表したものである。なお、これらの図1,図2において、信号の配線上に示した「/N」(N:2以上の整数)は、配線の本数を示しており、以降のブロック図(後述する図3,図8,図10,図11,図14)においても、同様である。また、本明細書の説明に用いられる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
ヘッド制御部2は、インクジェットヘッド1に対して、各種の情報(データ)を供給するものである。具体的には図1に示したように、ヘッド制御部2は、インクジェットヘッド1内の後述する駆動回路部12a(最前段の駆動回路部)に対して、1つ(単一)のシリアルデータ信号Dsと、1つのクロック信号CLKとを、それぞれ供給するようになっている。
インクジェットヘッド1は、図1,図2中の破線の矢印で示したように、後述する複数のノズルから被記録媒体に対して液滴状のインク9を噴射(吐出)して、画像や文字等の記録を行うヘッドである。このインクジェットヘッド1は、図1に示したように、噴射部11と、複数の駆動回路部(この例では、3つの駆動回路部12a,12b,12c)とを備えている。なお、このようなインクジェットヘッド1内には、図示しないインクタンク内から供給チューブ等を介して、インク9が供給されるようになっている。
噴射部11は、図1に示したように、複数(この例では3つ)の噴射部11a,11b,11cを含んで構成されている。噴射部11a,11b,11cはそれぞれ、上記した駆動回路部12a,12b,12cに対して、個別に対応するように配置されている。これらの噴射部11a,11b,11cはそれぞれ、上記した複数のノズルを有しており、駆動回路部12a,12b,12cから個別に供給される駆動信号Sd(駆動電圧Vd)に従って、これらのノズルからインク9を噴射するようになっている。
駆動回路部12a,12b,12cはそれぞれ、図1に示したように、対応する噴射部11a,11b,11cに対して、各ノズル孔Hnからインク9を噴射させるための駆動信号Sd(駆動電圧Vd)を供給する回路である。具体的には、駆動回路部12a,12b,12cはそれぞれ、前述したヘッド制御部2から供給される、シリアルデータ信号Dsおよびクロック信号CLKに基づいて駆動信号Sdを生成し、この駆動信号Sdを対応する噴射部11a,11b,11cに対して個別に出力するようになっている。
シリアル/パラレル変換部121は、前述したmビット(この例では4ビット)のシリアル画素データ信号PDsを含んで構成されたシリアルデータ信号Dsと、クロック信号CLKとに基づいて、所定のシリアル/パラレル変換を行う回路である。このようなシリアル/パラレル変換により、図2に示したように、mビット(この例では4ビット)のパラレル画素データ信号PDp(PDp[3:0])が生成されるようになっている。
駆動信号生成部122は、前述した駆動信号Sd(駆動電圧Vd)を複数のノズル孔Hnごとに生成するものである。具体的には図2に示したように、駆動信号生成部122は、mビット(この例では4ビット)のパラレル画素データ信号PDpと、ラッチ信号LATCHと、ファイアリング信号FIREと、ストローブ信号STBと、クロック信号CLKとに基づいて、そのような駆動信号Sdを生成する。
パラレル/シリアル変換部123は、前述したmビット(この例では4ビット)のパラレル画素データ信号PDpと、クロック信号CLKとに基づいて、所定のパラレル/シリアル変換を行う回路である。このようなパラレル/シリアル変換により、図2に示したように、前述したシリアルデータ信号Dsが生成(再生成)され、このシリアルデータ信号Dsとクロック信号CLKとがそれぞれ、各駆動回路部12a,12b,12cの外部へと出力されるようになっている。
(A.プリンタ3の基本動作)
このプリンタ3では、以下のようなインクジェットヘッド1によるインク9の噴射動作を用いて、被記録媒体に対する画像や文字等の記録動作(印刷動作)が行われる。具体的には、本実施の形態のインクジェットヘッド1では、以下のようにして、せん断(シェア)モードを用いたインク9の噴射動作が行われる。なお、このプリンタ3では初期状態として、前述したインクタンク内のインク9が、供給チューブおよび所定の流路等を介して、インクジェットヘッド1の圧電アクチュエータ111における吐出チャネル内に、充填されている。
次に、図1,図2に加えて図3〜図7を参照して、ヘッド制御部2と駆動回路部12aとの間、および、各駆動回路部12a,12b,12c間でのデータ転送動作について、比較例(図3,図4)と比較しつつ詳細に説明する。
図3は、比較例に係る液体噴射ヘッド(インクジェットヘッド101)における各駆動回路部102a,102b,102cの構成例をそれぞれ、ブロック図で表したものである。また、図4は、比較例のインクジェットヘッド101における動作例(データ転送動作例)を、模式的にタイミング図で表したものである。
「n」:パラレル画素データ信号PDpにおけるビット番号
「a」:ノズル孔Hnの番号
「b」:カスケード接続されている複数の駆動回路部(この例では3つの駆動回路部12a,12b,12c)における番号
これに対して、本実施の形態の各駆動回路部12a,12b,12cには、図2に示したように、シリアル/パラレル変換部121およびパラレル/シリアル変換部123が、それぞれ設けられている。そして、各駆動回路部12a,12b,12cおよびインクジェットヘッド1全体では、以下のようにして、データ転送動作が行われる。
このようにして本実施の形態のインクジェットヘッド1では、外部(ヘッド制御部2)から供給される、シリアルデータ信号Ds(複数のノズル孔Hnごとのシリアル画素データ信号PDsを含む)とクロック信号CLKとに基づき、各駆動回路部12a,12b,12c内において、複数のノズル孔Hnごとのパラレル画素データ信号PDpが生成される。また、各駆動回路部12a,12b,12c内では、そのパラレル画素データ信号PDp等に基づいて、複数のノズル孔Hnごとの駆動信号Sdが生成される。そして、各駆動回路部12a,12b,12c内では、そのようなパラレル画素データ信号PDp等に基づいてシリアルデータ信号Dsが再度生成されて、クロック信号CLKとともに、各駆動回路部12a,12b,12cの外部へと出力される。
続いて、上記実施の形態の変形例(変形例1〜4)について説明する。なお、これらの変形例1〜4に係る各液体噴射ヘッドもまた、上記実施の形態と同様にして、液体噴射記録装置(プリンタ)に設けられているようにしてもよい。また、以下では、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図8は、変形例1に係る液体噴射ヘッド(インクジェットヘッド1A)における各駆動回路部13a,13b,13cの構成例を、ブロック図で表したものである。なお、この変形例1のインクジェットヘッド1A内においても、図1に示した実施の形態のインクジェットヘッド1と同様に、これら複数の駆動回路部13a,13b,13c同士は、互いに直列的に多段接続(カスケード接続)されているものとする。すなわち、インクジェットヘッド1Aにおける駆動回路部13a,13b,13c同士のカスケード接続の段数は、3段となっているものとする。
シリアル/パラレル変換部121Aは、シリアル/パラレル変換部121と同様に、mビット(この例では4ビット)のシリアル画素データ信号PDsを含んで構成されたシリアルデータ信号Dsと、クロック信号CLKとに基づいて、所定のシリアル/パラレル変換を行う回路である。このようなシリアル/パラレル変換により、図8に示したように、mビット(この例では4ビット)のパラレル画素データ信号PDp(PDp[3:0])が生成されるようになっている。
パラレル/シリアル変換部123Aは、パラレル/シリアル変換部123と同様に、mビット(この例では4ビット)のパラレル画素データ信号PDpと、クロック信号CLKとに基づいて、所定のパラレル/シリアル変換を行う回路である。このようなパラレル/シリアル変換により、図8に示したように、上記したシリアルデータ信号Dsが生成(再生成)され、このシリアルデータ信号Dsとクロック信号CLKとがそれぞれ、各駆動回路部13a,13b,13cの外部へと出力されるようになっている。
分波器124Aは、上記した単一の合成信号であるラッチ/ファイアリング信号LATCH/FIREを、ラッチ信号LATCHとファイアリング信号FIREとに分波(分離)する回路である。なお、このようにして生成されたラッチ信号LATCHとファイアリング信号FIREとはそれぞれ、駆動回路部12a,12b,12c(図2参照)と同様に、ラッチ回路部122Bおよび波形生成回路部122Cへと出力されるようになっている(図8参照)。
このような構成の変形例1においても、基本的には実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
図10は、変形例2に係る液体噴射ヘッド(インクジェットヘッド1B)における各駆動回路部14a,14b,14cの構成例を、ブロック図で表したものである。なお、この変形例1のインクジェットヘッド1B内においても、図1に示した実施の形態のインクジェットヘッド1と同様に、これら複数の駆動回路部14a,14b,14c同士は、互いに直列的に多段接続(カスケード接続)されているものとする。すなわち、インクジェットヘッド1Bにおける駆動回路部14a,14b,14c同士のカスケード接続の段数は、3段となっているものとする。
シリアル/パラレル変換部121Bは、実施の形態のシリアル/パラレル変換部121(図2参照)と同様に、外部のヘッド制御部2から供給される各種信号に基づいて、所定のシリアル/パラレル変換を行う回路である。このようなシリアル/パラレル変換により、図10に示したように、mビット(この例では4ビット)のパラレル画素データ信号PDp(PDp[3:0])が生成されるようになっている。
パラレル/シリアル変換部123Bは、パラレル/シリアル変換部123と同様に、mビット(この例では4ビット)のパラレル画素データ信号PDpと、クロック信号CLKとに基づいて、所定のパラレル/シリアル変換を行う回路である。具体的には、このパラレル/シリアル変換部123Bは、シフトレジスタ部122Aから出力される4ビットのパラレル画素データ信号PDpと、クロック信号CLKと、ストローブ信号STBと、ラッチ信号LATCHと、ファイアリング信号FIREとに基づいて、パラレル/シリアル変換を行う(図10参照)。
(A.構成)
図11は、変形例3に係る液体噴射ヘッド(インクジェットヘッド1C)における各駆動回路部15a,15b,15cの構成例を、ブロック図で表したものである。また、図12は、変形例3に係る複数のノズル(後述する10個のノズル孔Hn1〜Hn10)のグループ分けの構成例を、模式的に表したものである。
シリアル/パラレル変換部121Cは、これまでに説明したシリアル/パラレル変換部121,121A,121Bとは異なり、複数(この例では2つ)のシリアルデータ信号Ds1,Ds2とクロック信号CLKとに基づいて、所定のシリアル/パラレル変換を行うようになっている。すなわち、この変形例3ではヘッド制御部2(図1参照)は、インクジェットヘッド1C内の駆動回路部15a(最前段の駆動回路部)に対して、2つのシリアルデータ信号Ds1,Ds2と、1つのクロック信号CLKとを、それぞれ供給するようになっている。
分波器124Cは、前述した分波器124Aと同様に、単一の合成信号であるラッチ/ファイアリング信号LATCH/FIREを、ラッチ信号LATCHとファイアリング信号FIREとに分波する回路である。特に、この分波器124Cは、図11に示したように、論理否定回路(NOT回路)45を用いて構成されている。具体的には、ラッチ/ファイアリング信号LATCH/FIREの論理否定信号(反転信号)が、ファイアリング信号FIREとして生成されるとともに、ラッチ/ファイアリング信号LATCH/FIREがそのまま、ラッチ信号LATCHとして出力されるようになっている。
駆動信号生成部125は、シフトレジスタ部125A、ラッチ回路部125B、波形生成回路部125C、レベル変換回路125Dおよび論理積回路40を有している。
パラレル/シリアル変換部123Cは、これまでに説明したパラレル/シリアル変換部123,123A,123Bとは異なり、2つのシリアルデータ信号Ds1,Ds2とクロック信号CLKとに基づいて、所定のパラレル/シリアル変換を行う回路である。具体的には、このパラレル/シリアル変換部123Cは、シフトレジスタ部125Aから出力される6ビットのパラレル画素データ信号PDp1,PDp2と、クロック信号CLKと、ストローブ信号STBと、ラッチ/ファイアリング信号LATCH/FIREとに基づいて、パラレル/シリアル変換を行う(図11参照)。
ここで、図13は、図11に示した各駆動回路部15a,15b,15cにおける動作例(データ転送動作例)を、模式的にタイミング図で表したものである。
このような構成の変形例3においても、基本的には実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
図14は、変形例4に係る液体噴射ヘッド(インクジェットヘッド1D)における各駆動回路部16a,16b,16cの構成例を、ブロック図で表したものである。なお、この変形例4のインクジェットヘッド1D内においても、図1に示した実施の形態のインクジェットヘッド1と同様に、これら複数の駆動回路部16a,16b,16c同士は、互いに直列的に多段接続(カスケード接続)されているものとする。すなわち、インクジェットヘッド1Dにおける駆動回路部16a,16b,16c同士のカスケード接続の段数は、3段となっているものとする。
シリアル/パラレル変換部121Dは、変形例3のシリアル/パラレル変換部121C(図11参照)と同様に、外部のヘッド制御部2から供給される各種信号に基づいて、所定のシリアル/パラレル変換を行う回路である。このようなシリアル/パラレル変換により、図14に示したように、mビット(この例では6ビット)のパラレル画素データ信号PDp1,PDp2が、それぞれ生成されるようになっている。
パラレル/シリアル変換部123Dは、変形例3のパラレル/シリアル変換部123Cと同様に、mビット(この例では6ビット)のパラレル画素データ信号PDp1,PDp2と、クロック信号CLKとに基づいて、所定のパラレル/シリアル変換を行う回路である。具体的には、このパラレル/シリアル変換部123Dは、シフトレジスタ部125Aから出力される6ビットのパラレル画素データ信号PDp1,PDp2と、クロック信号CLKと、ストローブ信号STBと、ラッチ/ファイアリング信号LATCH/FIREとに基づいて、パラレル/シリアル変換を行う(図14参照)。
以上、実施の形態および変形例をいくつか挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
液体を噴射する複数のノズルを有する噴射部と、
外部のヘッド制御部から供給される、シリアルデータ信号、クロック信号、ラッチ信号、ファイアリング信号およびストローブ信号に基づいて、前記ノズルから前記液体を噴射させるための駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記噴射部に対して出力する、1または複数の駆動回路部と
を備え、
前記駆動回路部は、
前記複数のノズルごとに個別に規定されたmビット(m:2以上の整数)のシリアル画素データ信号を含んで構成された前記シリアルデータ信号と、前記クロック信号とに基づいてシリアル/パラレル変換を行うことにより、前記mビットのパラレル画素データ信号を生成するシリアル/パラレル変換部と、
前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号と、前記クロック信号とに基づいて、前記複数のノズルごとの前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記クロック信号とに基づいてパラレル/シリアル変換を行うことにより、前記シリアルデータ信号を生成すると共に、前記シリアルデータ信号と前記クロック信号とをそれぞれ、前記駆動回路部の外部へと出力するパラレル/シリアル変換部と
を有する液体噴射ヘッド。
(2)
前記複数の駆動回路部同士において、
相対的に前段側に位置する前記駆動回路部における前記パラレル/シリアル変換部から出力される前記シリアルデータ信号および前記クロック信号がそれぞれ、
相対的に後段側に位置する前記駆動回路部における前記シリアル/パラレル変換部に対して入力されていることにより、
前記複数の駆動回路部同士が、互いに直列的に多段接続されている
上記(1)に記載の液体噴射ヘッド。
(3)
前記シリアルデータ信号が、前記mビットの前記シリアル画素データ信号とともに、前記ラッチ信号、前記ファイアリング信号および前記ストローブ信号を更に含んで構成されており、
前記シリアル/パラレル変換部は、前記シリアルデータ信号と前記クロック信号とに基づいて前記シリアル/パラレル変換を行うことにより、前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号と、をそれぞれ生成し、
前記パラレル/シリアル変換部は、前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号とに基づいて前記パラレル/シリアル変換を行うことにより、前記シリアルデータ信号を生成する
上記(1)または(2)に記載の液体噴射ヘッド。
(4)
前記シリアルデータ信号が、単一のシリアルデータ信号により構成されており、
前記単一のシリアルデータ信号は、全ての前記ノズルに対応した個数の前記シリアル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号と、を含んで構成されている
上記(3)に記載の液体噴射ヘッド。
(5)
前記シリアルデータ信号が、n個(n:2以上の整数)のシリアルデータ信号により構成されていると共に、
前記複数のノズルが、n個のノズルグループのうちのいずれか1つのノズルグループに所属するようにグループ分けされており、
前記n個のシリアルデータ信号はそれぞれ、前記n個のノズルグループのうちの対応する1または複数のノズルグループに所属するノズルに対応した、前記シリアル画素データ信号を含んで構成されており、
前記ラッチ信号、前記ファイアリング信号および前記ストローブ信号はそれぞれ、前記n個のシリアルデータ信号のうちの、いずれか1つに含まれている
上記(3)に記載の液体噴射ヘッド。
(6)
前記ラッチ信号と前記ファイアリング信号とが、
信号の立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングとを用いて個別に規定された、単一の合成信号、または、
前記立ち上がりタイミングと、前記立ち上がりタイミングから所定時間経過後のタイミングと、を用いて個別に規定された、単一の合成信号により構成されている
上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
(7)
前記駆動信号生成部は、前記mビットの前記パラレル画素データ信号を、前記複数のノズルごとの前記駆動信号に対応して前段側から後段側へと順次転送して保持する、シフトレジスタ部を有しており、
前記シフトレジスタ部は、前記ストローブ信号と前記クロック信号との論理積信号に同期して、前記前段側から前記後段側への順次転送を行う
上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
(8)
上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の液体噴射ヘッドと、
前記シリアルデータ信号、前記クロック信号、前記ラッチ信号、前記ファイアリング信号および前記ストローブ信号をそれぞれ、前記液体噴射ヘッドに対して供給する前記ヘッド制御部と
を備えた液体噴射記録装置。
Claims (8)
- 液体を噴射する複数のノズルを有する噴射部と、
外部のヘッド制御部から供給される、シリアルデータ信号、クロック信号、ラッチ信号、ファイアリング信号およびストローブ信号に基づいて、前記ノズルから前記液体を噴射させるための駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記噴射部に対して出力する、1または複数の駆動回路部と
を備え、
前記駆動回路部は、
前記複数のノズルごとに個別に規定されたmビット(m:2以上の整数)のシリアル画素データ信号を含んで構成された前記シリアルデータ信号と、前記クロック信号とに基づいてシリアル/パラレル変換を行うことにより、前記mビットのパラレル画素データ信号を生成するシリアル/パラレル変換部と、
前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号と、前記クロック信号とに基づいて、前記複数のノズルごとの前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記クロック信号とに基づいてパラレル/シリアル変換を行うことにより、前記シリアルデータ信号を生成すると共に、前記シリアルデータ信号と前記クロック信号とをそれぞれ、前記駆動回路部の外部へと出力するパラレル/シリアル変換部と
を有する液体噴射ヘッド。 - 前記複数の駆動回路部同士において、
相対的に前段側に位置する前記駆動回路部における前記パラレル/シリアル変換部から出力される前記シリアルデータ信号および前記クロック信号がそれぞれ、
相対的に後段側に位置する前記駆動回路部における前記シリアル/パラレル変換部に対して入力されていることにより、
前記複数の駆動回路部同士が、互いに直列的に多段接続されている
請求項1に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記シリアルデータ信号が、前記mビットの前記シリアル画素データ信号とともに、前記ラッチ信号、前記ファイアリング信号および前記ストローブ信号を更に含んで構成されており、
前記シリアル/パラレル変換部は、前記シリアルデータ信号と前記クロック信号とに基づいて前記シリアル/パラレル変換を行うことにより、前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号と、をそれぞれ生成し、
前記パラレル/シリアル変換部は、前記mビットの前記パラレル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号とに基づいて前記パラレル/シリアル変換を行うことにより、前記シリアルデータ信号を生成する
請求項1または請求項2に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記シリアルデータ信号が、単一のシリアルデータ信号により構成されており、
前記単一のシリアルデータ信号は、全ての前記ノズルに対応した個数の前記シリアル画素データ信号と、前記ラッチ信号と、前記ファイアリング信号と、前記ストローブ信号と、を含んで構成されている
請求項3に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記シリアルデータ信号が、n個(n:2以上の整数)のシリアルデータ信号により構成されていると共に、
前記複数のノズルが、n個のノズルグループのうちのいずれか1つのノズルグループに所属するようにグループ分けされており、
前記n個のシリアルデータ信号はそれぞれ、前記n個のノズルグループのうちの対応する1または複数のノズルグループに所属するノズルに対応した、前記シリアル画素データ信号を含んで構成されており、
前記ラッチ信号、前記ファイアリング信号および前記ストローブ信号はそれぞれ、前記n個のシリアルデータ信号のうちの、いずれか1つに含まれている
請求項3に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記ラッチ信号と前記ファイアリング信号とが、
信号の立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングとを用いて個別に規定された、単一の合成信号、または、
前記立ち上がりタイミングと、前記立ち上がりタイミングから所定時間経過後のタイミングと、を用いて個別に規定された、単一の合成信号により構成されている
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記駆動信号生成部は、前記mビットの前記パラレル画素データ信号を、前記複数のノズルごとの前記駆動信号に対応して前段側から後段側へと順次転送して保持する、シフトレジスタ部を有しており、
前記シフトレジスタ部は、前記ストローブ信号と前記クロック信号との論理積信号に同期して、前記前段側から前記後段側への順次転送を行う
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記シリアルデータ信号、前記クロック信号、前記ラッチ信号、前記ファイアリング信号および前記ストローブ信号をそれぞれ、前記液体噴射ヘッドに対して供給する前記ヘッド制御部と
を備えた液体噴射記録装置。
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