JP4419412B2 - Head drive control device for ink jet printer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタにおけるヘッドの駆動制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェットプリンタでは、インクカートリッジや、実際にインクの吐出を行わせるプリントヘッドや、その駆動のための各種回路などを実装した小型の基板等をキャリッジと呼ばれる容器に搭載し、そのキャリッジを走査させながら印刷を行う。上記キャリッジ側の小型基板は、プリンタ本体側基板とフレキシブルフラットケーブルで結ばれ、プリントヘッドはプリンタ本体側が送信する信号に従った制御を受けて印刷を実行する。
【0003】
一方、プリントヘッド側からも機器の温度に関する情報がプリンタ本体側に伝えられ、きめ細やかな印刷制御に役立てられている。一例として、プリントヘッドに搭載されるヘッド駆動用スイッチング素子(ディジタル信号のタイミングでアナログの電圧波形信号を圧電素子に対して印加することから、双方向アナログスイッチ、あるいはトランスミッションゲート等とも呼ばれる)の過熱に際して印刷停止制御を行うことが挙げられる。
【0004】
現在では印刷に用いるインクの種類が増えており、それにつれてプリントヘッドの数が増し、延いてはプリントヘッド駆動用スイッチング素子の数も増えている。その各々の過熱情報信号をプリンタ本体側に送信するために複数の信号線が必要となることを防止するため、過熱検知装置の出力信号線を共通化して1本の信号線とする技術が提案されている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−225246号公報
また、プリントヘッド側から、プリンタ本体側制御基板に対して伝えられる情報の一つには、プリントヘッド雰囲気の温度情報がある。印刷実行中におけるプリントヘッドの雰囲気温度の変化を時系列に観測し、それをプリンタの制御部側で監視しつつ、温度によって変化するインクの粘性に応じたプリントヘッド駆動電圧の調整を行うなどの印刷補正制御の項目を実施している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、プリントヘッド側から、プリンタ本体側制御基板に対して伝えられる情報の各々は、前記のフレキシブルフラットケーブル上にプリント配線された専用の信号線によって送信されている。
【0007】
テープ幅などの物理的制約の多いフレキシブルフラットケーブルに、信号線の数が増えることは好ましくない。そればかりでなく、比較的引き回し距離が長く、またプリンタ筐体内を変形しながら移動するという性質を持つフレキシブルフラットケーブルに信号線の数が増えれば、それだけノイズを拾う機会が多くなってしまうことが避けられない。
【0008】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであって、フレキシブルフラットケーブルに引き回される配線数を減らし、それでいて従来通りにヘッド駆動用スイッチング素子の過熱や、プリントヘッド周辺の温度変化に際して、適切なヘッド駆動制御を行なわせることが可能な制御装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェットプリンタにおけるプリントヘッド駆動制御装置では、従来、プリントヘッド雰囲気の温度変化の状態をプリントヘッド側からプリンタ本体側制御基板へと送信するために用いられていた信号線と、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱を検出して、その事実を通知する際に用いられていた信号線とを、単一の信号線にまとめるものとする。
【0010】
すなわち、本発明のプリントヘッド駆動制御装置は、プリントヘッドの雰囲気温度を検出するための温度検出手段(例えば、温度の変化に応じて出力電圧の値を変化させるためのサーミスタ)と、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱を検出して、その事実を通知するための過熱検知手段(例えば、プリントヘッド駆動用スイッチング素子内に設けられた回路であって、定電流に接続されたダイオードの出力電圧値と、予め定められた設定値とを比較するコンパレータ)と、前記温度検出手段及び前記過熱検知手段から、単一の信号線を介して受信される情報に基づき、プリントヘッドの駆動制御を行なう印刷制御手段とから構成される。これにより、フレキシブルフラットケーブル上に2本必要であった配線が、1本で賄われる。
【0011】
また、上記構成のプリントヘッド駆動制御装置において、前記プリントヘッドの駆動制御には、前記温度検出手段から出力される温度情報に基づく印刷補正制御(例えば圧電振動子に印加される電圧の調整)の項目と、前記過熱検知手段から出力される過熱検知情報に基づく印刷停止制御の項目とが含まれる。これにより、上記単一の信号線をもって温度変化に応じたヘッド駆動電圧の調整に必要な情報と、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の破壊を免れるために必要な情報とを、プリンタ本体側において取得できるようになる。
【0012】
また、前記温度情報と、前記過熱検知情報とが、前記信号線を介して前記印刷制御手段に対して電圧の値で与えられるものである上記構成のプリントヘッド駆動制御装置においては、各電圧の値は、相互に以下のような関係とされるものであればよい。すなわち、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱が検知される際に、過熱検知手段から印刷制御手段に対して与えられる電圧の値は、プリントヘッドの雰囲気温度がプリンタの適正稼働可能温度の範囲外であるときに、温度検出手段から印刷制御手段に対して与えられる電圧の値の範囲に相当する値となるように構成される。これにより、上記ヘッド駆動電圧の調整に必要な情報と、素子の破壊を免れるために必要な情報とが、プリンタ本体側(印刷制御手段)において明確に識別できるようになる。
【0013】
また、上記構成のプリントヘッド駆動制御装置において、前記信号線に各々接続された過熱検知手段(例えば前述のコンパレータ)と温度検出手段(例えば前述のサーミスタ)との間に介在し、前記過熱検知手段の出力の値に応じて、定電圧電源と前記信号線とを導通、又は非導通とさせるよう構成されて成るスイッチ回路が備えられていれば、上記プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱が検知された際にのみ、前記信号線の温度検出手段側に対して影響を及ぼす電圧出力を行うことができる。
【0014】
【発明の実施形態】
以下、本発明の1実施形態について図面を参照して説明する。図1は、インクジェットプリンタの構成のうち、本発明が関わる主要部である本体側基板1、キャリッジ側基板3等の概要を表す図である。
【0015】
図1において、本体側基板1はCPU、ROM、RAM等を備え、コンピュータ構成によってプリンタ全体を統轄制御する機能を有するとともに、印刷制御専用のカスタムICチップを備え、外部から受信した印刷データに基づいて、キャリッジに搭載される各機器を実際に駆動する。すなわち、本体側基板1は実施形態における印刷制御手段として機能する。
【0016】
フレキシブルフラットケーブル2には、各インクノズル毎のon/offのタイミングを表すディジタル信号を送信するon/off信号線22や、そのノズルon信号のタイミングにおいて、どの位の強さでインクを吐出させるかについての情報をディジタル化したデータとしてキャリッジ側基板3のD/Aコンバータ33に送信するための波形データ信号線23等がプリント配線されている。D/Aコンバータ33は、このディジタルデータをアナログの電圧波形信号に変換する。ヘッドドライバIC34は、このアナログ波形信号により、インクノズル駆動用スイッチング素子35を駆動する。
【0017】
プリントヘッド駆動用スイッチング素子35は、ディジタル及びアナログの双方向の入力を受け、ディジタルの信号がonを表すノズルについて、アナログ波形信号が表す強さで圧電振動子37を振動させることにより、インクを図示しないノズルから吐き出させる。
【0018】
印刷実行の際には、このような動作が非常に高速に行なわれるため、プリントヘッド側の各機器は動作に伴って発熱する。サーミスタ31は、このような印刷動作に伴って変化するヘッドの雰囲気温度を検出するために、キャリッジ側基板上に取り付けられているものである。サーミスタ31の端子のうち、一端は接地されている。また、他端はフレキシブルフラットケーブル2にプリント配線されたアナログ信号線21を介して、本体側基板1上のA/Dポートに接続されている。
【0019】
信号線21はA/Dポート側で定電源に接続されていて、サーミスタ31が置かれている箇所の雰囲気温度に応じて変化する抵抗値に応じて、A/Dポートに入力される電圧の値が変化していく。このような構成によって実施形態おける温度検出手段4(図1及び後述の図4において一点鎖線で囲んで表される)が実現される。A/Dポートに電圧入力があると、本体側基板1でこれをディジタルの数値化したデータに変換し、その値に基づき、印刷制御を行う。
【0020】
信号線21には、プリントヘッド駆動用スイッチング素子35の内部に存在する過熱検知装置36の出力信号線も接続されている。この過熱検知装置36は温度検出用のダイオードや、そのダイオードの出力電圧値と設定電圧値とを比較するコンパレータ回路等により構成されるものであり、プリントヘッド駆動用スイッチング素子35内に作り込まれているものである。なお、プリントヘッド駆動用スイッチング素子35の過熱という事態はは、印刷を実行するにあたって障害となる事象である。従ってその温度変化の様子をうかがう必要があるわけではなく、素子が過熱であるか、あるいはそうでないかが判ればよい。そこで現在では過熱検知装置36は、プリントヘッド駆動用スイッチング素子のジャンクション温度である100度C前後で、出力がHiからLowに切り替わるようなディジタル回路で構成されている。
【0021】
図2は、温度検出手段4によって観測されるプリントヘッドの雰囲気温度と、A/Dポートに入力される電圧の値の関係をグラフ形式で表した図である。ここでは実施形態におけるプリンタの適正稼働可能温度をマイナス10度Cから50度Cの温度帯とし、その温度帯雰囲気下にサーミスタ31が置かれた場合、温度検出手段4によって2.5Vから1.4Vの範囲の出力電圧が得られる場合の例が示されている。プリンタの本体側基板では、この温度帯の範囲内おいて、前述のインクの粘度に応じたプリントヘッドの駆動電圧調整(印刷補正制御の項目)を行っている。
【0022】
サーミスタ31と、過熱検知装置36の出力とは、同じ信号線21に接続されており、過熱検知装置36側からLow電圧が出力されたときには、その値がA/Dポートに入力されるようになっている。このLow電圧の値は、前記の2.5Vから1.4Vの範囲の出力電圧は異なる値、例えば図2に表されるように0.5Vに設定されている。この電圧値は、温度検出手段4単独であれば、サーミスタ31が90度Cの雰囲気下に置かれたような状態を表すこととなる。それは、現実のプリンタ利用環境とは大きく隔たりのある値となることから、過熱検知装置36からの信号であることが明確とされる。
【0023】
図3は、上述のA/Dポートに入力される電圧値に応じて、実際にどのような手順に従って印刷制御を実行するかの手順について、フローチャートの形式で表す図である。まず、ホストコンピュータから印刷命令を受けると、プリンタの制御部はプリンタ本体側基板のA/Dポートの電圧値を確認する(S101,S102)。プリンタが通常の良好な状態にあるとき、A/Dポートではサーミスタ31の出力電圧である1.4Vから2.5Vの範囲の電圧が検出さる(S103においてYes)。この状態であれば、まずキャリッジを1回走査させて印刷を実行する。(S107)。1回の主走査ごとにA/Dポートの電圧検出を行い、印刷データが終了するまでこの動作が繰り返される(S108においてYes)。
【0024】
印刷を進めるにつれ、ヘッドの負荷条件によってはヘッド駆動用スイッチング素子35が過熱してしまう場合がある。その場合、過熱検知装置36の出力信号がLowに切り替わってA/Dポートで0.5Vが検出される(S103においてNo)。その場合には印刷停止制御が行われる(S104)。
【0025】
なお、ヘッド駆動用スイッチング素子35の過熱が解除された際には、印刷が再開れる。すなわち、2秒後に再度A/Dポートの電圧値を確認する(S105)。その時点で過熱が解除されていれば、過熱検知装置36のディジタル出力信号はHiに戻っている。そこで、A/Dポートの電圧値は1.4V以上となって、印刷も再開される(S106においてYes,S107)。
図4は、過熱検知装置36側からの電流のリークに対する対策を執るための回路構成例を表す図である。過熱検知装置36では、プリントヘッド駆動用スイッチング素子35の温度変化によって、微量であるが過熱検知装置36と接地との間で電位差を生じてしまうことがある。それが温度検出手段4と共用している信号線21に流れてしまい、サーミスタ31の出力に乗せられてしまうと、プリントヘッドの雰囲気温度を正確に測ることができなくなる。
【0026】
図4に表される例では、過熱検知装置36の出力信号線がトランジスタ38のベースに接続されており、ここに過熱検知装置36からの信号入力があった場合にのみ、トランジスタ38のコレクタ/エミッタ間が導通されて、3.3Vの電圧がA/Dポートに印加されるようになっている。これにより上記のリーク電流の影響を排除して、プリントヘッドの雰囲気温度の測定に誤差を与えないようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態におけるインクジェットプリンタの構成を表す図。
【図2】 サーミスタによって観測されるヘッド雰囲気温度と電圧の関係を表す図。
【図3】 A/Dポートで観測される値に基づき行われる制御の手順を表す図。
【図4】 過熱検知装置側からの電流リークに対策する回路構成例を表す図。
【符号の説明】
1 本体側基板、 2 フレキシブルフラットケーブル、
21 信号線、 3 キャリッジ側基板、 31 サーミスタ、
35 ヘッド駆動用スイッチング素子、 36 過熱検知装置、
4 温度検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a head drive control technique in an ink jet printer.
[0002]
[Prior art]
In an ink jet printer, an ink cartridge, a print head that actually ejects ink, a small board on which various circuits for driving the ink cartridge are mounted in a container called a carriage, and the carriage is scanned while Print. The carriage-side small substrate is connected to the printer main body side substrate by a flexible flat cable, and the print head executes printing under control according to a signal transmitted from the printer main body side.
[0003]
On the other hand, information about the temperature of the device is also transmitted from the print head side to the printer body side, which is used for fine print control. As an example, overheating of a head drive switching element (also called a bidirectional analog switch or transmission gate, etc., because an analog voltage waveform signal is applied to a piezoelectric element at the timing of a digital signal) mounted on a print head In this case, the print stop control is performed.
[0004]
At present, the types of ink used for printing are increasing, and the number of print heads is increasing along with the increase in the number of print head driving switching elements. In order to prevent the need for a plurality of signal lines to transmit each of the overheat information signals to the printer main body side, a technique is proposed in which the output signal lines of the overheat detection device are shared to form one signal line. (See Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP, 2002-225246, A There is temperature information on the atmosphere of a print head as one of information transmitted from a print head side to a printer body side control board. While observing changes in print head ambient temperature during printing in time series and monitoring it on the printer control side, the print head drive voltage is adjusted according to the viscosity of the ink, which varies with temperature. The item of print correction control is implemented.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, each piece of information transmitted from the print head side to the printer main body side control board is transmitted by a dedicated signal line printed on the flexible flat cable.
[0007]
It is not preferable to increase the number of signal lines in a flexible flat cable having many physical constraints such as tape width. In addition, if the number of signal lines increases in the flexible flat cable, which has a relatively long routing distance and moves while deforming in the printer housing, the chances of picking up noise may increase accordingly. Inevitable.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and reduces the number of wirings routed around the flexible flat cable, yet overheating of the head driving switching element and the temperature change around the print head as usual, A control device capable of performing appropriate head drive control is provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the print head drive control device in the ink jet printer according to the present invention has been conventionally used to transmit the temperature change state of the print head atmosphere from the print head side to the printer body side control board. It is assumed that the signal lines and the signal lines used for detecting the overheating of the switching element for driving the print head and notifying the fact are combined into a single signal line.
[0010]
That is, the print head drive control apparatus of the present invention includes a temperature detection means for detecting the ambient temperature of the print head (for example, a thermistor for changing the value of the output voltage in accordance with a change in temperature), and the print head drive. Overheat detection means for detecting overheating of the switching element for use and notifying the fact (for example, a circuit provided in the switching element for driving the print head, the output voltage value of the diode connected to the constant current) And a comparator that compares a predetermined set value), printing that performs drive control of the print head based on information received from the temperature detection unit and the overheat detection unit via a single signal line And control means. Thereby, the wiring which needed two on the flexible flat cable is covered by one.
[0011]
In the print head drive control device having the above-described configuration, the print head drive control includes print correction control (for example, adjustment of a voltage applied to the piezoelectric vibrator) based on temperature information output from the temperature detection unit. And an item of print stop control based on overheat detection information output from the overheat detection means. Thereby, the information necessary for adjusting the head drive voltage according to the temperature change and the information necessary for avoiding the destruction of the print head drive switching element can be acquired on the printer body side using the single signal line. It becomes like this.
[0012]
In the print head drive control device having the above-described configuration, the temperature information and the overheat detection information are given as voltage values to the print control unit via the signal line. The values only need to be mutually related as follows. That is, when overheating of the print head driving switching element is detected, the voltage value applied from the overheat detection means to the print control means is such that the ambient temperature of the print head is outside the range where the printer can operate properly. At a certain time, the temperature detection unit is configured to have a value corresponding to a range of voltage values given to the print control unit. As a result, information necessary for adjusting the head driving voltage and information necessary for avoiding destruction of the element can be clearly identified on the printer body side (printing control means).
[0013]
Further, in the print head drive control device having the above-described configuration, the overheat detection unit is interposed between an overheat detection unit (for example, the above-described comparator) and a temperature detection unit (for example, the above-mentioned thermistor) respectively connected to the signal line. If a switch circuit configured to make the constant voltage power supply and the signal line conductive or nonconductive according to the output value is provided, overheating of the print head driving switching element is detected. Only when this occurs, voltage output that affects the temperature detection means side of the signal line can be performed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a main
[0015]
In FIG. 1, a main
[0016]
The flexible flat cable 2 discharges ink with an on / off
[0017]
The print head driving switching
[0018]
Since such an operation is performed at a very high speed when printing is performed, each device on the print head side generates heat as the operation is performed. The thermistor 31 is attached on the carriage side substrate in order to detect the ambient temperature of the head that changes with such a printing operation. One end of the thermistor 31 is grounded. The other end is connected to an A / D port on the main
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the ambient temperature of the print head observed by the temperature detecting means 4 and the value of the voltage input to the A / D port. Here, when the proper operating temperature of the printer in the embodiment is set to a temperature range of minus 10 degrees C to 50 degrees C, and the thermistor 31 is placed in an atmosphere of the temperature range, the temperature detection unit 4 changes the temperature from 2.5 V to 1. An example in which an output voltage in the range of 4V is obtained is shown. On the main body substrate of the printer, the print head drive voltage adjustment (item for print correction control) according to the ink viscosity described above is performed within this temperature range.
[0022]
The thermistor 31 and the output of the
[0023]
FIG. 3 is a diagram showing, in the form of a flowchart, the procedure for actually executing the print control according to the voltage value input to the A / D port. First, when a print command is received from the host computer, the control unit of the printer confirms the voltage value of the A / D port of the printer body side board (S101, S102). When the printer is in a normal good state, a voltage in the range of 1.4 V to 2.5 V, which is the output voltage of the thermistor 31, is detected at the A / D port (Yes in S103). In this state, first, the carriage is scanned once to execute printing. (S107). The voltage of the A / D port is detected for each main scan, and this operation is repeated until the print data is completed (Yes in S108).
[0024]
As printing proceeds, the head driving switching
[0025]
Note that when the overheating of the head driving switching
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration example for taking measures against current leakage from the
[0026]
In the example shown in FIG. 4, the output signal line of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an inkjet printer according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a head atmosphere temperature and a voltage observed by a thermistor.
FIG. 3 is a diagram illustrating a control procedure performed based on values observed at an A / D port.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration that counters current leakage from the overheat detection device side.
[Explanation of symbols]
1 body side board, 2 flexible flat cable,
21 signal lines, 3 carriage side board, 31 thermistor,
35 head drive switching element, 36 overheat detection device,
4 Temperature detection means
Claims (2)
プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱を検知するための過熱検知手段と、
前記温度検出手段及び前記過熱検知手段から、単一の信号線を介して受信される情報に基づき、プリントヘッドの駆動制御を行なう印刷制御手段とからなり、
前記信号線に各々接続された前記過熱検知手段と前記温度検出手段との間に介在し、 前記過熱検知手段の出力の値に応じて、定電圧電源と前記信号線とを導通、又は非導通とする、前記過熱検知手段の出力をベースに信号入力するトランジスタであるスイッチ回路を備え、
前記過熱検知手段の信号入力があった場合には、前記スイッチ回路は、前記定電圧電源と前記信号線とを導通として、前記定電圧が前記信号線に印加され、前記過熱検知手段の前記信号入力があったことを印刷制御手段が検出し、
前記過熱検知手段の信号入力がない場合には、前記スイッチ回路は、前記定電圧電源と前記信号線とを非導通とし、前記過熱検知手段からの電流が前記信号線に流れない状態で、前記温度検出手段による出力を前記信号線を介して受信することで前記雰囲気温度を検出する印刷制御手段であり、
前記印刷制御手段が受信する前記温度検出手段の出力は前記雰囲気温度が高いほど電圧が低い信号であり、前記信号線に印加される前記定電圧は前記雰囲気温度が適正稼動可能温度帯の場合に前記印刷制御手段が受信する前記温度検出手段の出力の範囲よりも高い電圧である、
インクジェットプリンタのプリントヘッド駆動制御装置。Temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the print head;
Overheat detecting means for detecting overheating of the print head driving switching element;
Based on the information received from the temperature detection means and the overheat detection means via a single signal line, the print control means for performing drive control of the print head,
It is interposed between the overheat detection means and the temperature detection means connected to the signal lines, respectively, and the constant voltage power supply and the signal line are made conductive or non-conductive according to the output value of the overheat detection means. A switch circuit that is a transistor that inputs a signal based on the output of the overheat detection means,
When there is a signal input to the overheat detection means, the switch circuit makes the constant voltage power supply and the signal line conductive, the constant voltage is applied to the signal line, and the signal of the overheat detection means The print control means detects that there was an input,
When there is no signal input of the overheat detection means, the switch circuit makes the constant voltage power supply and the signal line non-conductive, and the current from the overheat detection means does not flow to the signal line, Print control means for detecting the ambient temperature by receiving the output from the temperature detection means via the signal line;
The output of the temperature detection means received by the print control means is a signal whose voltage is lower as the ambient temperature is higher, and the constant voltage applied to the signal line is when the ambient temperature is in a proper operating temperature range. A voltage higher than the output range of the temperature detection means received by the print control means ;
Print head drive control device for inkjet printer.
前記プリントヘッドの駆動制御には、
前記温度検出手段から出力される温度情報に基づく印刷補正制御の項目と、
前記過熱検知手段から出力される過熱検知情報に基づく印刷停止制御の項目が含まれることを特徴とするプリントヘッド駆動制御装置。The print head drive control device according to claim 1.
For drive control of the print head,
Items of print correction control based on temperature information output from the temperature detection means,
A print head drive control apparatus, comprising an item of print stop control based on overheat detection information output from the overheat detection means.
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