JP4760427B2 - 液体吐出ヘッドの制御装置、及び、液体吐出ヘッドの制御方法 - Google Patents
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Description
(A)液体を吐出させるための動作を少なくとも行う素子を有する液体吐出ヘッドを制御する、液体吐出ヘッドの制御装置であって、
(B)基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第1波形部を複数有する第1駆動信号、及び、前記基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第2波形部を複数有する第2駆動信号を、或る期間において同時に生成する駆動信号生成部と、
(C)前記第1波形部の生成開始タイミングを示す第1タイミングパルスを複数の前記第1波形部のそれぞれに対応させて複数生成すると共に、前記第2波形部の生成開始タイミングを示す第2タイミングパルスを複数の前記第2波形部のそれぞれに対応させて複数生成するタイミングパルス生成部であって、
或る第1波形部の次に生成される他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと、或る第2波形部の次に生成される他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記或る第1波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第1波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間と、前記或る第2波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第2波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間とが重複している期間に、時間をずらして生成するタイミングパルス生成部と、
(D)前記第1タイミングパルスと前記第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、前記第1波形部と前記第2波形部の何れか一方を前記素子へ印加させ、前記何れか一方が有する電圧変化パターンに応じて前記素子を動作させる信号印加部と、
(E)を有する液体吐出ヘッドの制御装置である。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、第1波形部や第2波形部を素子へ容易に印加させることができる。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、第1タイミングパルスに起因して生じるノイズと、第2タイミングパルスに起因して生じるノイズとが重畳することを確実に防止できる。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、素子に印加される波形部が、第1波形部から第2波形部へと切り替わる場合において、第1駆動信号と第2駆動信号とが同時に素子へ印加されてしまう不具合を確実に防止することができる。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、電圧変化パターンの生成期間に応じて第1駆動信号や第2駆動信号の生成期間を最適化でき、限られた期間であっても複数の波形部を効率よく生成させることができる。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、限られた期間であっても種々の動作を行わせることができる。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、第1駆動信号及び第2駆動信号を容易に生成できる。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、第1タイミングパルスと第2タイミングパルスを、第1駆動信号及び第2駆動信号に同期させて生成できる。
すなわち、(A)液体を吐出させるための動作を少なくとも行う素子を有する液体吐出ヘッドであって、ノズルに連通した圧力室の容積を前記素子の動作によって変化させる液体吐出ヘッドを制御する、液体吐出ヘッドの制御装置であって、(B)基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第1波形部を複数有する第1駆動信号、及び、前記基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第2波形部を複数有する第2駆動信号を、或る期間において同時に生成し、かつ、前記或る期間を繰り返し単位として繰り返し生成する、駆動信号生成部と、(C)前記第1波形部の生成開始タイミングを示す第1タイミングパルスを複数の前記第1波形部のそれぞれに対応させて複数生成すると共に、前記第2波形部の生成開始タイミングを示す第2タイミングパルスを複数の前記第2波形部のそれぞれに対応させて複数生成するタイミングパルス生成部であって、或る第1波形部の次に生成される他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと、或る第2波形部の次に生成される他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記或る第1波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第1波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間と、前記或る第2波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第2波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間とが重複している期間に、時間をずらして生成するタイミングパルス生成部と、(D)前記第1タイミングパルスと前記第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、前記第1波形部と前記第2波形部の何れか一方を前記素子へ印加させ、前記何れか一方が有する電圧変化パターンに応じて前記素子を動作させる信号印加部であって、前記第1波形部を選択するための第1選択データを、前記第1タイミングパルスが有するエッジのタイミングで更新する第1選択データ更新部と、前記第1選択データに基づいて前記第1駆動信号の前記素子への印加を制御する第1スイッチと、前記第2波形部を選択するための第2選択データを、前記第2タイミングパルスが有するエッジのタイミングで更新する第2選択データ更新部と、前記第2選択データに基づいて前記第2駆動信号の前記素子への印加を制御する第2スイッチとを有する、信号印加部と、を有し、(E)前記駆動信号生成部は、前記或る期間における前記第1駆動信号の電圧を示すデータ及び前記或る期間における前記第2駆動信号の電圧を示すデータを更新周期毎に記憶する駆動信号用電圧データメモリを有し、前記第1駆動信号の電圧を示すデータ及び前記第2駆動信号の電圧を示すデータを前記更新周期毎に読み出して、前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を生成し、(F)前記タイミングパルス生成部は、前記或る期間における前記第1タイミングパルスの生成状態を示すデータ及び前記或る期間における前記第2タイミングパルスの生成状態を示すデータを前記更新周期毎に記憶するタイミングパルス用生成データメモリを有し、前記第1タイミングパルスの生成状態を示すデータ及び前記第2タイミングパルスの生成状態を示すデータを前記更新周期毎に読み出して、前記第1タイミングパルス及び前記第2タイミングパルスを生成するとともに、前記他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと前記他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記第1タイミングパルスが有する前記エッジのタイミングと前記第2タイミングパルスが有する前記エッジのタイミングとが異なるように、時間をずらして生成し、かつ、前記或る第1波形部が前記素子に印加された後、前記他の第2波形部が前記素子に印加される場合に、前記他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスを、前記他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスよりも後に生成し、(G)複数の前記第1波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つは、その生成期間が、複数の前記第2波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つの生成期間と異なっており、(H)複数の前記第1波形部及び複数の前記第2波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つは、ノズルから所定量の液体を吐出させるべく前記圧力室の容積を変化させるためのものであり、(I)前記電圧変化パターンの他の少なくとも1つは、ノズルから液体が吐出されない程度に前記圧力室の容積を変化させるためのものである、液体吐出ヘッドの制御装置が実現できることも明らかにされる。
このような液体吐出ヘッドの制御装置によれば、記述のほぼ全ての効果を奏するので、本発明の目的が最も有効に達成される。
すなわち、(A)液体を吐出させるための動作を少なくとも行う素子を有する液体吐出ヘッドの制御方法であって、(B)基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第1波形部を複数有する第1駆動信号、及び、前記基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第2波形部を複数有する第2駆動信号を、或る期間において同時に生成すること、(C)前記第1波形部の生成開始タイミングを示す第1タイミングパルスを複数の前記第1波形部のそれぞれに対応させて複数生成すると共に、前記第2波形部の生成開始タイミングを示す第2タイミングパルスを複数の前記第2波形部のそれぞれに対応させて複数生成し、かつ、或る第1波形部の次に生成される他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと、或る第2波形部の次に生成される他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記或る第1波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第1波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間と、前記或る第2波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第2波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間とが重複している期間に、時間をずらして生成すること、(D)前記第1タイミングパルスと前記第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、前記第1波形部と前記第2波形部の何れか一方を前記素子へ印加させ、前記何れか一方が有する電圧変化パターンに応じて前記素子を動作させること、(E)を行う液体吐出ヘッドの制御方法が実現できることも明らかにされる。
すなわち、(A)液体を吐出させるための動作を少なくとも行う素子を有する液体吐出ヘッドを制御する制御装置用のプログラムであって、(B)基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第1波形部を複数有する第1駆動信号、及び、前記基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第2波形部を複数有する第2駆動信号を、或る期間において同時に生成すること、(C)前記第1波形部の生成開始タイミングを示す第1タイミングパルスを複数の前記第1波形部のそれぞれに対応させて複数生成すると共に、前記第2波形部の生成開始タイミングを示す第2タイミングパルスを複数の前記第2波形部のそれぞれに対応させて複数生成し、かつ、或る第1波形部の次に生成される他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと、或る第2波形部の次に生成される他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記或る第1波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第1波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間と、前記或る第2波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第2波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間とが重複している期間に、時間をずらして生成すること、(D)前記第1タイミングパルスと前記第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、前記第1波形部と前記第2波形部の何れか一方を前記素子へ印加させ、前記何れか一方が有する電圧変化パターンに応じて前記素子を動作させること、(E)を前記制御装置に行わせるプログラムが実現できることも明らかにされる。
<液体吐出装置について>
液体吐出装置には、印刷装置、カラーフィルタ製造装置、ディスプレイ製造装置、半導体製造装置、及びDNAチップ製造装置など、様々な種類があり、全てについて説明することは困難である。そこで、本明細書では、印刷装置としてのインクジェットプリンタ(以下、単にプリンタともいう。)、及び、このプリンタを有する印刷システムを例に挙げて説明する。なお、印刷システムとは、印刷装置と、この印刷装置の動作を制御する印刷制御装置とを少なくとも有するシステムのことである。
まず、印刷装置を印刷システム100とともに説明する。ここで、図1は、印刷システム100の構成を説明する図である。例示した印刷システム100は、印刷装置としてのプリンタ1と、印刷制御装置としてのコンピュータ110とを含んでいる。具体的には、この印刷システム100は、プリンタ1と、コンピュータ110と、表示装置120と、入力装置130と、記録再生装置140とを有している。
<コンピュータ110の構成について>
図2は、コンピュータ110、及び、プリンタ1の構成を説明するブロック図である。まず、コンピュータ110の構成について簡単に説明する。このコンピュータ110は、前述した記録再生装置140と、ホスト側コントローラ111とを有している。記録再生装置140は、ホスト側コントローラ111と通信可能に接続されており、例えばコンピュータ110の筐体に取り付けられている。ホスト側コントローラ111は、コンピュータ110における各種の制御を行うものであり、前述した表示装置120や入力装置130も通信可能に接続されている。このホスト側コントローラ111は、インタフェース部112と、CPU113と、メモリ114とを有する。インタフェース部112は、プリンタ1との間でデータの受け渡しを行う。CPU113は、コンピュータ110の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ114は、CPU113が使用するコンピュータ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、ROM、磁気ディスク装置等によって構成される。このメモリ114に格納されるコンピュータプログラムとしては、前述したように、アプリケーションプログラムやプリンタドライバがある。そして、CPU113は、メモリ114に格納されているコンピュータプログラムに従って各種の制御を行う。
<プリンタ1の構成について>
次に、プリンタ1の構成について説明する。ここで、図3は、本実施形態のプリンタ1の構成を示す図である。なお、以下の説明では、図2も参照する。
用紙搬送機構20は、媒体を搬送させる媒体搬送部に相当する。この用紙搬送機構20は、媒体としての用紙Sを印刷可能な位置に送り込んだり、この用紙Sを搬送方向に所定の搬送量で搬送させたりするものである。この搬送方向は、次に説明するキャリッジ移動方向と交差する方向である。この用紙搬送機構20は、例えば図3に示すように、搬送モータ21や搬送ローラ22等を有する。搬送モータ21は搬送ローラ22の駆動源となるものである。そして搬送モータ21はプリンタ側コントローラ60によって動作が制御される。
キャリッジ移動機構30は、ヘッドユニット40が取り付けられたキャリッジCRをキャリッジ移動方向に移動させるためのものである。キャリッジ移動方向には、一側から他側への移動方向と、他側から一側への移動方向が含まれている。ここで、ヘッドユニット40はヘッド41を有するので、キャリッジ移動方向は、ヘッド41が移動するヘッド移動方向に相当する。また、キャリッジ移動機構30は、ヘッド41を所定方向に移動させるヘッド移動部に相当する。このキャリッジ移動機構30は、キャリッジモータ31と、ガイド軸32と、タイミングベルト33と、駆動プーリー34と、アイドラプーリー35とを有する。キャリッジモータ31は、キャリッジCRを移動させる際の駆動源に相当する。このキャリッジモータ31は、プリンタ側コントローラ60によって動作が制御される。そして、キャリッジモータ31の回転軸には、駆動プーリー34が取り付けられている。この駆動プーリー34は、キャリッジ移動方向の一端側に配置されている。駆動プーリー34とは反対側のキャリッジ移動方向の他端側には、アイドラプーリー35が配置されている。タイミングベルト33は、キャリッジCRに接続されているとともに、駆動プーリー34とアイドラプーリー35とに架け渡されている。ガイド軸32は、キャリッジCRを移動可能な状態で支持する。このガイド軸32は、キャリッジ移動方向に沿って取り付けられている。従って、キャリッジモータ31が動作すると、キャリッジCRは、このガイド軸32に沿ってキャリッジ移動方向に移動する。
ヘッドユニット40は、インクを用紙Sに向けて吐出させるヘッド41を有する。このヘッドユニット40は、キャリッジCRに取り付けられている。そして、このヘッドユニット40が有するヘッド41は、ヘッドケース(図示せず)の下面に設けられている。また、ヘッドユニット40が有するヘッド制御部HCは、ヘッドケースの内部に設けられている。なお、ヘッド制御部HCについては、後で説明することにする。
図4Aは、ヘッド41の断面図である。図4Bは、ヘッド41の要部を説明する拡大図である。ヘッド41は、液体の一種であるインクを吐出する液体吐出ヘッドの一種である。このヘッドは、図4Aに示すように、ケース411と、流路ユニット412と、ピエゾ素子ユニット413と、中継基板414とを有する。ケース411は、ピエゾ素子ユニット413を収容するための収容室411aが内部に形成されたブロック状の部材である。ピエゾ素子ユニット413は、例えばノズル列毎に取り付けられる。
検出器群50は、プリンタ1の状況を監視するためのものである。この検出器群には、例えば図3に示すリニア式エンコーダ51が含まれている。このリニア式エンコーダ51は、キャリッジCR(ヘッド41)のキャリッジ移動方向の位置を検出するためのものである。このリニア式エンコーダ51は、例えば、キャリッジCRが180dpiに相当する距離(25.4/180mm)を移動する毎にHレベルへ立ち上がるエンコーダ信号を出力する。この他に検出器群には、搬送ローラ22の回転量を検出するためのロータリエンコーダや用紙Sの有無を検出する紙検出器も含まれている(いずれも図示せず。)。
プリンタ側コントローラ60は、プリンタ1の制御を行うものである。このプリンタ側コントローラ60は、図2に示すように、インタフェース部61と、CPU62と、メモリ63と、制御ユニット64とを有する。インタフェース部61は、外部装置であるコンピュータ110との間でデータの受け渡しを行う。CPU62は、プリンタ1の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ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、ROM等の記憶素子によって構成される。そして、CPU62は、メモリ63に記憶されているコンピュータプログラムに従い、各制御対象部を制御する。例えば、CPU62は、制御ユニット64を介して用紙搬送機構20やキャリッジ移動機構30を制御する。
また、駆動信号COMを生成させるための制御信号は、例えばDAC値である。このDAC値は、駆動信号生成回路70が有する第1駆動信号生成部70Aや第2駆動信号生成部70B(図6を参照。)から出力させる駆動信号COMの電圧を定めるためのデータ(電圧情報)である。この制御信号の内容は、極めて短い更新周期毎に更新される。例えば24MHzのクロックで規定される更新周期毎に更新される。そして、第1駆動信号COM_Aや第2駆動信号COM_Bの波形は、このDAC値によって定められる。このため、DAC値は波形生成情報に相当する。本実施形態におけるDAC値としては、第1駆動信号COM_A用の波形生成情報としての第1DAC値、及び、第2駆動信号用の波形生成情報としての第2DAC値が定められている。
図6は、駆動信号生成回路70の構成を説明するためのブロック図である。図7は、駆動信号生成回路70が有する第1波形生成回路71A、及び、第2波形生成回路71Bの構成を説明するための図である。図8は、第1電流増幅回路72A、及び、第2電流増幅回路72Bの構成を説明するための図である。なお、図7や図8において、第2波形生成回路71Bや第2電流増幅回路72Bの構成は、括弧付きの符号で示している。
図7に示すように、第1波形生成回路71Aは、デジタルアナログ変換器711A(D/A変換器)と、電圧増幅回路712Aとを有する。デジタルアナログ変換器711Aは、第1DAC値に応じた電圧信号を出力する電気回路である。この第1DAC値は、電圧増幅回路712Aから出力させる電圧(以下、出力電圧ともいう。)を指示するための情報であり、前述したように、メモリ63から読み出されてCPU62によって出力される。本実施形態において、第1DAC値は10ビットのデータによって構成されている。
第1電流増幅回路72Aは、複数のピエゾ素子PZTが支障なく動作できるように、十分な電流を供給するための回路である。図8に示す第1電流増幅回路72Aは、第1駆動信号COM_Aの電圧の変化に伴って動作する第1トランジスタ対721Aによって構成されている。この第1トランジスタ対721Aは、相補的に接続された2つのトランジスタによって構成されている。具体的には、互いのエミッタ端子同士が接続されたNPN型のトランジスタTr1とPNP型のトランジスタTr2によって構成されている。NPN型のトランジスタTr1は、駆動信号COMの電圧上昇時に動作するトランジスタである。このNPN型のトランジスタTr1は、コレクタが電源に、エミッタが第1駆動信号COM_Aの出力信号線に、それぞれ接続されている。PNP型のトランジスタTr2は、駆動信号COMの電圧降下時に動作するトランジスタである。PNP型のトランジスタTr2は、コレクタがグランドに、エミッタが第1駆動信号COM_Aの出力信号線に、それぞれ接続されている。そして、この第1電流増幅回路72A、すなわち第1トランジスタ対721Aは、第1波形生成回路71Aから出力される信号COM_A´(制御信号S_Tr1,制御信号S_Tr2)によって動作が制御される。従って、この第1電流増幅回路72Aからの出力される第1駆動信号COM_Aは、所望波形に倣った波形の信号となる。
次に、第2駆動信号生成部70Bについて簡単に説明する。前述したように、第2波形生成回路71Bの構成は、第1波形生成回路71Aの構成と同じであり、第2電流増幅回路72Bの構成は、第1電流増幅回路72Aの構成と同じである。すなわち、第2波形生成回路71Bは、デジタルアナログ変換器711Bと、電圧増幅回路712Bとを有する。また、第2電流増幅回路72Bは、第2駆動信号COM_Bの電圧の変化に伴って発熱する第2トランジスタ対721Bを有する。そして、第2トランジスタ対721Bは、互いのエミッタ端子同士が接続されたNPN型のトランジスタTr1とPNP型のトランジスタTr2を有する。つまり、第2トランジスタ対721Bもまた、相補的に接続されたトランジスタ対によって構成されている。
ここで、駆動信号生成回路70によって生成される第1駆動信号COM_A、及び、第2駆動信号COM_Bの概略を説明する。なお、この説明では図12を参照する。これらの第1駆動信号COM_A,第2駆動信号COM_Bは、印刷期間Tを繰り返し単位として繰り返し生成される。従って、この印刷期間Tは、第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bとを同時に生成するための或る期間に相当する。
次に、ヘッド制御部HCについて説明する。図9は、ヘッド制御部HCの構成を説明するための図である。ヘッド制御部HCは、6種類のドット形成データSIを用いてインクの吐出を制御するものである。すなわち、ヘッド制御部HCは信号印加部に相当し、第1駆動信号COM_Aが有する波形部SS11〜SS13を、ラッチパルスや第1チェンジパルス(第1タイミングパルスに相当する。)で規定されるタイミングで選択的に印加するとともに、第2駆動信号COM_Bが有する波形部SS21〜SS23を、ラッチパルスや第2チェンジパルス(第2タイミングパルスに相当する。)で規定されるタイミングで選択的に印加する。すなわち、ヘッド制御部HCは、第1タイミングパルスと第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、第1駆動信号COM_Aが有する波形部(波形部SS11〜SS13)と第2駆動信号COM_Bが有する波形部(波形部SS21〜SS23)の何れか一方をピエゾ素子PZTへ印加させる。これにより、ピエゾ素子PZTが動作されてインクの吐出やメニスカスの微振動が行われる。
<印刷動作について>
次に、用紙Sに印刷するためにプリンタ1にて行われる印刷動作について説明する。ここで、図11は、プリンタ1の印刷動作を説明するフローチャートである。図11に示すように、プリンタ1では、一連の印刷動作として、印刷命令の受信動作(S10)、給紙動作(S20)、ドット形成動作(S30)、搬送動作(S40)、排紙判断(S50)、排紙動作(S60)、及び、印刷終了判断(S70)が行われる。この印刷動作は、プリンタ側コントローラ60が有するCPU62で行われる。すなわち、CPU62は、メモリ63に記憶されたコンピュータプログラムに従って動作し、これらの動作を実行する。従って、このコンピュータプログラムは、各動作を実行するためのコードを有する。
<ドット形成動作の概要について>
ドット形成動作では、ラッチパルスや第1チェンジパルス(つまり、第1タイミングパルス)で規定されるタイミング毎に、第1駆動信号COM_Aが有する第1波形部(SS11〜SS13)を選択し、必要な波形部をピエゾ素子PZTに印加させる。同様に、ラッチパルスや第2チェンジパルス(つまり、第2タイミングパルス)で規定されるタイミング毎に、第2駆動信号COM_Aが有する第2波形部(SS21〜SS23)を選択し、必要な波形部をピエゾ素子PZTに印加させる。そして、波形部の選択は、前述した各パルスのタイミングで内容が更新されるスイッチ動作情報q0〜q11に基づいて行われる。これらのスイッチ動作情報q0〜q11の更新は、例えばマルチプレクサMX0〜MX11を通じて行われる。
図12は、ドット形成動作で生成される第1駆動信号COM_A、第2駆動信号COM_B、ラッチ信号LAT、第1チェンジ信号CH_A、及び、第2チェンジ信号CH_Bを示す図である。
第1駆動信号COM_Aは、印刷期間T(繰り返し期間)における最初の期間T11で生成される波形部SS11と、2番目の期間T12で生成される波形部SS12と、3番目の期間T13で生成される波形部SS13とを有する。また、第2駆動信号COM_Bは、印刷期間Tにおける最初の期間T21で生成される波形部SS21と、2番目の期間T22で生成される波形部SS22と、3番目の期間T23で生成される波形部SS23とを有する。第1駆動信号COM_Aが有する波形部SS11は、第1駆動パルスPS1を有する。また、波形部SS12は第2駆動パルスPS2を、波形部SS13は第3駆動パルスPS3をそれぞれ有する。第2駆動信号COM_Bが有する波形部SS21は、第4駆動パルスPS4を有する。波形部SS22は第5駆動パルスPS5を、波形部SS23は第6駆動パルスPS6をそれぞれ有する。
次に、スイッチ動作情報に基づく各波形部SS11〜SS23のピエゾ素子PZTへの印加動作について説明する。図13Aは、スイッチ動作情報q0〜q11の具体的内容を説明する図である。図13Bは、印加される駆動パルスとインクの吐出量を、ドット階調毎(ドット形成データSI毎)に説明する図である。
<タイミングパルスについて>
ここで、タイミングパルスについて説明する。前述の説明から判るように、第1駆動信号COM_Aは、ラッチパルスの生成タイミング、及び、第1チェンジパルスの生成タイミングで、ピエゾ素子PZTへの印加や非印加が選択される。このため、ラッチパルスや第1チェンジパルスは、第1駆動信号COM_Aが有する第1波形部の生成開始タイミングを規定する第1タイミングパルスに相当する。同様に、第2駆動信号COM_Bは、ラッチパルスの生成タイミング、及び、第2チェンジパルスの生成タイミングで、ピエゾ素子PZTへの印加や非印加が選択される。このため、ラッチパルスや第2チェンジパルスは、第2駆動信号COM_Bが有する第2波形部の生成開始タイミングを規定する第2タイミングパルスに相当する。
図14は、1番目の第1チェンジパルスCH_A(1)と1番目の第2チェンジパルスCH_B(1)の関係を説明する図である。1番目の第1チェンジパルスCH_A(1)に対応する波形部SS12は、第2駆動パルスPS2をピエゾ素子PZTへ印加させるためのものである。この観点からすれば、この波形部SS12は、第1駆動パルスPS1の生成終了タイミングから第2駆動パルスPS2の生成開始タイミングまでの、基準電圧で一定の信号が生成されている期間X1内に生成が開始されればよい。従って、1番目の第1チェンジパルスCH_A(1)もまた、この期間X1内に生成されればよいといえる。そして、この例では、立ち上がりエッジが期間X1内に生成されていればよいといえる。
図15は、2番目の第1チェンジパルスCH_A(2)と2番目の第2チェンジパルスCH_B(2)の関係を説明する図である。
図16は、第2中ドットや大ドットの形成時における、ピエゾ素子PZTへの波形部SS12及び波形部SS23の印加を説明する図である。
このように構成された第1実施形態では、次の効果を奏する。
すなわち、第1実施形態のプリンタ1は、(A)駆動信号生成回路70と、(B)タイミングパルス生成部(プリンタ側コントローラ60)と、(C)ヘッド制御部HCとを有する。
前述した実施形態は、主として、液体吐出装置としてのプリンタ1を有する印刷システム100について記載されているが、その中には、液体吐出方法や液体吐出システム等の開示が含まれている。加えて、液体吐出ヘッドを制御するための制御装置の開示や、液体吐出装置や制御装置を制御するための、プログラムやコードの開示も含まれている。また、この実施形態は、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いうまでもない。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。
前述の第1実施形態では、第1駆動信号COM_Aが3つの波形部SS11〜S13を有し、第2駆動信号COM_Bも3つの波形部SS21〜S23を有していた。しかし、波形部の数はこの数に限定されるものではない。例えば、第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bが複数の波形部を有する構成であれば、同様に実施することができる。
また、第1実施形態では、第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bの2種類の駆動信号を印刷期間Tに亘って同時に生成する構成を例示したが、駆動信号COMの種類は2種類に限定されるものではない。3種類以上であっても同様に実施することができる。
前述した第1実施形態では、第1駆動信号COM_Aに対応する第1チェンジパルスの方が第2駆動信号COM_Bに対応する第2チェンジパルスよりも先に生成されていた。この点に関し、第2チェンジパルスを第1チェンジパルスよりも先に生成する構成としてもよい。この場合において、第1実施形態のように、ピエゾ素子PZTへ印加される波形部が、第1駆動信号COM_Aが有する波形部から第2駆動信号COM_Bが有する波形部へと切り替わる場合には、第1チェンジパルスを第2チェンジパルスよりも先に生成する。第1駆動信号COM_Aと第2駆動信号COM_Bがピエゾ素子PZTへ同時に印加され、貫通電流が生じてしまう不具合を防止するためである。
第1実施形態のピエゾ素子PZTは、電位の上昇によって圧力室412dを膨張させ、電位の下降によって圧力室412dを収縮させるものであった。このピエゾ素子に関し、電位の上昇によって圧力室412dを収縮させ、電位の下降によって圧力室412dを膨張させるものを用いてもよい。また、インクを吐出させるための動作をする素子は、ノイズの影響を受けるものであれば同様な効果が得られると考えられる。
また、前述の実施形態では、液体吐出装置としてプリンタ1が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
30 キャリッジ移動機構,31 キャリッジモータ,32 ガイド軸,
33 タイミングベルト,34 駆動プーリー,35 アイドラプーリー,
40 ヘッドユニット,41 ヘッド,411 ケース,411a 収容室,
412 流路ユニット,412a 流路形成板,412b 弾性板,
412c ノズルプレート,412d 圧力室,412e ノズル連通口,
412f 共通インク室,412g インク供給路,412h 支持枠,
412i 弾性膜,412j アイランド部,413 ピエゾ素子ユニット,
413a ピエゾ素子群,413b 接着用基板,413c 素子用配線基板,
414 中継基板,50 検出器群,51 リニア式エンコーダ,
60 プリンタ側コントローラ,61 インタフェース部,62 CPU,
63 メモリ,64 制御ユニット,70 駆動信号生成回路,
70A 第1駆動信号生成部,71A 第1波形生成回路,
711A デジタルアナログ変換器,712A 電圧増幅回路,
72A 第1電流増幅回路,721A 第1トランジスタ対,
70B 第2駆動信号生成部,71B 第2波形生成回路,
711B デジタルアナログ変換器,712B 電圧増幅回路,
72B 第2電流増幅回路,721B 第2トランジスタ対,
81A 第1シフトレジスタ,81B 第2シフトレジスタ,
81C 第3シフトレジスタ,82A 第1ラッチ回路,
82B 第2ラッチ回路,82C 第3ラッチ回路,83 制御ロジック,
84 デコーダ,85A 第1スイッチ,85B 第2スイッチ,
100 印刷システム,110 コンピュータ,111 ホスト側コントローラ,
112 インタフェース部,113 CPU,114 メモリ,
120 表示装置,130 入力装置,131 キーボード,132 マウス,
140 記録再生装置,141 フレキシブルディスクドライブ装置,
142 CD−ROMドライブ装置,S 用紙,SI ドット形成データ,
LAT ラッチ信号,CH_A 第1チェンジ信号,
CH_A(1) 1番目の第1チェンジパルス,
CH_A(2) 2番目の第1チェンジパルス,CH_B 第2チェンジ信号,
CH_B(1) 1番目の第2チェンジパルス,
CH_B(2) 2番目の第2チェンジパルス,CTR コントローラ基板,
HC ヘッド制御部,RG レジスタ,CR キャリッジ,
PZT ピエゾ素子,FC フレキシブルケーブル,COM 駆動信号,
COM_A 第1駆動信号,SS11 波形部,SS12 波形部,
SS13 波形部,COM_B 第2駆動信号,SS21 波形部,
SS22 波形部,SS23 波形部,PS1 第1駆動パルス,
PS2 第2駆動パルス,PS3 第3駆動パルス,PS4 第4駆動パルス,
PS5 第5駆動パルス,PS6 第6駆動パルス,Nz ノズル,
S_Tr1 制御信号,S_Tr2 制御信号,
Tr1 NPN型のトランジスタ,Tr2 PNP型のトランジスタ,
q0 ドット非形成用のスイッチ動作情報,
q1 第1小ドット用のスイッチ動作情報,
q2 第2小ドット用のスイッチ動作情報,
q3 第1中ドット用のスイッチ動作情報,
q4 第2中ドット用のスイッチ動作情報,
q5 大ドット用のスイッチ動作情報,
q6 ドット非形成用のスイッチ動作情報,
q7 第1小ドット用のスイッチ動作情報,
q8 第2小ドット用のスイッチ動作情報,
q9 第1中ドット用のスイッチ動作情報,
q10 第2中ドット用のスイッチ動作情報,
q11 大ドット用のスイッチ動作情報
Claims (10)
- (A)液体を吐出させるための動作を少なくとも行う素子を有する液体吐出ヘッドを制御する、液体吐出ヘッドの制御装置であって、
(B)基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第1波形部を複数有する第1駆動信号、及び、前記基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第2波形部を複数有する第2駆動信号を、或る期間において同時に生成する駆動信号生成部と、
(C)前記第1波形部の生成開始タイミングを示す第1タイミングパルスを複数の前記第1波形部のそれぞれに対応させて複数生成すると共に、前記第2波形部の生成開始タイミングを示す第2タイミングパルスを複数の前記第2波形部のそれぞれに対応させて複数生成するタイミングパルス生成部であって、
或る第1波形部の次に生成される他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと、或る第2波形部の次に生成される他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記或る第1波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第1波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間と前記或る第2波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第2波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間とが重複している期間に、時間をずらして生成するタイミングパルス生成部と、
(D)前記第1タイミングパルスと前記第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、前記第1波形部と前記第2波形部の何れか一方を前記素子へ印加させ、前記何れか一方が有する電圧変化パターンに応じて前記素子を動作させる信号印加部と、
(E)を有する液体吐出ヘッドの制御装置。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドの制御装置であって、
前記信号印加部は、
前記第1波形部を選択するための第1選択データを、前記第1タイミングパルスで規定されるタイミングで更新する第1選択データ更新部と、
前記第1選択データに基づいて前記第1駆動信号の前記素子への印加を制御する第1スイッチと、
前記第2波形部を選択するための第2選択データを、前記第2タイミングパルスで規定されるタイミングで更新する第2選択データ更新部と、
前記第2選択データに基づいて前記第2駆動信号の前記素子への印加を制御する第2スイッチとを有する、液体吐出ヘッドの制御装置。 - 請求項2に記載の液体吐出ヘッドの制御装置であって、
前記第1データ更新部は、
前記第1タイミングパルスが有するエッジのタイミングで、前記第1選択データを更新し、
前記第2データ更新部は、
前記第2タイミングパルスが有するエッジのタイミングで、前記第2選択データを更新し、
前記タイミングパルス生成部は、
前記他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと前記他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記第1タイミングパルスが有する前記エッジのタイミングと前記第2タイミングパルスが有する前記エッジのタイミングとが異なるように、時間をずらして生成する、液体吐出ヘッドの制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの制御装置であって、
前記タイミングパルス生成部は、
前記或る第1波形部が前記素子に印加された後、前記他の第2波形部が前記素子に印加される場合に、前記他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスを、前記他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスよりも後に生成する、液体吐出ヘッドの制御装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの制御装置であって、
複数の前記第1波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つは、
その生成期間が、複数の前記第2波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つの生成期間と異なっている、液体吐出ヘッドの制御装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの制御装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、
ノズルに連通した圧力室の容積を前記素子の動作によって変化させるものであり、
複数の前記第1波形部及び複数の前記第2波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つは、
ノズルから所定量の液体を吐出させるべく前記圧力室の容積を変化させるためのものであり、
前記電圧変化パターンの他の少なくとも1つは、
ノズルから液体が吐出されない程度に前記圧力室の容積を変化させるためのものである、液体吐出ヘッドの制御装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの制御装置であって、
前記駆動信号生成部は、
前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を、前記或る期間を繰り返し単位として繰り返し生成する、液体吐出ヘッドの制御装置。 - 請求項7に記載の液体吐出ヘッドの制御装置であって、
前記駆動信号生成部は、
前記或る期間における前記第1駆動信号の電圧を示すデータ及び前記或る期間における前記第2駆動信号の電圧を示すデータを更新周期毎に記憶する駆動信号用電圧データメモリを有し、
前記第1駆動信号の電圧を示すデータ及び前記第2駆動信号の電圧を示すデータを前記更新周期毎に読み出して、前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を生成し、
前記タイミングパルス生成部は、
前記或る期間における前記第1タイミングパルスの生成状態を示すデータ及び前記或る期間における前記第2タイミングパルスの生成状態を示すデータを前記更新周期毎に記憶するタイミングパルス用生成データメモリを有し、
前記第1タイミングパルスの生成状態を示すデータ及び前記第2タイミングパルスの生成状態を示すデータを前記更新周期毎に読み出して、前記第1タイミングパルス及び前記第2タイミングパルスを生成する、液体吐出ヘッドの制御装置。 - (A)液体を吐出させるための動作を少なくとも行う素子を有する液体吐出ヘッドであって、ノズルに連通した圧力室の容積を前記素子の動作によって変化させる液体吐出ヘッドを制御する、液体吐出ヘッドの制御装置であって、
(B)基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第1波形部を複数有する第1駆動信号、及び、前記基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第2波形部を複数有する第2駆動信号を、或る期間において同時に生成し、かつ、前記或る期間を繰り返し単位として繰り返し生成する、駆動信号生成部と、
(C)前記第1波形部の生成開始タイミングを示す第1タイミングパルスを複数の前記第1波形部のそれぞれに対応させて複数生成すると共に、前記第2波形部の生成開始タイミングを示す第2タイミングパルスを複数の前記第2波形部のそれぞれに対応させて複数生成するタイミングパルス生成部であって、
或る第1波形部の次に生成される他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと、或る第2波形部の次に生成される他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記或る第1波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第1波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間と前記或る第2波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第2波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間とが重複している期間に、時間をずらして生成するタイミングパルス生成部と、
(D)前記第1タイミングパルスと前記第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、前記第1波形部と前記第2波形部の何れか一方を前記素子へ印加させ、前記何れか一方が有する電圧変化パターンに応じて前記素子を動作させる信号印加部であって、
前記第1波形部を選択するための第1選択データを、前記第1タイミングパルスが有するエッジのタイミングで更新する第1選択データ更新部と、
前記第1選択データに基づいて前記第1駆動信号の前記素子への印加を制御する第1スイッチと、
前記第2波形部を選択するための第2選択データを、前記第2タイミングパルスが有するエッジのタイミングで更新する第2選択データ更新部と、
前記第2選択データに基づいて前記第2駆動信号の前記素子への印加を制御する第2スイッチとを有する、信号印加部と、
を有し、
(E)前記駆動信号生成部は、
前記或る期間における前記第1駆動信号の電圧を示すデータ及び前記或る期間における前記第2駆動信号の電圧を示すデータを更新周期毎に記憶する駆動信号用電圧データメモリを有し、
前記第1駆動信号の電圧を示すデータ及び前記第2駆動信号の電圧を示すデータを前記更新周期毎に読み出して、前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を生成し、
(F)前記タイミングパルス生成部は、
前記或る期間における前記第1タイミングパルスの生成状態を示すデータ及び前記或る期間における前記第2タイミングパルスの生成状態を示すデータを前記更新周期毎に記憶するタイミングパルス用生成データメモリを有し、
前記第1タイミングパルスの生成状態を示すデータ及び前記第2タイミングパルスの生成状態を示すデータを前記更新周期毎に読み出して、前記第1タイミングパルス及び前記第2タイミングパルスを生成するとともに、
前記他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと前記他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記第1タイミングパルスが有する前記エッジのタイミングと前記第2タイミングパルスが有する前記エッジのタイミングとが異なるように、時間をずらして生成し、かつ、前記或る第1波形部が前記素子に印加された後、前記他の第2波形部が前記素子に印加される場合に、前記他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスを、前記他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスよりも後に生成し、
(G)複数の前記第1波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つは、
その生成期間が、複数の前記第2波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つの生成期間と異なっており、
(H)複数の前記第1波形部及び複数の前記第2波形部のそれぞれが有する電圧変化パターンの少なくとも1つは、
ノズルから所定量の液体を吐出させるべく前記圧力室の容積を変化させるためのものであり、
(I)前記電圧変化パターンの他の少なくとも1つは、
ノズルから液体が吐出されない程度に前記圧力室の容積を変化させるためのものである、液体吐出ヘッドの制御装置。 - (A)液体を吐出させるための動作を少なくとも行う素子を有する液体吐出ヘッドの制御方法であって、
(B)基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第1波形部を複数有する第1駆動信号、及び、前記基準電圧から開始されて前記素子に行わせる動作に応じて定められたパターンの電圧変化を経た後に前記基準電圧に戻る第2波形部を複数有する第2駆動信号を、或る期間において同時に生成すること、
(C)前記第1波形部の生成開始タイミングを示す第1タイミングパルスを複数の前記第1波形部のそれぞれに対応させて複数生成すると共に、前記第2波形部の生成開始タイミングを示す第2タイミングパルスを複数の前記第2波形部のそれぞれに対応させて複数生成し、かつ、
或る第1波形部の次に生成される他の第1波形部に対応する前記第1タイミングパルスと、或る第2波形部の次に生成される他の第2波形部に対応する前記第2タイミングパルスとを、前記或る第1波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第1波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間と、前記或る第2波形部が有する電圧変化パターンの生成終了タイミングから前記他の第2波形部が有する電圧変化パターンの生成開始タイミングまでの前記基準電圧の生成期間とが重複している期間に、時間をずらして生成すること、
(D)前記第1タイミングパルスと前記第2タイミングパルスの何れか一方で規定されるタイミングに基づいて、前記第1波形部と前記第2波形部の何れか一方を前記素子へ印加させ、前記何れか一方が有する電圧変化パターンに応じて前記素子を動作させること、
(E)を行う液体吐出ヘッドの制御方法。
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