JP4788280B2 - 液体吐出ヘッドの駆動装置及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出ヘッドの駆動装置及び液体吐出装置に係り、特に、駆動素子への駆動信号電圧の印加に伴って当該駆動素子が設けられたノズルから記録液滴を吐出する液体吐出ヘッドを駆動する液体吐出ヘッドの駆動装置及び液体吐出装置に関する。

記録ヘッドのノズルから吐出させたインク滴を記録媒体に付着させて記録媒体に文字や写真等の画像を記録するインクジェット記録方式の一種として、圧電素子への駆動信号電圧の印加に伴う圧電素子の変位を、インクで満たされた圧力室へ振動板を介して伝達することで、圧力室内の圧力変動によりノズルからインク滴を吐出させる圧電方式が知られている。

上記の圧電方式の記録ヘッドを駆動する駆動装置は、圧電素子を駆動するため高電圧（例えば４０Ｖ）で駆動されるＨＶ部と、シフトレジスタ等の論理回路等を含むロジック部と、を含むＩＣ等で構成されるが、ロジック部を駆動するためのロジック電源（例えば３．３Ｖ）で発生したノイズの影響によりロジック部が誤動作したり、ＨＶ部を駆動するためのＨＶ電源部で発生するノイズの影響によりＨＶ部が誤動作したりする場合がある（ラッチアップ）。

ＨＶ部がラッチアップした場合、ＨＶ部に多大な過電流が流れるため、ＩＣ内の基準電位が上昇し、結果としてロジック部の誤動作をも引き起こしてしまう。

このような記録ヘッドの誤動作を検出するため、特許文献１には、記録ヘッドの駆動装置のシフトレジスタの最終段の出力をループバックさせ、これとシフトレジスタに入力させた信号とを照合し、両者が一致するか否かを判定することで誤動作を検出する技術が開示されている。

また、特許文献２には、記録ヘッドで記録する印字データにパリティを付加し、シフトレジスタの出力をパリティチェックすることで誤動作を検出する技術が開示されている。

また、特許文献３には、誤動作による暴走時にはデータバス上のデータの全てが‘１’又は‘０’になる場合が多いことから、これを検出することで誤動作を検出する技術が開示されている。
特許第３４３４４１０号公報 特開平８−３０９９７４号公報 特開平２−２９５７４９号公報

近年では、インクジェットプリンタの記録ヘッドの長尺化はますます進む傾向にあり、これに伴って記録ヘッドに搭載する駆動装置のＩＣの数も増大する傾向にある。

このように長尺化した記録ヘッドの駆動装置に特許文献１記載の発明を適用した場合、記録ヘッドに搭載する駆動装置のＩＣの数が多いほどシフトレジスタの最終段の出力をループバックさせるための配線が増加し、コストが高くなる、という問題があった。

また、特許文献２記載の発明では、印字データにパリティを付加してパリティチェックしているため、パリティを付加しない印字データを出力する制御装置との互換性が悪くなると共に、長尺化した記録ヘッドの場合、誤動作を検出する確率が低くなる、という問題があった。

また、特許文献３記載の発明では、誤動作による暴走時にデータバス上のデータの全てが必ず‘１’又は‘０’になるとは限らないため、誤動作検出の確率が低くなる、という問題があった。

また、誤動作を検出するための回路を記録ヘッドの外部、すなわちプリンタ本体に設けた場合、記録ヘッドとプリンタ本体とを接続する信号線の数が増大したり、プリンタ本体側の制御装置の処理負担が大きくなったりするため、装置のコストアップにつながる。従って、記録ヘッドの駆動装置の誤動作の検出は、記録ヘッドの駆動装置自身が行うことが好ましい。

本発明は上記事実を考慮して成されたものであり、記録ヘッドに搭載された駆動装置の誤動作を駆動装置自身により安価な構成で確実に検出することができる液体吐出ヘッドの駆動装置及び液体吐出装置を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る液体吐出ヘッドの駆動装置は、複数の駆動素子の各々に対応して設けられ印字データに基づいて駆動信号電圧を生成する複数の駆動信号電圧生成手段によって前記複数の駆動素子に駆動信号電圧が各々印加されることにより、前記複数の駆動素子の各々に対応して設けられた複数のノズルから記録液滴を吐出する液体吐出ヘッドを駆動する液体吐出ヘッドの駆動装置であって、前記複数の駆動信号電圧生成手段に対応して設けられた複数のシフトレジスタを直列に接続したシフトレジスタ列を含み、前記シフトレジスタ列の入力部から予め定めた転送データ数分の印字データを前記シフトレジスタ列の出力部に転送すると共に、前記複数の駆動信号電圧生成手段に、対応する印字データを各々出力する転送手段と、前記転送手段の前記シフトレジスタ列上に等間隔で３個以上設けられ複数の所定位置から取得した印字データのパリティデータを演算する複数の演算手段と、前記複数の演算手段により各々演算した複数のパリティデータを比較した比較結果を隣接する前記所定位置間で転送されるデータ数分の印字データが転送される毎に出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明に係る液体吐出ヘッドの駆動装置は、複数の駆動素子（圧電素子が好適であるが発熱素子等であってもよい）の各々に対応して、印字データに基づいて駆動信号電圧を生成する複数の駆動信号電圧生成手段を備えており、この駆動信号電圧生成手段によって複数の駆動素子の各々に駆動信号電圧が印加されることにより、複数の駆動素子の各々に対応して設けられた複数のノズルから記録液滴を吐出する液体吐出ヘッドを駆動する装置である。

このような駆動装置において、転送手段は、前記複数の駆動信号電圧生成手段に対応して設けられた複数のシフトレジスタを直列に接続したシフトレジスタ列を含み、前記シフトレジスタ列の入力部から予め定めた転送データ数分の印字データを前記シフトレジスタ列の出力部に転送すると共に、複数の駆動信号電圧生成手段に、対応する印字データを各々出力する。このように、印字データを転送しつつ、駆動信号電圧生成手段で生成すべき駆動信号電圧に対応した印字データを各駆動信号電圧生成手段に各々出力することにより、各駆動信号電圧生成手段によって生成された駆動信号電圧が各駆動素子に印加され、各ノズルから印字データに応じた記録液滴が吐出される。

このような構成の場合、電源ノイズ等の影響により駆動装置が誤動作し、転送手段で転送する印字データの値が異常になる場合がある。

そこで、出力手段は、転送手段の前記シフトレジスタ列上に等間隔で３個以上設けられ複数の所定位置から取得した印字データのパリティデータを演算する複数の演算手段により各々演算した複数のパリティデータを比較した比較結果を隣接する前記所定位置間で転送されるデータ数分の印字データが転送される毎に出力する。所定位置は、例えばシフトレジスタ列の両端及び中央とすることができる。

このように、シフトレジスタ列上の複数の所定位置から印字データを取得して比較するので、駆動装置の誤動作を駆動装置自身により確実に検出することができる。

また、シフトレジスタ列を等間隔に分割して、この分割した区間分の印字データを取得して各々比較することにより、より速やかに駆動装置の誤動作を検出することができる。

また、請求項２に記載したように、前記転送手段の前記シフトレジスタ列上に等間隔で３個以上設けられ複数の所定位置から取得した印字データの立ち上がり回数をカウントする複数の演算手段と、前記複数の演算手段により各々カウントした複数の立ち上がり回数を比較した比較結果を隣接する前記所定位置間で転送されるデータ数分の印字データが転送される毎に出力する出力手段と、を含む構成としてもよい。

また、請求項３に記載したように、前記転送手段及び前記出力手段を含む駆動部を前記液体吐出ヘッド内に複数備え、複数の前記出力手段から出力された信号の論理和を演算して出力する信号出力手段をさらに備えた構成としてもよい。これにより、液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドを搭載したインクジェットプリンタ等の記録装置本体を制御する制御装置との通信を行う配線の数を減らすことができ、記録装置本体を制御する制御装置の処理負担を軽減することができると共に、装置を簡単かつ安価な構成とすることができる。

請求項４記載の発明の液体吐出装置は、複数の駆動素子の各々に対応して設けられ印字データに基づいて駆動信号電圧を生成する複数の駆動信号電圧生成手段と、前記駆動信号電圧生成手段によって前記複数の駆動素子に駆動信号電圧が各々印加されることにより、前記複数の駆動素子の各々に対応して設けられた複数のノズルから記録液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、前記請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、液体吐出ヘッドの駆動装置の誤動作を、その駆動装置自身により確実に検出することができる。

以上説明したように本発明によれば、記録ヘッドに搭載された駆動装置の誤動作を駆動装置自身により安価な構成で確実に検出することができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１には、本発明に係るインクジェットプリンタ装置の液体吐出ヘッド１０の内部構造が示されている。なお、液体吐出ヘッド１０は多数個のノズルが設けられた長尺状のものであるが、個々のノズルに対応する部分は互いに同一の構造とされており、図１には単一のノズルに対応する部分のみを示している。

図１に示すように、液体吐出ヘッド１０にはインクタンク１２が設けられており、このインクタンク１２には、図示しないインク供給路を介して供給されたインクが貯留されている。インクタンク１２は供給路１４を介して圧力室１６と連通されており、圧力室１６はインクタンク１２から供給路１４を介して供給されるインクで満たされている。圧力室１６の壁面の一部は振動板１６Ａで構成されており、振動板１６Ａには本発明に係る駆動素子としての圧電素子２０が接着等により接合されている。圧電素子２０に電圧（後述する駆動信号電圧）が印加されると、圧電素子２０が変位することで振動板１６Ａが振動し、振動板１６Ａの振動が圧力波として圧力室１６内を伝播することで、圧力室１６内のインクが、圧力室１６と連通されたノズル１８を介しインク滴として吐出される。

図２には本実施形態に係るヘッド駆動部６０が示されている。ヘッド駆動部６０は、液体吐出ヘッド１０に設けられた多数個の圧電素子の駆動を行う部分であり、液体吐出ヘッド１０に内蔵される。なお、液体吐出ヘッド１０に設けられた多数個の圧電素子は、同一構成の複数のヘッド駆動部６０によって駆動される。すなわち、多数個の圧電素子を所定数ずつに分割し、所定数の圧電素子を一つのヘッド駆動部６０で駆動する。

ヘッド駆動部６０は、液体吐出ヘッド１０の個々の圧電素子２０に対応して多数個設けられた駆動信号電圧生成部３４と、液滴量に応じてそれぞれ複数種の基本波形データを生成する大滴用基本波形データ生成・入力回路６２Ａ、中滴用基本波形データ生成・入力回路６２Ｂ、小滴用基本波形データ生成・入力回路６２Ｃ、及び非噴射用基本波形データ生成・入力回路６２Ｄと、対応する基本波形データ生成・入力回路によって生成された複数種の基本波形データを転送し個々の駆動信号電圧生成部３４へ供給するシフトレジスタ群２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄと、入力された画像データに基づいて、個々のノズル１８からのインク滴吐出の有無及び吐出させるインク滴の液滴量（大滴／中滴／小滴）を判断し、大滴用、中滴用、小滴用、非噴射用の各基本波形データのうち何れの基本波形データを選択するかを指示する選択データを生成して出力する選択データ入力回路６６と、入力された選択データを転送すると共に個々の駆動信号電圧生成部３４毎に、対応する選択データを保持するデータ転送入力部６８と、を備えている。

本実施形態において、基本波形データは電圧レベルが２段階に変化する基本波形（駆動振動電圧の基となる波形、例として図３(１)を参照）を表すデータであり、対応する基本波形の電圧レベルがローレベル（例えば０(Ｖ))のときには値が「０」、ハイレベル（例えばＶＤＤ(Ｖ))のときには値が「１」となることで、対応する基本波形における電圧レベルの変化タイミングと当該変化タイミングの間における電圧レベルを２値で表している。各基本波形データ生成・入力回路６２は上記の基本波形データを内蔵メモリに記憶しており、所定のクロック信号に同期したタイミングで内蔵メモリから基本波形データを１ビットずつ読み出して出力する（例えば読み出したビットの値が「０」であれば出力電圧レベルを０(Ｖ)とし、ビットの値が「１」であれば出力電圧レベルをＶＤＤ(Ｖ)とする等）ことを繰り返す。

また、各基本波形データ生成・入力回路６２の内蔵メモリには、互いに異なる基本波形を表す２種類の基本波形データが記憶されている（以下では便宜上、２種類の基本波形データの一方を基本波形データＡ、他方を基本波形データＢと称する）。後述するように、２種類の基本波形データは個々の駆動信号電圧生成部３４に各々入力され、駆動信号電圧生成部３４において、２種類の基本波形データが互いに異なる電圧レベルへ昇圧され、昇圧後の２種類の基本波形電圧のうち駆動信号電圧として選択的に出力する基本波形電圧が適宜切り替えられることで、電圧レベルが３段階以上に変化する駆動信号電圧が生成されるが、２種類の基本波形データは、所望の波形の駆動信号電圧が得られるように定められた互いに異なる基本波形を表しており（例として図３(１),(２)を参照）、各基本波形データ生成・入力回路６２は、内蔵メモリに記憶されている基本波形データＡ，Ｂを各々１ビットずつ読み出して出力することを繰り返す。

なお、基本波形データＡ，Ｂは、各基本波形データ・入力回路６２で互いに異なっている。大滴用基本波形データ生成・入力回路６２Ａの内蔵メモリには、比較的大きな液滴量のインク滴（大滴）をノズル１８から吐出させるために圧電素子２０に印加すべき波形の駆動信号電圧を生成するための大滴用基本波形データＡ，Ｂ（図３(１),(２)を参照）が記憶されている。また、中滴用基本波形データ生成・入力回路６２Ｂの内蔵メモリには、中程度の液滴量のインク滴（中滴）をノズル１８から吐出させるために圧電素子２０に印加すべき波形の駆動信号電圧を生成するための中滴用基本波形データＡ，Ｂ（図３(３),(４)を参照）が記憶されており、小滴用基本波形データ生成・入力回路６２Ｃの内蔵メモリには、比較的小さな液適量のインク滴（小滴）をノズル１８から吐出させるために圧電素子２０に印加すべき波形の駆動信号電圧を生成するための小滴用基本波形データＡ，Ｂ（図３(５),(６)を参照）が記憶されている。更に、非噴射用基本波形データ生成・入力回路６２Ｄの内蔵メモリには、ノズル１８からインク滴を吐出させない非噴射時にインクの固着を阻止するために圧電素子２０に印加すべき波形の駆動信号電圧を生成するための非噴射用基本波形データＡ，Ｂ（図示省略）が記憶されている。

また、個々の圧電素子２０に対応する個々の駆動信号電圧生成部３４にはセレクタ６４Ａ，６４Ｂが各々設けられており、昇圧回路３６Ａの入力端はセレクタ６４Ａの出力端に、昇圧回路３６Ｂの入力端はセレクタ６４Ｂの出力端に各々接続されている。

各基本波形データ生成・入力回路６２から出力された基本波形データＡ，Ｂはシフトレジスタ群２８Ａ〜２８Ｄに各々入力される。シフトレジスタ群２８Ａ〜２８Ｄには、個々の駆動信号電圧生成部３４に対応して設けられた多数個のシフトレジスタ３０が直列に接続されて成るシフトレジスタ列Ａと、個々の駆動信号電圧生成部３４に対応して設けられた多数個のシフトレジスタ３２が直列に接続されて成るシフトレジスタ列Ｂが各々設けられている。シフトレジスタ群２８Ａ〜２８Ｄに１ビットずつ入力された基本波形データＡはシフトレジスタ列Ａに入力され、所定のクロック信号に同期した周期でシフトレジスタ列Ａを順に転送される。同様に、シフトレジスタ群２８に１ビットずつ入力された基本波形データＢはシフトレジスタ列Ｂに入力され、所定のクロック信号に同期した周期でシフトレジスタ列Ｂを順に転送される。

また、シフトレジスタ列Ａの個々のシフトレジスタ３０の出力端は、対応する駆動信号電圧生成部３４のセレクタ６４Ａの入力端に各々接続されており、シフトレジスタ列Ｂの個々のシフトレジスタ３２の出力端は、対応する駆動信号電圧生成部３４のセレクタ６４Ｂの入力端に各々接続されている。従って、個々の駆動信号電圧生成部３４には、所定のクロック信号の１周期分ずつずれたタイミングで基本波形データＡ，Ｂが各々入力される。

昇圧回路３６Ａは、入力された基本波形データＡを所定の電圧レベル（電圧レベル１）まで昇圧することで基本波形電圧Ａを生成する。また、昇圧回路３６Ｂは、入力された基本波形データＢを昇圧回路３６Ａとは異なる電圧レベル（電圧レベル２）まで昇圧することで基本波形電圧Ｂを生成する。昇圧回路３６Ａ，３６Ｂの出力端はドライバ回路３８の入力端に各々接続されており、昇圧回路３６Ａ，３６Ｂで生成された基本波形電圧Ａ，Ｂはドライバ回路３８へ各々入力される。

ドライバ回路３８は、入力された基本波形電圧Ａ、Ｂに基づいて電圧レベルが３段階に変化する駆動信号電圧を生成して圧電素子２０に印加する（例として図３(１９)〜(２１)を参照）。

また、ヘッド駆動部６０には選択データ入力回路６６が設けられている。選択データ入力回路６６には、液体吐出ヘッド１０の各ノズル１８からインク滴を吐出させることで記録媒体に形成すべき画像を表す画像データが入力される。選択データ入力回路６６は、入力された画像データに基づいて、個々のノズル１８からのインク滴吐出の有無及び吐出させるインク滴の液滴量（大滴／中滴／小滴）を判断し、当該判断の結果に基づき、個々の駆動信号電圧生成部３４毎に、セレクタ６４Ａ，６４Ｂに入力される大滴用、中滴用、小滴用、非噴射用の各基本波形データのうち何れの基本波形データを選択するか（圧電素子２０の駆動に用いるか）を指示する選択データを生成し、生成した選択データを、単一の駆動信号電圧生成部３４に対応する選択データを単位として順次出力する。

選択データ入力回路６６の出力端にはデータ転送入力部６８が接続されている。データ転送入力部６８は、個々の駆動信号電圧生成部３４に対応して設けられた多数個のシフトレジスタ７０が直列に接続されて成り、選択データ入力回路６６から順次出力される選択データ（印字データ）を転送クロックに従って転送するシフトレジスタ列と、当該シフトレジスタ列の個々のシフトレジスタ７０の出力端に接続され、シフトレジスタ７０から出力された選択データを保持すると共にセレクタ６４Ａ，６４Ｂの制御信号入力端に各々入力する多数個のラッチ７２から構成されている。

また、ヘッド駆動部６０は、演算部８０Ａ，８０Ｂ、比較部８２を備えている。演算部８０Ａの入力端は、データ転送入力部６８の入力端、すなわち選択データ入力回路の出力端に接続されている。従って、演算部８０Ａには、選択データ入力回路６６から出力された印字データが順次入力される。

演算部８０Ａは、図４（Ａ）に示すように、１ビット分のデータを記憶する１ビットレジスタ８４及びＴ−ＦＦ（トグルフリップフロップ）８６を含んで構成されている。Ｔ−ＦＦ８６は、出力の初期値が‘０’の場合において、入力された印字データの立ち上がりで出力を反転させる順序回路である。従って、入力された印字データに‘１’（ハイレベル）が奇数個含まれていた場合には、Ｔ−ＦＦ８６の出力は‘１’となり、入力された印字データに‘１’が偶数個含まれていた場合には、Ｔ−ＦＦ８６の出力は‘０’となる。すなわち、Ｔ−ＦＦ８６は、パリティデータを演算する演算部として機能する。

なお、Ｔ−ＦＦ８６は、印字サイクルの実行を許可するか否かを示す印字クロックがハイレベルの間に上記の反転動作が行われ、印字クロックがローレベルになると出力が‘０’にリセットされる。印字データは、図５に示すように、印字クロックがハイレベル、すなわち印字が許可された期間内に出力される。

また、１ビットレジスタ８４は、印字クロックがローレベルになると、記憶していた１ビットのデータを比較部８２に出力すると共に、Ｔ−ＦＦ８６の出力を取り込んで保持する。

演算部８０Ｂの入力端には、データ転送入力部６８の出力端に接続されている。従って、演算部８０Ｂには、データ転送入力部６８から出力された印字データが順次入力される。なお、演算部８０Ｂには、演算部８０Ａに印字データが入力されてからデータ転送入力部６８のシフトレジスタ列のレジスタ数（ビット記憶数）に対応したクロック数分遅れて印字データが入力される。

演算部８０Ｂは、図４（Ｂ）に示すように、Ｔ−ＦＦ８６を含んで構成される。比較部８２にも印字クロックが入力され、この信号がローレベルになると、演算部８０Ａの１ビットレジスタ８４から出力された１ビットデータと演算部８０ＢのＴ−ＦＦ８６から出力された１ビットデータとを比較し、一致しない場合には、ヘッド駆動部６０が誤動作したものと判断し、後述する所定の処理を実行する。

次に、本実施形態の作用について説明する。まず、ヘッド駆動部６０による液体吐出ヘッド１０の駆動制御について説明する。

本実施形態に係るヘッド駆動部６０では、液体吐出ヘッド１０からのインク滴の吐出に先立ち、選択データ入力回路６６により画像データに基づいて選択データが生成されて順次出力される。選択データ入力回路６６から順次出力された選択データは、データ転送入力部６８のシフトレジスタ列によって転送されると共にラッチ７２に保持されることで、対応する駆動信号電圧生成部３４のセレクタ６４Ａ，６４Ｂに各々入力される。

また、基本波形データ生成・入力回路６２Ａ〜６２Ｄは、所定のクロック信号に同期したタイミングで、内蔵メモリに記憶されている基本波形データＡ，Ｂ（大滴用、中滴用、小滴用、非噴射用の何れか）を１ビットずつ読み出して順に出力することを繰り返す。基本波形データ生成・入力回路６２Ａ〜６２Ｄから出力された大滴用、中滴用、小滴用、非噴射用の基本波形データＡは、シフトレジスタ群２８Ａ〜２８Ｄのシフトレジスタ列Ａによって各々転送され、個々の駆動信号電圧生成部３４のセレクタ６４Ａに所定のクロック信号の１周期分ずつずれたタイミングで各々入力される。また、基本波形データ生成・入力回路６２Ａ〜６２Ｄから出力された大滴用、中滴用、小滴用、非噴射用の基本波形データＢは、シフトレジスタ群２８Ａ〜２８Ｄのシフトレジスタ列Ｂによって各々転送され、個々の駆動信号電圧生成部３４のセレクタ６４Ｂに所定のクロック信号の１周期分ずつずれたタイミングで各々入力される。

セレクタ６４Ａ，６４Ｂは、基本波形データ生成・入力回路６２Ａ〜６２Ｄからシフトレジスタ群２８Ａ〜２８Ｄを介して各々入力された大滴用、中滴用、小滴用、非噴射用の各基本波形データのうち、選択データ入力回路６６からデータ転送入力部６８を介して制御信号入力端に入力された選択データによって選択が指示された基本波形データを昇圧回路３６Ａ，３６Ｂへ出力する。

これにより、例として図３(１９)〜(２１)にも示すように、セレクタ６４Ａ，６４Ｂから出力された基本波形データに基づき、昇圧回路３６Ａ，３６Ｂ、ドライバ回路３８を介して出力されて個々の圧電素子２０に印加される駆動信号電圧は、セレクタ６４Ａ，６４Ｂから出力された基本波形データの種類（大滴用／中滴用／小滴用／非噴射用）に応じた波形となり、個々の圧電素子２０に印加される駆動信号電圧の波形が、個々の圧電素子２０に対応する個々の駆動信号電圧生成部３４のセレクタ６４Ａ，６４Ｂに入力された選択データに応じて、個々の圧電素子２０毎に独立に制御されることになる。なお、図３(１９)〜(２１)は、圧電素子１に対しては、大滴用の基本波形データが選択されることで大滴用の波形の駆動信号電圧が生成・印加され、圧電素子２に対しては、中滴用の基本波形データが選択されることで中滴用の波形の駆動信号電圧が生成・印加され、圧電素子３に対しては、小滴用の基本波形データが選択されることで小滴用の波形の駆動信号電圧が生成・印加された場合を示している。

液体吐出ヘッド１０の個々のノズル１８からのインク滴吐出の有無及び吐出されるインク滴の液滴量は、対応する圧電素子２０に印加された駆動信号電圧の波形に依存し、個々のノズル１８から吐出されたインク滴によって記録媒体上に形成されるドットの大きさは、個々のノズル１８から吐出されたインク滴の液滴量に依存するので、本実施形態に係るヘッド駆動部６０は、個々のノズル１８から吐出されるインク滴の液滴量を切り替えることにより、個々のノズル１８から吐出されるインク滴によって記録媒体上に形成されるドットの大きさを、記録媒体上に形成すべき画像に応じて個々のノズル１８（個々の圧電素子）毎に切り替えるドット径変調を実現することができ、このドット径変調により記録媒体上に形成する画像の高画質化を実現することができる。

次に、ヘッド駆動部６０による誤動作検出制御について説明する。

図５に示すように、印字クロックがハイレベルになると印字サイクルが開始され、選択データ入力回路６６への画像データの入力が開始される。そして、選択データ入力回路６６は、入力された画像データに基づいて選択データ、すなわち印字データを生成して順次データ転送入力部６８及び演算部８０Ａに出力する。

選択データ入力回路６６から順次出力された印字データは、データ転送入力部６８のシフトレジスタ列によって図５に示すような転送クロックに従って１ビットずつ転送されると共に、演算部８０ＡのＴ−ＦＦ８６によってパリティデータが演算される。

そして、データ転送入力部６８のシフトレジスタ列のレジスタ数分の印字データの入力が終了すると、印字クロックがローレベルとなって印字サイクルが終了する。このとき、１ビットレジスタ８４に記憶されていた１ビットデータが比較部８２に出力され、演算部８０ＡのＴ−ＦＦ８６の出力が１ビットレジスタ８４に新たに記憶されると共に、当該Ｔ−ＦＦ８６がリセットされる。

例えばデータ転送入力部６８のシフトレジスタ列のレジスタ数が２５６ビット分であった場合、一つの印字サイクルで２５６ビット分の印字データが選択データ入力回路６６から出力される。これにより、演算部８０ＡのＴ−ＦＦ８６では、１ビット目から２５６ビット目までの印字データに対するパリティデータを演算したことになり、図５に示すように印字サイクル１が終了した後のｔ１の時点では、演算部８０Ａの１ビットレジスタ８４には１ビット目から２５６ビット目までの印字データに対するパリティデータが記憶される。

同様にして印字サイクル２が開始され、２５７ビット目からの印字データが選択データ入力回路６６から出力されると、２５７ビット目からの印字データがデータ転送入力部６８により順次転送されると共に、演算部８０ＡのＴ−ＦＦ８６に入力される。また、演算部８０ＢのＴ−ＦＦ８６には、１ビット目からの印字データが入力される。そして、２５７目から５１２ビット目までの印字データがデータ転送入力部６８により順次転送されると、印字クロックがローレベルとなって印字サイクル２が終了する。これにより、演算部８０ＡのＴ−ＦＦ８６では、２５７ビット目から５１２ビット目までの印字データに対するパリティデータが演算され、図５に示すように印字サイクル２が終了した後のｔ２の時点では、演算部８０Ａの１ビットレジスタ８４には２５７ビット目から５１２ビット目までの印字データに対するパリティデータが記憶される。また、演算部８０ＢのＴ−ＦＦ８６では、１ビット目から２５６ビット目までの印字データに対するパリティデータが演算され、このパリティデータが比較部８２に出力されると共にリセットされる。

比較部８２では、印字サイクル２が終了すると、演算部８０Ａの１ビットレジスタ８４から出力された１ビット目から２５６ビット目までの印字データに対するパリティデータと、演算部８０ＢのＴ−ＦＦ８６から出力された１ビット目から２５６ビット目までの印字データに対するパリティデータと、を比較し、両者が一致する場合にはヘッド駆動部６０は誤動作していないと判断し、そのまま印字動作を継続する。一方、両者が一致していない場合には、前述した電源ノイズ等の影響によってヘッド駆動部６０が誤動作したと判断し、予め定めた所定の処理を実行する。

この所定の処理は、例えばヘッド駆動部６０内のレジスタ全てをクリアする処理を実行するよう指示するクリア指示信号を、これを処理する装置へ出力する処理、エラーが発生したことを示すエラー発生信号を図示しないインクジェットプリンタ装置の本体側の制御装置へ出力する処理、ヘッド駆動部６０に電力を供給する図示しない電源装置へ電源供給の停止を指示する電源停止信号を出力する処理の少なくとも一つを含むことができる。以下、印字サイクル３以降も同様である。

なお、演算部８０Ａから出力されたパリティデータと、演算部８０Ｂから出力されたパリティデータと、が一致しなかった場合（エラーが発生した場合）に、すぐにエラー発生信号等を出力するのではなく、一致しない場合が、連続して所定回数発生した場合に、エラー発生信号等を出力するようにし、それ以外の場合にはエラー発生信号等を出力せず、そのまま動作を継続するようにしてもよい。

所定回数は、エラーが発生する回数がこの回数未満であれば、そのエラーがスパイク・ノイズ等による突発的なエラーであり、この場合は印字動作を継続するのが好ましいと判断できる値に設定され、具体的には、２回とすることが好ましい。

これは、以下の理由による。すなわち、インクジェットプリンタの場合、液滴を噴射するエネルギー生成のため、インクジェットプリンタを駆動する駆動装置が搭載されたＩＣ内に大きな電流が流れること、インクジェットプリンタ本体に内蔵された電源と記録ヘッドに搭載された前記ＩＣとの距離が長いこと、の２点から、元々前記ＩＣにノイズが乗り易い。従って、エラーを１回検出しただけでは、突発的なスパイク・ノイズの可能性もあり、その場合は、誤動作と判断せず、印字動作を継続した方がよい場合がある。例えば、少数の画素がエラーになっても、出力画像に目立った劣化がなければ、印字動作を停止させない方が好ましい。逆に、連続して２回以上のエラーを検出した場合は装置自体にダメージを与えたり（例えばラッチアップによるＩＣの破壊）、出力画像に顕著な劣化が生じる場合に繋がる可能性が高いため、停止する方が好ましい。すなわち、条件に応じて、必要以上に装置が停止するのを回避できるのが好ましい。

このように制御することにより、本当に必要なときだけ装置を停止させることができ、印字効率が低下するのを抑えることができる。

以下に、例として、印字サイクル１で出力された２５６ビット分の印字データに奇数個の‘１’（ハイレベル）が含まれ、印字サイクル２で出力された２５６ビット分の印字データに偶数個の‘１’が含まれ、印字サイクル３で出力された２５６ビット分の印字データに奇数個の‘１’が含まれていた場合において、誤動作がない場合におけるｔ１、ｔ２、ｔ３の各時点における演算部８０ＡのＴ−ＦＦ８６の出力値、演算部８０Ａの１ビットレジスタ８４の出力値、演算部８０ＢのＴ−ＦＦ８６の出力値を示す。

この表から明らかなように、誤動作がない場合には、ある時点における演算部８０ＡのＴ−ＦＦ８６の出力値は、さらに１印字サイクル経過後に演算部８０Ａの１ビットレジスタ８４の出力値及び演算部８０ＢのＴ−ＦＦ８６の出力値となる。従って、比較部８２では、２つの印字サイクルが終了したｔ２以降に演算部８０Ａの１ビットレジスタ８４の出力値と、演算部８０ＢのＴ−ＦＦ８６の出力値との比較を行う。

ところで、前述したように液体吐出ヘッド１０は、複数のヘッド駆動部６０によって駆動され、それぞれが上記の誤動作検出制御を実行する。このため、ヘッド駆動部６０の数だけ上記のエラー発生信号や電源停止信号を出力するための配線が必要となるが、図６に示すように、各ヘッド駆動部６０からのエラー発生信号や電源停止信号の論理和をとるＯＲ回路８８を設け、このＯＲ回路８８の出力信号のみをエラー発生信号や電源停止信号の出力先に出力する構成としてもよい。これにより、配線数を少なくすることができる。

このように、印字データを順次転送するデータ転送入力部６８の両端に演算部８０Ａ，８０Ｂを接続し、印字データのパリティデータを演算して比較することにより印字データが正常に転送されたか否かを検出することでヘッド駆動部６０の誤動作を検出するので、ヘッド駆動部６０の誤動作を駆動装置自身により確実に検出することができる。このため、インクジェットプリンタ装置の本体側の制御装置の処理負担を軽減することができる。また、図６に示すようにＯＲ回路８８を設けることでヘッド駆動部６０とインクジェットプリンタ装置の本体側の制御装置や電源装置と接続するための配線数を少なくすることができるので、装置を簡単かつ安価な構成とすることができる。

なお、上記では、データ転送入力部６８において印字データが図２において左側から右側へ順次転送されていく場合について説明したが、データ転送入力部６８の転送方向を双方向可能な構成とし、印字データを図２において右側から左側へ順次転送する場合は、演算部８０Ａ、８０Ｂの位置を入れ替えるだけで同様に誤動作を検出することができる。

また、上記では、演算部８０Ａを１ビットレジスタ８４及びＴ−ＦＦ８６で構成し、演算部８０ＢをＴ−ＦＦ８６で構成した場合について説明したが、演算部８０Ａを、１つの印字サイクルで選択データ入力回路６６から出力される２^ｎビット分（ｎは正の整数）の印字データの立ち上がりエッジの回数、すなわち‘１’の数をカウントするｎビットカウンタと、ｎビットデータを記憶するｎビットカウンタと、で構成し、演算部８０Ｂをｎビットレジスタで構成するようにしてもよい。

例えば、上記のように１つの印字サイクルで２５６ビット分の印字データが選択データ入力回路６６から出力される場合、図７に示すように、演算部８０Ａを、８ビットデータを記憶する８ビットレジスタ９０と、８ビットカウンタ９２と、で構成し、演算部８０Ｂを８ビットカウンタ９２で構成する。この場合も、８０Ａの８ビットカウンタ９２は、２５６ビット分の‘１’の数をカウントし、印字クロックがローレベルになると、そのカウント値を８ビットレジスタ９０へ出力する。８ビットレジスタ９０は、記憶していた８ビットデータを比較部８２へ出力すると共に、８ビットカウンタ９２から出力された８ビットデータを新たに記憶する。

以下に、例として、印字サイクル１で出力された２５６ビット分の印字データに２５６個の‘１’が含まれ、印字サイクル２で出力された２５６ビット分の印字データに１０個の‘１’が含まれ、印字サイクル３で出力された２５６ビット分の印字データに‘１’が１つも含まれていない場合において、誤動作がない場合におけるｔ１、ｔ２、ｔ３の各時点における演算部８０Ａの８ビットカウンタ９２の出力値、演算部８０Ａの８ビットレジスタ９０の出力値、演算部８０Ｂの８ビットカウンタ９２の出力値を１０進数で示す。

このように、演算部をｎビットカウンタやｎビットレジスタで構成することにより、誤動作が発生していることだけでなく、一致しないビットの数をも把握することができ、誤動作の状況をより詳細に把握することができる。

また、上記では、図８（Ａ）に示すように、データ転送入力部６８の両端に演算部８０Ａ、８０Ｂを設けた場合について説明したが、同図（Ｂ）に示すように、さらに演算部８０Ｃをデータ転送入力部６８の途中（シフトレジスタ列の途中）に設け、さらに細かい単位で誤動作を検出するようにしてもよい。なお、演算部８０Ｃは、演算部８０Ａと同一構成とする。

例えばデータ転送入力部６８のシフトレジスタ列のレジスタ数が２５６ビットの場合、データ転送入力部６８のシフトレジスタ列の中央、すなわち同図（Ｂ）においてデータ転送入力部６８の左端のレジスタから数えて１２８番目のレジスタの出力が演算部８０Ｃに入力されるように接続する。そして、印字データがデータ転送入力部６８に１２８ビット入力される毎に、比較部８２は、演算部８０Ａの出力値と演算部８０Ｃの出力値との比較、演算部８０Ｃの出力値と演算部８０Ｂの出力値との比較を行い、何れかの比較結果が一致しない場合には、前述した予め定めた所定の処理を行う。

このように、シフトレジスタ列を分割し、分割した区間毎に印字データが正常に転送されたか否かを判断するので、速やかにヘッド駆動部６０の誤動作を検出することができる。なお、分割数は図８（Ｂ）の場合は２であるが、分割区間の長さが同一であれば３個以上に分割してもよく、分割数が多いほどより速やかにヘッド駆動部６０の誤動作を検出することができる。

液体吐出ヘッドの内部構造を示す断面図である。 ヘッド駆動部の概略構成を示すブロック図である。 ヘッド駆動部の各部を流れるデータ（電圧）のタイミングチャートである。 演算部の概略構成を示すブロック図である。 印字クロック、転送クロック、及び印字データのタイミングチャートである。 エラー発生信号等を出力する回路の概略ブロック図である。 変形例に係る演算部の概略構成を示すブロック図である。 演算部の接続位置について説明するための図である。

符号の説明

１０ 液体吐出ヘッド
２０ 圧電素子
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ シフトレジスタ群
３０、３２ シフトレジスタ
３４ 駆動信号電圧生成部
３６Ａ，３６Ｂ 昇圧回路
３８ ドライバ回路
６０ ヘッド駆動部
６２Ａ 大滴用基本波形データ生成・入力回路
６２Ｂ 中滴用基本波形データ生成・入力回路
６２Ｃ 小滴用基本波形データ生成・入力回路
６２Ｄ 非噴射用基本波形データ生成・入力回路
６４Ａ，６４Ｂ セレクタ
６６ 選択データ入力回路
６８ データ転送入力部
７０ シフトレジスタ
７２ ラッチ
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ 演算部
８２ 比較部
８４ １ビットレジスタ
８６ Ｔ−ＦＦ
８８ ＯＲ回路
９０ ８ビットレジスタ
９２ ８ビットカウンタ

Claims (4)

1. 複数の駆動素子の各々に対応して設けられ印字データに基づいて駆動信号電圧を生成する複数の駆動信号電圧生成手段によって前記複数の駆動素子に駆動信号電圧が各々印加されることにより、前記複数の駆動素子の各々に対応して設けられた複数のノズルから記録液滴を吐出する液体吐出ヘッドを駆動する液体吐出ヘッドの駆動装置であって、
   前記複数の駆動信号電圧生成手段に対応して設けられた複数のシフトレジスタを直列に接続したシフトレジスタ列を含み、前記シフトレジスタ列の入力部から予め定めた転送データ数分の印字データを前記シフトレジスタ列の出力部に転送すると共に、前記複数の駆動信号電圧生成手段に、対応する印字データを各々出力する転送手段と、
   前記転送手段の前記シフトレジスタ列上に等間隔で３個以上設けられ複数の所定位置から取得した印字データのパリティデータを演算する複数の演算手段と、
   前記複数の演算手段により各々演算した複数のパリティデータを比較した比較結果を隣接する前記所定位置間で転送されるデータ数分の印字データが転送される毎に出力する出力手段と、
   を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
2. 複数の駆動素子の各々に対応して設けられ印字データに基づいて駆動信号電圧を生成する複数の駆動信号電圧生成手段によって前記複数の駆動素子に駆動信号電圧が各々印加されることにより、前記複数の駆動素子の各々に対応して設けられた複数のノズルから記録液滴を吐出する液体吐出ヘッドを駆動する液体吐出ヘッドの駆動装置であって、
   前記複数の駆動信号電圧生成手段に対応して設けられた複数のシフトレジスタを直列に接続したシフトレジスタ列を含み、前記シフトレジスタ列の入力部から予め定めた転送データ数分の印字データを前記シフトレジスタ列の出力部に転送すると共に、前記複数の駆動信号電圧生成手段に、対応する印字データを各々出力する転送手段と、
   前記転送手段の前記シフトレジスタ列上に等間隔で３個以上設けられ複数の所定位置から取得した印字データの立ち上がり回数をカウントする複数の演算手段と、
   前記複数の演算手段により各々カウントした複数の立ち上がり回数を比較した比較結果を隣接する前記所定位置間で転送されるデータ数分の印字データが転送される毎に出力する出力手段と、
   を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
3. 前記転送手段及び前記出力手段を含む駆動部を前記液体吐出ヘッド内に複数備え、
   複数の前記出力手段から出力された信号の論理和を演算して出力する信号出力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液体吐出ヘッドの駆動装置。
4. 複数の駆動素子の各々に対応して設けられ印字データに基づいて駆動信号電圧を生成する複数の駆動信号電圧生成手段と、
   前記駆動信号電圧生成手段によって前記複数の駆動素子に駆動信号電圧が各々印加されることにより、前記複数の駆動素子の各々に対応して設けられた複数のノズルから記録液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置と、
   を備えた液体吐出装置。

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