JP6217819B2 - 印刷装置、およびラインヘッドユニット - Google Patents
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Description
画素の階調を示すデジタルデータとして第1クロックに同期した印字データと、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータとして第2クロックに同期した駆動データとを、第3クロックに乗り換えさせるクロック乗り換え部と、
前記第3クロックに乗り換えさせられた印字データと駆動データとを、前記第3クロックを重畳しつつシリアライズすることによって、シリアルデータを生成するシリアライザーと、
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記第3クロックを分離しつつ前記印字データと前記駆動データとを復元して、該復元した印字データを前記プリントヘッドに入力するデシリアライザーと、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換すると共に前記プリントヘッドに入力する変換部と
を備えるプリントヘッド制御回路。
この適用例によれば、設計の自由度の向上と、配線の簡易化との両立ができる。すなわち、変換部は、駆動データをアナログ信号に変換するものなので、駆動データの生成も行う回路に比べてサイズを小さくできる。よって、プリントヘッドの近くに配置しやすくなり、設計の自由度が向上する。
また、印字データと駆動データとをシリアルデータとして送受信するので、印字データと駆動データとで別々の配線を用意しなくてもよく、配線が簡易になる。
前記クロック乗り換え部は、前記複数のプリントヘッドそれぞれについて生成された前記印字データと前記駆動データとを前記第3クロックに乗り換えさせ、
前記シリアライザーは、前記第3クロックに乗り換えさせられた複数の印字データと駆動データとをシリアライズすることによってシリアルデータを生成し、
前記デシリアライザーは、前記シリアルデータをデシリアライズすることによって前記複数の印字データと駆動データとを復元して、該復元した複数の印字データを前記複数のプリントヘッドに入力し、
前記変換部は、前記復元された複数の駆動データをアナログ信号に変換すると共に前記複数のプリントヘッドに入力する
プリントヘッド制御回路。
この適用例によれば、複数のプリントヘッドを用いる場合であっても、シリアライザーとデシリアライザーとをつなぐ配線は、シリアルデータを送受信するためのものでよいので、配線が簡易になる。
前記変換部は、前記プリントヘッドを収容する収容部に収容されている
プリントヘッド制御回路。
この適用例によれば、変換部とプリントヘッドとをつなぐ配線を収容部に収容できるので、配線が簡易になる。
前記デシリアライザーは、前記収容部に収容されている
プリントヘッド制御回路。
この適用例によれば、シリアルデータの送受信用の配線を収容部内につなげばよいので、配線が簡易になる。
画素の階調を示すデジタルデータとして第1クロックに同期した印字データと、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータとして第2クロックに同期した駆動データとを、第3クロックに乗り換えさせるクロック乗り換え部と、
前記第3クロックに乗り換えさせられた印字データと駆動データとを、前記第3クロックを重畳しつつシリアライズすることによって、シリアルデータを生成するシリアライザーと、
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記第3クロックを分離しつつ前記印字データと前記駆動データとを復元するデシリアライザーと、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換する変換部と、
前記復元された印字データと、前記変換されたアナログ信号とによって、印刷をするプリントヘッドと
を備える印刷装置。
この適用例によれば、適用例1と同等の効果を得ることができる。
前記プリントヘッドは、複数設けられており、
前記クロック乗り換え部は、前記複数のプリントヘッドそれぞれについて生成された前記印字データと前記駆動データとを前記第3クロックに乗り換えさせ、
前記シリアライザーは、前記第3クロックに乗り換えさせられた複数の印字データと駆動データとをシリアライズすることによってシリアルデータを生成し、
前記デシリアライザーは、前記シリアルデータをデシリアライズすることによって前記複数の印字データと駆動データとを復元し、
前記変換部は、前記復元された複数の駆動データをアナログ信号に変換し、
前記複数のプリントヘッドそれぞれは、自身についての前記復元された印字データと、前記変換されたアナログ信号とによって印刷をする
印刷装置。
この適用例によれば、適用例2と同等の効果を得ることができる。
前記プリントヘッド及び前記変換部を収容する収容部を備える
印刷装置。
この適用例によれば、適用例3と同等の効果を得ることができる。
前記デシリアライザーは、前記収容部に収容されている
印刷装置。
この適用例によれば、適用例4と同等の効果を得ることができる。
画素の階調を示すデジタルデータとして第1クロックに同期した印字データと、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータとして第2クロックに同期した駆動データとを、第3クロックに乗り換えさせるクロック乗り換え手順と、
前記第3クロックに乗り換えさせられた印字データと駆動データとを、前記第3クロックを重畳しつつシリアライズすることによって、シリアルデータを生成するシリアライズ手順と、
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記第3クロックを分離しつつ前記印字データと前記駆動データとを復元するデシリアライズ手順と、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換する変換手順と、
前記復元された印字データと前記変換されたアナログ信号とを、前記プリントヘッドに入力する入力手順と
を備えるプリントヘッド制御方法。
この適用例によれば、適用例1と同等の効果を得ることができる。
前記クロック乗り換え手順において、前記複数のプリントヘッドそれぞれについて生成された前記印字データと前記駆動データとを前記第3クロックに乗り換えさせ、
前記シリアライズ手順において、前記第3クロックに乗り換えさせられた複数の印字データと駆動データとをシリアライズすることによってシリアルデータを生成し、
前記デシリアライズ手順において、前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記複数の印字データと駆動データとを復元し、
前記変換手順において、前記復元された複数の駆動データをアナログ信号に変換し、
前記入力手順において、前記復元された複数の印字データと前記変換された複数のアナログ信号とを前記複数のプリントヘッドに入力する
プリントヘッド制御方法。
この適用例によれば、適用例2と同等の効果を得ることができる。
画素の階調を示すデジタルデータとして第1クロックに同期した印字データと、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータとして第2クロックに同期した駆動データとを、第3クロックに乗り換えさせるクロック乗り換え手順と、
前記第3クロックに乗り換えさせられた印字データと駆動データとを、前記第3クロックを重畳しつつシリアライズすることによって、シリアルデータを生成するシリアライズ手順と、
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記第3クロックを分離しつつ前記印字データと前記駆動データとを復元するデシリアライズ手順と、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換する変換手順と、
前記復元された印字データと、前記変換されたアナログ信号とにより前記プリントヘッドを制御することによって、印刷をする印刷手順と
を備える印刷方法。
この適用例によれば、適用例1と同等の効果を得ることができる。
前記印刷手順において、複数の前記プリントヘッドによって印刷し、
前記クロック乗り換え手順において、前記複数のプリントヘッドそれぞれについて生成された前記印字データと前記駆動データとを前記第3クロックに乗り換えさせ、
前記シリアライズ手順において、前記第3クロックに乗り換えさせられた複数の印字データと駆動データとをシリアライズすることによってシリアルデータを生成し、
前記デシリアライズ手順において、前記シリアルデータをデシリアライズすることによって前記複数の印字データと駆動データとを復元し、
前記変換手順において、前記復元された複数の駆動データをアナログ信号に変換し、
前記印刷手順において、前記復元された複数の印字データと、前記変換された複数のアナログ信号とにより前記複数のプリントヘッドを制御することによって、印刷をする
印刷方法。
この適用例によれば、適用例2と同等の効果を得ることができる。
画素の階調を示すデジタルデータとして第1クロックに同期した印字データと、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータとして第2クロックに同期した駆動データとを、第3クロックに乗り換えさせるクロック乗り換え部と、
前記第3クロックに乗り換えさせられた印字データと駆動データとを、前記第3クロックを重畳しつつシリアライズすることによって、シリアルデータを生成すると共に前記プリントヘッドに入力するシリアライザーと
を備えるプリントヘッド制御用信号生成送信回路。
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記第3クロックを分離しつつ前記印字データと前記駆動データとを復元するデシリアライザーと、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換する変換部と、
前記復元された印字データと、前記変換されたアナログ信号とによって、印刷をするプリントヘッドと
を備えるプリントヘッドユニット。
図1は、印刷装置1の一部上面図である。印刷装置1は、PC400に接続されており、PC400から入力される印刷指示に基づき、インク滴の吐出によってドットを用紙上に形成し、印刷をする。印刷装置1は、図1に示すように、インクカートリッジ群と、ラインヘッドユニット30と、制御ユニット50と、用紙搬送機構60とを備える。
図2と共に、上記の信号生成送信回路20によって生成されるデジタルデータを説明する。このデジタルデータには、ラインヘッドユニット30がインク吐出のために必要となるもの(A)〜(F)と、その必要となるデジタルデータをシリアルデータとして送信するためのもの(G)(H)とが含まれる。図2(A)〜(H)は、上記デジタルデータを示す。図2に示されたデジタルデータを次に列挙する。
(A)印字データSI&SP:各画素のドットの大きさ(大・中・小・なし)を示す信号である。
(B)印字データ用クロックSCLK:印字データSI&SP用のクロック信号である。本実施形態においては周波数が6MHzである。
(C)駆動波形データDAC_DATA:ピエゾ素子の駆動波形の元となるデータである。
(D)ラッチデータLAT:SI&SPをヘッドにラッチさせつつ、1ドットの印刷周期を規定する信号である。
(E)チャンネルデータCH:1ドットの印刷周期内で駆動パルスの切り替えタイミングを規定する信号である。
(F)駆動波形データ用クロックDAC_CLK:駆動波形データDAC_DATA、ラッチデータLAT及びチャンネルデータCH用のクロック信号である。本実施形態においては周波数が12MHzである。
(G)シリアルデータ:上記(A)〜(F)の6種類のデジタルデータ(以下「デジタルデータ群」と言う。)がシリアライズされることによって生成されるデータである。
(H)乗り換え用クロック3rdCLK:シリアライズを行うためのリファレンスクロックである。本クロックは、シリアライズを行うために逓倍される。本実施形態においては周波数が120MHzである。
図3は、印刷装置1の回路構成を示すブロック構成図である。信号生成送信回路20は、デジタル回路を有するASICである。図3に示すように、信号生成送信回路20は、IF21と、第3発振器22と、8個の信号生成回路23A〜23Hと、8個のクロック乗り換え回路26A〜26Hと、シリアライザー28と、IF29とを備える。なお、図3においては、符号にD〜Hが付く構成要素の図示を省いた。
図4は、信号生成送信回路20の内部構成を示すブロック構成図である。信号生成回路23Aは、SI&SPデータ生成器230と、駆動波形デジタルデータ生成器240と、周期生成器250とを備える。
図5は、クロック乗り換え回路26Aの内部構成を示すブロック構成図である。図5に示すように、クロック乗り換え回路26Aは、第1単ビット用回路261と、第2単ビット用回路262と、第3単ビット用回路263と、第4単ビット用回路264と、第5単ビット用回路265と、多ビット用回路270とを備える。
第1〜第5単ビット用回路261〜265を説明する。第1〜第5単ビット用回路261〜265は何れも、SRC_DATA( Source Data )を、DST_CLK( Destination Clock )として入力される乗り換え用クロック3rdCLKに乗り換えさせる動作をする。
図7は、多ビット用回路270の内部構成を示すブロック構成図である。図7に示すように、多ビット用回路270は、nbitを持つ駆動波形データDAC_DATAをSRC_DATAとしているので、第1単ビット用回路261とは異なる構成を採用している。具体的には、多ビット用回路270は、第3D型フリップフロップ271と、第4D型フリップフロップ272と、第5D型フリップフロップ273と、ANDゲート275と、第1多ビット用D型フリップフロップ277と、第2多ビット用D型フリップフロップ279とを備える。
シリアライザー28は、乗り換え用クロック3rdCLKを逓倍することによってシリアルデータ用クロックを生成し、この生成したシリアルデータ用クロックをクロック乗り換え回路26A〜26Hから入力されたデジタルデータ群に重畳する。シリアライザー28は、このシリアルデータ用クロックが重畳されたデジタルデータ群をシリアルデータに変換し、この変換したシリアルデータをIF29及びライン40経由でラインヘッドユニット30に入力する。
図3と共にラインヘッドユニット30を説明する。図3に示すように、ラインヘッドユニット30は、ヘッド駆動回路31と、ヘッド33A〜33H(先述したように、符号にD〜Hが付くものは不図示)と、これらを収容する筐体(不図示)とを備える。
ヘッド駆動回路31を説明する。ヘッド駆動回路31は、デジタル回路とアナログ回路とを有するASICとして実装される。図3に示すように、ヘッド駆動回路31は、IF311と、デシリアライザー312と、DAC313Aと、電流増幅回路315Aと、IF317Aとを備える。
ヘッド33Aは、上記の信号入力を受けると、先述した通り4色のインクを吐出して、用紙に印刷をする。具体的には、図8(B)に示すように、ヘッド33Aは、階調値[0,0](ドットなし)の場合はVP1を、階調値[0,1](小ドット)の場合はPS2を、階調値[1,0](中ドット)の場合はPS1を、階調値[1,1](大ドット)の場合はPS3を、ピエゾ素子に印加し、インクを吐出する。
印刷装置1が奏する効果を述べる。信号生成送信回路20とラインヘッドユニット30とをつなぐ配線がシリアルデータを送信するライン40で足りる。この結果、複数のヘッドを備えるラインヘッドを採用していながら、配線が簡易になる。
信号生成送信回路20は、デジタル回路のみのASICなので、製作コストが安価である。
信号生成送信回路20及びヘッド駆動回路31がプリントヘッド制御回路に、クロック乗り換え回路26A〜26H(より詳しくは、各クロック乗り換え回路が備える第2単ビット用回路262及び多ビット用回路270)がクロック乗り換え部に、ラインヘッドユニット30の筐体が収容部に、DAC313A〜313Hが変換部に、印字データ用クロックSCLKが第1クロックに、駆動波形データ用クロックDAC_CLKが第2クロックに、乗り換え用クロック3rdCLKが第3クロックに、各々対応する。
本発明は、先述した実施形態になんら限定されるものではなく、発明の技術的範囲内における種々の形態により実施できる。例えば、実施形態の構成要素の中で付加的なものは、実施形態から省略できる。ここで言う付加的な構成要素とは、実質的に独立している適用例においては特定されていない事項に対応する要素のことである。また、例えば、以下のような実施形態でもよい。
ラインヘッドユニットが横方向に動くようにしてもよい。この場合、ヘッドの数を減らしてもよい。この構成の場合、ラインヘッドユニットが停止した状態において、用紙の印刷範囲の全幅にわたり、インク吐出ができなくてもよい。
ラインヘッド方式を採用しなくてもよく、ヘッドは1つでもよい。この場合、信号生成回路、クロック乗り換え回路、DAC、電流増幅回路は少なくとも1つあればよい。また、ヘッドユニットが横方向に動くようにするのが好ましい。
ヘッドは、サーマル方式でもよいし、他の方式でもよい。
カラー印刷用でなくても、モノクロ印刷用でもよい。
ヘッド駆動回路の構成要素は、1つのASIC上に形成されなくても、複数の回路上に分けて形成されてもよい。
ヘッド駆動回路の構成要素の全部または一部は、ラインヘッドユニットの外部に配置してもよい。この場合、印刷装置内に中継基盤を新たに設け、この中継基盤上に上記全部または一部の構成要素を形成してもよい。
RIP(ラスターイメージプロセッサー)を用いてもよい。
SI&SPのデータを複数の信号線に分割してもよい。
シリアライザー及び/又はデシリアライザーは、EMI対策のためのデジタルデータの符号器及び復号器を備えてもよい。
クロック周波数は、実施形態として記した数値でなくてもよく、変更してもよい。乗り換え用クロック3rdCLKの周波数は、印字データ用クロックSCLK及び駆動波形データ用クロックDAC_CLKの周波数の10倍〜100倍であることが好ましいが、D/AコンバーターのDACデータのセットアップ時間及びホールド時間、ヘッドの印字データSIのセットアップ時間、並びにホールド時間を満たせる周波数であれば、それ以外の数値でもよい。
ピエゾ素子は、各素子固有の特性を有する場合があるので、ピエゾ素子を駆動する信号を示すデータを素子ごとに異なるものとしてもよい。
10…エンコーダー
11…紙検出センサー
12…ベルト
20…信号生成送信回路
21…IF
22…第3発振器
23A…信号生成回路
23B…信号生成回路
23C…信号生成回路
23D…信号生成回路
23E…信号生成回路
23F…信号生成回路
23G…信号生成回路
23H…信号生成回路
26A…クロック乗り換え回路
26B…クロック乗り換え回路
26C…クロック乗り換え回路
26D…クロック乗り換え回路
26E…クロック乗り換え回路
26F…クロック乗り換え回路
26G…クロック乗り換え回路
26H…クロック乗り換え回路
28…シリアライザー
29…IF
30…ラインヘッドユニット
31…ヘッド駆動回路
33A…プリントヘッド
33B…プリントヘッド
33C…プリントヘッド
33D…プリントヘッド
33E…プリントヘッド
33F…プリントヘッド
33G…プリントヘッド
33H…プリントヘッド
40…ライン
50…制御ユニット
60…用紙搬送機構
230…SI&SPデータ生成器
231…第1発振器
233…第1メモリーリードコントローラー
235…第1RAM
237…シリアル変換器
240…駆動波形デジタルデータ生成器
241…第2発振器
243…第2メモリーリードコントローラー
245…第2RAM
247…第1ラッチ
248…加算器
249…第2ラッチ
250…周期生成器
261…第1単ビット用回路
262…第2単ビット用回路
263…第3単ビット用回路
264…第4単ビット用回路
265…第5単ビット用回路
270…多ビット用回路
271…第3D型フリップフロップ
272…第4D型フリップフロップ
273…第5D型フリップフロップ
275…ANDゲート
277…第1多ビット用D型フリップフロップ
279…第2多ビット用D型フリップフロップ
311…IF
312…デシリアライザー
315A…電流増幅回路
315B…電流増幅回路
315C…電流増幅回路
315D…電流増幅回路
315E…電流増幅回路
315F…電流増幅回路
315G…電流増幅回路
315H…電流増幅回路
317A…IF
317B…IF
317C…IF
317D…IF
317E…IF
317F…IF
317G…IF
317H…IF
400…PC
611…第1D型フリップフロップ
612…第2D型フリップフロップ
Claims (13)
- 印刷装置であって、
複数のプリントヘッドについて生成された、画素の階調を示すデジタルデータである複数の印字データと、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータである複数の駆動データとを、シリアライズすることによって、シリアルデータを生成するシリアライザーと、
前記印字データと、前記駆動データと、を生成する信号生成回路と、
前記複数のプリントヘッドを有するラインヘッドユニットと、を備え、
前記ラインヘッドユニットは、
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記印字データと前記駆動データとを復元して、該復元した印字データを前記プリントヘッドに入力するデシリアライザーと、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換すると共に前記プリントヘッドに入力する複数の変換部と、
複数の前記プリントヘッドと、前記デシリアライザーと、前記複数の変換部と、を収容する収容部と、を備える印刷装置。 - 複数の前記印字データと複数の前記駆動データとを所定のクロックに乗り換えさせるクロック乗り換え部をさらに備え、
前記シリアライザーは、前記所定のクロックに乗り換えさせられた複数の前記印字データと複数の前記駆動データとをシリアライズすることによって前記シリアルデータを生成する請求項1に記載の印刷装置。 - 前記クロック乗り換え部において、第1クロックに同期した複数の前記印字データと第2クロックに同期した複数の前記駆動データとが前記所定のクロックに乗り換えられることを特徴とする請求項2に記載の印刷装置。
- 前記信号生成回路と、前記シリアライザーと、は1つのASIC上に形成される請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の印刷装置。
- 前記ラインヘッドユニットが複数配置された請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の印刷装置。
- 印刷装置であって、
複数のプリントヘッドと、
複数の前記プリントヘッドについて生成された、画素の階調を示すデジタルデータである複数の印字データ、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータである複数の駆動データ、及び所定のクロックが入力され、前記複数の印字データと前記複数の駆動データを前記所定のクロックに乗り換えさせるクロック乗り換え部と、
前記所定のクロックに乗り換えられた前記印字データと前記駆動データをシリアライズすることによって、シリアルデータを生成するシリアライザーと、
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記印字データと前記駆動データとを復元して、該復元した印字データを前記プリントヘッドに入力するデシリアライザーと、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換すると共に前記プリントヘッドに入力する変換部と、
複数の前記プリントヘッドと、前記デシリアライザーと、前記変換部と、を収容する収容部と、を備える印刷装置。 - 前記クロック乗り換え部において、第1クロックに同期した複数の前記印字データと第2クロックに同期した複数の前記駆動データとが前記所定のクロックに乗り換えられることを特徴とする請求項6に記載の印刷装置。
- 前記印字データと、前記駆動データと、を生成する信号生成回路を備える請求項6又は請求項7に記載の印刷装置。
- 前記信号生成回路と、前記シリアライザーと、は前記収容部の外部に配置される請求項8に記載の印刷装置。
- 前記信号生成回路と、前記シリアライザーと、は1つのASIC上に形成される請求項8又は請求項9に記載の印刷装置。
- 複数の前記プリントヘッドによりラインヘッドユニットが構成されている請求項6乃至請求項10のいずれか一に記載の印刷装置。
- 前記ラインヘッドユニットが複数配置された請求項11に記載の印刷装置。
- 複数のプリントヘッドを有し、
前記複数のプリントヘッドについて信号生成回路で生成された、画素の階調を示すデジタルデータである複数の印字データと、インク吐出のための駆動波形を示すデジタルデータである複数の駆動データとを、シリアライザーによってシリアライズすることで生成されるシリアルデータの入力を受ける、
ラインヘッドユニットであって、
前記シリアルデータをデシリアライズすることによって、前記印字データと前記駆動データとを復元して、該復元した印字データを前記プリントヘッドに入力するデシリアライザーと、
前記復元された駆動データをアナログ信号に変換すると共に前記プリントヘッドに入力する複数の変換部と、
複数の前記プリントヘッドと、前記デシリアライザーと、前記複数の変換部と、を収容する収容部と、を備えるラインヘッドユニット。
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