JP2012196820A - Liquid ejecting apparatus, and liquid ejecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体噴出装置及び液体噴出方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection device and a liquid ejection method.
ヘッド部から液体を噴出して媒体上に液滴（ドット）を着弾させることで画像等の記録を行う液体噴出装置が広く普及している。そして、ヘッド部から液体を噴出させる方法として、ヘッド部の内部に設けられた圧電素子等の素子に駆動波形信号を印加して、当該圧電素子を振動させることで液体を噴出させる方法が知られている。 2. Description of the Related Art Liquid ejecting apparatuses that record an image or the like by ejecting liquid from a head unit and landing droplets (dots) on a medium are widely used. As a method of ejecting liquid from the head unit, a method of ejecting liquid by applying a drive waveform signal to an element such as a piezoelectric element provided inside the head unit and vibrating the piezoelectric element is known. ing.
このような液体噴出装置において、所定の電圧信号を生成する制御部からフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等のケーブルを介してヘッド部に小振幅の電圧信号を入力し、ヘッド部において該電圧信号を電力増幅することで、駆動波形信号を生成する方法が提案されている。（例えば特許文献１）。 In such a liquid ejecting apparatus, a voltage signal having a small amplitude is input to a head unit via a cable such as a flexible flat cable (FFC) from a control unit that generates a predetermined voltage signal. A method of generating a drive waveform signal by amplification is proposed. (For example, patent document 1).
特許文献１の方法で、ヘッド上に電源用の十分大きなコンデンサを設けておけば、ヘッド駆動時に瞬間的に流れる大きなピークを有する電流を、ＦＦＣ等のケーブルに流す必要が無い。つまり、ＦＦＣ等のケーブルには平均的な電流が流れるので、該ケーブルにおける発熱を小さくすることができ、ＦＦＣの芯数を減らすことができる。しかし、小振幅の電圧波形信号を制御部からヘッド部に伝送する際に、伝送経路（ＦＦＣ）でノイズ等の外乱による影響を受けることによって電圧波形信号に歪等が生じ、ヘッド部において正確な駆動波形信号を生成することができなくなることがある。このような場合、液体噴出量を精度良く制御することができない。
本発明は、液体噴出装置において外乱に強く正確な駆動波形信号を生成することを課題としている。
If a sufficiently large capacitor for power supply is provided on the head by the method of
An object of the present invention is to generate an accurate drive waveform signal that is resistant to disturbances in a liquid ejecting apparatus.
上記目的を達成するための主たる発明は、（Ａ）信号の波形形状を規定するデジタル信号を生成するデジタル信号生成部と、前記デジタル信号に基づいてアナログ波形信号を生成するアナログ波形信号生成部と、が一体的に形成されたチップを有する制御部と、（Ｂ）前記アナログ波形信号を電圧増幅および電流増幅して電圧波形信号を生成する電圧波形信号生成部と、前記電圧波形信号とグランドとの電位差に応じて駆動され、ノズルから液体を噴出させる素子と、を有するヘッド部と、（Ｃ）所定の方向に並ぶ複数の伝送線を有する伝送部であって、前記アナログ波形信号を、前記制御部から前記ヘッド部へ所定の伝送線を介して伝送する伝送部と、を備える液体噴出装置であって、前記伝送部において、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線が、グランド線に隣接するように配置されることを特徴とする液体噴出装置である。 The main invention for achieving the above object is as follows: (A) a digital signal generation unit that generates a digital signal that defines the waveform shape of a signal; an analog waveform signal generation unit that generates an analog waveform signal based on the digital signal; , (B) a voltage waveform signal generation unit that generates a voltage waveform signal by performing voltage amplification and current amplification on the analog waveform signal, and the voltage waveform signal and ground. A head portion having an element that is driven in accordance with the potential difference and ejects liquid from the nozzle, and (C) a transmission portion having a plurality of transmission lines arranged in a predetermined direction, wherein the analog waveform signal is A liquid ejecting apparatus comprising: a transmission unit configured to transmit the control unit to the head unit via a predetermined transmission line, wherein the transmission unit transmits the analog waveform signal. It said transmission line is a liquid ejection apparatus characterized by being arranged so as to be adjacent to the ground line.
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。 Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.
（Ａ）信号の波形形状を規定するデジタル信号を生成するデジタル信号生成部と、前記デジタル信号に基づいてアナログ波形信号を生成するアナログ波形信号生成部と、が一体的に形成されたチップを有する制御部と、（Ｂ）前記アナログ波形信号を電圧増幅および電流増幅して電圧波形信号を生成する電圧波形信号生成部と、前記電圧波形信号とグランドとの電位差に応じて駆動され、ノズルから液体を噴出させる素子と、を有するヘッド部と、（Ｃ）所定の方向に並ぶ複数の伝送線を有する伝送部であって、前記アナログ波形信号を、前記制御部から前記ヘッド部へ所定の伝送線を介して伝送する伝送部と、を備える液体噴出装置であって、前記伝送部において、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線が、グランド線に隣接するように配置されることを特徴とする液体噴出装置。
このような液体噴出装置によれば、外乱に強く正確な駆動波形信号を生成することができる。
(A) It has a chip in which a digital signal generation unit that generates a digital signal that defines a waveform shape of a signal and an analog waveform signal generation unit that generates an analog waveform signal based on the digital signal are integrally formed. A control unit, (B) a voltage waveform signal generation unit that generates a voltage waveform signal by voltage amplification and current amplification of the analog waveform signal, and is driven according to a potential difference between the voltage waveform signal and the ground, and is liquidated from the nozzle And (C) a transmission unit having a plurality of transmission lines arranged in a predetermined direction, and transmitting the analog waveform signal from the control unit to the head unit. A transmission unit that transmits the analog waveform signal in the transmission unit adjacent to a ground line. Liquid ejection apparatus characterized by being arranged to.
According to such a liquid ejecting apparatus, it is possible to generate an accurate drive waveform signal that is resistant to disturbance.
かかる液体噴出装置であって、前記伝送部は、前記所定の方向に並ぶ複数の伝送線からなる第１のケーブルと、前記第１のケーブルと対向するように配置され、前記所定の方向に並ぶ複数の伝送線からなる第２のケーブルとを有し、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線が前記第１のケーブルに含まれるとき、前記第２のケーブルにおいて、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線と対向する位置に配置される伝送線が、グランド線であることが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、ケーブル（ＦＦＣ）が複数枚重なるように配置されている場合でも、ノイズの影響の小さい正確な駆動波形信号を生成することが可能となる。
In this liquid ejecting apparatus, the transmission unit is arranged to face the first cable, the first cable including a plurality of transmission lines arranged in the predetermined direction, and arranged in the predetermined direction. When the transmission line for transmitting the analog waveform signal is included in the first cable, the analog cable is transmitted through the second cable. It is desirable that the transmission line disposed at a position facing the transmission line is a ground line.
According to such a liquid ejecting apparatus, even when a plurality of cables (FFC) are arranged so as to overlap each other, it is possible to generate an accurate drive waveform signal that is less affected by noise.
かかる液体噴出装置であって、前記第２のケーブルにおいて、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線と対向する位置に配置される伝送線と隣接する伝送線が、グランド線であることが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、複数のＦＦＣ同士でズレが生じた場合でも、アナログ波形信号ＣＯＭ´とグランド線とを対向した位置関係に保つことができるので、正確な駆動波形信号を生成することが可能となる。
In this liquid ejection device, it is preferable that in the second cable, a transmission line adjacent to the transmission line disposed at a position facing the transmission line transmitting the analog waveform signal is a ground line.
According to such a liquid ejecting apparatus, even when a deviation occurs between a plurality of FFCs, the analog waveform signal COM ′ and the ground line can be kept in a positional relationship facing each other, so that an accurate driving waveform signal is generated. It becomes possible to do.
かかる液体噴出装置であって、前記伝送部において、電源の電流を伝送する伝送線とグランド線とが隣接するように配置されることが望ましい。
このような液体噴出装置によれば、電流の揺れを小さくし、アナログ波形信号ＣＯＭ´にノイズが影響するのを抑制することができる。
In such a liquid ejection device, it is desirable that the transmission unit be arranged so that a transmission line for transmitting a current of a power source and a ground line are adjacent to each other.
According to such a liquid ejecting apparatus, it is possible to reduce current fluctuation and suppress the influence of noise on the analog waveform signal COM ′.
また、信号の波形形状を規定するデジタル信号を生成するデジタル信号生成部と、前記デジタル信号に基づいてアナログ波形信号を生成するアナログ波形信号生成部と、が一体的に形成されたチップにおいて、前記アナログ波形信号を生成することと、前記アナログ波形信号を伝送する伝送線が、グランド線に隣接するように配置される伝送部を介して、前記アナログ波形信号を、ヘッド部へ伝送することと、前記ヘッド部において、前記アナログ波形信号を電圧増幅および電流増幅して電圧波形信号を生成し、該電圧波形信号とグランドとの電位差に応じて素子を駆動することにより、ノズルから液体を噴出させることと、を有する液体噴出方法が明らかとなる。 Further, in a chip in which a digital signal generating unit that generates a digital signal that defines a waveform shape of a signal and an analog waveform signal generating unit that generates an analog waveform signal based on the digital signal are integrally formed, Generating an analog waveform signal; transmitting the analog waveform signal to a head unit via a transmission unit disposed so that a transmission line for transmitting the analog waveform signal is adjacent to a ground line; In the head unit, the analog waveform signal is voltage-amplified and current-amplified to generate a voltage waveform signal, and an element is driven according to a potential difference between the voltage waveform signal and the ground, thereby ejecting liquid from the nozzle. And a liquid ejection method having the following.
＝＝＝液体噴出装置の基本的構成＝＝＝
発明を実施するための液体噴出装置の形態として、インクジェットプリンター（プリンター１）を例に挙げて説明する。
=== Basic configuration of liquid ejection device ===
An ink jet printer (printer 1) will be described as an example as a form of a liquid ejection device for carrying out the invention.
＜プリンターの構成＞
図１は、プリンター１の全体構成を示すブロック図である。プリンター１は、紙・布・フィルム等の媒体に文字や画像を記録（印刷）する液体噴出装置であり、外部装置であるコンピューター１１０と通信可能に接続されている。
<Printer configuration>
FIG. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of the
コンピューター１１０にはプリンタードライバーがインストールされている。プリンタードライバーは、表示装置（不図示）にユーザーインターフェースを表示させ、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データに変換させるためのプログラムである。このプリンタードライバーは、フレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体（コンピューターが読み取り可能な記録媒体）に記録されている。また、プリンタードライバーはインターネットを介してコンピューター１１０にダウンロードすることも可能である。なお、このプログラムは、各種の機能を実現するためのコードから構成されている。
A printer driver is installed in the
コンピューター１１０はプリンター１に画像を印刷させるため、印刷させる画像に応じた印刷データをプリンター１に出力する。印刷データは、プリンター１が解釈できる形式のデータであって、各種のコマンドデータと、画素データＳＩとを有する。コマンドデータとは、プリンター１に特定の動作の実行を指示するためのデータである。このコマンドデータには、例えば、給紙を指示するコマンドデータ、搬送量を示すコマンドデータ、排紙を指示するコマンドデータがある。また、画素データＳＩは、印刷される画像の画素に関するデータである。ここで、画素とは画像を構成する単位要素であり、この画素が２次元的に並ぶことにより画像が構成される。印刷データにおける画素データＳＩは、媒体（例えば紙Ｓなど）上に形成されるドットに関するデータ（例えば、階調値）である。画素データは画素毎に例えば２ビットのデータによって構成される。この２ビットの画素データは１つの画素を４階調で表現できる。すなわち、ドット無しに対応するデータ［００］と、小ドットに対応するデータ［０１］と、中ドットの形成に対応するデータ［１０］と、大ドットに対応するデータ［１１］とがある。
The
プリンター１は、搬送ユニット２０と、キャリッジユニット３０と、ヘッドユニット４０と、検出器群５０と、コントローラー６０と、伝送部７０とを有する。コントローラー６０は、外部装置であるコンピューター１１０から受信した印刷データに基づいてヘッドユニット４０等の各ユニットを制御し、媒体に画像を印刷する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は検出器群５０から出力された検出結果に基づいて各ユニットを制御する。
The
＜搬送ユニット２０＞
図２Ａは本実施形態のプリンター１の構成を表した鳥瞰図であり、図２Ｂはプリンター１の構成を表した側面図である。
<
FIG. 2A is a bird's-eye view showing the configuration of the
搬送ユニット２０は、媒体（例えば紙Ｓなど）を所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。ここで、搬送方向はキャリッジの移動方向と交差する方向である。搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する（図２Ａ及び図２Ｂ）。
The
給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された紙をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。搬送モーター２２の動作はプリンター側のコントローラー６０により制御される。プラテン２４は、印刷中の紙Ｓを、紙Ｓの裏側から支持する部材である。排紙ローラー２５は、紙Ｓをプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。
The paper feed roller 21 is a roller for feeding the paper inserted into the paper insertion slot into the printer. The
＜キャリッジユニット３０＞
キャリッジユニット３０は、ヘッドユニット４０が取り付けられたキャリッジ３１を所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモータとも言う）とを有する（図２Ａ及び図２Ｂ）。
<
The
キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。キャリッジモーター３２の動作はプリンター側のコントローラー６０により制御される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。
The
＜ヘッドユニット４０＞
ヘッドユニット４０は、紙Ｓにインクを噴出するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１とヘッド制御部ＨＣとを備える。このヘッド４１はキャリッジ３１に設けられ、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に噴出することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が媒体上に形成される。
<
The
図３は、ヘッド４１の構造を示した断面図である。ヘッド４１は、ケース４１１と、流路ユニット４１２と、ピエゾ素子群とを有する。ケース４１１はピエゾ素子群を収納し、ケース４１１の下面に流路ユニット４１２が接合されている。流路ユニット４１２は、流路形成板４１２aと、弾性板４１２ｂと、ノズルプレート４１２ｃとを有する。流路形成板４１２aには、圧力室４１２ｄとなる溝部、ノズル連通口４１２eとなる貫通口、共通インク室４１２ｆとなる貫通口、インク供給路４１２ｇとなる溝部が形成されている。弾性板４１２ｂはピエゾ素子ＰＺＴの先端が接合されるアイランド部４１２ｈを有する。そして、アイランド部４１２ｈの周囲には弾性膜４１２ｉによる弾性領域が形成されている。インクカートリッジに貯留されたインクが、共通インク室４１２ｆを介して、各ノズルＮｚに対応した圧力室４１２ｄに供給される。ノズルプレート４１２ｃはノズルＮｚが形成されたプレートである。ノズル面では、イエローインクを吐出するイエローノズル列Ｙと、マゼンタインクを吐出するマゼンタノズル列Ｍと、シアンインクを吐出するシアンノズル列Ｃと、ブラックインクを吐出するブラックノズル列Ｋと、が形成されている。各ノズル列では、複数のノズルＮｚが搬送方向に所定間隔にて並ぶことによって構成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the
ピエゾ素子群は、櫛歯状の複数のピエゾ素子ＰＺＴ（駆動素子）を有し、ノズルＮｚに対応する数分だけ設けられている。ヘッド制御部ＨＣなどが実装された配線基板（以下、ヘッド基板Ｂａｓｅ＿Ｈとも呼ぶ）によって、電圧波形信号である駆動波形信号ＣＯＭがピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、該駆動波形信号ＣＯＭとグランドとの電位差に応じてピエゾ素子ＰＺＴは上下方向に伸縮（駆動）する。ピエゾ素子ＰＺＴが伸縮すると、アイランド部４１２ｈは圧力室４１２ｄ側に押されたり、反対方向に引かれたりする。このとき、アイランド部４１２ｈ周辺の弾性膜４１２ｉが変形し、圧力室４１２ｄ内の圧力が上昇・下降することにより、ノズルからインク滴が吐出される。
The piezo element group includes a plurality of comb-like piezo elements PZT (drive elements), and is provided in a number corresponding to the nozzles Nz. When a drive waveform signal COM that is a voltage waveform signal is applied to the piezo element PZT by a wiring board (hereinafter also referred to as a head substrate Base_H) on which the head controller HC and the like are mounted, the drive waveform signal COM and the ground The piezo element PZT expands and contracts (drives) in the vertical direction according to the potential difference. When the piezo element PZT expands and contracts, the
ヘッド制御部ＨＣは、ピエゾ素子群ＰＺＴの駆動を制御するための制御用ＩＣであり、ヘッド４１に固定されたヘッド基板Ｂａｓｅ＿Ｈ上に設けられる。ヘッド制御部ＨＣの詳細については、後で説明する。
The head controller HC is a control IC for controlling the driving of the piezo element group PZT, and is provided on the head substrate Base_H fixed to the
＜検出器群５０＞
検出器群５０は、プリンター１の状況を監視するためのものである。検出器群５０には、リニア式エンコーダ５１、ロータリー式エンコーダ５２、紙検出センサ５３、及び光学センサ５４等が含まれる（図２Ａ及び図２Ｂ）。
<Detector group 50>
The detector group 50 is for monitoring the status of the
リニア式エンコーダ５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダ５２は、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサ５３は、給紙中の媒体（紙Ｓ）の先端の位置を検出する。光学センサ５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により、対向する位置の媒体の有無を検出し、例えば、移動しながら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサ５４は、状況に応じて、媒体の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。
The
＜コントローラー６０＞
コントローラー６０は、プリンター１の制御を行うための制御ユニット（制御部）である。コントローラー６０は、インターフェース部６１と、ＳＯＣ（System-on-a-chip）とを有し、プリンター１の本体に固定されたメイン基板Ｂａｓｅ＿Ｍ上に搭載されている。
<
The
インターフェース部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。
The
ＳＯＣは、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４と、アナログ波形信号生成回路６５とが一体的に形成されたチップである（図１）。
The SOC is a chip in which a
ＣＰＵ６２は、プリンター１の全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー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等の記憶素子によって構成される。そして、ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して搬送ユニット２０やキャリッジユニット３０等の各ユニットを制御する。
The
また、ＣＰＵ６２は駆動波形信号ＣＯＭの波形形状を規定するデジタル信号を生成し、ＳＯＣ内においてアナログ波形信号生成回路６５に出力する。このデジタル信号はＤＡＣ値と呼ばれ、駆動波形信号ＣＯＭの波形を定めるための波形情報に相当する。すなわち、ＣＰＵ６２は、デジタル信号（ＤＡＣ値）を生成するデジタル信号生成部にも相当する。
Further, the
また、ＣＰＵ６２は、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、転送用クロック信号ＳＣＫ等の各種制御信号を生成し、ヘッドユニット４０へ出力する。これらの制御信号は、後述するヘッド制御部ＨＣにおいて、前述の画素データＳＩと共に駆動波形信号ＣＯＭをピエゾ素子ＰＺＴへ印加するのを制御するＳＷ信号を生成する際に用いられる。
Further, the
アナログ波形信号生成回路６５は、ＣＰＵ６２から入力されるデジタル信号（ＤＡＣ値）に基づいて、駆動波形信号ＣＯＭの基となる電圧変化パターンであるアナログ波形信号ＣＯＭ´を生成する。すなわち、アナログ波形信号生成回路６５はアナログ波形信号生成部である。例えば、デジタル信号（ＤＡＣ値）について、当該デジタル信号の値が大きいほど高い電圧となり、デジタル信号の値が小さいほど低い電圧となるように、デジタル信号の値に応じた波形を有するアナログ波形信号を生成する。本実施形態において、アナログ波形信号ＣＯＭ´は３．３Ｖ程度の電圧を有する電圧波形信号である。
Based on the digital signal (DAC value) input from the
アナログ波形信号生成回路６５で生成されたアナログ波形信号ＣＯＭ´は後述する伝送部７０を介してヘッドユニット４０へ伝送され、電圧増幅および電流増幅されることで駆動波形信号ＣＯＭが生成される。駆動波形信号ＣＯＭの生成方法については後で説明する。
The analog waveform signal COM ′ generated by the analog waveform
上述のように、本実施形態ではＣＰＵ６２と、アナログ波形信号生成回路６５とがＳＯＣ内で一体的に形成されているため、正確なアナログ波形信号ＣＯＭ´を生成することができる。
As described above, in this embodiment, since the
ＣＰＵ６２とアナログ波形信号生成回路６５とが別個のユニットとして離れた位置に設置される場合、ＣＰＵ６２で生成されたデジタル信号（ＤＡＣ値）をアナログ波形信号生成回路６５に伝送する際に、その伝送経路においてノイズ等の影響を受けてＤＡＣ値に歪が生じることがある。ＤＡＣ値に歪が生じると、アナログ波形信号生成回路６５において当該ＤＡＣ値から生成されるアナログ波形信号ＣＯＭ´にもその歪が伝播するので、正確な波形とすることが難しくなる。したがって、最終的に生成される駆動波形信号ＣＯＭも不正確な波形となり、ピエゾ素子ＰＺＴの伸縮動作に乱れが生じ、インク噴出量の制御が困難になる。
When the
一方、本実施形態では、ＣＰＵ６２とアナログ波形信号生成回路６５とがＳＯＣとして一体的に構成されるため、ＤＡＣ値の伝送過程においてノイズの影響を受ける可能性は非常に小さくなる。したがって、コントローラー６０においてアナログ波形信号ＣＯＭ´を正確に生成することが可能となり、正確な波形形状を有する駆動波形信号ＣＯＭを生成しやすくなる。
On the other hand, in the present embodiment, since the
＜伝送部７０＞
伝送部７０は、コントローラー６０のメイン基板Ｂａｓｅ＿Ｍと、ヘッドユニット４０のヘッド基板Ｂａｓｅ＿Ｈとを接続する複数の伝送線によって構成される。ＳＯＣから出力されるアナログ波形信号ＣＯＭ´や、画素データＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、転送用クロック信号ＳＣＫ等の各種制御信号は、伝送部７０の各伝送線を介してヘッドユニット４０側に伝送される。本実施形態では、伝送部７０として図２Ｂに示されるようなフレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣとも呼ぶ）を用いる。ＦＦＣは複数の平板型伝送線を並列に並べることで、ケーブル自体の厚さを薄くしつつ、該複数の平板型伝送線を一体的に可動できるようにしたリボン状の伝送部材である。
<
The
また、ＦＦＣには電源（例えば、主電源Ｖｄｄ）からヘッドユニット４０に電力を供給するための伝送線、及び、グランド（ＧＮＤ）の電圧を印加するグランド線等も含まれる。なお、本実施形態において、主電源Ｖｄｄとグランドとの電位差は４２Ｖ程度である。
The FFC also includes a transmission line for supplying power to the
＜ヘッド制御部ＨＣについて＞
ヘッド制御部ＨＣの構成及びその動作について説明する。図４に、ヘッド制御部ＨＣの構成及びその動作について説明する図を示す。
<About the head controller HC>
The configuration and operation of the head controller HC will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration and operation of the head controller HC.
ヘッド制御部ＨＣは、ヘッド制御回路４２と、駆動波形信号生成回路４３とを有し、ヘッド４１に固定されたヘッド基板Ｂａｓｅ＿Ｈ上に設けられる（図４）。また、駆動波形信号生成回路４３は、電圧増幅部４３１と、スイッチ４３２と、電流増幅部４３３とを有する。なお、図４ではピエゾ素子ＰＺＴが二つのみ描かれているが、プリンター１は実際には多数のピエゾ素子を備える。図４に示される構成の場合、スイッチ４３２及び電流増幅部４３３は各ピエゾ素子ＰＺＴについて設けられる。
The head controller HC includes a
ヘッド制御回路４２は、コントローラー６０から送信される転送用クロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ等の各種制御信号、及び、画素データＳＩに応じてスイッチ４３２を制御するためのＳＷ信号を出力する。
The
駆動波形信号生成回路４３は、コントローラー６０のＳＯＣからＦＦＣを介して伝送されたアナログ波形信号ＣＯＭ´を電圧増幅および電流増幅して、電圧波形信号である駆動波形信号ＣＯＭを生成し、ピエゾ素子ＰＺＴに印加して該ピエゾ素子ＰＺＴを駆動させる。すなわち、駆動波形信号生成回路４３は、電圧波形信号生成部に相当する。
The drive waveform signal generation circuit 43 performs voltage amplification and current amplification on the analog waveform signal COM ′ transmitted from the SOC of the
電圧増幅部４３１は、アナログ波形信号ＣＯＭ´の電圧を増幅して、アナログ波形信号ＣＯＭ´´を生成する。例えば、３．３Ｖのアナログ波形信号ＣＯＭ´を、各ピエゾ素子ＰＺＴを駆動するのに必要な電圧である３０Ｖ程度まで増幅する。電圧増幅部４３１には、オペアンプ等を用いた一般的な電圧増幅回路を使用することができる。
The
スイッチ４３２は、ヘッド制御回路４２から入力されるＳＷ信号に応じて、電圧増幅部４３１で生成されたアナログ波形信号ＣＯＭ´´を電流増幅部４３３へ入力する。例えば、ＳＷ信号がＨレベルのとき、スイッチ４３２はＯＮ状態になり、アナログ波形信号ＣＯＭ´´が電流増幅部４３３へ入力される。一方、ＳＷ信号がＬレベルのとき、スイッチ４３２はＯＦＦ状態になり、アナログ波形信号ＣＯＭ´´は電流増幅部４３３へ入力されない。
The
電流増幅部４３３は、アナログ波形信号ＣＯＭ´´の入力を受けて、その電流を増幅して駆動波形信号ＣＯＭを生成し、ピエゾ素子ＰＺＴへ印加する。電流増幅部４３３は、ＮＰＮ型トランジスタとＰＮＰ型トランジスタとを相補的に接続することによって構成される。ＮＰＮ型トランジスタのコレクタは主電源Ｖｄｄに接続され、ＰＮＰ型トランジスタのコレクタはグランド（ＧＮＤ）に接続される。また、ＭＯＳ・ＦＥＴ等トランジスタ以外の素子を用いて電流増幅部４３３を構成することも可能である。
The
なお、電圧増幅部４３１、スイッチ４３２、電流増幅部４３３の配置は、図４に示される例には限られない。例えば、電圧増幅部４３１とスイッチ４３２との位置が逆であったり、スイッチ４３２と電流増幅部４３３との位置が逆であったりしてもよい。ただし、その場合は電圧増幅部４３１や電流増幅部４３３の数を適宜変更する必要がある点に留意する。
The arrangement of the
また、ヘッド基板Ｂａｓｅ＿Ｈには、十分な容量のコンデンサ（不図示）があってＶｄｄに接続されており、多くのピエゾ素子ＰＺＴに同時に大きな電流を流しても、瞬時にはコンデンサより電流が供給され、伝送部７０に大きな電流が流れることがないので、伝送部７０の電流容量を小さく出来る。
Further, the head substrate Base_H has a capacitor (not shown) having a sufficient capacity and is connected to Vdd. Even if a large current is simultaneously supplied to many piezoelectric elements PZT, a current is instantaneously supplied from the capacitor. Since no large current flows through the
続いて、図５に、駆動波形信号ＣＯＭについて説明する図を示す。図に示すように、駆動波形信号ＣＯＭは、ラッチ信号ＬＡＴの立ち上がりタイミングを区切りとした期間Ｔを１つの単位として生成される。期間Ｔには、ラッチ信号ＬＡＴ又はチェンジ信号ＣＨの立ち上がりタイミングによって区切られる区間Ｔ１〜Ｔ４が含まれる。また、区間Ｔ１〜Ｔ４には後述する駆動パルスがそれぞれ含まれる。繰り返し周期である期間Ｔは、ノズルが１画素分移動する間の期間に対応する。例えば、印刷解像度が７２０ｄｐｉの場合、期間Ｔは、ノズルが１／７２０インチ移動するための期間に相当する。そして、画素データＳＩに基づいて、期間Ｔに含まれる各区間の駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ４をピエゾ素子ＰＺＴに印加することによって、ノズルから噴出されるインクの量を調節し、複数階調からなる画像の表現を可能としている。 Next, FIG. 5 shows a diagram for explaining the drive waveform signal COM. As shown in the figure, the drive waveform signal COM is generated using a period T with the rising timing of the latch signal LAT as a unit. The period T includes sections T1 to T4 divided by the rising timing of the latch signal LAT or the change signal CH. The sections T1 to T4 include drive pulses described later. A period T that is a repetition period corresponds to a period during which the nozzle moves by one pixel. For example, when the print resolution is 720 dpi, the period T corresponds to a period for the nozzle to move 1/720 inch. Then, based on the pixel data SI, by applying the drive pulses PS1 to PS4 of each section included in the period T to the piezo element PZT, the amount of ink ejected from the nozzles is adjusted, and an image having a plurality of gradations. Is possible.
駆動波形信号ＣＯＭは、繰り返し周期における区間Ｔ１で生成される第１波形部ＳＳ１と、区間Ｔ２で生成される第２波形部ＳＳ２と、区間Ｔ３で生成される第３波形部ＳＳ３と、区間Ｔ４で生成される第４波形部ＳＳ４とを有する。ここで、第１波形部ＳＳ１は駆動パルスＰＳ１を有している。また、第２波形部ＳＳ２は駆動パルスＰＳ２を、第３波形部ＳＳ３は駆動パルスＰＳ３を、第４波形部ＳＳ４は駆動パルスＰＳ４をそれぞれ有している。
各駆動パルスは電圧波形であり、主電源Ｖｄｄとグランド（ＧＮＤ）との電位差を用いて生成される。
The drive waveform signal COM includes a first waveform section SS1 generated in the section T1 in the repetition period, a second waveform section SS2 generated in the section T2, a third waveform section SS3 generated in the section T3, and a section T4. And a fourth waveform section SS4 generated in Here, the first waveform section SS1 has a drive pulse PS1. The second waveform section SS2 has a drive pulse PS2, the third waveform section SS3 has a drive pulse PS3, and the fourth waveform section SS4 has a drive pulse PS4.
Each drive pulse has a voltage waveform and is generated using a potential difference between the main power supply Vdd and the ground (GND).
画素データＳＩが［００］の場合、駆動波形信号ＣＯＭの第１区間信号ＳＳ１がピエゾ素子ＰＺＴへ印加され、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動パルスＰＳ１により駆動される。この駆動パルスＰＳ１に応じてピエゾ素子ＰＺＴが駆動すると、インクが噴出されない程度の圧力変動がインクに生じて、インクメニスカス（ノズル部分で露出しているインクの自由表面）が微振動する。 When the pixel data SI is [00], the first interval signal SS1 of the drive waveform signal COM is applied to the piezo element PZT, and the piezo element PZT is driven by the drive pulse PS1. When the piezo element PZT is driven in accordance with the drive pulse PS1, pressure fluctuations such that ink is not ejected occur in the ink, and the ink meniscus (the free surface of the ink exposed at the nozzle portion) vibrates slightly.
画素データＳＩが［０１］の場合、駆動波形信号ＣＯＭの第３区間信号ＳＳ３がピエゾ素子ＰＺＴへ印加され、ピエゾ素子ＰＺＴは駆動パルスＰＳ３により駆動される。この駆動パルスＰＳ３に応じてピエゾ素子ＰＺＴが駆動すると、小程度の量のインクが噴出され、媒体に小ドットが形成される。 When the pixel data SI is [01], the third interval signal SS3 of the drive waveform signal COM is applied to the piezo element PZT, and the piezo element PZT is driven by the drive pulse PS3. When the piezo element PZT is driven according to the drive pulse PS3, a small amount of ink is ejected, and a small dot is formed on the medium.
画素データＳＩが［１０］の場合、駆動波形信号ＣＯＭの第２区間信号ＳＳ２がピエゾ素子ＰＺＴへ印加され、ピエゾ素子ＰＺＴが駆動パルスＰＳ２により駆動される。この駆動パルスＰＳ２に応じてピエゾ素子ＰＺＴが駆動すると、中程度の量のインクが噴出され、媒体に中ドットが形成される。 When the pixel data SI is [10], the second interval signal SS2 of the drive waveform signal COM is applied to the piezo element PZT, and the piezo element PZT is driven by the drive pulse PS2. When the piezo element PZT is driven according to the drive pulse PS2, a medium amount of ink is ejected, and a medium dot is formed on the medium.
画素データＳＩが［１１］の場合、駆動波形信号ＣＯＭの第２区間信号ＳＳ２及び第４区間信号ＳＳ４がピエゾ素子ＰＺＴへ印加され、ピエゾ素子ＰＺＴが駆動パルスＰＳ２及び駆動パルスＰＳ４により駆動される。これらの駆動パルスＰＳ２及び駆動パルスＰＳ４に応じてピエゾ素子ＰＺＴが駆動すると、媒体に大ドットが形成される。 When the pixel data SI is [11], the second interval signal SS2 and the fourth interval signal SS4 of the drive waveform signal COM are applied to the piezo element PZT, and the piezo element PZT is driven by the drive pulse PS2 and the drive pulse PS4. When the piezo element PZT is driven according to the drive pulse PS2 and the drive pulse PS4, a large dot is formed on the medium.
＜プリンターの印刷動作＞
プリンター１の印刷動作について簡単に説明する。コントローラー６０は、コンピューター１１０からインターフェース部６１を介して印刷命令を受信し、各ユニットを制御することにより、給紙処理・ドット形成処理・搬送処理等を行う。
<Printer operation>
The printing operation of the
給紙処理は、印刷すべき紙をプリンター内に供給し、印刷開始位置（頭出し位置とも言う）に紙を位置決めする処理である。コントローラー６０は、給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき紙を搬送ローラー２３まで送る。続いて、搬送ローラー２３を回転させ、給紙ローラー２１から送られてきた紙を印刷開始位置に位置決めする。
The paper feed process is a process of supplying paper to be printed into the printer and positioning the paper at a print start position (also referred to as a cue position). The
ドット形成処理は、移動方向（走査方向）に沿って移動するヘッドからインクを断続的に噴出させ、紙上にドットを形成する処理である。コントローラー６０は、キャリッジ３１を移動方向に移動させ、キャリッジ３１が移動している間に、印刷データに基づいてヘッド４１からインクを噴出させる。噴出されたインク滴が紙上に着弾すると、紙上にドットが形成され、紙上には移動方向に沿った複数のドットからなるドットラインが形成される。
The dot forming process is a process for forming dots on paper by ejecting ink intermittently from a head moving in the moving direction (scanning direction). The
搬送処理は、紙をヘッドに対して搬送方向に沿って相対的に移動させる処理である。コントローラー６０は、搬送ローラー２３を回転させて紙を搬送方向に搬送する。この搬送処理により、ヘッド４１は、先ほどのドット形成処理によって形成されたドットの位置とは異なる位置に、ドットを形成することが可能になる。
The carrying process is a process of moving the paper relative to the head in the carrying direction. The
コントローラー６０は、印刷すべきデータがなくなるまで、ドット形成処理と搬送処理とを交互に繰り返し、ドットラインにより構成される画像を徐々に紙に印刷する。そして、印刷すべきデータがなくなると、排紙ローラー２５を回転させてその紙を排紙する。なお、排紙を行うか否かの判断は、印刷データに含まれる排紙コマンドに基づいても良い。
The
次の紙に印刷を行う場合は同処理を繰り返し、行わない場合は、印刷動作を終了する。 The same processing is repeated when printing on the next paper, and the printing operation is terminated when not printing.
＝＝＝実施形態＝＝＝
本実施形態では、ＦＦＣ内に並ぶ複数の伝送線を適当に配置することにより、正確な駆動波形信号ＣＯＭを生成する。特に、アナログ波形信号ＣＯＭ´を伝送する伝送線配置に着目し、アナログ波形信号ＣＯＭ´がコントローラー６０からヘッドユニット４０に伝送される際に、ノイズの影響を受けにくくなるようにする。
=== Embodiment ===
In the present embodiment, an accurate drive waveform signal COM is generated by appropriately arranging a plurality of transmission lines arranged in the FFC. In particular, paying attention to the transmission line arrangement for transmitting the analog waveform signal COM ′, the analog waveform signal COM ′ is made less susceptible to noise when it is transmitted from the
＜比較例＞
まず、比較例として、アナログ波形信号ＣＯＭ´とグランド線（ＧＮＤ）とが、ＦＦＣ内において離れて配置される場合について説明する。図６は、比較例におけるＦＦＣ内の伝送線の配置の一例を示す図である。同図は、伝送線の配置（各種信号の配置）を説明するためにＦＦＣの断面を概略的に表した図であり、ＦＦＣ内において番号を付されて並んでいる長方形がそれぞれ平板型伝送線を表す。なお、図６は実際に伝送される全ての信号について説明するものではない。
<Comparative example>
First, as a comparative example, a case where the analog waveform signal COM ′ and the ground line (GND) are arranged apart from each other in the FFC will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the arrangement of transmission lines in the FFC in the comparative example. The figure schematically shows a cross section of the FFC in order to explain the arrangement of transmission lines (arrangement of various signals), and the rectangles numbered and arranged in the FFC are respectively flat transmission lines. Represents. Note that FIG. 6 does not explain all signals actually transmitted.
比較例において、ＦＦＣは１２本の平板型伝送線が並列に並んだフレキシブルフラットケーブルである。図６の上側から１〜２番目、及び１０〜１２番目の黒く着色された伝送線がグランド線（ＧＮＤ）を表し、７番目の斜線で表される伝送線がアナログ波形信号ＣＯＭ´の伝送線を表す。また、３〜６番目は各種制御信号の伝送線を表し、８番目は主電源Ｖｄｄの伝送線を表し、９番目は制御用Ｌｏｇｉｃ電源の伝送線を表す。 In the comparative example, the FFC is a flexible flat cable in which 12 flat transmission lines are arranged in parallel. In FIG. 6, the 1st to 2nd and 10th to 12th black transmission lines from the upper side represent the ground line (GND), and the transmission line represented by the seventh diagonal line is the transmission line for the analog waveform signal COM ′. Represents. The third to sixth lines represent transmission lines for various control signals, the eighth represents the transmission line for the main power supply Vdd, and the ninth represents the transmission line for the control logic power supply.
ＦＦＣ内の伝送線を介して、コントローラー６０からヘッドユニット４０に各種信号を伝送する際に、信号はノイズの影響を受けるおそれがある。特に、ＣＯＭ´はアナログ信号であることから、ノイズの影響を受けると電圧波形に歪や乱れが生ずる。ＣＯＭ´の波形に乱れ等が生じると、ＣＯＭ´に基づいて生成される駆動波形信号ＣＯＭの波形も変形されるため、ピエゾ素子ＰＺＴから噴出されるインク液滴の量や速度を正確に制御することができなくなるおそれがある。
When various signals are transmitted from the
なお、ピエゾ素子ＰＺＴの駆動を制御する駆動波形信号ＣＯＭは、ＣＯＭ´とグランド（ＧＮＤ）との間の電位差を増幅することによって生成される。したがって、ＣＯＭ´とグランド（ＧＮＤ）が共に同一のノイズの影響を受けるのであれば電位差は変化しないため、駆動波形を生成する上では問題にはなりにくい。しかし、図６において、ＣＯＭ´（７番目の伝送線）とグランド線（２番目または１０番目の伝送線）とは離れた位置に配置されていることから、全く同一のノイズの影響を受けるとは考えにくい。つまり、アナログ波形信号ＣＯＭ´とグランド（ＧＮＤ）とが異なるノイズの影響を受けた場合、ＣＯＭ´とＧＮＤとの間の電位差が変動するため、正確な駆動波形を生成することができなくなる。 The drive waveform signal COM for controlling the drive of the piezo element PZT is generated by amplifying the potential difference between COM ′ and the ground (GND). Accordingly, if both COM ′ and ground (GND) are affected by the same noise, the potential difference does not change, and therefore, it is unlikely to be a problem in generating a drive waveform. However, in FIG. 6, since COM ′ (seventh transmission line) and the ground line (second or tenth transmission line) are arranged at positions separated from each other, if they are affected by exactly the same noise. Is hard to think. In other words, when the analog waveform signal COM ′ and the ground (GND) are affected by different noises, the potential difference between the COM ′ and GND fluctuates, so that an accurate drive waveform cannot be generated.
また、８番目の伝送線であるＶｄｄには比較的大きな電流（４２Ｖ）が流れるため、発生した磁界によって並行して配置される伝送線にノイズが発生するおそれがある。すなわち、Ｖｄｄそれ自体がノイズ源となるおそれがある。この場合、Ｖｄｄに起因して生じたノイズがＣＯＭ´のみに影響すると駆動波形ＣＯＭの波形形状を乱す原因ともなる。 Further, since a relatively large current (42 V) flows through Vdd as the eighth transmission line, noise may occur in the transmission lines arranged in parallel by the generated magnetic field. That is, Vdd itself may become a noise source. In this case, if the noise generated due to Vdd affects only COM ′, the waveform shape of the drive waveform COM may be disturbed.
このように、比較例の場合、ＦＦＣ内においてアナログ波形信号ＣＯＭ´とグランド（ＧＮＤ）とが異なるノイズの影響を受けるおそれがあり、正確な駆動波形を生成することは困難である。 As described above, in the comparative example, the analog waveform signal COM ′ and the ground (GND) may be affected by different noises in the FFC, and it is difficult to generate an accurate drive waveform.
＜本実施形態における伝送線の配置＞
そこで、本実施形態ではアナログ波形信号ＣＯＭ´とグランド（ＧＮＤ）との位置関係に着目する。図７は、本実施形態におけるＦＦＣ内の伝送線の配置の一例を示す図である。図６と同様、図７もＦＦＣの断面を概略的に表した図であり、実際に伝送される全ての信号について説明するものではない。
<Arrangement of transmission line in this embodiment>
Therefore, in the present embodiment, attention is paid to the positional relationship between the analog waveform signal COM ′ and the ground (GND). FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the arrangement of transmission lines in the FFC in the present embodiment. Similar to FIG. 6, FIG. 7 is also a diagram schematically showing a cross section of the FFC, and does not explain all signals actually transmitted.
図７の上側から１〜４番目に配置される伝送線は、各種制御信号の伝送線を表す。また、６番目の制御用Ｌｏｇｉｃ電源の伝送線を挟んで、５番目と７番目にＧＮＤ線（黒く着色された伝送線）が配置される。また、アナログ波形信号ＣＯＭ´は、７番目と９番目のＧＮＤ線（黒く着色された伝送線）に挟まれるように、８番目の伝送線として配置される。また、主電源Ｖｄｄは、１０番目と１２番目のＧＮＤ線（黒く着色された伝送線）に挟まれるように、１１番目の伝送線として配置される。 The transmission lines arranged first to fourth from the upper side in FIG. 7 represent transmission lines for various control signals. In addition, the fifth and seventh GND lines (transmission lines colored in black) are arranged across the transmission line of the sixth control logic power supply. The analog waveform signal COM ′ is arranged as the eighth transmission line so as to be sandwiched between the seventh and ninth GND lines (transmission lines colored in black). The main power supply Vdd is arranged as the 11th transmission line so as to be sandwiched between the 10th and 12th GND lines (transmission lines colored in black).
図７に示されるように、アナログ波形信号ＣＯＭ´の伝送線がグランド（ＧＮＤ）線と隣接するように配置されることで、信号伝送中に受けるノイズの影響を小さくすることができる。例えば、各種信号の伝送中に、ＦＦＣの５番目の伝送線から１０番目の伝送線の範囲に同一のノイズが作用したとする。この場合、ＣＯＭ´（８番目の伝送線）はノイズの影響を受けてその電圧波形に乱れが生じるものと考えられる。また、ＣＯＭ´に隣接するＧＮＤ（７番目及び９番円の伝送線）も同等のノイズの影響を受けて乱れが生じる。つまり、ＣＯＭ´とそれに隣接するＧＮＤには同一のノイズによって同じような乱れが発生する。 As shown in FIG. 7, the influence of noise received during signal transmission can be reduced by arranging the transmission line of the analog waveform signal COM ′ so as to be adjacent to the ground (GND) line. For example, it is assumed that the same noise acts on the range from the fifth transmission line of the FFC to the tenth transmission line during transmission of various signals. In this case, it is considered that COM ′ (eighth transmission line) is affected by noise and its voltage waveform is disturbed. In addition, GND (seventh and ninth circle transmission lines) adjacent to COM ′ is also affected by the same noise and is disturbed. That is, the same disturbance occurs due to the same noise in COM ′ and the GND adjacent thereto.
前述のように、ピエゾ素子ＰＺＴからのインク噴出量を制御する駆動波形信号ＣＯＭは、ＣＯＭ´とグランド（ＧＮＤ）との間の電位差に応じて生成される。そのため、ＣＯＭ´の電圧波形がノイズの影響によって乱れたとしても、電位差の基準となるグランド（ＧＮＤ）にもそれと同等の乱れが生じていれば、ＣＯＭ´とＧＮＤとの間の相対的な電位差への影響は小さい。すなわち、ＣＯＭ´とグランドＧＮＤとの間の電位差自体はノイズを受けた場合であっても変動しないため、駆動波形信号ＣＯＭの波形形状に乱れが生じにくくなる。 As described above, the drive waveform signal COM for controlling the amount of ink ejected from the piezo element PZT is generated according to the potential difference between COM ′ and the ground (GND). For this reason, even if the voltage waveform of COM ′ is disturbed by the influence of noise, if the same disturbance occurs in the ground (GND) as the reference of the potential difference, the relative potential difference between COM ′ and GND The impact on is small. In other words, the potential difference between COM ′ and the ground GND itself does not vary even when receiving noise, so that the waveform shape of the drive waveform signal COM is less likely to be disturbed.
このように、アナログ波形信号ＣＯＭ´を伝送する伝送線がグランド線に隣接するように配置されることで、ノイズの影響の小さい正確な駆動波形信号ＣＯＭを生成することが可能となる。 Thus, by arranging the transmission line for transmitting the analog waveform signal COM ′ so as to be adjacent to the ground line, it is possible to generate an accurate drive waveform signal COM that is less affected by noise.
また、本実施形態では、主電源Ｖｄｄおよび制御用Ｌｏｇｉｃ電源の伝送線もそれぞれＧＮＤに隣接するようにして配置される。一般に、並行する２本の伝送線を電流が往復する場合、２本の伝送線間の距離が近いほどインダクタンスが小さくなり、逆起電力が発生しにくくなる。したがって、電源の伝送線とグランド線とを隣接させることで、ヘッドに流れる電流の変動に対し、逆起電力による妨げなく電流を流すことができるため、ヘッド基板ＢＡＳＥ＿Ｈ上の主電源Ｖｄｄ等が安定し、ＣＯＭが歪みなく生成される。また、逆起電力によるＧＮＤの揺れも小さくなり、ＣＯＭ´等の他の信号にノイズが影響するのを抑制することができる。 In the present embodiment, the transmission lines of the main power supply Vdd and the control logic power supply are also arranged adjacent to the GND. Generally, when a current reciprocates between two parallel transmission lines, the closer the distance between the two transmission lines is, the smaller the inductance becomes, and it is difficult for back electromotive force to be generated. Therefore, since the power transmission line and the ground line are adjacent to each other, a current can flow without being disturbed by the counter electromotive force with respect to the fluctuation of the current flowing through the head, so that the main power supply Vdd on the head substrate BASE_H is stable. COM is generated without distortion. Further, the fluctuation of the GND due to the back electromotive force is reduced, and it is possible to suppress the influence of noise on other signals such as COM ′.
＜本実施形態の変形例＞
前述の例は、ＦＦＣが１枚の場合について説明されていた。しかし、実際のプリンターにおいて、コントローラー６０からヘッドユニット４０へ伝送する信号の種類が多い場合等には伝送部７０としてＦＦＣが２枚設けられることがある。このような場合にも、アナログ波形信号ＣＯＭ´へのノイズの影響を小さくする必要がある。そこで、変形例として、ＦＦＣが２枚重なって設けられる場合の伝送線の配置例について説明する。
<Modification of this embodiment>
In the above-described example, the case where there is one FFC has been described. However, in an actual printer, when there are many types of signals transmitted from the
図８はＦＦＣが２枚設けられる場合の伝送線の配置の一例を示す図である。本変形例において、伝送部７０は図８の右側に示されるＦＦＣ−１（第１のケーブルとする）と左側に示されるＦＦＣ−２（第２のケーブルとする）との２つのＦＦＣが対向するように配置される。ＦＦＣ−１及びＦＦＣ−２は、それぞれケーブルの幅方向に並ぶ１２本の平板型伝送線からなるフレキシブルフラットケーブルであるものとして説明を行なう。また、右側に示されるＦＦＣ−１における各伝送線の配置は、図７で説明したＦＦＣと同様とする。すなわち、アナログ波形信号ＣＯＭ´の伝送線は、ＦＦＣ−１（第１のケーブル）に含まれるものとする。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the arrangement of transmission lines when two FFCs are provided. In this modification, the
本変形例では、図８に示されるように、ＦＦＣ−２の上側から７〜９番目の伝送線（黒く着色された伝送線）をグランド（ＧＮＤ）線とする。 In this modification, as shown in FIG. 8, the seventh to ninth transmission lines (transmission lines colored in black) from the upper side of FFC-2 are ground (GND) lines.
まず、ＦＦＣ−１の上から８番目の伝送線（斜線で表される伝送線）がアナログ波形信号ＣＯＭ´であるため、ＦＦＣ−２において、それに対向する位置に配置される伝送線（上から８番目の伝送線）をグランド線とする。これにより、アナログ波形信号ＣＯＭ´の伝送線（ＦＦＣ−１の８番目の伝送線）が、両隣に位置するグランド線（ＦＦＣ−１の７番目、９番目の伝送線）及び、対向する位置のグランド線（ＦＦＣ−２の８番目の伝送線）によって囲まれるような配置とする。 First, since the eighth transmission line (transmission line represented by oblique lines) from the top of FFC-1 is the analog waveform signal COM ′, the transmission line (from the top) arranged at the position facing it in FFC-2. The eighth transmission line) is the ground line. As a result, the transmission line of the analog waveform signal COM ′ (the eighth transmission line of FFC-1) is located on both sides of the ground line (the seventh and ninth transmission lines of FFC-1) and the opposite position. It is arranged so as to be surrounded by the ground line (the eighth transmission line of FFC-2).
このような伝送線の配置としておけば、信号の伝送中にＣＯＭ´がノイズの影響を受けたとしても、近接するグランド線（ＦＦＣ−１の７番目・９番目の伝送線、及びＦＦＣ−２の８番目の伝送線）も同等のノイズの影響を受けることになる。したがって、前述のように、ＣＯＭ´とグランドＧＮＤとの間の電位差自体は変動しないので、ノイズの影響を抑制して正確な駆動波形信号ＣＯＭを生成することが可能となる。 With such an arrangement of transmission lines, even if COM ′ is affected by noise during signal transmission, adjacent ground lines (the seventh and ninth transmission lines of FFC-1 and FFC-2) The eighth transmission line) is also affected by the same noise. Therefore, as described above, since the potential difference between COM ′ and the ground GND itself does not fluctuate, it is possible to suppress the influence of noise and generate an accurate drive waveform signal COM.
なお、上述の例では、２枚のＦＦＣが対向するように重ねて配置されているが、ＦＦＣが３枚以上の場合についても同様のことが言える。すなわち、複数枚のＦＦＣが重ねて配置される場合には、ＣＯＭ´の伝送線と対向する位置に配置される伝送線をグランド線とすることで、正確な駆動波形信号ＣＯＭを生成することができる。 In the above example, the two FFCs are arranged so as to face each other, but the same can be said for the case where there are three or more FFCs. That is, when a plurality of FFCs are arranged in an overlapping manner, an accurate drive waveform signal COM can be generated by using a transmission line arranged at a position facing the COM ′ transmission line as a ground line. it can.
また、ＦＦＣ−２においてアナログ波形信号ＣＯＭ´と対向する位置（ＦＦＣ−２の８番目）に配置される伝送線と隣接する伝送線もグランド（ＧＮＤ）線とすることで、さらにノイズの影響の小さい正確な駆動波形信号ＣＯＭを生成することが可能となる。例えば、図８では、ＦＦＣ−２の８番目の伝送線の両隣に配置されるＦＦＣ−２の７番目及び９番目の伝送線もグランド線としている。 In addition, the transmission line arranged adjacent to the analog waveform signal COM ′ in the FFC-2 (the eighth position of the FFC-2) and the transmission line adjacent to the transmission line are also ground (GND) lines, thereby further affecting the influence of noise. It becomes possible to generate a small and accurate drive waveform signal COM. For example, in FIG. 8, the 7th and 9th transmission lines of FFC-2 arranged on both sides of the 8th transmission line of FFC-2 are also ground lines.
ＦＦＣを２枚重ねて伝送部７０として用いる場合、プリンターの印刷動作中に２つのＦＦＣが常に同じ相対位置を保った状態で印刷が行われるとは限らない。例えば、プリンター１において、ＦＦＣの一端側が接続されるヘッドユニット４０（キャリッジユニット３０）は移動方向を往復移動しながらインクを噴出するが、一方で、ＦＦＣの他端側が接続されるコントローラー６０はプリンター１の本体側に固定されている。従って、ヘッドユニット４０が移動することによって、重ねられたＦＦＣ同士で、伝送線の並ぶ方向にずれが生じる場合がある。このような場合に、ＣＯＭ´と対向する位置に配置される伝送線と隣接する伝送線もグランド線としておくことで、ＦＦＣ同士の相対位置にずれが生じても、ＣＯＭ´とグランド線とを対向した位置関係にすることができる。
When two FFCs are stacked and used as the
図９に、プリンターの印刷動作中に図８に示される２つのＦＦＣの相対位置がずれた場合の例を示す。図９のように、ＦＦＣ−１とＦＦＣ−２との間で伝送線が並ぶ方向に伝送線１本分の範囲でズレが生じた場合、ＦＦＣ−１の８番目に位置するＣＯＭ′の伝送線は、ＦＦＣ−２の７番目（若しくはＦＦＣ−２の９番目）の伝送線と対向する位置関係となる。この場合、本来ＣＯＭ′と対向する位置にあるＦＦＣ−２の８番目の伝送線の両隣（ＦＦＣ−２の７番目及び９番目の伝送線）もグランドとしておくことで、ＣＯＭ′とグランドとが対向する位置関係を保つことがでる。これにより、前述のようにノイズの影響を小さくして、正確な駆動波形ＣＯＭを生成することが可能になる。 FIG. 9 shows an example when the relative positions of the two FFCs shown in FIG. 8 are shifted during the printing operation of the printer. As shown in FIG. 9, when a deviation occurs in the range of one transmission line in the direction in which the transmission lines are arranged between FFC-1 and FFC-2, transmission of COM 'located at the eighth position of FFC-1 The line is in a positional relationship facing the seventh transmission line of FFC-2 (or the ninth transmission line of FFC-2). In this case, both sides of the 8th transmission line of FFC-2 (the 7th and 9th transmission lines of FFC-2) that are originally opposed to COM 'are also grounded, so that COM' and ground are connected. It is possible to maintain the opposing positional relationship. As a result, the influence of noise can be reduced as described above, and an accurate drive waveform COM can be generated.
＜まとめ＞
本実施形態では、ピエゾ素子ＰＺＴを駆動させる駆動波形信号の波形形状を規定するデジタル信号を生成するＣＰＵと、該デジタル信号に基づいてアナログ波形信号ＣＯＭ′を生成する駆動波形信号生成部とが、ＳＯＣ（System-on-a-tip）において一体的に形成されている。ＣＰＵとアナログ波形信号生成部とが１チップとして構成されているため、アナログ波形信号ＣＯＭ′生成の過程においてノイズ等の外乱による影響を受けにくく、正確な波形の信号を生成しやすくなる。
<Summary>
In the present embodiment, a CPU that generates a digital signal that defines the waveform shape of a drive waveform signal that drives the piezo element PZT, and a drive waveform signal generation unit that generates an analog waveform signal COM ′ based on the digital signal, It is integrally formed in an SOC (System-on-a-tip). Since the CPU and the analog waveform signal generation unit are configured as one chip, it is difficult to be affected by disturbances such as noise in the process of generating the analog waveform signal COM ′, and an accurate waveform signal is easily generated.
また、ＳＯＣから出力されるＣＯＭ′は、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）内の伝送線を介してヘッド部へと伝送され、電圧増幅および電流増幅されることにより駆動波形信号ＣＯＭとなる。ここで、ＦＦＣにおいてＣＯＭ′の伝送線がグランド（ＧＮＤ）線に隣接するように配置される。ＣＯＭ′はＦＦＣを伝送される間にノイズの影響を受ける可能性があるが、仮にＣＯＭ′がノイズを受けた場合でも、隣接するグランド線も同程度のノイズを受けることになる。したがって、ＣＯＭ′とＧＮＤとの間の電位差は変化しないため、該電位差を増幅することで生成される駆動波形信号ＣＯＭも、外乱に強く正確な波形とすることができる。 Further, COM ′ output from the SOC is transmitted to a head unit via a transmission line in an FFC (flexible flat cable), and becomes a drive waveform signal COM by voltage amplification and current amplification. Here, in the FFC, the COM ′ transmission line is arranged adjacent to the ground (GND) line. Although COM ′ may be affected by noise while being transmitted through the FFC, even if COM ′ is subjected to noise, the adjacent ground line is also subjected to the same level of noise. Therefore, since the potential difference between COM ′ and GND does not change, the drive waveform signal COM generated by amplifying the potential difference can also be an accurate waveform that is resistant to disturbance.
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、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言うまでもない。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。
=== Other Embodiments ===
Although a printer or the like as one embodiment has been described, the above embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.
＜液体噴出装置について＞
前述の各実施形態では、液体噴出装置の一例としてプリンター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、三次元造型機、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噴出装置に、本実施形態と同様の技術を適用してもよい。
<About liquid ejection device>
In each of the above-described embodiments, the printer has been described as an example of the liquid ejection device, but the present invention is not limited to this. For example, color filter manufacturing apparatus, dyeing apparatus, fine processing apparatus, semiconductor manufacturing apparatus, surface processing apparatus, three-dimensional molding machine, liquid vaporizer, organic EL manufacturing apparatus (especially polymer EL manufacturing apparatus), display manufacturing apparatus, film formation You may apply the technique similar to this embodiment to the various liquid ejection apparatuses which applied inkjet technology, such as an apparatus and a DNA chip manufacturing apparatus.
＜ピエゾ素子について＞
前述の各実施形態では、液体を噴出させるための動作を行う素子としてピエゾ素子ＰＺＴを例示したが、他の素子であってもよい。例えば、発熱素子や静電アクチュエーターを用いてもよい。
<About piezo elements>
In each of the above-described embodiments, the piezo element PZT is exemplified as the element that performs the operation for ejecting the liquid. However, other elements may be used. For example, a heating element or an electrostatic actuator may be used.
＜電流増幅部４３３のトランジスタについて＞
前述の各実施形態では、電流増幅部４３３が有するトランジスタとしてＮＰＮ型トランジスタ及びＰＮＰ型トランジスタを例示した。しかし、アナログ波形信号ＣＯＭ´について電流の増幅を行えるものであれば、他の種類のトランジスタを用いてもよい。
<Regarding Transistor of
In each of the above-described embodiments, the NPN transistor and the PNP transistor are exemplified as the transistors included in the
＜他の装置について＞
前述の各実施形態では、ヘッド４１をキャリッジとともに移動させるタイプのインクジェットプリンター（シリアルプリンター）を例に挙げて説明したが、プリンターはヘッドが固定された、いわゆるラインプリンターであってもよい。
<About other devices>
In each of the above-described embodiments, an ink jet printer (serial printer) of a type that moves the
１ プリンター、
２０ 搬送ユニット、２１ 給紙ローラー、２２ 搬送モーター、
２３ 搬送ローラー、２４ プラテン、２５ 排紙ローラー、
３０ キャリッジユニット、３１ キャリッジ、３２ キャリッジモーター、
４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、４１１ ケース、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 アイランド部、４１２ｉ 弾性膜、
４２ ヘッド制御回路、４３ 駆動波形信号生成回路、
４３１ 電圧増幅部、４３２ スイッチ、４３３ 電流増幅部、
５０ 検出器群、５１ リニア式エンコーダ、５２ ロータリー式エンコーダ、
５３ 紙検出センサ、５４ 光学センサ、
６０ コントローラー、６１ インターフェース部、
６２ ＣＰＵ、６３ メモリー、６４ ユニット制御回路、
６５ アナログ波形信号生成回路、
７０ 伝送部、
１１０ コンピューター、
ＳＯＣ System-on-a-tip、
ＰＺＴ ピエゾ素子
1 printer,
20 transport units, 21 paper feed rollers, 22 transport motors,
23 transport roller, 24 platen, 25 discharge roller,
30 Carriage unit, 31 Carriage, 32 Carriage motor,
40 head units, 41 heads, 411 case, 412 flow path unit,
412a flow path forming plate, 412b elastic plate, 412c nozzle plate,
412d pressure chamber, 412e nozzle communication port, 412f common ink chamber,
412g Ink supply path, 412h island part, 412i elastic film,
42 head control circuit, 43 drive waveform signal generation circuit,
431 Voltage amplifier, 432 switch, 433 Current amplifier,
50 detector groups, 51 linear encoder, 52 rotary encoder,
53 Paper detection sensor, 54 Optical sensor,
60 controller, 61 interface part,
62 CPU, 63 memory, 64 unit control circuit,
65 analog waveform signal generation circuit,
70 Transmitter,
110 computers,
SOC System-on-a-tip,
PZT Piezo element
Claims (5)
前記デジタル信号に基づいてアナログ波形信号を生成するアナログ波形信号生成部と、
が一体的に形成されたチップを有する制御部と、
（Ｂ）前記アナログ波形信号を電圧増幅および電流増幅して電圧波形信号を生成する電圧波形信号生成部と、
前記電圧波形信号とグランドとの電位差に応じて駆動され、ノズルから液体を噴出させる素子と、
を有するヘッド部と、
（Ｃ）所定の方向に並ぶ複数の伝送線を有する伝送部であって、
前記アナログ波形信号を、前記制御部から前記ヘッド部へ所定の伝送線を介して伝送する伝送部と、
を備える液体噴出装置であって、
前記伝送部において、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線が、グランド線に隣接するように配置されることを特徴とする液体噴出装置。 (A) a digital signal generator that generates a digital signal that defines the waveform shape of the signal;
An analog waveform signal generator for generating an analog waveform signal based on the digital signal;
A control unit having a chip integrally formed;
(B) a voltage waveform signal generation unit that generates a voltage waveform signal by voltage amplification and current amplification of the analog waveform signal;
An element that is driven according to a potential difference between the voltage waveform signal and the ground, and ejects liquid from a nozzle;
A head portion having
(C) a transmission unit having a plurality of transmission lines arranged in a predetermined direction,
A transmission unit for transmitting the analog waveform signal from the control unit to the head unit via a predetermined transmission line;
A liquid ejection device comprising:
In the transmission unit, the transmission line for transmitting the analog waveform signal is disposed so as to be adjacent to a ground line.
前記伝送部は、前記所定の方向に並ぶ複数の伝送線からなる第１のケーブルと、
前記第１のケーブルと対向するように配置され、前記所定の方向に並ぶ複数の伝送線からなる第２のケーブルとを有し、
前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線が前記第１のケーブルに含まれるとき、
前記第２のケーブルにおいて、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線と対向する位置に配置される伝送線が、グランド線であることを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to claim 1,
The transmission unit includes a first cable including a plurality of transmission lines arranged in the predetermined direction;
A second cable composed of a plurality of transmission lines arranged to face the first cable and arranged in the predetermined direction;
When the transmission line for transmitting the analog waveform signal is included in the first cable,
In the second cable, the transmission line disposed at a position facing the transmission line for transmitting the analog waveform signal is a ground line.
前記第２のケーブルにおいて、前記アナログ波形信号を伝送する前記伝送線と対向する位置に配置される伝送線と隣接する伝送線が、グランド線であることを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to claim 2,
In the second cable, the liquid ejection device, wherein a transmission line adjacent to the transmission line disposed at a position facing the transmission line for transmitting the analog waveform signal is a ground line.
前記伝送部において、電源の電流を伝送する伝送線とグランド線とが隣接するように配置されることを特徴とする液体噴出装置。 The liquid ejection device according to any one of claims 1 to 3,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the transmission unit is arranged such that a transmission line for transmitting a power source current and a ground line are adjacent to each other.
前記デジタル信号に基づいてアナログ波形信号を生成するアナログ波形信号生成部と、
が一体的に形成されたチップにおいて、前記アナログ波形信号を生成することと、
前記アナログ波形信号を伝送する伝送線が、グランド線に隣接するように配置される伝送部を介して、前記アナログ波形信号を、ヘッド部へ伝送することと、
前記ヘッド部において、前記アナログ波形信号を電圧増幅および電流増幅して電圧波形信号を生成し、該電圧波形信号とグランドとの電位差に応じて素子を駆動することにより、ノズルから液体を噴出させることと、
を有する液体噴出方法。 A digital signal generator for generating a digital signal that defines the waveform shape of the signal;
An analog waveform signal generator for generating an analog waveform signal based on the digital signal;
Generating the analog waveform signal in a chip formed integrally with each other;
A transmission line that transmits the analog waveform signal, the analog waveform signal is transmitted to the head unit via a transmission unit disposed so as to be adjacent to a ground line;
In the head unit, the analog waveform signal is voltage-amplified and current-amplified to generate a voltage waveform signal, and an element is driven according to a potential difference between the voltage waveform signal and the ground, thereby ejecting liquid from the nozzle. When,
A liquid jetting method.
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