JP2018001639A - 記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より軽量で、より発熱量の少ない記録ヘッドを備えることにより、記録品質に与える影響を低減し稼動することができる記録装置を提供する。【解決手段】プリンター100は、ロール紙5に記録を行う印刷ヘッド13と、印刷ヘッド13を駆動する駆動波形を生成し、ケーブル60を介して印刷ヘッド13を駆動する駆動信号生成回路37と、ケーブル60により供給された駆動波形を補正して駆動する補正駆動回路61(61A,61B)と、を備え、補正駆動回路61が、ケーブル60よりも印刷ヘッド13の側に設けられている。【選択図】図8

Description

本発明は、記録媒体に記録を行う記録ヘッドを搭載した記録装置に関する。
記録装置としてのインクジェットプリンターは、用途の拡大により、記録画像の高精細化、高品質化、大判化が進み、記録ヘッドに搭載するノズルの微細化(高密度化)に伴うノズル数の増大や、記録ヘッドの大型化が進んでいる。
装置の大型化に伴い記録ヘッドと駆動信号発生回路を接続するケーブルが長尺化し、記録ヘッドに供給する駆動波形の劣化や歪みが問題となる。そのため、特許文献1には、駆動波形の歪みを改善するための技術が記載されている。
特開2003−305843号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている駆動波形の歪みを改善するための技術は、抵抗素子やコイル素子などの受動素子を用いて波形の歪を改善するものであり、また、ケーブルの抵抗を低く抑える必要があったため、記録装置や記録ヘッドの更なる大型化に伴うケーブルの長尺化への対応には限界があった。すなわち、記録ヘッドに、高電圧の駆動波形を歪(劣化)が少ない波形として印加するためには、記録ヘッドにより近いところで、能動素子などにより駆動波形をドライブさせることが必要となった。しかし、それには、駆動波形をドライブする回路による記録ヘッドの重量増や、回路の発熱による記録品質への影響を抑制しなければならないという課題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
[適用例1] 本適用例に係る記録装置は、記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドを駆動する駆動波形を生成し、ケーブルを介して前記記録ヘッドを駆動する第1駆動回路と、前記ケーブルにより供給された前記駆動波形を補正して駆動する第2駆動回路と、を備え、前記第2駆動回路が、前記ケーブルよりも前記記録ヘッドの側に設けられていることを特徴とする。
本適用例によれば、記録装置は、記録ヘッドを駆動する駆動波形を生成し、ケーブルを介して記録ヘッドを駆動する第1駆動回路と、ケーブルにより供給された駆動波形を補正して駆動する第2駆動回路とを備えている。そのため、ケーブルを介して供給した場合に歪んでしまう(劣化してしまう)駆動波形を第2駆動回路によって補正することができる。
また、第2駆動回路が、ケーブルよりも記録ヘッドの側に設けられている。すなわち、記録ヘッドを駆動する回路が、ケーブルを介して駆動する第1駆動回路と、ケーブルを介さずに駆動する第2駆動回路とによって構成される。そのため、駆動回路を記録ヘッドだけに搭載した場合と比較して、記録ヘッドをより軽量に構成することができる。
また、駆動回路を分けて離すことで、駆動回路が駆動することにより発生する熱を、ケーブルを介して離れた位置に分散させることができる。そのため、駆動回路を記録ヘッドだけに搭載した場合と比較して、記録ヘッドが高温になることが抑制され、記録品質に与える影響を低減することができる。
[適用例2] 上記適用例に係る記録装置において、前記ケーブルが、前記駆動波形を前記第1駆動回路から前記記録ヘッドに供給する第1駆動信号線と、前記駆動波形を前記第1駆動回路から前記第2駆動回路に供給する第2駆動信号線とを有することを特徴とする。
本適用例によれば、ケーブルが、駆動波形を第1駆動回路から記録ヘッドに供給する第1駆動信号線と、駆動波形を第1駆動回路から第2駆動回路に供給する第2駆動信号線とを有している。第2駆動信号線は、記録ヘッドを駆動する回路と分離されるため、第1駆動回路からの第2駆動回路への入力インピーダンスをより高く構成することができる。第2駆動回路への入力インピーダンスをより高く構成することで、第2駆動信号線を介して第2駆動回路に供給する駆動波形の歪(劣化)をより小さくすることができる。つまり、ケーブルよりも記録ヘッドの側に設けられている第2駆動回路に、歪(劣化)がより小さい駆動波形を供給することができる。そのため、第2駆動回路は、この歪(劣化)がより小さい駆動波形を基準とすることにより、記録ヘッドに供給される駆動波形を補正し駆動することができる。
[適用例3] 上記適用例に係る記録装置において、前記記録ヘッドを駆動する前記第2駆動回路の出力が、前記記録ヘッドを駆動する前記第1駆動回路の出力に接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、第1駆動回路と第2駆動回路とによって記録ヘッドを駆動する回路を簡便に構成することができる。
[適用例4] 上記適用例に係る記録装置において、前記記録ヘッドを搭載し、前記ケーブルを介して配置される前記第1駆動回路とは別に移動するキャリッジを備え、前記キャリッジが、前記第2駆動回路を搭載していることを特徴とする。
本適用例によれば、記録装置は、記録ヘッドおよび第2駆動回路を搭載し、第1駆動回路とは別に移動するキャリッジを備えている。つまり、第1駆動回路を第2駆動回路と分けて配置することで、記録ヘッドを、より軽量で、高温になることが抑制されたシリアルヘッドとして構成することができる。
実施形態1に係る記録装置の構成を示す正面図 実施形態1に係る記録装置の構成を示すブロック図 プリンタードライバーの基本機能の説明図 印刷ヘッドの下面から見たノズルの配列の例を示す模式図 印刷ヘッドの要部断面図 従来技術における印刷ヘッドの駆動制御系統を模式的に示すブロック図 駆動信号生成回路で生成された駆動信号とケーブルを介した信号供給先の駆動信号の波形の例を模式的に示す波形図 印刷ヘッドを駆動する駆動制御系統の構成の例を説明するブロック図 補正駆動回路の具体例を示す回路図 印刷ヘッドの駆動制御系統の変形例を説明するブロック図
以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。以下は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。また、図面に付記する座標においては、Z軸方向が上下方向、+Z方向が上方向、X軸方向が前後方向、−X方向が前方向、Y軸方向が左右方向、+Y方向が左方向、X−Y平面が水平面としている。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る記録装置としてのプリンター100の構成を示す正面図、図2は、同ブロック図である。
プリンター100は、プリンター100に接続される画像処理装置110と共に印刷システム1を構成している。プリンター100は、画像処理装置110から受信する画素データを含む印刷データに基づいて、ロール状に巻かれた状態で供給される長尺状の「記録媒体」としてのロール紙5に所望の画像を記録(以下印刷と言う)するインクジェットプリンターである。
<画像処理装置の基本構成>
画像処理装置110は、プリンター制御部111、入力部112、表示部113、記憶部114などを備え、プリンター100に印刷を行わせる印刷ジョブの制御を行う。画像処理装置110は、好適例としてパーソナルコンピューターを用いて構成している。
画像処理装置110が動作するソフトウェアには、印刷する画像データを扱う一般的な画像処理アプリケーションソフトウェア(以下アプリケーションと言う)や、プリンター100の制御や、プリンター100に印刷を実行させるための印刷データを生成するプリンタードライバーソフトウェア(以下プリンタードライバーと言う)が含まれる。
プリンター制御部111は、CPU(Central Processing Unit)115や、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)116、DSP(Digital Signal Processor)117、メモリー118、プリンターインターフェイス部(I/F)119などを備え、印刷システム1全体の集中管理を行う。
入力部112は、ヒューマンインターフェイスとして情報入力手段である。具体的には、例えば、キーボードや情報入力機器が接続されるポートなどである。
表示部113は、ヒューマンインターフェイスとしての情報表示手段(ディスプレー)であり、プリンター制御部111の制御の基に、入力部112から入力される情報や、プリンター100に印刷する画像、印刷ジョブに関係する情報などが表示される。
記憶部114は、ハードディスクドライブ(HDD)やメモリーカードなどの書き換え可能な記憶媒体であり、画像処理装置110が動作するソフトウェア(プリンター制御部111で動作するプログラム)や、印刷する画像、印刷ジョブに関係する情報などが記憶される。
メモリー118は、CPU115が動作するプログラムを格納する領域や動作する作業領域などを確保する記憶媒体であり、RAM、EEPROMなどの記憶素子によって構成される。
<プリンター100の基本構成>
プリンター100は、印刷部10、移動部20、制御部30などから構成されている。画像処理装置110から印刷データを受信したプリンター100は、制御部30によって印刷部10、移動部20を制御し、ロール紙5に画像を印刷(画像形成)する。
印刷データは、例えば、デジタルカメラなどによって得られた一般的な画像データ(例えば、RGBのデジタル画像情報)を、画像処理装置110が備えるアプリケーションおよびプリンタードライバーによってプリンター100で印刷できるように変換処理した画像形成用のデータであり、プリンター100を制御するコマンドを含んでいる。
印刷部10は、ヘッドユニット11、インク供給部12などから構成されている。
移動部20は、走査部40、搬送部50などから構成されている。走査部40は、キャリッジ41、ガイド軸42、キャリッジモーター(図示省略)などから構成されている。搬送部50は、供給部51、収納部52、搬送ローラー53、プラテン55などから構成されている。
ヘッドユニット11は、印刷用インク(以下インクと言う)をインク滴として吐出する複数のノズル(ノズル列)を有する「記録ヘッド」としての印刷ヘッド13およびヘッド制御部14を備えている。ヘッドユニット11は、キャリッジ41に搭載され、走査方向(図1に示すX軸方向)に移動するキャリッジ41に伴って走査方向に往復移動する。ヘッドユニット11(印刷ヘッド13)が走査方向に移動しながら制御部30の制御の下に、プラテン55に支持されるロール紙5にインク滴を吐出することによって、走査方向に沿ったドットの列(ラスタライン)がロール紙5に形成される。
インク供給部12は、インクタンクおよびインクタンクから印刷ヘッド13にインクを供給するインク供給路(図示省略)などを備えている。
インクには、例えば、濃インク組成物からなるインクセットとして、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の3色のインクセットにブラック(K)を加えた4色のインクセットなどがある。また、例えば、それぞれの色材の濃度を淡くした淡インク組成物からなるライトシアン(Lc)、ライトマゼンタ(Lm)、ライトイエロー(Ly)、ライトブラック(Lk)などのインクセットを加えた8色のインクセットなどがある。インクタンク、インク供給路、および同一インクを吐出するノズルまでのインク供給経路は、インク毎に独立して設けられている。
インク滴を吐出する方式(インクジェット方式)には、ピエゾ方式を用いている。ピエゾ方式は、圧力室に貯留されたインクに圧電素子(ピエゾ素子)により印刷情報信号に応じた圧力を加え、圧力室に連通するノズルからインク滴を噴射(吐出)し印刷する方式である。
移動部20(走査部40、搬送部50)は、制御部30の制御の下に、ロール紙5を印刷部10に対し相対移動させる。
ガイド軸42は、走査方向に延在しキャリッジ41を摺接可能な状態で支持し、また、キャリッジモーターは、キャリッジ41をガイド軸42に沿って往復移動させる際の駆動源となる。つまり、走査部40(キャリッジ41、ガイド軸42、キャリッジモーター)は、制御部30の制御の下にキャリッジ41を(つまりは、印刷ヘッド13を)ガイド軸42に沿って走査方向に移動させる。
供給部51は、ロール紙5がロール状に巻かれたリールを回転可能に支持し、ロール紙5を搬送経路に送り出す。収納部52は、ロール紙5を巻き取るリールを回転可能に支持し、印刷が完了したロール紙5を搬送経路から巻き取る。
搬送ローラー53は、ロール紙5を走査方向と交差する搬送方向(図1に示すY軸方向)に移動させる駆動ローラーやロール紙5の移動に伴って回転する従動ローラーなどから成り、ロール紙5を供給部51から印刷部10の印刷領域(プラテン55の上面で印刷ヘッド13が走査移動する領域)を経由し、収納部52に搬送する搬送経路を構成する。
制御部30は、インターフェイス部(I/F)31、CPU(Central Processing Unit)32、メモリー33、駆動制御部34などを備え、プリンター100の制御を行う。
インターフェイス部31は、画像処理装置110のプリンターインターフェイス部119に接続され、画像処理装置110とプリンター100との間でデータの送受信を行う。画像処理装置110とプリンター100との間は、直接、ケーブル等で接続してもよいし、ネットワーク等を介して間接的に接続してもよい。また、無線通信を介して、画像処理装置110とプリンター100との間でデータの送受信を行ってもよい。
CPU32は、プリンター100全体の制御を行うための演算処理装置である。
メモリー33は、CPU32が動作するプログラムを格納する領域や動作する作業領域などを確保する記憶媒体であり、RAM、EEPROMなどの記憶素子によって構成される。
CPU32は、メモリー33に格納されているプログラム、および画像処理装置110から受信した印刷データに従って、駆動制御部34を介して印刷部10、移動部20を制御する。
駆動制御部34は、CPU32の制御に基づいて、印刷部10(ヘッドユニット11、インク供給部12)、移動部20(走査部40、搬送部50)の駆動を制御する。駆動制御部34は、移動制御信号生成回路35、吐出制御信号生成回路36、「第1駆動回路」としての駆動信号生成回路37を備えている。
移動制御信号生成回路35は、CPU32からの指示に従って、移動部20(走査部40、搬送部50)を制御する信号を生成する回路である。
吐出制御信号生成回路36、および駆動信号生成回路37については後述する。
以上の構成により、制御部30は、搬送部50(供給部51、搬送ローラー53)によって印刷領域に供給されたロール紙5に対し、ガイド軸42に沿って印刷ヘッド13を支持するキャリッジ41を走査方向(X軸方向)移動させながら印刷ヘッド13からインク滴を吐出する動作と、搬送部50(搬送ローラー53)により走査方向と交差する搬送方向(+Y方向)にロール紙5を移動させる動作とを繰り返すことにより、ロール紙5に所望の画像を形成(印刷)する。
<プリンタードライバーの基本機能>
図3は、プリンタードライバーの基本機能の説明図である。
ロール紙5への印刷は、画像処理装置110からプリンター100に印刷データが送信されることにより開始される。印刷データは、プリンタードライバーによって生成される。
以下、印刷データの生成処理について、図3を参照しながら説明する。
プリンタードライバーは、アプリケーションから画像データ(例えば、テキストデータやフルカラーのイメージデータなど)を受け取り、プリンター100が解釈できる形式の印刷データに変換し、印刷データをプリンター100に出力する。アプリケーションからの画像データを印刷データに変換する際に、プリンタードライバーは、解像度変換処理、色変換処理、ハーフトーン処理、ラスタライズ処理、コマンド付加処理などを行う。
解像度変換処理は、アプリケーションから出力された画像データを、ロール紙5に印刷する際の解像度(印刷解像度)に変換する処理である。例えば、印刷解像度が720×720dpiに指定されている場合、アプリケーションから受け取ったベクター形式の画像データを720×720dpiの解像度のビットマップ形式の画像データに変換する。解像度変換処理後の画像データの各画素データは、マトリクス状に配置された画素から構成されている。各画素はRGB色空間の例えば256階調の階調値を有している。つまり、解像度変換後の画素データは、対応する画素の階調値を示すものである。
マトリクス状に配置された画素の内の所定の方向に並ぶ1列分の画素に対応する画素データを、ラスタデータと言う。なお、ラスタデータに対応する画素が並ぶ所定の方向は、画像を印刷するときの印刷ヘッド13の移動方向(走査方向)と対応している。
色変換処理は、RGBデータをCMYK色系空間のデータに変換する処理である。CMYK色とは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)であり、CMYK色系空間の画像データは、プリンター100が有するインクの色に対応したデータである。従って、例えば、プリンター100がCMYK色系の10種類のインクを使用する場合には、プリンタードライバーは、RGBデータに基づいて、CMYK色系の10次元空間の画像データを生成する。
この色変換処理は、RGBデータの階調値とCMYK色系データの階調値とを対応づけたテーブル(色変換ルックアップテーブルLUT)に基づいて行われる。なお、色変換処理後の画素データは、CMYK色系空間により表される例えば256階調のCMYK色系データである。
ハーフトーン処理は、高階調数(256階調)のデータを、プリンター100が形成可能な階調数のデータに変換する処理である。このハーフトーン処理により、256階調を示すデータが、例えば、2階調(ドット有り、無し)を示す1ビットデータや、4階調(ドット無し、小ドット、中ドット、大ドット)を示す2ビットデータに変換される。具体的には、階調値(0〜255)とドット生成率が対応したドット生成率テーブルから、階調値に対応するドットの生成率(例えば、4階調の場合は、ドット無し、小ドット、中ドット、大ドットのそれぞれの生成率)を求め、得られた生成率において、ディザ法・誤差拡散法などを利用して、ドットが分散して形成されるように画素データが作成される。
ラスタライズ処理は、マトリクス状に並ぶ画素データ(例えば上記のように1ビットや2ビットのデータ)を、印刷時のドット形成順序に従って並べ替える処理である。ラスタライズ処理には、ハーフトーン処理後の画素データによって構成される画像データを、印刷ヘッド13(ノズル列)が走査移動しながらインク滴を吐出する各パスに割り付けるパス割り付け処理が含まれる。パス割り付けが完了すると、印刷画像を構成する各ラスタラインを形成する実際のノズルが割り付けられる。
コマンド付加処理は、ラスタライズ処理されたデータに、印刷方式に応じたコマンドデータを付加する処理である。コマンドデータとしては、例えば媒体の搬送仕様(搬送方向への移動量や速度など)に関わる搬送データなどがある。
プリンタードライバーによるこれらの処理は、CPU115の制御の元にASIC116およびDSP117(図2参照)によって行われ、生成された印刷データは、印刷データ送信処理により、プリンターインターフェイス部119を介してプリンター100に送信される。
<ノズル列>
図4は、印刷ヘッド13の下面から見た、ノズルの配列の例を示す模式図である。
図4に示すように、印刷ヘッド13は、各色のインクを吐出するための複数のノズルが並んで形成されたノズル列(図4に示す例は、それぞれ♯1〜♯400の400個のノズルから成るブラックインクノズル列K、シアンインクノズル列C、マゼンタインクノズル列M、イエローインクノズル列Y、グレーインクノズル列LK、ライトシアンインクノズル列LC)を備えている。
各ノズル列の複数のノズルは、搬送方向(Y軸方向)に沿って、一定の間隔(ノズルピッチ)でそれぞれ整列して並んでいる。また、複数のノズル列は、搬送方向と交差する方向(X軸方向)に沿って、一定の間隔(ノズル列ピッチ)で、各ノズル列が平行になるように整列して並んでいる。図4において、各ノズル列のノズルは、下流側のノズルほど若い番号が付されている(♯1〜♯400)。つまり、ノズル♯1は、ノズル♯400よりも搬送方向の下流側に位置している。各ノズルには、各ノズルを駆動してインク滴を吐出させるための駆動素子(前述したピエゾ素子)が設けられている。
図5は、印刷ヘッド13の要部断面図である。
印刷ヘッド13は、振動板71と、この振動板71を変位させる圧力発生部としての圧電式のアクチュエーター72と、内部にインクが充填され振動板71の変位により内部の圧力が増減する圧力室としてのキャビティ73と、このキャビティ73に連通しキャビティ73内の圧力の増減によりインクを液滴として吐出するノズル74とを少なくとも備えている。
ノズル74はノズルプレート75に形成され、ノズルプレート75と振動板71とによって挟まれるように位置するキャビティ基板76により、キャビティ73およびこれにインク供給口83を介して連通するリザーバ78とが形成されている。リザーバ78は、インク供給路を介してインクタンク(図示省略)に連通している。
アクチュエーター72は、対向して配置される櫛歯状の電極79a,79bと、その電極79a,79bの各櫛歯と交互に積層配置される圧電素子77(ピエゾ素子)とからなる。また、アクチュエーター72は、図5に示すように、その一方の端部が印刷ヘッド13の筐体80に固定された固定板81に固定され、他方の端部が接合板82を介して振動板71と接合されている。
このような構成からなるアクチュエーター72において、電極79a,79bとの間に駆動信号を印加することにより、図5の矢印で示すように振動板71を上下させることで、キャビティ73内部の圧力を変化させ、キャビティ73内部のインクを振動させたり、ノズル74からインク滴を吐出させたりすることができる。
<印刷ヘッドの駆動制御>
次に、図6を参照し、印刷ヘッド13の駆動制御について説明する。図6は、印刷ヘッド13を駆動する駆動制御系統の、従来技術における構成の例を説明するブロック図である。
前述したように、駆動制御部34は、吐出制御信号生成回路36および駆動信号生成回路37を備え、ヘッドユニット11(ヘッド制御部14、印刷ヘッド13)を駆動制御する。
吐出制御信号生成回路36は、印刷データに基づき、CPU32からの指示に従って、インクを吐出するノズルの選択、吐出する量の選択、吐出するタイミングの制御などをするためのヘッド制御信号を生成する回路である。
駆動信号生成回路37は、印刷ヘッド13のアクチュエーター72(圧電素子77)を駆動する「駆動波形」としての駆動信号を含む基本駆動信号を生成する回路である。
駆動制御部34は、ヘッド制御信号と基本駆動信号とに基づいて、各ノズル74のそれぞれに対応するアクチュエーター72(圧電素子77)を選択的に駆動する。
ヘッド制御信号とは、駆動パルス選択データSI&SP、クロック信号CLK、ラッチ信号LAT、チャンネル信号CHなどである。
駆動パルス選択データSI&SPは、インク滴を吐出させるべきノズルに対応した圧電素子77を指定する画素データSIおよび吐出する量に係る駆動信号COMの波形パターンデータSPを含んでいる。
ラッチ信号LAT、チャンネル信号CHは、駆動信号COMのタイミングを定める制御信号である。ラッチ信号LATで一連の駆動信号COMが出力され始め、チャンネル信号CH毎に駆動パルスPSが出力される。
基本駆動信号の内、図6に示す駆動信号COMは、アクチュエーター72を駆動してキャビティ73内(図5参照)のインクに圧力変動を生じさせることによりノズル74からインクを吐出させるための基本信号である。
基本駆動信号の内、図6に示すベース信号VBSは、駆動信号COMとの電位差により圧電素子77に、駆動パルスPSを印加するための基準電位を与える信号である。
なお、基本駆動信号には、アクチュエーター72を駆動してキャビティ73内のインクに微振動を付与するための基本信号(図示省略)などもある。
ヘッド制御部14は、シフトレジスター91、ラッチ回路92、レベルシフター93、選択スイッチ94などから構成されている。
シフトレジスター91には、駆動パルス選択データSI&SPが順次入力されると共に、クロック信号CLKの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路92は、ノズル数分の駆動パルス選択データSI&SPがシフトレジスター91に格納された後、入力されるラッチ信号LATによってシフトレジスター91の各出力信号をラッチする。ラッチ回路92に保存された信号は、レベルシフター93によって次段の選択スイッチ94をオン/オフ(接続/遮断)できる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号COMが、ラッチ回路92の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ94の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフター93によって選択スイッチ94がオンし接続される圧電素子77は、駆動パルス選択データSI&SPの接続タイミングで駆動信号COMに接続される。すなわち、圧電素子77には、駆動パルスPSが印加される。
また、シフトレジスター91の駆動パルス選択データSI&SPがラッチ回路92に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスター91に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路92の保存データを順次更新する。なお、この選択スイッチ94により、圧電素子77を駆動信号COM(駆動パルスPS)から切り離した後も、当該圧電素子77の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
ヘッドユニット11の軽量化をはかるため、吐出制御信号生成回路36および駆動信号生成回路37は、ヘッドユニット11とは別体の外部(プリンター100本体)に設け、ヘッド制御信号および基本駆動信号は、ケーブル60を介して供給されるように構成している。すなわち、ヘッド制御信号および基本駆動信号は、駆動制御部34で生成され、ケーブル60を介しヘッド制御部14を経由して印刷ヘッド13へと伝えられる。
ケーブル60には、好適例として、フレキシブルフラットケーブルを用いている。
以上説明した従来技術における印刷ヘッド13の駆動制御系統によれば、ケーブル60が長尺化するほど、伝達される信号の歪(劣化)の度合いが大きくなってしまうという課題があった。特に、印刷ヘッド13を駆動する駆動波形(駆動信号COM)の歪(劣化)は、これに基づく駆動パルスPSの歪(劣化)(すなわちインクの吐出特性の劣化)となり、印刷品質に直接影響を与えるため、様々な対応技術が検討されている。
図7は、駆動信号生成回路37で生成された駆動信号COM(COMi)と、ケーブル60を介した信号供給先の選択スイッチ94に入力され選択される駆動信号COM(COMo、つまりは、印刷ヘッド13のアクチュエーター72(圧電素子77)に印加される駆動パルスPS)の波形の例を模式的に示す波形図である。
例えば、駆動信号COMo(駆動パルスPS)は、ケーブル60のインダクタンスやキャパシタンスの影響により、図7に示すように、オーバーシュートを伴った波形として印加される場合がある。このような波形の歪(劣化)は、印刷品質に直接影響を与えるばかりでなく、例えば、選択スイッチ94やアクチュエーター72を構成する素子の絶対最大定格を超える電圧波形となる場合には、これらの素子が破壊されてしまう虞もあった。
本実施形態では、これに対して、ケーブル60により供給された駆動信号COMを補正して駆動する「第2駆動回路」としての補正駆動回路61を備えることを特徴としている。
以下に具体的に説明する。
図8は、本実施形態における印刷ヘッド13を駆動する駆動制御系統の構成の例を説明するブロック図である。なお、図6で示したヘッド制御信号については、図示を省略している。ヘッド制御信号の生成およびヘッド制御信号により制御されるシフトレジスター91からレベルシフター93の出力までの回路は、図6に示す従来技術と同じである。
本実施形態において、駆動制御部34とヘッド制御部14とを接続するケーブル60は、第1駆動信号線62A、第2駆動信号線63A、第1駆動信号線62B、第2駆動信号線63Bを有している。
図8に示すように、第1駆動信号線62Aは、駆動制御部34において駆動信号COM(駆動波形)が出力される端子と、ヘッド制御部14において、選択スイッチ94の入力に接続される端子とを接続している。選択スイッチ94の出力は、印刷ヘッド13(圧電素子77の一方の電極)に接続される。
第2駆動信号線63Aは、駆動制御部34において駆動信号COM(駆動波形)が出力される端子と、ヘッド制御部14において、補正駆動回路61Aの入力に接続される端子とを接続している。補正駆動回路61Aの出力は、選択スイッチ94の入力に接続される。
第1駆動信号線62Bは、駆動制御部34においてベース信号VBSが出力される端子と、ヘッド制御部14において、印刷ヘッド13(圧電素子77の他方の電極)に接続される端子とを接続している。
第2駆動信号線63Bは、駆動制御部34においてベース信号VBSが出力される端子と、ヘッド制御部14において、補正駆動回路61Bの入力に接続される端子とを接続している。補正駆動回路61Bの出力は、印刷ヘッド13(圧電素子77の他方の電極)に接続される。
ここで、第1駆動信号線62Aで供給される駆動信号COMに対し、第2駆動信号線63Aで供給される駆動信号を駆動信号COMrとする。また、第1駆動信号線62Bで供給されるベース信号VBSに対し、第2駆動信号線63Bで供給されるベース信号をベース信号VBSrとする。
補正駆動回路61Aは、ヘッド制御部14に設けられた回路(つまり、ケーブル60よりも印刷ヘッド13の側に設けられている回路)であり、駆動信号COMrを基準として、ケーブル60(第1駆動信号線62A)により供給された駆動信号COMを補正し、選択スイッチ94がオンすることによって選択されたアクチュエーター72(圧電素子77)を駆動する。
補正駆動回路61Bは、同様に、ヘッド制御部14に設けられた回路(つまり、ケーブル60よりも印刷ヘッド13の側に設けられている回路)であり、ベース信号VBSrを基準として、ケーブル60(第1駆動信号線62B)により供給されたベース信号VBSを補正し、アクチュエーター72(圧電素子77)に供給する。
補正駆動回路61(61A,61B)としては、好適例として図9に示すようなボルテージフォロアーを使用している。入力インピーダンスが高いボルテージフォロアーを使用することで、より歪(劣化)が抑制された入力信号(駆動信号COMrやベース信号VBSr)を基準としてその出力を駆動信号COMrやベース信号VBSrの値にドライブすることができる。すなわち、ケーブル60により供給され歪んだ(劣化した)駆動信号COMやベース信号VBSを、より歪(劣化)が抑制された駆動信号COMrやベース信号VBSrに補正することができる。
なお、補正駆動回路61(ボルテージフォロアー)を駆動する電源(VDD、VEE)は、図8に示すように、ケーブル60によって供給される。
補正駆動回路61Aの出力は、図8に示すように、駆動信号COMが供給される第1駆動信号線62Aが接続された配線端子(選択スイッチ94を介して印刷ヘッド13(圧電素子77の一方の電極)に接続される端子)に接続されている。つまり、印刷ヘッド13(圧電素子77の一方の電極)は、駆動信号生成回路37(第1駆動回路)および補正駆動回路61A(第2駆動回路)によってドライブされる。
また、補正駆動回路61Bの出力は、図8に示すように、ベース信号VBSが供給される第1駆動信号線62Bが接続された配線端子(印刷ヘッド13(圧電素子77の他方の電極)に接続される端子)に接続されている。つまり、印刷ヘッド13(圧電素子77の他方の電極)は、駆動信号生成回路37(第1駆動回路)および補正駆動回路61B(第2駆動回路)によってドライブされる。
以上説明したように、本実施形態のプリンター100(記録装置)は、ロール紙5(記録媒体)に記録(印刷)を行う印刷ヘッド13(記録ヘッド)と、印刷ヘッド13を駆動する駆動信号COM(駆動波形)を生成し、ケーブル60を介して印刷ヘッド13を駆動する駆動信号生成回路37(第1駆動回路)と、ケーブル60により供給された駆動信号COMを補正して駆動する補正駆動回路61(第2駆動回路)と、を備え、補正駆動回路61(61A,61B)が、ケーブル60よりも印刷ヘッド13の側に設けられている。
また、ケーブル60が、駆動信号COM(駆動波形)を駆動信号生成回路37(第1駆動回路)から印刷ヘッド13(記録ヘッド)に供給する第1駆動信号線62Aと、駆動信号COM(駆動波形)を駆動信号生成回路37(第1駆動回路)から補正駆動回路61A(第2駆動回路)に供給する第2駆動信号線63Aとを有している。
本実施形態による記録装置によれば、以下の効果を得ることができる。
プリンター100は、印刷ヘッド13を駆動する駆動信号COM(駆動波形)を生成し、ケーブル60を介して印刷ヘッド13を駆動する駆動信号生成回路37と、ケーブル60により供給された駆動波形を補正して駆動する補正駆動回路61Aとを備えている。そのため、ケーブル60を介して供給した場合に歪んでしまう(劣化してしまう)駆動信号COM(駆動波形)を補正駆動回路61Aによって補正することができる。
また、ケーブル60により供給されたベース信号VBSを補正する補正駆動回路61Bを備えている。そのため、印刷ヘッド13の駆動に伴い、不安定となる基準電位(ベース信号VBS)を補正駆動回路61Bによって安定化することができる。
また、補正駆動回路61Aが、ケーブル60よりも印刷ヘッド13の側に設けられている。すなわち、印刷ヘッド13を駆動する回路が、ケーブル60を介して駆動する駆動信号生成回路37と、ケーブル60を介さずに駆動する補正駆動回路61とによって構成される。そのため、駆動回路を印刷ヘッド13だけに搭載した場合と比較して、印刷ヘッド13をより軽量に構成することができる。
また、駆動回路を分けて離すことで、駆動回路が駆動することにより発生する熱を、ケーブル60を介して離れた位置に分散させることができる。そのため、駆動回路を印刷ヘッド13だけに搭載した場合と比較して、印刷ヘッド13が高温になることが抑制され、記録品質に与える影響を低減することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブル60が、駆動信号COM(駆動波形)を駆動信号生成回路37から印刷ヘッド13に供給する第1駆動信号線62Aと、駆動信号COM(駆動波形)を駆動信号生成回路37から補正駆動回路61Aに供給する第2駆動信号線63Aとを有している。第2駆動信号線63Aは、印刷ヘッド13を駆動する回路と分離されるため、駆動信号生成回路37からの補正駆動回路61Aへの入力インピーダンスをより高く構成することができる。補正駆動回路61Aへの入力インピーダンスをより高く構成することで、第2駆動信号線63Aを介して補正駆動回路61Aに供給する駆動波形の歪(劣化)をより小さくすることができる。つまり、ケーブル60よりも印刷ヘッド13の側に設けられている補正駆動回路61Aに、歪(劣化)がより小さい駆動波形を供給することができる。そのため、補正駆動回路61Aは、この歪(劣化)がより小さい駆動波形を基準とすることにより、印刷ヘッド13に供給される駆動波形を補正し駆動することができる。
また、本実施形態によれば、プリンター100は、ケーブル60を介して配置される駆動信号生成回路37とは別に、印刷ヘッド13および補正駆動回路61を搭載し移動するキャリッジ41を備えている。つまり、駆動信号生成回路37を補正駆動回路61と分けて配置することで、印刷ヘッド13を、より軽量で、高温になることが抑制されたシリアルヘッドとして構成することができる。
なお、ノズルの高密度化に伴うノズル数の増大により、アクチュエーター72(圧電素子77)が増大し、駆動信号COMを供給する第1駆動信号線62Aを流れる電流が増大することがある。電流の増加によっても波形の歪(劣化)に影響を及ぼすため、ノズル数の増加に対しても本実施形態は有効である。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。ここで、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略している。
(変形例1)
図10は、印刷ヘッド13を駆動する駆動制御系統の構成の変形例を説明するブロック図である。図8と同様に、図6で示したヘッド制御信号については、図示を省略している。ヘッド制御信号の生成およびヘッド制御信号により制御されるシフトレジスター91からレベルシフター93の出力までの回路は、図6に示す従来技術と同じである。
実施形態1では、図8に示すように、補正駆動回路61を、駆動信号COM(駆動波形)を補正して駆動する補正駆動回路61Aと、ベース信号VBSを補正して供給する補正駆動回路61Bの2箇所に設けたが、これに限定するものではない。例えば、ベース信号VBSを供給する信号線が、より低抵抗の信号線として構成できる場合には(すなわち、第1駆動信号線62Aと第1駆動信号線62Bの両方の信号線ではなく、一方の信号線(第1駆動信号線62B)が、より低抵抗の信号線として構成できる場合には)、駆動信号COM(駆動波形)を補正して駆動する補正駆動回路61Aのみで構成しても良い。
(変形例2)
実施形態1では、プリンター100が、シリアルヘッドを備えたシリアルプリンターであるとして説明したが、キャリッジ41を備えず、ロール紙5の幅方向に延在して構成されるラインヘッドを備えたラインプリンターであっても良い。
ラインプリンターであっても、ケーブルを介してラインヘッドと離れた位置に発熱部を分割して設けることができるため、熱の影響による印刷品質の低下を抑制することができる。
1…印刷システム、5…ロール紙、10…印刷部、11…ヘッドユニット、12…インク供給部、13…印刷ヘッド、14…ヘッド制御部、20…移動部、30…制御部、31…インターフェイス部、32…CPU、33…メモリー、34…駆動制御部、35…移動制御信号生成回路、36…吐出制御信号生成回路、37…駆動信号生成回路、40…走査部、41…キャリッジ、42…ガイド軸、50…搬送部、51…供給部、52…収納部、53…搬送ローラー、55…プラテン、60…ケーブル、61(61A,61B)…補正駆動回路、62A,62B…第1駆動信号線、63A,63B…第2駆動信号線、71…振動板、72…アクチュエーター、73…キャビティ、74…ノズル、75…ノズルプレート、76…キャビティ基板、77…圧電素子、78…リザーバ、79a,79b…電極、80…筐体、81…固定板、82…接合板、83…インク供給口、91…シフトレジスター、92…ラッチ回路、93…レベルシフター、94…選択スイッチ、100…プリンター、110…画像処理装置、111…プリンター制御部、112…入力部、113…表示部、114…記憶部、115…CPU、116…ASIC、117…DSP、118…メモリー、119…プリンターインターフェイス部。

Claims (4)

  1. 記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドを駆動する駆動波形を生成し、ケーブルを介して前記記録ヘッドを駆動する第1駆動回路と、
    前記ケーブルにより供給された前記駆動波形を補正して前記記録ヘッドを駆動する第2駆動回路と、を備え、
    前記第2駆動回路が、前記ケーブルよりも前記記録ヘッドの側に設けられていることを特徴とする記録装置。
  2. 前記ケーブルが、前記駆動波形を前記第1駆動回路から前記記録ヘッドに供給する第1駆動信号線と、前記駆動波形を前記第1駆動回路から前記第2駆動回路に供給する第2駆動信号線とを有することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記記録ヘッドを駆動する前記第2駆動回路の出力が、前記記録ヘッドを駆動する前記第1駆動回路の出力に接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の記録装置。
  4. 前記記録ヘッドを搭載し、前記ケーブルを介して配置される前記第1駆動回路とは別に移動するキャリッジを備え、前記キャリッジが、前記第2駆動回路を搭載していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の記録装置。
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