JPH11300954A - プリンタとそのヘッド駆動方法及びその駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の印刷領域に高速での印刷を可能とす
る。 【解決手段】 吐出要求に応じてヘッドを駆動してイン
ク吐出する１吐出周期の間、ビジー信号を発生させ、そ
のビジー信号の発生期間は次の吐出要求があっても次の
吐出周期の吐出をそのビジー信号が立ち下がった時点ま
で遅らせ、前後の吐出周期の干渉を防止する。そして、
そのビジー信号の発生期間に次の吐出要求がないとき
は、次の吐出要求の発生時点で吐出を開始する。１吐出
周期内に「アイドリング期間」を必要としないので高速
印刷が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリンタとそのヘッ
ド駆動方法およびその駆動装置に関し、特にインクの吐
出タイミングを補正可能としたインクジェット方式のヘ
ッドの駆動に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式のプリンタは、イン
クをヘッドから記録媒体である用紙にジェットのように
吐出して印刷するもので、このヘッドの機構としてピエ
ゾ素子によるインク室の加圧を利用したものがある。こ
の機構の従来の駆動方法について雑誌「解体新書」NO.2
1995 P36~37に記載のものを引用して説明する。図５
に示すように、ヘッド１０はインクを吐出するノズル１
１につながるインク室１２とこのインク室１２の壁を加
圧するためのピエゾ素子１３とを複数個（１個のみ図
示）有し、「インク室拡大１」でインク室を拡大、イン
クを引いて吐出前のインクの状態を整える。そして「イ
ンク室縮小」でインクを吐出させ、「インク室拡大２」
で再度、インク室を拡大、インクを引いて吐出後のイン
ク滴を分離させる。この後、「アイドリング期間」を設
けている。以上の駆動方法により用紙の所定位置にイン
クを吐出する場合、ヘッドの走行速度を所定速度に設定
して走行させ所定位置毎に「インク室拡大１」→「イン
ク室縮小」→「インク室拡大２」→「アイドリング期
間」の１吐出周期を繰り返してインクを吐出していく。
上記において、「アイドリング期間」を設けているの
は、ヘッドの走行速度を所定速度に設定しているが実際
のメカニカル速度は完全に一定ではなく、従って所定位
置間の走行時間も完全に一定ではなく、「インク室拡大
１」→「インク室縮小」→「インク室拡大２」だけの１
吐出周期でヘッドを動作させると走行時間が短い場合、
この１吐出周期が終わらない内に次の１吐出周期の動作
に入る虞があり、この点を考慮して、この１吐出周期が
完全に終わってから次の周期の印刷を行うようにするた
めである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上で説明したように
上記機構において従来の駆動方法ではインクの１吐出周
期に「アイドリング期間」を設けて「インク室拡大１」
→「インク室縮小」→「インク室拡大２」の動作が前後
の１吐出周期でぶつからないようにしているためこの
「アイドリング期間」だけ印刷速度が遅くなるという問
題があった。本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、インクの１吐出周期に「アイドリング期間」を
設けなくても「インク室拡大１」→「インク室縮小」→
「インク室拡大２」の動作が前後の１吐出周期でぶつか
らないようにしたプリンタとそのヘッド駆動方法及びそ
の駆動装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリンタの
ヘッド駆動方法は、吐出要求信号によりヘッドを１吐出
周期駆動してインクを吐出し、この１吐出周期の間は、
次の吐出要求信号によるヘッド駆動をしないようにして
いる。上記本発明の方法において、１吐出周期に次の吐
出要求信号が発生した場合、１吐出周期の終了時点でヘ
ッド駆動をし、１吐出周期の終了後に次の吐出要求信号
が発生した場合、次の吐出要求信号の発生時点でヘッド
駆動をする。また、１吐出周期の間ビジー信号のパルス
を発生させ、１吐出周期の終了時点をこのビジー信号の
パルスが立ち下がった時点とする。また、ヘッドがノズ
ルにつながるインク室とこのインク室の壁を加圧するた
めのピエゾ素子とを含む。本発明に係るプリンタのヘッ
ド駆動装置は、吐出要求信号によりヘッドを１吐出周期
駆動してインクを吐出し、この１吐出周期の間は、次の
吐出要求信号によるヘッド駆動をしないようにしてい
る。上記本発明の装置において、１吐出周期に次の吐出
要求信号が発生した場合、１吐出周期の終了時点で前記
ヘッド駆動をし、１吐出周期の終了後に次の吐出要求信
号が発生した場合、次の吐出要求信号の発生時点でヘッ
ド駆動をする。上記本発明の装置は、具体的には、ヘッ
ドへの駆動信号を生成すると共に１吐出周期の間発生す
るビジー信号を生成する出力回路と、ビジー信号の発生
期間中に次の吐出要求信号が発生した場合、ビジー信号
の立ち下がり時点でタイミング信号を発生し、ビジー信
号が発生していないときに次の吐出要求信号が発生した
場合、次の吐出要求信号の発生時点でタイミング信号を
発生する補正回路とを具備とを具備している。本発明の
プリンタは、ヘッドがノズルにつながるインク室とこの
インク室の壁を加圧するためのピエゾ素子とを含み、上
記発明のヘッド駆動装置を用いている。

【０００５】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図
１乃至図４を参照して説明する。先ず、本発明に係るプ
リンタの駆動方法について図１を参照して説明する。本
発明はプリンタのヘッドと記録媒体とを相対走行させイ
ンクを記録媒体に吐出するとき、吐出要求信号に応じて
１吐出周期の間ヘッドを駆動する吐出タイミングの取り
方に特徴があり、以下その方法を説明する。ヘッドと記
録媒体との相対走行として、例えば、ヘッドを記録媒体
に対し行方向に走行させると吐出要求信号，，が
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のタイミングで発生する。ヘッドを駆
動するとき、１吐出周期の一定幅のビジー信号を発生さ
せる。 （１）最初の吐出要求信号の発生時点Ｔ１でタイミン
グ信号を発生させ、第１周期目の吐出を開始させると
共に１クロック信号分遅れてビジー信号のパルスを発
生させる。 （２）第１周期目の吐出を開始した時点Ｔ１から第２の
吐出要求信号の発生時点Ｔ２までのヘッドの走行時間
がビジー信号のパルス幅より長い場合、第２の吐出要
求信号の発生時点Ｔ２でタイミング信号を発生さ
せ、第２周期目の吐出を開始させると共に１クロック信
号分遅れてビジー信号のパルスを発生させる。 （３）第２周期目の吐出を開始した時点Ｔ２から第３の
吐出要求信号の発生時点Ｔ３までの走行時間がビジー
信号のパルス幅より短い場合、第３の吐出要求信号
の発生時点Ｔ３では第３周期目の吐出を開始させず待機
状態とし、その後、第２周期目の吐出が完了してビジー
信号のパルスが立ち下がった時点Ｔ４でタイミング信
号を発生させ、第３周期目の吐出を開始させると共に
１クロック信号分遅れてビジー信号のパルスを発生さ
せる。 （４）以下、ヘッドを記録媒体に対して行走行させ、印
刷の所定領域の端まで（２）又は（３）の一つの方法で
１吐出周期を繰り返し、端まで１走行させる毎に（１）
に戻り、次の走行行を、以下同様に１吐出周期を繰り返
して記録媒体の所定領域へ印刷していく。

【０００６】以上で説明した方法によると、ヘッドを記
録媒体に対して行走行させながらインクの吐出要求信号
によりヘッドを１吐出周期の間駆動してインクを記録媒
体上に周期的に吐出するとき、１吐出周期の間ビジー信
号を発生させる。そして、ビジー信号の発生期間中に次
の周期の吐出要求信号が発生した場合、ビジー信号が立
ち下がった時点で吐出を開始することにより前後の吐出
周期がぶつかるのを防止でき、従来のように吐出周期内
に「アイドリング期間」を設けなくてもよいので高速で
の印刷が可能となる。

【０００７】次に、上記の駆動方法を実現する本発明に
係る駆動装置を用いたプリンタの実施例を図２乃至図４
を参照して説明する。プリンタは、図２に示すように、
吐出要求信号や印刷データ等を出力する制御装置２０
と、この制御装置２０からの吐出要求信号に応じて駆動
信号を出力する駆動装置３０と、この駆動信号により１
吐出周期毎にインクを吐出するヘッド１０とを具備して
いる。

【０００８】制御装置２０は、例えばＲＯＭやＲＡＭを
含むコンピュータで、ＲＯＭに記憶されている制御プロ
グラムに従ってプリンタ全体の動作を制御し、ＲＯＭは
制御プログラムのほかに文字フォントデータなどを記憶
しており、ＲＡＭは制御動作時のワークエリアとして使
用されると共に印刷データや各種データを記憶する。こ
の制御装置２０はクロック信号、吐出要求信号及び印刷
データ信号を駆動装置３０に供給する。吐出要求信号は
インク吐出の要求位置として設定された所定の吐出位置
を例えば図示しないエンコーダによりヘッドの走行時に
検出したエンコーダ信号に基づき供給される。吐出要求
信号の間隔は、ヘッドの実際のメカニカルな走行速度が
設定した速度と一致する場合より速い場合は狭くなり、
遅い場合は広くなる。

【０００９】駆動装置３０は、吐出要求信号を補正して
インク吐出のタイミング信号を出力する補正回路３１
と、制御装置２０からの印刷データと補正回路３１から
のタイミング信号に基づいて駆動信号を出力すると共
に、駆動信号が出力中であることを知らせるビジー信号
を補正回路３１に出力する出力回路３２とで構成されて
いる。補正回路３１は、出力回路３２からのビジー信号
と制御装置２０からの吐出要求信号とに基づきタイミン
グ信号を生成し出力回路３２に供給する。ビジー信号の
パルスが供給されているときに次の吐出要求信号が供給
された場合は、この立ち上がり時点からそのビジー信号
のパルスが立ち下がる時点まで待機状態となりその立ち
下がる時点でタイミング信号を出力し、ビジー信号のパ
ルスが供給されていないときに次の吐出要求信号が供給
された場合は、その吐出要求信号の立ち上がり時点から
タイミング信号を出力する。出力回路３２は、補正回路
３１からのタイミング信号に同期して制御装置２０から
の印刷データに対応した駆動信号をヘッド１０に供給す
ると共に、駆動信号を供給していることを知らせるビジ
ー信号をタイミング信号の立ち上がった次のクロック信
号に同期して１吐出周期の間補正回路３１に供給する。

【００１０】ヘッド１０は図３に示すように従来と同様
にインクを吐出するノズル１１につながるインク室１２
とこのインク室１２の壁を加圧するためのピエゾ素子１
３とを複数個（１個のみ図示）有し、図示しないキャリ
ッジに搭載されて行方向に走行しながら、このピエゾ素
子に駆動装置３０からの駆動信号を供給することにより
インクを記録媒体である用紙に吐出し、行方向の１回分
毎に用紙を列方向に間歇走行させて用紙の所定領域に印
刷データに基づく印刷を行う。

【００１１】次に上記構成のプリンタの動作について説
明する。図３に示すように、ヘッド１０のピエゾ素子１
３に供給する駆動信号の１吐出周期毎にヘッド１０のノ
ズル１１からインクを１回吐出するときの駆動信号の波
形とインク室１２の状態との関係は、波形の立ち上が
り、立ち下がりで順次、「インク室拡大１」→「インク
室縮小」→「インク室拡大２」となり、「インク室拡大
１」でインク室を拡大、インクを引いて吐出前のインク
の状態を整え、「インク室縮小」でインクを吐出させ、
「インク室拡大２」で再度、インク室を拡大、インクを
引いて吐出後のインク滴を分離させるようにしている。

【００１２】上記の１吐出周期を用いて用紙の所定位置
にインク吐出する場合のプリンタの動作について図４の
タイムチャートを併用して説明する。制御装置２０に外
部装置であるホストコンピュータから印刷命令を与える
と走行速度を所定速度に設定したヘッドが制御装置２０
に制御されて行方向を走行する。 （１）最初の所定位置にヘッドが到達すると、これを検
知し制御装置２０から吐出要求信号のパルスが補正回
路３１に供給される。このとき補正回路３１は出力回路
３２からビジー信号のパルスが供給されていないので、
吐出要求信号のパルスの立ち上がり時点ｔ１でタイミ
ング信号のパルスが補正回路３１から出力回路３２に
供給され、出力回路３２からはこれに同期してヘッドに
駆動信号が供給され第１周期目の吐出を開始させると共
に補正回路３１にビジー信号のパルスが１クロック分
遅れて供給される。

【００１３】（２）最初の所定位置、即ち、第１周期目
の吐出を開始した位置から第２の所定位置までのヘッド
の走行時間が１吐出周期より長い場合、第２の所定位置
にヘッドが到達するまでに第１周期目の吐出が完了しビ
ジー信号のパルスは立ち下がる。時点ｔ２に第２の所
定位置にヘッドが到達すると、これを検知して制御装置
２０から吐出要求信号のパルスが補正回路３１に供給
される。このとき（１）と同様に補正回路３１は出力回
路３２からビジー信号のパルスが供給されていないの
で、吐出要求信号のパルスの立ち上がり時点ｔ２でタ
イミング信号のパルスが出力回路３２に供給され、出
力回路３２からはこれに同期してヘッドに駆動信号が供
給され第２周期目の吐出を開始させると共に補正回路３
１に（１）と同様にビジー信号のパルスが供給され
る。

【００１４】（３）第２の所定位置、即ち、第２周期目
の吐出を開始した位置から第３の所定位置までのヘッド
の走行時間が１吐出周期より短い場合、第３の所定位置
にヘッドが到達した時点ｔ３で第２周期目の吐出は完了
しておらずビジー信号のパルスが補正回路３１に供給
されたままである。第３の所定位置にヘッドが到達する
と、これを検知して制御装置２０から吐出要求信号のパ
ルスが補正回路３１に供給される。補正回路３１はこ
の時点ｔ３で出力回路３２からビジー信号のパルスが
供給されているので、吐出要求信号のパルスの立ち上
がり時点ｔ３でタイミング信号のパルスは出力回路３２
に供給されず第３周期目の吐出は待機状態となり、その
後、第２周期目の吐出が完了してビジー信号のパルス
が立ち下がった時点ｔ４でタイミング信号のパルスが
出力回路３２に供給され、出力回路３２からはこれに同
期してヘッドに駆動信号が供給され第３周期目の吐出を
開始させると共に補正回路３１にビジー信号のパルス
が供給される。

【００１５】（４）第３周期目の吐出を開始した位置か
ら第４の所定位置までのヘッドの走行時間が１吐出周期
より短い場合、第４の所定位置にヘッドが到達した時点
ｔ５で第３周期目の吐出は完了しておらずビジー信号の
パルスが補正回路３１に供給されたままである。第４
の所定位置にヘッドが到達すると、これを検知して制御
装置２０から吐出要求信号のパルスが補正回路３１に
供給される。補正回路３１はこの時点ｔ５で出力回路３
２からビジー信号のパルスが供給されているので、吐
出要求信号のパルスの立ち上がり時点ｔ５でタイミン
グ信号のパルスは出力回路３２に供給されず第４周期目
の吐出は待機状態となり、その後、第３周期目の吐出が
完了してビジー信号のパルスが立ち下がった時点ｔ６
でタイミング信号のパルスが出力回路３２に供給さ
れ、出力回路３２からはこれに同期してヘッドに駆動信
号が供給され第４周期目の吐出を開始させると共に補正
回路３１にビジー信号のパルスが供給される。

【００１６】（５） 第４周期目の吐出を開始した位置
から第５の所定位置までのヘッドの走行時間が１吐出周
期より長い場合、第５の所定位置にヘッドが到達するま
でに時点ｔ７で第４周期目の吐出が完了しビジー信号の
パルスは立ち下がる。時点ｔ８で第５の所定位置にヘ
ッドが到達すると、これを検知して制御装置２０から吐
出要求信号のパルスが補正回路３１に供給される。こ
の時点ｔ８で補正回路３１は出力回路３２からビジー信
号のパルスが供給されていないので、吐出要求信号のパ
ルスの立ち上がり時点ｔ８でタイミング信号のパルス
が出力回路３２に供給され、出力回路３２からはこれ
に同期してヘッドに駆動信号が供給され第５周期目の吐
出を開始させると共に補正回路３１にビジー信号のパル
スが供給される。

【００１７】（６）以下、同様に行方向にヘッドが走行
され印刷の所定領域の行端まで１吐出周期を繰り返し、
行方向に１走行させる毎に用紙が列方向に間歇走行させ
られて同様に１吐出周期を繰り返して用紙の所定領域に
印刷データに基づく印刷が行われる。

【００１８】以上で説明したように、ヘッド１０を記録
媒体上で行方向に走行させながら制御装置２０からの吐
出要求信号毎に、補正回路３１から出力回路３２にタイ
ミング信号を供給し、このタイミング信号に同期した出
力回路３２の駆動信号によりヘッド１０を１吐出周期の
間駆動してインクを記録媒体上に吐出するとき、出力回
路３２から駆動信号の１吐出周期の間ビジー信号を発生
させる。そして、ビジー信号の発生期間中に次の周期の
吐出要求信号が制御装置２０から供給された場合、その
ビジー信号が立ち下がった時点で補正回路３１からタイ
ミング信号を出力回路３２に供給することにより前後の
吐出周期がぶつかるのを防止する。また、ビジー信号の
立ち下がり後に吐出要求信号が制御装置２０から供給さ
れた場合、吐出要求信号の供給時点で補正回路３１から
タイミング信号を出力回路３２に供給する。このことに
より、従来のように吐出周期内に「アイドリング期間」
を設けなくてもよいので高速での印刷が可能となる。
尚、ヘッドは上述の実施例に限定されることなく、例え
ば、インクの加熱による膨張を利用したもののように、
文字どおりインクをジェットのように記録媒体に吐出す
るものであればよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、インクを吐出させる１
吐出周期の間ビジー信号のパルスを発生させ、そのビジ
ー信号のパルスが発生している間は次の吐出要求があっ
ても次の吐出を開始させず待機状態として遅らせ、その
ビジー信号のパルスが立ち下がった時点でその吐出を開
始させることにより、吐出周期が前後でぶつかるのを防
止する。そして、そのビジー信号のパルスが発生してい
る間に次の吐出要求がないときは、そのビジー信号のパ
ルスが立ち下がった時点で、次の吐出要求よりも手前で
その吐出を開始させることにより、吐出タイミングの遅
れ分と進み分を印刷の所定領域の枠内で相殺できるので
所定領域内に印刷でき、従来のように吐出周期内に「ア
イドリング期間」を設けなくてもよいので高速での印刷
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るプリンタのヘッド駆動方法を説
明するタイムチャート図。

【図２】 本発明に係るプリンタの１実施例を示すブロ
ック

【図３】 図２のプリンタのヘッドの１吐出周期の動作
を説明する図。

【図４】 図２のプリンタの補正回路の動作を説明する
タイムチャート図。

【図５】 従来のプリンタの駆動方法でのヘッドの１吐
出周期の動作を説明する図

【符号の説明】

１０ ヘッド １１ ノズル １２ インク室 １３ ピエゾ素子 ２０ 制御装置 ３０ 駆動装置 ３１ 補正回路 ３２ 出力回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吐出要求信号によりヘッドを１吐出周期駆
   動してインクを吐出し、この１吐出周期の間は、次の吐
   出要求信号によるヘッド駆動をしないようにしたプリン
   タのヘッド駆動方法。
2. 【請求項２】前記１吐出周期に次の吐出要求信号が発生
   した場合、前記１吐出周期の終了時点でヘッド駆動を
   し、前記１吐出周期の終了後に次の吐出要求信号が発生
   した場合、前記次の吐出要求信号の発生時点でヘッド駆
   動をする請求項１記載のプリンタのヘッド駆動方法。
3. 【請求項３】前記１吐出周期の間ビジー信号を発生さ
   せ、前記１吐出周期の終了時点をこのビジー信号が立ち
   下がった時点とする請求項１記載のプリンタのヘッド駆
   動方法。
4. 【請求項４】前記ヘッドがノズルにつながるインク室と
   このインク室の壁を加圧するためのピエゾ素子とを含む
   請求項１記載のプリンタのヘッド駆動方法。
5. 【請求項５】吐出要求信号によりヘッドを１吐出周期駆
   動してインクを吐出し、この１吐出周期の間は、次の吐
   出要求信号によるヘッド駆動をしないようにしたプリン
   タのヘッド駆動装置。
6. 【請求項６】前記１吐出周期に次の吐出要求信号が発生
   した場合、前記１吐出周期の終了時点でヘッド駆動を
   し、前記１吐出周期外に次の吐出要求信号が発生した場
   合、前記次の吐出要求信号の発生時点でヘッド駆動をす
   る請求項５記載のプリンタのヘッド駆動装置。
7. 【請求項７】ヘッドへの駆動信号を生成すると共に前記
   １吐出周期の間発生するビジー信号を生成する出力回路
   と、前記ビジー信号の発生期間中に次の吐出要求信号が
   発生した場合、前記ビジー信号の立ち下がり時点でタイ
   ミング信号を発生し、前記ビジー信号が発生していない
   ときに次の吐出要求信号が発生した場合、前記次の吐出
   要求信号の発生時点で前記タイミング信号を発生する補
   正回路とを具備し、前記タイミング信号に同期して前記
   駆動信号を生成する請求項６記載のプリンタのヘッド駆
   動装置。
8. 【請求項８】前記ヘッドがノズルにつながるインク室と
   このインク室の壁を加圧するためのピエゾ素子とを含む
   請求項５記載のヘッド駆動装置を用いたプリンタ。