喷墨式打印头的驱动装置及其控制方法和液滴喷出装置 【技术领域】
本发明涉及一种喷墨式打印头的驱动装置、该驱动装置的控制方法和液滴喷出装置。
背景技术
参照图9说明喷墨式液滴喷出装置的喷头部分和该驱动装置的概要。
图9表示作为控制主体的信息处理装置主体(以下称为“驱动装置”)910和成为控制对象的喷头部950之间的关系图。在该图中，驱动装置910具备：生成用于从多个喷嘴喷出液滴的驱动信号Vout的驱动信号发生器915、和将上位装置(图示省略)所输入的驱动数据变换成适合于向喷头部950传送的结构并串行输出的数据保持部，即锁存电路911和移位寄存器913。由上位装置将驱动用的打印时序信号PTS(print timing signal)输入到锁存电路911中，获取在打印时序信号PTS地上升沿时所输入的驱动数据并进行保持。
由上位装置将打印时序信号PTS错开给定时间的锁存信号LAT向驱动信号发生器915供给。另外，向驱动信号发生器915施加约30V程度的恒定电源电压VH，作为产生驱动信号的电源。并且，从数据总线输入的驱动信号数据由驱动信号发生器915进行数—模转换之后，作为驱动信号Vout输出。
另一方面，如图9所示，喷头部950包括：用于输入作为每个喷嘴的驱动信息的数据DATA的移位寄存器951、用于保持移位寄存器951的数据的锁存电路952、选择驱动/非驱动的选择器953、和用于驱动分别连通多个液滴容器的喷嘴(图示省略)的具有执行机构的喷嘴驱动部954。移位寄存器951将所输入的为串行数据的数据DATA变换为并行数据。锁存电路952是将移位寄存器95 1所输出的并行数据按各个喷嘴保持的数据保持部。另外，由驱动装置910将上述驱动信号Vout输送到选择器953，分配在各个喷嘴的驱动信息只是在「驱动」时施加到所希望的喷嘴上，而在「非驱动」时不进行施加。在喷嘴驱动部954中，驱动各个被施加了驱动信号Vout的执行机构，从喷嘴喷出液滴。逻辑电源Vcc、接地GND是电源线。向逻辑电源Vcc供给+5V或+3.3V的电压。
成为上述那样的喷墨式液滴喷出装置喷出液滴的对象的基板开始向大型化发展。随着对象基板的大型化，喷头部的数量、喷嘴的数量等有增加的趋势。因此，对于驱动装置存在耗电量增加的问题。尤其是在工业用的液滴喷出装置中，为了提高处理能力，有安装10个以上的喷头部的情形。此时，除了耗电量的增加以外还导致发热量增多，成为问题。这些耗电量的增加和发热问题，在向对象基板均匀连续喷出液滴时(所谓全涂情况)，更加明显。
专利文献1：特开2002-264366号公报；
专利文献2：特开平5-116282号公报；
专利文献3：特开平9-39272号公报。
【发明内容】
本发明正是为了解决上述问题的发明，其目的在于提供一种耗电量低、发热量少的喷墨式打印头的驱动装置、该驱动装置的控制方法和液滴喷出装置。
为了解决上述课题，达到目的，本发明提供一种喷墨式打印头的驱动装置，驱动喷墨式打印头从多个喷嘴喷出液滴，所具有的特征是包括：保存喷出液滴用数据列的数据保存部；判定所保存的上述数据列的数据判定部；向喷墨式打印头输出所判定的上述数据列的移位寄存器；和生成驱动上述移位寄存器的时钟信号的时钟信号生成部；上述数据判定部判定上述数据列是否是给定排列配置；当上述数据列是上述给定排列配置时，上述时钟信号生成部停止生成上述时钟信号；上述移位寄存器将上述给定排列配置的数据列输出到上述喷墨式打印头。由此，当向打印头输出的数据列为给定排列配置时，时钟信号生成部就停止生成时钟信号。于是，移位寄存器不按照时钟信号动作。此时，移位寄存器把预定的固定数据的给定排列配置的数据列输出到打印头。因此，可以降低由移位寄存器的驱动导致的耗电以及发热。
依据本发明的优选方式，优选：上述数据判定部判定上述数据列是否是让全部液滴喷出的喷出数据列、或者不让全部液滴喷出的非喷出数据列；当上述数据列是上述喷出数据列、或者上述非喷出数据列时，上述时钟信号生成部停止生成上述时钟信号；在停止生成上述时钟信号时，上述移位寄存器将上述喷出数据、或者上述非喷出数据传送到上述喷墨式打印头侧。由此，若是喷出数据列或非喷出数据列时，时钟信号生成部停止生成时钟信号。于是，移位寄存器不按照时钟信号动作。此时，移位寄存器把预定的固定数据的喷出数据列或非喷出数据列输出到打印头。因此，可以降低由移位寄存器的驱动导致的耗电以及发热。
依据本发明的优选方式，优选：上述多个喷嘴按每个给定块设置；上述数据判定部对应于上述给定块设置有多个。由此，即使喷嘴数目很多的情况，也能够按各块分别控制移位寄存器的驱动。其结果，可以更可靠地降低由移位寄存器的驱动所导致的耗电及发热。
再有，本发明提供一种喷墨式打印头的驱动装置的控制方法，控制驱动装置，让喷墨式打印头从多个喷嘴喷出液滴，所具有的特征是包括：保存用于液滴喷出数据列的数据保存工序；判定所保存的上述数据列的数据判定工序；通过移位寄存器将所判定的上述数据列向喷墨式打印头输出的数据输出工序；和生成用于驱动上述移位寄存器的时钟信号的时钟信号生成工序；在上述数据判定工序中，判定上述数据列是否是给定排列配置；当上述数据列是上述给定排列配置时，上述时钟信号生成工序停止生成上述时钟信号。由此，向打印头输出的数据列为给定排列配置时，时钟信号生成部停止生成时钟信号。于是，移位寄存器不按照时钟信号动作。此时，移位寄存器把预定的固定数据的给定排列配置的数据列输出到打印头。因此，可以降低由移位寄存器的驱动所导致的耗电及发热。
依据本发明的优选方式，优选：上述数据判定工序判定上述数据列是否是让全部液滴喷出的喷出数据列、或者不让全部液滴喷出的非喷出数据列；当上述数据列是上述喷出数据列、或者上述非喷出数据列时，上述时钟信号生成部停止生成上述时钟信号；在停止生成上述时钟信号时，上述数据输出工序将上述喷出数据、或者上述非喷出数据输出到上述喷墨式打印头侧。由此，若是喷出数据列或非喷出数据列时，时钟信号生成部停止生成时钟信号。于是，移位寄存器不按照时钟信号动作。此时，移位寄存器把预定的固定数据的喷出数据列或非喷出数据列输出到打印头。因此，可以降低由移位寄存器的驱动导致的耗电以及发热。
另外，本发明提供一种液滴喷出装置，所具有的特征是具备：上述喷墨式打印头的驱动装置；和根据从上述驱动装置输出的上述数据列驱动上述多个喷嘴的控制部。由此，能够降低驱动装置侧的耗电及发热。其结果，使用现有的打印头，也可以获得降低耗电及发热的液滴喷出装置。
附图说明：
图1表示第1实施方式的驱动装置和喷头部的简单构成图。
图2表示第1实施方式的驱动装置等的框图。
图3表示第1实施方式的驱动装置的逻辑电路图。
图4表示第1实施方式的喷头部的框图。
图5表示表示点阵图案的图。
图6表示现有技术的数据转送的时序图。
图7表示第1实施方式的数据转送的时序图。
图8表示第2实施方式的液滴喷出装置的简要构成图。
图9表示现有技术的驱动装置和喷头部的简要构成图。
图中：110-驱动装置，111-锁存电路，112-数据判定部，113-移位寄存器，114-时钟信号生成部，115-驱动信号发生器，150-喷头部，151-移位寄存器，152-锁存电路，153-选择器，154-喷头驱动部，200-计算机，201-波形数据输入部，203-喷出数据输入部，205-控制信号输入部，206-时序控制部，800-液滴喷出装置，810-底座部，820-X轴工作台，830-Y轴工作台，910-驱动装置，915-驱动信号发生器，911-锁存电路，913-移位寄存器，950-喷头部，951-移位寄存器，952-锁存电路，953-选择器，954-喷头驱动部，ICLK-内部移位时钟信号，LAT-锁存信号，PTS-打印时序信号，SCLK-外部移位时钟信号，SDATA-数据列，Vout-驱动信号。
【具体实施方式】
下面，参照附图，说明本发明的优选实施方式。首先，参照图1说明具有有关本发明第1实施方式的喷墨式打印头控制电路105的驱动装置的概要。图1是具有作为控制主体的信息处理装置主体的喷墨式打印头的驱动装置(以下称“驱动装置”)110，和成为控制对象的喷头部150的液滴喷出装置100的说明图。在该图中，驱动装置110包括：生成用于从多个喷嘴喷出液滴的驱动信号Vout的驱动信号发生器115、和将上位装置(图示省略)所输入的驱动数据变换成适合于向喷头部150传送的结构并串行输出的数据保持部，即锁存电路111和移位寄存器113。由上位装置将驱动用的打印时序信号PTS输入到锁存电路111中，获取在打印时序信号PTS的上升沿时所输入的驱动数据并进行保持。
由上位装置将打印时序信号PTS错开给定时间的锁存信号LAT向驱动信号发生器115供给。另外，向驱动信号发生器115施加约30V程度的恒定电源电压VH，作为产生驱动信号的电源。并且，从数据总线输入的驱动信号数据由驱动信号发生器115进行数—模转换之后，作为驱动信号Vout输出。
另外，数据判定部112判定已保持的数据列的内容。对于数据判定部112将在后面详细说明。时钟信号生成部114生成用于对驱动装置110内的移位寄存器113进行驱动的内部移位时钟信号ICLK2。移位寄存器113将并行状态的数据列转换为串行数据列SDATA后，输出到喷头部150。
下面，说明喷头部150的简要构成。在喷头部150中，设置有输入串转换行后的数据列SDATA的移位寄存器151。
另外，喷头部150包括：具有用于驱动分别连通多个液滴容器的喷嘴(图示省略)的执行机构的喷嘴驱动部154和选择驱动喷嘴的选择器153。在选择器153的前级，设置有从驱动装置110输送来的数据列SDATA针对每个喷嘴进行保持的数据保持部，即锁存电路152。在选择器153的信号输入上施加通过驱动装置110输送来的驱动信号Vout。在选择器153的选择输入上分别施加分配到每个喷嘴的驱动信息。在喷嘴驱动部154中，对分别施加驱动信号Vout的每个执行机构进行驱动，从喷嘴喷出液滴。
输入到锁存电路152的锁存信号LAT假定在64喷头时外部移位时钟信号SCLK的频率为1[MHz]时，是具有64[μs]以上的周期、和驱动信号Vout同步时成有效的信号，在该锁存周期内，作为下一个周期的数据列SDATA，通过移位寄存器151锁存到锁存电路152，输入到选择器153。
上述构成的动作时序，在锁存信号LAT每次变为有效时，从驱动装置110向喷头部150转送驱动信号Vout和1个锁存周期前的数据列SDATA。在喷头部150中，根据转送来的各种信号或数据列SDATA，驱动相应的喷嘴，在被印刷介质的给定区域分别喷射液滴。
图2(a)表示本实施方式的液滴喷出装置100的简要框图。如图2(a)所示，来自计算机200的控制信号，是通过作为专用总线的PCI总线送到驱动装置110。驱动装置110和喷头部150是用挠性扁平电缆(以下称为“FFC”)来连接的。图2(b)表示驱动装置110的简要框图。将与喷头喷出液滴量相应的数据输入到波形数据输入部201。驱动信号发生器115根据输入的数据生成液滴喷出量相应的波形信号，并作为Vout信号输出。另外，输入到喷出数据输入部203的数据，临时被保存在锁存电路(数据保存部)111中。数据判定部112判定所保存的数据是否是给定数据列。
另外，将与喷出液滴时间对应的打印时序信号PTS输入到控制信号输入部205。打印时序信号PTS通过时序控制部206输入到锁存电路111和时钟信号生成部114。进一步，时序控制部206根据所输入的打印时序信号PTS生成锁存信号LAT。锁存信号LAT被输入到驱动信号发生器115，并且，通过FFC向喷头部150输出。时钟信号生成部114生成作为移位寄存器113的移位时钟的内部移位时钟信号ICLK2、和通过FFC向喷头部150输出的外部移位时钟信号SCLK。
图3表示用逻辑符号表示了数据判定部112和时钟信号生成部114的电路。数据判定部112，由锁存电路111传来的数据列D1、D2、D3…Dn为全部是喷出数据(比如1)、或全部是非喷出数据(比如0)时，生成输出为0的信号。并且，当数据判定部112的输出为0时，时钟信号生成部114对移位寄存器113不生成串行信号ICLK2。由此，当数据列D1…Dn全部是1或0时，移位寄存器113不做移位动作。此时，移位寄存器113把已预先固定了数据的喷出数据(D1…Dn＝1)、或非喷出数据(D1…Dn＝0)输出到喷头部150的一侧。具体说明的话，仅在锁存电路111的数据全部为1时，从数据判定部112输出的信号ALLH才是1的信号。从移位寄存器113所输出的数据，由OR门电路作用，当ALLH为1时成为1，当ALLH为0时保持上次的最终数据，成为0。
图4是喷头部150的简略框图。喷头部150可以应用和现有技术相同的构成。喷头部150由移位寄存器151、锁存电路152、选择器153和喷嘴驱动部所构成。
从驱动装置110一侧串行输入的数据列SDATA通过移位寄存器151转换为并行，被保存到锁存电路152中。保存的数据列被分别输入到由模拟开关构成的n个选择器S1～Sn的选择输入中。在选择器S1～Sn的信号输入中，分别施加了由驱动装置110所输送的驱动信号Vout，并选择输入数据只有处于「喷出状态」时，才向喷嘴N1～Nn输出Vout。在喷嘴驱动部154中，驱动被施加了驱动信号Vout的各个执行机构，从相应的各个喷嘴喷出液滴。
根据图5、6、7更详细说明本实施方式的驱动装置110。图5表示从8个喷头喷出液滴时的点阵图案。在图5中，黑点相当于喷出液滴的喷出数据，白点相当于不喷出液滴的非喷出数据。列T1的数据列是由第1行N1～第8行N8的8个数据所构成。并且，在列T1的喷出液滴结束后，进行列T2所示的液滴喷出。这个流程依次反复进行直到最终列的列T17结束。如5所示，点阵图案是喷出数据(＝1)所占的比例大，是所谓的接近全涂的情形。作为这种全涂的代表例，可以举出将感光胶涂在对象基板的整个面的情形、在镜片表面实施硬涂层的情形和在夜晶基板的外涂层区域上均匀喷出液滴的情形等。
首先，图6(a)～(h)表示现有技术的数据转送的时序图。图6(a)～(d)分别表示打印开始的3列的从列T1到列T3的时序图、(e)～(h)分别表示打印结束的3列的从列T15～列T17的时序图。比如，注意最前面的列T1的话，第3行的N3和第4行的N4是用白点表示的非喷出数据、除此以外的N1、N2、N5～N8是用黑点表示的喷出数据。在这个第1列T1中，在第3行N3、第4行N4时，作为数据列SDATA从驱动装置110向喷头部150输出非喷出数据(＝0)，当除此以外的行N1、N2、N5～N8时，输出喷出数据(＝1)。此时还生成用于驱动装置110内的移位寄存器113的内部移位时钟信号ICLK。
再看第2列T2的话，行N1～N8全部是用黑点表示的喷出数据(＝1)。另外，即使在这种情况下，在现有技术中，总是生成用于驱动装置110内的移位寄存器113的内部移位时钟信号ICLK。看最终列T17的话，所有行N1～N18全部是用白点表示的非喷出数据(＝0)。在现有技术中，总是生成用于驱动装置110内的移位寄存器113的内部移位时钟信号ICLK。即，在现有技术中，不管输入到驱动装置110的移位寄存器113的数据列的内容，总是生成内部移位时钟信号ICLK。因此，由于驱动装置110的移位寄存器113总是在动作，所以，耗电量变大。另外，随着耗电量的增加，发热量也增多。这一点在如图5所示的喷出数据(＝1)所占比例高时、即近似于全涂光点图形时，更加明显。
下面，图7(a)～(h)表示有关本实施方式的转送数据的时序图。图7(a)～(d)分别表示打印开始的3列从列T1到列T3的时序图，(e)～(h)分别表示打印结束的3列从列T15～列T17的时序图。比如，在最初的列T1中，和上述现有技术的时序图(图6(a)的列T1)相同。对此，看第二列T2的话，所有行N1～N8全部是用黑点表示的喷出数据(＝1)。在本实施方式中，这种场合停止生成用于驱动装置110内的移位寄存器113的内部移位时钟信号ICLK2。其结果，如图7(a)的列T2所示，因为不生成内部移位时钟信号ICLK2，移位寄存器113不动作。此时，移位寄存器把预先固定的数据列的全部是喷出数据(＝1)输出到喷头部150的一侧。
另外，如图7(f)所示，倒数第3列T15也因为行N1～N18全都是喷出数据(＝1)，不生成内部移位时钟信号ICLK2。对此，在列T16中，第3行N3和第4行N4的数据是用黑点表示的喷出数据(＝1)，除此之外的行N1、N2、N5～N8是用白点表示的非喷出数据(＝0)。此时，与现有技术相同地生成内部移位时钟信号ICLK2。因此，当行N3、N4时向喷头部150输出喷出数据。在最后一行T17中，行N1～N8全部是非喷出数据(＝0)。因此，时钟信号生成部114停止生成内部移位时钟信号ICLK2。此时，移位寄存器113把作为给定排列的数据列的非喷出数据输出到喷头部150。
如上所述，在本实施方式中，数据判定部112是判定数据列为全部是喷出液滴的喷出数据列，或全部是不喷出液滴的非喷出数据列。因此，如图7(a)～(h)所示时序图清楚表明，当数据列为喷出数据列或是非喷出数据列时，时钟信号生成部114停止生成内部移位时钟信号ICLK2。因此，移位寄存器113在停止生成内部移位时钟信号ICLK2时，把预先固定了数据的喷出数据列或是非喷出数据列，送到喷头部150。所以，根据输入到驱动装置110的移位寄存器113的数据列内容，停止生成内部移位时钟信号ICLK2。其结果，由驱动装置110的移位寄存器113导致的耗电降低、发热量也减少了。特别是，在重复输送同一图案时，可获得更好的效果。
另外，在于本实施方式中，虽然只设了一个数据判定部112，但并不限于此。比如，将多个喷嘴分成各个给定的块上，与给定块对应可以设置多个数据判定部112。由此，即使是喷嘴数多的情形，也能够按照各块控制移位寄存器的驱动。
其结果，可以更可靠降低由移位寄存器113的驱动所引起的耗电及发热。也就是，由于增加了分块可以判定的图案，也可以适用于全部是喷嘴喷出或全部是喷嘴非喷出以外的图案，更有效地降低耗电及发热。
(第2实施方式)
图8表示有关本发明第2实施方式的液滴喷出装置的简要构成。本液滴喷出装置作为液滴使用墨水。如图8所示，液滴喷出装置800具有底座部810。在该底座部810上面，设置有载置了作为液滴喷出对象的比如装有用于显示装置的彩色滤波器的Y轴工作台820。Y轴工作台820可以沿图8的Y轴方向的移动。另外，在Y轴工作台820的上面，安装可以沿着图8的X轴方向移动的X轴工作台830。在X轴工作台830中，安装了液滴喷出部的上述第1实施方式所示的喷墨式喷头部150。另外，还设置用FFC与喷头部150连接的上述第1实施方式所示的驱动装置(未图示)。喷墨式喷头部150通过X轴工作台830可沿X轴方向移动。并且，从喷头部150的墨水喷嘴，以喷墨方式喷出墨水。具体地，安装在喷头部150内部的压电元件上施加电压，通过压电元件振动，从墨水喷嘴喷出墨水。根据本实施方式的液滴喷出装置800，可以降低驱动装置的耗电及发热。其结果，利用现有的打印头，能够获得降低耗电及发热的液滴喷出装置。