CN113978123A - 液体喷出装置及头单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体喷出装置及头单元,能够降低驱动信号输出电路所产生的热量对油墨的喷出特性造成的影响。液体喷出装置具备喷出液体的头单元和控制头单元的动作的控制单元,头单元具有:输出驱动信号的驱动信号输出电路;设置有驱动信号输出电路的第一基板;以及第一喷出头,包括:第一驱动元件,由驱动信号驱动;第一切换电路,切换是否将驱动信号供给到第一驱动元件;以及第一喷嘴板,设置有通过第一驱动元件的驱动来喷出液体的第一喷嘴,第一基板包括第一面和第二面,驱动信号输出电路设置于第一面,第一喷嘴板与第二面的最短距离比第一喷嘴板与第一面的最短距离短。
Description
技术领域
本发明涉及液体喷出装置及头单元。
背景技术
在通过喷出作为液体的油墨在介质上印刷图像或文档的喷墨打印机中,已知一种使用例如压电部件等压电元件的喷墨打印机。压电元件在头单元中与多个喷嘴分别对应地设置。并且,通过各压电元件按照驱动信号进行动作,在预定的定时从对应的喷嘴喷出预定量的油墨。由此,在介质上形成点。这种压电元件从电气上看是电容器那样的电容性负载。因此,为了使与各喷嘴对应的压电元件动作,需要供给足够的电流,喷墨打印机等具备驱动信号输出电路,该驱动信号输出电路具有输出驱动信号的例如放大电路等部件,该驱动信号是能够供给足够电流以使压电元件动作的信号。
在专利文献1中公开了一种印刷装置(液体喷出装置),其具备:液体喷出模块(头单元),具备包括压电元件和喷出油墨的喷嘴的液体喷出头;以及驱动基板,设置有驱动电路,该驱动电路生成并放大供给到液体喷出模块所具有的液体喷出头的驱动信号。
专利文献1:日本特开2016-112694号公报
近年来,对于喷墨打印机等液体喷出装置,要求进一步提高从喷嘴喷出的油墨的喷出精度。并且,为了应对这种进一步提高油墨的喷出精度的要求,要求进一步提高供给到压电元件的驱动信号的精度。作为用于提高驱动信号的精度的一种手段,可以列举缩短驱动信号供给到压电元件的传输路径。但是,为了缩短驱动信号供给到压电元件的传输路径,需要将驱动信号输出电路设置于包括压电元件的液体喷出头的附近,其结果为,由驱动信号输出电路产生的热传递到液体喷出头,有可能对从液体喷出头喷出的油墨的喷出特性产生影响。
但是,在专利文献1中,对具备驱动电路的驱动电路基板和液体喷出头的配置没有任何记载,因此,专利文献1中记载的印刷装置在进一步提高油墨的喷出精度并降低驱动信号输出电路所产生的热量对油墨的喷出特性造成的影响的观点上,存在改善的余地。
发明内容
本发明的一个方式的液体喷出装置具备:
头单元,喷出液体;以及
控制单元,控制所述头单元的动作,
所述头单元具有:
驱动信号输出电路,输出驱动信号;
第一基板,设置有所述驱动信号输出电路;以及
第一喷出头,包括:第一驱动元件,由所述驱动信号驱动;第一切换电路,切换是否将所述驱动信号供给至所述第一驱动元件;以及第一喷嘴板,设置有通过所述第一驱动元件的驱动来喷出液体的第一喷嘴,
所述第一基板包括第一面和第二面,
所述驱动信号输出电路设置于所述第一面,
所述第一喷嘴板与所述第二面的最短距离小于所述第一喷嘴板与所述第一面的最短距离。
本发明的另一方式的头单元具有:
驱动信号输出电路,输出驱动信号;
第一基板,设置有所述驱动信号输出电路;以及
第一喷出头,包括:第一驱动元件,由所述驱动信号驱动;第一切换电路,切换是否将所述驱动信号供给至所述第一驱动元件;以及第一喷嘴板,设置有通过所述第一驱动元件的驱动来喷出液体的第一喷嘴,
所述第一基板包括第一面和第二面,
所述驱动信号输出电路设置于所述第一面,
所述第一喷嘴板与所述第二面的最短距离小于所述第一喷嘴板与所述第一面的最短距离。
附图说明
图1是示出液体喷出装置的功能构成的图。
图2是示出驱动信号COMA、COMB的波形的一个例子的图。
图3是示出驱动信号VOUT的波形的一个例子的图。
图4是示出驱动信号选择电路的构成的图。
图5是示出解码器中的解码内容的图。
图6是示出与一个喷出部对应的选择电路的构成的图。
图7是用于说明驱动信号选择电路的动作的图。
图8是示出液体喷出装置的概略结构的说明图。
图9是从-Z侧观察头单元时的分解立体图。
图10是从+Z侧观察头单元时的分解立体图。
图11是从+Z侧观察头单元时的仰视图。
图12是示出喷出头的概略构成的分解立体图。
图13是示出头芯片的概略结构的图。
图14是从-Z侧观察变形例的头单元时的分解立体图。
图15是从+Z侧观察变形例的头单元时的分解立体图。
附图标记说明
1…液体喷出装置,5…液体容器,8…泵,10…控制单元,11…主控制电路,12…电源电压生成电路,20…头单元,21…头控制电路,22…差动信号恢复电路,23…电压转换电路,35…支承部件,40…输送机构,50…驱动信号输出电路,51…驱动电路,60…压电元件,100…喷出头,110…过滤部,113…过滤器,120…密封部件,125…贯通孔,130…布线基板,135…切口部,140…支架,141…第一支架部件,142…第二支架部件,143…第三支架部件,145…液体导入口,146…狭缝孔,150…固定板,151…平面部,152…第一弯折部,153…第二弯折部,154…第三弯折部,155…开口部,200…驱动信号选择电路,210…选择控制电路,212…移位寄存器,214…锁存电路,216…解码器,230…选择电路,232a、232b…反相器,234a、234b…传输门,253…独立流路,300…头芯片,310…喷嘴板,321…流路形成基板,322…压力室基板,323…保护基板,324…壳体,330…柔性部,331…密封膜,332…支承件,340…振动板,346…柔性布线基板,350…油墨流路,351…液体导入口,353…独立流路,355…连通流路,410…布线基板,411、412…面,413…连接器,420…布线基板,421、422…面,423…半导体装置,424…连接器,430…布线基板,431、432…面,600…喷出部,C…压力室,DA1…第一空气排出口,DI1…第一液体排出口,DI2…第二液体排出口,G1…流路结构件,G2…供给控制部,G3…液体喷出部,G4…喷出控制部,P…介质,R…贮存器,SA1…第一空气导入口,SA2…第二空气导入口,SI1…第一液体导入口,SI2…第二液体导入口,SI3…第三液体导入口,U2…压力调节单元。
具体实施方式
下面,使用附图对本发明的优选实施方式进行说明。所使用的附图是为了便于说明的附图。另外,以下说明的实施方式并不是不恰当地限定权利要求书记载的本发明的内容。此外,以下说明的全部构成不一定是本发明的必要构成要件。
1.液体喷出装置的功能构成
首先,使用图1说明本实施方式中的液体喷出装置1的功能构成。本实施方式中的液体喷出装置1以通过向介质喷出作为液体的一个例子的油墨在介质上形成所希望的图像的喷墨打印机为例进行说明。这种液体喷出装置1从未图示的计算机等通过有线通信或无线通信接收图像数据,基于接收到的图像数据在介质上形成图像。图1是示出液体喷出装置1的功能构成的图。如图1所示,液体喷出装置1具备喷出油墨的头单元20和控制头单元20的动作的控制单元10。
控制单元10具有主控制电路11和电源电压生成电路12。
从设置于液体喷出装置1的外部的未图示的商用交流电源向电源电压生成电路12输入作为交流电压的商用电压。并且,电源电压生成电路12基于输入的商用电压,例如生成作为电压值为42V的直流电压的电压VHV并输出该电压VHV。即,电源电压生成电路12是将交流电压转换为直流电压的AC/DC转换器,例如包括回扫电路(flyback circuit)等而构成。并且,由电源电压生成电路12生成的电压VHV作为电源电压被供给到包括控制单元10及头单元20的液体喷出装置1的各部分。在此,电源电压生成电路12除了电压VHV以外,还可以生成供给到包括控制单元10及头单元20的液体喷出装置1的各部分的多个电压值的直流电压,并且将该直流电压输出到液体喷出装置1所具备的对应的各构成。
从设置于液体喷出装置1的外部的主计算机等外部设备经由未图示的接口电路向主控制电路11输入图像信号。然后,主控制电路11在对输入的图像信号实施了预定的图像处理之后,将实施了该图像处理的信号作为图像信息信号IP输出到头单元20。另外,从主控制电路11输出的图像信息信号IP例如可以是差动信号等电信号,也可以是用于光通信的光信号。
在此,作为由主控制电路11执行的图像处理例如可以列举如下处理:在将输入的图像信号转换为红、绿、蓝的色彩信息之后,转换为与从液体喷出装置1喷出的油墨的色彩对应的色彩信息的色彩转换处理;对进行了色彩转换处理的色彩信息进行二值化的半色调处理等。另外,主控制电路11所执行的图像处理不限于上述色彩转换处理、半色调处理。
如上所述的主控制电路11是具备多种功能的一个或多个半导体装置,例如构成为SoC(System on a Chip,片上系统)。
头单元20具备:头控制电路21、差动信号恢复电路22-1至22-3、电压转换电路23、驱动信号输出电路50和喷出头100a至100f。
向电压转换电路23输入电压VHV。然后,电压转换电路23通过对输入的电压VHV的电压值进行降压或升压,生成3.3V或5V等预定的电压值的直流电压并将其作为电压VDD输出。另外,电压转换电路23也可以将电压值不同的多个直流电压作为电压VDD输出。即,电压转换电路23输出的电压VDD不限于一个直流电压。
头控制电路21基于从主控制电路11输入的图像信息信号IP,输出用于控制头单元20的各部分的控制信号。具体而言,头控制电路21基于图像信息信号IP,生成将控制油墨从喷出头100的喷出的控制信号转换为差动信号的差动信号dSCK1至dSCK3和差动信号dSIa1至dSIan、dSIb1至dSIbn、dSIc1至dSIcn、dSId1至dSIdn、dSIe1至dSIen、dSIf1至dSIfn,并且将它们输出到差动信号恢复电路22-1至22-3。
差动信号恢复电路22-1至22-3从输入的差动信号dSCK1至dSCK3及差动信号dSIa1至dSIan、dSIb1至dSIbn、dSIc1至dSIcn、dSId1至dSIdn、dSIe1至dSIen、dSIf1至dSIfn分别恢复对应的时钟信号SCK1至SCK3及印刷数据信号SIa1至SIan、SIb1至SIbn、SIc1至SIcn、SId1至SIdn、SIe1至SIen、SIf1至SIfn,并且将它们输出到喷出头100a至100f。
详细而言,头控制电路21生成包含一对信号dSCK1+、dSCK1-的差动信号dSCK1、包含一对信号dSIa1+至dSIan+、dSIa1-至dSIan-的差动信号dSIa1至dSIan、包含一对信号dSIb1+至dSIbn+、dSIb1-至dSIbn-的差动信号dSIb1至dSIbn,并且将它们输出到差动信号恢复电路22-1。差动信号恢复电路22-1通过恢复输入的差动信号dSCK1,生成作为对应的单端信号的时钟信号SCK1并将其输出到喷出头100a、100b,通过恢复差动信号dSIa1至dSIan,生成作为对应的单端信号的印刷数据信号SIa1至SIan并将其输出到喷出头100a,通过恢复差动信号dSIb1至dSIbn,生成作为对应的单端信号的印刷数据信号SIb1至SIbn并将其输出到喷出头100b。
同样,头控制电路21生成包含一对信号dSCK2+、dSCK2-的差动信号dSCK2、包含一对信号dSIc1+至dSIcn+、dSIc1-至dSIcn-的差动信号dSIc1至dSIcn、包含一对信号dSId1+至dSIdn+、dSId1-至dSIdn-的差动信号dSId1至dSIdn,并且将它们输出到差动信号恢复电路22-2。差动信号恢复电路22-2通过恢复输入的差动信号dSCK2,生成作为对应的单端信号的时钟信号SCK2并将其输出到喷出头100c、100d,通过恢复差动信号dSIc1至dSIcn,生成作为对应的单端信号的印刷数据信号SIc1至SIcn并将其输出到喷出头100c,通过恢复差动信号dSId1至dSIdn,生成作为对应的单端信号的印刷数据信号SId1至SIdn并将其输出到喷出头100d。
同样,头控制电路21生成包含一对信号dSCK3+、dSCK3-的差动信号dSCK3、包含一对信号dSIe1+至dSIen+、dSIe1-至dSIen-的差动信号dSIe1至dSIen、包含一对信号dSIf1+至dSIfn+、dSIf1-至dSIfn-的差动信号dSIf1至dSIfn,并且将它们输出到差动信号恢复电路22-3。差动信号恢复电路22-3通过恢复输入的差动信号dSCK3,生成作为对应的单端信号的时钟信号SCK3并将其输出到喷出头100e、100f,通过恢复差动信号dSIe1至dSIen,生成作为对应的单端信号的印刷数据信号SIe1至SIen并将其输出到喷出头100e,通过恢复差动信号dSIf1至dSIfn,生成作为对应的单端信号的印刷数据信号SIf1至SIfn并将其输出到喷出头100f。
在此,从头控制电路21输出的差动信号dSCK1至dSCK3和差动信号dSIa1至dSIan、dSIb1至dSIbn、dSIc1至dSIcn、dSId1至dSIdn、dSIe1至dSIen、dSIf1至dSIfn例如可以是LVDS(Low Voltage Differential Signaling,低压差分信号)传输方式的差动信号,也可以是LVDS以外的LVPECL(Low Voltage Positive Emitter Coupled Logic,低电压正射极耦合逻辑)或CML(Current Mode Logic,电流模式逻辑)等各种高速传输方式的差动信号。
另外,头单元20可以是如下构成:具有生成差动信号的差动信号生成电路,头控制电路21将成为差动信号dSCK1至dSCK3的基础的基础控制信号oSCK1至oSCK3、成为差动信号dSIa1至dSIan、dSIb1至dSIbn、dSIc1至dSIcn、dSId1至dSIdn、dSIe1至dSIen、dSIf1至dSIfn的基础的基础控制信号oSIa1至oSIan、oSIb1至oSIbn、oSIc1至oSIcn、oSId1至oSIdn、oSIe1至oSIen、oSIf1至dSIfn输出到差动信号生成电路,差动信号生成电路基于输入的基础控制信号oSCK1至oSCK3、基础控制信号oSIa1至oSIan、oSIb1至oSIbn、oSIc1至oSIcn、oSId1至oSIdn、oSIe1至oSIen、oSIf1至oSIfn,生成差动信号dSCK1至dSCK3、差动信号dSIa1至dSIan、dSIb1至dSIbn、dSIc1至dSIcn、dSId1至dSIdn、dSIe1至dSIen、dSIf1至dSIfn,并且将它们分别输出到差动信号恢复电路22-1至22-3。
此外,头控制电路21基于从主控制电路11输入的图像信息信号IP,生成锁存信号LAT及改变信号CH作为控制从喷出头100a至100d喷出油墨的喷出定时的控制信号,并且将锁存信号LAT及改变信号CH输出到喷出头100a至100d。
进一步,头控制电路21基于从主控制电路11输入的图像信息信号IP,生成成为驱动喷出头100a至100d的驱动信号COMA1、COMA2、COMB1、COMB2的基础的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2,并且将它们输出到驱动信号输出电路50。
驱动信号输出电路50包括驱动电路51-1、51-2。基础驱动信号dA1、dB1被输入到驱动电路51-1。驱动电路51-1在将输入的基础驱动信号dA1转换为模拟信号之后,基于电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,由此生成驱动信号COMA1并将其输出到喷出头100a、100b、100c。此外,驱动电路51-1在将输入的基础驱动信号dB1转换为模拟信号之后,基于电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,由此生成驱动信号COMB1并将其输出到喷出头100a、100b、100c。而且,驱动电路51-1通过对电压VDD进行升压或降压,生成成为从喷出头100a、100b、100c喷出油墨时的基准电位的基准电压信号VBS1,并且将其输出到喷出头100a、100b、100c。即,驱动电路51-1包括生成驱动信号COMA1、COMB1的两个D级放大电路和生成基准电压信号VBS1的降压电路或升压电路。
此外,基础驱动信号dA2、dB2被输入到驱动电路51-2。驱动电路51-2在将输入的基础驱动信号dA2转换为模拟信号之后,基于电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,由此生成驱动信号COMA2并将其输出到喷出头100d、100e、100f。此外,驱动电路51-2在将输入的基础驱动信号dB2转换为模拟信号之后,基于电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,由此生成驱动信号COMB2并将其输出到喷出头100d、100e、100f。而且,驱动电路51-2通过对电压VDD进行升压或降压,生成成为从喷出头100d、100e、100f喷出油墨时的基准电位的基准电压信号VBS2,并且将其输出到喷出头100d、100e、100f。即,驱动电路51-2包括生成驱动信号COMA2、COMB2的两个D级放大电路和生成基准电压信号VBS2的降压电路或升压电路。
在此,在本实施方式中,说明了驱动电路51-1将驱动信号COMA1、COMB1及基准电压信号VBS1输出到喷出头100a、100b、100c,并且驱动电路51-2将驱动信号COMA2、COMB2及基准电压信号VBS2输出到喷出头100d、100e、100f的例子,但是并不限于此,例如,驱动电路51-1输出的驱动信号COMA1、COMB1及基准电压信号VBS1以及驱动电路51-2输出的驱动信号COMA2、COMB2及基准电压信号VBS2可以分别共同输入到喷出头100a至100f,而且,驱动信号输出电路50还可以包括生成驱动信号COMA3、COMB3及基准电压信号VBS3的驱动电路51-3,驱动电路51-1将驱动信号COMA1、COMB1及基准电压信号VBS1输出到喷出头100a、100b,驱动电路51-2将驱动信号COMA2、COMB2及基准电压信号VBS2输出到喷出头100c、100d,驱动电路51-3将驱动信号COMA3、COMB3及基准电压信号VBS3输出到喷出头100e、100f。而且,可以向喷出头100a至100f供给共同的基准电压信号VBS。另外,驱动电路51-1、51-2只要能够基于电压VHV对与输入的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2对应的模拟信号进行放大即可,可以包括A级放大电路、B级放大电路或AB级放大电路而构成。
喷出头100a具有驱动信号选择电路200-1至200-n和与驱动信号选择电路200-1至200-n分别对应的头芯片300-1至300-n。
向包含于喷出头100a的驱动信号选择电路200-1输入印刷数据信号SIa1、时钟信号SCK1、锁存信号LAT、改变信号CH及驱动信号COMA1、COMB1。然后,包含于喷出头100a的驱动信号选择电路200-1基于印刷数据信号SIa1,在锁存信号LAT、改变信号CH所规定的定时时,使驱动信号COMA1、COMB1的波形为选择或非选择,生成驱动信号VOUT并将其供给到包含于喷出头100a的头芯片300-1。由此,头芯片300-1所具有的后述的压电元件60进行驱动,随着压电元件60的驱动从喷嘴喷出油墨。
同样,向包含于喷出头100a的驱动信号选择电路200-n输入印刷数据信号SIan、时钟信号SCK1、锁存信号LAT、改变信号CH及驱动信号COMA1、COMB1。然后,包含于喷出头100a的驱动信号选择电路200-n基于印刷数据信号SIan,在锁存信号LAT、改变信号CH所规定的定时时,使驱动信号COMA1、COMB1的波形为选择或非选择,生成驱动信号VOUT并将其供给到包含于喷出头100a的头芯片300-n。由此,头芯片300-n所具有的后述的压电元件60进行驱动,随着压电元件60的驱动从喷嘴喷出油墨。
即,驱动信号选择电路200-1至200-n分别切换是否将驱动信号COMA、COMB作为驱动信号VOUT供给到包含于对应的头芯片300-1至300-n的压电元件60。在此,喷出头100a和喷出头100b至100f仅输入的信号不同,构成及动作均相同。因此,省略喷出头100b至100f的构成及动作的说明。
此外,在以下的说明中,在不需要特别区分喷出头100a至100f的情况下,有时简称为喷出头100。而且,包含于喷出头100的驱动信号选择电路200-1至200-n均为相同构成,头芯片300-1至300-n均为相同构成。因此,在不需要区分驱动信号选择电路200-1至200-n的情况下,简称为驱动信号选择电路200,以驱动信号选择电路200对头芯片300供给驱动信号VOUT为例进行说明。在这种情况下,以向驱动信号选择电路200输入印刷数据信号SI、时钟信号SCK、锁存信号LAT、改变信号CH及驱动信号COMA、COMB的情况进行说明。
2.驱动信号选择电路的构成及动作
接下来,对驱动信号选择电路200的构成及动作进行说明。在说明驱动信号选择电路200的构成及动作时,首先,对输入到驱动信号选择电路200的驱动信号COMA、COMB的波形的一个例子以及从驱动信号选择电路200输出的驱动信号VOUT的波形的一个例子进行说明。
图2是示出驱动信号COMA、COMB的波形的一个例子的图。如图2所示,驱动信号COMA是使梯形波形Adp1和梯形波形Adp2连续的波形,其中,梯形波形Adp1配置于从锁存信号LAT上升到改变信号CH上升为止的期间T1,梯形波形Adp2配置于从改变信号CH上升到锁存信号LAT上升为止的期间T2。在该梯形波形Adp1被供给到头芯片300的情况下,从头芯片300所具有的对应的喷嘴喷出少量程度的油墨,在梯形波形Adp2被供给到头芯片300的情况下,从头芯片300所具有的对应的喷嘴喷出比少量程度多的中等程度的量的油墨。
此外,如图2所示,驱动信号COMB是使配置于期间T1的梯形波形Bdp1和配置于期间T2的梯形波形Bdp2连续的波形。并且,在梯形波形Bdp1被供给到头芯片300的情况下,从头芯片300所具有的对应的喷嘴不喷出油墨。该梯形波形Bdp1是用于使喷嘴的开孔部附近的油墨微振动而防止油墨粘度增大的波形。此外,在梯形波形Bdp2被供给到头芯片300的情况下,与供给了梯形波形Adp1的情况同样,从头芯片300所具有的对应的喷嘴喷出少量程度的油墨。
在此,如图2所示,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2各自的开始定时及结束定时处的电压值均相同,为电压Vc。即,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2分别是以电压Vc开始并以电压Vc结束的波形。并且,由期间T1和期间T2构成的周期Ta相当于在介质上形成新点的印刷周期。
另外,在图2中示出了梯形波形Adp1和梯形波形Bdp2是相同的波形,但是梯形波形Adp1和梯形波形Bdp2也可以是不同的波形。此外,作为在梯形波形Adp1被供给到头芯片300的情况下和梯形波形Bdp2被供给到头芯片300的情况下都从对应的喷嘴喷出少量的油墨来进行说明,但是并不限于此。即,驱动信号COMA、COMB的波形不限定于图2所示的波形,可以根据从头芯片300所具有的喷嘴喷出的油墨的性质、油墨落下的介质的材质等,使用各种波形的组合的信号。此外,驱动电路51-1输出的驱动信号COMA1和驱动电路51-2输出的驱动信号COMA2可以是不同的波形,同样,驱动电路51-1输出的驱动信号COMB1和驱动电路51-2输出的驱动信号COMB2也可以是不同的波形。
图3是示出形成于介质的点的大小分别为大点LD、中点MD、小点SD及非记录ND时的驱动信号VOUT的波形的一个例子的图。
如图3所示,在介质上形成大点LD时的驱动信号VOUT成为在周期Ta使配置于期间T1的梯形波形Adp1和配置于期间T2的梯形波形Adp2连续的波形。在该驱动信号VOUT被供给到头芯片300的情况下,从对应的喷嘴喷出少量程度的油墨和中等程度的量的油墨。因此,在周期Ta中,各油墨落下到介质并合为一体,由此在介质上形成大点LD。
在介质上形成中点MD时的驱动信号VOUT成为在周期Ta使配置于期间T1的梯形波形Adp1和配置于期间T2的梯形波形Bdp2连续的波形。在该驱动信号VOUT被供给到头芯片300的情况下,从对应的喷嘴喷出两次少量程度的油墨。因此,在周期Ta中,各油墨落下到介质并合为一体,由此在介质上形成中点MD。
在介质上形成小点SD时的驱动信号VOUT成为在周期Ta使配置于期间T1的梯形波形Adp1和配置于期间T2的以电压Vc固定的波形连续的波形。在该驱动信号VOUT被供给到头芯片300的情况下,从对应的喷嘴喷出一次少量程度的油墨。因此,在周期Ta中,该油墨落下到介质,由此在介质上形成小点SD。
与在介质上不形成点的非记录ND对应的驱动信号VOUT成为在周期Ta使配置于期间T1的梯形波形Bdp1和配置于期间T2的以电压Vc固定的波形连续的波形。在该驱动信号VOUT被供给到头芯片300的情况下,对应的喷嘴的开孔部附近的油墨仅进行微振动而不喷出油墨。因此,在周期Ta中,油墨不落下到介质,在介质上不形成点。
在此,以电压Vc固定的波形是指在未选择梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2中的任何一个作为驱动信号VOUT的情况下,保持了梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2的前一个电压Vc的电压值的波形。因此,在未选择梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2中的任何一个作为驱动信号VOUT的情况下,电压Vc作为驱动信号VOUT被供给到头芯片300。
驱动信号选择电路200通过使驱动信号COMA、COMB的波形为选择或非选择,生成驱动信号VOUT并将其输出到头芯片300。图4是示出驱动信号选择电路200的构成的图。如图4所示,驱动信号选择电路200包括选择控制电路210和多个选择电路230。此外,图4中示出了被供给从驱动信号选择电路200输出的驱动信号VOUT的头芯片300的一个例子。如图4所示,头芯片300包括分别具有压电元件60的m个喷出部600。
向选择控制电路210输入印刷数据信号SI、锁存信号LAT、改变信号CH及时钟信号SCK。在选择控制电路210中,与头芯片300所具有的m个喷出部600分别对应地设置有移位寄存器(S/R)212、锁存电路214和解码器216的组。即,驱动信号选择电路200包括与头芯片300所具有的m个喷出部600相同数量的移位寄存器212、锁存电路214和解码器216的组。
印刷数据信号SI是与时钟信号SCK同步的信号,是包含用于对m个喷出部600分别选择大点LD、中点MD、小点SD及非记录ND中的任一个的2位的印刷数据[SIH,SIL]的共计2m位的信号。输入的印刷数据信号SI与m个喷出部600对应地将包含于印刷数据信号SI的每2位的印刷数据[SIH,SIL]保存于移位寄存器212。具体而言,选择控制电路210将与m个喷出部600对应的m级移位寄存器212相互级联连接,并且将作为印刷数据信号SI串行输入的印刷数据[SIH,SIL]按照时钟信号SCK依次传输到后级。另外,图4中为了区分移位寄存器212,从输入印刷数据信号SI的上游侧依次标记为1级、2级、…、m级。
m个锁存电路214分别在锁存信号LAT的上升沿锁存由m个移位寄存器212分别保存的2位的印刷数据[SIH,SIL]。
图5是示出解码器216中的解码内容的图。解码器216按照锁存的2位的印刷数据[SIH,SIL],输出选择信号S1、S2。例如,在2位的印刷数据[SIH,SIL]为[1,0]的情况下,解码器216在期间T1、T2中将选择信号S1的逻辑电平作为H、L电平输出,并且在期间T1、T2中将选择信号S2的逻辑电平作为L、H电平输出到选择电路230。
选择电路230分别与喷出部600对应地设置。即,驱动信号选择电路200所具有的选择电路230的数量与喷出部600相同,为m个。图6是示出与一个喷出部600对应的选择电路230的构成的图。如图6所示,选择电路230具有作为NOT电路的反相器232a、232b和传输门234a、234b。
选择信号S1在传输门234a中输入到未标注圆圈的正控制端,而在通过反相器232a逻辑反转后在传输门234a中输入到标注了圆圈的负控制端。此外,向传输门234a的输入端供给驱动信号COMA。选择信号S2在传输门234b中输入到未标注圆圈的正控制端,而在通过反相器232b逻辑反转后在传输门234b中输入到标注了圆圈的负控制端。此外,向传输门234b的输入端供给驱动信号COMB。并且,传输门234a、234b的输出端共同连接,作为驱动信号VOUT输出。
具体而言,传输门234a在选择信号S1为H电平的情况下,使输入端和输出端之间为导通,在选择信号S1为L电平的情况下,使输入端和输出端之间为非导通。此外,传输门234b在选择信号S2为H电平的情况下,使输入端和输出端之间为导通,在选择信号S2为L电平的情况下,使输入端和输出端之间为非导通。如上所述,选择电路230基于选择信号S1、S2,选择驱动信号COMA、COMB的波形并输出驱动信号VOUT。
使用图7对驱动信号选择电路200的动作进行说明。图7是用于说明驱动信号选择电路200的动作的图。包含于印刷数据信号SI的印刷数据[SIH,SIL]与时钟信号SCK同步地串行输入,并依次传输至与喷出部600对应的移位寄存器212中。并且,如果时钟信号SCK的输入停止,则在各移位寄存器212中保存与m个喷出部600分别对应的2位的印刷数据[SIH,SIL]。另外,包含于印刷数据信号SI的印刷数据[SIH,SIL]以与移位寄存器212的m级、…、2级、1级的喷出部600对应的顺序被输入。
并且,如果锁存信号LAT上升,则锁存电路214分别一同锁存保存于移位寄存器212的2位的印刷数据[SIH,SIL]。另外,在图7中,LT1、LT2、…、LTm表示由与1级、2级、…、m级的移位寄存器212对应的锁存电路214锁存的2位的印刷数据[SIH,SIL]。
解码器216根据由锁存的2位的印刷数据[SIH,SIL]规定的点的尺寸,在期间T1、T2分别以图5所示的内容输出选择信号S1、S2的逻辑电平。
具体而言,在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[1,1]的情况下,解码器216在期间T1、T2中使选择信号S1为H、H电平,在期间T1、T2中使选择信号S2为L、L电平。在这种情况下,选择电路230在期间T1中选择梯形波形Adp1,在期间T2中选择梯形波形Adp2。其结果为,生成与图3所示的大点LD对应的驱动信号VOUT。
此外,在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[1,0]的情况下,解码器216在期间T1、T2中使选择信号S1为H、L电平,在期间T1、T2中使选择信号S2为L、H电平。在这种情况下,选择电路230在期间T1中选择梯形波形Adp1,在期间T2中选择梯形波形Bdp2。其结果为,生成与图3所示的中点MD对应的驱动信号VOUT。
此外,在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[0,1]的情况下,解码器216在期间T1、T2中使选择信号S1为H、L电平,在期间T1、T2中使选择信号S2为L、L电平。在这种情况下,选择电路230在期间T1中选择梯形波形Adp1,在期间T2中未选择梯形波形Adp2、Bdp2中的任何一个。其结果为,生成与图3所示的小点SD对应的驱动信号VOUT。
此外,在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[0,0]的情况下,解码器216在期间T1、T2中使选择信号S1为L、L电平,在期间T1、T2中使选择信号S2为H、L电平。在这种情况下,选择电路230在期间T1中选择梯形波形Bdp1,在期间T2中未选择梯形波形Adp2、Bdp2中的任何一个。其结果为,生成与图3所示的非记录ND对应的驱动信号VOUT。
如上所述,驱动信号选择电路200基于印刷数据信号SI、锁存信号LAT、改变信号CH及时钟信号SCK,选择驱动信号COMA、COMB的波形并作为驱动信号VOUT输出。然后,通过驱动信号选择电路200使驱动信号COMA、COMB的波形为选择或非选择,控制形成于介质的点的尺寸,其结果为,在液体喷出装置1中,在介质上形成所希望的尺寸的点。
在此,驱动信号输出电路50输出的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2是驱动信号的一个例子。此外,通过驱动信号选择电路200使驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的波形为选择或非选择,由此生成驱动信号VOUT,鉴于此,可以认为驱动信号VOUT也是驱动信号的一个例子。
3.液体喷出装置的结构
接下来,对液体喷出装置1的概略结构进行说明。图8是示出液体喷出装置1的概略结构的说明图。图8中示出了表示相互正交的X方向、Y方向及Z方向的箭头。Y方向相当于输送介质P的方向,X方向是与Y方向正交且与水平面平行的方向,相当于主扫描方向,Z方向是液体喷出装置1的上下方向,相当于铅垂方向。在此,在以下的说明中,在确定沿着X方向、Y方向及Z方向的朝向时,有时将表示X方向的箭头的前端侧称为+X侧,将起点侧称为-X侧,将表示Y方向的箭头的前端侧称为+Y侧,将起点侧称为-Y侧,将表示Z方向的箭头的前端侧称为+Z侧,将起点侧称为-Z侧。
如图8所示,液体喷出装置1除了上述控制单元10及头单元20以外,还具备液体容器5、泵8及输送机构40。
如上所述,控制单元10具备主控制电路11和电源电压生成电路12,用于控制包括头单元20的液体喷出装置1的动作。此外,控制单元10除了主控制电路11和电源电压生成电路12以外,还可以具备存储各种信息的存储电路、用于与设置于液体喷出装置1的外部的主计算机进行通信的接口电路等。
控制单元10接收从设置于液体喷出装置1的外部的主计算机等输入的图像信号,在对接收到的图像信号实施了预定的图像处理之后,将实施了该图像处理的信号作为图像信息信号IP输出到头单元20。此外,控制单元10通过向输送介质P的输送机构40输出输送控制信号TC来控制介质P的输送,并且通过向泵8输出泵控制信号AC来控制泵8的动作。
液体容器5中贮存有用于向介质P喷出的油墨。具体而言,液体容器5包括单独贮存青色C、品红色M、黄色Y、黑色K这四色的油墨的四个容器。并且,贮存于液体容器5的油墨经由管等供给到头单元20。另外,液体容器5所具备的贮存油墨的容器不限于四个,也可以包括贮存青色C、品红色M、黄色Y、黑色K以外的颜色的油墨的容器,此外,也可以将青色C、品红色M、黄色Y、黑色K中的任一种容器包括多个。
头单元20具备在X方向上排列配置的喷出头100a至100f。头单元20所具备的喷出头100a至100f沿X方向以达到介质P的宽度以上的方式,从-X侧朝向+X侧以喷出头100a、喷出头100b、喷出头100c、喷出头100d、喷出头100e、喷出头100f的顺序排列配置。并且,头单元20将从液体容器5供给的油墨分别分配给喷出头100a至100f,并且通过喷出头100a至100f分别基于从控制单元10输入的图像信息信号IP进行动作,从喷出头100a至100f分别朝向介质P喷出从液体容器5供给的油墨。在此,头单元20所具有的喷出头100不限于六个,也可以是五个以下或七个以上。
输送机构40基于从控制单元10输入的输送控制信号TC,沿Y方向输送介质P。这种输送机构40例如可以包括用于输送介质P的未图示的辊、使该辊旋转的电机等而构成。
泵8基于从控制单元10输入的泵控制信号AC,控制是否向头单元20供给空气A以及向头单元20供给空气A的量。泵8例如经由两根管与头单元20连接。并且,泵8通过控制流过各管的空气A,控制头单元20所具有的阀的开闭。
如上所述,液体喷出装置1的控制单元10生成基于从主计算机等输入的图像信号的图像信息信号IP,通过生成的图像信息信号IP控制头单元20的动作,并且通过输送控制信号TC控制输送机构40中的介质P的输送。由此,液体喷出装置1能够使油墨落下到介质P的所希望的位置,因此,能够在介质P上形成所希望的图像。
4.头单元的结构
接下来,对头单元20的结构进行说明。图9是从-Z侧观察头单元20时的分解立体图,图10是从+Z侧观察头单元20时的分解立体图。
如图9及图10所示,头单元20具备:流路结构件G1,从液体容器5导入油墨;供给控制部G2,控制导入的油墨向喷出头100的供给;液体喷出部G3,具有喷出被供给的油墨的喷出头100;以及喷出控制部G4,控制油墨从喷出头100的喷出。并且,在头单元20中,流路结构件G1、供给控制部G2、液体喷出部G3及喷出控制部G4沿Z方向从-Z侧朝向+Z侧,以喷出控制部G4、流路结构件G1、供给控制部G2、液体喷出部G3的顺序层叠,通过未图示的粘接剂或螺钉等固定单元相互固定。换言之,头单元20具备作为向喷出头100供给油墨的流路部件发挥功能的供给控制部G2及液体喷出部G3,供给控制部G2及液体喷出部G3位于具有喷出油墨的喷出头100的液体喷出部G3和控制油墨从喷出头100喷出的喷出控制部G4之间。在此,供给控制部G2及液体喷出部G3中的至少一方是流路部件的一个例子。
如图9及图10所示,流路结构件G1具有:与向头单元20供给的油墨颜色的数量相应的多个第一液体导入口SI1;以及与该油墨颜色的数量及喷出头100的数量对应的多个第一液体排出口DI1。另外,在本实施方式的液体喷出装置1中,以流路结构件G1具有四个第一液体导入口SI1和二十四个第一液体排出口DI1为例进行说明。第一液体导入口SI1分别位于流路结构件G1的-Z侧的面,经由未图示的管等与液体容器5连接。此外,第一液体排出口DI1分别位于流路结构件G1的+Z侧的面。并且,在流路结构件G1的内部形成有共计四个系统的连通一个第一液体导入口SI1和六个第一液体排出口DI1的油墨流路。
此外,在流路结构件G1设置有多个第一空气导入口SA1和多个第一空气排出口DA1。另外,在本实施方式的液体喷出装置1中,以流路结构件G1具有两个第一空气导入口SA1和十二个第一空气排出口DA1为例进行说明。第一空气导入口SA1分别设置于流路结构件G1的-Z侧的面,经由未图示的管与泵8连接。此外,第一空气排出口DA1分别设置于流路结构件G1的+Z侧的面。并且,在流路结构件G1的内部形成有共计两个系统的连通一个第一空气导入口SA1和六个第一空气排出口DA1的空气流路。
如图9及图10所示,供给控制部G2具有与喷出头100的数量相应的多个压力调节单元U2。此外,多个压力调节单元U2分别具有:与向头单元20供给的油墨颜色的数量相应的多个第二液体导入口SI2;与向头单元20供给的油墨颜色的数量相应的多个第二液体排出口DI2;以及与和泵8连接的管的数量相应的多个第二空气导入口SA2。另外,在本实施方式的液体喷出装置1中,以供给控制部G2具有六个压力调节单元U2,且六个压力调节单元U2分别具有四个第二液体导入口SI2、四个第二液体排出口DI2和两个第二空气导入口SA2为例进行说明。
第二液体导入口SI2分别位于压力调节单元U2的-Z侧,分别与流路结构件G1所具有的第一液体排出口DI1连接。即,供给控制部G2具有与流路结构件G1所具有的第一液体排出口DI1分别对应的第二液体导入口SI2。此外,第二液体排出口DI2位于压力调节单元U2的-Z侧。并且,连通一个第二液体导入口SI2和一个第二液体排出口DI2的油墨流路形成于压力调节单元U2的内部。即,在压力调节单元U2的内部形成有共计四个系统的连通一个第二液体导入口SI2和一个第二液体排出口DI2的未图示的油墨流路。
第二空气导入口SA2分别位于压力调节单元U2的-Z侧,与流路结构件G1所具有的第一空气排出口DA1连接。即,供给控制部G2具有与流路结构件G1所具有的第一空气排出口DA1分别对应的第二空气导入口SA2。此外,在压力调节单元U2各自的内部设置有开闭油墨流路的阀、调节在油墨流路中流动的油墨的压力的阀等控制向喷出头100的油墨供给的多个阀。并且,连接一个第二空气导入口SA2和一个阀之间的空气流路形成于压力调节单元U2的内部。即,在压力调节单元U2的内部形成有共计两个系统的连接一个第二空气导入口SA2和一个阀之间的未图示的空气流路。
以上述方式构成的压力调节单元U2基于经由连接一个第二空气导入口SA2和一个阀之间的未图示的空气流路而供给的空气A,控制设置于内部的阀的动作,由此控制流过连通一个第二液体导入口SI2和一个第二液体排出口DI2的未图示的油墨流路的油墨的量。
如图9及图10所示,液体喷出部G3具有喷出头100a至100f和支承部件35。并且,喷出头100a至100f分别位于支承部件35的+Z侧,通过未图示的粘接剂或螺钉等固定单元固定于支承部件35。
在支承部件35形成有与多个第三液体导入口SI3对应的开口部。此外,多个第三液体导入口SI3位于六个喷出头100a至100f各自的-Z侧。多个第三液体导入口SI3通过插通形成于支承部件35的开口部,向液体喷出部G3的-Z侧露出。并且,第三液体导入口SI3分别与供给控制部G2所具有的第二液体排出口DI2连接。即,液体喷出部G3具有与供给控制部G2所具有的第二液体排出口DI2分别对应的第三液体导入口SI3。在此,在本实施方式的液体喷出装置1中,以液体喷出部G3具有与供给控制部G2所具有的第二液体排出口DI2分别对应的二十四个第三液体导入口SI3为例进行说明。
在此,说明油墨从液体容器5供给到喷出头100的流动。贮存于液体容器5的油墨经由未图示的管等供给到流路结构件G1所具有的第一液体导入口SI1。供给到第一液体导入口SI1的油墨在通过设置于流路结构件G1的内部的未图示的油墨流路被分配后,经由第一液体排出口DI1供给到压力调节单元U2所具有的第二液体导入口SI2。供给到第二液体导入口SI2的油墨经由设置于压力调节单元U2的内部的油墨流路及第二液体排出口DI2,供给到液体喷出部G3所具有的六个喷出头100各自的第三液体导入口SI3。即,流路结构件G1作为分别向头单元20所具有的多个喷出头100分配并供给油墨的分配流路部件发挥功能。
在此,说明头单元20中的喷出头100a至100f的配置的具体例。图11是从+Z侧观察头单元20时的仰视图。如图11所示,头单元20所具有的喷出头100a至100f分别具有在X方向上排列配置的六个头芯片300。各头芯片300具有喷出油墨的多个喷嘴N,对此将在后文中详细说明。该各头芯片300所具有的多个喷嘴N在与Z方向垂直的由X方向和Y方向构成的平面上沿列方向RD排列配置。在此,在以下的说明中,有时将沿列方向RD排列配置的多个喷嘴N称为喷嘴列。
在此,本实施方式中的头芯片300沿列方向RD具有两个喷嘴列。并且,喷出头100所具有的喷嘴N被区分为喷出油墨颜色为青色C的油墨的组、喷出油墨颜色为品红色M的油墨的组、喷出油墨颜色为黄色Y的油墨的组、以及喷出油墨颜色为黑色K的油墨的组。另外,设置于喷出头100a至100f的头芯片300只要是两个以上即可,不限于图11所示的六个。
接着,对喷出头100的结构进行说明。图12是示出喷出头100的概略构成的分解立体图。喷出头100具备:过滤部110、密封部件120、布线基板130、支架140、六个头芯片300及固定板150。并且,喷出头100沿Z方向从-Z侧朝向+Z侧,以过滤部110、密封部件120、布线基板130、支架140、固定板150的顺序重合构成。此外,六个头芯片300容纳于支架140和固定板150之间。
过滤部110是相对的两边沿X方向延伸且相对的两边沿列方向RD延伸的大致平行四边形。过滤部110具备四个过滤器113和四个第三液体导入口SI3。四个第三液体导入口SI3位于过滤部110的-Z侧,与四个过滤器113对应地设置。具体而言,四个过滤器113位于过滤部110的内部,与四个第三液体导入口SI3分别对应地设置。该过滤器113捕集包含于从第三液体导入口SI3供给的油墨的气泡、异物。
密封部件120位于过滤部110的+Z侧,是相对的两边沿X方向延伸且相对的两边沿列方向RD延伸的大致平行四边形。在密封部件120的四角设置有供从过滤部110供给的油墨流动的贯通孔125。这种密封部件120例如由橡胶等弹性部件形成。并且,密封部件120设置于过滤部110的+Z侧的面,以液密方式连通经由过滤器113与第三液体导入口SI3连通的未图示的液体排出孔和后述的支架140的液体导入口145之间。
布线基板130位于密封部件120的+Z侧,是相对的两边沿X方向延伸且相对的两边沿列方向RD延伸的大致平行四边形。此外,在布线基板130的四角形成有切口部135,该切口部135设置为不封闭密封部件120所具有的贯通孔125。在这种布线基板130形成有用于传输向喷出头100供给的驱动信号COMA、COMB、电压VHV等各种信号的布线。
支架140位于布线基板130的+Z侧,是相对的两边沿X方向延伸且相对的两边沿列方向RD延伸的大致平行四边形。支架140具有第一支架部件141、第二支架部件142及第三支架部件143。第一支架部件141、第二支架部件142及第三支架部件143沿Z方向从-Z侧朝向+Z侧,以第一支架部件141、第二支架部件142、第三支架部件143的顺序层叠。此外,第一支架部件141和第二支架部件142之间以及第二支架部件142和第三支架部件143之间通过粘接剂等粘接。
此外,在第三支架部件143的内部,在+Z侧具有开口部,与六个头芯片300分别对应地形成有用于容纳头芯片300的未图示的容纳空间。此外,在支架140设置有与六个头芯片300分别对应的狭缝孔146。并且,六个头芯片300分别在将用于向头芯片300传输驱动信号COMA、COMB、电压VHV等各种信号的柔性布线基板346插通于狭缝孔146的状态下,容纳于对应的容纳空间并通过粘接剂等粘接。
此外,在支架140的上表面的四角设置有四个液体导入口145。液体导入口145分别与设置于密封部件120的贯通孔125连接。由此,向液体导入口145供给油墨。然后,从各液体导入口145导入的油墨通过与设置于支架140的内部的四个液体导入口145连通的四个系统的油墨流路,分配给六个头芯片300。
固定板150位于支架140的+Z侧,密封形成于第三支架部件143的内部的容纳空间。固定板150具有:平面部151、第一弯折部152、第二弯折部153和第三弯折部154。平面部151是相对的两边沿X方向延伸且相对的两边沿列方向RD延伸的大致平行四边形。平面部151具有用于使头芯片300露出的六个开口部155。平面部151以两个喷嘴列经由开口部155露出的方式固定头芯片300,并且与支架140的第三支架部件143固定。
第一弯折部152是与平面部151的沿X方向延伸的一边连接且向-Z侧弯折的与平面部151一体的部件,第二弯折部153是与平面部151的沿列方向RD延伸的一边连接且向-Z侧弯折的与平面部151一体的部件,第三弯折部154是与平面部151的沿列方向RD延伸的另一边连接且向-Z侧弯折的与平面部151一体的部件。
头芯片300位于支架140的+Z侧且固定板150的-Z侧的位置。即,头芯片300位于支架140和固定板150之间。并且,头芯片300的至少一部分容纳于支架140的第三支架部件143所形成的容纳空间。
在此,对头芯片300的结构的一个例子进行说明。图13是示出头芯片300的概略结构的图,是以至少包括一个喷嘴N的方式在与列方向RD垂直的方向上切断了头芯片300时的剖视图。如图13所示,头芯片300具有:设置有喷出油墨的多个喷嘴N的喷嘴板310;划定连通流路355、独立流路353及贮存器R的流路形成基板321;划定压力室C的压力室基板322;保护基板323;柔性部330;振动板340;压电元件60;柔性布线基板346;以及划定贮存器R及液体导入口351的壳体324。并且,从设置于支架140的未图示的液体排出口经由液体导入口351向头芯片300供给油墨。供给到头芯片300的油墨经由包括贮存器R、独立流路353、压力室C及连通流路355而构成的油墨流路350到达喷嘴N,随着压电元件60的驱动而喷出。
在此,包括压电元件60、振动板340、喷嘴N、独立流路353、压力室C及连通流路355的构成相当于喷出部600。
具体而言,油墨流路350通过沿Z方向层叠流路形成基板321、压力室基板322、壳体324而构成。从液体导入口351导入到壳体324的内部的油墨贮存于贮存器R。贮存器R是与同构成喷嘴列的多个喷嘴N分别对应的多个独立流路353连通的共同流路。贮存于贮存器R的油墨经由独立流路353供给到压力室C。
在压力室C中,通过向贮存的油墨施加压力,从喷嘴N经由连通流路355喷出油墨。振动板340以密封压力室C的方式位于压力室C的-Z侧,压电元件60位于振动板340的-Z侧。压电元件60由压电体和形成于压电体的两个面的一对电极构成。并且,如果经由柔性布线基板346向压电元件60所具有的一对电极的一方供给驱动信号VOUT,并且经由柔性布线基板346向压电元件60所具有的一对电极的另一方供给基准电压信号VBS,则压电体由于在一对电极间产生的电位差而发生位移,其结果为,包括压电体的压电元件60进行驱动。并且,随着压电元件60的驱动,设置有压电元件60的振动板340发生变形,压力室C的内压由于该振动板340的变形而变化,由此贮存于压力室C的油墨经由连通流路355从喷嘴N喷出。
此外,在流路形成基板321的+Z侧固定有喷嘴板310和柔性部330。喷嘴板310位于连通流路355的+Z侧。在喷嘴板310沿列方向RD并列设置有多个喷嘴N。柔性部330位于贮存器R及独立流路353的+Z侧,包括密封膜331和支承件332。密封膜331是具有挠性的膜状部件,密封贮存器R及独立流路353的+Z侧。并且,密封膜331的外周边缘被框状的支承件332支承。此外,支承件332的+Z侧固定于固定板150的平面部151。以上述方式构成的柔性部330保护头芯片300,并且降低贮存器R的内部、独立流路253的内部的油墨的压力变动。
返回到图12,如上所述,喷出头100对多个喷嘴N分配从液体容器5供给的油墨,并且通过基于经由柔性布线基板346供给的驱动信号VOUT而产生的压电元件60的驱动,从喷嘴N喷出油墨。在此,驱动信号选择电路200可以设置于布线基板130,此外,也可以设置于与头芯片300分别对应的柔性布线基板346。
返回到图9及图10,喷出控制部G4位于流路结构件G1的-Z侧,包括布线基板410和布线基板420。布线基板410包括面411和位于面411的相反侧的面412。并且,布线基板410配置成面412朝向流路结构件G1、供给控制部G2及液体喷出部G3侧且面411朝向与流路结构件G1、供给控制部G2及液体喷出部G3相反的一侧。
在布线基板410的面411设置有输出驱动信号COMA、COMB的驱动信号输出电路50。具体而言,在面411设置有分别输出驱动信号输出电路50所输出的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的四组D级放大电路,详细而言,设置有共计四组的控制D级放大电路的动作的半导体装置、放大从该半导体装置输出的信号的一对晶体管、使输出到一对晶体管的中点的信号平滑的线圈及电容器的组。
此外,在布线基板410的面412设置有连接器413。连接器413传输输出到喷出头100的由驱动信号输出电路50生成的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2,并且传输包含输入到驱动信号输出电路50的作为驱动信号COMA1、COMA2、COMB1、COMB2的基础的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2的多个信号。
即,布线基板410在头单元20中,设置有驱动信号输出电路50的面411位于与喷出油墨的喷出头100相反的一侧。换言之,布线基板410设置成包含于液体喷出部G3所具有的喷出头100的头芯片300所具有的喷嘴板310和与设置有驱动信号输出电路50的面411相反侧的面412的最短距离短于包含于液体喷出部G3所具有的喷出头100的头芯片300所具有的喷嘴板310和面411的最短距离。
由此,布线基板410位于喷出头100和驱动信号输出电路50之间,通过布线基板410降低了由驱动信号输出电路50产生的热量传导到喷出头100的可能性,因此,由驱动信号输出电路50产生的热量对贮存于喷出头100的油墨的特性产生影响的可能性降低。即,在液体喷出装置1中,降低了驱动信号输出电路50所产生的热量对油墨的喷出特性造成的影响。
特别是如图9及图10所示,布线基板410设置成沿作为铅垂方向的Z方向,面411在铅垂方向的上方且朝向-Z侧,面412在铅垂方向的下方且朝向+Z侧,由此能够通过布线基板410进一步降低驱动信号输出电路50所产生的热量传导到喷出头100的可能性,在液体喷出装置1中,能够进一步降低驱动信号输出电路50所产生的热量对油墨的喷出特性造成的影响。
在此,设置有输出驱动信号COMA、COMB的驱动信号输出电路50的布线基板410是第一基板的一个例子,布线基板410中的设置有驱动信号输出电路50的面411是第一面的一个例子,与面411相反侧的面412是第二面的一个例子。
布线基板420包括面421和位于面421的相反侧的面422。并且,布线基板420位于布线基板410的+Z侧,设置成沿作为铅垂方向的Z方向,面421在铅垂方向的上方且朝向-Z侧,面422在铅垂方向的下方且朝向+Z侧。即,布线基板420位于布线基板410与流路结构件G1、供给控制部G2及液体喷出部G3之间。换言之,布线基板420的至少一部分位于布线基板410和包含于液体喷出部G3的喷出头100之间。
在布线基板420的面421中的-X侧的区域设置有半导体装置423。半导体装置423是构成图2所示的头控制电路21的至少一部分的电路元件,例如包括SoC而构成。即,向半导体装置423输入从控制单元10输入到头单元20的图像信息信号IP。并且,半导体装置423生成基于输入的图像信息信号IP的各种信号,并且输出到驱动信号输出电路50等的对应的构成。即,在包含于头单元20的布线基板420的面421设置有与驱动信号输出电路50电连接的半导体装置423。
此外,在布线基板420的面421中的比半导体装置423靠向+X侧的区域、且沿位于-Y侧的布线基板420的端边设置有连接器424。连接器424是通过与设置于布线基板410的连接器413连接而电连接布线基板410和布线基板420的BtoB(Board To Board,板到板)连接器。由此,布线基板420与布线基板410电连接。
在此,与驱动信号输出电路50电连接的半导体装置423是集成电路的一个例子,设置有半导体装置423的布线基板420是第二基板的一个例子,布线基板420的面421是第三面的一个例子,面422是第四面的一个例子。
如上所述,喷出控制部G4基于从控制单元10输出的图像信息信号IP,包括构成头控制电路21的至少一部分的半导体装置423和驱动信号输出电路50,作为控制喷出头100的信号生成包含图1所示的驱动信号COMA、COMB的各种信号并输出到喷出头100,由此控制油墨从喷出头100的喷出。
以上述方式构成的头单元20的喷出控制部G4基于控制单元10输出并输入到头单元20的图像信息信号IP,生成控制喷出头100的各种信号并输出到包含于液体喷出部G3的喷出头100,并且流路结构件G1及供给控制部G2将从液体容器5供给的油墨分别分配并供给到包含于液体喷出部G3的喷出头100。并且,包含于液体喷出部G3的喷出头100基于从喷出控制部G4输入的各种信号,喷出经由流路结构件G1及供给控制部G2供给的油墨,由此在介质P形成所希望的图像。
在此,如图9及图10所示,设置于喷出控制部G4所具有的布线基板420的半导体装置423优选不位于布线基板410和布线基板420之间。即,设置于布线基板420的半导体装置423的至少一部分优选在从布线基板420的面421朝向面422的方向、即沿着Z方向的方向上,设置在与布线基板410不重叠的位置。
如上所述,半导体装置423包含于基于从主控制电路11输入的图像信息信号IP而输出用于控制头单元20的各部分的控制信号的头控制电路21,因此半导体装置423要求稳定的动作。通过将这种半导体装置423的至少一部分作为在从布线基板420的面421朝向面422的方向上与设置有驱动信号输出电路50的布线基板410不重叠的位置,半导体装置423的特性因由驱动信号输出电路50产生的热量而变化的可能性降低。其结果为,半导体装置423的动作稳定,头单元20的动作稳定。
此外,半导体装置423在沿着Z方向的方向上设置在与布线基板410不重叠的位置,由此能够在设置有驱动信号输出电路50的布线基板410和设置有半导体装置423的布线基板420之间设置空气层。通过该空气层,能够进一步降低由驱动信号输出电路50产生的热量传导到喷出头100的可能性,其结果为,在液体喷出装置1中,能够进一步降低驱动信号输出电路50所产生的热量对油墨的喷出特性造成的影响。
在此,头单元20所具有的喷出头100a至100f中的任一个是第一喷出头的一个例子,包含于与第一喷出头相当的喷出头100a至100f中的任一个的压电元件60是第一驱动元件的一个例子,包含于与第一喷出头相当的喷出头100a至100f中的任一个的驱动信号选择电路200是第一切换电路的一个例子,包含于与第一喷出头相当的喷出头100a至100f中的任一个的喷嘴N是第一喷嘴的一个例子,形成有与第一喷嘴相当的喷嘴N的喷嘴板310是第一喷嘴板的一个例子。
此外,头单元20所具有的喷出头100a至100f中的任一个中的、与相当于第一喷出头的喷出头100a至100f不同的任一个是第二喷出头的一个例子,包含于与第二喷出头相当的喷出头100a至100f中的任一个的压电元件60是第二驱动元件的一个例子,包含于与第二喷出头相当的喷出头100a至100f中的任一个的驱动信号选择电路200是第二切换电路的一个例子,包含于与第二喷出头相当的喷出头100a至100f中的任一个的喷嘴N是第二喷嘴的一个例子,形成有与第二喷嘴相当的喷嘴N的喷嘴板310是第二喷嘴板的一个例子。
5.作用效果
如上所述,在本实施方式的液体喷出装置1中,头单元20具有设置有驱动信号输出电路50的布线基板410和喷出油墨的喷出头100。并且,驱动信号输出电路50设置于布线基板410的远离喷出头100的一侧的面411,由此降低了由驱动信号输出电路50产生的热量传导到喷出头100的可能性。其结果为,贮存于喷出头100的油墨因驱动信号输出电路50所产生的热量而受到影响的可能性降低。即,降低了驱动信号输出电路50所产生的热量对从喷出头100喷出的油墨的喷出特性产生影响的可能性。
在这种情况下,通过作为向喷出头100供给油墨的流路部件发挥功能的供给控制部G2及液体喷出部G3位于布线基板410和喷出头100之间,进一步降低了由驱动信号输出电路50产生的热量传导到喷出头100的可能性。其结果为,进一步降低了驱动信号输出电路50所产生的热量对从喷出头100喷出的油墨的喷出特性产生影响的可能性。
6.变形例
在上述液体喷出装置1中,驱动信号输出电路50设置于布线基板410,半导体装置423设置于布线基板420。即,说明了驱动信号输出电路50和半导体装置423设置于不同的基板,但是如图14及图15所示,驱动信号输出电路50和半导体装置423也可以设置于同一布线基板430。
图14是从-Z侧观察变形例的头单元20时的分解立体图,图15是从+Z侧观察变形例的头单元20时的分解立体图。
如图14及图15所示,喷出控制部G4具有布线基板430,该布线基板430配置成面432朝向流路结构件G1、供给控制部G2及液体喷出部G3侧,面431朝向与流路结构件G1、供给控制部G2及液体喷出部G3相反的一侧。并且,在布线基板430的面431设置有构成图1所示的头控制电路21的至少一部分的半导体装置423和输出驱动信号COMA、COMB的驱动信号输出电路50。
即使是以上述方式构成的头单元20,布线基板430也位于喷出头100和驱动信号输出电路50之间,通过布线基板430降低了由驱动信号输出电路50产生的热量传导到喷出头100的可能性,因此,由驱动信号输出电路50产生的热量对贮存于喷出头100的油墨的特性产生影响的可能性降低。即,在液体喷出装置1中,降低了驱动信号输出电路50所产生的热量对油墨的喷出特性造成的影响。
此外,在上述液体喷出装置1中,驱动信号输出电路50可以具备用于释放所产生的热量的散热机构,该散热机构连接于驱动信号输出电路50的-Z侧、即驱动信号输出电路50的与流路结构件G1、供给控制部G2及液体喷出部G3相反的一侧。
在以上述方式构成的液体喷出装置1中,能够通过散热机构释放由驱动信号输出电路50产生的热量,能够降低驱动信号输出电路50的温度上升。此外,该散热机构连接于驱动信号输出电路50的-Z侧、即驱动信号输出电路50的与流路结构件G1、供给控制部G2及液体喷出部G3相反的一侧,由此能够降低经由散热机构传导的由驱动信号输出电路50产生的热量对喷出头100产生影响的可能性,其结果为,在液体喷出装置1中,降低了驱动信号输出电路50所产生的热量对油墨的喷出特性造成的影响。
以上,对实施方式及变形例进行了说明,但是本发明并不限于这些实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式实施。例如,也能够适当地组合上述实施方式。
本发明包括与在实施方式中说明的构成实质上相同的构成(例如功能、方法及结果相同的构成或目的及效果相同的构成)。此外,本发明包括替换了在实施方式中说明的构成中不涉及本质的部分的构成。此外,本发明包括能够起到与在实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或实现相同目的的构成。此外,本发明包括将公知技术与在实施方式中说明的构成结合的构成。
从上述实施方式及变形例导出以下的内容。
液体喷出装置的一种方式具备:
喷出液体的头单元;以及
控制所述头单元的动作的控制单元,
所述头单元具有:
输出驱动信号的驱动信号输出电路;
设置有所述驱动信号输出电路的第一基板;以及
第一喷出头,包括:第一驱动元件,由所述驱动信号驱动;第一切换电路,切换是否将所述驱动信号供给到所述第一驱动元件;以及第一喷嘴板,设置有通过所述第一驱动元件的驱动来喷出液体的第一喷嘴,
所述第一基板包括第一面和第二面,
所述驱动信号输出电路设置于所述第一面,
所述第一喷嘴板与所述第二面的最短距离比所述第一喷嘴板与所述第一面的最短距离短。
根据该液体喷出装置,通过将驱动信号输出电路和第一喷出头设置于同一头单元,能够缩短连接驱动信号输出电路和第一喷出头的布线长度,能够提高供给到第一喷出头的驱动信号的精度。此外,通过使包含于第一喷出头的第一喷嘴板与设置有驱动信号输出电路的第一基板中的未设置驱动信号输出电路的第一基板的第二面的最短距离短于包含于第一喷出头的第一喷嘴板与设置有驱动信号输出电路的第一基板的第一面的最短距离,通过第一基板降低了向第一喷出头传导的由驱动信号输出电路产生的热量。因此,能够降低由驱动信号输出电路产生的热量对第一喷出头产生影响的可能性。
在所述液体喷出装置的一种方式中,
所述第一基板可以设置成在沿着铅垂方向的方向上所述第一面朝向上方且所述第二面朝向下方。
根据该液体喷出装置,由驱动信号输出电路产生的热量难以进一步传导到第一喷出头,并且设置有驱动信号输出电路的第一面朝向铅垂上方,由此提高了由驱动信号输出电路产生的热量的散热效率。
在所述液体喷出装置的一种方式中,
可以是所述头单元具备向所述第一喷出头供给液体的流路部件,
所述流路部件位于所述第一基板和所述第一喷嘴板之间。
根据该液体喷出装置,通过流路部件降低了向第一喷出头传导的由驱动信号输出电路产生的热量。因此,能够进一步降低由驱动信号输出电路产生的热量对第一喷出头产生影响的可能性。
在所述液体喷出装置的一种方式中,
可以是所述头单元具有:
集成电路,与所述驱动信号输出电路电连接;以及
第二基板,包括第三面和第四面,设置有所述集成电路,
所述第二基板与所述第一基板电连接。
根据该液体喷出装置,能够在驱动信号输出电路的周边较大地设置用于释放热量的空间,能够进一步提高驱动信号输出电路的散热效率。
在所述液体喷出装置的一种方式中,
可以是所述集成电路设置于所述第三面,
可以在从所述第三面朝向所述第四面的方向上,所述集成电路的至少一部分与所述第一基板不重叠。
根据该液体喷出装置,由驱动信号输出电路产生的热量对集成电路产生影响的可能性降低,其结果为,能够提高集成电路的动作的稳定性。
在所述液体喷出装置的一种方式中,
所述第二基板的至少一部分可以位于所述第一基板和所述第一喷出头之间。
根据该液体喷出装置,通过第一基板及第二基板的双方进一步降低了向第一喷出头传导的由驱动信号输出电路产生的热量。因此,能够进一步降低由驱动信号输出电路产生的热量对第一喷出头产生影响的可能性。
在所述液体喷出装置的一种方式中,
可以是所述头单元具有第二喷出头,所述第二喷出头包括:第二驱动元件,由所述驱动信号驱动;第二切换电路,切换是否将所述驱动信号供给到所述第二驱动元件;以及第二喷嘴板,设置有通过所述第二驱动元件的驱动来喷出液体的第二喷嘴,
所述第二喷嘴板与所述第二面的最短距离比所述第二喷嘴板与所述第一面的最短距离短。
根据该液体喷出装置,通过第一基板降低了向第二喷出头传导的由驱动信号输出电路产生的热量。因此,能够降低由驱动信号输出电路产生的热量对第二喷出头产生影响的可能性。
头单元的一种方式具有:
输出驱动信号的驱动信号输出电路;
设置有所述驱动信号输出电路的第一基板;以及
第一喷出头,包括:第一驱动元件,由所述驱动信号驱动;第一切换电路,切换是否将所述驱动信号供给到所述第一驱动元件;以及第一喷嘴板,设置有通过所述第一驱动元件的驱动来喷出液体的第一喷嘴,
所述第一基板包括第一面和第二面,
所述驱动信号输出电路设置于所述第一面,
所述第一喷嘴板与所述第二面的最短距离比所述第一喷嘴板与所述第一面的最短距离短。
根据该头单元,通过将驱动信号输出电路和第一喷出头设置于同一头单元,能够缩短连接驱动信号输出电路和第一喷出头的布线长度,能够提高供给到第一喷出头的驱动信号的精度。此外,通过使包含于第一喷出头的第一喷嘴板与设置有驱动信号输出电路的第一基板中的未设置驱动信号输出电路的第一基板的第二面的最短距离短于包含于第一喷出头的第一喷嘴板与设置有驱动信号输出电路的第一基板的第一面的最短距离,通过第一基板降低了向第一喷出头传导的由驱动信号输出电路产生的热量。因此,能够降低由驱动信号输出电路产生的热量对第一喷出头产生影响的可能性。
Claims (8)
1.一种液体喷出装置,其特征在于,具备:
头单元,喷出液体;以及
控制单元,控制所述头单元的动作,
所述头单元具有:
驱动信号输出电路,输出驱动信号;
第一基板,设置有所述驱动信号输出电路;以及
第一喷出头,包括:第一驱动元件,由所述驱动信号驱动;第一切换电路,切换是否将所述驱动信号供给至所述第一驱动元件;以及第一喷嘴板,设置有通过所述第一驱动元件的驱动来喷出液体的第一喷嘴,
所述第一基板包括第一面和第二面,
所述驱动信号输出电路设置于所述第一面,
所述第一喷嘴板与所述第二面的最短距离小于所述第一喷嘴板与所述第一面的最短距离。
2.根据权利要求1所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一基板设置成在沿着铅垂方向的方向上所述第一面朝向上方且所述第二面朝向下方。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述头单元具备向所述第一喷出头供给液体的流路部件,
所述流路部件位于所述第一基板和所述第一喷嘴板之间。
4.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述头单元具有:
集成电路,与所述驱动信号输出电路电连接;以及
第二基板,包括第三面和第四面,且设置有所述集成电路,
所述第二基板与所述第一基板电连接。
5.根据权利要求4所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述集成电路设置于所述第三面,
在从所述第三面朝向所述第四面的方向上,所述集成电路的至少一部分与所述第一基板不重叠。
6.根据权利要求4所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第二基板的至少一部分位于所述第一基板和所述第一喷出头之间。
7.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述头单元具有第二喷出头,所述第二喷出头包括:第二驱动元件,由所述驱动信号驱动;第二切换电路,切换是否将所述驱动信号供给至所述第二驱动元件;以及第二喷嘴板,设置有通过所述第二驱动元件的驱动来喷出液体的第二喷嘴,
所述第二喷嘴板与所述第二面的最短距离小于所述第二喷嘴板与所述第一面的最短距离。
8.一种头单元,其特征在于,具有:
驱动信号输出电路,输出驱动信号;
第一基板,设置有所述驱动信号输出电路;以及
第一喷出头,包括:第一驱动元件,由所述驱动信号驱动;第一切换电路,切换是否将所述驱动信号供给至所述第一驱动元件;以及第一喷嘴板,设置有通过所述第一驱动元件的驱动来喷出液体的第一喷嘴,
所述第一基板包括第一面和第二面,
所述驱动信号输出电路设置于所述第一面,
所述第一喷嘴板与所述第二面的最短距离小于所述第一喷嘴板与所述第一面的最短距离。
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