CN114425915A - 液体喷出装置 - Google Patents

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Abstract

一种液体喷出装置,能够减少起因于在传送路径产生的电感成分而产生的驱动信号的波形紊乱。喷出液体的头单元具有喷出液体的喷出部、传送驱动信号的第一刚性基板、以及包含被输入驱动信号的第一端子的第一连接器,输出驱动信号的驱动信号输出单元具有第二刚性基板、包含输出驱动信号的第二端子的第二连接器、D/A转换器和驱动信号输出电路,第一连接器设置于第一刚性基板,第二连接器、D/A转换器以及驱动信号输出电路设置于第二刚性基板,第一连接器和第二连接器的一方是插座形状,另一方是插头形状,第一连接器和第二连接器以使第一端子与第二端子直接接触的方式嵌合。

Description

液体喷出装置
技术领域
本发明涉及液体喷出装置。
背景技术
喷墨打印机等液体喷出装置通过驱动信号对设置于头单元具有的打印头的、作为驱动元件的压电元件进行驱动,从而从喷嘴喷出填充于腔室的油墨等液体,而在介质上形成文字、图像。由于从电气的角度来看,压电元件是电容器这样的电容性负载,因此为了使各喷嘴的压电元件动作而需要供给足够的电流。因此,在上述的喷墨打印机中,构成为,驱动电路将通过放大电路进行放大而得到的高电压的驱动信号向头供给,对压电元件进行驱动。
例如,在专利文献1中公开了如下喷墨打印机:将驱动信号生成电路输出的驱动信号向喷出模块具有的压电元件供给,从而驱动压电元件,使液体从喷嘴喷出。此外,在专利文献2中公开了如下喷墨打印机:将驱动电路输出的驱动信号向头模块具有的压电元件供给,从而驱动压电元件,使液体从喷嘴喷出。
专利文献1:日本专利特开2018-051772号公报
专利文献2:日本专利特开2019-130821号公报
然而,近年来,鉴于液体喷出装置具有的压电元件的数量进一步在增加的现状,在专利文献1、专利文献2中记载的喷墨打印机中,在对用于驱动压电元件的高电压、高电流的驱动信号进行传送时,从减少起因于在传送路径产生的电感成分而产生的驱动信号的波形紊乱的观点而言,尚有进一步的改善的余地。
发明内容
本发明的液体喷出装置的一方式具备:头单元,包含伴随着驱动信号的供给而进行驱动的压电元件,并且所述头单元通过所述压电元件的驱动而喷出液体;以及驱动信号输出单元,输出所述驱动信号,所述头单元具有:喷出部,喷出所述液体;第一刚性基板,将所述驱动信号向所述喷出部传送;以及第一连接器,包含被输入所述驱动信号的第一端子,所述驱动信号输出单元具有:第二刚性基板;第二连接器,包含输出所述驱动信号的第二端子;D/A转换器,将作为数字信号的基础驱动数据转换为作为模拟信号的基础驱动信号;以及驱动信号输出电路,对所述基础驱动信号进行放大并输出所述驱动信号,所述第一连接器设置于所述第一刚性基板,所述第二连接器、所述D/A转换器以及所述驱动信号输出电路设置于所述第二刚性基板,所述第一连接器和所述第二连接器中的一方的形状是插座形状,所述第一连接器和所述第二连接器中的另一方的形状是插头形状,所述第一连接器和所述第二连接器以使所述第一端子与所述第二端子直接接触的方式嵌合。
附图说明
图1是表示液体喷出装置的功能结构的图。
图2是表示驱动信号COMA、COMB的波形的一例的图。
图3是表示驱动信号VOUT的波形的一例的图。
图4是表示驱动信号选择电路的结构的图。
图5是表示解码器中的解码内容的图。
图6是表示与一个喷出部对应的选择电路的结构的图。
图7是用于说明驱动信号选择电路的动作的图。
图8是表示驱动电路的结构的图。
图9是表示液体喷出装置的概略构造的说明图。
图10是从-Z侧观察头单元以及驱动信号输出单元的情况下的分解立体图。
图11是从+Z侧观察头单元以及驱动信号输出单元的情况下的分解立体图。
图12是从+Z侧观察头单元的情况下的仰视图。
图13是表示喷出头的构造的分解立体图。
图14是对头芯片进行了剖切的情况下的剖视图。
图15是从+Z侧观察图10以及图11所示的头单元以及驱动信号输出单元的情况下的俯视图。
图16是从-X侧观察图10以及图11所示的头单元所包含的配线基板420、以及驱动信号输出单元所包含的配线基板501的情况下的侧视图。
图17是表示连接器513的构造的图。
图18是图17所示的a-A剖视图。
图19是表示连接器424的构造的图。
图20是图19所示的b-B剖视图。
图21是表示使连接器424和连接器513嵌合的状态的图。
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…支承构件;40…输送机构;50…驱动信号输出单元;51a、51b…驱动电路;60…压电元件;100…喷出头;110…过滤器部;113…过滤器;120…密封构件;125…贯通孔;130…配线基板;135…缺口部;140…保持件;141、42、143…保持件构件;145…液体导入口;146…狭缝孔;150…固定板;151…平面部;152、153、154…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;300…头芯片;310…喷嘴板;321…流道形成基板;322…压力室基板;323…保护基板;324…外壳;330…柔性部;331…封合膜;332…支承体;340…振动板;346…柔性配线基板;350…油墨流道;351…液体导入口;353…独立流道;355…连通流道;420…配线基板;421、422…面;423…半导体装置;424…连接器;500…集成电路;501…配线基板;511、512…面;513…连接器;520…调制电路;521…比较器;522…反相器;530…栅极驱动电路;531、532…栅极驱动器;550…输出电路;560…平滑电路;570…放大电路;600…喷出部;710、720…绝缘体;722…突起部;724…插头安装部;730…固定部;740…连接端子;742…基板连接端子;744…接触端子;750…连接端子;752…基板连接端子;754…接触端子;810…绝缘体;824…插座安装部;830…固定部;840…连接端子;842…基板连接端子;844…接触端子;850…连接端子;852…基板连接端子;854…接触端子;A…空气;C…压力室;C1、C5…电容器;D1…二极管;DA1…空气排出口;DI1、DI2…液体排出口;G1…流道构造体;G2…供给控制部;G3…液体喷出部;G4…喷出控制部;L1…线圈;M1、M2…晶体管;N…喷嘴;P…介质;R…贮液器;R1、R2…电阻;SA1、SA2…空气导入口;SI1、SI2、SI3…液体导入口;SP…干涉空间。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的优选的实施方式进行说明。所使用的附图是为了便于进行说明的图。另外,在以下说明的实施方式并不是对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定。此外,在以下说明的全部结构并不一定都是本发明的必要结构要件。
1.液体喷出装置的功能结构
首先,使用图1对本实施方式中的液体喷出装置1的功能结构进行说明。本实施方式中的液体喷出装置1列举如下喷墨打印机为例进行说明:作为液体的一例而向介质喷出油墨,从而在介质上形成期望的图像。这样的液体喷出装置1从设置于外部的计算机等外部设备接收通过有线通信或无线通信传送的图像数据,在基于接收到的图像数据的定时,向介质喷出油墨,从而在介质上形成期望的图像。
图1是表示液体喷出装置1的功能结构的图。如图1所示,液体喷出装置1具备控制单元10、头单元20以及驱动信号输出单元50。
控制单元10基于从未图示的外部设备供给的图像数据而生成并输出对头单元20以及驱动信号输出单元50进行控制的各种信号。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。而且,电源电压生成电路12基于被输入的商用电压,例如生成电压值为42V的作为直流电压的电压VHV,并向头单元20输出。这样的电源电压生成电路12是将交流电压转换为直流电压的AC/DC转换器,例如被构成为包含反激电路等、以及对该反激电路输出的直流电压的电压值进行转换的DC/DC转换器等。由该电源电压生成电路12所生成的电压VHV被向头单元20供给而作为头单元20具有的各种结构的电源电压使用,并且还经由头单元20而被向驱动信号输出单元50供给。另外,电源电压生成电路12除了电压VHV之外还可以生成在包含控制单元10、头单元20以及驱动信号输出单元50的液体喷出装置1的各部分中所使用的电压值的电压信号,并向所对应的各结构输出。
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输入图像数据。而且,主控制电路11生成用于在介质上形成与被输入的图像数据相对应的图像的各种信号,并向所对应的结构输出。
具体地,主控制电路11在对从外部设备输入的图像数据实施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而向头单元20输出。从该主控制电路11输出的图像信息信号IP是差动信号等电信号,例如作为依据PCIe(PeripheralComponent Interconnect Express,高速串行计算机扩展总线标准)的通信规格的高速通信信号而被输出。此外,由主控制电路11执行的图像处理,例如可列举在将从外部设备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执行的图像处理并不限于上述的颜色转换处理、半色调处理。
如以上那样,主控制电路11生成对头单元20的动作进行控制的图像信息信号IP,并向头单元20输出。这样的主控制电路11例如被构成为包含SoC(System on a Chip,片上系统),该SoC包含具备多种功能的一个或多个半导体装置。
头单元20具备头控制电路21、差动信号恢复电路22、电压转换电路23以及喷出头100-1~100-n。
向电压转换电路23输入电压VHV。而且,电压转换电路23针对被输入的电压VHV,生成并输出作为预定的电压值、例如为5V的直流电压的电压VDD。作为这样的电压转换电路23,例如被构成为包含DC/DC转换器等。而且,由电压转换电路23所生成的电压值VDD被向头单元20的各部分供给,并且还被向驱动信号输出单元50供给。
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而输出用于控制头单元20的各部分的控制信号。具体地,头控制电路21基于图像信息信号IP而生成将对从喷出头100-1~100-n分别喷出油墨进行控制的控制信号转换为差动信号而得到的差动信号dSCK、以及与喷出头100-1~100-n分别对应的差动信号dSIa1~dSIam、······、dSIn1~dSInm,并向差动信号恢复电路22输出。
差动信号恢复电路22将被输入的差动信号dSCK、以及差动信号dSIa1~dSIam、······、dSIn1~dSInm分别恢复为时钟信号SCK、以及所对应的印刷数据信号SIa1~SIam、······、SIn1~SInm,并向所对应的喷出头100-1~100-n输出。
详细地,头控制电路21生成包含一对信号dSCK+、dSCK-的差动信号dSCK,并向差动信号恢复电路22输出。差动信号恢复电路22通过对被输入的差动信号dSCK进行恢复而生成作为单端信号的时钟信号SCK,并向喷出头100-1~100-n输出。
此外,头控制电路21生成包含一对信号dSIa1+~dSIam+、dSIa1-~dSIam-的差动信号dSIa1~dSIam,并向差动信号恢复电路22输出。差动信号恢复电路22通过对被输入的差动信号dSIa1~dSIam进行恢复而生成作为单端信号的印刷数据信号SIa1~SIam,并向喷出头100-1输出。
此外,头控制电路21生成包含一对信号dSIn1+~dSInm+、dSIn1-~dSInm-的差动信号dSIn1~dSInm,并向差动信号恢复电路22输出。差动信号恢复电路22通过对被输入的差动信号dSIn1~dSInm进行恢复而生成作为单端信号的印刷数据信号SIn1~SInm,并向喷出头100-n输出。
即,头控制电路21生成成为向喷出头100-1~100-n共同输入的时钟信号SCK的基础的差动信号dSCK、以及成为向喷出头100-1~100-n独立输入的印刷数据信号SI11~SI1m、······、SIn1~SInm的基础的差动信号dSI11~dSI1m、······、dSIn1~dSInm,并向差动信号恢复电路22输出。而且,差动信号恢复单元22通过对差动信号dSCK和差动信号dSI11~dSI1m、······、dSIn1~dSInm进行恢复而生成单端时钟信号SCK和印刷数据信号SI11~SI1m、······、SIn1~SInm,并向所对应的喷出头100-1~100-n输出。
在此,从头控制电路21输出的差动信号dSCK和差动信号dSIa1~dSIam、······、dSIn1~dSInm分别也可以是LVDS(Low Voltage DifferentialSignaling,低压差分信号)传输方式的差动信号,此外,也可以是LVDS以外的LVPECL(LowVoltage Positive Emitter Coupled Logic,低电压正射极耦合逻辑)、CML(Current ModeLogic,电流型逻辑)等各种高速通信方式的差动信号。
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,作为对油墨从喷出头100-1~100-n的喷出定时进行控制的控制信号,而生成锁存信号LAT以及变换信号CH,并向喷出头100-1~100-n输出。
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而生成成为使喷出头100-1~100-n驱动的驱动信号COMA、COMB的基础的基础驱动数据dA、dB,并向驱动信号输出单元50输出。
驱动信号输出单元50包含驱动电路51a、51b。向驱动电路51a输入基础驱动数据dA。驱动电路51a在将被输入的基础驱动数据dA转换为模拟信号之后,基于电压VHV对被转换而得到的模拟信号进行D级放大,从而生成驱动信号COMA,并向头单元20具有的喷出头100-1~100-n输出。此外,向驱动电路51b输入基础驱动数据dB。驱动电路51b在将被输入的基础驱动数据dB转换为模拟信号之后,基于电压VHV对被转换而得到的模拟信号进行D级放大,从而生成驱动信号COMB,并向喷出头100-1~100-n输出。此外,驱动信号输出单元50对电压VDD进行升压或降压,从而生成成为在从喷出头100-1~100-n喷出油墨的情况下的基准电位的基准电压信号VBS,并向喷出头100-1~100-n输出。即,驱动信号输出单元50包含生成驱动信号COMA、COMB的两个D级放大电路、以及生成基准电压信号VBS的降压电路或升压电路。
在此,在本实施方式中,设为驱动电路51a生成驱动信号COMA并向喷出头100-1~100-n输出、驱动电路51b生成驱动信号COMB并向喷出头100-1~100-n输出而进行说明,但并不限于此。例如,驱动信号输出单元50也可以被构成为包含输出与喷出头100-1~100-n分别对应的驱动信号COMA的n个驱动电路51a、以及输出与喷出头100-1~100-n分别对应的驱动信号COMB的n个驱动电路51b。此外,驱动电路51a、51b只要能够基于电压VHV对与被输入的基础驱动数据dA、dB对应的模拟信号进行放大即可,也可以被构成为包含A级放大电路、B级放大电路或AB级放大电路。
头单元20所具有的喷出头100-1具有驱动信号选择电路200-1~200-m、以及与驱动信号选择电路200-1~200-m分别对应的头芯片300-1~300-m。
向喷出头100-1所包含的驱动信号选择电路200-1输入印刷数据信号SIa1、时钟信号SCK、锁存信号LAT、变换信号CH以及驱动信号COMA、COMB。而且,喷出头100-1所包含的驱动信号选择电路200-1基于印刷数据信号SIa1,在由锁存信号LAT、变换信号CH规定的定时,将驱动信号COMA、COMB所包含的波形设为选择或非选择,从而生成驱动信号VOUT,并向喷出头100-1所包含的头芯片300-1供给。由此,头芯片300-1所具有的后述的压电元件60进行驱动,伴随着压电元件60的驱动而从所对应的喷嘴喷出油墨。
同样地,向喷出头100-1所包含的驱动信号选择电路200-m输入印刷数据信号SIam、时钟信号SCK、锁存信号LAT、变换信号CH以及驱动信号COMA、COMB。而且,喷出头100-1所包含的驱动信号选择电路200-m基于印刷数据信号SIam,在由锁存信号LAT、变换信号CH规定的定时,将驱动信号COMA、COMB所包含的波形设为选择或非选择,从而生成驱动信号VOUT,并向喷出头100-1所包含的头芯片300-m供给。由此,头芯片300-m所具有的后述的压电元件60进行驱动,伴随着压电元件60的驱动而从所对应的喷嘴喷出油墨。
即,驱动信号选择电路200-1~200-m分别对是否将驱动信号COMA、COMB作为驱动信号VOUT而向所对应的头芯片300-1~300-m所包含的压电元件60供给进行切换。
在此,在喷出头100-1和喷出头100-2~100-n中,仅输入的信号不同,而结构以及动作是同样的。因此,省略喷出头100-1~100-n的详细结构的图示以及动作的说明。此外,在以下的说明中,在不需要特别对喷出头100-1~100-n进行区分的情况下,有时简称为喷出头100。进一步,喷出头100所包含的驱动信号选择电路200-1~200-m均为同样的结构,进一步,头芯片300-1~300-m也均为同样的结构。因此,在不需要对驱动信号选择电路200-1~200-m进行区分的情况下,简称为驱动信号选择电路200,进一步,设为驱动信号选择电路200对头芯片300供给驱动信号VOUT而进行说明。而且,设为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、变换信号CH以及驱动信号COMA、COMB而进行说明。
2.驱动信号选择电路的结构以及动作
接下来,对驱动信号选择电路200的结构以及动作进行说明。正如前述的那样,驱动信号选择电路200将被输入的驱动信号COMA、COMB的波形设为选择或非选择,从而生成驱动信号VOUT,并向所对应的头芯片300输出。因此,在对驱动信号选择电路200的结构以及动作进行说明时,首先,对向驱动信号选择电路200输入的驱动信号COMA、COMB的波形的一例、以及驱动信号选择电路200输出的驱动信号VOUT的波形的一例进行说明。
图2是表示驱动信号COMA、COMB的波形的一例的图。如图2所示,驱动信号COMA是使在从锁存信号LAT上升起至变换信号CH上升为止的期间T1内被配置的梯形波形Adp1、以及在从变换信号CH上升起至锁存信号LAT上升为止的期间T2内被配置的梯形波形Adp2连续的波形。在梯形波形Adp1被供给到头芯片300的情况下,从头芯片300具有的所对应的喷嘴喷出小程度的量的油墨,在梯形波形Adp2被供给到头芯片300的情况下,从头芯片300具有的所对应的喷嘴喷出比小程度的量多的中程度的量的油墨。
此外,如图2所示,驱动信号COMB是使在期间T1内被配置的梯形波形Bdp1、以及在期间T2内被配置的梯形波形Bdp2连续的波形。在梯形波形Bdp1被供给到头芯片300的情况下,不会从头芯片300具有的所对应的喷嘴喷出油墨。该梯形波形Bdp1是用于使喷嘴的开孔部附近的油墨进行微振动而防止油墨粘度的增大的波形。此外,在梯形波形Bdp2被供给到头芯片300的情况下,与供给有梯形波形Adp1的情况同样地,从头芯片300具有的所对应的喷嘴喷出小程度的量的油墨。
在此,如图2所示,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2的各自的开始定时以及结束定时处的电压值均为电压Vc,是共同的。即,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2分别是在电压Vc处开始并在电压Vc处结束的波形。而且,由期间T1和期间T2构成的周期Ta相当于在介质上形成新的点的印刷周期。
另外,在图2中,设为梯形波形Adp1和梯形波形Bdp2是相同的波形而进行了图示,但梯形波形Adp1和梯形波形Bdp2也可以是不同的波形。此外,设为在梯形波形Adp1被供给到头芯片300的情况下、以及梯形波形Bdp1被供给到头芯片300的情况下均从所对应的喷嘴喷出小程度的量的油墨而进行说明,但并不限于此。即,驱动信号COMA、COMB的波形并不限于图2所示的一例,也可以根据从头芯片300所具有的喷嘴喷出的油墨的性质、油墨所着落的介质的材质等而使用各种波形的组合信号。此外,驱动信号COMA1和驱动信号COMA2也可以是不同的波形,同样地,驱动信号COMB1和驱动信号COMB2也可以是不同的波形。
图3是表示与形成在介质上的点的大小为大点LD、中点MD、小点SD、以及非记录ND分别对应的驱动信号VOUT的波形的一例的图。
如图3所示,在介质上形成大点LD的情况下的驱动信号VOUT在周期Ta内,成为使在期间T1内被配置的梯形波形Adp1和在期间T2内被配置的梯形波形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,从所对应的喷嘴喷出小程度的量的油墨和中程度的量的油墨。因此,在周期Ta内,油墨分别着落在介质上并合体,从而在介质上形成大点LD。
此外,在介质上形成中点MD的情况下的驱动信号VOUT在周期Ta内,成为使在期间T1内被配置的梯形波形Adp1和在期间T2内被配置的梯形波形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,从所对应的喷嘴喷出两次小程度的量的油墨。因此,在周期Ta内,油墨分别着落在介质上并合体,从而在介质上形成中点MD。
在介质上形成小点SD的情况下的驱动信号VOUT在周期Ta内,成为使在期间T1内被配置的梯形波形Adp1和在期间T2内被配置的在电压Vc处恒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,从所对应的喷嘴喷出一次小程度的量的油墨。因此,在周期Ta内,该油墨着落在介质上,而在介质上形成小点SD。
与不会在介质上形成点的非记录ND对应的驱动信号VOUT在周期Ta内,成为使在期间T1内被配置的梯形波形Bdp1和在期间T2内被配置的在电压Vc处恒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,所对应的喷嘴的开孔部附近的油墨仅进行微振动,而不会喷出油墨。因此,在周期Ta内,油墨不会着落在介质上,而不会在介质上形成点。
在此,在电压Vc处恒定的波形是指在作为驱动信号VOUT而梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2均未被选择的情况下向头芯片300供给的电压,具体地,是梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2的紧前的电压Vc被保持于头芯片300的电压值的波形。因此,在作为驱动信号VOUT而梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2均未被选择的情况下,电压Vc作为驱动信号VOUT而被向头芯片300供给。
接下来,对驱动信号选择电路200的结构以及动作进行说明。图4是表示驱动信号选择电路200的结构的图。如图4所示,驱动信号选择电路200包含选择控制电路210和多个选择电路230。此外,在图4中图示出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的一例。如图4所示,头芯片300包含分别具有压电元件60的p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、变换信号CH以及时钟信号SCK。使移位寄存器(S/R)212、锁存电路214和解码器216的组与头芯片300所具有的p个喷出部600的各个对应地设置于选择控制电路210。即,驱动信号选择电路200包含与头芯片300所具有的p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,并是包含用于针对p个喷出部600的各个而选择大点LD、中点MD、小点SD以及非记录ND的任一方的两位的印刷数据[SIH、SIL]在内的总计2p位的信号。被输入的印刷数据信号SI与p个喷出部600对应地,以印刷数据信号SI所包含的每个两位量的印刷数据[SIH、SIL],被保持于移位寄存器212。具体地,选择控制电路210使与p个喷出部600对应的p级的移位寄存器212相互级联连接,并且使作为印刷数据信号SI而以串行的方式被输入的印刷数据[SIH、SIL]按照时钟信号SCK依次向后级传输。另外,在图4中,为了对移位寄存器212进行区分,而从上游侧起将被输入印刷数据信号SI的移位寄存器212按顺序标记为1级、2级、……、p级。
p个锁存电路214的各个在锁存信号LAT的上升沿,对由p个移位寄存器212的各个保持的两位的印刷数据[SIH、SIL]进行锁存。
图5是表示解码器216中的解码内容的图。解码器216按照被锁存的两位的印刷数据[SIH、SIL]而输出选择信号S1、S2。例如,解码器216在两位的印刷数据[SIH、SIL]为[1、0]的情况下,将选择信号S1的逻辑电平在期间T1、T2内设为H、L电平而输出,并将选择信号S2的逻辑电平在期间T1、T2内设为L、H电平而向选择电路230输出。
选择电路230与喷出部600分别对应地设置。即,驱动信号选择电路200所具有的选择电路230的数量与所对应的头芯片300具有的喷出部600相同,为p个。图6是表示与一个喷出部600对应的选择电路230的结构的图。如图6所示,选择电路230具有作为非电路(NOT电路)的反相器232a、232b和传输门234a、234b。
选择信号S1被向在传输门234a处未标有圆形标记的正控制端输入,另一方面通过反相器232a而被逻辑反转,并向在传输门234a处标有圆形标记的负控制端输入。此外,向传输门234a的输入端供给驱动信号COMA。选择信号S2被向在传输门234b处未标有圆形标记的正控制端输入,另一方面通过反相器232b而被逻辑反转,并向在传输门234b处标有圆形标记的负控制端输入。此外,向传输门234b的输入端供给驱动信号COMB。而且,传输门234a、234b的输出端被共同连接,从该输出端输出驱动信号VOUT。
具体地,传输门234a在选择信号S1为H电平的情况下将输入端与输出端之间设为导通,在选择信号S1为L电平的情况下将输入端与输出端之间设为非导通。此外,传输门234b在选择信号S2为H电平的情况下将输入端与输出端之间设为导通,在选择信号S2为L电平的情况下将输入端与输出端之间设为非导通。即,选择电路230基于被输入的选择信号S1、S2而选择出驱动信号COMA、COMB的波形,并输出选择出的波形的驱动信号VOUT。
使用图7,对驱动信号选择电路200的动作进行说明。图7是用于对驱动信号选择电路200的动作进行说明的图。印刷数据信号SI所包含的印刷数据[SIH、SIL]与时钟信号SCK同步并以串行的方式被输入,在与喷出部600对应的移位寄存器212中被依次传输。而且,当时钟信号SCK的输入停止时,使与p个喷出部600分别对应的两位的印刷数据[SIH、SIL]保持于各移位寄存器212。另外,印刷数据信号SI所包含的印刷数据[SIH、SIL]按移位寄存器212的p级、……、2级、1级的与喷出部600对应的顺序而被输入。
而且,当锁存信号LAT上升时,锁存电路214分别一并地对被保持于移位寄存器212中的两位的印刷数据[SIH、SIL]进行锁存。另外,在图7中,LT1、LT2、……、LTp表示通过与1级、2级、……、p级的移位寄存器212对应的锁存电路214而被锁存的两位的印刷数据[SIH、SIL]。
解码器216根据通过被锁存的两位的印刷数据[SIH、SIL]所规定的点的尺寸,分别在期间T1、T2内,以图5所示的内容而输出选择信号S1、S2的逻辑电平。
具体地,解码器216在被输入的印刷数据[SIH、SIL]为[1、1]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为H、H电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为L、L电平。在该情况下,选择电路230在期间T1内对梯形波形Adp1进行选择,在期间T2内对梯形波形Adp2进行选择。其结果,生成与图3所示的大点LD对应的驱动信号VOUT。
此外,解码器216在被输入的印刷数据[SIH、SIL]为[1、0]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为H、L电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为L、H电平。在该情况下,选择电路230在期间T1内对梯形波形Adp1进行选择,在期间T2内对梯形波形Bdp2进行选择。其结果,生成与图3所示的中点MD对应的驱动信号VOUT。
此外,解码器216在被输入的印刷数据[SIH、SIL]为[0、1]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为H、L电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为L、L电平。在该情况下,选择电路230在期间T1内对梯形波形Adp1进行选择,在期间T2内不对梯形波形Adp2、Bdp2的任一个进行选择。其结果,生成与图3所示的小点SD对应的驱动信号VOUT。
此外,解码器216在被输入的印刷数据[SIH、SIL]为[0、0]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为L、L电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为H、L电平。在该情况下,选择电路230在期间T1内对梯形波形Bdp1进行选择,在期间T2内不对梯形波形Adp2、Bdp2的任一个进行选择。其结果,生成与图3所示的非记录ND对应的驱动信号VOUT。
如以上那样,驱动信号选择电路200基于印刷数据信号SI、锁存信号LAT、变换信号CH以及时钟信号SCK,对驱动信号COMA、COMB的波形进行选择,并作为驱动信号VOUT输出。而且,驱动信号选择电路200将驱动信号COMA、COMB的波形设为选择或非选择,从而控制在介质上形成的点的尺寸,其结果,在液体喷出装置1中,在介质上形成期望的尺寸的点。
在此,驱动信号输出单元50输出的驱动信号COMA、COMB是驱动信号的一例。此外,鉴于驱动信号选择电路200通过将驱动信号COMA、COMB所包含的波形设为选择或非选择而生成驱动信号VOUT的点上,驱动信号VOUT也是驱动信号的一例。
3.驱动电路的结构
接下来,对驱动信号输出单元50所具有的驱动电路51a、51b的结构进行说明。另外,驱动电路51a和驱动电路51b仅被输入的信号以及输出的信号不同,而是同样的结构。因此,在以下的说明中,以被输入基础驱动数据dA并输出驱动信号COMA的驱动电路51a为例,对结构进行说明,而省略驱动电路51b的结构的说明。
图8是表示驱动电路51a的结构的图。驱动电路51a具有:DAC(Digital to AnalogConverter,数字模拟转换器)510,将作为成为驱动信号COMA的基础的数字信号的基础驱动数据dA转换为作为模拟信号的基础驱动信号aA;以及输出电路550,对基于基础驱动信号aA的信号进行放大,生成驱动信号COMA。
如图8所示,驱动电路51a包含集成电路500、输出电路550以及多个电路元件。集成电路500基于被输入的基础驱动信号aA,输出用于对输出电路550的放大电路570所具有的晶体管M1、M2进行驱动的栅极驱动信号Hgd、Lgd。集成电路500包含DAC510、调制信号520以及栅极驱动电路530。
向DAC510输入基础驱动数据dA。而且,DAC510通过对基础驱动数据dA进行数字/模拟转换,从而生成模拟信号的基础驱动信号aA。对该基础驱动信号aA的电压进行放大而得到的信号,成为驱动信号COMA。即,基础驱动信号aA是成为由数字信号的基础驱动数据dA所规定的驱动信号COMA的放大前的目标的信号。
调制电路520包含比较器521以及反相器522。向比较器521输入基础驱动信号aA。比较器521输出调制信号Ms,该调制信号Ms在基础驱动信号aA的电压值上升的情况下且在成为了预定的电压阈值Vth1以上的情况下成为H电平,在基础驱动信号aA的电压值下降的情况下且低于预定的电压阈值Vth2的情况下成为L电平。
从比较器521输出的调制信号Ms在调制电路520处被分支。被分支出的一方的调制信号Ms作为调制信号Ms1而被向栅极驱动电路530输出。此外,被分支出的另一方的调制信号Ms经由反相器522而作为调制信号Ms2被向栅极驱动电路530输出。即,调制电路520生成排他性的逻辑电平的两个调制信号Ms1、Ms2,并向栅极驱动电路530输出。在此,排他性的逻辑电平的两个信号是指,包含以相互的信号的逻辑电平不会同时成为H电平的方式而由未图示的延迟电路等控制了定时的信号。即,排他性的逻辑电平的两个信号是指,包含不会同时成为H电平的信号。
栅极驱动电路530包含栅极驱动器531、532。栅极驱动器531对从调制电路520输出的调制信号Ms1的电压值进行电平转换,从而生成栅极驱动信号Hgd,并从端子Hdr输出。具体地,向栅极驱动器531的电源电压中的高电位侧,经由端子Bst供给电压,向低电位侧,经由端子Sw供给电压。端子Bst与设置于集成电路500的外部的电容器C5的一端以及回流防止用的二极管D1的阴极端子共同连接。此外,电容器C5的另一端与端子Sw连接。此外,二极管D1的阳极端子与端子Gvd连接。而且,向端子Gvd供给前述的预定的电压值的电压GVDD。因此,端子Bst和端子Sw的电位差与电容器C5的两端的电位差、即电压GVDD大体相等。而且,栅极驱动器531按照被输入的调制信号Ms1,生成相对于端子Sw而电压值大出电压GVDD的栅极驱动信号Hgd,并从端子Hdr输出。
栅极驱动器532在相比栅极驱动器531而靠低电位侧进行动作。栅极驱动器532对从调制电路520输出的调制信号Ms2的电压值进行电平转换,从而生成栅极驱动信号Lgd,并从端子Ldr输出。具体地,向栅极驱动器532的电源电压中的高电位侧供给电压GVDD,向低电位侧供给接地信号。而且,栅极驱动器532按照被输入的调制信号Ms2,生成相对于端子Gnd而电压值大出电压GVDD的栅极驱动信号Lgd,并从端子Ldr输出。
在此,电压GVDD例如通过对电压VDD升压而生成。具体地,电压GVDD的电压值是比后述的放大电路570所具有的晶体管M1、M2的栅极驱动阈值电压大的电压值,例如,以成为DC7.5V的方式,通过对电压VDD升压而生成。
输出电路550包含放大电路570和平滑电路560。此外,放大电路570具有晶体管M1、M2。另外,图8所示的晶体管M1、M2分别例如也可以是表面组装类型的N沟道型的FET(FieldEffect Transistor,场效应晶体管)。
向晶体管M1的漏极电极供给电压VHV。此外,晶体管M1的栅极电极与电阻R1的一端连接。而且,电阻R1的另一端与端子Hdr连接。此外,晶体管M1的源极电极与端子Sw连接。如以上那样连接的晶体管M1,根据从端子Hdr输出的栅极驱动信号Hgd而进行动作。
晶体管M2的漏极电极与晶体管M1的源极电极连接。此外,晶体管M2的栅极电极与电阻R2的一端连接。而且,电阻R2的另一端与端子Ldr连接。此外,向晶体管M2的源极电极供给接地信号。如以上那样连接的晶体管M2,根据从端子Ldr输出的栅极驱动信号Lgd而进行动作。
在如以上那样构成的放大电路570中,在晶体管M1被控制为关断且晶体管M2被控制为接通的情况下,连接端子Sw的连接点成为接地电位。因此,向端子Bst供给电压GVDD。另一方面,在晶体管M1被控制为接通且晶体管M2被控制为关断的情况下,向连接端子Sw的连接点供给电压VHV。因此,向端子Bst供给电压VHV+电压GVDD。
在此,使晶体管M1驱动的栅极驱动器531将电容器C5设为浮动电源进行驱动。而且,根据晶体管M1、M2的动作而使连接电容器C5的一端的端子Sw的电压变化为接地电位或电压VHV,从而栅极驱动器531生成L电平为电压VHV、H电平为电压VHV+电压GVDD的栅极驱动信号Hgd,并向晶体管M1的栅极电极供给。晶体管M1基于向栅极电极供给的栅极驱动信号Hgd,而进行开关动作。此外,使晶体管M2驱动的栅极驱动器532与晶体管M1、M2的动作无关地,生成L电平为接地电位、H电平为电压GVDD的栅极驱动信号Lgd,并向晶体管M2的栅极电极供给。晶体管M2基于向栅极电极供给的栅极驱动信号Lgd,而进行开关动作。
由此,在晶体管M1的源极电极与晶体管M2的漏极电极的连接点处,生成基于电压VHV对调制信号Ms进行放大而得到的放大调制信号Msa。
平滑电路560包含线圈L1以及电容器C1。线圈L1的一端与晶体管M1的源极电极以及晶体管M2的漏极电极被共同连接。此外,线圈L1的另一端与输出驱动信号COMA的端子Out以及电容器C1的一端被共同连接。此外,向电容器C1的另一端供给接地信号。即,平滑电路560由线圈L1以及电容器C1构成低通滤波器电路。如以上那样连接的平滑电路560,对向与晶体管M1、M2的连接点处供给的放大调制信号Msa进行平滑。由此,放大调制信号Msa被解调而生成驱动信号COMA。而且,所生成的驱动信号COMA从端子Out被输出。
另外,在图8中省略了图示,但驱动电路51a也可以被构成为包含对输出的驱动信号COMA进行反馈的反馈电路。由此,驱动电路51a的动作特性稳定,而能够减少在驱动电路51a输出的驱动信号COMA中产生波形变形的可能性。
在此,通过对基础驱动数据dA进行数字/模拟转换而生成模拟信号的基础驱动信号aA并进行输出的DAC510,是D/A转换器的一例,输出电路550是驱动信号输出电路的一例。
4.液体喷出装置的构造
接下来,对液体喷出装置1的概略构造进行说明。图9是表示液体喷出装置1的概略构造的说明图。在图9中示出表示相互正交的X方向、Y方向以及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方向正交并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,在对沿着X方向、Y方向以及Z方向的朝向进行确定的情况下,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9所示,液体喷出装置1除了上述的控制单元10以及头单元20,还具备液体容器5、泵8以及输送机构40。在此,在图9中省略了图示,但驱动信号输出单元50位于头单元20的-Z侧。另外,在以下的说明中,例示出头单元20具有六个喷出头100的情况,进行说明。
控制单元10正如前述的那样具备主控制电路11和电源电压生成电路12,对包含头单元20的液体喷出装置1的动作进行控制。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,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的外部的计算机等输入的图像信号,并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而向头单元20输出。此外,控制单元10通过对输送介质P的输送机构40输出输送控制信号TC而对介质P的输送进行控制,并且通过向泵8输出泵控制信号AC而对泵8的动作进行控制。
液体容器5贮留向介质P喷出的油墨。具体地,液体容器5包含独立贮留青色C、品红M、黄色Y、黑色K的四种颜色的油墨的四个容器。而且,贮留在液体容器5的油墨经由管子等而向头单元20供给。另外,对液体容器5所具备的油墨进行贮留的容器并不限于四个,也可以包含贮留青色C、品红M、黄色Y、黑色K以外的颜色的油墨的容器,此外,也可以包含青色C、品红M、黄色Y、黑色K的任一方的多个容器。
头单元20具备在X方向上并列配置的喷出头100-1~100-6。头单元20具备的喷出头100-1~100-6沿着X方向,以成为介质P的宽度以上的方式,从-X侧朝向+X侧按喷出头100-1、喷出头100-2、喷出头100-3、喷出头100-4、喷出头100-5、喷出头100-6的顺序并列配置。而且,头单元20将从液体容器5供给的油墨向喷出头100-1~100-6分别分配,并且喷出头100-1~100-6分别基于从控制单元10输入的图像信息信号IP、以及驱动信号输出单元50输出的驱动信号COMA、COMB而进行动作,从而从喷出头100-1~100-6分别朝向介质P喷出从液体容器5供给的油墨。
输送机构40基于从控制单元10输入的输送控制信号TC而沿着Y方向输送介质P。这样的输送机构40例如被构成为包含用于输送介质P的未图示的辊、使该辊旋转的马达等。
泵8基于从控制单元10输入的泵控制信号AC,对是否向头单元20供给空气A、以及空气A向头单元20的供给量进行控制。泵8例如经由两根管子而连接于头单元20。而且,泵8通过控制向各管子流动的空气A而对头单元20所具有的阀门的开闭进行控制。
如以上那样,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,通过所生成的图像信息信号IP来控制头单元20的动作,并且通过输送控制信号TC来控制输送机构40中的介质P的输送。由此,液体喷出装置1能够使油墨着落在介质P的期望的位置处,因此,能够在介质P上形成期望的图像。
5.头单元的构造
接下来,对头单元20以及驱动信号输出单元50的构造进行说明。图10是从-Z侧观察头单元20以及驱动信号输出单元50的情况下的分解立体图,图11是从+Z侧观察头单元20以及驱动信号输出单元50的情况下的分解立体图。
如图10以及图11所示,头单元20具备从液体容器5导入油墨的流道构造体G1、对被导入的油墨向喷出头100的供给进行控制的供给控制部G2、具有喷出被供给的油墨的喷出头100的液体喷出部G3、以及对从喷出头100喷出油墨进行控制的喷出控制部G4。而且,流道构造体G1、供给控制部G2、液体喷出部G3以及喷出控制部G4在头单元20中沿着Z方向,从-Z侧朝向+Z侧按喷出控制部G4、流道构造体G1、供给控制部G2、液体喷出部G3的顺序层叠,并且通过未图示的固定单元而相互固定。
如图10以及图11所示,流道构造体G1具有与向头单元20供给的油墨的种类相对应的多个液体导入口SI1、以及与该油墨的种类以及喷出头100的数量相对应的多个液体排出口DI1。多个液体导入口SI1位于流道构造体G1的-Z侧的面,经由未图示的管子等而与液体容器5连接。此外,多个液体排出口DI1位于流道构造体G1的+Z侧的面。而且,在流道构造体G1的内部形成有将一个液体导入口SI1、以及与该液体导入口SI1对应的多个液体排出口DI1连通的油墨流道。
此外,在流道构造体G1设置有多个空气导入口SA1和多个空气排出口DA1。多个空气导入口SA1设置于流道构造体G1的-Z侧的面,经由未图示的管子而与泵8连接。此外,多个空气排出口DA1设置于流道构造体G1的+Z侧的面。而且,在流道构造体G1的内部形成有将一个空气导入口SA1、以及与该空气导入口SA1对应的多个空气排出口DA1连通的空气流道。
如图10以及图11所示,供给控制部G2具有与喷出头100的数量相对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供给的油墨的种类相对应的多个液体导入口SI2、与向头单元20供给的油墨的种类相对应的多个液体排出口DI2、以及与连接于泵8的管子的数量相对应的多个空气导入口SA2。
多个液体导入口SI2位于压力调节单元U2的-Z侧,与流道构造体G1所具有的多个液体排出口DI1一对一地连接。即,供给控制部G2具有与流道构造体G1所具有的液体排出口DI1分别对应的液体导入口SI2。此外,多个液体排出口DI2位于压力调节单元U2的-Z侧。而且,在压力调节单元U2的内部形成有将一个液体导入口SI2和一个液体排出口DI2连通的油墨流道。
多个空气导入口SA2位于压力调节单元U2的-Z侧,与流道构造体G1所具有的多个空气排出口DA1一对一地连接。即,供给控制部G2具有与流道构造体G1所具有的空气排出口DA1分别对应的空气导入口SA2。此外,分别在压力调节单元U2的内部设置有未图示的供给控制单元,该未图示的供给控制单元对向包含开闭油墨流道的阀门、调节在油墨流道中流动的油墨的压力的阀门等的、喷出头100供给油墨进行控制。而且,在压力调节单元U2的内部形成有将一个空气导入口SA2和一个供给控制单元连接的空气流道。
如以上那样构成的压力调节单元U2,基于经由形成于内部的空气流道而被供给的空气A,对供给控制单元所包含的阀门的动作进行控制,从而对向形成于压力调节单元U2的内部的油墨流道流动的油墨的量进行控制。
如图10以及图11所示,液体喷出部G3具有喷出头100-1~100-6和支承构件35。喷出头100-1~100-6分别位于支承构件35的+Z侧。而且,喷出头100-1~100-6通过螺丝等固定单元而固定于支承构件35。
多个液体导入口SI3分别位于喷出头100-1~100-6的-Z侧。此外,在支承构件35形成有与多个液体导入口SI3对应的开口部。而且,多个液体导入口SI3分别插通形成于支承构件35的所对应的开口部,从而使多个液体导入口SI3分别在液体喷出部G3的-Z侧露出。在液体喷出部G3的-Z侧露出的多个液体导入口SI3,与供给控制部G2所具有的多个液体排出口DI2一对一地连接。即,液体喷出部G3具有与供给控制部G2所具有的液体排出口DI2分别对应的液体导入口SI3。
在此,对从液体容器5供给的油墨至到达喷出头100为止的油墨的流动进行说明。首先,贮留在液体容器5的油墨经由未图示的管子等而向流道构造体G1所具有的多个液体导入口SI1供给。供给到多个液体导入口SI1的油墨在通过设置于流道构造体G1的内部的未图示的油墨流道被分配之后,经由液体排出口DI1而向压力调节单元U2所具有的液体导入口SI2供给。供给到液体导入口SI2的油墨经由设置于压力调节单元U2的内部的油墨流道以及液体排出口DI2,而向液体喷出部G3所具有的喷出头100-1~100-6分别具有的液体导入口SI3供给。即,流道构造体G1作为向头单元20所具有的多个喷出头100分别分配并供给油墨的分配流道构件发挥功能,使通过供给控制部G2所具有的压力调节单元U2调整过流量以及压力的油墨向液体喷出部G3所具有的喷出头100-1~100-6供给。
在此,对头单元20中的喷出头100-1~100-6的配置的一例进行说明。图12是从+Z侧观察头单元20的情况下的仰视图。如图12所示,头单元20所具有的喷出头100-1~100-6分别具有在X方向上并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。该各头芯片300所具有的多个喷嘴N在与Z方向垂直的方向上、且在X方向和Y方向构成的平面中沿着与X方向以及Y方向不同的列方向RD并列配置。在此,在以下的说明中,有时将沿着列方向RD并列配置的多个喷嘴N称为喷嘴列。
在此,在图12中图示出头芯片300沿着列方向RD具有两列喷嘴列的情况,但喷出头100具有的喷嘴列并不限于两列。此外,在图12中图示出喷出头100-1~100-6分别具有六个头芯片300的情况,但喷出头100-1~100-6分别具有的头芯片300的数量只要为两个以上即可,并不限于六个。
接下来,对喷出头100的构造进行说明。图13是表示喷出头100的构造的分解立体图。喷出头100具备过滤器部110、密封构件120、配线基板130、保持件140、六个头芯片300以及固定板150。而且,喷出头100被构成为沿着Z方向从-Z侧朝向+Z侧按过滤器部110、密封构件120、配线基板130、保持件140、固定板150的顺序重合,并且六个头芯片300收纳于保持件140与固定板150之间。
过滤器部110是相向的两边沿着X方向延伸且相向的两边沿着列方向RD延伸的大致平行四边形状。过滤器部110具备多个液体导入口SI3、以及与多个液体导入口SI3分别对应的多个过滤器113。该过滤器113对从液体导入口SI3分别供给的油墨所包含的气泡、异物进行捕集。
密封构件120位于过滤器部110的+Z侧,是相向的两边沿着X方向延伸且相向的两边沿着列方向RD延伸的大致平行四边形状。在密封构件120的四个角设置有从过滤器部110供给的油墨进行流动的贯通孔125。这样的密封构件120例如由橡胶等弹性构件形成。而且,密封构件120使经由形成于过滤器部110的+Z侧的面的过滤器113而与液体导入口SI3连通的未图示的液体排出孔、与后述的保持件140的液体导入口145之间液密地连通。
配线基板130位于密封构件120的+Z侧,是相向的两边沿着X方向延伸且相向的两边沿着列方向RD延伸的大致平行四边形状。此外,在配线基板130的四个角形成有缺口部135。油墨流道位于该缺口部135,该油墨流道在由密封构件120所具有的贯通孔125连通的与液体导入口SI3连通的未图示的液体排出孔、以及后述的保持件140的液体导入口145之间形成。在这样的配线基板130形成有用于传送供给到喷出头100的驱动信号COMA、COMB、电压VHV等各种信号的配线。
保持件140位于配线基板130的+Z侧,是相向的两边沿着X方向延伸且相向的两边沿着列方向RD延伸的大致平行四边形状。保持件140具有保持件构件141、142、143。保持件构件141、142、143沿着Z方向从-Z侧朝向+Z侧按保持件构件141、保持件构件142、保持件构件143的顺序层叠。
在保持件构件143的内部形成有在+Z侧具有开口部、用于收纳头芯片300的未图示的收纳空间。在形成于该保持件构件143的内部的收纳空间收纳六个头芯片300。此外,在保持件140设置有与六个头芯片300分别对应的狭缝孔146。用于向头芯片300传送驱动信号COMA、COMB、电压VHV等各种信号的柔性配线基板346,插通于狭缝孔146。由此,向在形成于保持件构件143的内部的收纳空间所收纳的六个头芯片300,供给驱动信号COMA、COMB、电压VHV等各种信号。另外,形成于保持件构件143的内部的收纳空间也可以是与六个头芯片300对应的六个空间,此外,也可以是共同设置于六个头芯片300的一个空间。
此外,在保持件140的上表面的四个角设置有四个液体导入口145。正如前述的那样,液体导入口145分别与设定于密封构件120的贯通孔125连接。由此,向液体导入口145供给油墨。而且,导入到液体导入口145的油墨通过设置于保持件140的内部的油墨流道而被向六个头芯片300分配。
固定板150位于保持件140的+Z侧,对形成于保持件构件143的内部的收纳空间进行封合。固定板150具有平面部151和弯折部152、153、154。平面部151是相向的两边沿着X方向延伸且相向的两边沿着列方向RD延伸的大致平行四边形状。平面部151具有与头芯片300对应的六个开口部155。六个头芯片300在被与保持件140的保持件构件143固定的状态下,还以经由形成于平面部151的所对应的开口部153而露出两列喷嘴列的方式固定于平面部151。
弯折部152是与沿着平面部151的X方向延伸的一方的边连接并与向-Z侧弯折的平面部151一体的构件,弯折部153是与沿着平面部151的列方向RD延伸的一方的边连接并与向-Z侧弯折的平面部151一体的构件,弯折部154是与沿着平面部151的列方向RD延伸的另一方的边连接并与向-Z侧弯折的平面部151一体的构件。
接下来,对头芯片300的构造的一例进行说明。图14是表示头芯片300的概略构造的图,并是以包含至少一个喷嘴N的方式而在与列方向RD垂直的方向上对头芯片300进行了剖切的情况下的剖视图。如图14所示,头芯片300具有:喷嘴板310,设置有喷出油墨的多个喷嘴N;流道形成基板321,对连通流道355、独立流道353以及贮液器R进行划分;压力室基板322,对压力室C进行划分;保护基板323;柔性部330;振动板340;压电元件60;柔性配线基板346;以及外壳324,对贮液器R以及液体导入口351进行划分。从设置于保持件140的未图示的液体排出口经由液体导入口351而向头芯片300供给油墨。供给到头芯片300的油墨经由被构成为包含贮液器R、独立流道353、压力室C以及连通流道355的油墨流道350而到达喷嘴N,压电元件60进行驱动,从而从喷嘴N喷出。在此,有时将包含压电元件60、振动板340、喷嘴N、独立流道353、压力室C以及连通流道355并喷出油墨的结构称为喷出部600。
对头芯片300的构造具体地进行说明。油墨流道350通过使流道形成基板321、压力室基板322、外壳324沿着Z方向层叠而构成。从液体导入口351导入到外壳324的内部的油墨被贮留在贮液器R。贮液器R是与多个独立流道353连通的共同流道,该多个独立流道353与构成喷嘴列的多个喷嘴N分别对应。
贮留在贮液器R的油墨经由独立流道353而向压力室C供给。在压力室C中,通过对被贮留的油墨施加压力,从而经由连通流道355从喷嘴N喷出油墨。振动板340以对压力室C进行封合的方式位于压力室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面的一对电极构成。而且,当经由柔性配线基板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,并经由柔性配线基板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时,压电体根据在一对电极间所产生的电位差而进行位移,其结果,包含压电体的压电元件60进行驱动。伴随着该压电元件60的驱动,设置有压电元件60的振动板340变形,其结果,压力室C的内压变化。而且,通过压力室C的内压变化,从而贮留在压力室C的油墨经由连通流道355而从喷嘴N喷出。
此外,在流道形成基板321的+Z侧固定有喷嘴板310和柔性部330。喷嘴板310位于连通流道355的+Z侧。使多个喷嘴N沿着列方向RD并排设置于喷嘴板310。柔性部330位于贮液器R以及独立流道353的+Z侧,包含封合膜331和支承体332。封合膜331是具有挠性的膜状构件,对贮液器R以及独立流道353的+Z侧进行封合。而且,封合膜331的外周缘被框状的支承体332支承。此外,支承体332的+Z侧固定于固定板150的平面部151。如以上那样构成的柔性部330对头芯片300进行保护,并且减少贮液器R的内部、独立流道353的内部的油墨的压力变动。
返回到图13,如以上那样,喷出头100对多个喷嘴N分配从液体容器5供给的油墨,并且根据基于经由柔性配线基板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可以设置于配线基板130,也可以设置于与头芯片300分别对应的柔性配线基板346。
返回到图10以及图11,喷出控制部G4位于流道构造体G1的-Z侧,包含配线基板420。配线基板420包含面422、以及位于面422的相反侧并与面422相向的面421。而且,以使面422朝向流道构造体G1、供给控制部G2以及液体喷出部G3侧,并以使面421朝向与流道构造体G1、供给控制部G2以及液体喷出部G3相反侧的方式,来配置配线基板420。
在配线基板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是构成头控制电路21的至少一部分的电路部件,例如被构成为包含SoC。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。而且,半导体装置423生成基于被输入的图像信息信号IP的各种信号,对头单元20所包含的各种结构输出所对应的控制信号,并且向驱动信号输出单元50输出基础驱动数据dA、dB。
此外,在配线基板420的面421中的比半导体装置423更靠+X侧的区域,沿着位于-Y侧的配线基板420的端边设置有连接器424。该连接器424与驱动信号输出单元50电连接。由此,使半导体装置423输出的基础驱动数据dA、dB向驱动信号输出单元50供给,并且使驱动信号输出单元50输出的驱动信号COMA、COMB向喷出头100所具有的喷出部600传送。
在此,配线基板420例如是所谓的硬质(刚性:rigid)基板,该硬质(刚性:rigid)基板在通过铜箔等使配线图案形成于硬质复合构件、玻璃环氧树脂等基材之后,通过阻焊膜等来保护铜箔部。该配线基板420是第一刚性基板的一例,设置于配线基板420的连接器424是第一连接器的一例。此外,配线基板420的面422是第一面的一例,面421是第二面的一例。
如以上那样构成的头单元20,具有包含压电元件并喷出油墨的喷出部600、向喷出部600传送驱动信号COMA、COMB的配线基板420、以及被输入驱动信号COMA、COMB的连接器424。而且,头单元20包含伴随着从驱动信号输出单元50供给驱动信号COMA、COMB进行驱动的压电元件60,通过压电元件60的驱动而喷出作为液体的油墨。
接下来,对驱动信号输出单元50的结构进行说明。如图10以及图11所示,驱动信号输出单元50位于喷出控制部G4的-Z侧,包含配线基板501。配线基板501包含面512、以及位于面512的相反侧并与面512相向的面511。而且,以使面512朝向喷出控制部G4侧,并以使面511朝向与喷出控制部G4相反侧的方式,来配置配线基板501。即,面421与面512之间的最短距离比面422与面512之间的最短距离短,面512与面421之间的最短距离比面511与面421之间的最短距离短。换言之,配线基板420的面421与配线基板501的面512位于相向的位置。
在配线基板501的面511设置有输出驱动信号COMA、COMB的驱动电路51a、51b。具体地,在面511设置有驱动电路51a所具有的D级放大电路且驱动电路51a所包含的集成电路500、晶体管M1、M2、线圈L1以及电容器C1、以及驱动电路51b所具有的D级放大电路且驱动电路51b所包含的集成电路500、晶体管M1、M2、线圈L1以及电容器C1。
此外,在配线基板501的面512设置有连接器513。连接器513向驱动信号输出单元50输入作为成为由驱动电路51a、51b生成的驱动信号COMA、COMB的基础的基础驱动数据dA、dB,并且向头单元20输出驱动电路51a、51b所输出的驱动信号COMA、COMB。
如以上那样,驱动信号输出单元50输出驱动信号COMA、COMB。具体地,驱动信号输出单元50具有配线基板501、输出驱动信号COMA、COMB的连接器513、驱动电路51a和驱动电路51b,并向头单元20输出驱动信号COMA、COMB,其中,该驱动电路51a包含将作为数字信号的基础驱动数据dA转换为作为模拟信号的基础驱动信号aA的DAC510、以及对基础驱动信号aA进行放大并输出驱动信号COMA的输出电路550,该驱动电路51b包含将作为数字信号的基础驱动数据dB转换为作为模拟信号的基础驱动信号aB的DAC510、以及对基础驱动信号aB进行放大并输出驱动信号COMB的输出电路550。
在此,配线基板501例如是所谓的硬质基板,该硬质基板在通过铜箔等使配线图案形成于硬质复合构件、玻璃环氧树脂等基材之后,通过阻焊膜等来保护铜箔部。该配线基板501是第二刚性基板的一例,设置于配线基板501的连接器513是第二连接器的一例。
如以上那样,在本实施方式中,驱动信号输出单元50位于头单元20的-Z侧,该头单元20的-Z侧是与头单元20喷出油墨的+Z侧相反侧。换言之,头单元20包含形成有喷出油墨的喷嘴N的喷嘴板310,配线基板420与配线基板501被以如下方式设置:配线基板420的面422与从形成于喷嘴板310的喷嘴N喷出油墨的+Z侧的面之间的最短距离比面421与从形成于喷嘴板310的喷嘴N喷出油墨的+Z侧的面之间的最短距离短,面422与配线基板501之间的最短距离比面421与配线基板501之间的最短距离短。
即,将组装有驱动电路51a、51b的配线基板501与喷嘴N分离地配置。由此,即使在从喷嘴N喷出的油墨的一部分雾化而作为墨雾浮游在液体喷出装置1的内部的情况下,由于驱动电路51a、51b位于与喷嘴N分离的位置,因此也会减少该墨雾附着于驱动电路51a、51b的可能性。其结果,减少墨雾对驱动电路51a、51b的动作造成影响的可能性,而驱动电路51a、51b的动作稳定。因此,驱动电路51a、51b输出的驱动信号COMA、COMB的波形精度提升。
在此,从形成于喷嘴板310的喷嘴N喷出油墨的+Z侧的面是在头单元20中喷出油墨的喷出面的一例。
进一步,在驱动信号输出单元50中,使构成驱动电路51a、51b的电子部件组装于配线基板501的面511。换言之,在位于与配线基板420的面421相向的位置的配线基板501的面512,未组装构成驱动电路51a、51b的电子部件。即,在位于与配线基板420的面421相向的位置的配线基板501的面512,未设置除连接器513之外的电子部件。
由此,能够使驱动电路51a、51b与喷嘴N进一步分离地配置,即使在从喷嘴N喷出的油墨的一部分雾化而浮游在液体喷出装置1的内部的情况下,也会进一步减少该墨雾附着于驱动电路51a、51b的可能性。因此,进一步减少墨雾对驱动电路51a、51b的动作造成影响的可能性,而驱动电路51a、51b的动作进一步稳定,驱动电路51a、51b输出的驱动信号COMA、COMB的波形精度进一步提升。
此外,驱动电路51a、51b由于对头单元20所具有的多个喷嘴N供给驱动信号COMA、COMB,因此发热变大。在位于与配线基板420的面421相向的位置的配线基板501的面512,未设置存在产生这样的较大的发热的可能性的驱动电路51a、51b,从而能够减少在驱动电路51a、51b中所产生的热量在配线基板420的面421与配线基板501的面512之间滞留的可能性,提高驱动电路51a、51b的散热效率,并且能够将存在产生较大的发热的可能性的驱动电路51a、51b与贮留油墨的喷出头100分离地配置,其结果,减少在驱动电路51a、51b中所产生的热量被向油墨传送的可能性。因此,减少因热量而使油墨的物性变化的可能性,其结果,从头单元20喷出的油墨的喷出精度提升。
接下来,对头单元20所具有的配线基板420与驱动信号输出单元50所具有的配线基板501的配置、以及电连接的详细情况进行说明。图15是从+Z侧观察图10以及图11所示的头单元20以及驱动信号输出单元50的情况下的俯视图。图16是从-X侧观察图10以及图11所示的头单元20所包含的配线基板420、以及驱动信号输出单元50所包含的配线基板501的情况下的侧视图。
如图15以及图16所示,在本实施方式中的液体喷出装置1中,在头单元20具有的配线基板420和驱动信号输出单元50具有的配线基板501与配线基板420的面421和配线基板501的面512相向的状态下,位于配线基板420的面421的连接器424与位于配线基板501的面512的连接器513嵌合,从而进行电连接。换言之,以使连接器424具有的端子与连接器513具有的端子直接接触的方式,连接器424和连接器513进行嵌合,从而使配线基板420与配线基板501堆叠连接。因此,本实施方式中的连接器424和连接器513分别是板对板(B to B:Board to Board)连接器,通过该板对板连接器将配线基板420与配线基板501堆叠连接,从而在配线基板420与配线基板501之间传送基础驱动数据dA、dB以及驱动信号COMA、COMB。
在此,如图15所示,沿着从喷出部600喷出油墨的Z方向,在从+Z侧朝向-Z侧俯视观察头单元20以及驱动信号输出单元50的情况下,驱动信号输出单元50具有的配线基板501位于与头单元20具有的配线基板420重叠的位置。由此,即使在从喷嘴N喷出的油墨的一部分雾化而成的墨雾在液体喷出装置1的内部浮游的情况下,头单元20具有的配线基板420也作为用于减少墨雾附着于驱动电路51a、51b的可能性的保护构件发挥功能。因此,进一步减少该墨雾附着于驱动电路51a、51b的可能性,其结果,进一步减少墨雾对驱动电路51a、51b的动作造成影响的可能性,而驱动电路51a、51b的动作进一步稳定,驱动电路51a、51b输出的驱动信号COMA、COMB的波形精度进一步提升。
因此,沿着从喷出部600喷出油墨的Z方向,在从+Z侧朝向-Z侧俯视观察头单元20以及驱动信号输出单元50的情况下,驱动信号输出单元50具有的配线基板501的至少一部分只要位于与头单元20具有的配线基板420重叠的位置即可,但如图15所示,进一步优选,在沿着从喷出部600喷出油墨的Z方向,从+Z侧朝向-Z侧俯视观察头单元20以及驱动信号输出单元50的情况下,驱动信号输出单元50具有的全部配线基板501位于与头单元20具有的配线基板420重叠的位置。由此,能够进一步减少墨雾对驱动电路51a、51b的动作造成影响的可能性,而驱动电路51a、51b的动作进一步稳定,驱动电路51a、51b输出的驱动信号COMA、COMB的波形精度进一步提升。
在此,对将头单元20具有的配线基板420和驱动信号输出单元50具有的配线基板501电连接的连接器513、424的具体例进行说明。
图17是表示连接器513的构造的图。此外,图18是图17所示的a-A剖视图。如图17以及图18所示,本实施方式中的连接器513的形状是直式插座形状,包含绝缘体710、720、固定部730、多个基板连接端子742、多个基板连接端子752、多个接触端子744以及多个接触端子754。在此,在图17中,作为图17的(1),图示出在使连接器513的多个基板连接端子742以及多个基板连接端子752连接于配线基板501的情况下从该配线基板501的法线方向观察连接器513的情况,作为图17的(2),图示出与配线基板501的法线方向正交并从长边方向观察连接器513的情况,作为图17的(3),图示出与配线基板501的法线方向正交并从短边方向观察连接器513的情况。
绝缘体710、720作为对多个基板连接端子742之间、多个基板连接端子752之间、多个接触端子744之间以及多个接触端子754之间进行绝缘的绝缘构件发挥功能。此外,在绝缘体720形成有突起部722和插头安装部724。插头安装部724是在连接器513中与多个基板连接端子742以及多个基板连接端子752相向的面进行开口,并沿着连接器513的长边方向形成的大致正方体形状的插入孔,被插入后述的连接器424。突起部722是在插头安装部724的内部沿着连接器513的长边方向形成的大致正方体形状的突起,作为用于将插入于插头安装部724的连接器424向预定的位置引导的导向件发挥功能。这样的绝缘体710、720的至少一方由包含玻璃纤维的液晶聚合物(LCP:Liquid Crystal Polymer)构成。换言之,绝缘体710、720包含玻璃纤维。
液体喷出装置1向包含纸张、衣服等材质的纤维材料,进一步向金属、塑料等多种多样的介质喷出液体,从而在该介质上形成期望的图像。因此,根据使用的介质的种类,油墨的种类也涉及多方面:染料类油墨、颜料类油墨等水性油墨;通过紫外线的照射而进行固化的UV固化油墨;以及油性油墨等。特别是,近年来,使用喷墨技术的半导体制造技术的开发也在推进,使用液体喷出装置1的技术领域变得更宽,其结果,在液体喷出装置1中可使用的液体的种类也在增加。
在这样的可使用多种多样的液体的液体喷出装置1中,由于根据所使用的油墨的种类而物性不同,因此对连接器513要求较高的耐腐蚀性能。特别是,从减少因绝缘性能的降低而使信号精度降低的可能性的观点而言,对负责传送信号的端子间的绝缘性能的绝缘体710、720要求较高的耐腐蚀性能。在这样的要求较高的耐腐蚀性的绝缘体710、720中,该材质中包含玻璃纤维,从而与仅由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET:Polyethyleneterephthalate)树脂、聚丙烯(PP:polypropylene)树脂构成绝缘体710、720的情况比较,能够实现较高的耐腐蚀性能,其结果,减少连接器513的绝缘性能降低的可能性,也减少由连接器513传送的信号精度降低的可能性。即,绝缘体710、720被构成为包含玻璃纤维,从而即使是使用多种多样的油墨的液体喷出装置1,也能够减少连接器513的可靠性降低的可能性。
在此,连接器513所包含的绝缘体710、720的至少一方是第二绝缘体部的一例。
多个基板连接端子742沿着位于连接器513的长边方向的一方的边并排设置。而且,多个基板连接端子742通过焊接等而与配线基板501电连接。此外,多个基板连接端子752沿着位于连接器513的长边方向的另一方的边并排设置。而且,多个基板连接端子752通过焊接等而与配线基板501电连接。多个接触端子744在沿着连接器513的长边方向形成的大致正方体形状的突起部722的多个基板连接端子742侧的面处,沿着连接器513的长边方向并排设置。此外,多个接触端子754在沿着连接器513的长边方向形成的大致正方体形状的突起部722的多个基板连接端子752侧的面处,沿着连接器513的长边方向并排设置。
而且,如图18所示,多个基板连接端子742与多个接触端子744在绝缘体710、720的内部一对一地电连接,多个基板连接端子752与多个接触端子754在绝缘体710、720的内部一对一地电连接。在此,在以下的说明中,有时将一对一地对应的基板连接端子742和接触端子744统称地称为连接端子740,将一对一地对应的基板连接端子752和接触端子754统称地称为连接端子750。即,连接器513包含沿着位于长边方向的一方的边并排设置的多个连接端子740、以及沿着位于长边方向的另一方的边并排设置的多个连接端子750。
这样的连接器513所包含的多个连接端子740以及多个连接端子750,分别通过对铜合金实施镀金而构成。正如前述的那样,连接器513由于在可使用多种多样的油墨的液体喷出装置1中被使用,因此要求较高的耐腐蚀性能。假设在多个连接端子740以及多个连接端子750处产生了腐蚀,则多个连接端子740以及多个连接端子750的阻抗变化,其结果,由多个连接端子740以及多个连接端子750传送的信号精度降低。而且,起因于由多个连接端子740以及多个连接端子750传送的信号精度的降低,而液体喷出装置1中的油墨的喷出特性存在变差的可能性。针对这样的问题,多个连接端子740以及多个连接端子750分别被构成为包含铜合金,从而能够减少多个连接端子740以及多个连接端子750因油墨而腐蚀的可能性,能够减少由连接器513传送的信号的精度降低的可能性。
此外,优选,通过电阻值较小的金属对被构成为包含铜合金的多个连接端子740以及多个连接端子750实施电镀处理。多个连接端子740以及多个连接端子750对向驱动信号输出单元50供给的基础驱动数据dA、dB、以及驱动信号输出单元50输出的驱动信号COMA、COMB进行传送。通过电阻值较小的金属对这样的多个连接端子740以及多个连接端子750实施电镀处理,从而能够减小信号的传送路径的阻抗,其结果,能够进一步提升基础驱动数据dA、dB、以及驱动信号COMA、COMB的信号精度。
在此,作为对被构成为包含铜合金的多个连接端子740以及多个连接端子750实施的电镀处理中所使用的金属,优选使用金、银、铝等,特别优选使用低功率的较小的金来实施电镀处理。由此,能够实现较高的耐腐蚀性能和较高的导电性能的双方。
在此,多个连接端子740以及多个连接端子750中的传送驱动信号COMA、COMB的端子是第二端子的一例。
固定部730位于分别沿着两个短边的位置,该两个短边在连接器513的长边方向上位于相向的位置。固定部730与配线基板501嵌合,从而将连接器513固定于配线基板501。换言之,固定部730固定于配线基板501。由此,即使在对连接器513施加了非预期的应力的情况下,该应力也会被固定部730吸收。因此,减少对传送基础驱动数据dA、dB、以及驱动信号COMA、COMB的连接端子740、750施加起因于该应力而引起的非预期的应力的可能性,其结果,减少在连接连接端子740、750的配线基板501中产生图案剥离等不良情况的可能性。
这样的固定部730分别通过对铜合金实施镀锡而构成。正如前述的那样,连接器513由于在可使用多种多样的油墨的液体喷出装置1中被使用,因此要求较高的耐腐蚀性能。而且,假设在固定部730处产生了腐蚀的情况下,则存在产生上述那样的图案剥离等不良情况的可能性,其结果,存在信号精度降低的可能性。针对这样的问题,固定部730被构成为包含铜合金,从而能够减少固定部730因油墨而腐蚀的可能性。
此外,固定部730构成为目的在于将连接器513固定于配线基板501,因此,并不是构成为对除接地电位等恒定电位的信号之外的信号进行传送而使用。因此,优选,通过不易变形、廉价的锡对固定部730实施电镀处理。由此,通过固定部730能够提高向配线基板501的固定的强度。此外,固定部730也可以通过焊接而固定于配线基板501。在该情况下,通过对固定部730实施基于锡的电镀处理,从而能够提高固定部730与配线基板501的接合强度。
在此,固定于配线基板501的固定部730是第二固定部的一例。
图19是表示连接器424的构造的图。此外,图20是图19所示的b-B剖视图。如图19以及图20所示,本实施方式中的连接器424的形状是直式插头形状,包含绝缘体810、固定部830、多个基板连接端子842、多个基板连接端子852、多个接触端子844以及多个接触端子854。在此,在图19中,作为图19的(1),图示出在使连接器424的多个基板连接端子842以及多个基板连接端子852连接于配线基板420的情况下从该配线基板420的法线方向观察连接器424的情况,作为图19的(2),图示出与配线基板420的法线方向正交并从长边方向观察连接器424的情况,作为图19的(3),图示出与配线基板420的法线方向正交并从短边方向观察连接器424的情况。
绝缘体810作为对多个基板连接端子842之间、多个基板连接端子852之间、多个接触端子844之间以及多个接触端子854之间进行绝缘的绝缘构件发挥功能。此外,在绝缘体810形成有插座安装部824。插座安装部824是在连接器424中与多个基板连接端子842以及多个基板连接端子852相向的面进行开口,并沿着连接器424的长边方向形成的大致正方体形状的插入孔,被插入前述的连接器513所具有的突起部722。这样的绝缘体810由包含玻璃纤维的液晶聚合物(LCP:Liquid Crystal Polymer)构成。换言之,绝缘体810包含玻璃纤维。
与连接器513同样地,在可使用多种多样的液体的液体喷出装置1中,从减少因绝缘性能的降低而使信号精度降低的可能性的观点而言,对负责传送信号的端子间的绝缘性能的绝缘体810要求较高的耐腐蚀性能。在这样的要求较高的耐腐蚀性的绝缘体810中,该材质中包含玻璃纤维,从而与绝缘体810仅由PET树脂、PP树脂构成的情况比较,能够实现较高的耐腐蚀性能,其结果,减少连接器424的绝缘性能降低的可能性,也减少由连接器424传送的信号精度降低的可能性。即,绝缘体810被构成为包含玻璃纤维,从而即使是使用多种多样的油墨的液体喷出装置1,也能够减少连接器424的可靠性降低的可能性。
在此,连接器424所包含的绝缘体810是第一绝缘体部的一例。
多个基板连接端子842沿着位于连接器424的长边方向的一方的边并排设置。而且,多个基板连接端子842通过焊接等而与配线基板420电连接。此外,多个基板连接端子852沿着位于连接器424的长边方向的另一方的边并排设置。而且,多个基板连接端子852通过焊接等而与配线基板420电连接。而且,多个接触端子844在沿着连接器424的长边方向形成的大致正方体形状的插座安装部824的多个基板连接端子842侧的面处,沿着连接器424的长边方向并排设置。此外,多个接触端子854在沿着连接器424的长边方向形成的大致正方体形状的插座安装部824的多个基板连接端子852侧的面处,沿着连接器424的长边方向并排设置。
而且,如图20所示,多个基板连接端子842与多个接触端子844在绝缘体810的内部一对一地电连接,多个基板连接端子852与多个接触端子854在绝缘体810的内部一对一地电连接。在此,在以下的说明中,有时将一对一地对应的基板连接端子842和接触端子844统称地称为连接端子840,将一对一地对应的基板连接端子852和接触端子854统称地称为连接端子850。即,连接器424包含沿着位于长边方向的一方的边并排设置的多个连接端子840、以及沿着位于长边方向的另一方的边并排设置的多个连接端子850。
这样的连接器424所包含的多个连接端子840以及多个连接端子850,分别通过对铜合金实施镀金而构成。正如前述的那样,连接器424由于在可使用多种多样的油墨的液体喷出装置1中被使用,因此要求较高的耐腐蚀性能。假设在多个连接端子840以及多个连接端子850处产生了腐蚀,则多个连接端子840以及多个连接端子850的阻抗变化,其结果,由多个连接端子840以及多个连接端子850传送的信号精度降低。而且,起因于由多个连接端子840以及多个连接端子850传送的信号精度的降低,而液体喷出装置1中的油墨的喷出特性存在变差的可能性。针对这样的问题,多个连接端子840以及多个连接端子850分别被构成为包含铜合金,从而能够减少多个连接端子840以及多个连接端子850因油墨而腐蚀的可能性,能够减少由连接器424传送的信号的精度降低的可能性。
此外,优选,通过电阻值较小的金属对被构成为包含铜合金的多个连接端子840以及多个连接端子850实施电镀处理。多个连接端子840以及多个连接端子850对向驱动信号输出单元50供给的基础驱动数据dA、dB、以及驱动信号输出单元50输出的驱动信号COMA、COMB进行传送。通过电阻值较小的金属对这样的多个连接端子840以及多个连接端子850实施电镀处理,从而能够减小信号的传送路径的阻抗,其结果,能够进一步提升基础驱动数据dA、dB、以及驱动信号COMA、COMB的信号精度。
在此,作为对被构成为包含铜合金的多个连接端子840以及多个连接端子850实施的电镀处理中所使用的金属,优选使用金、银、铝等,特别优选使用低功率的较小的金来实施电镀处理。由此,能够实现较高的耐腐蚀性能和较高的导电性能的双方。
在此,多个连接端子840以及多个连接端子850中的传送驱动信号COMA、COMB的端子是第一端子的一例。
固定部830位于分别沿着两个短边的位置,该两个短边在连接器424的长边方向上位于相向的位置。固定部830与配线基板420嵌合,从而将连接器424固定于配线基板420。换言之,固定部830固定于配线基板420。由此,即使在对连接器424施加了非预期的应力的情况下,该应力也会被固定部830吸收。因此,减少对传送基础驱动数据dA、dB、以及驱动信号COMA、COMB的连接端子840、850施加起因于该应力而引起的非预期的应力的可能性,其结果,减少在连接连接端子840、850的配线基板420中产生图案剥离等不良情况的可能性。
这样的固定部830分别通过对铜合金实施镀锡而构成。正如前述的那样,连接器424由于在可使用多种多样的油墨的液体喷出装置1中被使用,因此要求较高的耐腐蚀性能。而且,假设在固定部830处产生了腐蚀的情况下,则存在产生上述那样的图案剥离等不良情况的可能性,其结果,存在信号精度降低的可能性。针对这样的问题,固定部830被构成为包含铜合金,从而能够减少固定部830因油墨而腐蚀的可能性。
此外,固定部830构成为目的在于将连接器424固定于配线基板420,因此,并不是构成为对除接地电位等恒定电位的信号之外的信号进行传送而使用。因此,优选,通过不易变形、廉价的锡对固定部830实施电镀处理。由此,通过固定部830能够提高向配线基板420的固定的强度。此外,固定部830也可以通过焊接而固定于配线基板420。在该情况下,通过对固定部830实施基于锡的电镀处理,从而能够提高固定部830与配线基板420的接合强度。
在此,固定于配线基板420的固定部830是第一固定部的一例。
而且,如以上那样构成的连接器513和连接器424以使连接端子740与连接端子840直接接触、并使连接端子750与连接端子850直接接触的方式进行嵌合,从而将配线基板501与配线基板420电连接。
图21是表示使连接器513和连接器424嵌合的状态的图。如图21所示,连接器513的连接端子740、750的一端与配线基板501电连接。此外,在连接器513的插头安装部724插入连接器424的绝缘体810。此外,连接器513的突起部722插入于连接器424的插座安装部824。由此,连接器513与连接器424嵌合。
在该情况下,设置于连接器513的突起部722的连接端子740与设置于连接器424的插座安装部824的连接端子840接触,设置于连接器513的突起部722的连接端子750与设置于连接器424的插座安装部824的连接端子850接触。由此,固定有连接器513的配线基板510与固定有连接器424的配线基板420电连接,向包含配线基板501的驱动信号输出单元50供给基础驱动数据dA、dB,并且向包含配线基板420的头单元20供给驱动信号输出单元50输出的驱动信号COMA、COMB。
而且,头单元20所共有的驱动信号COMA、COMB在通过配线基板420传送之后,被向喷出头100-1~100-6分别供给,在驱动信号选择电路200中,将驱动信号COMA、COMB所包含的信号波形设为选择或非选择,从而生成驱动信号VOUT,并向头芯片300所包含的喷出部600具有的压电元件60供给。
在此,如图21所示,在连接器513具有的连接端子740与绝缘体720之间、以及连接端子750与绝缘体720之间形成有干涉空间SP。通过该干涉空间SP而形成连接端子740、750以及绝缘体720能够相对于绝缘体710移动的可动区域。连接器513具有该可动区域,从而在连接器513与连接器424嵌合时,即使在连接器513与连接器424之间产生了位置偏差的情况下,也能够以使连接端子740与连接端子840直接接触、并使连接端子750与连接端子850直接接触的方式,使连接器513与连接器424进行嵌合。即,连接器513作为对在连接器513与连接器424嵌合时产生的误差进行吸收的浮动连接器而构成。
另外,在本实施方式中,设为连接器513是浮动连接器而进行了说明,但连接器424也可以是浮动连接器,此外,连接器513和连接器424的双方也都可以是浮动连接器。
此外,在本实施方式中,设为连接器513的形状是直式插座形状、连接器424的形状是直式插头形状而进行了说明,但也可以是连接器424的形状是直式插座形状、连接器513的形状是直式插头形状。即,连接器424和连接器513中的一方的形状是插座形状,连接器424和连接器513中的另一方的形状是插头形状。
然而,如本实施方式所示,优选设为,连接器513的形状是直式插座形状,连接器424的形状是直式插头形状。
正如前述的那样,被喷出的油墨的一部分雾化而成的墨雾在液体喷出装置1的内部浮游。假设在将连接器424的形状设为直式插座形状的情况下,则由于插头安装部724是凹部,因此浮游在液体喷出装置1的内部的墨雾积留在插头安装部的内部,其结果,在多个连接端子740、750的各自之间存在产生短路异常的可能性。通过将连接器513的形状设为直式插座形状、将连接器424的形状设为直式插头形状,从而减少墨雾积留在插头安装部724的内部的可能性,其结果,减少起因于墨雾而在多个连接端子740、750的各自之间产生短路异常的可能性。
6.作用效果
如以上那样,在本实施方式中的液体喷出装置1中,使通过所谓的板对板连接器并基于驱动信号COMA、COMB而喷出油墨的头单元20、与向头单元20输出驱动信号COMA、COMB的驱动信号输出单元50电连接,其中,该所谓的板对板连接器以使连接器424具有的端子与连接器513具有的端子直接接触的方式而使连接器424和连接器513进行嵌合。由此,能够在头单元20的附近配置驱动信号输出单元50,与使用FFC等线缆将头单元20和驱动信号输出单元50电连接并向头单元20供给驱动信号COMA、COMB的结构比较,能够减小液体喷出装置1的内部的头单元20和驱动信号输出单元50所占用的区域。其结果,液体喷出装置1的小型化成为可能。
而且,由于配线基板420以及配线基板501均由刚性基板构成,因此在使用连接器424和连接器513将配线基板420与配线基板501连接的情况下,配线基板420、501变形的可能性减少。其结果,在使用连接器424和连接器513将配线基板420与配线基板501连接的前后,配线基板420、501中的配线阻抗进行变动的可能性减少。即,减少驱动信号COMA、COMB传送的传送路径的配线阻抗进行变动的可能性,也减少在驱动信号COMA、COMB中产生起因于配线阻抗的变动而引起的波形变形的可能性。
此外,这样的驱动信号COMA、COMB传送的传送路径的配线阻抗在通过FFC等线缆将配线基板420和配线基板501连接的情况下,根据该线缆的变形也会变动。然而,在本实施方式中的液体喷出装置1中,由于不使用FFC等线缆,而通过以使连接器424具有的端子与连接器513具有的端子直接接触的方式使连接器424和连接器513进行嵌合的、所谓的板对板连接器来将头单元20与驱动信号输出单元50电连接,因此不存在由这样的线缆产生的配线阻抗的变动的可能性,也减少在驱动信号COMA、COMB中产生起因于配线阻抗的变动而引起的波形变形的可能性。
如以上那样,在本实施方式中的液体喷出装置1中,在使液体喷出装置1的小型化成为可能的基础之上,能够减少在驱动信号输出单元50与头单元20之间传送的驱动信号COMA、COMB中产生波形变形的可能性。
此外,在本实施方式中的液体喷出装置1中,连接器424作为对在连接器513与连接器424嵌合时产生的误差进行吸收的浮动连接器而构成。由此,能够进一步提升连接器513与连接器424嵌合的情况下的连接器424所具有的端子与连接器513所具有的端子的接触的可靠性,能够进一步减少在驱动信号输出单元50与头单元20之间传送的驱动信号COMA、COMB中产生波形变形的可能性。
进一步,由于连接器424作为浮动连接器而构成,因此在液体喷出装置1中,例如,通过起因于在介质的输送时产生的马达的驱动而引起的振动等,而减少连接器424与连接器513的嵌合变松动的可能性,其结果,能够进一步提升基于连接器424和连接器513的配线基板420与配线基板501的电连接的可靠性。
此外,在本实施方式中的液体喷出装置1中,以使连接器424具有的端子与连接器513具有的端子直接接触的方式,连接器424和连接器513进行嵌合,从而使配线基板420与配线基板501堆叠连接。由此,能够将配线基板501沿着配线基板420设置在附近,能够进一步减小液体喷出装置1的内部的头单元20和驱动信号输出单元50所占用的区域。即,在提高液体喷出装置1的维护性的状态下,液体喷出装置1的进一步的小型化成为可能。
此外,在本实施方式中的液体喷出装置1中,连接器424具有的绝缘体710、720、以及连接器513具有的绝缘体810被构成为包含玻璃纤维,连接器424具有的多个连接端子740、750、以及连接器513具有的多个连接端子840、850被构成为包含实施了镀金的铜合金,进一步,连接器424具有的固定部730以及连接器513具有的固定部830被构成为包含实施了镀锡的铜合金。即使是在广泛的领域中被应用性利用、且喷出的液体的种类也涉及多方面的液体喷出装置1,也会减少连接器424、513因喷出的液体的物性而腐蚀,其结果,减少液体喷出装置1的动作产生异常的可能性。
以上,对实施方式以及变形例进行了说明,但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来实施。例如,也能够适当地对上述的实施方式进行组合。
本发明包含与实施方式中所说明的结构实质上相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构,或者目的以及效果相同的结构)。此外,本发明包含对实施方式中所说明的结构的非本质部分进行置换的结构。此外,本发明包含与实施方式中所说明的结构起到相同作用效果的结构或能够达成相同目的的结构。此外,本发明包含在实施方式中所说明的结构中附加了公知技术的结构。
从上述的实施方式导出以下的内容。
液体喷出装置的一方式,具备:头单元,包含伴随着驱动信号的供给而进行驱动的压电元件,并且所述头单元通过所述压电元件的驱动而喷出液体;以及驱动信号输出单元,输出所述驱动信号,所述头单元具有:喷出部,喷出所述液体;第一刚性基板,将所述驱动信号向所述喷出部传送;以及第一连接器,包含被输入所述驱动信号的第一端子,所述驱动信号输出单元具有:第二刚性基板;第二连接器,包含输出所述驱动信号的第二端子;D/A转换器,将作为数字信号的基础驱动数据转换为作为模拟信号的基础驱动信号;以及驱动信号输出电路,对所述基础驱动信号进行放大并输出所述驱动信号,所述第一连接器设置于所述第一刚性基板,所述第二连接器、所述D/A转换器以及所述驱动信号输出电路设置于所述第二刚性基板,所述第一连接器和所述第二连接器中的一方的形状是插座形状,所述第一连接器和所述第二连接器中的另一方的形状是插头形状,所述第一连接器和所述第二连接器以使所述第一端子与所述第二端子直接接触的方式嵌合。
根据该液体喷出装置,包含作为头单元不易变形的硬质基板的第一刚性基板,并包含作为驱动信号输出单元不易变形的硬质基板的第二刚性基板,从而减少第一刚性基板以及第二刚性基板起因于液体喷出装置的动作而变形的可能性,其结果,减少起因于第一刚性基板以及第二刚性基板的变形而传送驱动信号的配线的阻抗变化的可能性。因此,减少在头单元以及驱动信号输出单元中传送并向喷出部供给的驱动信号中产生波形的变形的可能性。此外,通过第一连接器以及第二连接器将头单元和驱动信号输出单元直接连接,从而不存在产生伴随着在经由线缆将头单元和驱动信号输出单元连接的情况下产生的线缆的形状的变化的阻抗的转换的可能性,因此,减少在头单元以及在驱动信号输出单元中传送并向喷出部供给的驱动信号中产生波形的变形的可能性。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,所述第一刚性基板包含第一面、以及与所述第一面相向的第二面,所述头单元包含喷出所述液体的喷出面,所述第一面与所述喷出面之间的最短距离比所述第二面与所述喷出面之间的最短距离短,所述第二面与所述第二刚性基板之间的最短距离比所述第一面与所述第二刚性基板之间的最短距离短。
根据液体喷出装置,第一刚性基板位于驱动信号输出单元所包含的第二刚性基板、与从头单元喷出液体的喷出面之间,从而减少起因于被喷出的液体而产生的液体雾附着于输出驱动信号的驱动信号输出单元的第二刚性基板的可能性。其结果,减少起因于该液体雾附着于第二刚性基板而驱动信号输出单元输出的驱动信号的波形精度降低的可能性。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,在从所述喷出部喷出所述液体的方向上俯视观察的情况下,所述第二刚性基板与所述第一刚性基板重叠。
根据该液体喷出装置,驱动信号输出单元所包含的第二刚性基板位于与头单元具有的第一刚性基板重叠的位置,从而第一刚性基板作为减少起因于被喷出的液体而产生的液体雾会附着于第二刚性基板的可能性的屏蔽部发挥功能。其结果,减少起因于该液体雾附着于第二刚性基板而驱动信号输出单元输出的驱动信号的波形精度降低的可能性。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,所述第一连接器和所述第二连接器以使所述第一端子与所述第二端子直接接触的方式嵌合,从而使所述第一刚性基板和所述第二刚性基板堆叠连接。
根据该液体喷出装置,能够将驱动信号输出单元配置在头单元附近,液体喷出装置的小型化成为可能。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,所述第一连接器的形状是插头形状,所述第二连接器的形状是插座形状。
根据该液体喷出装置,减少液体积存在喷出方向上位于下方的作为插头形状的第一连接器的可能性。其结果,减少在第一连接器所包含的端子间起因于该积存的液体而产生短路异常的可能性。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,所述第一连接器以及所述第二连接器的至少一方是浮动连接器。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,所述第一连接器包含第一绝缘体部,所述第二连接器包含第二绝缘体部,所述第一绝缘体部以及所述第二绝缘体部的至少一方包含玻璃纤维。
根据该液体喷出装置,由于能够对在将第一连接器与第二连接器嵌合时产生的误差进行吸收,因此能够使第一连接器与第二连接器的连接的可靠性进一步提升。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,所述第一端子以及所述第二端子的至少一方也可以包含铜合金。
根据该液体喷出装置,即使是使用多种多样的液体的液体喷出装置,通过将第一端子以及第二端子的至少一方构成为包含铜合金,从而第一端子以及第二端子的耐腐蚀性也会提升,由第一端子以及第二端子传送的驱动信号的可靠性提升。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,对所述第一端子以及所述第二端子的至少一方实施镀金。
根据该液体喷出装置,对第一端子以及第二端子的至少一方实施电阻率较小的镀金,从而减少起因于第一端子以及第二端子的阻抗而引起的信号紊乱,由第一端子以及第二端子传送的驱动信号的可靠性提升。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,所述第一连接器包含固定于所述第一刚性基板的第一固定部,所述第二连接器包含固定于所述第二刚性基板的第二固定部,所述第一固定部以及所述第二固定部的至少一方包含铜合金。
根据该液体喷出装置,即使是使用多种多样的液体的液体喷出装置,通过将第一固定部以及第二固定部的至少一方构成为包含铜合金,从而第一固定部以及第二固定部的耐腐蚀性进一步提升,通过由第一固定部以及第二固定部固定的第一连接器以及第二连接器所传送的驱动信号的可靠性提升。
在所述液体喷出装置的一方式中,也可以是,对所述第一固定部以及所述第二固定部的至少一方实施镀锡。
根据该液体喷出装置,通过对第一固定部以及第二固定部的至少一方实施镀锡,从而第一固定部以及第二固定部的耐腐蚀性进一步提升,通过由第一固定部以及第二固定部固定的第一连接器以及第二连接器所传送的驱动信号的可靠性提升。

Claims (11)

1.一种液体喷出装置,其特征在于,具备:
头单元,包含伴随着驱动信号的供给而进行驱动的压电元件,并且所述头单元通过所述压电元件的驱动而喷出液体;以及
驱动信号输出单元,输出所述驱动信号,
所述头单元具有:喷出部,喷出所述液体;第一刚性基板,将所述驱动信号向所述喷出部传送;以及第一连接器,包含被输入所述驱动信号的第一端子,
所述驱动信号输出单元具有:第二刚性基板;第二连接器,包含输出所述驱动信号的第二端子;D/A转换器,将作为数字信号的基础驱动数据转换为作为模拟信号的基础驱动信号;以及驱动信号输出电路,对所述基础驱动信号进行放大并输出所述驱动信号,
所述第一连接器设置于所述第一刚性基板,
所述第二连接器、所述D/A转换器以及所述驱动信号输出电路设置于所述第二刚性基板,
所述第一连接器和所述第二连接器中的一方的形状是插座形状,
所述第一连接器和所述第二连接器中的另一方的形状是插头形状,
所述第一连接器和所述第二连接器以使所述第一端子与所述第二端子直接接触的方式嵌合。
2.根据权利要求1所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一刚性基板包含第一面、以及与所述第一面相向的第二面,
所述头单元包含喷出所述液体的喷出面,
所述第一面与所述喷出面之间的最短距离比所述第二面与所述喷出面之间的最短距离短,所述第二面与所述第二刚性基板之间的最短距离比所述第一面与所述第二刚性基板之间的最短距离短。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
在从所述喷出部喷出所述液体的方向上俯视观察的情况下,所述第二刚性基板与所述第一刚性基板重叠。
4.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一连接器和所述第二连接器以使所述第一端子与所述第二端子直接接触的方式嵌合,从而使所述第一刚性基板和所述第二刚性基板堆叠连接。
5.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一连接器的形状是插头形状,所述第二连接器的形状是插座形状。
6.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一连接器以及所述第二连接器的至少一方是浮动连接器。
7.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一连接器包含第一绝缘体部,
所述第二连接器包含第二绝缘体部,
所述第一绝缘体部以及所述第二绝缘体部的至少一方包含玻璃纤维。
8.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一端子以及所述第二端子的至少一方包含铜合金。
9.根据权利要求8所述的液体喷出装置,其特征在于,
对所述第一端子以及所述第二端子的至少一方实施镀金。
10.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一连接器包含固定于所述第一刚性基板的第一固定部,
所述第二连接器包含固定于所述第二刚性基板的第二固定部,
所述第一固定部以及所述第二固定部的至少一方包含铜合金。
11.根据权利要求10所述的液体喷出装置,其特征在于,
对所述第一固定部以及所述第二固定部的至少一方实施镀锡。
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