JP2015030144A

JP2015030144A - 液体吐出装置

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Publication number: JP2015030144A
Application number: JP2013159864A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　克明; Katsuaki Suzuki; 克明鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-16
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP6127814B2

Abstract

【課題】終端抵抗を有する複数のヘッドユニットにおいて、正常に差動信号を受信すること。
【解決手段】液体吐出装置は、差動信号を受信するための制御回路を有する複数のヘッドユニットと、差動信号を送信するための送信手段と、送信手段と複数のヘッドユニットそれぞれの制御回路とを接続する差動伝送線対と、差動信号を増幅するための増幅回路とを備える。差動伝送線対は、送信手段に接続された共通差動伝送線対と、共通差動伝送線対と複数のヘッドユニットそれぞれの制御回路とを接続するものであり、互いに並列に接続された複数の個別差動伝送線対とを有する。複数のヘッドユニットそれぞれの制御回路は、個別差動伝送線対の間に接続される終端抵抗を有し、終端抵抗間の電圧を検出する。増幅回路は、送信手段から送信される差動信号を増幅して複数のヘッドユニットそれぞれの制御回路に供給する。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。

特許文献１には、所定数のノズル群を持つヘッドユニットを複数個有するフルライン記録ヘッドと、この記録ヘッドを駆動するヘッドドライバとを備えたライン式の記録装置（液体吐出装置）が開示されている。この記録装置において、ヘッドドライバと記録ヘッドとの間のデータ伝送には、ＬＶＤＳ（ＬｏｗＶｏｌｔａｇｅＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｉｇｎａｌｉｎｇ）技術が利用されている。ＬＶＤＳ技術は、ＬＶＤＳライン（差動伝送線対）と、ＬＶＤＳラインの受信端側に接続された終端抵抗とを用い、ＬＶＤＳラインの送信端側から送信された差動電流により終端抵抗の両端に電圧を生じさせることでデータを伝送する技術である。

特許文献１の記録装置では、記録ヘッドの各ヘッドユニットは、互いに並列接続されたＬＶＤＳレシーバを有している。そして、ヘッドドライバに接続されたＬＶＤＳトランシーバから送信されたシリアル信号（差動信号）を、ＬＶＤＳラインを介して各ヘッドユニットのＬＶＤＳレシーバで受信可能にされている。

また、特許文献１には、ＬＶＤＳの構成として、単一終端構成と複数接続とが開示されている。単一終端構成は、ＬＶＤＳトランシーバを一端に設置し、もう一方の端部に向かってＬＶＤＳレシーバを接続し、最終端に終端抵抗を設置する構成である。複数接続は、両端に終端抵抗を配置し、ＬＶＤＳトランシーバ、及びＬＶＤＳレシーバをその間に配置する構成である。

特開２００８−１００４８３号公報

ここで、１つの記録ヘッドを、記録媒体の搬送方向と交差する方向に走査しながら記録を行う所謂シリアル式の記録装置が知られている。このシリアル式の記録装置においても、この記録ヘッドとヘッドドライバとの間のデータ転送にＬＶＤＳ技術を利用したものがある。この場合、上述のＬＶＤＳレシーバと終端抵抗とがこの１つの記録ヘッドに対して設けられることになる。

ところで、製造コストの削減等の観点から、複数のシリアル式の記録装置の記録ヘッドを、ライン式の記録装置の記録ヘッドの各ヘッドユニットなどに流用することが望まれる。しかしながら、複数のシリアル式の記録装置の記録ヘッドを、ライン式の記録装置の記録ヘッドのヘッドユニットなどに流用すると、ヘッドユニットそれぞれに対して終端抵抗が設けられることになるので、ＬＶＤＳラインには複数の終端抵抗が並列接続されることになる。その結果、終端抵抗の両端に生じる電圧レベルの低下等の問題が生じることで、各ヘッドユニットのＬＶＤＳレシーバにおいて差動信号を正常に受信できなくなる虞がある。

そこで、本発明の目的は、終端抵抗を有する複数のヘッドユニットにおいて、正常に差動信号を受信することが可能な、液体吐出装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の液体吐出装置は、液体を吐出するための液体吐出部と、前記液体吐出部による液体の吐出を制御するための信号である吐出信号を含む差動信号を受信するための制御回路とを有する複数のヘッドユニットと、前記差動信号を送信するための送信手段と、前記送信手段と前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路とを接続するものであって、前記送信手段から送信される前記差動信号を前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路に伝送するための１対の伝送線である差動伝送線対と、前記送信手段から送信される前記差動信号を増幅するための増幅回路とを備え、前記差動伝送線対は、前記送信手段に接続された共通差動伝送線対と、前記共通差動伝送線対と前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路とを接続するものであり、互いに前記共通差動伝送線対に対して並列に接続された複数の個別差動伝送線対とを有しており、前記増幅回路は、前記共通差動伝送線対における前記複数の個別差動伝送線対が接続されている位置よりも前記送信手段側の位置に設けられ、前記送信手段から送信される前記差動信号を増幅して前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路に供給するためのものであり、前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路は、前記個別差動伝送線対の間に接続される終端抵抗を有しており、前記終端抵抗間の電圧を検出することで、前記差動信号を受信することを特徴とする。

本発明によると、増幅回路により差動信号が増幅されるため、終端抵抗の両端に生じる電圧レベルを大きくすることができる。その結果、複数のヘッドユニットそれぞれの制御回路において、正常に差動信号を受信することができる。

インクジェットプリンタの概略側面図である。インクジェットヘッドの構成を示す平面図である。ヘッドユニットの流路を示す部分断面図である。インクジェットプリンタの電気構成図である。ドライバＩＣの回路構成図である。制御装置とドライバＩＣとの接続構成を示す図である。（ａ）は増幅回路を設けていない場合のドライバＩＣで受信される差動信号の波形を示す図であり、（ｂ）は増幅回路を設けた場合のドライバＩＣで受信される差動信号の波形を示す図である。増幅回路のＬＶＤＳドライバの回路図である。変形例に係る、増幅回路とドライバＩＣとの接続構成を示す図である。変形例に係る、ドライバＩＣで受信される差動信号の波形を示す図である。

本発明の好適な実施形態に係るインクジェットプリンタ１０１（以下、プリンタ１０１）の概略構成について説明する。

図１に示すように、プリンタ１０１は、直方体形状の筐体１１を有する。筐体１１の天板上部には、排紙部１５が設けられている。筐体１１の内部空間には、インクジェットヘッド（以下、ヘッド１）、用紙センサ５、プラテン９、給紙トレイ１０、搬送機構３０、制御装置１００等が収容されている。筐体１１の内部空間には、給紙トレイ１０から排紙部１５に向けて、図１に示す矢印に沿って、記録媒体である用紙Ｐが搬送される搬送経路が形成されている。また、また、筐体１１内には、ヘッド１と所定の位置関係で、カートリッジ（不図示）が配置されている。カートリッジは、ヘッド１にチューブ（不図示）及びポンプ（不図示）を介して接続されている。このポンプは、ヘッド１にインクを強制的に送るとき（すなわち、パージ時や液体の初期導入時）に駆動される。これ以外は停止状態にあり、ポンプはヘッド１へのインク供給を妨げない。

ヘッド１は、図２に示すように、搬送方向（副走査方向）に沿って隣接配置された、主走査方向に長尺な２つのヘッド基板４と、６つのヘッドユニット３とを含む。本実施形態においては、６つのヘッドユニット３は、互いに離隔しつつ主走査方向に千鳥状に配列されている。具体的には、６つのヘッドユニット３は、２つのグループに分けられており、一方のグループに属する３つのヘッドユニット３は搬送方向上流側に配置されたヘッド基板４に設けられ、他方のグループに属する３つのヘッドユニット３は搬送方向下流側に配置されたヘッド基板４に設けられている。そして、同一のヘッド基板４に設けられた３つのヘッドユニット３は、副走査方向において同じ位置に配置されている。各ヘッドユニット３の下面は、複数の吐出口８が開口した吐出面２である。また、プリンタ１０１は、ヘッド１が固定された状態で記録を行う、ライン式のものである。ヘッド１の具体的な構成については、後に詳述する。

図１に戻って、プラテン９は、平板状の部材であり、ヘッド１と鉛直方向に対向している。プラテン９の上面とヘッド１の吐出面２との間には、画像記録（画像形成）に適した所定の間隙が形成されている。

用紙センサ５は、ヘッド１よりも、搬送機構３０による用紙Ｐの搬送方向（以下、単に「搬送方向」と称す。）上流側に配置されている。用紙センサ５は、用紙Ｐの先端を検知し、検知信号を制御装置１００に送信する。

給紙トレイ１０は、上面が開口した箱であり、筐体１１に対して着脱可能である。給紙トレイ１０は、複数の用紙Ｐを収容可能である。

搬送機構３０は、ピックアップローラ３１、ニップローラ対３２〜３６を含む。ピックアップローラ３１は、制御装置１００による制御の下、給紙モータ６Ｍ（図４参照）の駆動により回転し、給紙トレイ１０内で最も上方にある用紙Ｐを送り出す。ニップローラ対３２〜３６は、搬送経路に沿って、搬送方向上流側からこの順で配置されている。各ニップローラ対３２〜３６のうちの一方のローラは、制御装置１００による制御の下、搬送モータ７Ｍ（図４参照）の駆動により回転する駆動ローラである。他方のローラは、上記駆動ローラの回転に伴って回転する従動ローラである。

制御装置１００による制御の下、ピックアップローラ３１により給紙トレイ１０から送り出された用紙Ｐは、ニップローラ対３２〜３６に挟持されつつ、搬送方向に沿って搬送される。用紙Ｐがプラテン９の上面に支持されつつ各ヘッドユニット３の真下を通過する際に、制御装置１００の制御により、吐出口８（図２参照）から用紙Ｐの表面に向けてブラックインクが吐出される。吐出口８からのインク吐出動作は、用紙センサ５から送信された検知信号に基づいて行われる。画像が形成された用紙Ｐは、筐体１１上部に形成された開口から排紙部１５に排出される。

次いで、図２及び図３を参照し、ヘッド１の具体的な構成について説明する。なお、図２では、各ヘッドユニット３と制御装置１００との接続構成も示している。

６つのヘッドユニット３それぞれは、用紙Ｐの搬送方向と交差する方向に走査しながら記録を行う所謂シリアル式のインクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッド（記録ヘッド）である。６つのヘッドユニット３は、互いに同じ構成を有しており、図３に示すように、それぞれ、流路ユニット２０、アクチュエータユニット２４、２つのドライバＩＣ２５（２５ａ，２５ｂ）（図２参照）、及びリザーバユニット（不図示）を含んでいる。リザーバユニットには、インクを一時的に貯留するリザーバを含む共通の液体流路が形成されており、カートリッジからインクが供給される。

流路ユニット２０は、４枚の金属プレート２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが積層された構造を有し、その内部にインク流路が形成されている。当該インク流路は、１のマニホールド流路２１、及び、マニホールド流路２１から分岐した複数の個別流路２２を含む。個別流路２２は、吐出口８毎に設けられており、マニホールド流路２１の出口から圧力室２３を介して吐出口８に至る。流路ユニット２０の下面には複数の吐出口８が開口している。これら複数の吐出口８は、それぞれ主走査方向に延在し、且つ、副走査方向に並ぶ、複数の吐出口列を構成している。複数の圧力室２３は、複数の吐出口８にそれぞれ連通している。リザーバユニットからマニホールド流路２１に供給されたインクは、個別流路２２を通って、吐出口８から吐出される。

アクチュエータユニット２４は、複数の圧力室２３を覆うように流路ユニット２０の上面に配置された振動板２６と、この振動板２６の上面に、複数の圧力室２３と対向するように配置された圧電層２７と、圧電層２７の上面に配置された複数の個別電極２８とを備えている。

振動板２６は、平面視で略矩形状の金属板である。この振動板２６は、複数の圧力室２３を覆った状態で流路ユニット２０に接合されている。また、導電性を有する振動板２６の上面は、圧電層２７の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極２８との間で圧電層２７に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板２６は、ドライバＩＣ２５のグランドに接続されて、常にグランド電位に保持される。

圧電層２７は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。この圧電層２７は、振動板２６の上面において、複数の圧力室２３に跨って連続的に形成されている。また、この圧電層２７は、少なくとも圧力室２３と対向する領域において厚み方向に分極されている。

圧電層２７の上面の、複数の圧力室２３と対向する領域には、複数の個別電極２８がそれぞれ配置されている。複数の個別電極２８は、圧電層２７の上面に固定され、複数の圧力室２３のそれぞれと対向している。

アクチュエータユニット２４は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に実装された２つのドライバＩＣ２５（２５ａ，２５ｂ）に接続されている。さらに、この２つのドライバＩＣ２５は、制御装置１００と接続されている。後ほど詳述するが、２つのドライバＩＣ２５は、制御装置１００から送信される各種信号（ＣＬＫ、ＦＩＲＥ、及びＳＩＮ：各信号の詳細については後述）に基づいて生成した、パルス状の駆動波形を有する駆動信号を、アクチュエータユニット２４の複数の個別電極２８にそれぞれ供給する。つまり、駆動波形に応じて、個別電極２８の電位を、パルス高さに相当する所定の駆動電位とグランド電位の間で切り換える。尚、２つのドライバＩＣ２５の間で、駆動対象の個別電極２８は当然ながら異なっており、一方のドライバＩＣ２５ａは、アクチュエータユニット２４の複数の個別電極２８のうちの一部に接続され、他方のドライバＩＣ２５ｂが、残りの個別電極２８に接続されている。

次に、インク吐出時におけるアクチュエータユニット２４の作用について説明する。ある個別電極２８に対してドライバＩＣ２５から駆動信号が供給され、個別電極２８に駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極２８とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板２６との間に電位差が生じ、個別電極２８と振動板２６の間に挟まれた圧電層２７に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層２７の分極方向と平行であるから、圧電層２７の活性部が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電層２７の下側の振動板２６は流路ユニット２０の上面に固定されているため、この振動板２６の上面に位置する圧電層２７が面方向に収縮するのに伴って、振動板２６の圧力室２３を覆う部分が圧力室２３側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２３内の容積が減少するために圧力室２３内のインク圧力が上昇し、この圧力室２３に連通する吐出口８からインクが吐出される。本実施形態においては、アクチュエータユニット２４が本発明の液体吐出部に相当し、ドライバＩＣ２５が本発明の制御回路に相当する。

なお、本実施形態のプリンタ１０１は、多階調表現を可能にして高画質の画像記録を実現するために、各吐出口８から吐出させる液滴のサイズ（液滴体積）を、３種類の中から選択できるようになっている。つまり、１つの吐出口８に対して、液滴を吐出しない態様と、液滴体積が異なる３種類の態様の、合計４種類の吐出態様から１つの吐出態様を選択的に取り得るように構成されている。

次いで、図２及び図４を参照し、プリンタ１０１の電気的構成について説明する。

制御装置１００は、図４に示すように、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）５０、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）５１、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）５２、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）５３、バス５４等を含む。ＲＯＭ５１には、ＣＰＵ５０が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＲＡＭ５２には、プログラム実行時に必要なデータ（画像データ等）が一時的に記憶される。ＡＳＩＣ５３は、ヘッド制御回路５５及び搬送制御回路５６を含む。また、ＡＳＩＣ５３は、入出力Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５８を介して、ＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部装置５９とデータ通信可能に接続されている。ヘッド制御回路５５は、外部装置５９から入力された記録指示（画像データを含む）に基づいて、ドライバＩＣ２５を制御する。搬送制御回路５６は、外部装置５９から入力された記録指示に基づいて、給紙モータ６Ｍ及び搬送モータ７Ｍを制御する。

ヘッド制御回路５５は、制御信号生成回路５５ａ及び制御信号出力回路５５ｂを含む。制御信号生成回路５５ａは、ＲＡＭ５２に記憶された画像データに基づいて、アクチュエータユニット２４を制御するための信号である、ＦＩＲＥ、ＳＩＮ、ＣＬＫ等の吐出信号を生成する。ＦＩＲＥは、上述した４種類の吐出態様にそれぞれ対応した４種類の波形データを示す信号である。ＳＩＮは、ヘッドユニット３の動作を制御するための制御信号であり、具体的には、各吐出口８のそれぞれの吐出周期毎に、ＦＩＲＥの４種類の波形データから１種類の波形データを選択させるための波形データ選択信号である。ＣＬＫは、ヘッド制御回路５５からドライバＩＣ２５へのデータ転送クロックである。なお、吐出周期は、用紙Ｐに記録される画像の解像度に対応する単位距離だけ用紙Ｐがヘッド１に対して相対移動するのに要する時間である。

制御信号出力回路５５ｂは、制御信号生成回路５５ａで生成されたＦＩＲＥ、ＳＩＮ、ＣＬＫ等の各種信号を各ヘッドユニット３に２つずつ設けられた、合計１２個のドライバＩＣ２５に出力するためのＬＶＤＳ送信回路である。ここで、ＦＩＲＥ、及びＣＬＫは、１２個のドライバＩＣ２５のそれぞれにおいて共通に使用されるものであるから、これらの信号は、制御信号出力回路５５ｂから１２個のドライバＩＣ２５に共通に入力される共通信号である。これに対して、ＳＩＮは、制御信号出力回路５５ｂから１２個のドライバＩＣ２５に個別に入力される信号である。本実施形態においては、制御信号出力回路５５ｂが本発明の送信手段に相当する。

ＦＩＲＥは、ＦＩＲＥ用信号線４０（図２参照）を介して、制御信号出力回路５５ｂから１２個のドライバＩＣ２５それぞれに出力される。ＦＩＲＥ用信号線４０は、制御信号出力回路５５ｂには一本の信号線として接続されているが、１２個のドライバＩＣ２５に向かう途中で１２本の信号線に分岐し、これら１２本の信号線が１２個のドライバＩＣ２５のそれぞれに接続されている。ＣＬＫは、ＦＩＲＥ用信号線４０と略同様な構成のＣＬＫ用信号線４５（図５参照。図２では図示略）を介して、制御信号出力回路５５ｂから１２個のドライバＩＣ２５それぞれに出力される。

ＳＩＮは、ＳＩＮ用信号線４６（図２参照）を介して、制御信号出力回路５５ｂから１２個のドライバＩＣ２５それぞれに出力される。ＳＩＮ用信号線４６は、制御信号出力回路５５ｂと１２個のドライバＩＣ２５のそれぞれとを個別に接続するものであり、制御信号出力回路５５ｂには１２本の信号線として接続され、これら１２本の信号線が１２個のドライバＩＣ２５のそれぞれに接続されている。

なお、ＦＩＲＥ、ＳＩＮ、及びＣＬＫは、信号線を介して、パルス状の差動信号として、制御信号出力回路５５ｂから１２個のドライバＩＣ２５のそれぞれに出力される。即ち、図２では各信号線４０，４５，４６を１本の線で示しているが、これら信号線４０，４５，４６はそれぞれ一対の伝送線で構成されている。図２において、ＦＩＲＥの差動信号はＦＩＲＥ（＋，−）、ＳＩＮの差動信号はＳＩＮ（＋，−）、ＣＬＫの差動信号はＣＬＫ（＋，−）と示している。差動方式では、一対の伝送線の一方及び他方の伝送線にそれぞれ逆位相の信号（Ｈ信号及びＬ信号）を入力する。差動方式は、１本の伝送線だけで信号を入力するシングルエンド方式に比べ、ノイズに強く、参照電圧（例えば、１．２５Ｖ）で小振幅（例えば、差動電圧で３００ｍＶ）の信号でも伝送することができる。

次に、ドライバＩＣ２５について図５を参照しつつ詳細に説明する。６つのヘッドユニット３の各々に２つずつ設けられた１２個のドライバＩＣ２５は、互いに同じ構成であり、それぞれ、図５に示すように、受信回路６１ａ，６１ｂ，６１ｃ、シフトレジスタ６２、ラッチ回路６３、マルチプレクサ６４、ドライブバッファ６５、コマンド検出部６６、及びＦＩＲＥ復元回路６７を含む。

受信回路６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、それぞれ、ＦＩＲＥ、ＳＩＮ、及びＣＬＫの差動信号を受信して、シリアルデータに変換する。シフトレジスタ６２は、受信回路６１ｂから入力されたＳＩＮに係る吐出口８毎のシリアルデータをパラレルデータに変換し、当該パラレルデータを、ＣＬＫに同期させて、ラッチ回路６３に入力する。ラッチ回路６３は、所謂Ｄ−フリップフロップであり、シフトレジスタ６２から入力されたパラレルデータを、後述のＳＴＲＢ信号に同期させて、一斉にマルチプレクサ６４に入力する。マルチプレクサ６４は、ラッチ回路６３から入力されたデータに基づいて駆動信号の波形パターンを複数の波形パターンから選択して波形信号を生成し、当該波形信号をドライブバッファ６５に入力する。ドライブバッファ６５は、マルチプレクサ６４から入力された波形信号を増幅して駆動信号を生成し、当該駆動信号をアクチュエータユニット２４の個別電極２８のそれぞれに入力する。

コマンド検出部６６は、受信回路６１ｂから入力されたＳＩＮに係る吐出口８毎のシリアルデータをパラレルデータに変換するシフトレジスタ６６ａ、及び、シフトレジスタ６６ａから上記パラレルデータが入力される論理回路６６ｂを含む。論理回路６６ｂには、さらに、ＳＩＮとは異なる特殊な信号が入力される。論理回路６６ｂは、当該特殊な信号が入力されると、ラッチ回路６３に入力されるＳＴＲＢ信号を出力する。

ＦＩＲＥ復元回路６７は、受信回路６１ａから入力されたＦＩＲＥに係るシリアルデータを、ＣＬＫに同期させて、駆動信号の波形パターンの数と同じ４つのパラレルデータに変換し、当該パラレルデータをマルチプレクサ６４に入力する。

次に、制御装置１００とドライバＩＣ２５との接続構成について、図６及び図７を参照しつつ説明する。なお、図６では、説明の便宜上、ドライバＩＣ２５の構成要素については、受信回路６１ａのみを図示している。また、以下では、ＦＩＲＥの送受信に係る、制御信号出力回路５５ｂと、１２個のドライバＩＣ２５との接続構成についてのみ説明する。

ＦＩＲＥ用信号線４０は、図６に示すように、制御信号出力回路５５ｂに接続された共通差動伝送線対４１と、当該共通差動伝送線対４１と１２個のドライバＩＣ２５それぞれとを接続する１２本の個別差動伝送線対４２とを含む。１２本の個別差動伝送線対４２は、共通差動伝送線対４１に対して並列に接続されている。

共通差動伝送線対４１は、制御信号出力回路５５ｂに接続された第１共通差動伝送線対４１ａと、当該第１共通差動伝送線対４１ａに接続された、上記ヘッドユニット３のグループ数に対応した２つの第２共通差動伝送線対４１ｂとを有している。２つの第２共通差動伝送線対４１ｂそれぞれは、同一のグループに属するヘッドユニット３のドライバＩＣ２５に接続された６つの個別差動伝送線対４２に対して接続されている。この６つの個別差動伝送線対４２は、第２共通差動伝送線対４１ｂに対して順次接続（バス型接続）されている。即ち、６つの個別差動伝送線対４２は、それぞれ、第２共通差動伝送線対４１ｂにおける互いに異なる位置（接続点）に接続されている。

また、２つの第２共通差動伝送線対４１ｂそれぞれにおける個別差動伝送線対４２が接続されている位置よりも制御信号出力回路５５ｂ側の位置には、差動信号を増幅するための増幅回路７０が設けられている。この増幅回路７０は、２つのヘッド基板４にそれぞれ設けられている。第２共通差動伝送線対４１ｂにおける、第１共通差動伝送線対４１ａとの接続位置と、増幅回路７０が設けられた位置との間に配置される一部の伝送線対は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）４３上に形成される。増幅回路７０については、後で詳細に説明する。

各ドライバＩＣ２５の受信回路６１ａは、個別差動伝送線対４２の間に接続される終端抵抗７５と、ＬＶＤＳ受信回路７６とを有している。ＬＶＤＳ受信回路７６は、終端抵抗７５間の電圧差を検出することで、制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号をシリアルデータに変換する。

ところで、ＬＶＤＳ受信回路７６は、所定の参照電圧Ｖｒｅｆを中心とした振幅Ｖｐを有する差動信号を受信することができるように規格されている。そして、制御信号出力回路５５ｂは、ＦＩＲＥ用信号線４０に一つの終端抵抗のみが接続されていると仮定したときにおいて、ＬＶＤＳ受信回路７６において参照電圧Ｖｒｅｆを中心とした振幅Ｖｐを有する差動信号が受信されるように、差動信号をＦＩＲＥ用信号線４０に出力する。

ここで、上述したように、本実施形態においては、ＦＩＲＥ用信号線４０の個別差動伝送線対４２それぞれの間には終端抵抗７５が接続されている。即ち、制御信号出力回路５５ｂに対して複数の終端抵抗７５が並列に接続されている。このため、制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号は、当該複数の終端抵抗により信号電圧が分圧されることになるので、図７（ａ）に示すように、各ＬＶＤＳ受信回路７６において受信される差動信号の中心電圧Ｖｃの電圧レベルは参照電圧Ｖｒｅｆよりも低く、且つ、当該差動信号の振幅Ｖｎも振幅Ｖｐよりも小さくなる。このため、各ＬＶＤＳ受信回路７６において差動信号を正常に受信することができない。加えて、制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号は、比較的長いＦＦＣ４３上に形成された伝送線対を経た後に、個別差動伝送線対４２を経てドライバＩＣ２５に出力される。このように制御信号出力回路５５ｂからドライバＩＣ２５までの差動信号の伝送経路が長い場合、図７（ａ）に示すように、ノイズ等により差動信号の波形が乱れる場合がある。

そこで、本実施形態においては、増幅回路７０が、制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号を増幅して複数のヘッドユニット３それぞれの受信回路６１ａに供給するように構成されている。そして、増幅回路７０は、各第２共通差動伝送線対４１ｂにおける、ＦＦＣ４３上に形成された伝送線対よりも、個別差動伝送線対４２との接続位置側に設けられている。

増幅回路７０は、図６に示すように、第２共通差動伝送線対４１ｂの間に接続される終端抵抗７１と、ＬＶＤＳドライバ７２とを含むＬＶＤＳバッファ（差動増幅回路）である。ＬＶＤＳドライバ７２は、図８に示すように、入力端子７２ａ，７２ｂ、出力端子７２ｃ，７２ｄ、トランジスタＭ１〜Ｍ４、及びバイアス回路７３，７４を含む。入力端子７２ａ，７２ｂには、制御信号出力回路５５ｂから出力されて、第２共通差動伝送線対４１ｂの一方及び他方の伝送線を伝送する第１信号Ｖｉｎ１及び第２信号Ｖｉｎ２が入力される。バイアス回路７３，７４それぞれは、バイアス電圧を印加するための回路である。バイアス回路７３は高電位側に配置され、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｈを生成する。バイアス回路７４は低電位側に配置され、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｌを生成する。

バイアス回路７３及びバイアス回路７４の間には、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ２からなる直列回路、及びトランジスタＭ３及びトランジスタＭ４からなる直列回路が、互いに並列に接続されている。トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３はＰＭＯＳトランジスタであり、トランジスタＭ２及びトランジスタＭ４はＮＭＯＳトランジスタである。また、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ２それぞれのゲートは入力端子７２ａに接続されており、トランジスタＭ３及びトランジスタＭ４それぞれのゲートは入力端子７２ｂに接続されている。トランジスタＭ１及びトランジスタＭ２の接続点は出力端子７２ｃに接続され、トランジスタＭ３及びトランジスタＭ４の接続点は出力端子７２ｃに接続されている。

以上の構成において、入力端子７２ａに入力される第１信号Ｖｉｎ１がハイレベル（Ｈ信号）であり、入力端子７２ｂに入力される第２信号Ｖｉｎ２がローレベル（Ｌ信号）であると、トランジスタＭ２及びトランジスタＭ３がＯＮ状態となり、出力端子７２ｄから各ドライバＩＣ２５の受信回路６１ａの終端抵抗７５を経て出力端子７２ｄに戻る方向に電流が流れる。これに対して、入力端子７２ａに入力される第１信号Ｖｉｎ１がローレベルであり、入力端子７２ｂに入力される第２信号Ｖｉｎ２がハイレベルであると、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ４がＯＮ状態となり、出力端子７２ｃから各ドライバＩＣ２５の受信回路６１ａの終端抵抗７５を経て出力端子７２ｄに戻る方向に電流が流れる。これにより、終端抵抗７５の両端において、差動信号が生成されることになる。

次に、バイアス回路７３において生成されるバイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｈ、及びバイアス回路７４において生成されるバイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｌの最適化条件について説明する。

上述したように、ＬＶＤＳ受信回路７６は、参照電圧Ｖｒｅｆを中心とした振幅Ｖｐを有する差動信号を受信することができるように規格されている。従って、増幅回路７０は、各ＬＶＤＳ受信回路７６において受信される差動信号が参照電圧Ｖｒｅｆを中心とした振幅Ｖｐを有する差動信号となるように、制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号を増幅する、即ち、増幅回路７０の出力端子７２ｃ，７２ｄから出力される差動信号の参照電圧Ｖｒｅｆ＿Ｏ、及び振幅Ｖｐ＿Ｏを最適化すればよい。参照電圧Ｖｒｅｆ＿Ｏ、及び振幅Ｖｐ＿Ｏの最適化条件は、増幅回路７０の出力抵抗及び終端抵抗７５の合成抵抗の関係に基づき、下記の式１及び式２により算出することができる。

Ｖｒｅｆ＿Ｏ＝Ｖｒｅｆ×（Ｒｏｕｔ＋Ｒｔ／ｎ）／（Ｒｔ／ｎ）・・・式１
Ｖｐ＿Ｏ＝Ｖｐ×（Ｒｏｕｔ＋Ｒｔ／ｎ）／（Ｒｔ／ｎ）・・・式２

ここで、Ｒｏｕｔは増幅回路７０の出力抵抗である。
Ｒｔは、各終端抵抗７５の抵抗値である。
ｎは、同一のグループに属するヘッドユニット３のドライバＩＣ２５の数（終端抵抗７５の並列数）である。

そして、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｈ、及びバイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｌの最適化条件は、上記式１及び式２により算出された参照電圧Ｖｒｅｆ＿Ｏ及び振幅Ｖｐ＿Ｏを用いて、下記式３及び式４により算出することができる。

Ｖｂｉａｓ＿Ｈ＝Ｖｒｅｆ＿Ｏ＋Ｖｐ＿Ｏ／２・・・式３
Ｖｂｉａｓ＿Ｌ＝Ｖｒｅｆ＿Ｏ―Ｖｐ＿Ｏ／２・・・式４

以上のようにして算出された、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｈ、及びバイアス電圧Ｖｂｉａｓ＿Ｌをバイアス回路７３，７４において生成することで、各ヘッドユニット３それぞれのドライバＩＣ２５の終端抵抗７５の両端に生じる電圧の電圧レベルを、複数のヘッドユニット３に対して１つの終端抵抗７５のみがＦＩＲＥ用信号線４０の間に接続されていると仮定したときの当該終端抵抗７５の両断に生じる電圧の電圧レベルと同じにすることができる。即ち、図７（ｂ）に示すように、各ＬＶＤＳ受信回路７６において受信される差動信号を、参照電圧Ｖｒｅｆを中心とした振幅Ｖｐを有する差動信号とすることができる。これにより、各ＬＶＤＳ受信回路７６において、制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号を正常に受信することが可能となる。また、増幅回路７０は、各第２共通差動伝送線対４１ｂにおける、ＦＦＣ４３上に形成された伝送線対よりも、個別差動伝送線対４２との接続位置側に設けられている。従って、制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号が、ＦＦＣ４３上に形成された伝送線対を伝送される際にその波形が乱れたとしても、増幅回路７０において波形を整えることができる。これにより、各ドライバＩＣ２５の受信回路６１ａにおいて受信される差動信号の波形が乱れることを抑制することができる。なお、図７（ｂ）において、実線は、増幅回路７０から距離が最も近いドライバＩＣ２５の受信回路６１ａにおいて受信される差動信号の波形を示し、点線は増幅回路７０から距離が最も遠いドライバＩＣ２５の受信回路６１ａにおいて受信される差動信号の波形を示している。

ここで、増幅回路７０により差動信号が増幅されると、第２共通差動伝送線対４１ｂを流れる電流値も増幅されることになるため、差動信号伝送時に生じるノイズも大きくなる。その結果、各ドライバＩＣ２５において受信される差動信号の波形が乱れることになる。しかしながら、本実施形態においては、上述したように、６つのヘッドユニット３は２つのグループに分けられており、各グループに対応した２つの第２共通差動伝送線対４１ｂそれぞれに増幅回路７０が設けられている。このため、各増幅回路７０において差動信号を増幅する増幅幅を小さくすることができるので、各ドライバＩＣ２５において受信される差動信号の波形が乱れることを抑制することができる。

以上、本実施形態によると、増幅回路７０により制御信号出力回路５５ｂから出力された差動信号が増幅されるため、各ドライバＩＣ２５の終端抵抗７５の両端に生じる電圧レベルを大きくすることができる。その結果、複数のヘッドユニット３それぞれのドライバＩＣ２５において、正常に差動信号を受信することができる。

次に、本実施形態の変形例について、図７（ｂ）、図９及び図１０を参照しつつ説明する。なお、図９では説明の便宜上、ＦＩＲＥ用信号線４０の一方の伝送線を点線で図示している。上述の実施形態では、個別差動伝送線対４２それぞれは、第２共通差動伝送線対４１ｂに対して順次接続（バス型接続）されている。即ち、ドライバＩＣ２５と増幅回路７０との間の距離は、ドライバＩＣ２５毎に異なっている。このような構成では、図７（ｂ）に示すように増幅回路７０からの距離が最も近いドライバＩＣ２５では、他のドライバＩＣ２５と比べて、インピーダンス不整合等により差動信号の一部が反射されて生じるノイズが大きくなる。加えて、上述したように、増幅回路７０により差動信号が増幅されると、差動信号伝送時に生じるノイズも大きくなる。このノイズの影響は、増幅回路７０からの距離が最も近いドライバＩＣ２５が特に受けることになるため、当該ドライバＩＣ２５において正常に差動信号を受信することができない虞がある。

そこで、本変形例では、図９に示すように、複数の個別差動伝送線対４２が、第２共通差動伝送線対４１ｂにおける或る一つの接続点４４と、同一のグループに属するヘッドユニット３それぞれのドライバＩＣ２５とを接続するように構成されている。これにより、図１０に示すように、各ドライバＩＣ２５において受信される差動信号のノイズを、上記バス型接続のときに増幅回路７０からの距離が最も近いドライバＩＣ２５において受信される差動信号のノイズよりも小さくすることができる。

また、本変形例では、接続点４４は、第２共通差動伝送線対４１ｂにおける増幅回路７０の出力端子７２ｃ，７２ｄの近傍に配置している。これにより、各個別差動伝送線対４２を流れる電流の電流値を合算した電流値の電流が流れる、増幅回路７０と接続点４４との間の伝送経路の長さを短くすることができるので、差動信号の伝送時に生じるノイズを低減することができる。さらに、本変形例では、増幅回路７０をヘッド基板４の主走査方向中央に配置し、且つ、接続点４４もヘッド基板４の主走査方向中央に配置している。これにより、６本の個別差動伝送線対４２の長さを互いに等しく、且つ短くすることができる。その結果、各ドライバＩＣ２５が受けるノイズの影響を低減することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態では、６つのヘッドユニット３は２つのグループに分けられていたが、その総数よりも少ないグループ数に分けられていてもよい。例えば、複数のヘッドユニット３のそれぞれが、搬送方向において３つ以上の異なる位置の何れかに配置されている場合には、複数のヘッドユニット３を３つ以上のグループにグループ分けしてもよい。この場合、複数のヘッドユニット３それぞれは、同一のグループに属するヘッドユニット３とは搬送方向において同じ位置に配置され、異なるグループに属するヘッドユニット３とは搬送方向において異なる位置に配置されることになる。また、第２共通差動伝送線対４１ｂをそのグループ数分だけ設け、第２共通差動伝送線対４１ｂそれぞれを、同一のグループに属する複数のヘッドユニット３のドライバＩＣ２５に接続された個別差動伝送線対４２に接続させる。そして、各第２共通差動伝送線対４１ｂに増幅回路７０を設けることが好ましい。

また、複数のヘッドユニット３はグループ分けされていなくてもよい。即ち、共通差動伝送線対４１は、第２共通差動伝送線対４１ｂを有しておらず、１２本の個別差動伝送線対４２が、一本の第１共通差動伝送線対４１ａに対して接続されていてもよい。この場合、第１共通差動伝送線対４１ａに１つの増幅回路７０が設けられることになる。

また、上述の実施形態では、各ヘッドユニット３には２つのドライバＩＣ２５が設けられていたが、１つのドライバＩＣ２５のみ設けられていてもよく、３つ以上のドライバＩＣ２５が設けられていてもよい。

また、上述の実施形態では、ヘッドユニット３の数は６つであったが、これに限定されるものではなく、複数であればよい。

また、本実施形態は、本発明を、用紙にインクを吐出して画像などを記録するインクジェットプリンタに適用したものであるが、本発明の適用対象は、このような用途に使用されるものに限られない。すなわち、インク以外の様々な種類の液体をその用途に応じて対象に吐出する、種々の液滴吐出装置に本発明を適用することが可能である。

２４アクチュエータユニット（液体吐出部）
２５ドライバＩＣ（制御回路）
４０ＦＩＲＥ用信号線（差動伝送線対）
４１共通差動伝送線対
４２個別差動伝送線対
４５ＣＬＫ用信号線（差動伝送線対）
７０増幅回路
７５終端抵抗
１０１インクジェットプリンタ（液体吐出装置）

Claims

液体を吐出するための液体吐出部と、前記液体吐出部による液体の吐出を制御するための信号である吐出信号を含む差動信号を受信するための制御回路とを有する複数のヘッドユニットと、
前記差動信号を送信するための送信手段と、
前記送信手段と前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路とを接続するものであって、前記送信手段から送信される前記差動信号を前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路に伝送するための１対の伝送線である差動伝送線対と、
前記送信手段から送信される前記差動信号を増幅するための増幅回路とを備え、
前記差動伝送線対は、
前記送信手段に接続された共通差動伝送線対と、
前記共通差動伝送線対と前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路とを接続するものであり、互いに前記共通差動伝送線対に対して並列に接続された複数の個別差動伝送線対とを有しており、
前記増幅回路は、前記共通差動伝送線対における前記複数の個別差動伝送線対が接続されている位置よりも前記送信手段側の位置に設けられ、前記送信手段から送信される前記差動信号を増幅して前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路に供給するためのものであり、
前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路は、
前記個別差動伝送線対の間に接続される終端抵抗を有しており、
前記終端抵抗間の電圧を検出することで、前記差動信号を受信することを特徴とする液体吐出装置。
前記増幅回路は、前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路の前記終端抵抗の両端に生じる電圧の電圧レベルが、前記複数のヘッドユニットに対して１つの前記終端抵抗のみが前記差動伝送線対の間に接続されていると仮定したときの当該終端抵抗の両端に生じる電圧の電圧レベルと同じとなるように、前記差動信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
前記複数の個別差動伝送線対は、前記共通差動伝送線対における或る１つの接続点と前記複数のヘッドユニットそれぞれの前記制御回路にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
前記複数の個別差動伝送線対の長さが互いに等しいことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
前記複数のヘッドユニットは、その総数よりも少ないグループ数のグループに分けられており、
前記共通差動伝送線対は、
前記送信手段に接続された第１共通差動伝送線対と、
前記第１共通差動伝送線対に接続された、前記グループ数分の第２共通差動伝送線対と
を有しており、
前記第２共通差動伝送線対それぞれは、同一の前記グループに属する前記ヘッドユニットの前記制御回路に接続された前記個別差動伝送線対に接続されており、
前記増幅回路を前記グループ数分有しており、
前記増幅回路は、前記第２共通差動伝送線対それぞれにおける前記個別差動伝送線対が接続している位置よりも前記送信手段側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体吐出装置。
記録媒体を搬送方向に沿って搬送するための搬送機構を更に備えており、
前記複数のヘッドユニットそれぞれは、前記搬送方向と直交する方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体吐出装置。
記録媒体を搬送方向に沿って搬送するための搬送機構を更に備えており、
前記複数のヘッドユニットそれぞれは、同一の前記グループに属する前記ヘッドユニットとは前記搬送方向において同じ位置に配置され、異なる前記グループに属する前記ヘッドユニットとは前記搬送方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体吐出装置。