JP2018099865A - 液体吐出装置及び回路基板 - Google Patents
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Abstract
Description
本適用例に係る液体吐出装置は、第1の駆動素子を有し、前記第1の駆動素子を駆動する第1の駆動信号と、前記第1の駆動信号の前記第1の駆動素子への印加を制御する第1の制御信号と、に基づいて第1の液体を吐出するヘッドユニットと、回路基板と、を備え、前記回路基板には、前記第1の駆動信号を転送する第1駆動信号転送配線と、前記第1の制御信号を転送する第1制御信号転送配線と、が設けられており、前記回路基板の第1の辺と前記第1駆動信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短く、前記回路基板の前記第1の辺と対向する第2の辺と前記第1制御信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短い。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記回路基板には、前記第1の駆動信号を出力する第1の駆動回路が設けられていてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記回路基板の平面視において、前記第1の駆動回路は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との間に設けられていてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1の駆動回路は、前記第1の駆動信号の元となる元駆動信号を変調して変調信号を生成する変調回路と、前記変調信号を増幅した増幅変調信号を生成する増幅回路と、前記増幅変調信号を復調して前記第1の駆動信号を生成する復調回路と、を含み、前記第1制御信号転送配線と前記変調回路との最短の距離は、前記第1制御信号転送配線と前記増幅回路との最短の距離よりも短くてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1制御信号転送配線は、前記回路基板の第1の層に設けられており、前記回路基板の前記第1の層を挟む2つの層には、それぞれ、前記第1制御信号転送配線が設けられている領域と対向する領域に一定電位の配線が設けられていてもよい。
回路基板において第1の制御信号が劣化するおそれを低減することができるので、精度良く第1の液体を吐出することができる。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ヘッドユニットは、前記第1の駆動素子の一端に前記第1の駆動信号が印加され、前記第1の駆動素子の他端に基準電圧信号が印加されて前記第1の駆動素子が駆動することにより、前記第1の液体を吐出し、前記回路基板には、前記基準電圧信号を転送する基準電圧信号転送配線がさらに設けられており、前記第1駆動信号転送配線は、前記回路基板の第2の層に設けられており、前記基準電圧信号転送配線は、前記回路基板の第3の層において、前記第1駆動信号転送配線が設けられている領域と対向する領域に設けられていてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ヘッドユニットは、第2の駆動素子を有し、前記第2の駆動素子を駆動する第2の駆動信号と、前記第2の駆動信号の前記第2の駆動素子への印加を制御する第2の制御信号と、に基づいて第2の液体を吐出し、前記回路基板には、前記第2の駆動信号を転送する第2駆動信号転送配線がさらに設けられており、前記第2駆動信号転送配線は、前記回路基板の第4の層において、前記基準電圧信号転送配線が設けられている領域と対向する領域に設けられており、前記第3の層は、前記第2の層と前記第4の層の間に位置する層であってもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ヘッドユニットは、第2の駆動素子を有し、前記第2の駆動素子を駆動する第2の駆動信号と、前記第2の駆動信号の前記第2の駆動素子への印加を制御する第2の制御信号と、に基づいて第2の液体を吐出し、前記回路基板には、前記第2の駆動信号を転送する第2駆動信号転送配線と、前記第2の駆動信号を出力する第2の駆動回路と、前記第1駆動信号転送配線と接続され、前記第1の駆動信号を前記ヘッドユニットに出力する第1駆動信号出力端子と、前記第2駆動信号転送配線と接続され、前記第2の駆動信号を前記ヘッドユニットに出力する第2駆動信号出力端子と、がさらに設けられており、前記回路基板の平面視において、前記第1の駆動回路と
前記第1駆動信号出力端子との最短の距離は、前記第2の駆動回路と前記第2駆動信号出力端子との最短の距離よりも長く、前記第1駆動信号転送配線の最大幅は、前記第2駆動信号転送配線の最大幅よりも大きくてもよい。
本適用例に係る回路基板は、第1の駆動素子を有し、前記第1の駆動素子を駆動する第1の駆動信号と、前記第1の駆動信号の前記第1の駆動素子への印加を制御する第1の制御信号と、に基づいて第1の液体を吐出するヘッドユニットと接続される回路基板であって、前記第1の駆動信号を転送する第1駆動信号転送配線と、前記第1の制御信号を転送する第1制御信号転送配線と、が設けられており、前記回路基板の第1の辺と前記第1駆動信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短く、前記回路基板の前記第1の辺と対向する第2の辺と前記第1制御信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短い。
本実施形態に係る液体吐出装置の一例としての印刷装置は、外部のホストコンピューターから供給された画像データに応じてインクを吐出させることによって、紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像(文字、図形等を含む)を印刷するインクジェットプリンターである。
する支持部13と、媒体Mを搬送する搬送部14と、媒体Mに印刷を行う印刷部15と、印刷部15に向けて気体を送風する送風部16と、これらの構成を制御する制御ユニット10とを備えている。
図3は、本実施形態の液体吐出装置1の電気的な構成を示すブロック図である。図3に示されるように、液体吐出装置1は、液体吐出ユニット2(図1及び図2参照)と、液体吐出ユニット2からの液体の吐出を制御する制御ユニット10と、制御ユニット10と液体吐出ユニット2とを接続するフレキシブルフラットケーブル190とを備えている。
部120に出力する。なお、複数種類の原制御信号には、これら信号の一部が含まれていなくてもよいし、他の信号が含まれていてもよい。
lkに対して所定の処理(例えば、所定の分周比で分周する処理)を行い、印刷データ信号SI1〜SIn、ラッチ信号LAT1〜LATn及びチェンジ信号CH1〜CHnと同期したクロック信号Sckを生成し、n個の駆動モジュール20(20−1〜20−n)に出力する。
基準電圧生成部580(図11参照)が生成する第1基準電圧DAC_HVや第2基準電圧DAC_LVの調整処理)やヘッドユニット32の各種の状態を示す各種のデータ(例えば、温度データ等)等を読み出して通信制御部160に送信する処理を行う。
図4は、駆動モジュール20において、1つの吐出部600に対応した概略構成を示す図である。図4に示されるように、駆動モジュール20は、吐出部600と、リザーバー641とを含む。
媒体Mにドットを形成する方法としては、インク滴を1回吐出させて、1つのドットを形成する方法のほかに、単位期間にインク滴を2回以上吐出可能として、単位期間におい
て吐出された1以上のインク滴を着弾させ、当該着弾した1以上のインク滴を結合させることで、1つのドットを形成する方法(第2方法)や、これら2以上のインク滴を結合させることなく、2以上のドットを形成する方法(第3方法)がある。
図7は、選択制御部220の構成を示す図である。図7に示されるように、選択制御部220には、クロック信号Sck、印刷データ信号SIi、ラッチ信号LATi及びチェンジ信号CHiが供給される。選択制御部220では、シフトレジスター(S/R)222とラッチ回路224とデコーダー226との組が、圧電素子60(ノズル651)のそれぞれに対応して設けられている。
た2ビットの印刷データ(SIH,SIL)をデコードして、ラッチ信号LATiとチェンジ信号CHiとで規定される期間T1、T2ごとに、選択信号Sa,Sbを出力して、選択部230での選択を規定する。
タ(SIH,SIL)を示している。
続いて、駆動回路50−ai,50−bi(iは1〜nのいずれか)について説明する。このうち、一方の駆動回路50−aiについて概略すると、次のようにして駆動信号COM−Aiを生成する。すなわち、駆動回路50−aiは、第1に、駆動データ生成部140から供給される駆動データdAiをアナログ変換し、第2に、出力の駆動信号COM−Aiを帰還するとともに、当該駆動信号COM−Aiに基づく信号(減衰信号)と目標信号との偏差を、当該駆動信号COM−Aiの高周波成分で補正して、当該補正した信号に従って変調信号を生成し、第3に、当該変調信号に従ってトランジスターをスイッチングすることによって増幅変調信号を生成し、第4に、当該増幅変調信号をローパスフィルターで平滑化(復調)して、当該平滑化した信号を駆動信号COM−Aiとして出力する。
、加算器512の入力端(+)に供給する。なお、この元駆動信号Aaの電圧振幅は、その最大値および最小値がそれぞれ第1基準電圧DAC_HVおよび第2基準電圧DAC_LVで決まり(例えば1〜2V程度)、この電圧を増幅したものが、駆動信号COM−Aiとなる。つまり、元駆動信号Aaは、駆動信号COM−Aiの増幅前の目標となる信号である。
ンジスターM1および第2トランジスターM2が同時にオンすることがない)、という意味である。
傍かつHレベルがVh+Vm(例えば49.5V)近傍の増幅制御信号を出力する。これに対して、第2ゲートドライバー522は、第1トランジスターM1および第2トランジスターM2の動作に関係なく、基準電位(グラウンド端子Gndの電位)が0Vに固定されるので、Lレベルが0V近傍かつHレベルがVm(例えば7.5V)近傍の増幅制御信号を出力する。
1と第2トランジスターM2との接続点(端子Sw)における増幅変調信号を、インダクターL1および容量素子C1からなるローパスフィルターによって平滑化した信号である。この駆動信号COM−Aiは、端子Vfbを介して積分・減算された上で、加算器512に帰還されるので、帰還の遅延(インダクターL1および容量素子C1の平滑化による遅延と、積分減衰器516による遅延と、の和)と、帰還の伝達関数で定まる周波数で自励発振することになる。
くなるにつれて低くなるので、結果的に、駆動信号COM−Aiは、元駆動信号Aaの電圧を拡大した信号となるように制御されて、出力されることになる。
図13は、本実施形態における液体吐出ユニット2の周辺の構成を示す側面模式図である。また、図14は、液体吐出ユニット2の内部構成を示す模式斜視図である。
。なお、各放熱板42は各駆動回路基板300の駆動回路搭載面と反対側の面に取り付けられているので、駆動回路50−a1〜50−an,50−b1〜50−bnは、放熱板42からの応力が加わらずに安定した動作が可能となる。
ロック信号dClkが劣化するおそれが低減される。
図15は、本実施形態における駆動回路基板300の側面図である。図15に示されるように、駆動回路基板300は、4つの基板300a,300b,300c,300dが
積層された多層基板であり、基板300a,300b,300c,300dのそれぞれの上面(図15では上面)及び裏面(図15では下面)には、各種の配線やスルーホール等(不図示)が形成されている。基板300aの表面及び裏面は、それぞれ、第1配線層LYR1及び第2配線層LYR2に対応する。また、基板300bの表面及び裏面は、それぞれ、第3配線層LYR3及び第4配線層LYR4に対応する。また、基板300cの表面及び裏面は、それぞれ、第5配線層LYR5及び第6配線層LYR6に対応する。また、基板300dの表面及び裏面は、それぞれ、第7配線層LYR7及び第8配線層LYR8に対応する。そして、第1配線層LYR1及び第8配線層LYR8は、それぞれ、駆動回路基板300の駆動回路搭載面及びその反対側の面に相当する。
御信号転送配線」の一例)と、差動信号dS3(「第2の制御信号」の一例)を転送する制御信号転送配線333(「第2制御信号転送配線」の一例)と、差動信号dS4(「第1の制御信号」の一例)を転送する制御信号転送配線334(「第1制御信号転送配線」の一例)と、差動クロック信号dClkを転送する制御信号転送配線335とが設けられている。
第1配線層LYR1〜第8配線層LYR8の少なくとも1つに設けられた複数の駆動データ転送配線(不図示)のそれぞれと接続されている。さらに、複数の端子340には、複数の通信用端子が含まれており、当該複数の通信用端子の各々は、第1配線層LYR1〜第8配線層LYR8の少なくとも1つに設けられた複数の通信用信号転送配線(不図示)のそれぞれと接続されている。
1〜335の各々との最短の距離よりも短い。また、駆動回路基板300の長辺Q1と対向する長辺Q2(「第2の辺」の一例)と制御信号転送配線331〜335の各々との最短の距離は、駆動信号転送配線301〜304,311〜314の各々と制御信号転送配線331〜335の各々との最短の距離よりも短い。すなわち、駆動信号転送配線301〜304,311〜314は長辺Q1に沿うように設けられ、制御信号転送配線331〜335は長辺Q2に沿うように設けられているので、駆動信号転送配線301〜304,311〜314と制御信号転送配線331〜335とが十分に離れている。これにより、駆動信号転送配線301〜304,311〜314をそれぞれ伝搬する大振幅(例えば数十V)の駆動信号COM−A1〜COM−A4,COM−B1〜COM−B4と、制御信号転送配線331〜335をそれぞれ伝搬する微小な振幅(例えば、数百mV)かつ高周波数の差動信号dS1〜dS4及び差動クロック信号dClkとの相互干渉により、各信号が劣化するおそれが低減される。
LYR4との間に位置する第3配線層LYR3において、第2配線層LYR2に設けられている駆動信号転送配線301,304,311,314及び第4配線層LYR4に設けられている駆動信号転送配線302,303,312,313にともに対向するように設けられている。例えば、駆動モジュール20−1に含まれる各圧電素子60には、一端に駆動信号COM−A1又は駆動信号COM−B1が印加され、他端に基準電圧信号VBSが印加されるが、駆動信号COM−A1,COM−B1の電圧は、基準電圧信号VBSの電圧よりも高いため、駆動信号転送配線301又は駆動信号転送配線311、各圧電素子60、基準電圧信号転送配線320の順に大電流が流れる電流経路が存在する。本実施形態では、駆動信号転送配線301〜304,311〜314と基準電圧信号転送配線320とが異なる配線層において対向して設けられており、これにより、各電流経路が短くなり、各電流経路の配線インピーダンスが低減される。
以上に説明したように、本実施形態に係る液体吐出装置1では、各駆動回路基板300
において、駆動信号転送配線と制御信号転送配線とが十分に離れているため、大振幅の駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnと、微小な振幅かつ高周波数の差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkとの相互干渉により、各信号が劣化するおそれが低減される。また、各駆動回路基板300において、大電流が流れる第1トランジスターM1及び第2トランジスターM2が制御信号転送配線から十分に離れており、また、制御信号転送配線はその上下の配線層のグラウンド配線によって挟まれてガードされており、差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkが劣化するおそれが低減される。また、各駆動信号転送配線と基準電圧信号転送配線とが対向して設けられているので各電流経路が短くなり、また、各駆動信号転送配線を流れる電流により発生する磁界と基準電圧信号転送配線を流れる電流により発生する磁界とが互いに打ち消し合うため、各電流経路の配線インピーダンスが低減される。また、各駆動信号転送配線と基準電圧信号転送配線との相対的な位置や距離の関係が同等になり、また、長い駆動信号転送配線ほど幅が太く、各駆動信号転送配線の配線インピーダンスが同等であるため、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnの転送精度のばらつきが低減される。従って、本実施形態に係る液体吐出装置1によれば、各駆動回路基板300における駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkの転送精度が向上し、各ヘッドユニット32から精度よく液体を吐出させることができる。
体吐出装置1によれば、駆動回路50−a1〜50−an,50−b1〜50−bnの動作に不具合が生じ、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnが劣化するおそれを低減することできるので、各ヘッドユニット32から精度よく液体を吐出させることができる。
上記の実施形態では、制御ユニット10と液体吐出ユニット2とは1つのフレキシブルフラットケーブル190で接続されているが、複数のフレキシブルフラットケーブルで接続されていてもよい。例えば、N本のフレキシブルフラットケーブルの各々が、各吐出モジュール200への駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBn、差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkを転送してもよい。また、上記の実施形態では、制御ユニット10から液体吐出ユニット2に、各種信号はフレキシブルフラットケーブル190(有線)で転送されるが、無線で転送されてもよい。
結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
Claims (9)
- 第1の駆動素子を有し、前記第1の駆動素子を駆動する第1の駆動信号と、前記第1の駆動信号の前記第1の駆動素子への印加を制御する第1の制御信号と、に基づいて第1の液体を吐出するヘッドユニットと、
回路基板と、
を備え、
前記回路基板には、
前記第1の駆動信号を転送する第1駆動信号転送配線と、
前記第1の制御信号を転送する第1制御信号転送配線と、
が設けられており、
前記回路基板の第1の辺と前記第1駆動信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短く、
前記回路基板の前記第1の辺と対向する第2の辺と前記第1制御信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短い、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記回路基板には、前記第1の駆動信号を出力する第1の駆動回路が設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記回路基板の平面視において、
前記第1の駆動回路は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との間に設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。 - 前記第1の駆動回路は、
前記第1の駆動信号の元となる元駆動信号を変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記変調信号を増幅した増幅変調信号を生成する増幅回路と、
前記増幅変調信号を復調して前記第1の駆動信号を生成する復調回路と、
を含み、
前記第1制御信号転送配線と前記変調回路との最短の距離は、前記第1制御信号転送配線と前記増幅回路との最短の距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の液体吐出装置。 - 前記第1制御信号転送配線は、前記回路基板の第1の層に設けられており、
前記回路基板の前記第1の層を挟む2つの層には、それぞれ、前記第1制御信号転送配線が設けられている領域と対向する領域に一定電位の配線が設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記ヘッドユニットは、
前記第1の駆動素子の一端に前記第1の駆動信号が印加され、前記第1の駆動素子の他端に基準電圧信号が印加されて前記第1の駆動素子が駆動することにより、前記第1の液体を吐出し、
前記回路基板には、
前記基準電圧信号を転送する基準電圧信号転送配線がさらに設けられており、
前記第1駆動信号転送配線は、前記回路基板の第2の層に設けられており、
前記基準電圧信号転送配線は、前記回路基板の第3の層において、前記第1駆動信号転送配線が設けられている領域と対向する領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記ヘッドユニットは、
第2の駆動素子を有し、前記第2の駆動素子を駆動する第2の駆動信号と、前記第2の駆動信号の前記第2の駆動素子への印加を制御する第2の制御信号と、に基づいて第2の液体を吐出し、
前記回路基板には、
前記第2の駆動信号を転送する第2駆動信号転送配線がさらに設けられており、
前記第2駆動信号転送配線は、前記回路基板の第4の層において、前記基準電圧信号転送配線が設けられている領域と対向する領域に設けられており、
前記第3の層は、前記第2の層と前記第4の層の間に位置する層である、
ことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。 - 前記ヘッドユニットは、
第2の駆動素子を有し、前記第2の駆動素子を駆動する第2の駆動信号と、前記第2の駆動信号の前記第2の駆動素子への印加を制御する第2の制御信号と、に基づいて第2の液体を吐出し、
前記回路基板には、
前記第2の駆動信号を転送する第2駆動信号転送配線と、
前記第2の駆動信号を出力する第2の駆動回路と、
前記第1駆動信号転送配線と接続され、前記第1の駆動信号を前記ヘッドユニットに出力する第1駆動信号出力端子と、
前記第2駆動信号転送配線と接続され、前記第2の駆動信号を前記ヘッドユニットに出力する第2駆動信号出力端子と、がさらに設けられており、
前記回路基板の平面視において、
前記第1の駆動回路と前記第1駆動信号出力端子との最短の距離は、前記第2の駆動回路と前記第2駆動信号出力端子との最短の距離よりも長く、
前記第1駆動信号転送配線の最大幅は、前記第2駆動信号転送配線の最大幅よりも大きい、
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 第1の駆動素子を有し、前記第1の駆動素子を駆動する第1の駆動信号と、前記第1の駆動信号の前記第1の駆動素子への印加を制御する第1の制御信号と、に基づいて第1の液体を吐出するヘッドユニットと接続される回路基板であって、
前記第1の駆動信号を転送する第1駆動信号転送配線と、
前記第1の制御信号を転送する第1制御信号転送配線と、
が設けられており、
前記回路基板の第1の辺と前記第1駆動信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短く、
前記回路基板の前記第1の辺と対向する第2の辺と前記第1制御信号転送配線との最短の距離は、前記第1駆動信号転送配線と前記第1制御信号転送配線との最短の距離よりも短い、
ことを特徴とする回路基板。
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