JP2019098608A - Liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge device.
インク等の液体を吐出して画像や文書を印刷するインクジェットプリンター(液体吐出装置)には、例えばピエゾ素子などの圧電素子を用いたものが知られている。圧電素子は、プリントヘッドにおいて複数のノズルのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号にしたがって駆動されることで、ノズルから所定のタイミングで所定量の液体が吐出されて、媒体上にドットを形成する。 As an ink jet printer (liquid discharge apparatus) which discharges a liquid such as ink to print an image or a document, a printer using a piezoelectric element such as a piezoelectric element is known. The piezoelectric element is provided corresponding to each of the plurality of nozzles in the print head, and each of the plurality of nozzles is driven according to the drive signal to eject a predetermined amount of liquid from the nozzles at a predetermined timing to dot the medium. Form
このようなインクジェットプリンターには、特許文献1のように、圧電素子の一方の電極に吐出すべきインク量に応じた制御信号(駆動信号)を印加し、他方の電極に保持信号(一定電圧信号)を印加し、駆動信号と一定電圧信号との電位差により圧電素子を駆動することで、インクを吐出するものがある。
In such an inkjet printer, as in
特許文献1に記載のようなインクジェットプリンターでは、ノズルから吐出されるインクの量は、駆動信号だけでなく、一定電圧信号にも依存する。その為、圧電素子には駆動信号及び一定電圧信号の双方が精度よく印加される必要があり、あらかじめ外的要因等の誤差を加味することで、圧電素子に印加される駆動信号を補正する技術が用いられている。
In the ink jet printer as described in
しかし、特許文献1に記載のインクジェットプリンターでは、駆動信号の誤差が許容できる範囲であれば、駆動信号の補正が可能であるものの、外乱ノイズ等の不規則な要因により、誤差が許容できる範囲を超えた場合、十分な補正が行えない可能性があった。
However, in the ink jet printer described in
さらに、液体を吐出するノズルが設けられるプリントヘッドの小型化及び高密度化の要求に対して、圧電素子の小型化及び薄型化の要求が高まり、1μm以下の薄膜の圧電体により構成される圧電素子を用いることが望まれている。 Furthermore, in response to the demand for downsizing and densification of a print head provided with a nozzle for discharging a liquid, the demand for downsizing and thinning of a piezoelectric element is increasing, and a piezoelectric formed of a thin film piezoelectric material of 1 μm or less It is desirable to use an element.
このような薄膜の圧電体により構成される圧電素子を用いたインクジェットプリンターでは、圧電素子に印加される駆動信号及び一定電圧信号に、外乱ノイズ等が重畳されることにより、意図しない電圧が圧電素子に印加され、当該圧電素子が故障する恐れがある。 In an ink jet printer using a piezoelectric element composed of such a thin film piezoelectric material, an unintended voltage is generated by superimposing disturbance noise and the like on a drive signal and a constant voltage signal applied to the piezoelectric element. And the piezoelectric element may break down.
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、外乱ノイズなどが重畳されることによる意図しない電圧が、圧電素子に印加されることを低減することが可能な液体吐出装置を提供することができる。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and according to some aspects of the present invention, an unintended voltage caused by superposition of disturbance noise is applied to a piezoelectric element. It is possible to provide a liquid discharge device capable of reducing the
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
[適用例1]
本適用例に係る液体吐出装置は、駆動信号と基準電圧信号とが入力され、少なくとも一部が1μm以下の厚さである圧電素子と、前記圧電素子が変位することで内部容積が変化するキャビティーと、前記キャビティーの内部容積の変化に応じて前記キャビティー内の液体を吐出するノズルと、を有し、前記基準電圧信号は第1監視信号により監視される。
Application Example 1
The liquid discharge apparatus according to this application example receives a drive signal and a reference voltage signal, and a piezoelectric element having a thickness of at least a part of 1 μm or less and a cavitation whose internal volume changes due to displacement of the piezoelectric element. And a nozzle for discharging the liquid in the cavity in response to a change in the internal volume of the cavity, wherein the reference voltage signal is monitored by a first monitoring signal.
本適用例に係る液体吐出装置では、圧電素子を変位させ液体を吐出させる駆動信号と基準電圧信号とのうち、少なくとも基準電圧信号を第1監視信号により監視することで、圧電素子に意図しない電圧が印加されることを未然に検出することが可能となる。これにより、圧電素子に意図しない電圧が印加されることが低減される。 In the liquid discharge apparatus according to this application example, a voltage not intended for the piezoelectric element is monitored by monitoring at least the reference voltage signal of the drive signal for causing the piezoelectric element to discharge and discharging the liquid and the reference voltage signal. Can be detected in advance. This reduces the application of an unintended voltage to the piezoelectric element.
また、本適用例に係る液体吐出装置では、圧電素子に意図しない電圧が印加されることを未然に検出することが可能であることから、圧電素子の膜厚が1μm以下の薄膜であっても、意図しない電圧により圧電素子に故障が生じる恐れを低減することが可能となる。よって、1μm以下の薄膜の圧電体により構成される圧電素子を用いたプリントヘッドの小型化及び高密度化が可能となる。 In addition, in the liquid discharge apparatus according to this application example, since it is possible to detect in advance that an unintended voltage is applied to the piezoelectric element, even if the film thickness of the piezoelectric element is a thin film of 1 μm or less It is possible to reduce the possibility of failure of the piezoelectric element due to an unintended voltage. Therefore, it is possible to miniaturize and increase the density of a print head using a piezoelectric element composed of a thin film piezoelectric material of 1 μm or less.
[適用例2]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記駆動信号及び前記基準電圧信号の少なくともいずれか一方を生成するための、第1電源電圧を生成する第1電源生成回路を有し、前記第1電源電圧は、第2監視信号により監視され、前記第1電源電圧の値が所定の範囲とは異なる値となったとき、前記第2監視信号に基づき、前記第1電源電圧の供給は停止されてもよい。
Application Example 2
The liquid ejection apparatus according to the application example further includes a first power supply generation circuit that generates a first power supply voltage for generating at least one of the drive signal and the reference voltage signal, the first power supply voltage Is monitored by a second monitoring signal, and the supply of the first power supply voltage is stopped based on the second monitoring signal when the value of the first power supply voltage becomes a value different from a predetermined range. Good.
本適用例に係る液体吐出装置では、駆動信号と基準電圧信号との少なくとも一方を生成するための第1電源電圧を第2監視信号により監視することで、圧電素子に印加される駆動信号及び基準電圧信号に意図しない電圧が重畳されることを、当該信号生成の上流構成において検出することが可能となる。これにより、駆動信号及び基準電圧信号に意図しない電圧が重畳されることをさらに低減することが可能となる。よって、圧電素子に意図しない電圧が印加されることをさらに低減できる。 In the liquid ejection apparatus according to this application example, the drive signal and reference applied to the piezoelectric element are monitored by monitoring the first power supply voltage for generating at least one of the drive signal and the reference voltage signal using the second monitoring signal. It is possible to detect that an unintended voltage is superimposed on the voltage signal in the upstream configuration of the signal generation. This makes it possible to further reduce the superposition of unintended voltages on the drive signal and the reference voltage signal. Therefore, application of an unintended voltage to the piezoelectric element can be further reduced.
また、本適用例に係る液体吐出装置では、第1電源電圧の値が所定の範囲とは異なる値であるとき、第1電源電圧の供給を停止することで、第1電源電圧に意図しない電圧が重畳された場合に、駆動信号及び基準電圧信号を生成する構成に故障が生じる恐れを低減することができる。 Further, in the liquid discharge device according to the application example, when the value of the first power supply voltage is a value different from the predetermined range, the voltage not intended for the first power supply voltage is stopped by stopping the supply of the first power supply voltage. Can reduce the possibility of failure in the configuration for generating the drive signal and the reference voltage signal.
[適用例3]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記基準電圧信号の値が所定の範囲とは異なる値となったとき、前記第1監視信号に基づき、前記第1電源電圧の供給は停止されてもよい。
Application Example 3
In the liquid ejection apparatus according to the application example, the supply of the first power supply voltage may be stopped based on the first monitoring signal when the value of the reference voltage signal becomes a value different from a predetermined range. .
本適用例に係る液体吐出装置では、基準電圧信号の値が所定の範囲とは異なる値となったとき、駆動信号及び基準電圧信号の生成に寄与する第1電源電圧の供給を停止することで、圧電素子に意図しない電圧が継続して印加されることが低減される。よって、意図しない電圧が圧電素子に継続的に印加されることにより、圧電素子に故障が生じる恐れを低減することが可能となる。 In the liquid ejection apparatus according to the application example, when the value of the reference voltage signal becomes a value different from the predetermined range, the supply of the first power supply voltage contributing to the generation of the drive signal and the reference voltage signal is stopped. The continuous application of an unintended voltage to the piezoelectric element is reduced. Therefore, by continuously applying an unintended voltage to the piezoelectric element, it is possible to reduce the possibility of the piezoelectric element being broken.
[適用例4]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記基準電圧信号の値が所定の範囲とは5%以上の差異が生じたとき、前記第1監視信号に基づき、前記第1電源電圧の供給は停止さ
れてもよい。
Application Example 4
In the liquid ejection apparatus according to the application example, when the value of the reference voltage signal has a difference of 5% or more from the predetermined range, the supply of the first power supply voltage is stopped based on the first monitoring signal. May be
本適用例に係る液体吐出装置では、基準電圧動信号の値が所定の値と5%以上の差異が生じたとき、駆動信号及び基準電圧信号を生成する第1電源電圧の供給を停止することで、圧電素子に意図しない電圧が継続して印加されることが低減される。よって、意図しない電圧が圧電素子に継続的に印加されることにより、圧電素子に故障が生じる恐れを低減することが可能となる。 In the liquid ejection apparatus according to the application example, when the value of the reference voltage dynamic signal has a difference of 5% or more from the predetermined value, the supply of the first power supply voltage for generating the drive signal and the reference voltage signal is stopped. Thus, continuous application of unintended voltage to the piezoelectric element is reduced. Therefore, by continuously applying an unintended voltage to the piezoelectric element, it is possible to reduce the possibility of the piezoelectric element being broken.
[適用例5]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧を検出する検出回路を備え、前記検出回路は、第1入力端子と第2入力端子と第1出力端子とを含む第1比較器と、第3入力端子と第4入力端子と第2出力端子とを含む第2比較器と、を含み、前記第1入力端子には、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧を分圧した第1検出電圧が入力され、前記第2入力端子には、参照電圧が入力され、前記第1比較器は、前記第1検出電圧と前記参照電圧とを比較し、前記第1出力端子から、比較結果を示す信号を出力し、前記第3入力端子には、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧を分圧し、前記第1検出電圧より小さな第2検出電圧が入力され、前記第4入力端子には、前記参照電圧が入力され、前記第2比較器は、前記第2検出電圧と前記参照電圧とを比較し、前記第2出力端子から、比較結果を示す信号を出力し、前記検出回路は、前記第1出力端子から出力される信号と、前記第2出力端子から出力される信号とに基づき、前記第1監視信号を生成してもよい。
Application Example 5
The liquid ejection apparatus according to the application example includes a detection circuit that detects the reference voltage signal or the first power supply voltage, and the detection circuit includes a first input terminal, a second input terminal, and a first output terminal. The reference voltage signal or the first power supply voltage includes a first comparator, and a second comparator including a third input terminal, a fourth input terminal, and a second output terminal, and the first input terminal includes And a reference voltage is input to the second input terminal, the first comparator compares the first detection voltage with the reference voltage, and A signal indicating a comparison result is output from the output terminal, and the reference voltage signal or the first power supply voltage is divided and the second detection voltage smaller than the first detection voltage is input to the third input terminal. The reference voltage is input to the fourth input terminal. (2) The comparator compares the second detection voltage with the reference voltage, and outputs a signal indicating the comparison result from the second output terminal, and the detection circuit outputs the signal output from the first output terminal And the first monitoring signal may be generated based on the signal output from the second output terminal.
本適用例に係る液体吐出装置では、第1監視信号は、基準電圧信号または前記第1電源電圧を分圧した第1検出電圧と参照電圧とを第1比較器で比較した結果と、基準電圧信号または前記第1電源電圧を分圧した第1検出電圧より小さな第2検出電圧と参照電圧とを第2比較器で比較した結果とに基づき生成される。すなわち、第1監視信号は、基準電圧信号または前記第1電源電圧が分圧された2つの検出電圧である第1検出電圧と第2検出電圧とのそれぞれを、2つの比較器を用いて、且つ共通の参照電圧に基づき生成される。この為、基準電圧信号の電圧値を精度よく監視することが可能となり、圧電素子に意図しない電圧が印加されることを未然に検出する検出精度を向上させることが可能となる。これにより、圧電素子に意図しない電圧が印加されることをさらに低減することできる。 In the liquid discharge device according to the application example, the first monitoring signal is a reference voltage signal or a result of comparing a first detection voltage obtained by dividing the first power supply voltage with a reference voltage, and a reference voltage. A signal or a second detection voltage smaller than a first detection voltage obtained by dividing the first power supply voltage is generated based on a result of comparison of a reference voltage with a reference voltage. That is, the first monitoring signal uses two comparators for each of the first detection voltage and the second detection voltage which are the reference voltage signal or the two detection voltages obtained by dividing the first power supply voltage. And it is generated based on a common reference voltage. For this reason, it becomes possible to monitor the voltage value of the reference voltage signal with high accuracy, and it becomes possible to improve the detection accuracy for detecting in advance the application of an unintended voltage to the piezoelectric element. Thereby, the application of an unintended voltage to the piezoelectric element can be further reduced.
[適用例6]
上記適用例に係る液体吐出装置において、吐出制御信号を受信し、前記駆動信号の前記圧電素子への印加を制御する吐出制御回路と、前記吐出制御回路を動作させる第2電源電圧を生成する第2電源生成回路を有し、前記第2電源電圧は、第3監視信号により監視されてもよい。
Application Example 6
In the liquid discharge apparatus according to the application example, a discharge control circuit that receives a discharge control signal and controls application of the drive signal to the piezoelectric element, and a second power supply voltage that operates the discharge control circuit The second power supply voltage may be monitored by a third monitoring signal.
本適用例に係る液体吐出装置では、駆動信号の圧電素子への印加を制御する吐出制御回路を動作させる第2電源電圧を、第3監視信号により監視することで、第2電源電圧に意図しない電圧が重畳することにより、吐出制御回路が誤動作する恐れを低減することが可能となる。 In the liquid discharge apparatus according to this application example, the second power supply voltage that operates the discharge control circuit that controls the application of the drive signal to the piezoelectric element is monitored by the third monitoring signal, and is not intended for the second power supply voltage. By superimposing the voltage, it is possible to reduce the risk of malfunction of the discharge control circuit.
また、本適用例に係る液体吐出装置では、吐出制御回路が誤動作する恐れを低減することが可能である為、前記駆動信号の圧電素子への印加精度を向上することが可能となる。 Further, in the liquid discharge apparatus according to this application example, since it is possible to reduce the possibility of malfunction of the discharge control circuit, it becomes possible to improve the application accuracy of the drive signal to the piezoelectric element.
[適用例7]
本適用例に係る液体吐出装置は、駆動信号と基準電圧信号とが入力され、少なくとも一部が1μm以下の厚さである圧電素子と、前記圧電素子が変位することで内部容積が変化するキャビティーと、前記キャビティーの内部容積の変化に応じて前記キャビティー内の
液体を吐出するノズルと、前記駆動信号及び前記基準電圧信号の少なくともいずれか一方を生成するための、第1電源電圧を生成する第1電源生成回路と、前記圧電素子と前記第1電源生成回路との間に位置するスイッチ回路と、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧が、第1抵抗を介して入力される第1入力端子と、参照電圧が入力される第2入力端子と、前記スイッチ回路と電気的に接続された第1出力端子と、を含む第1比較器と、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧が、前記第1抵抗と第2抵抗を介して入力される第3入力端子と、前記参照電圧が入力される第4入力端子と、前記第1出力端子及び前記スイッチ回路と電気的に接続された第2出力端子と、を含む第2比較器と、を有する検出回路と、を有する。
Application Example 7
The liquid discharge apparatus according to this application example receives a drive signal and a reference voltage signal, and a piezoelectric element having a thickness of at least a part of 1 μm or less and a cavitation whose internal volume changes due to displacement of the piezoelectric element. A first power supply voltage for generating at least one of the driving signal and the reference voltage signal, a nozzle for discharging the liquid in the cavity according to a change in the internal volume of the cavity, and A first power generation circuit to be generated, a switch circuit positioned between the piezoelectric element and the first power generation circuit, and the reference voltage signal or the first power supply voltage are input through a first resistor. A first comparator including a first input terminal, a second input terminal to which a reference voltage is input, and a first output terminal electrically connected to the switch circuit, the reference voltage signal or the first A third input terminal to which a source voltage is input through the first resistor and the second resistor, a fourth input terminal to which the reference voltage is input, the first output terminal, and the switch circuit. A detection circuit having a second comparator including a connected second output terminal.
「電気的に接続される」とは、第1出力端子及び第2出力端子とスイッチ回路とが、直接電気的に接続されてもよく、また、第1出力端子及び第2出力端子とスイッチ回路とが、第1出力端子及び第2出力端子から出力される電圧信号に基づき、スイッチ回路を制御するか否かを判定し、スイッチ回路を制御する信号を出力する回路を介して、電気的に接続されてもよい。また、「間に位置する」とは、スイッチ回路が、第1電源生成回路と圧電素子と間の信号伝搬経路上に位置すればよく、圧電素子と第1電源生成回路と間に物理的に存在していなくてもよい。 The phrase "electrically connected" means that the first output terminal and the second output terminal may be directly electrically connected to the switch circuit, and the first output terminal and the second output terminal may be connected to the switch circuit. And determines whether to control the switch circuit based on voltage signals output from the first output terminal and the second output terminal, and electrically via a circuit that outputs a signal for controlling the switch circuit. It may be connected. Also, “to be located between” means that the switch circuit should be located on the signal propagation path between the first power supply generation circuit and the piezoelectric element, and physically between the piezoelectric element and the first power supply generation circuit. It does not have to exist.
本適用例に係る液体吐出装置では、圧電素子を変位させ液体を吐出させる駆動信号及び基準電圧信号の少なくとも一方を生成する第1電源電圧、又は基準電圧信号を検出回路にて検出(監視)する。これにより、圧電素子に意図しない電圧が印加されることを未然に検出することが可能となり、圧電素子に意図しない電圧が印加されることが低減される。 In the liquid ejection apparatus according to the application example, the detection circuit detects (monitors) the first power supply voltage generating at least one of the drive signal for displacing the piezoelectric element and ejecting the liquid and the reference voltage signal. . This makes it possible to detect in advance that an unintended voltage is applied to the piezoelectric element, and reduces the unintended application of an unintended voltage to the piezoelectric element.
また、本適用例に係る液体吐出装置では、検出回路は、第1比較器と第2比較器との2つの比較器を用いて、第1電源電圧、又は基準電圧信号を監視する。このとき、第1比較器は、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧が、第1抵抗を介して入力されて電圧信号を監視し、第2比較器は、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧が、第1抵抗及び第2抵抗を介して入力されて電圧信号を監視する。すなわち、検出回路は、前記基準電圧信号、又は前記第1電源電圧に基づく2つの電圧信号により、圧電素子に意図しない電圧が印加されていないかを監視する。よって、圧電素子に意図しない電圧が印加されることの検出精度が向上し、圧電素子に意図しない電圧が印加されることが低減される。 Further, in the liquid discharge device according to the application example, the detection circuit monitors the first power supply voltage or the reference voltage signal using two comparators of the first comparator and the second comparator. At this time, the first comparator receives the reference voltage signal or the first power supply voltage via the first resistor to monitor a voltage signal, and the second comparator detects the reference voltage signal or the first voltage. A power supply voltage is input via the first resistor and the second resistor to monitor the voltage signal. That is, the detection circuit monitors whether an unintended voltage is applied to the piezoelectric element by the reference voltage signal or two voltage signals based on the first power supply voltage. Therefore, the detection accuracy of the application of the unintended voltage to the piezoelectric element is improved, and the application of the unintended voltage to the piezoelectric element is reduced.
また、本適用例に係る液体吐出装置では、圧電素子と第1電源生成回路との間に位置するスイッチ回路を有する。このようにスイッチ回路を有することで、検出回路において、基準電圧信号または第1電源電圧に意図しない電圧が印加されたとき、第1電源電圧の供給を停止することが可能となり、当該意図しない電圧が、継続して圧電素子に印加されることを低減できる。よって、意図しない電圧が圧電素子に継続的に印加されることにより、圧電素子に故障が生じる恐れを低減することが可能となる。 In addition, the liquid discharge device according to the application example includes the switch circuit located between the piezoelectric element and the first power supply generation circuit. By including the switch circuit in this manner, when an unintended voltage is applied to the reference voltage signal or the first power supply voltage in the detection circuit, it becomes possible to stop the supply of the first power supply voltage, and the unintended voltage Can be reduced to be continuously applied to the piezoelectric element. Therefore, by continuously applying an unintended voltage to the piezoelectric element, it is possible to reduce the possibility of the piezoelectric element being broken.
また、本適用例に係る液体吐出装置では、圧電素子に意図しない電圧が印加されることを未然に精度よく検出することが可能であることから、圧電素子の膜厚が1μm以下の薄膜であっても、意図しない電圧により圧電素子に故障が生じる恐れを低減することが可能となる。よって、1μm以下の薄膜の圧電体により構成される圧電素子を用いたプリントヘッドの小型化及び高密度化が可能となる。 Further, in the liquid discharge apparatus according to this application example, since it is possible to accurately detect in advance an application of an unintended voltage to the piezoelectric element, the film thickness of the piezoelectric element is a thin film of 1 μm or less. Even in this case, it is possible to reduce the possibility of failure of the piezoelectric element due to an unintended voltage. Therefore, it is possible to miniaturize and increase the density of a print head using a piezoelectric element composed of a thin film piezoelectric material of 1 μm or less.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described using the drawings. The drawings used are for convenience of illustration. Note that the embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are necessarily essential configuration requirements of the present invention.
以下では、本発明に係る液体吐出装置について、印刷装置であるインクジェットプリンターを例に挙げて説明する。 Hereinafter, the liquid ejection apparatus according to the present invention will be described by taking an inkjet printer, which is a printing apparatus, as an example.
1.液体吐出装置の概要
図1から図4を用いて本実施形態における液体吐出装置1の構成について説明する。
1. Outline of Liquid Ejection Device The configuration of the
図1は、液体吐出装置1の構成を示す側面図である。図2は、液体吐出装置1の印刷部6の周辺構成を示す側面図である。図3は、液体吐出装置1の印刷部6の周辺構成を示す正面図である。図4は、液体吐出装置1の印刷部6の周辺構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the
図1に示すように、液体吐出装置1は、媒体Mを繰り出す繰出部3と、媒体Mを支持する支持部4と、媒体Mを搬送する搬送部5と、媒体Mに印刷を行う印刷部6と、これらの構成を制御する制御部2とを備える。
As shown in FIG. 1, the
なお、以下の説明では、液体吐出装置1の幅方向を「走査方向X」とし、液体吐出装置1の奥行方向を「前後方向Y」とし、液体吐出装置1の高さ方向を「鉛直方向Z」とし、媒体Mが搬送される方向を「搬送方向F」とする。走査方向X、前後方向Y及び鉛直方向Zは互いに交差(直交)する方向であり、搬送方向Fは走査方向Xと交差(直交)する方向である。
In the following description, the width direction of the
繰出部3は、媒体Mを巻き重ねたロール体Rを回転可能に保持する保持部材31を有している。保持部材31には、種類の異なる媒体Mや走査方向Xにおける寸法の異なるロール体Rが保持される。繰出部3では、ロール体Rを一方向(図1では時計方向)に回転させることで、ロール体Rから巻き解かれた媒体Mが支持部4に向かって繰り出される。
The
支持部4は、搬送方向Fの上流から下流に向かい、媒体Mの搬送経路を構成する第1支持部41、第2支持部42、及び第3支持部43を備える。第1支持部41は、繰出部3から繰り出された媒体Mを第2支持部42に向けて案内し、第2支持部42は、印刷が行われる媒体Mを支持し、第3支持部43は、印刷済みの媒体Mを搬送方向Fの下流に向けて案内する。
The support portion 4 includes a
搬送部5は、媒体Mに搬送力を付与する搬送ローラー52と、媒体Mを搬送ローラー52に押さえ付ける従動ローラー53と、搬送ローラー52を駆動する回転機構51とを備える。搬送ローラー52及び従動ローラー53は、走査方向Xを軸方向とするローラーで
ある。
The
搬送ローラー52は媒体Mの搬送経路の鉛直方向Zの下方に配置され、従動ローラー53は媒体Mの搬送経路の鉛直方向Zの上方に配置されている。回転機構51は、例えばモーター及び減速機などによって構成される。そして、搬送部5では、搬送ローラー52及び従動ローラー53で媒体Mを挟持した状態で搬送ローラー52を回転させることで、媒体Mが搬送方向Fに搬送される。
The
図2及び図3に示すように、印刷部6は、走査方向Xに沿って延びるガイド部材62と、走査方向Xに沿って移動可能にガイド部材62に支持されるキャリッジ71と、キャリッジ71に支持されるとともに媒体Mにインク(液体)を吐出する複数(本実施形態では5つ)の吐出ヘッド40と、キャリッジ71を走査方向Xに移動させる移動機構61とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
さらに、印刷部6は、複数(本実施形態では5つ、図4参照)の駆動回路基板30と、制御回路基板20と、各駆動回路基板30及び制御回路基板20を収容する放熱ケース81と、吐出ヘッド40のメンテナンスを行うメンテナンス部91とを備える。
Furthermore, the
キャリッジ71は、走査方向Xから見たときの断面がL字状をなすキャリッジ本体72と、キャリッジ本体72に対して着脱自在に取着されてキャリッジ本体72とで閉空間を形成するキャリッジカバー73とを備える。キャリッジ71の下部には複数の吐出ヘッド40が走査方向Xに等間隔で配列された状態で支持されており、各吐出ヘッド40の下端部がキャリッジ71の下面から外部へ突出している。各吐出ヘッド40の下面には、インクが吐出される複数のノズル651が配列された状態で開口している。
The
各吐出ヘッド40は、インクを吐出するための圧力発生手段(圧電素子)をノズル651毎に有するいわゆるインクジェットヘッドであり、キャリッジ71に支持された状態において各ノズル651の開口を第2支持部42に向けている。移動機構61は、モーター及び減速機を備え、当該モーターの回転力をキャリッジ71の走査方向Xにおける移動力に変換する機構である。この為、キャリッジ71は、移動機構61が駆動されることで、複数の吐出ヘッド40、複数の駆動回路基板30及び制御回路基板20を支持した状態で走査方向Xに往復移動する。
Each
図2及び図4に示すように、キャリッジ71の後部の上端部には、各駆動回路基板30及び制御回路基板20を収容した直方体状の放熱ケース81の前端部が固定されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the front end portion of a rectangular parallelepiped
制御回路基板20は、放熱ケース81を介してキャリッジ71に支持されている。制御回路基板20には、コネクター29が設けられている。
The
コネクター29は、制御部2とケーブル65を介して接続されている。すなわち、ケーブル65は、走査方向Xに往復移動するキャリッジ71に支持された制御回路基板20と、液体吐出装置1に固定された制御部2と、を電気的に接続する。その為、ケーブル65は、キャリッジ71の往復移動に追従して変形するFFC(Flexible Flat Cable)で構成されることが好ましい。
The
また、制御回路基板20の鉛直方向Zの上方には、複数の駆動回路基板30が立設し並設されている。制御回路基板20と各駆動回路基板30とは、BtoB(Board to Board)コネクター83で接続される。
Further, a plurality of
複数の駆動回路基板30は、放熱ケース81を介してキャリッジ71に支持されている
。詳細には、複数の駆動回路基板30が、走査方向Xに等間隔で配列された状態で放熱ケース81に支持されている。このとき、複数の駆動回路基板30の配列方向と複数の吐出ヘッド40の配列方向とは同じになっている。すなわち、駆動回路基板30と吐出ヘッド40とが対応し、それぞれがキャリッジ71に支持された状態で、複数が並設している。
The plurality of
各駆動回路基板30には、前端部にFFCコネクター84,85が設けられる。FFCコネクター84,85は、それぞれが放熱ケース81の前面からキャリッジ71に露出している。
Each
FFCコネクター84には、FFCなどで構成されるケーブル86の一端部が着脱自在(抜き差し自在)に接続され、FFCコネクター85には、FFCなどによって構成されるケーブル87の一端部が着脱自在に接続される。
One end of a
吐出ヘッド40はその上面に、接続基板74がBtoBコネクター75を介し接続される。さらに、接続基板74には、FFCコネクター76,77が設けられる。FFCコネクター76にはケーブル86の他端部が着脱自在に接続され、FFCコネクター77にはケーブル87の他端部が着脱自在に接続される。よって、各駆動回路基板30と各吐出ヘッド40とは、ケーブル86,87及び接続基板74を介して電気的に接続されている。
The
このとき、複数の駆動回路基板30は、放熱ケース81に並設し複数設けられ、また、複数の吐出ヘッド40は、複数の駆動回路基板30のそれぞれに対応し、キャリッジ本体72に並設し複数設けられている。
At this time, the plurality of
図2及び図4に示すように、ガイド部材62は、その前面下部に走査方向Xに延びるガイドレール部63を有している。キャリッジ71は、その後面下部に設けられたキャリッジ支持部64においてガイドレール部63により走査方向Xに移動可能に支持されている。すなわち、キャリッジ支持部64は、ガイドレール部63に対して走査方向Xに摺動可能に連結されている。つまり、キャリッジ71は、移動機構61の駆動により、キャリッジ支持部64においてガイド部材62のガイドレール部63にガイドされながら走査方向Xに沿って往復移動する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図3に示すように、メンテナンス部91は、走査方向Xにおいて、第2支持部42と隣り合うように設けられている。メンテナンス部91は、吐出ヘッド40に接触することで、各ノズル651が開口する空間を閉空間とするキャッピングを行うためのキャップ92を有している。キャッピングは、吐出ヘッド40の各ノズル651内のインクの乾燥を抑制するために行われる。なお、キャッピングはメンテナンスの一例であり、これに限られるものではない。
As shown in FIG. 3, the maintenance unit 91 is provided adjacent to the
2.吐出ヘッドの構成
ここで、本実施形態における吐出ヘッド40の構成について、図5から図7を用いて説明する。
2. Configuration of Discharge Head Here, the configuration of the
図5は吐出ヘッド40の斜視図である。図5に示すように吐出ヘッド40は、ホルダー21と、カバー部材27とを備える。
FIG. 5 is a perspective view of the
ホルダー21の前後方向Yの両側には、当該ホルダー21と一体的にフランジ部22が設けられている。このフランジ部22が、キャリッジ本体72(図2参照)とネジ等により固定される。
On both sides of the
カバー部材27は、ホルダー21の鉛直方向Zの上方(図5における上方)に設けられ
る。カバー部材27は内部に設けられた、ノズル651にインクを導入するインク流路(図示省略)をカバーする。また、カバー部材27の鉛直方向Zの上方には、接続基板74(図2参照)と接続されるBtoBコネクター75(図2参照)が挿通される開口28が設けられている。
The
図6は、吐出ヘッド40を鉛直方向Zの下方(ノズル651の形成面)から見た分解斜視図である。
FIG. 6 is an exploded perspective view of the
図6に示すように、吐出ヘッド40のホルダー21には、固定板23と、補強板24と、複数(本実施形態では4つ)の吐出モジュール500が設けられる。
As shown in FIG. 6, the
ホルダー21は、固定板23よりも大きい強度を有する例えば金属等の導電性材料からなる。ホルダー21の鉛直方向Zの下方(図6では上側)の面には、複数の吐出モジュール500を収容する収容部25が設けられている。
The
収容部25は、鉛直方向Zの下方に開口する凹形状を有し、固定板23によって固定された複数の吐出モジュール500を収容する。このとき、収容部25の開口は固定板23によって封止される。すなわち、収容部25と固定板23とによって形成された空間の内部に吐出モジュール500が収容される。なお、収容部25は、吐出モジュール500毎に設けられていてもよく、複数の吐出モジュール500に亘って連続して設けられていてもよい。
The
ホルダー21の収容部25が設けられた面には、補強板24及び固定板23が固定される凹形状を有する凹部26が設けられている。この凹部26の底面に補強板24と固定板23とが順次積層されている。
A
固定板23は、金属等の導電性材料で形成された板状部材からなる。また、固定板23には、各吐出モジュール500のノズル651が設けられたノズル面651aを露出する開口23aが鉛直方向Zに貫通して設けられている。開口23aは、吐出モジュール500毎に独立して設けられている。なお、固定板23は、開口23aの周縁部において、吐出モジュール500のノズル面651a側と固定される。
The fixing
補強板24は、固定板23よりも強度が大きい材料が用いるのが好ましい。補強板24には、固定板23と接合された吐出モジュール500に対応し、吐出モジュール500の外周よりも大きな内径を有する開口24aが鉛直方向Zに貫通して設けられている。この補強板24の開口24a内に挿通された吐出モジュール500が固定板23と接合される。
The reinforcing
固定板23とホルダー21とは、図示しない支持具によって支持した状態で所定の圧力で互いに押圧されて接合される。
The fixed
図7は、吐出ヘッド40のノズル651が形成されるノズル形成面を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a nozzle formation surface on which the
図7に示すように、吐出モジュール500は、ホルダー21の鉛直方向Zの下方の面において千鳥状に配置されている。吐出モジュール500には、インクを吐出するノズル651が前後方向Yに沿って並設される。また、吐出モジュール500には、ノズル651が前後方向Yに並設された列が走査方向Xに2列設けられている。なお、吐出モジュール500には、走査方向Xに沿って1インチあたり300個以上のノズル651が並設され、さらに、1つの吐出モジュール500には、600個以上のノズル651が設けられている。すなわち、本実施形態における吐出ヘッド40には、2400個以上のノズル65
1が設けられている。
As shown in FIG. 7, the
1 is provided.
また、吐出モジュール500の内部には、ノズル651に連通する流路と、流路内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段とが設けられている。
Further, in the inside of the
3.吐出部の構成
ここで、図8を用いて吐出モジュール500に備えられるノズル651に連通する流路と、流路内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段の構成について説明する。図8は、吐出モジュール500に備えられる複数のノズル651を含む複数の吐出部600の内の1つに対応した概略構成を示す図である。図8に示されるように、吐出モジュール500は、吐出部600と、リザーバー641とを含む。
3. Configuration of Ejection Unit Here, the configuration of the flow path communicating with the
リザーバー641には、不図示のインクカートリッジからインクチューブ及び供給口661を経由してインクが導入される。このようなリザーバー641は、インク色ごとに設けられる。
Ink is introduced into the
吐出部600は、圧電素子60と、振動板621と、キャビティー631と、ノズル651と、を含む。このうち、振動板621は、図8において上面に設けられた圧電素子60によって変位し、インクが充填されるキャビティー631の内部容積を拡大/縮小させるダイヤフラムとして機能する。ノズル651は、ノズルプレート632に設けられるとともに、キャビティー631に連通する開口である。キャビティー631は、内部にインクが充填され、圧電素子60の変位により、内部容積が変化する。ノズル651は、キャビティー631に連通し、キャビティー631の内部容積の変化に応じてキャビティー631内のインクを液滴として吐出する。
The
図8で示される圧電素子60は圧力発生手段として機能し、圧電体601を一対の電極611,電極612で挟んだ構造である。この構造の圧電体601にあっては、電極611,電極612により印加された電圧に応じて、電極611、電極612、振動板621とともに図8において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。本実施形態における圧電素子60の圧電体601は、膜厚が1μm以下で構成されている。
The
具体的には、圧電素子60の電極611(「第1電極」の一例)に後述する電圧信号である駆動電圧Vout(「駆動信号」の一例)が供給され、電極612(「第2電極」の一例)には、後述する定電圧信号である電圧VBS(「基準電圧信号」の一例)が供給される。圧電素子60は、駆動電圧Voutと電圧VBSとの電位差が大きくなると、上方向に撓む一方、駆動電圧Voutと電圧VBSの電位差が小さくなると、下方向に撓む構成となっている。すなわち、圧電素子60は、駆動電圧Voutと電圧VBSとの電位差により変位する。
Specifically, a drive voltage Vout (an example of a "drive signal"), which is a voltage signal to be described later, is supplied to an electrode 611 (an example of a "first electrode") of the
そして、圧電素子60が上方向に撓めば、キャビティー631の内部容積が拡大し、インクがリザーバー641から引き込まれる。一方、下方向に撓めば、キャビティー631の内部容積が縮小する。このように、キャビティー631は、圧電素子60が変位することで、内部容積が変化する。この内部容積の変化に応じて、インクがノズル651から吐出される。
Then, when the
なお、圧電素子60は、図示した構造に限られず、圧電素子60を変形させてインクのようなインクを吐出させることができる型であればよい。また、圧電素子60は、屈曲振動に限られず、いわゆる縦振動を用いる構成でもよい。
The
圧電素子60は、吐出モジュール500においてキャビティー631とノズル651と
に対応して設けられる。
The
4.液体吐出装置の電気的構成
本実施形態における液体吐出装置1の電気的構成について、図9を用いて説明する。図9は、液体吐出装置1の電気的構成を示すブロック図である。図9に示されるように、液体吐出装置1は、電源回路基板10、制御回路基板20、複数の駆動回路基板30−1〜30−n及び複数の吐出ヘッド40−1〜40−nを備える。ここで、本実施形態における液体吐出装置1では、前述のとおり、制御回路基板20、複数の駆動回路基板30−1〜30−n及び複数の吐出ヘッド40−1〜40−nは、キャリッジ71に設けられている。
4. Electrical Configuration of Liquid Ejection Device The electrical configuration of the
なお、複数の駆動回路基板30−1〜30−nには、全て同じ構成が設けられており区別する必要がない場合は、駆動回路基板30と称する。また、複数の吐出ヘッド40−1〜40−nは、全て同じ構成であり区別する必要がない場合は、吐出ヘッド40と称する。また、本実施形態では、駆動回路基板30−i(i=1〜n)と吐出ヘッド40−iとが、対応して設けられる。
The plurality of drive circuit boards 30-1 to 30-n are all referred to as the
電源回路基板10には、高電圧生成回路110が設けられている。また、電源回路基板10は、ケーブル65を介して、制御回路基板20と電気的に接続される。
The power
高電圧生成回路110(「第1電源生成回路」の一例)は、液体吐出装置1の外部から入力される電源電圧(例えば商用電源であるAC100V)に基づいて、液体吐出装置1で使用される電圧信号である電圧oHVH(例えばDC42V)を生成し、制御回路基板20に出力する。
The high voltage generation circuit 110 (an example of the “first power supply generation circuit”) is used in the
また、電源回路基板10は、液体吐出装置1の外部のホストコンピューターから入力される信号を制御回路基板20に伝送する。
Further, the power
なお、電源回路基板10は、制御部2(図1参照)とともに、液体吐出装置1に固定されている。
The power
制御回路基板20には、制御回路210と、スイッチ回路220と、が設けられ、BtoBコネクター83を介して、駆動回路基板30と電気的に接続される。
The
制御回路210は、吐出データ生成回路211及び駆動データ生成回路212を含み、ホストコンピューターから電源回路基板10を介して画像データ等の各種の信号が供給されたときに、駆動回路基板30に設けられた回路及び吐出ヘッド40を制御するための各種制御信号等を出力する。
The
具体的には、制御回路210に入力された信号の一部は、吐出データ生成回路211に入力される。そして、吐出データ生成回路211は、入力された信号に基づいて、吐出部600からのインクの吐出を制御する複数種類の制御信号を生成する。
Specifically, part of the signal input to the
詳細には、吐出データ生成回路211は、後述する駆動電圧COM−A,COM−Bのいずれを選択するかを制御するための複数(n個)の印刷データ信号SI1〜SInと、吐出部600からインクが吐出される周期を制御するための複数(n個)のラッチ信号LAT1〜LATnを生成し、複数(n個)の駆動回路基板30−1〜30−nのそれぞれに出力する。このとき、駆動回路基板30−iには、印刷データ信号SIi、ラッチ信号LATiが入力される。なお、駆動回路基板30に入力される吐出を制御するための信号を、印刷データ信号SI(「吐出制御信号」の一例)、ラッチ信号LATと称する。
More specifically, the ejection
さらに、吐出データ生成回路211は、クロック信号Sckを複数の駆動回路基板30−1〜30−nに共通に出力する。
Furthermore, the ejection
また、制御回路210に入力された信号の一部は、駆動データ生成回路212に入力される。駆動データ生成回路212は、入力された信号に基づいて、吐出部600を駆動する駆動電圧の元となるデジタルデータである2n個の駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnを生成し、n個の駆動回路基板30−1〜30−nのそれぞれに出力する。このとき、駆動回路基板30−iには、駆動データdAi,dBiが入力される。なお、駆動回路基板30に入力される駆動電圧の元となるデジタルデータを、駆動データdA,dBと称する。
In addition, part of the signal input to the
ここで、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnは、駆動電圧の波形(駆動波形)をアナログ/デジタル変換したデジタルデータであってもよく、直近の駆動データに対する差分を示すデジタルデータであってもよく、また、駆動波形において傾きが一定の各区間の長さとそれぞれの傾きとの対応関係を規定するデジタルデータであってもよい。 Here, the drive data dA1 to dAn, dB1 to dBn may be digital data obtained by analog / digital converting the waveform (drive waveform) of the drive voltage, and even if it is digital data indicating a difference with respect to the latest drive data. It may be digital data defining the correspondence between the length of each section having a constant slope in the drive waveform and the slope.
さらに、制御回路210は、監視信号判定回路213を含む。
Furthermore, the
監視信号判定回路213は、後述する高電圧監視回路331、一定電圧監視回路332、低電圧監視回路333のそれぞれが出力する監視信号を判定し、当該判定結果に応じて、スイッチ回路220を制御するスイッチ制御信号Ctrlを出力する。
The monitoring
スイッチ回路220は、高電圧生成回路110と、後述する圧電素子60の電気的接続の間に位置する。そして、スイッチ回路220は、スイッチ制御信号Ctrlに基づき導通又は非導通を切替えることで、入力される電圧oHVHを、電圧HVH(「第1電源電圧」の一例)として駆動回路基板30に供給するか否かを切替える。なお、電圧oHVHと電圧HVHとは、同じ電圧信号である。このように、スイッチ回路220を、高電圧生成回路110と圧電素子60との間に位置することで、圧電素子60に印加される各種信号を生成する駆動回路基板30への電圧HVHの供給を制御することができる。
The
駆動回路基板30には、駆動回路311,312、一定電圧生成回路322、低電圧生成回路323、高電圧監視回路331、一定電圧監視回路332、低電圧監視回路333が設けられ、ケーブル86,87を介して吐出ヘッド40と電気的に接続される。
The
駆動回路311には、駆動データdA及び電圧HVHが入力される。駆動回路311は、入力される駆動データdA及び電圧HVHに基づいて駆動電圧COM−Aを生成し、吐出ヘッド40に出力する。
The drive data dA and the voltage HVH are input to the
駆動回路312には、駆動データdB及び電圧HVHが入力される。駆動回路312は、入力される駆動データdB及び電圧HVHに基づいて駆動電圧COM−Bを生成し、吐出ヘッド40に出力する。
The drive data dB and the voltage HVH are input to the
ここで、駆動回路311,312は、入力されるデータ及び出力する駆動電圧が異なるのみであり、回路的な構成は同一であってもよい。
Here, the
例えば、駆動データdA,dBがそれぞれ駆動電圧COM−A,COM−Bの波形をアナログ/デジタル変換したデジタルデータであれば、駆動回路311,312は、駆動データdA,dBをそれぞれデジタル/アナログ変換した後に、電圧HVHに基づく電圧レベルにD級増幅して駆動電圧COM−A,COM−Bを生成する。
For example, if the drive data dA and dB are digital data obtained by analog / digital converting the waveforms of the drive voltages COM-A and COM-B, the
また、例えば、駆動データdA,dBがそれぞれ駆動電圧COM−A,COM−Bの波形において傾きが一定の各区間の長さとそれぞれの傾きとの対応関係を規定するデジタルデータであれば、駆動回路311,312は、それぞれ駆動データdA,dBで規定される各区間の長さと傾きとの対応関係を満たすアナログ信号を生成した後に電圧HVHに基づく電圧レベルにD級増幅して駆動電圧COM−A,COM−Bを生成する。 Further, for example, if the drive data dA and dB are digital data defining the correspondence between the length of each section having a constant slope and the slope in the waveform of the drive voltages COM-A and COM-B, respectively, the drive circuit No. 311 and 312 respectively generate an analog signal satisfying the correspondence relationship between the length of each section defined by drive data dA and dB and the slope, and after D level amplification to a voltage level based on voltage HVH, drive voltage COM-A , COM-B.
一定電圧生成回路322には、電圧HVHが入力され、電圧HVHを降圧することで一定電位の電圧信号である電圧VBS(例えばDC6V)を生成し、吐出ヘッド40に出力する。
The constant
低電圧生成回路323(「第2電源生成回路」の一例)には、電圧HVHが入力され、電圧HVHを降圧することで一定電位の電圧信号である電圧VDD(例えばDC3.3V)(「第2電源電圧」の一例)を生成し、吐出ヘッド40に出力する。
The voltage HVH is input to the low voltage generation circuit 323 (an example of the “second power supply generation circuit”), and a voltage VDD (eg, DC 3.3 V) which is a voltage signal of a fixed potential is obtained by stepping down the voltage HVH An example of “2 power supply voltage” is generated and output to the
このような、一定電圧生成回路322及び低電圧生成回路323は、例えば、スイッチングレギュレータ、リニアレギュレータ等で構成されていることが好ましい。これにより、吐出部600(圧電素子60)の駆動数が変動することに起因する電流の変動に対しても、安定した電位の電圧VBS,VDDを供給することが可能となる。
It is preferable that the constant
高電圧監視回路331は、駆動回路基板30に入力される電圧HVHの電圧値を検出する。そして、電圧HVHの検出結果に応じた監視信号HVHmon(「第2監視信号」の一例)を監視信号判定回路213に出力する。
The high voltage monitoring circuit 331 detects the voltage value of the voltage HVH input to the
一定電圧監視回路332は、一定電圧生成回路322が出力した電圧VBSの電圧値を検出する。そして、電圧VBSの検出結果に応じた監視信号VBSmon(「第1監視信号」の一例)を監視信号判定回路213に出力する。
The constant
低電圧監視回路333は、低電圧生成回路323が出力した電圧VDDの電圧値を検出する。そして、電圧VDDの検出結果に応じた監視信号VDDmon(「第3監視信号」の一例)を監視信号判定回路213に出力する。
The low
前述の監視信号判定回路213は、監視信号HVHmon,VBSmon,VDDmonのそれぞれを判定し、判定結果に応じて、スイッチ制御信号Ctrlを出力する。
The aforementioned monitoring
なお、高電圧監視回路331、一定電圧監視回路332及び低電圧監視回路333の構成及び動作については、後述する。
The configurations and operations of the high voltage monitoring circuit 331, the constant
また、駆動回路基板30は、吐出データ生成回路211から入力された印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT及びクロック信号Sckを、吐出ヘッド40に転送する。
Further, the
ここで、前述のとおり、駆動回路基板30と吐出ヘッド40とは、ケーブル86及びケーブル87で電気的に接続される。このうち、ケーブル86は、駆動電圧COM−A,COM−B、電圧VDD,VBSを駆動回路基板30から吐出ヘッド40に転送し、ケーブル86は、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT及びクロック信号Sckを転送する。
Here, as described above, the
以上のように、数mV電圧に基づき吐出を制御する印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT及びクロック信号Sckを転送するケーブル87と、数V以上の電圧信号である駆動電圧COM−A,COM−B、電圧VDD,VBSを転送するケーブル86と、をそれぞれ設けることで、互いの信号が干渉することを低減できる。
As described above, the
吐出ヘッド40は、複数(m個)の吐出モジュール500を備える。
The
複数の吐出モジュール500のそれぞれは、駆動信号選択回路510と、複数の吐出部600を備える。
Each of the plurality of
駆動信号選択回路510(「吐出制御回路」の一例)は、選択制御回路520と、複数の選択回路530とを備える。駆動信号選択回路510は、例えばIC(Integrated Circuit)で構成され、電圧VDDが供給されることにより動作する。
The drive signal selection circuit 510 (an example of “ejection control circuit”) includes a
選択制御回路520には、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT及びクロック信号Sckが入力される。
The print data signal SI, the latch signal LAT, and the clock signal Sck are input to the
選択制御回路520は、複数の選択回路530のそれぞれに対して、駆動電圧COM−A,COM−Bのいずれを選択すべきか(又は、いずれも非選択とすべきか)を制御するための選択信号を、印刷データ信号SIに基づき生成し、ラッチ信号LATで定められた印刷周期に基づいて出力する。
選択回路530のそれぞれは、駆動回路311,312で生成された駆動電圧COM−A,COM−Bが入力される。そして、選択制御回路520から出力された選択信号に従い、駆動電圧COM−A,COM−Bのいずれかを選択し、駆動電圧Voutとして対応する吐出部600に出力する。そして、駆動電圧Voutは、前述のとおり圧電素子60の一端に印加される。
The drive voltages COM-A and COM-B generated by the
また、選択回路530には、電圧HVHが入力される。選択回路530は、駆動回路311,312において、電圧HVHに基づき増幅された高電圧の駆動電圧COM−A,COM−Bを選択し駆動電圧Voutとして出力する。この為、選択回路530が、駆動電圧COM−A,COM−Bのいずれを選択するかの制御に用いる信号は、高電圧の信号であることが好ましい。本実施形態では、選択回路530に、高電圧の電圧HVHを供給し、選択回路530は、電圧HVHを用いて、駆動電圧COM−A,COM−Bのいずれを選択するかを制御することで、より確実に駆動電圧COM−A,COM−Bの選択制御を行うことができる。
Further, the voltage HVH is input to the
以上のように、駆動信号選択回路510は、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT及びクロック信号Sckを受信し、また、入力される駆動電圧COM−A,COM−Bを受信した信号に基づき選択し、駆動電圧Voutとして圧電素子60に供給する。換言すれば、駆動信号選択回路510は、圧電素子60への駆動電圧COM−A,COM−Bの供給を制御する。
As described above, drive
複数の吐出部600のそれぞれは、圧電素子60を含み、選択回路530のそれぞれに他央して設けられている。圧電素子60の一端には、選択回路530から出力された駆動電圧Voutが印加され、他端には、電圧VBSが印加される。そして、圧電素子60は、駆動電圧Voutと電圧VBSとの電位差により変位し、当該変位に基づき吐出部600(ノズル651)からインクを吐出させる。
Each of the plurality of
5.一定電圧監視回路の構成及び動作
ここで、図10を用いて、一定電圧監視回路332の構成及び一定電圧監視回路332が監視信号VBSmonを生成する動作について説明する。
5. Configuration and Operation of Constant Voltage Monitoring Circuit Here, the configuration of the constant
図10は、一定電圧監視回路332の回路構成を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the constant
一定電圧監視回路332(「検出回路」の一例)は、抵抗351,352,353,354と、比較器361,362と、を含み構成される。
The constant voltage monitoring circuit 332 (an example of “detection circuit”) includes
抵抗351は、一端に電圧VBSが入力され、他端は抵抗352の一端と接続される。また、抵抗352の他端は、抵抗353の一端と接続される。また、抵抗353の他端は、基準電位(例えば、グラウンド電位)と接続される。すなわち、抵抗351,352,353は、電圧VBSと基準電位との間に直列で接続されている。
The voltage VBS is input to one end of the
比較器361(「第1比較器」の一例)は、非反転入力端子(+)(「第1入力端子」の一例)と、反転入力端子(−)(「第2入力端子」の一例)と、出力端子(「第1出力端子」の一例)とを含む。 The comparator 361 (an example of “first comparator”) includes a non-inverted input terminal (+) (an example of “first input terminal”) and an inverted input terminal (−) (an example of “second input terminal”) And an output terminal (an example of a "first output terminal").
比較器361の非反転入力端子(+)は、抵抗351(「第1抵抗」の一例)の他端と抵抗352(「第2抵抗」の一例)の一端とに接続される。したがって、比較器361の非反転入力端子(+)には、電圧VBSの電圧値が、抵抗351の抵抗値と、抵抗352の抵抗値と抵抗353の抵抗値の和の抵抗値と、で分圧された電圧V1(「第1検出電圧」の一例)が入力される。換言すれば、電圧VBSは、抵抗351を介して比較器361の非反転入力端子(+)に入力される。また、比較器361の反転入力端子(−)には、基準電圧Vref(「参照電圧」の一例)が入力される。
The non-inverting input terminal (+) of the
比較器362(「第2比較器」の一例)は、非反転入力端子(+)(「第4入力端子」の一例)と、反転入力端子(−)(「第3入力端子」の一例)と、出力端子(「第2出力端子」の一例)とを含む、例えばコンパレータである。 The comparator 362 (an example of “second comparator”) includes a non-inverted input terminal (+) (an example of “fourth input terminal”) and an inverted input terminal (−) (an example of “third input terminal”) And an output terminal (an example of the “second output terminal”), for example, a comparator.
比較器362の非反転入力端子(+)には、基準電圧Vrefが入力される。また、比較器361の反転入力端子(−)は、抵抗352の他端と抵抗353の一端とに接続される。したがって、比較器362の反転入力端子(−)には、電圧VBSの電圧値が、抵抗351の抵抗値と抵抗352の抵抗値の和の抵抗値と、抵抗353の抵抗値と、で分圧された電圧V1より小さな電圧V2(「第2検出電圧」の一例)が入力される。換言すれば、電圧VBSは、抵抗351と抵抗352とを介して比較器361の非反転入力端子(+)に入力される。
The reference voltage Vref is input to the non-inverting input terminal (+) of the
そして、比較器361の出力端子と比較器362の出力端子とが共通に接続され、一定電圧監視回路332から監視信号VBSmonとして出力される。
The output terminal of the
ここで、比較器361及び比較器362を構成するコンパレータは、非反転入力端子(+)に入力される電圧が、反転入力端子(−)に入力される電圧より大きいとき、比較器361及び比較器362の出力端子が高インピーダンスとなる。一方、比較器361及び比較器362を構成するコンパレータは、非反転入力端子(+)に入力される電圧が、反転入力端子(−)に入力される電圧より小さいとき、比較器361及び比較器362の出力端子から基準電位の電圧信号(Lレベルの信号)を出力する。
Here, when the voltage input to the non-inverting input terminal (+) is larger than the voltage input to the inverting input terminal (-), the comparators constituting the
抵抗354は、一端に電圧Vddが入力され、他端は比較器361の出力端子及び比較器362の出力端子と接続される。すなわち、抵抗354は、一定電圧監視回路332の出力信号を安定させるための、プルアップ抵抗として機能する。なお、電圧Vddは、例えば、電圧VDDが入力されてもよい。
The voltage Vdd is input to one end of the
以上のような一定電圧監視回路332では、電圧VBSの電圧値が正常の電圧範囲(以下、正常電圧と称する)の場合、電圧Vddの電圧信号(Hレベルの信号)の監視信号V
BSmonを出力し、電圧VBSの電圧値が正常の電圧範囲とは異なる(以下、異常電圧と称する)場合、比較結果として基準電位の電圧信号(Lレベルの信号)の監視信号VBSmonを出力する。
In the constant
When BSmon is output and the voltage value of the voltage VBS is different from the normal voltage range (hereinafter referred to as an abnormal voltage), the monitoring signal VBSmon of the voltage signal of the reference potential (L level signal) is output as a comparison result.
具体的には、電圧VBSの電圧値が正常電圧のとき、電圧V1が基準電圧Vrefより大きく、且つ、電圧V2が基準電圧Vrefより小さくなるように、抵抗351,352,353の抵抗値が設定されている。
Specifically, when the voltage value of the voltage VBS is a normal voltage, the resistance values of the
電圧V1が基準電圧Vrefより大きいとき、比較器361の非反転入力端子(+)の電圧(電圧V1)は、反転有力端子(−)の電圧(基準電圧Vref)よりも大きい為、比較器361の出力端子は高インピーダンスとなる。また、電圧V2が基準電圧Vrefより小さいとき、比較器362の非反転入力端子(+)の電圧(基準電圧Vref)は、反転有力端子(−)の電圧(電圧V2)よりも大きい為、比較器362の出力端子は高インピーダンスとなる。
When the voltage V1 is larger than the reference voltage Vref, the voltage (voltage V1) of the non-inverting input terminal (+) of the
このように、電圧VBSの電圧値が正常電圧のとき、比較器361の出力端子及び比較器362の出力端子の双方が、高インピーダンスになる。よって、一定電圧監視回路332は、抵抗354を介して入力される電圧Vddに相当するHレベルの監視信号VBSmonを出力する。
Thus, when the voltage value of the voltage VBS is a normal voltage, both the output terminal of the
また、抵抗351,352,353の抵抗値は、電圧VBSの電圧値が、正常電圧より大きな異常電圧のときに、電圧V2が基準電圧Vrefより大きくなるように設定される。
Further, resistance values of the
電圧V2が基準電圧Vrefより大きいとき、比較器362の非反転入力端子(+)の電圧(基準電圧Vref)は、反転有力端子(−)の電圧(電圧V2)より小さくなる。よって、比較器362は出力端子からLレベルの信号を出力する。換言すれば、比較器362は、電圧V2が基準電圧Vrefより大きいとき、出力端子からLレベルの信号を出力する。
When the voltage V2 is larger than the reference voltage Vref, the voltage (reference voltage Vref) of the non-inversion input terminal (+) of the
このように、電圧VBSの電圧値が、正常電圧より大きな異常電圧のとき、比較器362は出力端子からLレベルの信号を出力する。よって、一定電圧監視回路332は、基準電位に相当するLレベルの監視信号VBSmonを出力する。
Thus, when the voltage value of the voltage VBS is an abnormal voltage larger than the normal voltage, the
なお、電圧VBSの電圧値が上昇し、電圧V2と基準電圧Vrefとが等しくなったときの電圧VBSの電圧値が、電圧VBSの正常電圧の上限電圧値である電圧VHth1となる。 When the voltage value of the voltage VBS rises and the voltage V2 and the reference voltage Vref become equal, the voltage value of the voltage VBS becomes a voltage VHth1 which is the upper limit voltage value of the normal voltage of the voltage VBS.
また、抵抗351,352,353の抵抗値は、電圧VBSの電圧値が、正常の電圧範囲より小さな異常電圧であるときに、電圧V1が基準電圧Vrefより小さくなるように設定される。
The resistance values of the
電圧V1が基準電圧Vrefより小さいとき、比較器361の非反転入力端子(+)の電圧(電圧V1)は、反転有力端子(−)の電圧(基準電圧Vref)より小さくなる。よって、比較器361は、出力端子からLレベルの信号を出力する。換言すれば、比較器361は、電圧V1が基準電圧Vrefより小さいとき、出力端子からLレベルの信号を出力する。
When the voltage V1 is smaller than the reference voltage Vref, the voltage (voltage V1) of the non-inversion input terminal (+) of the
このように、電圧VBSの電圧が、正常電圧より小さな異常電圧のとき、比較器361は、出力端子からLレベルの信号を出力する。よって、一定電圧監視回路332は、基準
電位に相当するLレベルの監視信号VBSmonを出力する。
As described above, when the voltage VBS is an abnormal voltage smaller than the normal voltage, the
なお、電圧VBSの電圧値が低下し、電圧V1と基準電圧Vrefとが等しくなったときの電圧VBSの電圧値が、電圧VBSの正常電圧の下限電圧値である電圧VLth1となる。 When the voltage value of the voltage VBS decreases and the voltage V1 becomes equal to the reference voltage Vref, the voltage value of the voltage VBS becomes the voltage VLth1, which is the lower limit voltage value of the normal voltage of the voltage VBS.
以上のように、一定電圧監視回路332は、比較器361及び比較器362の少なくとも一方が出力端子からLレベルの信号を出力するとき、電圧VBSの電圧値が正常電圧(所定の範囲の電圧)とは異なると判定し、監視信号VBSmonとして、Lレベルの信号を出力する。
As described above, in the constant
このとき、抵抗351,352,353に基づいて設定される電圧VBSの電圧値が正常電圧である範囲(所定の範囲)は、電圧VBSの電圧値が所定の値(例えば目標電圧値)の±5%の範囲であることが好ましい。換言すれば、所定の値に対して、電圧VBSの電圧値が±5%以上の差異を生じた場合、一定電圧監視回路332は、電圧VBSの電圧値が正常電圧でないと判断し、Lレベルの監視信号VBSmonを出力する。これにより、電圧VBSの監視の精度をより高めることが可能となる。
At this time, in a range (predetermined range) in which the voltage value of voltage VBS set based on
また、高電圧監視回路331の構成及び監視信号HVHmonを生成する動作、並びに低電圧監視回路333の構成及び監視信号VDDmonを生成する動作は、一定電圧監視回路332の構成及び監視信号VBSmonを生成する動作と、入力される電圧信号及び出力される電圧信号が異なるのみであり、同じ構成である為、その説明を省略する。
The configuration of high voltage monitoring circuit 331 and the operation of generating monitoring signal HVHmon, and the configuration of low
なお、電圧HVHの電圧値の正常な範囲の上限電圧値を電圧VHth2、下限電圧値を電圧VLth2と称し、同様に、電圧VDDの電圧値の正常な範囲の上限電圧値を電圧VHth3、下限電圧値を電圧VLth3と称する。 The upper limit voltage value in the normal range of the voltage value of voltage HVH is referred to as voltage VHth2 and the lower limit voltage value is referred to as voltage VLth2. Similarly, the upper limit voltage value in the normal range of voltage value of voltage VDD is voltage VHth3 and lower limit voltage The value is referred to as voltage VLth3.
6.一定電圧、高電圧及び低電圧の監視
ここで、図11から図13を用いて、電圧VBS,HVH,VDDのそれぞれの電圧値の監視動作について説明する。なお、図11から図13においては、電圧VBS,HVH,VDDのそれぞれの電圧値が上昇し、正常電圧の範囲を上回った場合における監視動作で説明を行うが、電圧VBS,HVH,VDDのそれぞれの電圧値が低下し、正常電圧の範囲を下回った場合の監視動作も同様である。
6. Monitoring of Constant Voltage, High Voltage, and Low Voltage Here, the monitoring operation of the voltage values of the voltages VBS, HVH, and VDD will be described with reference to FIGS. 11 to 13. In FIGS. 11 to 13, although the monitoring operation in the case where the voltage values of the voltages VBS, HVH, and VDD rise and exceed the normal voltage range will be described, each of the voltages VBS, HVH, and VDD is described. The monitoring operation is also the same when the voltage value of V falls and falls below the normal voltage range.
6.1 電圧VBSの監視動作
図11は、電圧VBSの監視動作を示すタイミングチャートである。
6.1 Monitoring Operation of Voltage VBS FIG. 11 is a timing chart showing a monitoring operation of the voltage VBS.
本実施形態では、電圧VBSは、電圧値が正常の範囲であるか否か、監視信号VBSmonにより監視される。 In the present embodiment, the voltage VBS is monitored by the monitoring signal VBSmon to determine whether the voltage value is in the normal range.
図11に示すように、時刻t1a以前において、電圧VBSは、一定の電圧値で出力されている。このとき、監視信号VBSmonは、電圧VBSの電圧値が正常電圧であることを示すHレベルの信号である。そして、時刻t1aにおいて、電圧VBSの電圧値が、例えばノイズ等に起因し上昇する。 As shown in FIG. 11, before time t1a, the voltage VBS is output at a constant voltage value. At this time, the monitoring signal VBSmon is an H level signal indicating that the voltage value of the voltage VBS is a normal voltage. Then, at time t1a, the voltage value of the voltage VBS rises due to, for example, noise.
時刻t2aにおいて、電圧VBSの電圧値が電圧VHth1を上回り異常電圧となると、監視信号VBSmonがLレベルとなる。前述のとおり、監視信号VBSmonは、監視信号判定回路213(図9参照)に入力されている。監視信号判定回路213は、入力された監視信号VBSmonに基づいて、スイッチ制御信号Ctrlによりスイッチ回路220を非導通とするか否かの判定を行う。
At time t2a, when the voltage value of the voltage VBS exceeds the voltage VHth1 to become an abnormal voltage, the monitoring signal VBSmon becomes L level. As described above, the monitor signal VBSmon is input to the monitor signal determination circuit 213 (see FIG. 9). The monitoring
そして、時刻t3aにおいて、監視信号判定回路213は、監視信号VBSmonに基づき、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させる。これにより、スイッチ回路220は非導通となる。すなわち、時刻t2aから時刻t3aまでの期間が、監視信号判定回路213において監視信号VBSmonを判定する時間に相当する。
Then, at time t3a, the monitoring
なお、本実施形態では、監視信号判定回路213は、所定の期間(時刻t2aからt3aまでの期間)において、監視信号VBSmonが連続してLレベルのとき、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させているが、監視信号判定回路213は、監視信号VBSmonが所定の期間内に監視信号VBSmonがLレベルとなった回数に基づいてスイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させてもよい。また、監視信号判定回路213は、監視信号VBSmonがLレベル時間及び回数の双方に基づいて、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させてもよい。さらに、監視信号判定回路213は、監視信号VBSmonがLレベルのとき、電圧VBSの電圧値が異常電圧であることを、ホストコンピューター等に通知してもよい。
In the present embodiment, the monitoring
また、時刻t3aにおいて、スイッチ制御信号CtrlがLレベルとなり、スイッチ回路220が非導通となることで、スイッチ回路220は、電圧HVHの出力を停止する。すなわち、監視信号VBSmonは、電圧VBSの値が所定の範囲とは異なる値となった場合、電圧HVHの供給を停止させる。
Further, at time t3a, the switch control signal Ctrl becomes L level and the
スイッチ回路220が電圧HVHの出力を停止することで、電圧HVHに基づき動作する一定電圧生成回路322は動作を停止する。よって、電圧VBSの電圧値が徐々に低下する。同様に、電圧VDDを生成する低電圧生成回路323も動作を停止し、電圧VDDの電圧値は徐々に低下する。
When the
電圧VBSの電圧値が徐々に低下することで、時刻t4aにおいて電圧VBSの電圧値が電圧VHth1を下回り、電圧VBSの電圧値が正常電圧であるとして、監視信号VBSmonがHレベルとなる。しかしながら、本実施形態では、監視信号判定回路213は、スイッチ制御信号CtrlをLレベルで継続する。したがって、スイッチ回路220は、電圧HVHの出力の停止を継続する。これにより、電圧VBSが異常電圧であるとして停止した電圧HVHが、再度、出力を開始することによって、繰り返し電圧VBSが異常電圧であると検出されることを防止する。
As the voltage value of the voltage VBS gradually decreases, at time t4a, the voltage value of the voltage VBS falls below the voltage VHth1, and the voltage value of the voltage VBS assumes the normal voltage, and the monitoring signal VBSmon becomes H level. However, in the present embodiment, the monitoring
なお、電圧VBSが異常電圧から、正常電圧となったときに、スイッチ制御信号CtrlをHレベルとし、電圧HVHの出力を再開してもよい。このとき、監視信号判定回路213が、所定の期間内において、所定の回数、電圧VBSが異常電圧であると判定したときに、スイッチ制御信号CtrlがLレベルを継続するとしてもよい。
When the voltage VBS changes from the abnormal voltage to the normal voltage, the switch control signal Ctrl may be set to the H level to resume the output of the voltage HVH. At this time, when the monitoring
そして、時刻t5aにおいて、電圧VBSの電圧値が電圧VLth1を下回り、電圧VBSが異常電圧であるとして、監視信号VBSmonはLレベルとなり、その後、動作を停止する。 Then, at time t5a, assuming that the voltage value of the voltage VBS falls below the voltage VLth1 and the voltage VBS is an abnormal voltage, the monitoring signal VBSmon becomes L level, and then the operation is stopped.
本実施形態では、圧電素子60の電極612に印加される電圧VBSを一定電圧監視回路332で常時監視することで、圧電素子60の両端に異常な電位差が印加されることに起因する圧電素子60の故障を防止することが可能となる。特に、本実施形態に示す圧電素子60は、圧電体601の膜厚が1μm以下で構成されている為、電圧VBSを一定電圧監視回路332で常時監視することで、圧電素子60の故障を防止する為の、より顕著な効果を得ることが可能となる。
In the present embodiment, by constantly monitoring the voltage VBS applied to the
さらに、電圧VBSは、正常電圧において一定の電圧値の信号であることから、この電圧VBSを検出することにより、より精度よく、圧電素子60電圧を検出することが可能となり、圧電素子60の故障をより効率よく防止することが可能となる。
Furthermore, since the voltage VBS is a signal of a constant voltage value in the normal voltage, it is possible to detect the voltage of the
6.2 HVH電圧異常検出
図12は、電圧HVHの監視動作を示すタイミングチャートである。
6.2 HVH Voltage Abnormality Detection FIG. 12 is a timing chart showing a monitoring operation of the voltage HVH.
本実施形態では、高電圧生成回路110により、電圧HVHを生成する。電圧HVHを生成は、駆動電圧Vout(駆動電圧COM−A,COM−B)又は電圧VBSを生成に寄与する電圧信号である。この電圧HVHは、監視信号HVHmonにより監視され、監視信号HVHmonは、電圧HVHの値が所定の範囲とは異なる値となった場合、電圧HVHの供給を停止させる。
In the present embodiment, the high
図12に示すように、時刻t1b以前において、電圧HVHは、一定の電圧値で出力されている。このとき、監視信号HVHmonは、電圧HVHの電圧値が正常電圧であることを示すHレベルの信号である。そして、時刻t1bにおいて、電圧HVHの電圧値が、例えばノイズ等に起因し上昇する。 As shown in FIG. 12, voltage HVH is output at a constant voltage value before time t1b. At this time, the monitoring signal HVHmon is an H level signal indicating that the voltage value of the voltage HVH is a normal voltage. Then, at time t1b, the voltage value of the voltage HVH rises due to, for example, noise.
時刻t2bにおいて、電圧HVHの電圧値が電圧VHth2を上回り異常電圧となることで、監視信号HVHmonがLレベルとなる。前述のとおり、監視信号HVHmonは、監視信号判定回路213(図9参照)に入力されている。監視信号判定回路213は、入力された監視信号HVHmonに基づいて、スイッチ制御信号Ctrlによりスイッチ回路220を非導通とするか否かの判定を行う。
At time t2b, when the voltage value of the voltage HVH exceeds the voltage VHth2 and becomes an abnormal voltage, the monitoring signal HVHmon becomes L level. As described above, the monitoring signal HVHmon is input to the monitoring signal determination circuit 213 (see FIG. 9). The monitoring
そして、時刻t3bにおいて、監視信号判定回路213は、監視信号HVHmonに基づき、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させる。これにより、スイッチ回路220は非導通となる。すなわち、時刻t2bから時刻t3bまでの期間が、監視信号判定回路213において監視信号HVHmonを判定する時間に相当する。この監視信号判定回路213が監視信号HVHmonを判定する時間は、監視信号判定回路213が監視信号VBSmonを判定する時間及び後述する監視信号VDDmonを判定する時間に対し短いことが好ましい。
Then, at time t3b, the monitor
電圧HVHの電圧値は、電圧VBS及び電圧VDDの電圧値に対して大きな電圧値を有する。その為、電圧HVHに異常が生じた場合、電圧VBS及び電圧VDDの電圧値に異常が生じた場合に対して、液体吐出装置1の各種構成を故障させる可能性が高い。監視信号判定回路213が監視信号HVHmonを判定する時間を、監視信号VBSmonを判定する時間及び後述する監視信号VDDmonを判定する時間に対し短くすることで、液体吐出装置1にノイズ等に起因する異常電圧が生じた場合における、故障等が生じる可能性をより低減することが可能となる。
The voltage value of voltage HVH has a large voltage value with respect to the voltage values of voltage VBS and voltage VDD. Therefore, when an abnormality occurs in the voltage HVH, there is a high possibility that various configurations of the
なお、本実施形態では、監視信号判定回路213は、所定の期間(時刻t2bからt3bまでの期間)において、監視信号HVHmonが連続してLレベルのとき、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させているが、監視信号判定回路213は、監視信号HVHmonが所定の期間内に監視信号HVHmonがLレベルとなった回数に基づいてスイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させてもよい。また、監視信号判定回路213は、監視信号HVHmonがLレベル時間と、回数との双方に基づいて、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させてもよい。さらに、監視信号判定回路213は、監視信号HVHmonがLレベルのとき、電圧HVHの電圧値が異常電圧であることを、ホストコンピューター等に通知してもよい。
In the present embodiment, the monitoring
また、時刻t3bにおいて、スイッチ制御信号CtrlがLレベルとなり、スイッチ回路220が非導通となることで、スイッチ回路220は電圧HVHの出力を停止し、電圧HVHの電圧値が徐々に低下する。
Further, at time t3b, the switch control signal Ctrl becomes L level and the
電圧HVHの電圧値が徐々に低下することで、時刻t4bにおいて電圧HVHの電圧値が電圧VHth2を下回り、電圧HVHの電圧値が正常電圧であるとして、監視信号HVHmonがHレベルとなる。しかしながら、本実施形態では、監視信号判定回路213は、スイッチ制御信号CtrlをLレベルで継続する。したがって、スイッチ回路220は、電圧HVHの出力の停止を継続する。
As the voltage value of the voltage HVH gradually decreases, the voltage value of the voltage HVH falls below the voltage VHth2 at time t4 b, and the voltage value of the voltage HVH is the normal voltage, and the monitoring signal HVHmon becomes H level. However, in the present embodiment, the monitoring
そして、時刻t5bにおいて、電圧HVHの電圧値が、電圧VLth2を下回り、電圧HVHが異常電圧であるとして、監視信号HVHmonはLレベルとなり、その後、動作を停止する。 Then, at time t5b, assuming that the voltage value of the voltage HVH falls below the voltage VLth2 and the voltage HVH is an abnormal voltage, the monitoring signal HVHmon becomes L level and then the operation is stopped.
圧電素子60の電極611に印加される駆動電圧Voutは、電圧HVHに基づく電圧レベルに増幅された駆動電圧COM−A,COM−Bを含む。その為、電圧HVHに異常電圧が生じたとき、駆動電圧COM−A,COM−B及び駆動電圧Voutに当該異常電圧が重畳し、圧電素子60の両端に異常な電位差が生じる可能性がある。
The drive voltage Vout applied to the
本実施形態では、駆動電圧COM−A,COM−B及び駆動電圧Voutの基となる電圧HVHを常時監視することで、圧電素子60の両端に異常な電位差が印加されることに起因する圧電素子60の故障を防止することが可能となる。
In the present embodiment, a piezoelectric element resulting from application of an abnormal potential difference across the
さらに、電圧HVHは、電圧VBS,VDDに対し大きな電圧の信号であり、電圧HVHに異常電圧が生じたとき、スイッチ回路220によりその供給を停止することで、当該異常電圧に起因して液体吐出装置1が故障する可能性を低減することが可能となる。
Furthermore, the voltage HVH is a signal having a voltage larger than the voltages VBS and VDD, and when an abnormal voltage occurs in the voltage HVH, the
6.3 VDD異常検出
図13は、電圧VDDの監視動作を示すタイミングチャートである。
6.3 VDD Abnormality Detection FIG. 13 is a timing chart showing a monitoring operation of the voltage VDD.
本実施形態では、低電圧生成回路323により生成された駆動信号選択回路510を動作させる電圧VDDは、監視信号VDDmonにより監視さる。
In the present embodiment, the voltage VDD for operating the drive
図13に示すように、時刻t1c以前において、電圧VDDは、一定の電圧値で出力されている。このとき、監視信号VDDmonは、電圧VDDの電圧値が正常電圧であることを示すHレベルの信号である。そして、時刻t1cにおいて、電圧VDDの電圧値が、例えばノイズ等に起因し上昇する。 As shown in FIG. 13, before time t1c, the voltage VDD is output at a constant voltage value. At this time, the monitoring signal VDDmon is an H level signal indicating that the voltage value of the voltage VDD is a normal voltage. Then, at time t1c, the voltage value of the voltage VDD rises due to, for example, noise.
時刻t2cにおいて、電圧VDDの電圧値が電圧VHth3を上回り異常電圧となることで、監視信号VDDmonがLレベルとなる。前述のとおり、監視信号VDDmonは、監視信号判定回路213(図9参照)に入力されている。そして、監視信号判定回路213は、入力された監視信号VDDmonに基づいて、スイッチ制御信号Ctrlによりスイッチ回路220を非導通とするか否かの判定を行う。
At time t2c, when the voltage value of the voltage VDD exceeds the voltage VHth3 and becomes an abnormal voltage, the monitoring signal VDDmon becomes L level. As described above, the monitoring signal VDDmon is input to the monitoring signal determination circuit 213 (see FIG. 9). Then, based on the input monitoring signal VDDmon, the monitoring
そして、時刻t3cにおいて、監視信号判定回路213は、監視信号VDDmonに基づき、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させる。これにより、スイッチ回路220は非導通となる。すなわち、時刻t2cから時刻t3cまでの期間が、監視信号判定回路213において監視信号VDDmonを判定する時間に相当する。
Then, at time t3c, the monitoring
なお、本実施形態では、監視信号判定回路213は、所定の期間(時刻t2cからt3
cまでの期間)において、監視信号VDDmonが連続してLレベルのとき、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させているが、監視信号判定回路213は、監視信号VDDmonが所定の期間内に監視信号VDDmonがLレベルとなった回数に基づいてスイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させてもよい。また、監視信号判定回路213は、監視信号VDDmonがLレベル時間と、回数との双方に基づいて、スイッチ制御信号CtrlをLレベルに変化させてもよい。さらに、監視信号判定回路213は、監視信号VDDmonがLレベルのとき、電圧VBSの電圧値が異常電圧であることを、ホストコンピューター等に通知してもよい。
In the present embodiment, the supervisory
In the period up to c), when the monitoring signal VDDmon is continuously at L level, the switch control signal Ctrl is changed to L level, but the monitoring
また、時刻t3cにおいて、スイッチ制御信号CtrlがLレベルとなり、スイッチ回路220が非導通となることで、スイッチ回路220は電圧HVHの出力を停止する。
Further, at time t3c, the switch control signal Ctrl becomes L level and the
スイッチ回路220が電圧HVHの出力を停止することで、電圧HVHに基づき動作する一定電圧生成回路322は動作を停止する。よって、電圧VBSの電圧値が徐々に低下する。同様に、電圧VDDを生成する低電圧生成回路323も動作を停止し、よって、電圧VDDの電圧値も徐々に低下する。
When the
電圧VDDの電圧値が徐々に低下することで、時刻t4cにおいて電圧VDDの電圧値が電圧VHth3を下回り、電圧VDDの電圧値が正常電圧であるとして、監視信号VDDmonがHレベルとなる。しかしながら、本実施形態では、監視信号判定回路213は、スイッチ制御信号CtrlをLレベルで継続する。したがって、スイッチ回路220は、電圧HVHの出力の停止を継続する。これにより、電圧VDDが異常電圧であるとして停止した電圧HVHが、再度、出力を開始することによって、繰り返し電圧VDDが異常電圧であると検出されることを防止する。
As the voltage value of the voltage VDD gradually decreases, the voltage value of the voltage VDD falls below the voltage VHth3 at time t4 c, and the monitoring signal VDDmon becomes H level assuming that the voltage value of the voltage VDD is a normal voltage. However, in the present embodiment, the monitoring
なお、電圧VDDが異常電圧から、正常電圧となったときに、スイッチ制御信号CtrlをHレベルとし、電圧HVHの出力を再開してもよい。このとき、所定の期間内において、所定の回数、監視信号判定回路213が、電圧VDDが異常電圧であると判定したときに、スイッチ制御信号CtrlがLレベルを継続してもよい。
When the voltage VDD changes from the abnormal voltage to the normal voltage, the switch control signal Ctrl may be set to the H level to resume the output of the voltage HVH. At this time, when the monitoring
そして、時刻t5aにおいて、電圧VDDの電圧値が電圧VLth3を下回り、電圧VDDが異常電圧であるとして、監視信号VDDmonはLレベルとなり、その後、動作を停止する。 Then, at time t5a, assuming that the voltage value of the voltage VDD falls below the voltage VLth3 and the voltage VDD is an abnormal voltage, the monitoring signal VDDmon becomes L level, and then the operation is stopped.
7.作用・効果
以上説明したように、本実施形態に係る液体吐出装置1では、圧電素子60に印加される一定の電圧値の電圧信号である電圧VBSの電圧値を、一定電圧監視回路332において検出し、監視信号VBSmonにより監視することで、圧電素子60に意図しない電圧が印加されることを未然に且つ精度よく検出することが可能となる。これにより、圧電素子60に意図しない電圧が印加されることを低減することできる。
7. Operation and Effect As described above, in the
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、圧電素子60に意図しない電圧が印加されることを未然に検出することが可能であることから、圧電素子60が、膜厚が1μm以下の圧電体601で構成されていても、圧電素子60に異常電圧が印加され、故障が生じる可能性を低減することが可能となる。
Moreover, in the
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、電圧HVHを、高電圧監視回路331において検出し、監視信号HVHmonにより監視することで、駆動電圧COM−A,COM−B(駆動電圧Vout)及び電圧VBSに異常電圧が重畳する可能性が低減され、圧電素子60に異常電圧が印加され、故障が生じる可能性をさらに低減することが可能とな
る。
Further, in the
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、電圧HVHに異常が生じたとき、電圧HVHの供給を停止する為、電圧HVHに意図しない電圧が重畳された場合に、駆動回路311,312、一定電圧生成回路322及び低電圧生成回路323が故障する可能性が低減される。
Further, in the
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、駆動電圧Voutの圧電素子60への印加を制御する駆動信号選択回路510を動作させる電圧VDDを、低電圧監視回路333で検出し、監視信号VDDmonにより監視することで、電圧VDDに意図しない電圧が重畳し、駆動信号選択回路510が誤動作する可能性が低減される。よって、駆動電圧Voutの圧電素子60への印加精度を向上することが可能となる。
Further, in the
8.変形例
本実施形態では、監視信号判定回路213において、電圧VBS、HVH、VDDが異常電圧であると判定されたとき、スイッチ制御信号Ctrlによりスイッチ回路220を非導通とすることで、駆動回路基板30及び吐出ヘッド40への電源の供給を停止しているが、高電圧生成回路110の動作を停止させることで、電圧HVHの共有を停止させてもよい。これにより、スイッチ回路220に入力される電圧oHVHに異常が生じた場合であっても、制御回路基板20、駆動回路基板30のそれぞれに設けられた各構成及び吐出ヘッド40が故障する可能性を低減することが可能となる。
8. Modification Example In the present embodiment, when the monitoring
以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。 As mentioned above, although an embodiment and a modification were described, the present invention is not limited to these embodiments, and can be carried out in various modes in the range which does not deviate from the gist. For example, the above embodiments can be combined as appropriate.
本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及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又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。 The invention includes configurations substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations having the same function, method and result, or configurations having the same purpose and effect). The present invention also includes configurations in which nonessential parts of the configurations described in the embodiments are replaced. The present invention also includes configurations that can achieve the same effects or the same objects as the configurations described in the embodiments. Further, the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1…液体吐出装置、2…制御部、3…繰出部、4…支持部、5…搬送部、6…印刷部、10…電源回路基板、20…制御回路基板、21…ホルダー、22…フランジ部、23…固定板、24…補強板、23a,24a…開口、25…収容部、26…凹部、27…カバー部材、28…開口、29…コネクター、30…駆動回路基板、31…保持部材、40…吐出ヘッド、41…第1支持部、42…第2支持部、43…第3支持部、51…回転機構、52…搬送ローラー、53…従動ローラー、60…圧電素子、61…移動機構、62…ガイド部材、63…ガイドレール部、64…キャリッジ支持部、65,86,87…ケーブル、71…キャリッジ、72…キャリッジ本体、73…キャリッジカバー、74…接続基板、75,83…BtoBコネクター、76,77,84,85…FFCコネクター、81…放熱ケース、82…放熱板、91…メンテナンス部、92…キャップ、110…高電圧生成回路、210…制御回路、211…吐出データ生成回路、212…駆動データ生成回路、213…監視信号判定回路、220…スイッチ回路、311…駆動回路、312…駆動回路、322…一定電圧生成回路、323…低電圧生成回路、331…高電圧監視回路、332…一定電圧監視回路、333…低電圧監視回路、351,352,353,354…抵抗、361,362…比較器、500…吐出モジュール、510…駆動信号選択回路、520…選択制御回路、530…選択回路、600…吐出部、601…圧電体、6
11,612…電極、621…振動板、631…キャビティー、632…ノズルプレート、641…リザーバー、651…ノズル、651a…ノズル面、661…供給口、M…媒体、R…ロール体
DESCRIPTION OF
11, 612
Claims (7)
前記圧電素子が変位することで内部容積が変化するキャビティーと、
前記キャビティーの内部容積の変化に応じて前記キャビティー内の液体を吐出するノズルと、
を有し、
前記基準電圧信号は第1監視信号により監視される、
ことを特徴とする液体吐出装置。 A piezoelectric element to which a drive signal and a reference voltage signal are input and at least a part of which has a thickness of 1 μm or less;
A cavity whose internal volume is changed by displacement of the piezoelectric element;
A nozzle for discharging the liquid in the cavity according to a change in the internal volume of the cavity;
Have
The reference voltage signal is monitored by a first monitoring signal.
Liquid discharge device characterized by.
前記第1電源電圧は、第2監視信号により監視され、
前記第1電源電圧の値が所定の範囲とは異なる値となったとき、前記第2監視信号に基づき、前記第1電源電圧の供給は停止される、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 A first power supply generation circuit generating a first power supply voltage for generating at least one of the drive signal and the reference voltage signal;
The first power supply voltage is monitored by a second monitoring signal,
When the value of the first power supply voltage is different from a predetermined range, the supply of the first power supply voltage is stopped based on the second monitoring signal.
The liquid discharge device according to claim 1,
ことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。 When the value of the reference voltage signal becomes different from a predetermined range, the supply of the first power supply voltage is stopped based on the first monitoring signal.
The liquid discharge device according to claim 2,
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。 When the value of the reference voltage signal is different from the predetermined range by 5% or more, the supply of the first power supply voltage is stopped based on the first monitoring signal.
The liquid discharge apparatus according to claim 2 or 3, wherein
前記検出回路は、
第1入力端子と第2入力端子と第1出力端子とを含む第1比較器と、
第3入力端子と第4入力端子と第2出力端子とを含む第2比較器と、
を含み、
前記第1入力端子には、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧を分圧した第1検出電圧が入力され、
前記第2入力端子には、参照電圧が入力され、
前記第1比較器は、前記第1検出電圧と前記参照電圧とを比較し、前記第1出力端子から、比較結果を示す信号を出力し、
前記第3入力端子には、前記基準電圧信号または前記第1電源電圧を分圧し、前記第1検出電圧より小さな第2検出電圧が入力され、
前記第4入力端子には、前記参照電圧が入力され、
前記第2比較器は、前記第2検出電圧と前記参照電圧とを比較し、前記第2出力端子から、比較結果を示す信号を出力し、
前記検出回路は、前記第1出力端子から出力される信号と、前記第2出力端子から出力される信号とに基づき、前記第1監視信号を生成する、
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。 A detection circuit that detects the reference voltage signal or the first power supply voltage;
The detection circuit
A first comparator including a first input terminal, a second input terminal, and a first output terminal;
A second comparator including a third input terminal, a fourth input terminal, and a second output terminal;
Including
The reference voltage signal or a first detection voltage obtained by dividing the first power supply voltage is input to the first input terminal,
A reference voltage is input to the second input terminal,
The first comparator compares the first detection voltage with the reference voltage, and outputs a signal indicating a comparison result from the first output terminal.
The second detection voltage smaller than the first detection voltage is input to the third input terminal by dividing the reference voltage signal or the first power supply voltage.
The reference voltage is input to the fourth input terminal.
The second comparator compares the second detection voltage with the reference voltage, and outputs a signal indicating a comparison result from the second output terminal.
The detection circuit generates the first monitoring signal based on the signal output from the first output terminal and the signal output from the second output terminal.
The liquid discharge device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that:
前記吐出制御回路を動作させる第2電源電圧を生成する第2電源生成回路を有し、
前記第2電源電圧は、第3監視信号により監視される、
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。 A discharge control circuit that receives a discharge control signal and controls application of the drive signal to the piezoelectric element;
A second power supply generation circuit generating a second power supply voltage for operating the discharge control circuit;
The second power supply voltage is monitored by a third monitoring signal.
The liquid discharge device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記圧電素子が変位することで内部容積が変化するキャビティーと、
前記キャビティーの内部容積の変化に応じて前記キャビティー内の液体を吐出するノズルと、
前記駆動信号及び前記基準電圧信号の少なくともいずれか一方を生成するための、第1電源電圧を生成する第1電源生成回路と、
前記圧電素子と前記第1電源生成回路との間に位置するスイッチ回路と、
前記基準電圧信号または前記第1電源電圧が、第1抵抗を介して入力される第1入力端子と、
参照電圧が入力される第2入力端子と、
前記スイッチ回路と電気的に接続された第1出力端子と、
を含む第1比較器と、
前記基準電圧信号または前記第1電源電圧が、前記第1抵抗と第2抵抗を介して入力される第3入力端子と、
前記参照電圧が入力される第4入力端子と、
前記第1出力端子及び前記スイッチ回路と電気的に接続された第2出力端子と、
を含む第2比較器と、
を有する検出回路と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。 A piezoelectric element to which a drive signal and a reference voltage signal are input and at least a part of which has a thickness of 1 μm or less;
A cavity whose internal volume is changed by displacement of the piezoelectric element;
A nozzle for discharging the liquid in the cavity according to a change in the internal volume of the cavity;
A first power supply generation circuit for generating a first power supply voltage for generating at least one of the drive signal and the reference voltage signal;
A switch circuit located between the piezoelectric element and the first power generation circuit;
A first input terminal to which the reference voltage signal or the first power supply voltage is input via a first resistor;
A second input terminal to which a reference voltage is input;
A first output terminal electrically connected to the switch circuit;
A first comparator including
A third input terminal to which the reference voltage signal or the first power supply voltage is input via the first resistor and the second resistor;
A fourth input terminal to which the reference voltage is input;
A second output terminal electrically connected to the first output terminal and the switch circuit;
A second comparator including
A detection circuit having
A liquid discharge apparatus characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017231074A JP2019098608A (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Liquid discharge device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=66975259
Family Applications (1)
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JP2017231074A Pending JP2019098608A (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Liquid discharge device |
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Country | Link |
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2017
- 2017-11-30 JP JP2017231074A patent/JP2019098608A/en active Pending
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