JP6604191B2 - 液体吐出装置及びフレキシブルフラットケーブル群 - Google Patents

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Description

本発明は、液体吐出装置及びフレキシブルフラットケーブル群に関する。

インク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などの液体吐出装置には、圧電素子(例えばピエゾ素子)を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッドユニットにおいて複数の吐出部のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号に従って駆動されることにより、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク(液体)が吐出されて、紙等の媒体にドットが形成される。吐出された液体の多くは、媒体に着弾し、媒体上に留まるが、吐出された液体の一部は着弾する前にミストとなり、空中に浮遊する現象が確認されている。また、媒体上に着弾した液体も、媒体に吸収されて固化する前に、媒体上を移動するキャリッジや搬送される媒体に起因して生じる気体の流れにより再浮遊してミストとなる現象も確認されている。このように浮遊するミストは筐体内で各部に付着するが、本体側の電気回路基板(メイン基板)と液体を吐出する吐出部側の電気回路基板(ヘッド基板)とを電気的に接続する複数のケーブル(ケーブル群)の表面には特に付着しやすい。ケーブルの表面にミストが付着しやすい理由としては、ケーブルに設けられた信号線を高電圧の駆動信号が伝搬することや、キャリッジが駆動式の液体吐出装置においては、ケーブルが筐体内の各部と擦れることにより静電気を生じ、ミストを吸着しやすい状態となることなどが挙げられる。液体吐出装置が長時間連続して稼働するほど、ケーブルの表面に吸着したミストは、凝集して液滴となり、吐出動作や媒体搬送動作により生じる振動により、ケーブルの端部へと集まっていく。

前述したように、ケーブルの一端はヘッド基板に接続され、他端はメイン基板に接続されているが、ケーブルとヘッド基板との位置関係により、ケーブルの表面に付着して液体は、ヘッド基板とケーブルとの接続部に溜まりやすい。接続部はケーブル内の信号線と基板とを電気的に接続する都合上、被覆されていない。従って、接続部に液体が入り込むと、ケーブルに設けられた信号線と基板との間で液体を通して不適切な電気的接続関係が生じてしまい、短絡をはじめ各種の電気的不具合を生じてしまう。各種の電気的不具合とは、ロジック回路などの低電圧で動作する回路に高電圧が印加されてしまったり、グラウンド線と他の各種信号線とが短絡してしまうなどであり、このような電気的不具合が生じると、ヘッドユニット内部の回路が破壊される場合もある。

このような問題に対して、特許文献1には、インクミストのヘッドユニット内部への侵入を防止することを目的にカバー部材を設けることが開示されている。また、特許文献2には、液体の電極部への付着を防止するために接続部を封止することが開示されている。また、特許文献3には、インクミストの接続部への侵入を防止するためにヘッド側にケーブル被覆部を設けることが開示されている。また、特許文献4には、インクミストのヘッドユニット内部への侵入を防止することを目的にインク吸収層を設けることが開示されている。

特開2014−4767号公報 特開2007−313831号公報 特開2009−23168号公報 特開2013−248755号公報

しかしながら、特許文献1〜4のいずれも、ケーブル群の構成やヘッドユニットとケーブル群との接続構造については考慮されておらず、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止するためには、改善の余地がある。

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、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することが可能な液体吐出装置及びフレキシブルフラットケーブル群を提供することができる。

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、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

[適用例1]
本適用例に係る液体吐出装置は、第1のフレキシブルフラットケーブルと、第2のフレキシブルフラットケーブルと、ヘッドユニットと、液体吸収部材と、を備え、前記ヘッドユニットは、駆動信号が印加されることにより液体を吐出する吐出部と、前記液体が吐出される吐出口が設けられている吐出面と、前記第1のフレキシブルフラットケーブルが接続される第1の接続部と、前記第2のフレキシブルフラットケーブルが接続される第2の接続部と、を含み、前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとの間に設けられている。

本適用例に係る液体吐出装置では、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルに付着して、ヘッドユニットの第1の接続部や第2の接続部の方向に流れる液体は、第1のフレキシブルフラットケーブルと第2のフレキシブルフラットケーブルとの間に設けられている液体吸収部材によって吸収される。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、液体吸収部材によってヘッドユニットを液体から保護し、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例2]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、第1面と、前記第1面の裏側の第2面と、前記駆動信号が伝搬する駆動信号線と、前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記駆動信号を出力する駆動信号出力端子と、を含み、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面とが対向し、前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面との間に設けられていてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、第1のフレキシブルフラットケーブルの第1面や第2のフレキシブルフラットケーブルの第1面に付着して、ヘッドユニットの第1の接続部や第2の接続部の方向に流れる液体は、第1のフレキシブルフラットケーブルの第1面と第2のフレキシブルフラットケーブルの第1面との間に設けられている液体吸収部材によって吸収される。そして、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルにおいて、駆動信号出力端子は第1面に設けられているので、液体吸収部材の作用によって液体が付着しにくく、駆動信号出力端子に液体が付着することによって生じる短絡などの電気的不具合が生じにくい。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、液体吸収部材によって駆動信号出力端子を液体から保護し、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例3]
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、制御信号を受けて前記液体を吐出する前記吐出部を選択する吐出選択部を含み、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、前記制御信号が伝搬する制御信号線と、前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記制御信号を出力する制御信号出力端子と、を含んでもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルにおいて、制御信号出力端子は第1面に設けられているので、液体吸収部材の作用によって液体が付着しにくく、制御信号出力端子に液体が付着することによって生じる短絡などの電気的不具合が生じにくい。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、液体吸収部材によって制御信号出力端子を液体から保護し、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例4]
上記適用例に係る液体吐出装置は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとを係止する係止部を含んでもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、係止部によって第1のフレキシブルフラットケーブルと第2のフレキシブルフラットケーブルが密着し、密着した部分に液体が入り込みにくい。また、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルの第1面において、ヘッドユニットに対して当該密着した部分よりも遠い側に付着した液体は、当該密着した部分を通過することが困難である。仮に、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルの第1面において、液体が当該密着した部分を通過できたとしても、あるいは、液体が係止部と液体吸収部材との間に直接付着したとしても、液体吸収部材によって吸収される。さらに、係止部によって、第1のフレキシブルフラットケーブルと第2のフレキシブルフラットケーブルとがまとまるので、これらが擦れることによる静電気の発生が抑止される。その結果として、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルに液体が付着しにくくなるとともに、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルが発生させる静電気によるヘッドユニットへの影響も抑止することができる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出された液体に起因する電気的不具合や第1のフレキシブルフラットケーブル及び第2のフレキシブルフラットケーブルが発生させる静電気に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例5]
上記適用例に係る液体吐出装置は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、前記第2面が前記吐出面と同じ側を向くように、前記第1の接続部に接続されていてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、ヘッドユニットの第1の接続部において、第1のフレキシブルフラットケーブルは、第1面が液体の吐出口と同じ側にあり、第2面が液体の吐出口と反対側にある。換言すれば、ヘッドユニットの第1の接続部では、ヘッドユニットの吐出面と垂直な方向において、当該吐出面と第1のフレキシブルフラットケーブルの第1面との間に第2面が位置している。すなわち、第1のフレキシブルフラットケーブルは、第2面が媒体と対向し、第1面が媒体と対向しないように、ヘッドユニットの第1の接続部に接続されているので、吐出口から媒体へと吐出される液体の一部は、第2面に付着しやすく、第1面には付着しにくい傾向となる。また、仮に、第1のフレキシブルフラットケーブルの第1面に液体が付着しても、液体吸収部材によって吸収される。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出された液体に起因する電気的不具合をより効
果的に抑止することができる。

[適用例6]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、前記吐出口からの前記液体の吐出に伴い生じるミストが前記第1面よりも前記第2面に付着しやすいように、前記第1の接続部に接続されていてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、第1のフレキシブルフラットケーブルの第1面に液体が付着しにくいが、仮に付着しても、液体吸収部材によって吸収される。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出された液体に起因する電気的不具合をより効果的に抑止することができる。

[適用例7]
上記適用例に係る液体吐出装置は、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブル及びを含む複数のフレキシブルフラットケーブルを備え、前記ヘッドユニットは、前記第1の接続部及び前記第2の接続部を含む複数の接続部を含み、前記複数のフレキシブルフラットケーブルは、前記複数の接続部にそれぞれ接続され、前記第1の接続部は、前記複数の接続部のうち前記吐出面に最も近くてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、ヘッドユニットの複数の接続部のうち吐出面に最も近い第1の接続部に接続されているため、吐出口から吐出された液体が最も付着しやすい第1のフレキシブルフラットケーブルにおいて、吐出面と反対側にある第1面には液体が付着しにくい。また、仮に、第1のフレキシブルフラットケーブルの第1面に液体が付着しても、液体吸収部材によって吸収される。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出された液体に起因する電気的不具合をより効果的に抑止することができる。

[適用例8]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、前記第2面に設けられている補強板を含んでもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、第1のフレキシブルフラットケーブルの第2面に付着した液体は、第1のフレキシブルフラットケーブルを補強する補強板によって、ヘッドユニットの第1の接続部への進路が妨害されることになる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、第1のフレキシブルフラットケーブルの第2面に設けられた補強板がヘッドユニットへの液体の侵入を防ぐための部材として兼用されるので、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例9]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記補強板は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面よりも高い撥水性を有してもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、吐出口から吐出された液体が補強板に付着しても、補強板の高い撥水性によって、ヘッドユニットの第1の接続部に到達する前に落下しやすい。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、補強板によってヘッドユニットへの液体の侵入を防ぎ、電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例10]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記補強板は、溝を有さなくてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、補強板に溝がないので、補強板に付着した液体は、
溝を伝ってヘッドユニットの第1の接続部へと導かれることがなく、第1の接続部に到達する前に落下しやすい。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、補強板によってヘッドユニットへの液体の侵入を防ぎ、電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例11]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの少なくとも一方は、前記第1面に設けられ、短絡を検出するための短絡検出端子を含んでもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第1のフレキシブルフラットケーブルの第1面に液体が付着して短絡した場合には、短絡検出端子によって短絡を検知することができる。

[適用例12]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記短絡検出端子に基づいて、前記短絡を検出する短絡検出部を備え、前記短絡検出部が前記短絡を検出すると、前記ヘッドユニットへの前記駆動信号の供給が停止してもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、短絡検出部が短絡を検出した場合には、ヘッドユニットに高電圧の駆動信号が供給されなくなるので、ヘッドユニット内部の回路の故障や誤吐出を抑止することができる。

[適用例13]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記短絡検出部が前記短絡を検出すると、前記ヘッドユニットへの前記制御信号の供給が停止してもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、短絡検出部が短絡を検出した場合には、ヘッドユニットに制御信号が供給されなくなるので、ヘッドユニット内部の回路の故障や誤吐出を抑止することができる。

[適用例14]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルは、複数の信号線を含み、前記駆動信号線は、前記複数の信号線のうち、端に位置する信号線以外の信号線であってもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、高電圧の駆動信号が伝搬する駆動信号線が、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルに付着した液体が集まりやすい端に位置する信号線以外の信号線であるので、駆動信号線が短絡することによるヘッドユニット内部の回路の破壊を効果的に抑止することができる。

[適用例15]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記端に位置する信号線は、グラウンド線であってもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、低電圧のグラウンド線が、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルに付着した液体が集まりやすい端に位置するので、仮にグラウンド線が短絡してもヘッドユニット内部の回路への影響を小さくすることができる。

[適用例16]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記駆動信号線と前記端に位置する信号線との間には前記駆動信号よりも低い電圧の信号が伝搬する信号線が設けられていてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルにおいて、駆動信号線と端に位置する信号線との間に別の信号線が設けられているので、駆動信号線が短絡しにくく、ヘッドユニット内部の回路の破壊を効果的に抑止することができる。さらに、駆動信号線と端に位置する信号線との間に設けられている信号線は、駆動信号よりも低い電圧の信号が伝搬するので、仮に、端に位置する信号線と短絡しても、ヘッドユニット内部の回路への影響を小さくすることができる。

[適用例17]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面には、前記駆動信号出力端子が設けられていなくてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第1のフレキシブルフラットケーブルの第2面及び第2のフレキシブルフラットケーブルの第2面には、駆動信号出力端子が設けられていないので、これらの第2面に付着した液体によって駆動信号出力端子が短絡する等の電気的不具合が生じにくい。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例18]
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、摺動しながら前記液体を吐出してもよい。

本適用例に係る液体吐出装置では、ヘッドユニットが摺動することで生じる気流により、媒体に着弾した液体がミスト化して浮遊し、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルが各部と擦れることにより生じた静電気により、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルにより多くのミストが付着しやすい。また、ヘッドユニットの摺動に伴って第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルが揺れるため、付着したミストが凝縮して液滴となり、ヘッドユニットの第1の接続部や第2の接続部の方向に流れやすい。従って、ミストに起因する電気的不具合が生じやすいが、本適用例に係る液体吐出装置によれば、第1のフレキシブルフラットケーブルと第2のフレキシブルフラットケーブルとの間に設けられている液体吸収部材によって液体が吸収されるため、電気的不具合が生じにくい。

[適用例19]
本適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群は、駆動信号が印加されることにより液体を吐出する吐出部と、前記液体が吐出される吐出口が設けられている吐出面と、第1の接続部と、第2の接続部と、を含むヘッドユニットの前記第1の接続部及び前記第2の接続部に接続されるフレキシブルフラットケーブル群であって、第1のフレキシブルフラットケーブルと、第2のフレキシブルフラットケーブルと、液体吸収部材と、を含み、前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとの間に設けられている。

本適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群では、第1のフレキシブルフラットケーブルや第2のフレキシブルフラットケーブルに付着して、ヘッドユニットの第1の接続部や第2の接続部の方向に流れる液体は、第1のフレキシブルフラットケーブルと第2の
フレキシブルフラットケーブルとの間に設けられている液体吸収部材によって吸収される。従って、本適用例に係るフレキシブルフラットケーブルによれば、液体吸収部材によってヘッドユニットを液体から保護し、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

[適用例20]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、第1面と、前記第1面の裏側の第2面と、前記駆動信号が伝搬する駆動信号線と、前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記駆動信号を出力する駆動信号出力端子と、を含み、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面とが対向し、前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面との間に設けられていてもよい。

[適用例21]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、前記ヘッドユニットに含まれる前記液体を吐出する前記吐出部を選択する吐出選択部を制御する制御信号が伝搬する制御信号線と、前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記制御信号を出力する制御信号出力端子と、を含んでもよい。

[適用例22]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとを係止する係止部を含んでもよい。

[適用例23]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、前記第2面が前記吐出面と同じ側を向くように、前記第1の接続部に接続されてもよい。

[適用例24]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、前記吐出口からの前記液体の吐出に伴い生じるミストが前記第1面よりも前記第2面に付着しやすいように、前記第1の接続部に接続されてもよい。

[適用例25]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、前記ヘッドユニットに含まれる前記第1の接続部及び前記第2の接続部を含む複数の接続部のうち、前記吐出面に最も近い前記接続部に接続されてもよい。

[適用例26]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、前記第2面に設けられている補強板を含んでもよい。

[適用例27]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記補強板は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面よりも高い撥水性を有してもよい。

[適用例28]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記補強板は、溝を有さなくてもよい。

[適用例29]
上記適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの少なくとも一方は、前記第1面に設けられ、短絡を検出するための短絡検出端子を含んでもよい。

[適用例30]
本適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルは、複数の信号線を含み、前記駆動信号線は、前記複数の信号線のうち、端に位置する信号線以外の信号線であってもよい。

[適用例31]
本適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記端に位置する信号線は、グラウンド線であってもよい。

[適用例32]
本適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記駆動信号線と前記端に位置する信号線との間には前記駆動信号よりも低い電圧の信号が伝搬する信号線が設けられていてもよい。

[適用例33]
本適用例に係るフレキシブルフラットケーブル群において、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面には、前記駆動信号出力端子が設けられていなくてもよい。

液体吐出装置の概略構成を示す図である。 液体吐出装置の電気的構成を示すブロック図である。 ヘッドユニットにおける吐出部の構成を示す図である。 ヘッドユニットにおけるノズル配列を示す図である。 図4aに示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。 駆動信号COM−A,COM−Bの波形を示す図である。 駆動信号Voutの波形を示す図である。 駆動回路の回路構成を示す図である。 駆動回路の動作を説明するための図である。 吐出選択部の機能構成を示す図である。 吐出選択部へ供給される各種信号の波形及び各種ラッチの更新タイミングを示す図である。 デコーダーのデコード論理を表すテーブルを示す図である。 フレキシブルフラットケーブルの第1面の平面図である。 フレキシブルフラットケーブルの第2面の平面図である。 図12a及び図12bのA−A’で切断したフレキシブルフラットケーブルの断面図である。 フレキシブルフラットケーブル群の端部付近の斜視図である。 フレキシブルフラットケーブル群の端部を示す図である。 ヘッドユニットの斜視図(透視図)である。 フレキシブルフラットケーブル群と接続されるヘッドユニットの接続面を示す図である。 ヘッドユニットの側面図(透視図)である。 フレキシブルフラットケーブル群が接続されたヘッドユニットの斜視図(透視図)である。 フレキシブルフラットケーブル群が接続されたヘッドユニットの側面図(透視図)である。 第2実施形態におけるフレキシブルフラットケーブル群が接続されたヘッドユニットの斜視図(透視図)である。 第2実施形態におけるフレキシブルフラットケーブル群が接続されたヘッドユニットの側面図(透視図)である。 第3実施形態における第1のフレキシブルフラットケーブルあるいは第2のフレキシブルフラットケーブルの信号出力端子への信号の割り当ての一例を示す図である。 第4実施形態の液体吐出装置の電気的構成を示すブロック図である。 第4実施形態におけるフレキシブルフラットケーブル群の端部を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。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。

1.第1実施形態
1−1.液体吐出装置の概要
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。

なお、液体吐出装置としては、例えば、プリンター等の印刷装置、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出装置等を挙げることができる。

図1は、液体吐出装置1の内部の概略構成を示す斜視図である。図1に示されるように、液体吐出装置1は、移動体2を、主走査方向に移動(往復動)させる移動機構3を備える。

移動機構3は、移動体2の駆動源となるキャリッジモーター31と、両端が固定されたキャリッジガイド軸32と、キャリッジガイド軸32とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター31により駆動されるタイミングベルト33と、を有している。

移動体2のキャリッジ24は、キャリッジガイド軸32に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト33の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター31によりタイミングベルト33を正逆走行させると、移動体2がキャリッジガイド軸32に案内されて摺動し、往復動する。

また、移動体2のうち、印刷媒体Pと対向する部分にはヘッドユニット20が設けられる。このヘッドユニット20は、後述するように、多数のノズルからインク滴(液滴)を吐出させるためのものであり、複数のフレキシブルフラットケーブル190を介して駆動信号や各種の制御信号等が供給される構成となっている。

液体吐出装置1は、印刷媒体Pを、副走査方向にプラテン40上で搬送させる搬送機構4を備える。搬送機構4は、駆動源である搬送モーター41と、搬送モーター41により回転して、印刷媒体Pを副走査方向に搬送する搬送ローラー42と、を備える。

印刷媒体Pが搬送機構4によって搬送されたタイミングで、移動体2に設けられたヘッドユニット20が摺動しながら液体(インク滴)を吐出することによって、印刷媒体Pの表面に画像が形成される。

1−2.液体吐出装置の電気的構成
図2は、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。

この図に示されるように、液体吐出装置1では、制御ユニット10とヘッドユニット20とが複数のフレキシブルフラットケーブル190を含むフレキシブルフラットケーブル群200を介して接続される。

制御ユニット10は、制御部100と、キャリッジモーター31と、キャリッジモータードライバー35と、搬送モーター41と、搬送モータードライバー45と、駆動回路50−a、駆動回路50−bと、メンテナンスユニット80と、を有する。このうち、制御部100は、ホストコンピューターから画像データが供給されたときに、各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。

詳細には、制御部100は、キャリッジモータードライバー35に対して制御信号Ctr1を供給し、キャリッジモータードライバー35は、当該制御信号Ctr1に従ってキャリッジモーター31を駆動する。これにより、キャリッジ24における主走査方向の移動が制御される。

また、制御部100は、搬送モータードライバー45に対して制御信号Ctr2を供給し、搬送モータードライバー45は、当該制御信号Ctr2に従って搬送モーター41を駆動する。これにより、搬送機構4による副走査方向の移動が制御される。

また、制御部100は、駆動回路50−aにデジタルのデータdAを供給し、駆動回路50−bにデジタルのデータdBを供給する。ここで、データdAは、ヘッドユニット20に供給する駆動信号のうち、駆動信号COM−Aの波形を規定し、データdBは、駆動信号COM−Bの波形を規定する。

駆動回路50−aは、データdAをデジタル/アナログ変換した後に、D級増幅した駆動信号COM−Aをヘッドユニット20に供給する。同様に、駆動回路50−bは、データdBをデジタル/アナログ変換した後に、D級増幅した駆動信号COM−Bをヘッドユニット20に供給する。このように、駆動回路50−a,50−bは、駆動信号を生成する制御信号生成部として機能する。

駆動回路50−a、50−bについては、入力するデータ、および、出力する駆動信号が異なるのみであり、後述するように回路的な構成は同一である。このため、駆動回路50−a、50−bについて特に区別する必要がない場合(例えば後述する図7を説明する場合)には、「−(ハイフン)」以下を省略し、単に符号を「50」として説明する。

また、制御部100は、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た画像が印刷媒体Pの表面に形成されるように、ヘッドユニット20を制御する制御信号としてのデータ信号Data、クロック信号Sck及び制御信号LAT,CHを生成し、これらの信号をヘッドユニット20に供給する。このように、制御部100は、ヘッドユニット20を制御する制御信号を生成する制御信号生成部として機能する。

少なくとも1つのフレキシブルフラットケーブル190は、駆動信号(駆動信号COM−A,COM−B)が伝搬する駆動信号線194Dと、制御信号(クロック信号Sck、データ信号Data、制御信号LAT,CHなど)が伝搬する制御信号線194Cとを含む複数の信号線194を含む。また、少なくとも1つのフレキシブルフラットケーブル190は、ヘッドユニット20に駆動信号(駆動信号COM−A,COM−B)を出力する駆動信号出力端子195Dと、ヘッドユニット20に制御信号(クロック信号Sck、データ信号Data、制御信号LAT,CHなど)を出力する制御信号出力端子195Cとを含む複数の信号出力端子195を含む。

また、制御部100は、メンテナンスユニット80に、吐出部600におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理を実行させてもよい。メンテナンスユニット80は、メンテナンス処理として、吐出部600内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ(図示省略)により吸引するクリーニング処理(ポンピング処理)を行うためのクリーニング機構81を有していてもよい。また、メンテナンスユニット80は、メンテナンス処理として、吐出部600のノズル近傍に付着した紙粉等の異物をワイパー(図示省略)により拭き取るワイピング処理を行うためのワイピング機構82を有していてもよい。

ヘッドユニット20は、吐出選択部70と、複数の吐出部600(m個の吐出部600)からなる吐出部群と、を有している。なお、ヘッドユニット20が駆動回路50−a,50−b備えていてもよい。ヘッドユニット20には、複数のフレキシブルフラットケーブル190がそれぞれ接続される複数の接続部203が設けられており、各々のフレキシブルフラットケーブル190が接続部203に接続された状態で、複数の信号線194を伝搬して複数の信号出力端子195から出力される各種の信号が吐出選択部70などに供給される。

吐出選択部70は、制御部100から送信されたクロック信号Sck、データ信号Data及び制御信号LAT,CHが入力される。本実施形態では、データ信号Dataは、印刷データSIとプログラムデータSPとを含む。印刷データSIは、m個の吐出部600の各々の吐出動作によって印刷媒体Pに形成されるドットの大きさ(階調)を規定するデータである。後述するように、本実施形態では、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録(ドットなし)」の4階調が規定される。また、プログラムデータSPは、駆動信号COM−A,COM−Bから、吐出部600が有する圧電素子60に印加される駆動パルス(波形)を選択するためのデータである。

吐出選択部70は、プログラムデータSPを保持するSPシフトレジスターと、印刷データSIを保持するSIシフトレジスターとを備えている。そして、吐出選択部70は、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、データ信号Dataに含まれる印刷データSI及びプログラムデータSPを、SIシフトレジスター及びSPシフトレジスターによって1ビットずつシリアル転送し、保持する。

また、吐出選択部70は、SIシフトレジスター及びSPシフトレジスターにおいて転送されて保持された印刷データSI及びプログラムデータSP並びに制御信号LAT,C
Hに基づき、駆動信号COM−A,COM−Bに含まれる波形を選択し、選択した波形を含むm個の駆動信号Vout(Vout−1〜Vout−m)をm個の吐出部600にそれぞれ印加する。このように、吐出選択部70は、制御信号(クロック信号Sck、データ信号Data及び制御信号LAT,CH)を受けて、液体を吐出する吐出部600を選択し、駆動信号COM−A,COM−Bの印加の可否を切換える。

m個の吐出部600は、駆動信号Vout(Vout−1〜Vout−m)が印加されることにより複数の大きさの液滴を吐出可能である。具体的には、吐出選択部70は、印刷媒体Pの表面に画像データに応じた画像が形成されるように、m個の吐出部600に対して、それぞれ4階調(「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」)のいずれかに相当するm個の駆動信号Vout(Vout−1〜Vout−m)を印加する。

1−3.吐出部の構成
次に、圧電素子60への駆動信号Voutの印加によってインクを吐出させるための吐出部600の構成について簡単に説明する。図3は、ヘッドユニット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3に示されるように、ヘッドユニット20において、吐出部600は、圧電素子60と振動板621とキャビティー(圧力室)631とノズル651とを含む。このうち、振動板621は、図において上面に設けられた圧電素子60によって変位(屈曲振動)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に連通する開孔部である。キャビティー631は、内部に液体(例えば、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内の液体を液滴として吐出する。

図3で示される圧電素子60は、圧電体601を一対の電極611、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、612により印加された電圧に応じて、電極611、612、振動板621とともに図3において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。具体的には、圧電素子60は、駆動信号Voutの電圧が高くなると、上方向に撓む一方、駆動信号Voutの電圧が低くなると、下方向に撓む構成となっている。この構成において、上方向に撓めば、キャビティー631の内部容積が拡大するので、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ので、縮小の程度によっては、インクがノズル651から吐出される。

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液体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。

1−4.吐出部の駆動信号の構成
図4aは、ノズル651の配列の一例を示す図である。図4aに示されるように、ノズル651は、例えば6列で次のように配列している。詳細には、1列分でみたとき、複数個のノズル651が副走査方向に沿ってピッチPvで配置する一方、2列ずつの各組(右端の2列、中央の2列、左端の2列)では、主走査方向にピッチPhだけ離間して、かつ、副走査方向にピッチPvの半分だけシフトした関係となっている。

なお、ノズル651は、カラー印刷する場合には、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)などの各色に対応したパターンが例えば主走査方向に沿っ
て設けられるが、以下の説明では、簡略化するために、単色で階調を表現する場合について説明する。

図4bは、図4aに示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。なお、この図は、説明を簡易化するために、ノズル651からインク滴を1回吐出させて、1つのドットを形成する方法(第1方法)の例であり、黒塗りの丸印がインク滴の着弾により形成されるドットを示している。

ヘッドユニット20が、主走査方向に速度vで移動するとき、同図に示されるように、組をなす2列(図3aに示される、右端の2列、中央の2列、左端の2列)のノズル651からのインク滴の着弾によって形成されるドットの(主走査方向の)間隔Dと、当該速度vとは、次のような関係にある。

すなわち、1回のインク滴の吐出で1ドットが形成される場合、ドット間隔Dは、速度vを、インクの吐出周波数fで除した値(=v/f)、換言すれば、インク滴が繰り返し吐出される周期(1/f)においてヘッドユニット20が移動する距離で示される。

なお、図4a及び図4bの例では、ピッチPhがドット間隔Dに対して係数nで比例する関係にして、2列のノズル651から吐出されるインク滴が、印刷媒体Pにおいて同一列で揃うように着弾させている。このため、図4bに示されるように、副走査方向のドット間隔が、主走査方向のドット間隔の半分となっている。ドットの配列は、図示の例に限られないことは言うまでもない。

ところで、高速印刷を実現するためには、単純には、ヘッドユニット20が主走査方向に移動する速度vを高めればよい。ただし、単に速度vを高めるだけでは、ドットの間隔Dが長くなってしまう。このため、ある程度の解像度を確保した上で、高速印刷を実現するためには、インクの吐出周波数fを高めて、単位時間当たりに形成されるドット数を増やす必要がある。

また、印刷速度とは別に、解像度を高めるためには、単位面積当たりで形成されるドット数を増やせばよい。ただし、ドット数を増やす場合に、インクを少量にしないと、隣り合うドット同士が結合してしまうだけでなく、インクの吐出周波数fを高めないと、印刷速度が低下する。

このように、高速印刷及び高解像度印刷を実現するためには、インクの吐出周波数fを高める必要がある。

一方、印刷媒体P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。

本実施形態では、第2方法によって、1つのドットについては、インクを最多で2回吐出させることで、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」及び「非記録(ドットなし)」の4階調を表現させる。この4階調を表現するために、本実施形態では、2種類の駆動信号COM−A,COM−Bを用意して、それぞれにおいて、1周期に前半パターンと後半パターンとを持たせている。1周期のうち、前半・後半において駆動信号COM−A,COM−Bを、表現すべき階調に応じて選択して(又は選択しないで)、圧電素子60に供給する構成となっている。

図5は、駆動信号COM−A,COM−Bの波形を示す図である。図5に示されるように、駆動信号COM−Aは、制御信号LATが立ち上がってから制御信号CHが立ち上がるまでの期間T1に配置された台形波形Adp1と、制御信号CHが立ち上がってから次に制御信号LATが立ち上がるまでの期間T2に配置された台形波形Adp2とを連続させた波形となっている。期間T1と期間T2からなる期間を印刷の周期Taとして、周期Ta毎に、印刷媒体Pに新たなドットが形成される。

本実施形態において、台形波形Adp1、Adp2とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子60の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子60に対応するノズル651から所定量、具体的には中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。

駆動信号COM−Bは、期間T1に配置された台形波形Bdp1と、期間T2に配置された台形波形Bdp2とを連続させた波形となっている。本実施形態において、台形波形Bdp1、Bdp2とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Bdp1は、ノズル651の開孔部付近のインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波形である。このため、仮に台形波形Bdp1が圧電素子60の一端に供給されたとしても、当該圧電素子60に対応するノズル651からインク滴が吐出されない。また、台形波形Bdp2は、台形波形Adp1(Adp2)とは異なる波形となっている。仮に台形波形Bdp2が圧電素子60の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子60に対応するノズル651から上記所定量よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。

なお、台形波形Adp1,Adp2,Bdp1,Bdp2の開始タイミングでの電圧と、終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Vcで共通である。すなわち、台形波形Adp1,Adp2,Bdp1,Bdp2は、それぞれ電圧Vcで開始し、電圧Vcで終了する波形となっている。

吐出選択部70は、SIシフトレジスター及びSPシフトレジスターにおいて転送されて保持されたデータ信号Data(印刷データSI及びプログラムデータSP)と、制御信号LAT,CHとに基づき、駆動信号COM−A,COM−Bのいずれかの期間T1の波形といずれかの期間T2の波形とを組み合わせて、m個の吐出部600のそれぞれに対して、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」及び「非記録」のいずれか1つに対応する駆動信号Vout(Vout−1〜Vout−m)を印加する。

図6は、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」及び「非記録」のそれぞれに対応する駆動信号Voutの波形を示す図である。

図6に示されるように、「大ドット」に対応する駆動信号Voutは、期間T1における駆動信号COM−Aの台形波形Adp1と期間T2における駆動信号COM−Aの台形波形Adp2とを連続させた波形となっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651から、中程度の量のインクが2回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Pにはそれぞれのインクが着弾し合体して大ドットが形成されることになる。

「中ドット」に対応する駆動信号Voutは、期間T1における駆動信号COM−Aの台形波形Adp1と期間T2における駆動信号COM−Bの台形波形Bdp2とを連続させた波形となっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651から、中程度及び小程度の量のインクが2回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Pにはそれぞれのインクが着弾
し合体して中ドットが形成されることになる。

「小ドット」に対応する駆動信号Voutは、期間T1では圧電素子60が有する容量性によって保持された直前の電圧Vcとなり、期間T2では駆動信号COM−Bの台形波形Bdp2となっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651から、期間T2においてのみ小程度の量のインクが吐出される。このため、印刷媒体Pにはこのインクが着弾して小ドットが形成されることになる。

「非記録」に対応する駆動信号Voutは、期間T1では駆動信号COM−Bの台形波形Bdp1となり、期間T2では圧電素子60が有する容量性によって保持された直前の電圧Vcとなっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651が、期間T2において微振動するのみで、インクは吐出されない。このため、印刷媒体Pにはインクが着弾せず、ドットが形成されない。

本実施形態では、印刷データSIは、m個の吐出部600のそれぞれに対して2ビットの印刷データ(SIH,SIL)を含む、合計2mビットのデータである。より詳細には、印刷データSIは、先頭から順に、1番目の吐出部600に対する2ビットの印刷データ(SIH−1,SIL−1)、2番目の吐出部600に対する2ビットの印刷データ(SIH−2,SIL−2)、・・・、m番目の吐出部600に対する2ビットの印刷データ(SIH−m,SIL−m)によって構成される。

また、本実施形態では、プログラムデータSPは、大ドット、中ドット、小ドット及び非記録の4種類のそれぞれに対して、駆動信号COM−A,COM−Bのそれぞれの期間T1の波形の選択/非選択と期間T2の波形の選択/非選択を規定するための4ビットデータを含む、合計16ビットのデータである。

そして、吐出選択部70は、クロック信号Sckのエッジのタイミングでデータ信号Dataを1ビットずつシフトすることにより、2mビットのSIシフトレジスターに2mビットの印刷データSIを保持するとともに、16ビットのSPシフトレジスターに16ビットのプログラムデータSPを保持する。

また、吐出選択部70は、2mビットのSIシフトレジスターに保持されている2mビットの印刷データSIを、制御信号LATのエッジのタイミングで、2mビットのSIラッチに取り込んで保持する。同様に、吐出選択部70は、16ビットのSPシフトレジスターに保持されている16ビットのプログラムデータSPを、制御信号LATのエッジのタイミングで、16ビットのSPラッチに取り込んで保持する。そして、吐出選択部70は、SIラッチに保持した印刷データSI及びSPラッチに保持したプログラムデータSPに基づき、m個の駆動信号Vout−1〜Vout−mを生成する。

1−5.駆動回路の構成
続いて、駆動回路50−a、50−bについて説明する。このうち、一方の駆動回路50−aについて概略すると、次のようにして駆動信号COM−Aを生成する。すなわち、駆動回路50−aは、第1に、制御部100から供給されるデータdAをアナログ変換し、第2に、出力の駆動信号COM−Aを帰還するとともに、当該駆動信号COM−A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−Aの高周波成分で補正して、当該補正した信号にしたがって変調信号を生成し、第3に、当該変調信号にしたが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−Aとして出力する。

他方の駆動回路50−bについても同様な構成であり、データdBから駆動信号COM−Bを出力する点についてのみ異なる。そこで以下の図7においては、駆動回路50−a、50−bについて区別しないで、駆動回路50として説明する。

ただし、入力されるデータや出力される駆動信号については、dA(dB)、COM−A(COM−B)などと表記して、駆動回路50−aの場合には、データdAを入力して駆動信号COM−Aを出力し、駆動回路50−bの場合には、データdBを入力して駆動信号COM−Bを出力する、ということを表すことにする。

図7は、駆動回路50の回路構成を示す図である。

なお、図7では、駆動信号COM−Aを出力するための構成を示しているが、集積回路装置500については、実際には、2系統の駆動信号COM−AおよびCOM−Bの双方を生成するための回路が1個にパッケージ化されている。

図7に示されるように、駆動回路50は、集積回路装置500や、出力回路550のほか、抵抗やコンデンサーなどの各種素子から構成される。

本実施形態における駆動回路50は、源信号をパルス変調した変調信号を生成する変調部510と、変調信号に基づいて、増幅制御信号を生成するゲートドライバー520と、増幅制御信号に基づいて、変調信号が増幅された増幅変調信号を生成するトランジスター(第1トランジスターM1および第2トランジスターM2)と、増幅変調信号を復調して駆動信号を生成するローパスフィルター560と、駆動信号を変調部510に帰還する帰還回路(第1帰還回路570および第2帰還回路572)と、昇圧回路540と、を備えている。また、駆動回路50は、圧電素子60の駆動信号が印加される端子と異なる端子に信号を印加する第1電源部530を備えていてもよい。

本実施形態における集積回路装置500は、変調部510と、ゲートドライバー520と、を備えている。

集積回路装置500は、制御部100から端子D0〜D9を介して入力した10ビットのデータdA(源信号)に基づいて、第1トランジスターM1および第2トランジスターM2のそれぞれにゲート信号(増幅制御信号)を出力するものである。このため、集積回路装置500は、DAC(Digital to Analog Converter)511と、加算器512、加算器513と、コンパレーター514と、積分減衰器516、減衰器517と、インバーター515と、第1ゲートドライバー521、第2ゲートドライバー522と、第1電源部530と、昇圧回路540と、基準電圧生成部580と、を含む。

基準電圧生成部580は、調整信号に基づいて調整された第1基準電圧DAC_HV(高電圧側基準電圧)と第2基準電圧DAC_LV(低電圧側基準電圧)とを生成し、DAC511に供給する。

DAC511は、駆動信号COM−Aの波形を規定するデータdAを、第1基準電圧DAC_HVと第2基準電圧DAC_LVとの間の電圧の元駆動信号Aaに変換し、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−Aとなる。つまり、元駆動信号Aaは、駆動信号COM−Aの増幅前の目標となる信号である。

積分減衰器516は、端子Vfbを介して入力した端子Outの電圧、すなわち、駆動信号COM−Aを減衰するとともに、積分して、加算器512の入力端(−)に供給する。

加算器512は、入力端(+)の電圧から入力端(−)の電圧を差し引いて積分した電圧の信号Abを加算器513の入力端(+)に供給する。

なお、DAC511からインバーター515までに至る回路の電源電圧は、低振幅の3.3V(電源端子Vddから供給される電圧Vdd)である。このため、元駆動信号Aaの電圧が最大でも2V程度であるのに対し、駆動信号COM−Aの電圧が最大で40Vを超える場合があるので、偏差を求めるにあたって両電圧の振幅範囲を合わせるため、駆動信号COM−Aの電圧を積分減衰器516によって減衰させている。

減衰器517は、端子Ifbを介して入力した駆動信号COM−Aの高周波成分を減衰して、加算器513の入力端(−)に供給する。加算器513は、入力端(+)の電圧から入力端(−)の電圧を減算した電圧の信号Asを、コンパレーター514に供給する。減衰器517による減衰は、積分減衰器516と同様に、駆動信号COM−Aを帰還するにあたって、振幅を合わせるためである。

加算器513から出力される信号Asの電圧は、元駆動信号Aaの電圧から、端子Vfbに供給された信号の減衰電圧を差し引いて、端子Ifbに供給された信号の減衰電圧を減算した電圧である。このため、加算器513による信号Asの電圧は、目標である元駆動信号Aaの電圧から、端子Outから出力される駆動信号COM−Aの減衰電圧を指し引いた偏差を、当該駆動信号COM−Aの高周波成分で補正した信号ということができる。

コンパレーター514は、加算器513による減算電圧に基づいて、次のようにパルス変調した変調信号Msを出力する。詳細には、コンパレーター514は、加算器513から出力される信号Asが電圧上昇時であれば、電圧閾値Vth1以上になったときにHレベルとなり、信号Asが電圧下降時であれば、電圧閾値Vth2を下回ったときにLレベルとなる変調信号Msを出力する。なお、後述するように、電圧閾値は、Vth1>Vth2という関係に設定されている。

コンパレーター514による変調信号Msは、インバーター515による論理反転を経て、第2ゲートドライバー522に供給される。一方、第1ゲートドライバー521には、論理反転を経ることなく変調信号Msが供給される。このため、第1ゲートドライバー521と第2ゲートドライバー522に供給される論理レベルは互いに排他的な関係にある。

第1ゲートドライバー521および第2ゲートドライバー522に供給される論理レベルは、実際には、同時にHレベルとはならないように(第1トランジスターM1および第2トランジスターM2が同時にオンしないように)、タイミング制御してもよい。このため、ここでいう排他的とは、厳密にいえば、同時にHレベルになることがない(第1トランジスター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。

ところで、ここでいう変調信号は、狭義には、変調信号Msであるが、元駆動信号Aaに応じてパルス変調したものと考えれば、変調信号Msの否定信号も変調信号に含まれる。すなわち、元駆動信号Aaに応じてパルス変調した変調信号には、変調信号Msのみな
らず、当該変調信号Msの論理レベルを反転させたものや、タイミング制御されたものが含まれる。

なお、コンパレーター514が変調信号Msを出力するので、当該コンパレーター514またはインバーター515にいたるまでの回路、すなわち、加算器512、加算器513と、コンパレーター514と、インバーター515と、積分減衰器516と、減衰器517と、が変調信号を生成する変調部510に相当する。

第1ゲートドライバー521は、コンパレーター514の出力信号である低論理振幅を高論理振幅にレベルシフトして、端子Hdrから出力する。第1ゲートドライバー521の電源電圧のうち、高位側は、端子Bstを介して印加される電圧であり、低位側は、端子Swを介して印加される電圧である。端子Bstは、コンデンサーC5の一端および逆流防止用のダイオードD10のカソード電極に接続される。端子Swは、第1トランジスターM1におけるソース電極、第2トランジスターM2におけるドレイン電極、コンデンサーC5の他端、および、インダクターL1の一端に接続される。ダイオードD10のアノード電極は、端子Gvdに接続され、昇圧回路340が出力する電圧Vm(例えば7.5V)が印加される。したがって、端子Bstと端子Swとの電位差は、コンデンサーC5の両端の電位差、すなわち電圧Vm(例えば7.5V)におよそ等しい。

第2ゲートドライバー522は、第1ゲートドライバー521よりも低電位側で動作する。第2ゲートドライバー522は、インバーター515の出力信号である低論理振幅(Lレベル:0V、Hレベル:3.3V)を高論理振幅(例えばLレベル:0V、Hレベル:7.5V)にレベルシフトして、端子Ldrから出力する。第2ゲートドライバー522の電源電圧のうち、高位側として、電圧Vm(例えば7.5V)が印加され、低位側として、グラウンド端子Gndを介して電圧ゼロが印加される、すなわちグラウンド端子Gndはグラウンドに接地される。また、端子Gvdは、ダイオードD10のアノード電極に接続される。

第1トランジスターM1および第2トランジスターM2は、例えばNチャンネル型のFET(Field Effect Transistor)である。このうち、ハイサイドの第1トランジスターM1において、ドレイン電極には、電圧Vh(例えば42V)が印加され、ゲート電極が、抵抗R1を介して端子Hdrに接続される。ローサイドの第2トランジスターM2については、ゲート電極が、抵抗R2を介して端子Ldrに接続され、ソース電極が、グラウンドに接地されている。

したがって、第1トランジスターM1がオフ、第2トランジスターM2がオンの時は、端子Swの電圧は0Vとなり、端子Bstには電圧Vm(例えば7.5V)が印加される。一方、第1トランジスターM1がオン、第2トランジスターM2がオフの時は、端子SwにはVh(例えば42V)が印加され、端子BstにはVh+Vm(例えば49.5V)が印加される。

すなわち、第1ゲートドライバー521は、コンデンサーC5をフローティング電源として、第1トランジスターM1および第2トランジスターM2の動作に応じて、基準電位(端子Swの電位)が0V又はVh(例えば42V)に変化するので、Lレベルが0VかつHレベルがVm(例えば7.5V)またはLレベルがVh(例えば42V)かつHレベルがVh+Vm(例えば49.5V)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(端子Gndの電位)が0Vに固定されるので、Lレベルが0VかつHレベルがVm(例えば7.5V)の増幅制御信号を出力する。

インダクターL1の他端は、この駆動回路50で出力となる端子Outであり、当該端子Outから駆動信号COM−Aが、ヘッドユニット20に、フレキシブルフラットケーブル190(図1および図2参照)を介して供給される。

端子Outは、コンデンサーC1の一端と、コンデンサーC2の一端と、抵抗R3の一端と、にそれぞれ接続される。このうち、コンデンサーC1の他端は、グラウンドに接地されている。このため、インダクターL1とコンデンサーC1とは、第1トランジスターM1と第2トランジスターM2との接続点に現れる増幅変調信号を平滑化するローパスフィルター(Low Pass Filter)として機能する。

抵抗R3の他端は、端子Vfbおよび抵抗R4の一端に接続され、当該抵抗R4の他端には電圧Vhが印加される。これにより、端子Vfbには、端子Outから第1帰還回路570(抵抗R3、抵抗R4で構成される回路)を通過した駆動信号COM−Aがプルアップされて帰還されることになる。

一方、コンデンサーC2の他端は、抵抗R5の一端と抵抗R6の一端とに接続される。このうち、抵抗R5の他端はグラウンドに接地される。このため、コンデンサーC2と抵抗R5とは、端子Outからの駆動信号COM−Aのうち、カットオフ周波数以上の高周波成分を通過させるハイパスフィルター(High Pass Filter)として機能する。なお、ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、例えば約9MHzに設定される。

また、抵抗R6の他端は、コンデンサーC4の一端とコンデンサーC3の一端とに接続される。このうち、コンデンサーC3の他端はグラウンドに接地される。このため、抵抗R6とコンデンサーC3とは、上記ハイパスフィルターを通過した信号成分のうち、カットオフ周波数以下の低周波成分を通過させるローパスフィルター(Low Pass Filter)として機能する。なお、LPFのカットオフ周波数は、例えば約160MHzに設定される。

上記ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、上記ローパスフィルターのカットオフ周波数よりも低く設定されているので、ハイパスフィルターとローパスフィルターとは、駆動信号COM−Aのうち、所定の周波数域の高周波成分を通過させるバンドパスフィルター(Band Pass Filter)として機能する。

コンデンサーC4の他端は、集積回路装置500の端子Ifbに接続される。これにより、端子Ifbには、上記バンドパスフィルターとして機能する第2帰還回路572(コンデンサーC2、抵抗R5、抵抗R6、コンデンサーC3およびコンデンサーC4で構成される回路)を通過した駆動信号COM−Aの高周波成分のうち、直流成分がカットされて帰還されることになる。

ところで、端子Outから出力される駆動信号COM−Aは、第1トランジスターM1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およびコンデンサー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−A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およびコンデンサー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。

ただし、端子Vfbを介した帰還経路の遅延量が大であるために、当該端子Vfbを介した帰還のみでは、自励発振の周波数を、駆動信号COM−Aの精度を十分に確保できるほど高くすることができない場合がある。

そこで、本実施形態では、端子Vfbを介した経路とは別に、端子Ifbを介して、駆動信号COM−Aの高周波成分を帰還する経路を設けることによって、回路全体でみたときの遅延を小さくしている。このため、信号Abに、駆動信号COM−Aの高周波成分を加算した信号Asの周波数は、端子Ifbを介した経路が存在しない場合と比較して、駆動信号COM−Aの精度を十分に確保できるほど高くなる。

図8は、信号Asと変調信号Msとの波形を、元駆動信号Aaとの波形と関連付けて示す図である。

この図に示されるように、信号Asは三角波であり、その発振周波数は、元駆動信号Aaの電圧(入力電圧)に応じて変動する。具体的には、入力電圧が中間値である場合に最も高くなり、入力電圧が中間値から高くなるにつれて、または、低くなるにつれて低くなる。

また、信号Asにおいて三角波の傾斜は、入力電圧が中間値付近であれば、上り(電圧の上昇)と下り(電圧の下降)とでほぼ等しくなる。このため、信号Asをコンパレーター514によって電圧閾値Vth1、Vth2と比較した結果である変調信号Msのデューティー比は、ほぼ50%となる。入力電圧が中間値から高くなると、信号Asの下りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号MsがHレベルとなる期間が相対的に長くなって、デューティー比が大きくなる。一方、入力電圧が中間値から低くなるにつれて、信号Asの上りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号MsがHレベルとなる期間が相対的に短くなって、デューティー比が小さくなる。

このため、変調信号Msは、次のようなパルス密度変調信号となる。すなわち、変調信号Msのデューティー比は、入力電圧の中間値でほぼ50%であり、入力電圧が中間値よりも高くなるにつれて大きくなり、入力電圧が中間値よりも低くなるにつれて小さくなる。

第1ゲートドライバー521は、変調信号Msに基づいて第1トランジスターM1をオン/オフさせる。すなわち、第1ゲートドライバー521は、第1トランジスターM1を、変調信号MsがHレベルであればオンさせ、変調信号MsがLレベルであればオフさせる。第2ゲートドライバー522は、変調信号Msの論理反転信号に基づいて第2トランジスターM2をオン/オフさせる。すなわち、第2ゲートドライバー522は、第2トランジスターM2を、変調信号MsがHレベルであればオフさせ、変調信号MsがLレベルであればオンさせる。

したがって、第1トランジスターM1と第2トランジスターM2の接続点における増幅変調信号をインダクターL1およびコンデンサーC1で平滑化した駆動信号COM−Aの電圧は、変調信号Msのデューティー比が大きくなるにつれて高くなり、デューティー比が小さくなるにつれて低くなるので、結果的に、駆動信号COM−A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。

この駆動回路50は、パルス密度変調を用いているので、変調周波数が固定のパルス幅変調と比較して、デューティー比の変化幅を大きく取れる、という利点がある。

すなわち、回路全体で扱うことができる最小の正パルス幅と負パルス幅はその回路特性で制約されるので、周波数固定のパルス幅変調では、デューティー比の変化幅として所定の範囲(例えば10%から90%までの範囲)しか確保できない。これに対し、パルス密度変調では、入力電圧が中間値から離れるにつれて、発振周波数が低くなるため、入力電
圧が高い領域においては、デューティー比をより大きくすることができ、また、入力電圧が低い領域においては、デューティー比をより小さくすることができる。このため、自励発振型パルス密度変調では、デューティー比の変化幅として、より広い範囲(例えば5%から95%までの範囲)を確保することができるのである。

また、駆動回路50は、自励発振であり、他励発振のように高い周波数の搬送波を生成する回路が不要である。このため、高電圧を扱う回路以外の、すなわち集積回路装置500の部分の、集積化が容易である、という利点がある。

加えて、駆動回路50では、駆動信号COM−Aの帰還経路として、端子Vfbを介した経路だけでなく、端子Ifbを介して高周波成分を帰還する経路があるので、回路全体でみたときの遅延が小さくなる。このため、自励発振の周波数が高くなるので、駆動回路50は、駆動信号COM−Aを精度良く生成することが可能になる。

図7に戻り、図7に示される例では、抵抗R1、抵抗R2、第1トランジスターM1、第2トランジスターM2、コンデンサーC5、ダイオードD10およびローパスフィルター560は、変調信号に基づいて増幅制御信号を生成し、増幅制御信号に基づいて駆動信号を生成して容量性負荷(圧電素子60)に出力する出力回路550として構成されている。

第1電源部530は、圧電素子60の駆動信号が印加される端子と異なる端子に信号を印加する。第1電源部530は、例えば、バンドギャップ・リファレンス回路のような定電圧回路で構成される。第1電源部530は、電圧VBSを端子Vbsから出力する。図7に示される例では、第1電源部530は、グラウンド端子Gndのグラウンド電位を基準として電圧VBSを生成する。

昇圧回路540は、ゲートドライバー520に電源供給する。図7に示される例では、昇圧回路540は、グラウンド端子Gndのグラウンド電位を基準として電源端子Vddから供給される電圧Vddを昇圧し、第2ゲートドライバー522の高電位側の電源電圧となる電圧Vmを生成する。昇圧回路540は、チャージポンプ回路やスイッチングレギュレーターなどで構成することができるが、チャージポンプ回路で構成した方が、スイッチングレギュレーターで構成する場合に比べて、ノイズの発生を抑制できる。そのため、駆動回路50は、駆動信号COM−Aをより精度良く生成することが可能になり、圧電素子60に印加される電圧を高精度に制御できるので、液体の吐出精度を向上させることができる。また、ゲートドライバー520の電源生成部をチャージポンプ回路で構成することで小型化したため集積回路装置500に搭載可能となり、ゲートドライバー520の電源生成部を集積回路装置500の外部に構成した場合と比較して、駆動回路50の回路面積を全体として大幅に削減することができる。

1−6.吐出選択部の構成
図9は、吐出選択部70の機能構成を示す図である。図9に示されるように、吐出選択部70は、16ビットのプログラムデータSP(SP−1〜SP−16)をそれぞれ保持するための16個のフリップフロップ(F/F)によって構成される16ビットのSPシフトレジスターを含む。SPシフトレジスターの初段に配置されている、プログラムデータSP−16を保持するためのフリップフロップには、データ信号Dataが入力される。

また、吐出選択部70は、m番目の吐出部600に対する2ビットの印刷データ(SIL−m,SIH−m)、・・・、2番目の吐出部600に対する2ビットの印刷データ(SIL−2,SIH−2)、1番目の吐出部600に対する2ビットの印刷データ(SI
L−1,SIH−1)をそれぞれ保持するための2m個のフリップフロップ(F/F)がこの順に接続された2mビットのSIシフトレジスターを含む。この2mビットのSIシフトレジスターは、16ビットのSPシフトレジスターの後段に配置されている。

そして、SPシフトレジスターを構成する16個のフリップフロップ及び2mビットのSIシフトレジスターを構成する2m個のフリップフロップには、クロック信号Sckが共通に入力され、クロック信号Sckのエッジのタイミングで1ビットずつシフトしながらデータ信号Dataを取り込む。従って、データ信号Dataの転送により、SPシフトレジスター及びSIシフトレジスターに保持されているデータが更新される。

本実施形態では、周期Ta毎に制御部100から送信されるデータ信号Dataは2mビットの印刷データSIと16ビットのプログラムデータSPを含む。また、制御部100から、データ信号Dataの各データと同期して2m+16個のパルスを含むクロック信号Sckが送信される。従って、クロック信号Sckに含まれる最後(2m+16個目)のパルスのタイミングで、SIシフトレジスターには2mビットの印刷データSIが保持されるとともに、SPシフトレジスターには16ビットのプログラムデータSPが保持される。

また、図9に示すように、吐出選択部70は、SP−1ラッチ〜SP−16ラッチによって構成される16ビットのSPラッチを含む。また、吐出選択部70は、SIH−1ラッチ、SIL−1ラッチ、SIH−2ラッチ、SIL−2ラッチ、・・・、SIH−mラッチ、SIL−mラッチによって構成される2mビットのSIラッチを含む。SPラッチを構成するSP−1ラッチ〜SP−16ラッチ、SIラッチを構成するSIH−1ラッチ、SIL−1ラッチ、SIH−2ラッチ、SIL−2ラッチ、・・・、SIH−mラッチ、SIL−mラッチには、制御信号LATが共通に入力される。

そして、制御信号LATのエッジのタイミングで、SPシフトレジスターに保存されているプログラムデータSP(SP−1〜SP−16)はSPラッチ(SP−1ラッチ〜SP−16ラッチ)に取り込まれる。同様に、制御信号LATのエッジのタイミングで、SIシフトレジスターに保存されている2mビットの印刷データSI(SIH−1,SIL−1,SIH−2,SIL−2,・・・,SIH−m,SIL−m)はSIラッチ(SIH−1ラッチ、SIL−1ラッチ、SIH−2ラッチ、SIL−2ラッチ、・・・、SIH−mラッチ、SIL−mラッチ)に取り込まれる。

前述したように、制御部100から、制御信号LATのパルスは、印刷の周期Ta毎に送信される。従って、制御信号LATにより、印刷の周期Ta毎に、SPラッチが保持するプログラムデータSP及びSIラッチが保持する印刷データSIが更新される。図10は、制御ユニット10から吐出選択部70へ供給される各種信号の波形及びSPラッチ、SIラッチの更新タイミングを示す図である。

また、図9に示されるように、吐出選択部70は、m個のデコーダーDEC−1〜DEC−mを含む。m個のデコーダーDEC−1〜DEC−mには、制御信号LAT、制御信号CH及びSP−1ラッチ〜SP−16ラッチに取り込まれたプログラムデータSP−1〜SP−16が共通に入力される。また、i番目(iは1〜mのいずれか)のデコーダーDEC−iには、SIH−iラッチ及びSIL−iラッチに取り込まれた2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が入力される。そして、デコーダーDEC−iは、所定のデコード論理に従い、駆動信号COM−Aの選択/非選択を制御する制御信号Sa−i及び駆動信号COM−Bの選択/非選択を制御する制御信号Sb−iを出力する。本実施形態では、m個のデコーダーDEC−1〜DEC−mのデコード論理は共通である。

制御信号Sa−i又は制御信号Sb−iによって選択された駆動信号COM−A又は駆動信号COM−Bは、トランスミッションゲート(アナログスイッチ)TGa−i,TGb−iを介して、吐出選択部70から駆動信号Vout−iとして出力される。

図9において、SIH−1フリップフロップ、SIL−1フリップフロップ、SIH−1ラッチ、SIL−1ラッチ、デコーダーDEC−1により波形選択信号生成回路71−1が構成され、波形選択信号生成回路71−1は、データ信号Dataに基づいて、駆動信号Vout−1を生成するための制御信号Sa−1,Sb−1を生成する。また、SIH−2フリップフロップ、SIL−2フリップフロップ、SIH−2ラッチ、SIL−2ラッチ、デコーダーDEC−2により波形選択信号生成回路71−2が構成され、波形選択信号生成回路71−2は、データ信号Dataに基づいて、駆動信号Vout−2を生成するための第2の波形選択信号としての制御信号Sa−2,Sb−2を生成する。そして、吐出選択部70は、同様の構成の複数(m個)の波形選択信号生成回路71−1〜71−mを含んでいる。

また、図9において、トランスミッションゲートTGa−1,TGb−1により駆動信号選択回路72−1が構成され、駆動信号選択回路72−1は、制御信号Sa−1,Sb−1に基づいて、駆動信号COM−A,COM−Bに含まれる波形を選択し、選択した波形を含む駆動信号Vout−1を1番目の吐出部600に印加する。また、トランスミッションゲートTGa−2,TGb−2により駆動信号選択回路72−2が構成され、駆動信号選択回路72−2は、制御信号Sa−2,Sb−2に基づいて、駆動信号COM−A,COM−Bに含まれる波形を選択し、選択した波形を含む駆動信号Vout−2を2番目の吐出部600に印加する。そして、吐出選択部70は、同様の構成の複数(m個)の駆動信号選択回路72−1〜72−mを含んでいる。

図11は、デコーダーDEC−iのデコード論理を表すテーブルを示す図である。本実施形態では、図11に示されるように、プログラムデータSP−1〜SP−4は(1,0,1,0)に、プログラムデータSP−5〜SP−8は(1,0,0,1)に、プログラムデータSP−9〜SP−12は(0,0,0,1)に、プログラムデータSP−13〜SP−16は(0,1,0,0)に、それぞれ固定される。

2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(1,1)のときは、制御信号LATが立ち上がってから制御信号CHが立ち上がるまでの期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−1(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−2(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−A(台形波形Adp1)が選択される。また、制御信号CHが立ち上がってから次に制御信号LATが立ち上がるまでの期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−3(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−4(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−A(台形波形Adp2)が選択される。従って、2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(1,1)のときは、図6に示した「大ドット」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。

2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(1,0)のときは、期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−5(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−6(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−A(台形波形Adp1)が選択される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−7(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP
−8(=1)に従ってハイレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−B(台形波形Bdp2)が選択される。従って、2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(1,0)のときは、図6に示した「中ドット」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。

2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(0,1)のときは、期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−9(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−10(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号COM−A,COM−Bのいずれも選択されず、圧電素子60の一端がオープンとなるが、圧電素子60が有する容量性によって、駆動信号Vout−iは直前の電圧Vcに保持される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−11(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−12(=1)に従ってハイレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−B(台形波形Bdp2)が選択される。従って、2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(0,1)のときは、図6に示した「小ドット」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。

2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(0,0)のときは、期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−13(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−14(=1)に従ってハイレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−B(台形波形Bdp1)が選択される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−15(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−16(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号COM−A,COM−Bのいずれも選択されず、圧電素子60の一端がオープンとなるが、圧電素子60が有する容量性によって、駆動信号Vout−iは直前の電圧Vcに保持される。従って、2ビットの印刷データ(SIH−i,SIL−i)が(0,0)のときは、図6に示した「非記録」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。

なお、吐出選択部70は集積回路装置であってもよい。

1−7.フレキシブルフラットケーブル群の構成及びヘッドユニットとフレキシブルフラットケーブル群との接続構造
吐出部600から吐出されたインクの一部は印刷媒体Pに着弾する前に、ミストとなって空中に浮遊し、また、印刷媒体P上に着弾したインクも印刷媒体P上で固化する前に再浮遊してミストとなる。このように浮遊するミストは、制御ユニット10からヘッドユニット20へと、非常に高い電圧(例えば、42V)の駆動信号COM−A,COM−Bを供給し、また、液体吐出装置1の筐体内の各部と擦れることにより静電気を生じるフレキシブルフラットケーブル190に付着しやすい。そして、フレキシブルフラットケーブル190に付着したミストが凝集して液滴となり、ヘッドユニット20の内部に侵入すると、吐出選択部70等の回路に電気的不具合が生じ、当該回路が破壊されてしまうおそれもある。

そこで、本実施形態では、吐出された液体のヘッドユニット内部への侵入を効果的に抑止するために、フレキシブルフラットケーブル群200の構成や、ヘッドユニット20とフレキシブルフラットケーブル群200との接続構造を工夫している。

図12a、図12b及び図12cは、フレキシブルフラットケーブル群200に含まれるフレキシブルフラットケーブル190の端部(ヘッドユニット20と接続される側の端部)付近の構造を示す図である。図12aはフレキシブルフラットケーブル190の第1
面191の平面図であり、図12bはフレキシブルフラットケーブル190の第1面191の裏側の第2面192の平面図である。また、図12cは、図12a及び図12bのA−A’で切断したフレキシブルフラットケーブル190の断面図である。

フレキシブルフラットケーブル190は、例えば、一定間隔で並ぶ複数の芯線を挟むように2枚のフィルムテープが圧着されて構成されている。従って、フレキシブルフラットケーブル190の第1面191及び第2面192には、それぞれ、複数の芯線に沿って凹凸が存在する。すなわち、フレキシブルフラットケーブル190は、第1面191及び第2面192に溝193を有している。図12cに示されるように、複数の芯線は、それぞれ信号線194(図2参照)として機能し、その一部は、駆動信号線194D(図2参照)や制御信号線194C(図2参照)として機能する。

また、図12aに示されるように、フレキシブルフラットケーブル190の第1面191の端部付近では、複数の芯線は、フィルムテープによって覆われていない剥き出しの状態になっており、複数の信号出力端子195が形成されている。すなわち、フレキシブルフラットケーブル190の第1面191には、駆動信号出力端子195D(図2参照)や制御信号出力端子195C(図2参照)を含む複数の信号出力端子195が設けられている。

一方、図12bに示されるように、フレキシブルフラットケーブル190の第2面192には、駆動信号出力端子195D(図2参照)や制御信号出力端子195C(図2参照)を含む複数の信号出力端子195が設けられていない。また、フレキシブルフラットケーブル190の第2面192の端部は、フィルムテープによって覆われており、端部付近のフィルムテープには補強板196が接着されている。すなわち、フレキシブルフラットケーブル190の第2面192には信号出力端子195は設けられておらず、補強板196が設けられている。補強板196によりフレキシブルフラットケーブル190の端部の厚みが増し、フレキシブルフラットケーブル190の端部とヘッドユニット20の接続部203(図2参照)との接続が容易になるとともに、接続された状態では接続部203における隙間が無くなり、フレキシブルフラットケーブル190が外れにくくなる。補強板196は、例えば、プラスチックで構成されており、フレキシブルフラットケーブル190よりも高い撥水性を有する。また、補強板196は、その表面が平坦であり、溝を有していない。

前述の通り、制御ユニット10で生成される各種の信号は複数のフレキシブルフラットケーブル190を含むフレキシブルフラットケーブル群200によってヘッドユニット20に供給される。以下では、各種の信号が、ともに図12a、図12b及び図12cに示された構造を有する2本のフレキシブルフラットケーブル190(第1のフレキシブルフラットケーブル190a及び第2のフレキシブルフラットケーブル190b)を有するフレキシブルフラットケーブル群200によってヘッドユニット20に供給されるものとして説明する。

図13aは、フレキシブルフラットケーブル群200の端部(ヘッドユニット20と接続される側の端部)付近の斜視図である。また、図13bは、フレキシブルフラットケーブル群200の端部(ヘッドユニット20と接続される側の端部)を示す図である。図13a及び図13bに示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190aは、第1面191aに複数の信号出力端子195aが設けられ、第2面192aに補強板196aが設けられている。同様に、第2のフレキシブルフラットケーブル190bは、第1面191bに複数の信号出力端子195bが設けられ、第2面192bに補強板196bが設けられている。そして、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bとが対向し、第1
のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bとが並行するように配置されている。

また、フレキシブルフラットケーブル群200は、第1のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bとの間に設けられている液体吸収部材210を含む。具体的には、液体吸収部材210は、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bとの間に、当該第1面191a及び第1面191aに接触し、かつ、信号出力端子195aや信号出力端子195bと接触しない位置(離れた位置)に設けられている。好ましくは、液体吸収部材210は、信号出力端子195aや信号出力端子195bになるべく近い位置に設けられる。液体吸収部材210は、液体を吸収することができる部材であればよく、例えば、スポンジ、綿、パルプ、布等であってもよい。特に、液体吸収部材210としては、液体の吸収力が高い部材であるスポンジが好適である。

フレキシブルフラットケーブル群200は、以上のように構成されている。

図14a、図14b及び図14cは、ヘッドユニット20の構造を示す図である。図14aはヘッドユニット20の斜視図(透視図)であり、図14bは、フレキシブルフラットケーブル群200と接続されるヘッドユニット20の接続面を示す図であり、図14cはヘッドユニット20の側面図(透視図)である。

図14a、図14b及び図14cに示されるように、ヘッドユニット20は、上面(印刷媒体Pと反対側の面)に不図示の吐出選択部70等が搭載されている基板202と、ヘッド部204と、これらを収容する筐体201と、ヘッドユニット20(筐体201)の側面に設けられた2つの接続部203(図2参照)としての第1の接続部203a及び第2の接続部203bと、を含む。

ヘッド部204は、図3に示される構造を有し、基板202の下面(印刷媒体Pと同じ側の面)に取り付けられている。ヘッド部204の下部(印刷媒体P側の端部)には、液体が吐出される吐出口としてのノズル651を有するプレートであるノズルプレート632が設けられている(図3参照)。すなわち、ヘッドユニット20(筐体201)の下面(印刷媒体Pと対向する面)は、液体が吐出される吐出口が設けられている吐出面20Xである。

第1の接続部203aは、第1のフレキシブルフラットケーブル190aと接続され、第2の接続部203bは第2のフレキシブルフラットケーブル190bと接続される。第1の接続部203aは、開口部を有し、その上面に第1のフレキシブルフラットケーブル190aの信号出力端子195aと同じ数の信号入力端子205aが設けられている。同様に、第2の接続部203bは、開口部を有し、その下面に第2のフレキシブルフラットケーブル190bの信号出力端子195bと同じ数の信号入力端子205bが設けられている。

図15a及び図15bは、ヘッドユニット20の接続部203(第1の接続部203a及び第2の接続部203b)にフレキシブルフラットケーブル群200(第1のフレキシブルフラットケーブル190a及び第2のフレキシブルフラットケーブル190b)が接続された状態を示す図である。図15aはフレキシブルフラットケーブル群200が接続されたヘッドユニット20の斜視図(透視図)であり、図15bはフレキシブルフラットケーブル群200が接続されたヘッドユニット20の側面図(透視図)である。

図15a及び図15bに示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190
aの端部(信号出力端子195aが設けられた端部)とヘッドユニット20の第1の接続部203aの開口部とが嵌合し、ヘッドユニット20に第1のフレキシブルフラットケーブル190aが接続される。そして、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aに設けられた複数の信号出力端子195aとヘッドユニット20の第1の接続部203aに設けられた複数の信号入力端子205aとがそれぞれ接触する。同様に、第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端部(信号出力端子195bが設けられた端部)とヘッドユニット20の第2の接続部203bの開口部とが嵌合し、ヘッドユニット20に第2のフレキシブルフラットケーブル190bが接続される。そして、第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bに設けられた複数の信号出力端子195bとヘッドユニット20の第2の接続部203bに設けられた複数の信号入力端子205bとがそれぞれ接触する。これにより、制御部100と吐出選択部70とが、電気的に接続され、制御ユニット10からの各種信号が、第1のフレキシブルフラットケーブル190a又は第2のフレキシブルフラットケーブル190bを介して吐出選択部70に供給される。

このようにフレキシブルフラットケーブル群200が接続された状態で、ヘッドユニット20が摺動しながら液体を吐出することで、印刷媒体Pの表面に画像が形成される。このとき、ヘッドユニット20が摺動することで生じる気流により、印刷媒体Pに着弾した液体がミスト化して浮遊する。このミスト化した液体は、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bに付着する。そして、ヘッドユニット20の摺動に伴って第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bが揺れるため、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bに付着したミストが凝縮して液滴となり、ヘッドユニット20の第1の接続部203aや第2の接続部203bの方向に流れやすい。

そこで、本実施形態では、図15a及び図15bに示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bとの間に液体吸収部材210が設けられており、当該第1面191aや第1面191bに付着して第1の接続部203aや第2の接続部203bの方向に流れる液体は、液体吸収部材210によって吸収される。そして、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bにおいて、駆動信号出力端子195Dと制御信号出力端子195Cを含む複数の信号出力端子195a,195bは、第1面191a,191bに設けられているので液体吸収部材210の作用によって、液体が到達しにくい。そのため、これらの端子に液体が付着することによって生じる短絡などの電気的不具合が生じにくい。

なお、液体吸収部材210の長さや幅は適宜選択可能であるが、信号出力端子195a,195bへの液体の付着をより確実に抑止するためには、液体吸収部材210の幅が第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bの幅(短手方向の長さ)と同じかそれ以上であることが好ましい。また、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bへの液体の付着を抑止するためには、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bの駆動に影響が出ない範囲で、液体吸収部材210はできるだけ長い方が好ましい。また、液体吸収部材210は1つであってもよいし、複数であってもよい。

また、ヘッドユニット20の複数の接続部203のうちヘッドユニット20の吐出面20Xに最も近い第1の接続部203aに接続される第1のフレキシブルフラットケーブル190aに、ミスト化した液体が最も付着しやすい。そこで、本実施形態では、図15b
に示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190aは、第1面191aが吐出面20Xと反対側を向き、第2面192aが吐出面20Xと同じ側を向くように、第1の接続部203aに接続されている。換言すれば、第1の接続部203aでは、ヘッドユニット20の吐出面20Xと垂直な方向Uにおいて、吐出面20Xと第1面191aとの間に第2面192aが位置するように、ヘッドユニット20に第1のフレキシブルフラットケーブル190aが接続されている。すなわち、第1のフレキシブルフラットケーブル190aは、第2面192aが印刷媒体Pと対向し、第1面191aが印刷媒体Pと対向しないように、第1の接続部203aに接続されている。従って、ヘッドユニット20の吐出面20Xに設けられている吐出口から吐出される液体の一部はミスト化して第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第2面192aに付着しやすく、第1面191aには付着しにくい。そして、第1のフレキシブルフラットケーブル190aにおいて、複数の信号出力端子195aは、第1面191aに設けられているので液体が付着しにくい。そのため、これらの端子に液体が付着することによって生じる短絡などの電気的不具合が生じにくい。

さらに、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第2面192aに付着した液体は、第2面192aの溝を伝って第1の接続部203aの方向に流れやすいが、第2面192aには補強板196aが設けられているので、補強板196aによって第1の接続部203aへの進路が妨害されることになる。さらに、仮に、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第2面192aに付着した液体が補強板196aの表面(印刷媒体Pと対向する面)に到達し、あるいは、ミスト化した液体が、直接、補強板196aの表面に付着しても、補強板196aには溝がないので、溝を伝って第1の接続部203aへと導かれることがない。また、凝集して重量を増した液体は、補強板196aの高い撥水性によって第1の接続部203aに到達する前に落下しやすい。

このように、第1実施形態に係る液体吐出装置1によれば、フレキシブルフラットケーブル群200の構成やヘッドユニット20とフレキシブルフラットケーブル群200との接続構造を工夫することで、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

また、第1実施形態に係る液体吐出装置1によれば、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第2面192aに設けられた補強板196aがヘッドユニット20への液体の侵入を防ぐための部材として兼用されるので、液体吸収部材210以外にヘッドユニット20を液体から保護するための専用の部材を用いなくても、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

2.第2実施形態
第2実施形態の液体吐出装置1は、第1実施形態の液体吐出装置1と同様の構成を有し、さらに、信号出力端子195a,195bや信号入力端子205a,205bに液体がより到達しにくくなるように、フレキシブルフラットケーブル群200の構成を工夫している。

図16aは、第2実施形態におけるフレキシブルフラットケーブル群200が接続されたヘッドユニット20の斜視図(透視図)であり、図15bは第2実施形態におけるフレキシブルフラットケーブル群200が接続されたヘッドユニット20の側面図(透視図)である。

図16a及び図16bに示されるように、第2実施形態におけるフレキシブルフラットケーブル群200は、第1のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bとを係止する係止部220を含む。具体的には、係止部22
0は、液体吸収部材210の近い位置において、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bとが密着するように設けられる。好ましくは、係止部220は、液体吸収部材210になるべく近い位置に設けられる。係止部220は、例えば、第1のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bとを、第1面191aと第1面191bとが密着するように束ねる各種のバンド(結束バンドやゴムバンド等)であってもよいし、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bとを接着させる接着剤や粘着テープ等であってもよい。

このようにフレキシブルフラットケーブル群200が接続された状態で、ヘッドユニット20が摺動しながら液体を吐出すると液体がミスト化して浮遊するが、ミスト化した液体は、係止部220によって第1面191aと第1面191bとか密着した部分に入り込みにくい。また、第1面191aや第1面191bにおいて、ヘッドユニット20に対して当該密着した部分よりも遠い側に付着して第1の接続部203aや第2の接続部203bの方向に流れる液体は、当該密着した部分を通過することが困難である。仮に、液体が、当該密着した部分を通過できたとしても、あるいは、液体が係止部220と液体吸収部材210との間の第1面191aや第1面191bに直接付着したとしても、第1の接続部203aや第2の接続部203bの方向に流れる液体は、液体吸収部材210によって吸収される。従って、信号出力端子195a,195bや信号入力端子205a,205bには、液体が到達しにくい。そのため、これらの端子に液体が付着することによって生じる短絡などの電気的不具合が生じにくい。このように、第2実施形態に係る液体吐出装置1によれば、吐出された液体に起因する電気的不具合を効果的に抑止することができる。

さらに、係止部220によって、第1のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bとがまとまった状態でヘッドユニット20が摺動するので、第1のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bとの擦れによる静電気の発生が抑止される。その結果として、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bに液体が付着しにくくなるとともに、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bが発生させる静電気による制御ユニット10やヘッドユニット20への影響も抑止することができる。このように、第2実施形態に係る液体吐出装置1によれば、第1のフレキシブルフラットケーブル190aや第2のフレキシブルフラットケーブル190bが発生させる静電気に起因する電気的不具合も効果的に抑止することができる。

なお、係止部220の長さや数は適宜選択可能であるが、信号出力端子195a,195bへの液体の付着をより確実に抑止するためには、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第1面191bとが密着する部分ができるだけ多くなることが好ましい。また、液体吸収部材210と係止部220との位置関係についても適宜選択可能であり、係止部220が液体吸収部材210よりも信号出力端子195a,195bに近い位置に設けられていてもよい。この場合、係止部220は、信号出力端子195aと信号出力端子195bとが接触しない範囲で、信号出力端子195a,195bになるべく近い位置に設けられるのが好ましい。また、液体吸収部材210は、係止部220になるべく近い位置に設けられるのが好ましい。

3.第3実施形態
第1実施形態の液体吐出装置1では、フレキシブルフラットケーブル群200の構成や
ヘッドユニット20とフレキシブルフラットケーブル群200との接続構造や第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第2面192aに設けられた補強板196aにより、ヘッドユニット20の第1の接続部203aや第2の接続部203bに液体が侵入するおそれは小さいが、仮に侵入する場合、第1の接続部203aや第2の接続部203bにおいて、最も細く、かつ、矩形状になっている両端から侵入しやすい。すなわち、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの端部や第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端部において両端に設けられている信号出力端子195a,195bやヘッドユニット20の第1の接続部203aや第2の接続部203bにおいて両端に設けられている信号入力端子205a,205bに液体が到達しやすい。逆に、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの端部や第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端部において中央付近に設けられている信号出力端子195a,195bやヘッドユニット20の第1の接続部203aや第2の接続部203bにおいて中央付近に設けられている信号入力端子205a,205bには液体が到達しにくい。

そこで、第3実施形態の液体吐出装置1は、第1実施形態の液体吐出装置1と同様の構成を有し、さらに、仮に、信号出力端子195a,195bや信号入力端子205a,205bに液体が到達しても、吐出選択部70等が破壊されにくいように、複数の信号出力端子195a,195bへの各種信号の割り当てを工夫している。

図17は、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの信号出力端子195aあるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bの信号出力端子195bへの信号の割り当ての一例を示す図である。図17において、左欄の1〜29は信号出力端子195aあるいは信号出力端子195bの端子番号であり、右欄は割り当てられる信号名である。例えば、図13bに示されるフレキシブルフラットケーブル群200において、端子番号1〜29の各信号出力端子195aや信号出力端子195bは左端から順に設けられている。また、図14bに示されるヘッドユニット20においては、図17の端子番号1〜29の各信号出力端子195a,195bに対応する各信号入力端子205a,205bが右端から順に設けられている。

図17に示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの端部あるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端部において、液体が到達しにくい中央に近い(端から遠い)端子番号10,12,14,16,18,20の6つの信号出力端子195a,195bから、高電圧の駆動信号COM−A又はCOM−Bが出力される。すなわち、第1のフレキシブルフラットケーブル190aあるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bにおいて、駆動信号線194Dは、複数の信号線194のうち、端(短辺方向の端)に位置する信号線194以外の信号線194であり、好ましくは、中央付近に位置する信号線194である。従って、第3実施形態の液体吐出装置1によれば、駆動信号線194Dが他の信号線194等と短絡して吐出選択部70等の回路に高電圧が印加されることによる破壊を効果的に抑止することができる。

また、図17に示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの端部あるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端部において、液体が到達しやすい両端にある端子番号1,29の2つの信号出力端子195a,195bからは、共に低電圧のグラウンド信号GNDが出力される。すなわち、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの端(短辺方向の端)あるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端に位置する信号線はグラウンド線である。従って、第3実施形態の液体吐出装置1によれば、仮に、第1のフレキシブルフラットケーブル190aあるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bにおいて最も端にある信号出力端子195a,195b(グラウンド信号出力端子)に液体が到達し、グラウンド線と他の信号線194とが短絡しても、吐出選択部70等の回路に高電圧が印加されないので破壊されにくく、回路への
影響を小さくすることができる。

また、図17に示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの端部あるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端部において、駆動信号COM−A又はCOM−Bが出力される端子番号10,12,14,16,18,20の6つの信号出力端子195a,195bと両端にある端子番号1,29の2つの信号出力端子195a,195bとの間にある、端子番号2〜9,21〜29の各信号出力端子195a,195bからは、いずれも駆動信号COM−A,COM−Bよりも低い電圧の信号である、クロック信号Sck、データ信号Data、制御信号LAT,CH、電圧VBS又はグラウンド信号GNDが出力される。すなわち、第1のフレキシブルフラットケーブル190aあるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bにおいて、駆動信号線194Dと端(短辺方向の端)に位置する信号線194との間には駆動信号COM−A,COM−Bよりも低い電圧の信号が伝搬する信号線194が設けられている。従って、第3実施形態の液体吐出装置1によれば、仮に、第1のフレキシブルフラットケーブル190aあるいは第2のフレキシブルフラットケーブル190bにおいて最も端にある信号出力端子195a,195b(グラウンド信号出力端子)に液体が到達し、グラウンド線とその近くにある低電圧の信号が伝搬する他の信号線194とが短絡しても、吐出選択部70等の回路に高電圧が印加されないので破壊されにくく、回路への影響を小さくすることができる。

4.第4実施形態
第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態の液体吐出装置1では、仮に、吐出された液体に起因して短絡が生じた場合に、その状態で、ヘッドユニット20に各種の信号が供給され続けると、ヘッドユニット20の内部の回路の故障や誤吐出などが発生するおそれがある。そこで、第4実施形態の液体吐出装置1は、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態の液体吐出装置1と同様の構成を有し、さらに、フレキシブルフラットケーブル190の信号線194が短絡した場合に、制御ユニット10からヘッドユニット20への各種信号の供給を停止するための構成を有する。

図18は、第4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18において、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付しており、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態と重複する説明は省略する。図7に示されるように、第4実施形態の液体吐出装置1では、フレキシブルフラットケーブル190は、短絡を検出するための短絡検出端子197を含む。また、制御部100は、短絡検出端子197に基づいて短絡を検出する短絡検出部101を含む。そして、短絡検出部101が短絡を検出すると、制御ユニット10からヘッドユニット20への駆動信号(駆動信号COM−A,COM−B)や制御信号(クロック信号Sck、データ信号Data、制御信号LAT,CHなど)の供給が停止する。

図19は、第4実施形態におけるフレキシブルフラットケーブル群200の端部(ヘッドユニット20と接続される側の端部)を示す図である。図19において、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付しており、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態と重複する説明は省略する。

図19に示されるように、第1のフレキシブルフラットケーブル190aは、第1面191aに短絡検出端子197aが設けられている。第1面191aにおける短絡検出端子197aの位置や数は任意であるが、前述の通り、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの端部において両端に液体が到達しやすいため、好ましくは、図19に示されるように、両端に2つの短絡検出端子197aが設けられる。同様に、第2のフレキシブルフラットケーブル190bは、第1面191bに短絡検出端子197bが設けられている
。第1面191bにおける短絡検出端子197bの位置や数は任意であるが、前述の通り、第2のフレキシブルフラットケーブル190bの端部において両端に液体が到達しやすいため、好ましくは、図19に示されるように、両端に2つの短絡検出端子197bが設けられる。

例えば、短絡検出部101は、短絡検出端子197aと接続されている信号線194に一定電圧を供給し、当該信号線194の電圧を監視するとともに、短絡検出端子197bと接続されている信号線194に一定電圧を供給し、当該信号線194の電圧を監視する。短絡検出端子197aが信号出力端子195aと短絡した場合、短絡検出端子197aと接続されている信号線194の電圧が変化するため、短絡検出部101は、当該信号線194の電圧を監視することで短絡を検出することができる。同様に、短絡検出端子197bが信号出力端子195bと短絡した場合、短絡検出端子197bと接続されている信号線194の電圧が変化するため、短絡検出部101は、当該信号線194の電圧を監視することで短絡を検出することができる。

そして、短絡検出部101が短絡検出端子197a又は短絡検出端子197bの短絡を検出した場合、制御部100は、駆動回路50−a,50−bを制御して駆動信号(駆動信号COM−A,COM−B)の出力を停止させるとともに、制御信号(クロック信号Sck、データ信号Data、制御信号LAT,CHなど)の出力を停止する。

短絡検出端子197aとして信号出力端子195aが兼用されてもよい。同様に、短絡検出端子197bとして信号出力端子195bが兼用されてもよい。例えば、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの信号出力端子195aへの信号の割り当てや、第2のフレキシブルフラットケーブル190bの信号出力端子195bへの信号の割り当てが図17のような場合を考える。この場合、端子番号1,29の信号出力端子195aや信号出力端子195bからは一定電圧のグラウンド信号が出力されるため、短絡検出端子197aや短絡検出端子197bとして兼用可能である。また、端子番号1,29の信号出力端子195aや信号出力端子195bの隣にある端子番号2,28の信号出力端子195aや信号出力端子195bからはクロック信号Sckが出力される。従って、ヘッドユニット20の第1の接続部203a又は第2の接続部203bに侵入した液体によりこれらの隣り合う2つの端子間で短絡が生じると、端子番号1,29の信号出力端子195aと接続される信号線194や信号出力端子195bと接続される信号線194は、クロック信号Sckの周期に合わせて電圧が変化する。短絡検出部101は、この電圧の変化を捉えることで短絡を検出することができる。

なお、図18では、短絡検出部101は、制御ユニット10に設けられているが、ヘッドユニット20に設けられていてもよい。また、第1のフレキシブルフラットケーブル190aには短絡検出端子197aが設けられており、かつ、第2のフレキシブルフラットケーブル190bには短絡検出端子197bが設けられていなくてもよい。逆に、第2のフレキシブルフラットケーブル190bには短絡検出端子197bが設けられており、かつ、第1のフレキシブルフラットケーブル190aには短絡検出端子197aが設けられていなくてもよい。

第4実施形態の液体吐出装置1によれば、短絡検出部101が短絡を検出した場合には、ヘッドユニット20に高電圧の駆動信号(駆動信号COM−A,COM−B)や吐出部600による吐出を制御する制御信号(クロック信号Sck、データ信号Data、制御信号LAT,CHなど)が供給されなくなるので、ヘッドユニット20の内部の回路の故障や誤吐出を抑止することができる。

5.変形例
上記の各実施形態では、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第2面192aに補強板196aが設けられているが、補強板196aは無くてもよい。同様に、上記実施形態では、第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第2面192bに補強板196bが設けられているが、補強板196bは無くてもよい。

また、上記の各実施形態では、ヘッドユニット20の第2の接続部203bにおいて、複数の信号入力端子205bは、開口部の下面に設けられているが、上面に設けられていてもよい。すなわち、フレキシブルフラットケーブル群200において、第1のフレキシブルフラットケーブル190aの第1面191aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの第2面192bとが対向し、当該第1面191aと第2面192bとの間に液体吸収部材210が設けられていてもよい。

また、フレキシブルフラットケーブル群200は、第1のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190bの配置が入れ替わり、かつ、ヘッドユニット20の第1の接続部203aと第2の接続部203bの配置が入れ替わった構成でもよい。すなわち、第1のフレキシブルフラットケーブル190aが接続される第1の接続部203aは、ヘッドユニット20の吐出面20Xに最も近い位置になくてもよい。

また、上記の各実施形態では、フレキシブルフラットケーブル群200は、2つのフレキシブルフラットケーブル190(第1のフレキシブルフラットケーブル190aと第2のフレキシブルフラットケーブル190b)を含むが、3つ以上のフレキシブルフラットケーブル190を含んでいてもよい。

以上、本実施形態あるいは変形例について説明したが、本発明はこれら本実施形態あるいは変形例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、上記の各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

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、方法および結果が同一の構成、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。

1…液体吐出装置、2…移動体、3…移動機構、4…搬送機構、10…制御ユニット、20…ヘッドユニット、20X…吐出面、24…キャリッジ、31…キャリッジモーター、32…キャリッジガイド軸、33…タイミングベルト、35…キャリッジモータードライバー、40…プラテン、41…搬送モーター、42…搬送ローラー、45…搬送モータードライバー、50,50−a,50−b…駆動回路、60…圧電素子、70…吐出選択部、71−1〜71−m…波形選択信号生成回路、72−1〜72−m…駆動信号選択回路、80…メンテナンスユニット、81…クリーニング機構、82…ワイピング機構、100…制御部、190…フレキシブルフラットケーブル、190a…第1のフレキシブルフラットケーブル、190b…第2のフレキシブルフラットケーブル、191,191a,191b…第1面、192,192a,192b…第2面、193…溝、194…信号線、194C…制御信号線、194D…駆動信号線、195,195a,195b…信号出力端子、196,196a,196b…補強板、197,197a,197b…短絡検出端子、200…フレキシブルフラットケーブル群、201…筐体、202…基板、203
…接続部、203a…第1の接続部、203b…第2の接続部、204…ヘッド部、205a,205b…信号入力端子、210…液体吸収部材、220…係止部、500…集積回路装置、510…変調部、511…DAC、512,513…加算器、514…コンパレーター、515…インバーター、516…積分減衰器、517…減衰器、520…ゲートドライバー、521…第1ゲートドライバー、522…第2ゲートドライバー、530…第1電源部、540…昇圧回路、550…出力回路、560…ローパスフィルター、570…第1帰還回路、572…第2帰還回路、580…基準電圧生成部、600…吐出部、601…圧電体、611,612…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

Claims (31)

  1. 第1のフレキシブルフラットケーブルと、
    第2のフレキシブルフラットケーブルと、
    ヘッドユニットと、
    液体吸収部材と、
    を備え、
    前記ヘッドユニットは、
    駆動信号が印加されることにより液体を吐出する吐出部と、
    前記液体が吐出される吐出口が設けられている吐出面と、
    前記第1のフレキシブルフラットケーブルが接続される第1の接続部と、
    前記第2のフレキシブルフラットケーブルが接続される第2の接続部と、
    を含み、
    前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとの間に設けられており、
    前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、
    第1面と、
    前記第1面の裏側の第2面と、
    前記駆動信号が伝搬する駆動信号線と、
    前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記駆動信号を出力する駆動信号出力端子と、
    を含み、
    前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面とが対向し、
    前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面との間に設けられている
    ことを特徴とする液体吐出装置。
  2. 前記ヘッドユニットは、
    制御信号を受けて前記液体を吐出する前記吐出部を選択する吐出選択部を含み、
    前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、
    前記制御信号が伝搬する制御信号線と、
    前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記制御信号を出力する制御信号出力端子と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  3. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとを係止する係止部を含む、
    請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
  4. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、
    前記第2面が前記吐出面と同じ側を向くように、前記第1の接続部に接続されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  5. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、
    前記吐出口からの前記液体の吐出に伴い生じるミストが前記第1面よりも前記第2面に付着しやすいように、前記第1の接続部に接続されている、
    ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  6. 前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルを含む複数のフレキシブルフラットケーブルを備え、
    前記ヘッドユニットは、前記第1の接続部及び前記第2の接続部を含む複数の接続部を含み、
    前記複数のフレキシブルフラットケーブルは、前記複数の接続部にそれぞれ接続され、
    前記第1の接続部は、前記複数の接続部のうち前記吐出面に最も近い、
    ことを特徴とする請求項又はに記載の液体吐出装置。
  7. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、
    前記第2面に設けられている補強板を含む、
    ことを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  8. 前記補強板は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面よりも高い撥水性を有する、
    ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  9. 前記補強板は、溝を有さない、
    ことを特徴とする請求項又はに記載の液体吐出装置。
  10. 前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの少なくとも一方は、
    前記第1面に設けられ、短絡を検出するための短絡検出端子を含む、
    ことを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  11. 前記短絡検出端子に基づいて、前記短絡を検出する短絡検出部を備え、
    前記短絡検出部が前記短絡を検出すると、前記ヘッドユニットへの前記駆動信号の供給が停止する、
    ことを特徴とする請求項10に記載の液体吐出装置。
  12. 前記短絡検出部が前記短絡を検出すると、前記ヘッドユニットへの前記制御信号の供給が停止する、
    ことを特徴とする請求項11に記載の液体吐出装置。
  13. 前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルは、
    複数の信号線を含み、
    前記駆動信号線は、前記複数の信号線のうち、端に位置する信号線以外の信号線である、
    ことを特徴とする請求項乃至12のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  14. 前記端に位置する信号線は、グラウンド線である、
    ことを特徴とする請求項13に記載の液体吐出装置。
  15. 前記駆動信号線と前記端に位置する信号線との間には前記駆動信号よりも低い電圧の信号が伝搬する信号線が設けられている、
    ことを特徴とする請求項13又は14に記載の液体吐出装置。
  16. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面には、前記駆動信号出力端子が設けられていない、
    ことを特徴とする請求項乃至15のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  17. 前記ヘッドユニットは、摺動しながら前記液体を吐出する、
    ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  18. 駆動信号が印加されることにより液体を吐出する吐出部と、
    前記液体が吐出される吐出口が設けられている吐出面と、
    第1の接続部と、
    第2の接続部と、
    を含むヘッドユニットの前記第1の接続部及び前記第2の接続部に接続されるフレキシブルフラットケーブル群であって、
    第1のフレキシブルフラットケーブルと、
    第2のフレキシブルフラットケーブルと、
    液体吸収部材と、
    を含み、
    前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとの間に設けられており、
    前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、
    第1面と、
    前記第1面の裏側の第2面と、
    前記駆動信号が伝搬する駆動信号線と、
    前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記駆動信号を出力する駆動信号出力端子と、
    を含み、
    前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面とが対向し、
    前記液体吸収部材は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面と前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第1面との間に設けられている
    ことを特徴とするフレキシブルフラットケーブル群。
  19. 前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの各々は、
    前記ヘッドユニットに含まれる前記液体を吐出する前記吐出部を選択する吐出選択部を制御する制御信号が伝搬する制御信号線と、
    前記第1面に設けられ、前記ヘッドユニットに前記制御信号を出力する制御信号出力端子と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項18に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  20. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルと前記第2のフレキシブルフラットケーブルとを係止する係止部を含む、
    ことを特徴とする請求項18又は19に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  21. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、
    前記第2面が前記吐出面と同じ側を向くように、前記第1の接続部に接続される、
    ことを特徴とする請求項18乃至20のいずれか1項に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  22. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、
    前記吐出口からの前記液体の吐出に伴い生じるミストが前記第1面よりも前記第2面に付着しやすいように、前記第1の接続部に接続される、
    ことを特徴とする請求項21に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  23. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、
    前記ヘッドユニットに含まれる前記第1の接続部及び前記第2の接続部を含む複数の接続部のうち、前記吐出面に最も近い前記接続部に接続される、
    ことを特徴とする請求項21又は22に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  24. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルは、
    前記第2面に設けられている補強板を含む、
    ことを特徴とする請求項21乃至23のいずれか1項に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  25. 前記補強板は、前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面よりも高い撥水性を有する、
    ことを特徴とする請求項24に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  26. 前記補強板は、溝を有さない、
    ことを特徴とする請求項24又は25に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  27. 前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの少なくとも一方は、
    前記第1面に設けられ、短絡を検出するための短絡検出端子を含む、
    ことを特徴とする請求項21乃至26のいずれか1項に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  28. 前記第1のフレキシブルフラットケーブル及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルは、
    複数の信号線を含み、
    前記駆動信号線は、前記複数の信号線のうち、端に位置する信号線以外の信号線である、
    ことを特徴とする請求項21乃至27のいずれか1項に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  29. 前記端に位置する信号線は、グラウンド線である、
    ことを特徴とする請求項28に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  30. 前記駆動信号線と前記端に位置する信号線との間には前記駆動信号よりも低い電圧の信号が伝搬する信号線が設けられている、
    ことを特徴とする請求項28又は29に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
  31. 前記第1のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面及び前記第2のフレキシブルフラットケーブルの前記第2面には、前記駆動信号出力端子が設けられていない、
    ことを特徴とする請求項18乃至30のいずれか1項に記載のフレキシブルフラットケーブル群。
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