JP6943021B2 - 液体吐出装置及び印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法 - Google Patents

液体吐出装置及び印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法 Download PDF

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本発明は、液体吐出装置及び印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法に関する。
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(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(印刷ヘッド)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従って駆動する。そして、ヘッドは、圧電素子の駆動に従いノズルから所定のタイミングで所定量のインク(液体)を吐出し印刷対象(媒体)にドットを形成する。
このようなインクジェットプリンターでは、例えば、長期間の使用に伴う経年劣化及び故障に対するメンテナンス対応として、交換可能なヘッドを備えた構成が知られている。そして、交換可能なヘッドを備えたインクジェットプリンターでは、ヘッドの交換作業がより確実に行えること、また、ヘッドの交換作業が容易に行えることが求められる。
特許文献1には、ヘッドユニットを着脱可能に備えたインクジェットプリンターが開示されている。
特開平9−254388号公報
しかしながら、特許文献1に開示されているインクジェットプリンターでは、交換されるヘッドユニットに、液体を吐出するヘッドとヘッドを駆動する駆動信号を出力する駆動回路とが含まれている。そのため、ヘッドの交換においてヘッド又は駆動回路のどちらかの交換で良い場合でも、ヘッド及び駆動回路の双方を交換する必要が生じる。したがって、特許文献1に開示されているインクジェットプリンターでは、交換されるヘッドユニットが高価になる。さらに、交換されるヘッドユニットはヘッド及び駆動回路の双方を含むため、構造が複雑となり交換作業の容易性が損なわれる可能性がある。また、特許文献1に開示されているインクジェットプリンターでは、当該ヘッドユニットの交換をより確実に行うために、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、本発明の幾つかの態様によれば、交換可能な印刷ヘッドを備えた液体吐出装置において、印刷ヘッドの交換作業をより確実に行うことを可能とし、さらに印刷ヘッドの交換作業を容易に行うことが可能な液体吐出装置及び印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法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、以下の態様又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、A3短辺幅以上の媒体に対して印刷を行うことが可能
な液体吐出装置であって、駆動素子の駆動により液体を吐出する吐出部を含み交換可能な印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する検出回路と、コネクターが備えられ前記コネクターを介して前記印刷ヘッドと電気的に接続される配線基板と、を含むヘッドユニットと、前記駆動素子を駆動させる駆動信号を出力する駆動回路と、前記配線基板と接続されて前記駆動信号を前記印刷ヘッドに転送するケーブルと、を備える。
「コネクター」は、基板と基板とを接続するボード・トゥ・ボード(Board to Board)コネクターであってもよい。また、「駆動素子」は、例えば圧電素子であってもよいし、発熱素子であってもよい。
本適用例に係る液体吐出装置では、交換可能な印刷ヘッドは当該印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する検出回路とともにヘッドユニットに備えられている。これにより、検出回路は、交換対象である印刷ヘッドの近傍で、印刷ヘッドの交換が可能であることを検出することが可能となる。このため、検出回路は印刷ヘッドの交換が可能であることを精度よく検出することができる。よって、印刷ヘッドの交換作業をより確実に行うことが可能となる。
また、本適用例に係る液体吐出装置では、ケーブルを配線基板と接続し、配線基板と印刷ヘッドとをコネクターで接続することで、印刷ヘッドは、駆動信号が転送されるケーブルの数及び構造等によらず、配線基板に備えられたコネクターにより容易に着脱することが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業を容易に行うことができる。
[適用例2]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記検出回路は前記配線基板に設けられてもよい。
本適用例に係る液体吐出装置では、検出回路は印刷ヘッドと着脱可能なコネクターを備えた配線基板に設けられる。これにより、検出回路は交換可能な印刷ヘッドと配線基板とを電気的に接続するコネクターの近傍で印刷ヘッドの交換が可能であることを検出することができる。したがって前記検出をさらに精度よく行うことが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業をより確実に行うことが可能となる。
また、本適用例に係る液体吐出装置では、検出回路は交換対象の印刷ヘッドには設けられていない。したがって、交換する印刷ヘッドの部品点数が増加することを低減し、交換対象の印刷ヘッドが複雑な構成になることをさらに低減することが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業の容易性が損なわれる可能性が低減される。
[適用例3]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ケーブルは電源電圧信号を前記ヘッドユニットに転送し、前記検出回路は、前記電源電圧信号に基づいて前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出してもよい。
「電源電圧信号」は、駆動回路が出力する駆動信号の生成に用いられる電源電圧や、印刷ヘッドに含まれる種々の構成に対して供給される電源電圧に基づく信号であってもよい。
本適用例に係る液体吐出装置では、印刷ヘッド及び配線基板を含むヘッドユニットに電源電圧信号がケーブルを介して転送される。検出回路は印刷ヘッドに転送される電源電圧信号に基づいて、印刷ヘッドが交換可能であることを検出する。例えば、検出回路はケー
ブルで転送され印刷ヘッドに供給される電源電圧信号が所定の値以下であるとき、印刷ヘッドに供給される電源電圧(電力)が所定の値以下であるとして、印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する。これにより、印刷ヘッドの交換作業時におけるケーブル及び印刷ヘッドの残留電圧(電荷)に起因する不具合を低減することが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業をより確実に行うことが可能となる。
[適用例4]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ケーブルは複数の前記電源電圧信号を前記ヘッドユニットに転送し、前記検出回路は、複数の前記電源電圧信号が合わさった信号に基づいて、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出してもよい。
「複数の電源電圧信号が合わさった信号」は、ケーブルで転送される複数の電源電圧信号が転送される配線を、互いに電気的に接続することで得られる信号であってもよく、また、ケーブルで転送される複数の電源電圧信号が転送される配線を、回路素子等を介して互いに電気的に接続することで得られる信号であってもよい。
本適用例に係る液体吐出装置では、印刷ヘッド及び配線基板を含むヘッドユニットには複数の電源電圧信号がケーブルを介して転送される。そして、検出回路は、入力された複数の電源電圧信号が合わさった信号に基づいて、印刷ヘッドが交換可能であることを検出する。例えば、検出回路は、入力された複数の電源電圧信号が合わさった信号が所定の値以下であるとき、印刷ヘッドに供給される複数の電源電圧(電力)が所定の値以下であるとして、印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する。これにより、複数の電源電圧信号が印刷ヘッドに供給される場合であっても、検出回路の規模が大きくなることを低減し、印刷ヘッドの交換作業時におけるケーブル及び印刷ヘッドの残留電圧(電荷)に起因する不具合を低減することが可能となる。よって、複数の電源電圧信号が入力される印刷ヘッドにおいても、検出回路の回路規模が大きくなることを低減し、印刷ヘッドの交換作業をより確実に行うことが可能となる。
[適用例5]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ケーブルは複数の前記電源電圧信号を前記ヘッドユニットに転送し、前記検出回路は、複数の前記電源電圧信号のそれぞれに基づいて、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出してもよい。
本適用例に係る液体吐出装置では、印刷ヘッド及び配線基板を含むヘッドユニットには複数の電源電圧信号がケーブルを介して転送される。このとき、検出回路には複数の電源電圧信号に基づく信号が入力される。そして、検出回路は、入力された複数の電源電圧信号のそれぞれに基づいて、印刷ヘッドが交換可能であることを検出する。例えば、検出回路は、入力された複数の電源電圧信号のそれぞれが所定の値以下であるとき、印刷ヘッドに供給される複数の電源電圧(電力)が所定の値以下であるとして、印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する。これにより、検出回路は、印刷ヘッドの交換が可能であることを、より高精度に検出することが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業をより確実に行うことが可能となる。
また、本適用例に係る液体吐出装置では、印刷ヘッドに転送される複数の電源電圧信号に基づく信号を検出することが可能であるため、印刷ヘッドの取り付け作業時における接続不良の検出に応用することも可能となる。
[適用例6]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記検出回路が検出した結果に基づき、前記印刷ヘッドの交換が可能であるか否かを知らせる報知手段を備えてもよい。
本適用例に係る液体吐出装置では、印刷ヘッドの交換が可能であると検出回路が検出したことを知らせる報知手段を備えることで、交換作業者は印刷ヘッドの交換が可能であることを把握する事が可能となる。よって、適切なタイミングでの印刷ヘッドの交換作業が可能となり、印刷ヘッドの交換作業の容易性がさらに向上する。
[適用例7]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記報知手段は、視認可能に備えられた発光素子を含んでもよい。
「視認可能」とは、印刷ヘッドの交換作業時において交換作業者が発光素子の発光又は消灯(減光)を確認できることを意味する。また、「発光素子」は、例えば発光ダイオード(LED素子)であってもよく、またエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)であってもよい。
本適用例に係る液体吐出装置では、交換作業者に対して印刷ヘッドの交換が可能であることを知らせる報知手段が、発光素子の点灯及び消灯(減光)であるため、交換作業者に対して視覚的に印刷ヘッドの交換が可能であることを知らせることが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業の容易性がさらに向上する。
[適用例8]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記発光素子は、前記配線基板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、報知手段である発光素子は、交換される印刷ヘッドと電気的に接続されるコネクターを備える配線基板に設けられる。通常、交換作業者は印刷ヘッドを交換するとき、交換する印刷ヘッド及び印刷ヘッドと接続されたコネクターの付近を目視し交換作業を行う。したがって、交換作業者が目視するコネクターを含む配線基板に発光素子を備えることで、交換作業者に対して印刷ヘッドの交換が可能であることを効率よく知らせることが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業の容易性がさらに向上する。
また、本適用例に係る液体吐出装置では、発光素子は、印刷ヘッドと着脱可能なコネクターを備えた配線基板に設けられている。すなわち、発光素子は交換対象の印刷ヘッドには設けられていない。したがって、交換する印刷ヘッドの部品点数が増加することを低減し、交換対象の印刷ヘッドが複雑な構成になることをさらに低減することが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業の容易性が損なわれる可能性が低減される。
[適用例9]
本適用例に係る印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法は、A3短辺幅以上の媒体に対して印刷を行い、駆動素子の駆動により液体を吐出する吐出部を含み交換可能な印刷ヘッドと検出回路と配線基板とを含むヘッドユニットと、前記駆動素子を駆動させる駆動信号を出力する駆動回路と、前記駆動信号を転送する転送ケーブルと、を備える液体吐出装置における印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法であって、前記検出回路が、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出するステップ、を含む。
本適用例に係る印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法では、液体吐出装置において、交換可能な印刷ヘッドは印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する検出回路とともにヘッドユニットに備えられている。これにより、検出回路は印刷ヘッドの近傍で、印刷ヘッドの交換が可能であることを検出することが可能となる。このため、検出回路は交換対象の印刷ヘッドの交換が可能であることを精度よく検出できる。よって、ヘッドユニットに備えられた検出回路で印刷ヘッドの交換が可能であることを検出するステップを含むことで、印刷ヘッドの交換作業に伴う液体吐出装置の故障を低減することができる。
また、本適用例に係る印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法では、交換対象である印刷ヘッドと印刷ヘッドに駆動信号を転送するケーブルとは配線基板を介し接続されている。さらに、印刷ヘッドと配線基板とはコネクターにより接続されている。したがって、ケーブルにより転送される駆動信号は配線基板及び配線基板に備えられたコネクターを介して印刷ヘッドに入力される。そして、印刷ヘッドと駆動信号を転送するケーブルとは、配線基板に備えられたコネクターにより容易に着脱することができる。このように、ケーブルを配線基板と接続し、配線基板と印刷ヘッドとをコネクターで接続することで、印刷ヘッドは、駆動信号が転送されるケーブルの数及び構造等によらず、配線基板に備えられたコネクターにより容易に着脱することが可能となる。よって、印刷ヘッドの交換作業を容易に行うことができる。
液体吐出装置の構成を示す側面模式図である。 液体吐出装置の内部構成を示す正面図である。 液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 吐出部の構成を示す図である。 駆動信号COM−Ai,COM−Bi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。 選択制御部の構成を示す図である。 デコーダーのデコード内容を示す図である。 選択部の構成を示す図である。 選択制御部及び選択部の動作を説明するための図である。 液体吐出ユニット周辺の構成を示す側面模式図である。 液体吐出ユニットの内部構成を示す模式斜視図である。 ヘッドユニットの構成を示す分解斜視図である。 第1実施形態の検出回路及び報知手段の一例を示す図である。 印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法を示すフローチャート図である。 第2実施形態の検出回路及び報知手段の一例を示す図である。
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
第1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。
図1は、液体吐出装置1の構成を示す側面模式図である。また、図2は、液体吐出装置1の内部構成を示す正面図である。第1実施形態に係る液体吐出装置1は、A3短辺幅(297mm)以上の幅を有する媒体(印刷媒体)に印刷を行うことが可能な液体吐出装置
1(インクジェットプリンター)である。なお、第1実施形態では、媒体(印刷媒体)と印刷ヘッド部の双方が移動して印刷を行うシリアル印刷方式のインクジェットプリンターで説明を行うが、媒体(印刷媒体)を搬送するだけで印刷を行うラインヘッド方式のインクジェットプリンターであってもよい。
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12と、媒体Mを支持する支持部13と、媒体Mを搬送する搬送部14と、媒体Mに印刷を行う印刷部15と、印刷部15に向けて気体を送風する送風部16と、これらの構成を制御する制御ユニット10とを備えている。
なお、以下の説明では、液体吐出装置1の幅方向(図1において紙面垂直方向)を「第1の方向X」とし、液体吐出装置1の奥行方向(図1において紙面左右方向)を「第2の方向Y」とし、液体吐出装置1の高さ方向(図1において紙面上下方向)を「第3の方向Z」とし、媒体Mが搬送される方向を「搬送方向F」とする。第1の方向X、第2の方向Y及び第3の方向Zは互いに交差(直交)する方向であり、搬送方向Fは第1の方向Xと交差(直交)する方向である。
繰出部12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18を有している。保持部材18には、種類の異なる媒体Mや第1の方向Xにおける寸法の異なるロール体Rが保持される。そして、繰出部12では、ロール体Rを一方向(図1では反時計方向)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13に向かって繰り出される。
支持部13は、搬送方向上流から搬送方向下流に向かって、媒体Mの搬送経路を構成する第1支持部25、第2支持部26及び第3支持部27を備えている。第1支持部25は、繰出部12から繰り出された媒体Mを第2支持部26に向けて案内し、第2支持部26は、印刷が行われる媒体Mを支持し、第3支持部27は、印刷済みの媒体Mを搬送方向下流に向けて案内する。
第1支持部25、第2支持部26及び第3支持部27における媒体Mの搬送経路側とは反対側には、第1支持部25、第2支持部26及び第3支持部27を加熱する加熱部22が設けられている。加熱部22は、第1支持部25、第2支持部26及び第3支持部27を加熱することで、これら第1支持部25、第2支持部26及び第3支持部27に支持される媒体Mを間接的に加熱する。加熱部22は、例えば電熱線(ヒーター線)などによって構成される。
搬送部14は、媒体Mに搬送力を付与する搬送ローラー23と、媒体Mを搬送ローラー23に押さえ付ける従動ローラー24と、搬送ローラー23を駆動する搬送モーター41とを備えている。搬送ローラー23及び従動ローラー24は、第1の方向Xを軸方向とするローラーである。
搬送ローラー23は媒体Mの搬送経路の鉛直下方に配置され、従動ローラー24は媒体Mの搬送経路の鉛直上方に配置されている。搬送モーター41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14では、搬送ローラー23及び従動ローラー24で媒体Mを挟持した状態で搬送ローラー23を回転させることで、媒体Mが搬送方向Fに搬送される。
図1及び図2に示すように、印刷部15は、第1の方向Xに沿って延びるガイド部材30と、液体吐出ユニット2とを備えている。液体吐出ユニット2は、第1の方向Xに沿って移動可能にガイド部材30に支持されるキャリッジ29と、キャリッジ29に支持され
るとともに媒体Mにインクを吐出する複数(N個)のヘッドユニット32と、キャリッジ29に支持されるとともにN個のヘッドユニット32をそれぞれ駆動する複数(N個)の駆動回路ユニット37とを備えている。さらに、液体吐出ユニット2は、制御ユニット10と各駆動回路ユニット37との間で各種信号を中継する中継基板36と、各駆動回路ユニット37及び中継基板36を収容する放熱ケース34と、を備えている。
駆動回路ユニット37は、フレキシブルフラットケーブル190及び中継基板36を介し、制御ユニット10と電気的に接続される。
キャリッジ29内の下部にはN個のヘッドユニット32が第1の方向Xに等間隔で配列された状態で支持されており、各ヘッドユニット32の下端部はキャリッジ29の下面から外部へ突出している。各ヘッドユニット32の下面には、インクが吐出される複数の吐出部600が第2の方向Yに配列された状態で開口している。
さらに、印刷部15は、キャリッジ29を第1の方向Xに移動させるキャリッジモーター31と、各ヘッドユニット32のメンテナンスを行うメンテナンスユニット80とを備えている。
メンテナンスユニット80は、第1の方向Xにおいて、第2支持部26と隣り合うように設けられている。メンテナンスユニット80は、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る。
送風部16は、筐体44の内外を連通させるダクト51と、ダクト51内に設けられた送風ファン52とを有している。ダクト51は、キャリッジ29の移動領域Wに向けて開口する送風口53を有している。ダクト51の送風口53は、第3の方向Zにおいて、キャリッジ29に配置された放熱ケース34と重なるように配置されている。
送風部16は、キャリッジ29の移動領域Wの鉛直上方に移動領域W(第1の方向X)に沿って複数並ぶように設けられている。したがって、送風部16は、キャリッジ29の移動領域Wの全域に向けて気体(空気)を送風することが可能になっている。すなわち、送風部16は、キャリッジ29の移動経路に沿って配置され、放熱ケース34に向けて気体を送風することにより放熱ケース34内の各駆動回路ユニット37を間接的に冷却する気流発生部として機能する。
1.2 液体吐出装置の電気的構成
図3は、第1実施形態の液体吐出装置1の電気的な構成を示すブロック図である。図3に示されるように、液体吐出装置1は、液体吐出ユニット2と液体吐出ユニット2からの液体の吐出を制御する制御ユニット10とを備える。液体吐出ユニット2と制御ユニット10とは、フレキシブルフラットケーブル190(図1及び図2参照)を介して接続されている。
制御ユニット10は、制御信号生成部110と、制御信号変換部120と、制御信号送信部130と、駆動データ生成部140と電圧生成部150とを有する。
制御信号生成部110は、ホストコンピューターから画像データ等の各種の信号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。
具体的には、制御信号生成部110は、ホストコンピューターからの各種の信号に基づき、吐出部600からの液体の吐出を制御する複数種類の原制御信号として、m個(m≧1)の原印刷データ信号sSI1〜sSIm、m個の原ラッチ信号sLAT1〜sLAT
m及びm個の原チェンジ信号sCH1〜sCHmを生成し、パラレル形式で制御信号変換部120に出力する。なお、複数種類の原制御信号には、これら信号の一部が含まれていなくてもよいし、他の信号が含まれていてもよい。
制御信号変換部120は、制御信号生成部110から出力される原印刷データ信号sSIi(iは1〜mのいずれか)、原ラッチ信号sLATi、原チェンジ信号sCHiを、それぞれ1つのシリアル形式の原シリアル制御信号sSiに変換(シリアライズ)し、制御信号送信部130に出力する。
制御信号送信部130は、制御信号変換部120から出力されるm個の原シリアル制御信号sS1〜sSmをそれぞれ2つの信号で構成される差動信号dcS1〜dcSmに変換し、差動信号dcS1〜dcSmを、液体吐出ユニット2に送信する。また、制御信号送信部130は、差動信号dcS1〜dcSmの高速シリアルデータ転送に用いられる差動クロック信号dClkを生成し、差動クロック信号dClkを、液体吐出ユニット2に送信する。例えば、制御信号送信部130は、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)転送方式の差動信号dcS1〜dcSm及び差動クロック信号dClkを生成し、液体吐出ユニット2に送信する。LVDS転送方式の差動信号はその振幅が350mV程度であるため高速データ転送を実現することができる。なお、制御信号送信部130は、LVDS以外のLVPECL(Low Voltage Positive Emitter Coupled Logic)やCML(Current Mode Logic)等の各種の高速転送方式の差動信号dcS1〜dcSm及び差動クロック信号dClkを生成し、液体吐出ユニット2に送信してもよい。
駆動データ生成部140は、ホストコンピューターからの各種の信号に基づき、液体吐出ユニット2の複数(第1実施形態ではN個)の吐出モジュール200が備えるn個の吐出制御部20(20−1〜20−n)を駆動する駆動信号の元となるデジタルデータである2m個の駆動データdcA1〜dcAm,dcB1〜dcBmを生成し、液体吐出ユニット2に送信する。第1実施形態では、駆動データdcA1〜dcAm,dcB1〜dcBmは、駆動信号の波形(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る。ただし、駆動データdcA1〜dcAm,dcB1〜dcBmは、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いし、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。
電圧生成部150は、液体吐出装置1に入力される電源電圧に基づいて、液体吐出ユニット2で使用される電圧信号Vh(例えば42V)(「電源電圧信号」の一例)を生成し、液体吐出ユニット2に出力する。なお、電圧生成部150は、制御ユニット10で使用される種々の電圧信号の生成を行ってもよい。
なお、制御ユニット10は、上記の処理以外にも、キャリッジ29(液体吐出ユニット2)の走査位置(現在位置)を把握し、キャリッジ29の走査位置に基づいて、キャリッジモーター31を駆動する処理を行う。これにより、キャリッジ29の第1の方向Xへの移動が制御される。また、制御ユニット10は、搬送モーター41を駆動する処理を行う。これにより、媒体Mの搬送方向Fへの移動が制御される。
さらに、制御ユニット10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る。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部材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を有していてもよい。
液体吐出ユニット2は、複数(N個)の吐出モジュール200(200−1〜200−N)と、中継モジュール300とを備えている。なお、N個の吐出モジュール200(200−1〜200−N)の電気的な構成は同じである。
中継モジュール300には、制御ユニット10から差動信号dcS1〜dcSmと、差動クロック信号dClkと、電圧信号Vhと、駆動データdcA1〜dcAm,dcB1〜dcBmとを含む信号が入力される。そして、中継モジュール300は、入力された複数の信号を中継及び分岐し、複数(N個)の吐出モジュール200(200−1〜200−N)のそれぞれに対して差動信号dS1〜dSnと、差動クロック信号dClkと、電圧信号Vhと、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnを出力する。
ここで、中継モジュール300から出力される差動信号dSj(jは1〜nのいずれか)は、中継モジュール300に入力される差動信号dcSi(iは1〜mのいずれか)そのものであってもよく、中継モジュール300に入力される差動信号dcSi(iは1〜mのいずれか)が中継モジュール300で信号処理された信号であってもよい。
また、中継モジュール300から出力される駆動データdAj,dBj(jは1〜nのいずれか)は、中継モジュール300に入力される駆動データdcAi,dcBi(iは1〜mのいずれか)そのものであってもよく、中継モジュール300に入力される駆動データdcAi,dcBi(iは1〜mのいずれか)が中継モジュール300で信号処理された信号であってもよい。
N個の吐出モジュール200(200−1〜200−N)は、それぞれ、駆動回路ユニット37(図1及び図2参照)と、ヘッドユニット32(図1及び図2参照)とを備える。
駆動回路ユニット37には、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnと電圧信号Vhとが入力される。電圧信号Vhは、駆動回路ユニット37で分岐され2n個の駆動回路50(50−a1〜50−an,50−b1〜50−bn)のそれぞれに入力される。そして、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnと電圧信号Vhとに基づいて、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bを出力する。また、駆動回路ユニット37で分岐された電圧信号Vhの幾つかは、2n個の駆動回路50(50−a1〜50−an,50−b1〜50−bn)に入力されず、駆動回路ユニット37から出力される。そして、駆動回路ユニット37から出力された電圧信号Vhは、ヘッドユニット32に入力される。
ここで、2n個の駆動回路50(50−a1〜50−an,50−b1〜50−bn)の内のn個の駆動回路50−a1〜50−anは、それぞれ、中継モジュール300から出力される駆動データdA1〜dAnと電圧信号Vhとに基づいて、吐出制御部20−1〜20−nのそれぞれに含まれる複数の圧電素子60を駆動する駆動信号COM−A1〜COM−Anを生成する。同様に、他のn個の駆動回路50−b1〜50−bnは、それぞれ、中継モジュール300から出力される駆動データdB1〜dBnと電圧信号Vhとに基づいて、吐出制御部20−1〜20−nのそれぞれに含まれる複数の圧電素子60を駆動する駆動信号COM−B1〜COM−Bnを生成する。
例えば、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnがそれぞれ駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn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50−a1〜50−an,50−b1〜50−bnは、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnをそれぞれデジタル/アナログ変換した後に、
電圧信号Vhに基づく電圧レベルにD級増幅して駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnを生成する。
また、例えば、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnがそれぞれ駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn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50−a1〜50−an,50−b1〜50−bnは、それぞれ駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBn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信号Vhに基づく電圧レベルにD級増幅して駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnを生成する。
このように、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnは、それぞれ、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnの波形を規定するデータである。そして、2n個の駆動回路50(50−a1〜50−an,50−b1〜50−bn)は、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnで規定された波形を電圧信号Vhに基づく電圧レベルに増幅することで、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnを生成する。なお、2n個の駆動回路50(50−a1〜50−an,50−b1〜50−bn)は、入力するデータ、及び、出力する駆動信号が異なるのみであって、回路的な構成は同一であってもよい。
ヘッドユニット32は、n個の吐出制御部20(20−1〜20−n)と、制御信号受信部240と、制御信号復元部250と、交換検出部260と、交換報知部270とを有する。ヘッドユニット32は、電圧信号Vh1〜Vhnを電源電圧として動作する。そして、ヘッドユニット32は、駆動回路ユニット37から入力される駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnと、中継モジュール300から入力される差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkと、に基づいて吐出制御部20に含まれる複数の圧電素子60(「駆動素子」の一例)を駆動することで吐出部600から液体を吐出する。
制御信号受信部240は、中継モジュール300から出力されたLVDS転送方式の差動信号dS1〜dSnを受信し、受信した差動信号dS1〜dSnをそれぞれ差動増幅してシリアル制御信号S1〜Snに変換し、変換したシリアル制御信号S1〜Snを制御信号復元部250に出力する。また、制御信号受信部240は、中継モジュール300から送信されたLVDS転送方式の差動クロック信号dClkを受信し、受信した差動クロック信号dClkを差動増幅してクロック信号Clkに変換し、変換したクロック信号Clkを制御信号復元部250に出力する。なお、制御信号受信部240は、LVDS以外のLVPECLやCML等の各種の高速転送方式の差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkを受信してもよい。
制御信号復元部250は、制御信号受信部240が変換したシリアル制御信号S1〜Snに基づいて、吐出部600からの液体の吐出を制御する複数種類の制御信号として、クロック信号Sck、n個の印刷データ信号SI1〜SIn、n個のラッチ信号LAT1〜LATn及びn個のチェンジ信号CH1〜CHnを生成する。詳細には、制御信号復元部250は、制御信号受信部240から出力されるシリアル制御信号Sj(jは1〜nのいずれか)に含まれている原印刷データ信号sSIi(iは1〜mのいずれか)、原ラッチ信号sLATi及び原チェンジ信号sCHiを復元(デシリアライズ)することにより、印刷データ信号SIj、ラッチ信号LATj及びチェンジ信号CHjを生成し、吐出制御部20−jに出力する。また、制御信号復元部250は、制御信号受信部240から出力されるクロック信号Clkに対して所定の処理(例えば、所定の分周比で分周する処理)を行い、印刷データ信号SI1〜SIn、ラッチ信号LAT1〜LATn及びチェンジ信
号CH1〜CHnと同期したクロック信号Sckを生成し、n個の吐出制御部20(20−1〜20−n)に出力する。
n個の吐出制御部20(20−1〜20−n)は、同じ構成であり、それぞれ、選択制御部220と、p個の選択部230と、p個の吐出部600とを有する。
選択制御部220は、選択部230のそれぞれに対して駆動信号COM−Ai,COM−Bi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、制御信号復元部250から出力されるクロック信号Sck、印刷データ信号SIi、ラッチ信号LATi及びチェンジ信号CHiによって指示する。
選択部230のそれぞれは、選択制御部220の指示に従って、駆動信号COM−Ai,COM−Biを選択し、駆動信号Voutとして対応する吐出部600に出力する。駆動信号Voutは、吐出部600が有する圧電素子60の一端に印加される。また、すべての圧電素子60の他端には基準電圧信号VBSが共通に印加される。圧電素子60は、吐出部600のそれぞれに対応して設けられており、駆動信号Vout(駆動信号COM−Ai,COM−Bi)が印加されることで変位する。そして、圧電素子60は、駆動信号Vout(駆動信号COM−Ai,COM−Bi)と基準電圧信号VBSとの電位差に応じて変位して液体(インク)を吐出させる。このように、駆動信号COM−Ai,COM−Biは吐出部600のそれぞれを駆動して液体を吐出させるための信号である。
なお、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnは、電圧信号Vhに基づき吐出部600を駆動する信号であるため高電圧(数十V)の信号である。そのため、選択部230を含む吐出制御部20(20−1〜20−n)には、駆動信号COM−Ai,COM−Biを選択するための信号として、電圧信号Vh(電圧信号Vh1〜Vhn)に基づく信号が入力されていることが好ましい。
詳細は後述するが第1実施形態では、制御信号受信部240と制御信号復元部250と複数の吐出制御部20(20−1〜20−n)とで、交換可能な印刷ヘッド35(図11及び図12参照)を構成する。このとき、制御信号受信部240と制御信号復元部250とは、例えば、印刷ヘッド35と接続される配線基板33に構成されていてもよいが、印刷ヘッド35に構成されることが好ましい。制御信号受信部240と制御信号復元部250とが印刷ヘッド35に構成されることで、選択制御部220に入力される複数の制御信号は差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkとして入力される。このため、印刷ヘッド35に入力される複数の制御信号はコモンモードノイズの影響を受け難く、よって、液体吐出装置1の吐出精度を向上させることが可能となる。
交換検出部260(「検出回路」の一例)には、電圧信号Vh1〜Vhnが入力される。そして、電圧信号Vh1〜Vhnに基づいて印刷ヘッド35の交換が可能であるかの検出を行う。なお、第1実施形態では、交換検出部260は、電圧信号Vh1〜Vhnに基づいて印刷ヘッド35の交換が可能であることの検出を行っているが、例えば、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnに基づいて印刷ヘッド35の交換が可能であることの検出を行ってもよい。
交換報知部270は、交換検出部260が印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出したとき、例えば、交換作業者に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知するための報知手段として機能する。交換報知部270は、例えばLED素子やEL素子などの発光素子を用いて視覚により交換作業者に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知してもよいし、ブザーや音声などを用いて聴覚により交換作業者に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知してもよい。さらに、例えば液晶パネルなど
を備えて文字や記号等により交換作業者に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知してもよい。
第1実施形態では、交換報知部270はヘッドユニット32に含まれているが、交換作業者に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知できればよい。そのため、例えば、交換報知部270が発光素子で構成されているとき、交換作業者が視認可能な位置に備えられていればよく、例えば、フレキシブルフラットケーブル190に備えられていてもよく、また、液体吐出装置1の筐体の何処かに備えられていてもよい。
なお、交換検出部260及び交換報知部270の詳細については後述する。
1.3 吐出部の構成
図4は、吐出制御部20の1つの吐出部600に対応した概略構成を示す図である。図4に示されるように、吐出制御部20は、吐出部600と、リザーバー641とを含む。
リザーバー641は、インクの色毎に設けられており、インクが供給口661からリザーバー641に導入される。なお、インクは、液体吐出ユニット2に搭載されたインクカートリッジから供給口661まで供給されてもよいし、液体吐出ユニット2とは独立して本体側に取り付けられたインクタンクからインクチューブを介して供給口661まで供給されてもよい。
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4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4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4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。
また、圧電素子60は、吐出制御部20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、選択部230にも対応して設けられる。このため、圧電素子60、キャビティー631、ノズル651及び選択部230のセットは、ノズル651毎に設けられることになる。
1.4 駆動信号の構成
媒体Mにドットを形成する方法としては、インク滴を1回吐出させて、1つのドットを形成する方法(第1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。
第1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、第1実施形態では、吐出制御部20−i(iは1〜nのいずれか)において、2種類の駆動信号COM−Ai,COM−Bi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−Ai,COM−Bi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−Ai,COM−Bi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−Aiは、ラッチ信号LATiが立ち上がってからチェンジ信号CHiが立ち上がるまでの期間T1に配置された台形波形Adp1と、チェンジ信号CHiが立ち上がってから次にラッチ信号LATi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からなる期間を周期Taとして、周期Ta毎に、媒体Mに新たなドットが形成される。
第1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−Bi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。第1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。
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−Aiの台形波形Adp1と期間T2における駆動信号COM−Ai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、媒体M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−Aiの台形波形Adp1と期間T2における駆動信号COM−Bi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、媒体M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−Bi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、媒体M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−Bi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、媒体Mにはインクが着弾せず、ドットが形成されない。
1.5 選択制御部及び選択部の構成
図7は、選択制御部220の構成を示す図である。図7に示されるように、選択制御部220には、クロック信号Sck、印刷データ信号SIi、ラッチ信号LATi及びチェンジ信号CHiが供給される。選択制御部220では、シフトレジスター(S/R)222とラッチ回路224とデコーダー226との組が、圧電素子60(ノズル651)のそれぞれに対応して設けられている。
印刷データ信号SIiは、p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」のいずれかを選択するための2ビットの印刷データ(SIH,SIL)を含む、合計2pビットの信号である。
印刷データ信号SIiは、クロック信号Sckに同期して制御信号復元部250からシリアルで供給される。ノズルに対応して、印刷データ信号SIiに含まれる2ビット分の印刷データ(SIH,SIL)毎に、一旦保持するための構成がシフトレジスター222である。
詳細には、圧電素子60(ノズル)に対応した段数のシフトレジスター222が互いに縦続接続されるとともに、シリアルで供給された印刷データ信号SIiが、クロック信号Sckに従って順次後段に転送される構成となっている。
なお、圧電素子60の個数をp(pは複数)としたときに、シフトレジスター222を区別するために、印刷データ信号SIiが供給される上流側から順番に1段、2段、…、p段と表記している。
p個のラッチ回路224の各々は、p個のシフトレジスター222の各々で保持された2ビットの印刷データ(SIH,SIL)をラッチ信号LATiの立ち上がりでラッチする。
p個のデコーダー226の各々は、p個のラッチ回路224の各々によってラッチされた2ビットの印刷データ(SIH,SIL)をデコードして、ラッチ信号LATiとチェンジ信号CHiとで規定される期間T1、T2ごとに、選択信号Sa,Sbを出力して、選択部230での選択を規定する。
図8は、デコーダー226におけるデコード内容を示す図である。デコーダー226は、例えばラッチされた2ビットの印刷データ(SIH,SIL)が(1,0)であれば、選択信号Sa,Sbの論理レベルを、期間T1ではそれぞれH,Lレベルとし、期間T2ではそれぞれL,Hレベルとして、出力するということを意味している。
なお、選択信号Sa,Sbの論理レベルについては、クロック信号Sck、印刷データ信号SIi、ラッチ信号LATi及びチェンジ信号CHiの論理レベルよりも、レベルシフター(図示省略)によって、高振幅論理にレベルシフトされる。
図9は、圧電素子60(ノズル651)の1個分に対応する選択部230の構成を示す図である。
図9に示されるように、選択部230は、インバーター(NOT回路)232a,232bと、トランスファーゲート234a,234bとを有する。
デコーダー226からの選択信号Saは、トランスファーゲート234aにおいて丸印が付されていない正制御端に供給される一方で、インバーター232aによって論理反転されて、トランスファーゲート234aにおいて丸印が付された負制御端に供給される。同様に、選択信号Sbは、トランスファーゲート234bの正制御端に供給される一方で、インバーター232bによって論理反転されて、トランスファーゲート234bの負制御端に供給される。
トランスファーゲート234aの入力端には、駆動信号COM−Aiが供給され、トランスファーゲート234bの入力端には、駆動信号COM−Biが供給される。トランスファーゲート234a,234bの出力端同士は共通接続され、当該共通接続端子を介して駆動信号Voutが吐出部600に出力される。
トランスファーゲート234aは、選択信号SaがHレベルであれば、入力端及び出力端の間を導通(オン)させ、選択信号SaがLレベルであれば、入力端と出力端との間を非導通(オフ)させる。トランスファーゲート234bについても同様に選択信号Sbに応じて、入力端及び出力端の間をオンオフさせる。
次に、選択制御部220と選択部230との動作について図10を参照して説明する。
印刷データ信号SIiが、制御信号復元部250からノズル毎に、クロック信号Sckに同期してシリアルで供給されて、ノズルに対応するシフトレジスター222において順次転送される。そして、制御信号受信部240からのクロック信号Sckの供給が停止すると、シフトレジスター222のそれぞれには、ノズルに対応した2ビットの印刷データ(SIH,SIL)が保持された状態になる。なお、印刷データ信号SIiは、シフトレジスター222における最終p段、…、2段、1段のノズルに対応した順番で供給される。
ここで、ラッチ信号LATiが立ち上がると、ラッチ回路224のそれぞれは、シフトレジスター222に保持された2ビットの印刷データ(SIH,SIL)を一斉にラッチ
する。図10において、LT1、LT2、…、LTpは、1段、2段、…、p段のシフトレジスター222に対応するラッチ回路224によってラッチされた2ビットの印刷データ(SIH,SIL)を示している。
デコーダー226は、ラッチされた2ビットの印刷データ(SIH,SIL)で規定されるドットのサイズに応じて、期間T1,T2のそれぞれにおいて、選択信号Sa,Sbの論理レベルを図8に示されるような内容で出力する。
すなわち、デコーダー226は、当該印刷データ(SIH,SIL)が(1,1)であって、大ドットのサイズを規定する場合、選択信号Sa,Sbを、期間T1においてH,Lレベルとし、期間T2においてもH,Lレベルとする。また、デコーダー226は、当該印刷データ(SIH,SIL)が(1,0)であって、中ドットのサイズを規定する場合、選択信号Sa,Sbを、期間T1においてH,Lレベルとし、期間T2においてL,Hレベルとする。また、デコーダー226は、当該印刷データ(SIH,SIL)が(0,1)であって、小ドットのサイズを規定する場合、選択信号Sa,Sbを、期間T1においてL,Lレベルとし、期間T2においてL,Hレベルとする。また、デコーダー226は、当該印刷データ(SIH,SIL)が(0,0)であって、非記録を規定する場合、選択信号Sa,Sbを、期間T1においてL,Hレベルとし、期間T2においてL,Lレベルとする。
選択部230は、印刷データ(SIH,SIL)が(1,1)のとき、期間T1では選択信号Sa,SbがH,Lレベルであるので駆動信号COM−Ai(台形波形Adp1)を選択し、期間T2でもSa,SbがH,Lレベルであるので駆動信号COM−Ai(台形波形Adp2)を選択する。その結果、図6に示した「大ドット」に対応する駆動信号Voutが生成される。
また、選択部230は、印刷データ(SIH,SIL)が(1,0)のとき、期間T1では選択信号Sa,SbがH,Lレベルであるので駆動信号COM−Ai(台形波形Adp1)を選択し、期間T2ではSa,SbがL,Hレベルであるので駆動信号COM−Bi(台形波形Bdp2)を選択する。その結果、図6に示した「中ドット」に対応する駆動信号Voutが生成される。
また、選択部230は、印刷データ(SIH,SIL)が(0,1)のとき、期間T1では選択信号Sa,SbがL,Lレベルであるので駆動信号COM−Ai,COM−Biのいずれも選択せず、期間T2ではSa,SbがL,Hレベルであるので駆動信号COM−Bi(台形波形Bdp2)を選択する。その結果、図6に示した「小ドット」に対応する駆動信号Voutが生成される。なお、期間T1において、駆動信号COM−Ai,COM−Biのいずれも選択されないため、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は直前の電圧Vcに保持される。
また、選択部230は、印刷データ(SIH,SIL)が(0,0)のとき、期間T1では選択信号Sa,SbがL,Hレベルであるので駆動信号COM−Bi(台形波形Bdp1)を選択し、期間T2では選択信号Sa,SbがL,Lレベルであるので駆動信号COM−Ai,COM−Biのいずれも選択しない。その結果、図6に示した「非記録」に対応する駆動信号Voutが生成される。なお、期間T2において、駆動信号COM−Ai,COM−Biのいずれも選択されないため、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は直前の電圧Vcに保持される。
なお、図5及び図10に示した駆動信号COM−Ai,COM−Biはあくまでも一例
である。実際には、液体吐出ユニット2の移動速度や媒体Mの性質などに応じて、予め用意された様々な波形の組み合わせが用いられる。
また、ここでは、圧電素子60が、電圧の上昇に伴って上方向に撓む例で説明したが、電極611,612に供給する電圧を逆転させると、圧電素子60は、電圧の上昇に伴って下方向に撓むことになる。このため、圧電素子60が、電圧の上昇に伴って下方向に撓む構成では、図5及び図10に例示した駆動信号COM−Ai,COM−Biが、電圧Vcを基準に反転した波形となる。
1.6 液体吐出ユニットの構造
図11は、第1実施形態における液体吐出ユニット2の周辺の構成を示す側面模式図である。また、図12は、液体吐出ユニット2の内部構成を示す模式斜視図である。また、図13は、ヘッドユニット32の構成を示す分解斜視図である。
図11に示すように、キャリッジ29は、第1の方向Xを見たときの断面がL字状をなすキャリッジ本体38と、キャリッジ本体38に対して着脱自在に取着されてキャリッジ本体38とで閉空間を形成するカバー部材39とを備えている。
キャリッジ29の後部の上端部には、複数(N個)の駆動回路ユニット37及び中継基板36を収容した直方体状の放熱ケース34の前端部が固定されている。したがって、複数(N個)の駆動回路ユニット37及び中継基板36は、放熱ケース34を介してキャリッジ29に支持されている。
中継基板36には、中継モジュール300(図3参照)を構成する各種の回路部品(不図示)が実装され、フレキシブルフラットケーブル190が接続されている。そして、中継基板36には、複数(N個)の駆動回路ユニット37がBtoBコネクター70を介して接続されている。すなわち、中継基板36は制御ユニット10からフレキシブルフラットケーブル190を介して、差動信号dcS1〜dcSmと、差動クロック信号dClkと、電圧信号Vhと、駆動データdcA1〜dcAm,dcB1〜dcBmとを含む信号が入力される。そして、中継基板36は、入力された複数の信号を分岐し、BtoBコネクター70を介して接続される複数(N個)の駆動回路ユニット37のそれぞれに対して、差動信号dS1〜dSnと、差動クロック信号dClkと、電圧信号Vhと、駆動データdA1〜dAn,dB1〜dBnを出力する。
複数(N個)の駆動回路ユニット37のそれぞれは、不図示の回路基板に実測された駆動回路50を構成する各種の回路部品(不図示)と、BtoBコネクター70と、FFCコネクター71,72とを有している。さらに、駆動回路ユニット37のそれぞれには、駆動回路ユニット37で発生した熱を放熱ケース34に伝導するための放熱板42が備えられている。なお、第1実施形態では、複数(N個)の駆動回路ユニット37は、全て同じ構成であるため、一つの駆動回路ユニット37で代表して説明を行う。
BtoBコネクター70は、駆動回路50を構成する各種の回路部品が実装された回路基板と中継基板36との接続を行うためのコネクターであって、例えばボード・トゥ・ボード(Board to Board)コネクターで構成される。駆動回路50を構成する各種の回路部品が実測された回路基板と中継基板36とをボード・トゥ・ボードコネクターで接続することで、当該回路基板と中継基板36との間に配線(ケーブル)を備える必要がなく、高密度で搭載することが可能になっている。
BtoBコネクター70は、駆動回路50を構成する各種の回路部品が実装された回路基板に備えられる。そして、BtoBコネクター70は、当該回路基板に実装されたn個
の駆動回路50(50−a1〜50−an,50−b1〜50−bn)を構成する各種回路部品が設けられている面(駆動回路搭載面)と、中継基板36の面が交差する方向で、当該回路基板と中継基板36とが接続されるように備えられる。このような接続構造により、中継基板36において駆動回路ユニット37が接続される領域が小さくなり、キャリッジ29に複数(N個)の駆動回路ユニット37をさらに高密度で搭載することが可能となっている。さらに、駆動回路ユニット37と中継基板36とがBtoBコネクター70を介して着脱自在(抜き差し自在)に接続されることで、駆動回路ユニット37の交換が必要となった場合に、交換対象の駆動回路ユニット37を容易に交換することが可能となっている。
放熱板42は、駆動回路ユニット37の各部で発生した熱を放出する。放熱板42は、駆動回路ユニット37に備えられた駆動回路50を構成する各種の回路部品が実装された回路基板の駆動回路搭載面と反対側に備えられる。駆動回路搭載面と反対側の面には、駆動回路搭載面と比較して大きな空き領域(平坦な領域)が存在する。そして、当該空き領域に密着させて例えば熱伝達シート(不図示)を貼付し、熱伝達シートと接触した状態で放熱板42を駆動回路ユニット37の回路基板に固定する。これにより、放熱板42と熱伝達シートとの接触面積を大きくすることができる。よって、駆動回路ユニット37で生じた熱を熱伝達シート及び放熱板42に効率よく伝導することができる。さらに、放熱板42は、放熱ケース34に接触していることが好ましい。これにより、放熱板42に伝導した熱が、さらに放熱ケース34へと効率よく伝導することが可能となる。
ここで、放熱ケース34及び放熱板42は、駆動回路ユニット37で発生した熱を効率よく外部に放熱するために、次のように構成することが好ましい。すなわち、放熱板42から放熱ケース34への伝熱量を多くするために、放熱ケース34と放熱板42との接触面積を大きくすることが好ましい。また、放熱ケース34及び各放熱板42は、熱を伝導しやすくするために、アルミニウムなどの熱伝導率が高い金属材料で形成することが好ましい。なお、放熱ケース34から外気への放熱量を多くするために、放熱フィンを放熱ケース34の外側に設けてもよく、その場合、外気に接する放熱フィンの面積を大きくすることが好ましい。
FFCコネクター71,72は、駆動回路50を構成する各種の回路部品が実装された回路基板に備えられる。そして、FFCコネクター71,72は放熱ケース34の前面からキャリッジ29内に露出している。そして、後述するヘッドユニット32に備えられたFFCコネクター73とFFCコネクター74とに、ケーブル75(「ケーブル」の一例)とケーブル76とを介して、接続される。具体的には、FFCコネクター71には例えばFFC(Flexible Flat Cable)などによって構成されるケーブル75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73にはケーブル75の他端部が着脱自在に接続される。同様に、FFCコネクター72には例えばFFCなどによって構成されるケーブル76の一端部が着脱自在に接続され、FFCコネクター74にはケーブル76の他端部が着脱自在に接続される。すなわち、駆動回路ユニット37と、ヘッドユニット32とは、2つのケーブル75,76を介して電気的に接続されている。
以上より、駆動回路ユニット37は、例えば、FFCコネクター71及びケーブル75を介して、ヘッドユニット32に駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSを出力する。すなわち、FFCコネクター71には、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSのそれぞれを出力する複数の出力端子が設けられている。また、駆動回路ユニット37は、例えば、FFCコネクター72及びケーブル76を介して、ヘッドユニット32に差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkを出力する。すなわち、FFCコネクター72には、差動信号dS
1〜dSn及び差動クロック信号dClkのそれぞれを出力する複数の出力端子が設けられている。
このように、第1実施形態では、大振幅(例えば数十V)の駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSが、FFCコネクター71に接続されるケーブル75によってヘッドユニット32に転送され、小振幅(例えば、数百mV)である差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkが、FFCコネクター72に接続されるケーブル76によってヘッドユニット32に転送される。
第1実施形態では、図12に示すように複数(第1実施形態では5個)の駆動回路ユニット37が、第1の方向Xに等間隔で配列された状態で放熱ケース34内に支持されている。
図11及び図12に示すように、キャリッジ29内の下部には複数(第1実施形態では5個)の駆動回路ユニット37のそれぞれに対応した複数(第1実施形態では5個)のヘッドユニット32が、第1の方向Xに等間隔で配列された状態で支持されている。そして前述の通り(図1及び図2参照)各ヘッドユニット32の下端部はキャリッジ29の下面から外部へ吐出している。キャリッジ29から吐出した各ヘッドユニット32の下面には、インクが吐出される複数の吐出部600が第2の方向Yに配列された状態で開口している。ヘッドユニット32は、差動信号dS1〜dSn、差動クロック信号dClk、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn及び基準電圧信号VBSに基づいて、吐出部600よりインクを吐出する。
図11、図12及び図13に示すように、ヘッドユニット32は、配線基板33と交換可能な印刷ヘッド35を有している。
配線基板33には、ケーブル75を介して駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn,電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSが入力され、また、ケーブル76を介して差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkが入力される。そして、配線基板33は、入力された複数の信号を、BtoBコネクター77(「コネクター」の一例)を介して印刷ヘッド35に出力する。
配線基板33は、FFCコネクター73,74、BtoBコネクター77を有する。さらに、配線基板33には、前述(図3参照)の交換検出部260を構成する複数の回路部品と、交換報知部270を構成する複数の回路部品とが実装されている。
FFCコネクター73は、配線基板33の表面に備えられる。そして、FFCコネクター73には、ケーブル75の他端部が着脱自在に接続される。すなわち、駆動回路ユニット37から出力された駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn,電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSは、FFCコネクター73を介して配線基板33に入力される。
FFCコネクター74は、配線基板33の表面に備えられる。そして、FFCコネクター74には、ケーブル76の他端部が着脱自在に接続される。すなわち、駆動回路ユニット37から出力された差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkは、FFCコネクター74を介して配線基板33に入力される。
BtoBコネクター77は、配線基板33の裏面に備えられる。そして、BtoBコネクター77は、印刷ヘッド35と着脱可能に接続される。なお、BtoBコネクター77
は、配線基板33と印刷ヘッド35に備えられた不図示のヘッド基板とを接続するボード・トゥ・ボードコネクターであることが好ましい。配線基板33と印刷ヘッド35とをード・トゥ・ボードコネクターで接続することで、煩雑な配線(ケーブル)が不要となり、交換される印刷ヘッド35の構成が複雑になることを低減し、また、配線基板33と印刷ヘッド35に備えられた不図示のヘッド基板とを接続することで、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に、またより容易に行うことが可能となる。
BtoBコネクター77は、第1実施形態に示すように極力少ない数(第1実施形態では1個)で構成されることが好ましい。BtoBコネクター77の数を少なくすることで、印刷ヘッド35の交換作業の容易性をさらに向上させることが可能となる。このとき、印刷ヘッド35には、BtoBコネクター77を介して大振幅(例えば数十V)の駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSと、小振幅(例えば、数百mV)である差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkとが転送される。そのため、BtoBコネクター77において、大振幅(例えば数十V)の駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSが出力される出力端子と、小振幅(例えば、数百mV)である差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkが出力される出力端子との間に、例えばグラウンド電位を転送する端子を備えることで、小振幅の差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkに大振幅(例えば数十V)の駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSが干渉する可能性を低減できる。
第1実施形態では、駆動回路ユニット37と配線基板33とは2個のケーブル75,76で接続されているが、1個のケーブルで接続されていてもよく、3個以上のケーブルで接続されていてもよい。
交換検出部260は、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する。このため、交換検出部260は、交換対象の印刷ヘッド35の近傍に備えられることが好ましい。これにより交換検出部260は、印刷ヘッド35の交換が可能であることを精度よく検出することが可能となる。詳細には、交換検出部260は、交換される印刷ヘッド35を含むヘッドユニット32に含まれている。交換検出部260が、交換対象の印刷ヘッド35とともにヘッドユニット32に備えられることで、交換検出部260を印刷ヘッド35の近傍に配することが可能となる。これにより、交換検出部260は印刷ヘッド35の交換が可能であることを精度よく検出することが可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に行うことが可能となる。
このとき、第1実施形態に示すように交換検出部260は、配線基板33に備えられていることが好ましい。前述の通り、交換される印刷ヘッド35と、交換されない配線基板33とはBtoBコネクター77で着脱可能に電気的に接続されている。これにより、交換検出部260は交換可能な印刷ヘッド35と電気的に接続するコネクターの近傍で印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出することができる。よって、交換検出部260の検出精度がさらに向上する。また、交換検出部260を交換されない配線基板33に備えることで、交換される印刷ヘッド35の部品点数が増加することを低減し、印刷ヘッド35の構造が複雑となることを低減することが可能となる。
なお、第1実施形態では、交換検出部260は、配線基板33の表面に備えられているが、配線基板33の裏面に備えられてもよい。
交換報知部270は、交換検出部260が印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出しとき、交換作業者に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知する報知手
段としての機能を備える。
第1実施形態では、交換報知部270は報知手段の一例としてLED素子を備える。例えば、LED素子が点灯しているとき、交換検出部260が印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出していないとして、印刷ヘッド35の交換が可能でないことを交換作業者に対して報知する。また例えば、LED素子が消灯(又は減光)しているとき、交換検出部260が印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出したとして、印刷ヘッド35の交換が可能であることを交換作業者に対して報知する。このように、LED素子は、交換作業者に対して視覚的に印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知する報知手段として機能する。そのため、報知手段としてのLED素子は、視認可能な位置に備えられることが好ましい。視認可能な位置とは、例えばケーブル75や、ケーブル76等に備えられてもよく、また例えば液体吐出装置1の筐体に備えられてもよい。さらに、LED素子の発光及び消灯(又は減光)を視認できる位置であればよく、例えばLED素子を直視できなくても、LED素子の発光及び消灯(又は減光)による反射光が視認できる位置であればよい。
交換報知部270が視覚的に印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知する報知手段であるときには、交換報知部270は、第1実施形態に示すように配線基板33に備えられていることが好ましい。印刷ヘッド35の交換作業を行う際、通常、作業者は交換対象である印刷ヘッド35と、印刷ヘッド35に接続されたBtoBコネクター77を含む配線基板33を目視して作業を行う。そのため、視覚的に印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知する報知手段(交換報知部270)が配線基板33の表面に備えられていることで、印刷ヘッド35の交換が可能であることを効率よく交換作業者に報知することが可能となる。
なお、交換報知部270が備える報知手段は、LED素子に限らず例えばEL素子であってもよい。また、ブザー等により聴覚的に報知する報知手段であってもよく、さらに、液晶パネル等に文字や記号等で報知する報知手段であってもよい。
印刷ヘッド35は交換可能であって、前述のとおり複数の吐出部600を含む吐出制御部20を含み構成され、駆動回路ユニット37から出力された駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bn、電圧信号Vh1〜Vhn及び基準電圧信号VBSと、差動信号dS1〜dSn及び差動クロック信号dClkと、に基づいて吐出部600からインク滴を吐出することで媒体Mに印刷を行う。
ガイド部材30は、その前面下部に第1の方向Xに延びるガイドレール部48を有している。キャリッジ29は、その後面下部に設けられたキャリッジ支持部49においてガイドレール部48により第1の方向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49は、ガイドレール部48に対して第1の方向Xに摺動可能に連結されている。つまり、キャリッジ29は、吐出部600を含むヘッドユニット32と駆動回路ユニット37を含む放熱ケース34とを支持し、キャリッジモーター31の駆動により、キャリッジ支持部49においてガイド部材30のガイドレール部48にガイドされながら第1の方向Xに沿って往復移動する。
このように、第1実施形態では、中継基板36と、各駆動回路ユニット37と、各ヘッドユニット32とは可動式のキャリッジ29に搭載されている。仮に、各駆動回路ユニット37がキャリッジ29に搭載されていない場合、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnが非常に長いフレキシブルフラットケーブル190で転送されることになるため、駆動波形に大きなオーバーシュートやリンギングが発生し、各ヘッドユニット32からの液体の吐出精度が劣化することが考えられる。これに対して、第
1実施形態では各駆動回路ユニット37がキャリッジ29に搭載されているので、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnが圧電素子60まで転送される配線の長さが短くなり、駆動波形に生じるオーバーシュートやリンギングを小さくすることができるので、各ヘッドユニット32から精度よく液体を吐出させることが可能となる。すなわち、液体吐出装置1が、A3短辺幅以上の媒体Mに対して印刷を行うことが可能なラージフォーマットプリンター(LFP)であるときにおいても各ヘッドユニット32から精度よく液体を吐出させることが可能となる。
また、キャリッジ29はガイド部材30の前側の側部に位置し、各駆動回路ユニット37を収容した放熱ケース34はガイド部材30の上側に位置する。これにより、キャリッジ支持部49を支点としたキャリッジ29の回転モーメントは小さく抑えられ、且つケーブル75,76の長さも短くすることができる。したがって、キャリッジ29の重量バランスが安定するとともに、各駆動回路ユニット37から各ヘッドユニット32に出力される信号は安定する。
1.7 交換検出部260及び交換報知部270の回路構成
ここで、図14を用いて交換検出部260及び交換報知部270の回路構成の一例について説明する。
図14は、交換検出部260及び交換報知部270の構成を示す回路図である。
第1実施形態では、交換検出部260は、駆動回路ユニット37から出力された複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnに基づいて、印刷ヘッド35への通電状態を検出することで交換が可能であることを検出する。前述(図3参照)とおり駆動回路ユニット37に含まれる複数(2n個)の駆動回路50(50−a1〜50−an,50−b1〜bn)は、電圧信号Vh1〜Vhnに基づいて駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnを出力する。すなわち、交換検出部260は電圧信号Vh1〜Vhnに基づいて印刷ヘッド35への通電状態を検出することで、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnを含めた印刷ヘッド35への通電状態を検出することが可能となる。
交換検出部260は、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nと抵抗265を含む。
複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのそれぞれのアノードには、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnが入力される。また、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのそれぞれのカソードは共通に接続される。すなわち、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nは、ワイヤードオア接続されている。換言すれば、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのそれぞれのカソードには、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnが合わさった信号が出力される。
抵抗265の一端には、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのカソードが共通に接続され、抵抗265の他端は交換検出部260から出力される。
交換報知部270は、LED271を含む。LED271のアノードは、交換検出部260の出力(抵抗265の他端)と接続され、LED271のカソードは、グラウンド電位と接続される。
ここで、交換検出部260及び交換報知部270の動作について説明する。
印刷ヘッド35の交換要求が生じたとき、印刷ヘッド35への電源の供給が停止する。このとき、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnの電圧レベルは徐々に低下(放電)する。複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnの電圧レベルが低下する速度は、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnのそれぞれに接続される負荷、回路構成及び配線の浮遊容量等により異なる。
複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnは、交換検出部260のワイヤードオア接続された複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのそれぞれのアノードに入力される。そして、最も大きな電圧レベルを有する電圧信号Vhj(jは1〜nのいずれか)に基づく電圧信号が複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのカソードに出力される。
抵抗265は、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのカソードに出力された電圧信号Vhj(jは1〜nのいずれか)に基づく電圧信号を電流に変換し出力する。例えば、抵抗265は、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのカソードに出力された電圧レベルが高く印刷ヘッド35への通電が継続しているとき、印刷ヘッド35の交換が可能でないとして、交換報知部270のLED271が点灯するレベルの電流を出力する。また、抵抗265は、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのカソードに出力された電圧レベルが低く印刷ヘッド35への通電が停止したとき、印刷ヘッド35の交換が可能であるとして、交換報知部270のLED271が消灯(又は減光)するレベルの電流を出力する。すなわち、抵抗265は、検出する電圧信号Vhj(jは1〜nのいずれか)の電圧レベルに基づき、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する。なお、抵抗265が印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する検出閾値は、抵抗265の抵抗値により決定(及び変更)することができる。
交換報知部270のLED271は、抵抗265から出力された電流に基づき、点灯及び消灯(又は減光)することで、印刷ヘッド35の交換が可能であることを交換作業者に報知する。
以上のように、交換検出部260は、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nによって、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnにおいて最も大きな電圧レベルを有する電圧信号Vhjを選択する。そして、抵抗265は、電圧信号Vhjに基づき、印刷ヘッド35への通電状態を判定し、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する。そして、交換報知部270は、交換検出部260からの出力に基づき、印刷ヘッド35の交換が可能であることを交換作業者に報知する。
これにより、交換検出部260及び交換報知部270は、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnのうち、最も大きな電圧レベルを有する電圧信号Vhj(jは1〜nのいずれか)に基づいて、印刷ヘッド35の交換が可能であることの検出を行う。そのため、抵抗265及びLED271は、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnの数によらず一つずつ備えれば良い。よって、交換検出部260及び交換報知部270の回路規模が大きくなることを低減することが可能となる。
1.8 印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法
図15は、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する方法を示すフローチャート図である。
印刷ヘッド35の交換は、まず不図示の操作部より交換作業者(ユーザー)が印刷ヘッド35の交換指示を行う。
印刷ヘッド35の交換指示が生じたとき、液体吐出ユニット2(印刷ヘッド35)への電圧信号Vhの供給を停止する(ステップS410)。液体吐出ユニット2(印刷ヘッド35)への電圧信号Vhの供給停止は、例えば、電圧生成部150が電圧信号Vhの生成を停止してもよく、また例えば、電圧信号Vhが転送される配線にスイッチを備え、不図示の制御部が当該スイッチを操作することで電圧信号Vhが転送される配線の電気的な接続を遮断してもよい。
液体吐出ユニット2(印刷ヘッド35)への電圧信号Vhの供給が停止した後、ヘッドユニット32に備えられた交換検出部260は、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する(ステップS420)。交換検出部260は、例えば、印刷ヘッド35の通電状態(電圧レベル)に基づき、印刷ヘッド35の交換が可能であることの検出を行う。なお、印刷ヘッド35の通電状態(電圧レベル)とは、例えば、電圧信号Vh(Vh1〜Vhn)が所定の値以下であるか否かに基づいて検出してもよく、また、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bnのそれぞれの平均値が所定の値以下であるか否かに基づいて検出してもよい。
そして、ヘッドユニット32に備えられた交換検出部260が、印刷ヘッド35の交換が可能であると検出したとき、交換報知部270は交換作業者(ユーザー)に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知する(ステップS430)。
このように、印刷ヘッド35の交換が可能であることを、ヘッドユニット32に備えられた交換検出部260において検出するステップを含むことで、印刷ヘッド35の交換が可能であることを精度よく検出することが可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に行うことが可能となる。
1.9 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、交換可能な印刷ヘッド35と印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する交換検出部260を含む配線基板33とが、ヘッドユニット32に備えられている。これにより、交換検出部260は交換対象である印刷ヘッド35の近傍で、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出することが可能となる。このため、交換検出部260は印刷ヘッド35の交換が可能であることを精度よく検出することができる。よって、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に行うことが可能となる。
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、交換対象である印刷ヘッド35と印刷ヘッド35に駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bを転送するケーブル75とは配線基板33を介して電気的に接続されている。さらに、印刷ヘッド35と配線基板33とはBtoBコネクター77により電気的に接続される。したがって、ケーブル75により転送される駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bは配線基板33及び配線基板33に備えられたBtoBコネクター77を介して印刷ヘッド35に入力される。また、印刷ヘッド35と駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bを転送するケーブル75とは、配線基板33に備えられたBtoBコネクター77により容易に着脱することができる。このように、ケーブル75を配線基板33と接続し、配線基板33と印刷ヘッド35とをBtoBコネクター77で接続することで、印刷ヘッド35は、駆動信号COM−A1〜COM−An,COM−B1〜COM−Bが転送されるケーブルの数及び構造等によらず、配線基板33に備えられたBtoBコネクター77により容易に着脱することが可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業を容易に行うことができる。
本実施形態に係る液体吐出装置1では、交換検出部260は印刷ヘッド35と着脱可能
なBtoBコネクター77を備えた配線基板33に設けられる。これにより、交換検出部260は交換可能な印刷ヘッド35と配線基板33と電気的に接続するBtoBコネクター77の近傍で印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出することができるため、さらに精度よく検出することが可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に行うことが可能となる。
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、交換検出部260は、印刷ヘッド35と着脱可能なBtoBコネクター77を備えた配線基板33に設けられている。すなわち、交換検出部260は交換対象の印刷ヘッド35には設けられていない。したがって、交換する印刷ヘッド35の部品点数が増加することを低減し、交換対象の印刷ヘッド35が複雑な構成になることをさらに低減することが可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業の容易性が損なわれる可能性が低減される。
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、印刷ヘッド35及び配線基板33を含むヘッドユニット32には複数の電圧信号Vh(Vh1〜Vhn)がケーブル75を介して転送される。そして、交換検出部260は、入力された複数の電圧信号Vh(Vh1〜Vhn)が合わさった信号に基づいて、印刷ヘッド35が交換可能であることを検出する。例えば、交換検出部260は、入力された複数の電圧信号Vh(Vh1〜Vhn)が合わさった信号が所定の値以下であるとき、印刷ヘッド35に供給される複数の電圧信号Vh(Vh1〜Vhn)が所定の値以下であるとして、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する。これにより、複数の電圧信号Vh(Vh1〜Vhn)が印刷ヘッド35に供給される場合であっても、交換検出部260の規模が大きくなることを低減し、印刷ヘッド35の交換作業時におけるケーブル75,76及び印刷ヘッド35の残留電圧(電荷)に起因する不具合を低減することが可能となる。よって、複数の電圧信号Vh(Vh1〜Vhn)が入力される印刷ヘッド35においても、交換検出部260の回路規模が大きくなることを低減し、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に行うことが可能となる。
また、本実施形態に係る液体吐出装置1では、印刷ヘッド35の交換が可能であると交換検出部260が検出したことを知らせる報知手段(交換報知部270)を備えることで、交換作業者は印刷ヘッド35の交換が可能であることを把握する事が可能となる。よって、適切なタイミングでの印刷ヘッド35の交換作業が可能となり、印刷ヘッド35の交換作業の容易性がさらに向上する。
このとき、報知手段(交換報知部270)は、発光素子(LED271)の点灯及び消灯(減光)であり、交換作業者に対して視覚的に印刷ヘッド35の交換が可能であることを知らせることが可能となる。
さらに、報知手段(交換報知部270)である発光素子(LED271)は、交換される印刷ヘッド35と電気的に接続されるBtoBコネクター77を備える配線基板33に設けられる。通常、交換作業者は印刷ヘッド35を交換するとき、交換する印刷ヘッド35及び印刷ヘッド35と接続されたBtoBコネクター77の付近を目視し交換作業を行う。したがって、交換作業者が目視するBtoBコネクター77を含む配線基板33に発光素子(LED271)を備えることで、交換作業者に対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを効率よく知らせることが可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業の容易性がさらに向上する。
2.第2実施形態
以下、第2実施形態の液体吐出装置1について説明する。第2実施形態の液体吐出装置1では、主に第1実施形態と異なる内容について説明し、第1実施形態と重複する内容については、説明を省略する。なお、第2実施形態の液体吐出装置1では、第1実施形態の
液体吐出装置1と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明を行う。
第2実施形態の液体吐出装置1は、交換検出部260及び交換報知部270の回路構成が第1実施形態と異なる。
第2実施形態の液体吐出装置1の構成は第1実施形態と同じであり、その説明及び図示を省略する(図1、図2参照)。第2実施形態の液体吐出装置1の電気的構成は、第1実施形態と同じであり、その説明及び図示を省略する(図3参照)。第2実施形態の液体吐出装置1の吐出部600の構成、駆動信号Voutの構成及び選択部230の構成は第1実施形態と同じであり、その説明及び図示を省略する(図4〜図10参照)。第2実施形態の液体吐出ユニット2及びヘッドユニット32の構成は、第1実施形態と同じであり、その説明及び図示を省略する(図11〜図13参照)。
図16は、第2実施形態における交換検出部260及び交換報知部270の構成を示す回路図である。
第2実施形態においても、第1実施形態と同様に交換検出部260は、駆動回路ユニット37から出力された複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnに基づいて、印刷ヘッド35への通電状態を検出することで交換が可能であることを検出する。
第2実施形態の交換検出部260は、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nと複数(n個)の抵抗265−1〜265−nを含む。
複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのそれぞれのアノードには、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnが入力される。また、複数(n個)のダイオード261−1〜261−nのそれぞれは、複数(n個)の抵抗265−1〜265−nのそれぞれの一端に接続される。複数(n個)の抵抗265−1〜265−nの他端のそれぞれは、交換検出部260から出力される。
第2実施形態の交換報知部270は、複数(n個)のLED271−1〜271−nを含む。複数(n個)のLED271−1〜271−nのアノードは、交換検出部260の出力(複数(n個)の抵抗265−1〜265−nの他端のそれぞれ)と接続され、複数(n個)のLED271−1〜271−nのカソードは、グラウンド電位と接続される。
すなわち、第2実施形態における交換検出部260及び交換報知部270では、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnのそれぞれに対して複数(n個)のダイオード261−1〜261−nと、複数(n個)の抵抗265−1〜265−nと、複数(n個)のLED271−1〜271−nと、がそれぞれ直列に接続されている。
そして、複数(n個)の抵抗265−1〜265−nのそれぞれは、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnのそれぞれに対して印刷ヘッド35への通電が停止したかを観測し、全ての複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnに基づき、印刷ヘッド35への通電が停止したとき、印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出する。
また、複数(n個)のLED271−1〜271−nは、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnのそれぞれに対して印刷ヘッド35への通電が停止したか否かを報知する。そして例えば、複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnの全てにおいて印刷ヘッド35への通電が停止したとき、印刷ヘッド35の交換が可能であることを報知する。
このように、第2実施形態の液体吐出装置1では、交換検出部260において、印刷ヘ
ッド35に供給される複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnのそれぞれに対して印刷ヘッド35の交換が可能であることを検出することが可能となる。これにより、印刷ヘッド35の交換が可能であるかを、印刷ヘッド35に転送される複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhn毎に把握することが可能となる。これにより、交換検出部260は、印刷ヘッド35の交換が可能であるかの検出を、より高精度に検出することが可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に行うことが可能となる。
また、第2実施形態の液体吐出装置1では、印刷ヘッド35に転送される複数(n個)の電圧信号Vh1〜Vhnに基づく信号を検出することが可能であるため、印刷ヘッド35の取り付け作業時における接続不良の検出に応用することも可能となる。よって、印刷ヘッド35の交換作業をより確実に行うことが可能となる。
3.変形例
上記の実施形態では、駆動回路が駆動素子としての圧電素子(容量性負荷)を駆動するピエゾ方式の液体吐出装置を例に挙げたが、本発明は、駆動回路が容量性負荷以外の駆動素子を駆動する液体吐出装置にも適用可能である。このような液体吐出装置としては、例えば、駆動回路が駆動素子としての発熱素子(例えば、抵抗)を駆動し、発熱素子が加熱されることにより発生するバブルを利用して液体(インク)を吐出するサーマル方式(バブル方式)の液体吐出装置等が挙げられる。
以上、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、上記の実施形態及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。
1…液体吐出装置、2…液体吐出ユニット、10…制御ユニット、12…繰出部、13…支持部、14…搬送部、15…印刷部、16…送風部、17…繰出部、18…保持部材、20…吐出制御部、22…加熱部、23…搬送ローラー、24…従動ローラー、25…第1支持部、26…第2支持部、27…第3支持部、29…キャリッジ、30…ガイド部材、31…キャリッジモーター、32…ヘッドユニット、33…配線基板、34…放熱ケース、35…印刷ヘッド、36…中継基板、37…駆動回路ユニット、38…キャリッジ本体、39…カバー部材、41…搬送モーター、42…放熱板、44…筐体、48…ガイドレール部、49…キャリッジ支持部、50…駆動回路、51…ダクト、52…送風ファン、53…送風口、60…圧電素子、70,77…BtoBコネクター、71,72,73,74…FFCコネクター、75,76…ケーブル、80…メンテナンスユニット、110…制御信号生成部、120…制御信号変換部、130…制御信号送信部、140…駆動データ生成部、150…電圧生成部、190…フレキシブルフラットケーブル、200…吐出モジュール、220…選択制御部、222…シフトレジスター、224…ラッチ回路、226…デコーダー、230…選択部、232…インバーター、234…トランスファーゲート、240…制御信号受信部、250…制御信号復元部、260…交換検出部、261…ダイオード、265…抵抗、270…交換報知部、271…LED、300…中継モジュール、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、661…供給口

Claims (8)

  1. A3短辺幅以上の媒体に対して印刷を行うことが可能な液体吐出装置であって、
    駆動素子の駆動により液体を吐出する吐出部を含み交換可能な印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する検出回路と、コネクターが備えられ前記コネクターを介して前記印刷ヘッドと電気的に接続される配線基板と、を含むヘッドユニットと、
    前記駆動素子を駆動させる駆動信号を出力する駆動回路と、
    前記配線基板と接続されて前記駆動信号を前記印刷ヘッドに転送するケーブルと、
    を備え
    前記ケーブルは複数の電源電圧信号を前記ヘッドユニットに転送し、
    前記検出回路は、複数の前記電源電圧信号が合わさった信号に基づいて、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
  2. A3短辺幅以上の媒体に対して印刷を行うことが可能な液体吐出装置であって、
    駆動素子の駆動により液体を吐出する吐出部を含み交換可能な印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する検出回路と、コネクターが備えられ前記コネクターを介して前記印刷ヘッドと電気的に接続される配線基板と、を含むヘッドユニットと、
    前記駆動素子を駆動させる駆動信号を出力する駆動回路と、
    前記配線基板と接続されて前記駆動信号を前記印刷ヘッドに転送するケーブルと、
    を備え、
    前記ケーブルは複数の電源電圧信号を前記ヘッドユニットに転送し、
    前記検出回路は、複数の前記電源電圧信号のそれぞれに基づいて、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
  3. 前記検出回路は前記配線基板に設けられている、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
  4. 前記検出回路が検出した結果に基づき、前記印刷ヘッドの交換が可能であるか否かを知らせる報知手段を備える、
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  5. 前記報知手段は、視認可能に備えられた発光素子を含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  6. 前記発光素子は、前記配線基板に設けられている、
    ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  7. A3短辺幅以上の媒体に対して印刷を行い、駆動素子の駆動により液体を吐出する吐出部を含み交換可能な印刷ヘッドと検出回路と配線基板とを含むヘッドユニットと、前記駆動素子を駆動させる駆動信号を出力する駆動回路と、前記駆動信号を転送するケーブルと、を備える液体吐出装置における前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法であって、
    前記検出回路が、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出するステップ、
    を含み、
    前記ケーブルは複数の電源電圧信号を前記ヘッドユニットに転送し、
    前記検出回路は、複数の前記電源電圧信号が合わさった信号に基づいて、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する、
    ことを特徴とする検出方法。
  8. A3短辺幅以上の媒体に対して印刷を行い、駆動素子の駆動により液体を吐出する吐出部を含み交換可能な印刷ヘッドと検出回路と配線基板とを含むヘッドユニットと、前記駆動素子を駆動させる駆動信号を出力する駆動回路と、前記駆動信号を転送するケーブルと、を備える液体吐出装置における前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する方法であって、
    前記検出回路が、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出するステップ、
    を含み、
    前記ケーブルは複数の電源電圧信号を前記ヘッドユニットに転送し、
    前記検出回路は、複数の前記電源電圧信号のそれぞれに基づいて、前記印刷ヘッドの交換が可能であることを検出する、
    ことを特徴とする検出方法。
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