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TWI620669B - 液體噴出裝置及液體噴出模組 - Google Patents

液體噴出裝置及液體噴出模組 Download PDF

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TWI620669B
TWI620669B TW104137609A TW104137609A TWI620669B TW I620669 B TWI620669 B TW I620669B TW 104137609 A TW104137609 A TW 104137609A TW 104137609 A TW104137609 A TW 104137609A TW I620669 B TWI620669 B TW I620669B
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TW
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signal
nozzle
liquid
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TW104137609A
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Inventor
伊達恭平
Original Assignee
精工愛普生股份有限公司
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Publication date
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Abstract

本發明之課題係於將驅動信號與噴出控制信號傳送至液體噴出單元U時，降低因驅動信號成為雜訊源所致之影響。
本發明之液體噴出裝置具備：液體噴出單元U，其具有用以噴出液體之壓電元件；FFC191，其將驅動壓電元件之驅動信號傳送至液體噴出單元U；連接器Cn1，其設置於液體噴出單元U，且連接FFC191；FFC192，其將控制對壓電元件之驅動信號之供給之噴出控制信號傳送至液體噴出單元U；及連接器Cn2，其設置於液體噴出單元U，且連接FFC192；且包含壓電元件之液體噴出頭30位於連接器Cn1、Cn2之間。

Description

液體噴出裝置及液體噴出模組
本發明係關於一種液體噴出裝置及液體噴出模組。
已知有藉由噴出部噴出墨水等液體而印刷圖像或文字之印刷裝置。典型而言，噴出部包含如壓電(piezoelectric)元件之壓電元件，藉由分別依照驅動信號進行驅動，而於特定之時刻使特定量之墨水自噴嘴噴出。
作為應用於此種印刷裝置之技術，例如已知有利用噴出部之集合體即液體噴出頭單元供給控制噴出部之噴出動作之噴出控制信號與驅動噴出部(之壓電元件)之驅動信號的技術(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5354801號公報
關於此種印刷裝置，要求高速地印刷。對於印刷之高速化，必須將噴出控制信號與驅動信號更高速地(高頻地)傳送至液體噴出頭。
且說，噴出控制信號為例如3.3伏特之邏輯信號，相對於此，驅動信號為例如40伏特左右之類比信號，且為了充分地驅動作為電容元 件之壓電元件而為相對較大電流之信號。因此，指出如下問題：於欲更高速地傳送驅動信號與噴出控制信號時，尤其驅動信號成為雜訊源，容易對噴出控制信號造成不良影響。
因此，本發明之若干種態樣之目的之一在於提供一種可於傳送驅動信號與噴出控制信號時降低因驅動信號成為雜訊源所致之影響的液體噴出裝置及液體噴出模組。
為了達成上述目的之一，本發明之一態樣之液體噴出裝置之特徵在於包括：液體噴出單元，其具有用以噴出液體之噴出部；第1配線，其將驅動上述噴出部之驅動信號傳送至上述液體噴出單元；第1連接器，其設置於上述液體噴出單元，且電性連接上述第1配線；第2配線，其將控制對上述噴出部之上述驅動信號之供給之噴出控制信號傳送至上述液體噴出單元；及第2連接器，其設置於上述液體噴出單元，且電性連接上述第2配線；且上述噴出部位於上述第1連接器與上述第2連接器之間。
根據該一態樣之液體噴出裝置，由於將高電壓、大電流之驅動信號與作為低電壓之邏輯信號之噴出控制信號分離而供給至液體噴出單元，故而可於分別高頻地傳送噴出控制信號與驅動信號時降低因驅動信號成為雜訊源所致之影響。
於上述一態樣之液體噴出裝置中，較佳為包括中繼上述第1配線之第1基板、或供給上述噴出控制信號之第2基板中之至少一個之構成。於該構成中，例如可於第2基板安裝轉換部或分配部等。
詳細而言，於上述構成中，亦可為，上述液體噴出單元具備複數個，上述第1基板對複數個上述液體噴出單元之各者供給上述驅動信號。藉由第1基板之中繼，將驅動信號供給至複數個液體噴出單元之各者，因此可避免構成、尤其配線(之引繞)變得複雜。
又，於上述構成中，亦可為，上述液體噴出單元具備複數個，上述第2基板具有分配部，該分配部將經多工化之噴出控制信號分離而分配至複數個上述液體噴出單元之各者。由於藉由分配部將經多工化之噴出控制信號分離而供給至複數個液體噴出單元之各者，故而可減少分配部於前階段之配線數。
於上述構成中，亦可為，包括將上述噴出控制信號轉換為差動信號而輸出之控制單元，且上述第2基板具有接收上述差動信號並逆轉換為上述噴出控制信號之接收部。第2基板之接收部接收差動信號並逆轉換為噴出控制信號。因此，提高自控制單元至第2基板之路徑之耐雜訊性並且提高噴出控制信號之傳送速度，因此可實現高品質且高解像度之印刷。
再者，本發明並不限於液體噴出裝置，能以各種態樣實現，例如可提出作為液體噴出模組之單獨體之概念。
1‧‧‧印刷裝置(液體噴出裝置)
10‧‧‧控制單元
12‧‧‧搬送機構
14‧‧‧液體容器
20‧‧‧液體噴出模組
30‧‧‧液體噴出頭
32‧‧‧固定板
33‧‧‧噴頭基板
34‧‧‧配線基板
34a‧‧‧另一端
34b‧‧‧區域
36‧‧‧半導體晶片
42‧‧‧流路基板
44‧‧‧壓力室基板
46‧‧‧振動板
52‧‧‧密封體
54‧‧‧支持體
62‧‧‧噴嘴板
64‧‧‧柔性部
72‧‧‧驅動電極
74‧‧‧壓電體
76‧‧‧驅動電極
100‧‧‧控制部
102‧‧‧發送部
150‧‧‧驅動基板
152‧‧‧驅動電路
154‧‧‧電壓產生部
155‧‧‧DA轉換器
156‧‧‧DA轉換器
157‧‧‧放大電路
158‧‧‧放大電路
159‧‧‧FFC
160‧‧‧中繼基板(第1基板)
169‧‧‧FFC
170‧‧‧集合基板(第2基板)
172‧‧‧接收部
179‧‧‧FFC
191‧‧‧FFC(第1配線)
192‧‧‧FFC(第2配線)
210‧‧‧選擇控制部
212‧‧‧移位暫存器
214‧‧‧鎖存電路
216‧‧‧解碼器
230‧‧‧選擇部
232a‧‧‧反相器
232b‧‧‧反相器
234a‧‧‧傳輸閘極
234b‧‧‧傳輸閘極
322‧‧‧開口部
331‧‧‧狹縫
342‧‧‧基底膜
344‧‧‧配線
422‧‧‧開口部
424‧‧‧供給流路
426‧‧‧連通流路
442‧‧‧開口部
542‧‧‧收容部
544‧‧‧導入流路
1~52‧‧‧編號
a‧‧‧假想線
Adp1‧‧‧梯形波形
Adp2‧‧‧梯形波形
Bdp1‧‧‧梯形波形
Bdp2‧‧‧梯形波形
CH‧‧‧控制信號
Cn1‧‧‧連接器(第1連接器)
Cn2‧‧‧連接器(第2連接器)
COM-A‧‧‧驅動信號
COM-B‧‧‧驅動信號
dA‧‧‧數位資料
dB‧‧‧數位資料
F‧‧‧噴頭區塊
Gr‧‧‧圖像資料
LAT‧‧‧控制信號
L1~L52‧‧‧噴嘴編號
LSB‧‧‧低階位元
MSB‧‧‧高階位元
N‧‧‧噴嘴
Na‧‧‧噴嘴排
Nb‧‧‧噴嘴排
P‧‧‧印刷媒體
P1‧‧‧間距
P2‧‧‧間距
Pzt‧‧‧壓電元件
Sa‧‧‧選擇信號
Sb‧‧‧選擇信號
Sc‧‧‧壓力室
Sck‧‧‧時脈信號
SI(1)~SI(36)‧‧‧印刷資料
SI(6i)‧‧‧印刷資料
SI(6i-1)‧‧‧印刷資料
SI(6i-2)‧‧‧印刷資料
SI(6i-3)‧‧‧印刷資料
SI(6i-4)‧‧‧印刷資料
SI(6i-5)‧‧‧印刷資料
Sr‧‧‧液體貯存室
Ta‧‧‧印刷週期
T1‧‧‧期間
T2‧‧‧期間
U‧‧‧液體噴出單元
VBS‧‧‧電壓
Vc‧‧‧電壓
Vout‧‧‧電壓
W1‧‧‧方向
W2‧‧‧方向
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
θ‧‧‧角度
圖1係表示實施形態之印刷裝置之概略構成之圖。
圖2係液體噴出模組之要部俯視圖。
圖3係用以說明液體噴出頭中之噴嘴之排列之圖。
圖4係表示液體噴出頭中之噴嘴之排列之圖。
圖5係表示液體噴出頭之構造之剖視圖。
圖6係用以表示液體噴出單元之構成之分解立體圖。
圖7係表示印刷裝置中之功能構成之方塊圖。
圖8係表示印刷裝置中之各基板彼此之連接之圖。
圖9係表示液體噴出單元之電性構成之圖。
圖10係用以說明選擇控制部之動作之圖。
圖11係表示選擇控制部之構成之圖。
圖12係表示解碼器之解碼內容之圖。
圖13係表示選擇部之構成之圖。
圖14係表示供給至壓電元件之一端之驅動信號之波形例之圖。
以下，參照圖式，對用以實施本發明之形態進行說明。
圖1係表示實施形態之印刷裝置1之概略構成之圖。
該印刷裝置1係藉由使墨水(液體)噴出而於紙等印刷媒體P形成墨點群，藉此印刷與圖像資料對應之圖像(包含字符、圖形等)的印刷裝置(噴墨印表機)。
如圖所示，印刷裝置1包含控制單元10、搬送機構12、液體噴出模組20及驅動基板150。又，於該印刷裝置1裝設貯存複數種顏色之墨水之液體容器(匣)14。於該例中，將青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)、黑色(Bk)之計4種顏色之墨水貯存於液體容器14中。
如下所述，控制單元10主要具有對自外部之主電腦供給之圖像資料進行處理、或控制印刷裝置1之各要素之控制部、及發送自該控制部輸出之信號之發送部等。搬送機構12基於利用控制單元10之控制而將印刷媒體P沿Y方向搬送。液體噴出模組20基於利用控制單元10之控制而將貯存於液體容器14之墨水噴出至印刷媒體P。於實施形態中，液體噴出模組20係於與Y方向交叉(典型而言為正交)之X方向上長條之行列式頭。驅動基板150依照控制單元10產生並放大下述驅動信號等，供給至液體噴出模組20。
於該印刷裝置1中，液體噴出模組20與利用搬送機構12之印刷媒體P之搬送同步地對該印刷媒體P噴出墨水，藉此於該印刷媒體P之表面形成圖像。
再者，以下將與X-Y平面(與印刷媒體P之表面平行之平面)垂直之方向表述為Z方向。典型而言，Z方向係墨水自液體噴出模組20之噴出方向。
圖2係自記錄媒體P觀察液體噴出模組20時之俯視圖。
如該圖所示，於液體噴出模組20中，成為沿X方向排列有複數個作為基礎之液體噴出單元U之構成。液體噴出單元U進而包含沿X方向排列之複數個液體噴出頭30。液體噴出頭30具有以相對於印刷媒體P之搬送方向即Y方向傾斜之2排排列之複數個噴嘴N。
再者，於本實施形態中，為了便於說明，將構成液體噴出模組20之液體噴出單元U之個數設為「6」，進而將構成液體噴出單元U之液體噴出頭30之個數設為「6」。因此，液體噴出模組20中之液體噴出頭30之總數為「36」。
又，液體噴出模組20除包含6個液體噴出單元U以外，亦包含下述集合基板及中繼基板。
圖3係用以說明液體噴出頭30中之噴嘴N之排列之圖，與圖2不同，其係自記錄媒體P之相反側朝向墨水之噴出方向透視之情形時之圖。如上所述，1個液體噴出頭30具有傾斜之2排複數個噴嘴N，但此處首先對未考慮傾斜之液體噴出頭30之單獨體中之噴嘴排列進行說明。
如該圖所示，液體噴出頭30之噴嘴N被劃分為噴嘴排Na、Nb。 於噴嘴排Na、Nb中，分別為複數個噴嘴N分別沿W1方向以間距P1排列。又，噴嘴排Na、Nb彼此於與W1方向正交之W2方向相隔間距P2。屬於噴嘴排Na之噴嘴N與屬於噴嘴排Nb之噴嘴N成為於W1方向上偏離間距P1之一半之關係。
於圖3中，以下為了特定出噴嘴N等而表示有噴嘴編號。於該例中，關於噴嘴排Na，自位於W1方向之負側(圖中為上側)端部之噴嘴N依序賦予1、2、…、25、26作為噴嘴編號。關於噴嘴排Nb，自位於W1方向之負側之端部之噴嘴N依序以續編號賦予27、28、…、51、52作為噴嘴編號。
於圖3中，亦揭示有與自噴嘴N噴出之墨水之顏色之對應關係。 於該例中，噴嘴編號為「1」至「13」之噴嘴N與黑色(Bk)對應，噴嘴編號為「14」至「26」之噴嘴N與洋紅色(M)對應，噴嘴編號為「27」至「39」之噴嘴N與青色(C)對應，噴嘴編號為「40」至「52」之噴嘴N與黃色(Y)對應。
再者，於圖3中將噴嘴N之個數設為「52」，但其只不過為例示。
圖4係表示於將液體噴出頭30傾斜地排列時噴嘴N彼此之位置關係之圖，與圖3同樣地表示自記錄媒體P之相反側朝向墨水方向之噴出方向透視之情形。因此，圖2與圖4應注意傾斜方向相反之方面。
如圖4所示，液體噴出頭30係以相對於印刷媒體P之搬送方向即Y方向為非平行且非正交之角度θ傾斜地排列。此時，於圖之例中，屬於噴嘴排Na之噴嘴N與屬於噴嘴排Nb之噴嘴N於X方向之位置(座標)共通。
例如於圖中，於著眼於右端之液體噴出頭30之情形時，該著眼之液體噴出頭30中之噴嘴排Na中位於W1方向之負側端部之1個噴嘴N(噴嘴編號為「1」之噴嘴N)與噴嘴排Nb中位於W1方向之負側端部之1個噴嘴N(噴嘴編號為「27」之噴嘴N)係以通過沿與Y方向平行之方向延伸之假想線a之方式設定角度θ。
又，相對於所著眼之液體噴出頭30，周邊之液體噴出頭30成為如下之位置關係。即，相對於該所著眼之液體噴出頭30，於圖中位於左鄰之2個液體噴出頭30成為噴嘴編號為「17」之噴嘴N與噴嘴編號為「43」之噴嘴N通過上述假想線a之位置關係。
因此，於沿Y方向搬送印刷媒體P時，使於某液體噴出頭30中自噴嘴編號為「1」之噴嘴N噴出之黑色(Bk)之墨水、自噴嘴編號為「27」之噴嘴N噴出之青色(C)之墨水、位於該液體噴出頭30之左鄰之2個液體噴出頭30中自噴嘴編號為「17」之噴嘴N噴出之洋紅色(M)之 墨水、自噴嘴編號為「43」之噴嘴N噴出之黃色(Y)之墨水噴附至大致相同之位置，藉此可形成彩色點。
再者，相對於所著眼之液體噴出頭30，位於左鄰之1個液體噴出頭30之噴嘴編號為「9」之噴嘴N，噴嘴編號為「35」之噴嘴N，相對於所著眼之液體噴出頭30，位於左鄰之3個液體噴出頭30之噴嘴編號為「25」之噴嘴N、與噴嘴編號為「51」之噴嘴N，關於上述噴嘴亦成為通過上述假想線a之位置關係。因此，於假想線a中，各種顏色之噴嘴N每2個重複，因此實施如下處理，即，僅自例如位於上游側之噴嘴N噴出墨水，自位於下游側之噴嘴N限制墨水之噴出。
再者，於圖4中僅表示有通過假想線a之噴嘴編號，但所著眼之液體噴出頭中之例如噴嘴編號「2」、「28」之噴嘴N與相對於該著眼之液體噴出頭30為左鄰之2個液體噴出頭30中之噴嘴編號「18」、「44」之噴嘴N於X方向之位置共通，於沿Y方向觀察時，成為4種顏色之噴嘴通過之構成。關於其他噴嘴亦成為相同之位置關係。
圖5係表示液體噴出頭30之構造之剖視圖。詳細而言，其係表示沿圖3中之g-g線斷裂之情形時之剖面(為與W1方向垂直之剖面，且為自W1方向之正側觀察負側方向之剖面)之圖。
如圖5所示，液體噴出頭30係於流路基板42中Z方向之負側之面上設置有壓力室基板44、振動板46、密封體52及支持體54，另一方面，於Z方向之正側之面上設置有噴嘴板62與柔性部64的構造體(噴頭晶片)。概略而言，液體噴出頭30之各要素係如上所述般於W1方向上長條之大致平板狀之構件，例如利用接著劑相互固定。又，流路基板42及壓力室基板44係由例如矽之單晶基板形成。
噴嘴N形成於噴嘴板62。如圖3中所概略說明般，於液體噴出頭30中，與屬於噴嘴排Na之噴嘴對應之構造和與屬於噴嘴排Nb之噴嘴對應之構造處於在W1方向上偏離間距P1之一半之關係，除此以外呈 大致對稱地形成，因此，以下著眼於噴嘴排Na對液體噴出頭30之構造進行說明。
流路基板42係形成墨水之流路之平板材，形成開口部422、供給流路424及連通流路426。供給流路424及連通流路426係針對每個噴嘴而形成，開口部422係以遍及噴出同色之墨水之複數個噴嘴而連續之方式形成。
於流路基板42中Z方向之負側之表面固定支持體54。於該支持體54形成收容部542與導入流路544。收容部542係於俯視時(即自Z方向觀察時)與流路基板42之開口部422對應之外形之凹部(凹陷)，導入流路544係與收容部542連通之流路。
使流路基板42之開口部422與支持體54之收容部542相互連通之空間係作為液體貯存室(貯液器)Sr發揮功能。液體貯存室Sr針對墨水之每種顏色而相互獨立地形成，貯存通過液體容器14(參照圖1)及導入流路544之墨水。即，於1個液體噴出頭30之內部形成與不同之墨水對應之4個液體貯存室Sr。
構成該液體貯存室Sr之底面，且抑制(吸收)該液體貯存室Sr與內部流路中之墨水之壓力變動之要素係柔性部64。柔性部64包含形成為例如片狀之可撓性構件，具體而言，以堵住流路基板42中之開口部422與各供給流路424之方式固定於流路基板42之表面。
於壓力室基板44中與流路基板42為相反側之表面設置振動板46。振動板46係可彈性地振動之平板狀構件，例如包含由氧化矽等彈性材料形成之彈性膜與由氧化鋯等絕緣材料形成之絕緣膜之積層。振動板46與流路基板42係於壓力室基板44之各開口部442之內側相互隔開間隔而對向。於各開口部442之內側夾於流路基板42與振動板46之空間係作為對墨水賦予壓力之壓力室Sc而發揮功能。各壓力室Sc係經由流路基板42之連通流路426而與噴嘴N連通。
於振動板46中與壓力室基板44為相反側之表面形成與噴嘴N(壓力室Sc)對應之壓電元件Pzt。
壓電元件Pzt包含於振動板46之面上個別地形成於各壓電元件Pzt之驅動電極72、形成於該驅動電極72之面上之壓電體74、及形成於該壓電體74之面上之驅動電極76。再者，由驅動電極72、76隔著壓電體74而對向之區域係作為壓電元件Pzt發揮功能。
壓電體74例如藉由包含加熱處理(煅燒)之步驟形成。具體而言，將塗佈於形成有複數個驅動電極72之振動板46之表面的壓電材料藉由煅燒爐內之加熱處理進行煅燒後成形(例如利用電漿之銑削)於每個壓電元件Pzt，藉此形成壓電體74。
驅動電極72之一部分自密封體52及支持體54露出，於該露出部分，以接著材固定配線基板34之一端。
配線基板34係於聚醯亞胺等具有絕緣性及可撓性之基底膜342將複數個配線344圖案化而成者，且如下所述般安裝有半導體晶片。驅動電極72成為如下構成：電性連接於配線基板34之配線344，且藉由該連接，對壓電元件Pzt之一端個別地施加驅動信號之電壓Vout。
另一方面，雖然未作圖示，但驅動電極76係遍及複數個壓電元件Pzt地共通連接，並且自密封體52及支持體54引繞至露出部分，電性連接於配線基板34中之另一配線344。成為藉由該連接，對複數個壓電元件Pzt之另一端共通地施加恆定電壓(例如下述電壓VBS)之構成。
於此種構成之壓電元件Pzt中，相應於由驅動電極72、76施加之電壓，與該驅動電極72、76及振動板46一併地，於圖5中相對於周邊，中央部分相對於兩端部分向上或下方向撓曲。具體而言，壓電元件Pzt成為如下構成：當經由驅動電極72施加之驅動信號之電壓Vout變低時向上方向撓曲，另一方面，當該電壓Vout變高時向下方向撓 曲。
此處，若向上方向撓曲，則壓力室Sc之內部容積擴大，因此墨水自液體貯存室Sr被引入，另一方面，若向下方向撓曲，則壓力室Sc之內部容積縮小，因此視縮小之程度，墨水滴自噴嘴N被噴出。
如此，成為如下構成：當對壓電元件Pzt施加適當之驅動信號時，藉由該壓電元件Pzt之移位，自噴嘴N噴出墨水。因此，藉由與該壓電元件Pzt一併包含壓力室Sc、噴嘴N等在內之要素，構成噴出墨水之噴出部(廣義之噴出部)。但是，由驅動信號驅動之對象始終為壓電元件Pzt，亦可考慮僅該壓電元件Pzt之移位使墨水噴出之方式，因此有時將該壓電元件Pzt稱為狹義之噴出部。
圖6係用以表示液體噴出單元U之1個之量之構成之分解立體圖。
如該圖所示，於平板狀之固定板32形成有6個開口部322。6個液體噴出頭30之各者係以噴嘴N於開口部322露出之方式分別固定於固定板32之表面。
於噴頭基板33，以對應於液體噴出頭30之各者之方式設置有6個狹縫331。配線基板34之另一端34a於插入至狹縫331後，藉由接著材或藉由焊接而連接於設置於噴頭基板33之上表面之區域34b之端子。
於噴頭基板33中，於Y方向之正側設置有連接器Cn1(第1連接器)，經由作為第1配線之FFC(Flexible Flat Cable，可撓性扁平電纜)191供給複數個下述類比系信號。另一方面，於噴頭基板33中，於Y方向之負側設置有連接器Cn2(第2連接器)，經由第2配線之FFC192供給複數個下述數位系信號。
於噴頭基板33，將類比系信號與數位系信號引導至設置於區域34b之端子之配線(省略圖示)被圖案化。因此，成為如下構成：若於噴頭基板33之區域34b連接配線基板34之另一端34a，則供給至連接器Cn1之類比系信號與供給至連接器Cn2之數位系信號被傳送至安裝於 配線基板34之半導體晶片36。
換言之，成為如下構成：於液體噴出單元U，第1，將類比系信號與數位系信號於分離之狀態下供給，即於朝向Z方向俯視時，相對於液體噴出頭30之排列，自一側(印刷媒體P之搬送方向上游側)供給類比系信號，自另一側(印刷媒體P之搬送方向下游側)供給數位系信號，第2，經由噴頭基板33及配線基板34供給至半導體晶片36。
再者，為方便說明，有時包含液體噴出頭30、配線基板34、及安裝於該配線基板34之半導體晶片36在內，稱為噴頭區塊F。即，此處所謂噴頭區塊F係指包含液體噴出頭30、連接於該液體噴出頭30之配線基板34、及安裝於該配線基板34之半導體晶片36之電性功能塊之集合體。
圖7係表示印刷裝置1中之功能構成之方塊圖。
如圖1所說明，印刷裝置1成為包含控制單元10、液體噴出模組20、及驅動基板150之構成。其中，控制單元10具有控制單元100及3個發送部102。概略而言，控制單元100係執行如下處理或輸出信號。
即，第1，控制單元100係藉由對自主電腦(省略圖示)供給之圖像資料Gr執行特定之程式，實施插補處理或排列轉換處理等圖像處理後，將其作為印刷資料SI(1)~SI(36)輸出。
再者，所謂插補處理，係指於產生例如噴嘴之缺陷之情形時，用以使用存在於該缺陷噴嘴之周圍之噴嘴形成應由該缺陷噴嘴形成之點之處理，所謂排列轉換處理，係指用以將以例如正交座標規定像素排列之圖像資料Gr轉換為與噴嘴N之傾斜排列相應之座標系之處理。
印刷資料SI(1)~SI(36)係針對每個液體噴出頭30規定應於1次印刷週期形成於印刷媒體P之點之資料。此處，關於36個液體噴出頭30，若自X方向之負側朝向正側依序設為第1、2、3、…、35、36號加以區分，則緊接著印刷資料之符號SI之帶括弧之數字之1~36表示 與哪一液體噴出頭30對應而供給。例如，印刷資料SI(3)表示與第3號之液體噴出頭30對應而供給，印刷資料SI(19)表示與第19號液體噴出頭30對應而供給。
如上所述，液體噴出單元U包括6個液體噴出頭30。因此，印刷資料SI(1)~SI(6)、SI(7)~SI(12)、SI(13)~SI(18)、SI(19)~SI(24)、SI(25)~SI(30)、SI(31)~SI(36)與自X方向之負側朝向正側之依序之第1、2、3、4、5、6號之液體噴出單元U對應。
第2，控制單元100與印刷資料SI(1)~SI(36)同步地輸出時脈信號Sck、控制信號LAT、CH。再者，如下所述，關於印刷資料SI(1)~SI(36)、時脈信號Sck、控制信號LAT、CH，控制供給至壓電元件Pzt之一端之驅動信號，因此有時將該等統稱為噴出控制信號。又，為方便起見，有時將噴出控制信號中除印刷資料SI(1)~SI(36)以外之時脈信號Sck、控制信號LAT、CH稱為時脈信號Sck等。
第3，控制單元100係與印刷資料SI(1)~SI(36)、時脈信號Sck、控制信號LAT、CH同步地輸出數位資料dA、dB。資料dA規定供給至液體噴出頭30之驅動信號中驅動信號COM-A之波形，資料dB規定驅動信號COM-B之波形。
再者，除此以外，控制單元100亦控制搬送機構12而控制印刷媒體P向Y方向之搬送，但省略用於其之構成。
又，1個發送部102將液體噴出單元U之2個之量之印刷資料、時脈信號Sck、及控制信號LAT、CH之單端之數位信號多工化(多工)，轉換為差動信號而發送。作為該差動信號之傳送系統，於本實施形態中使用LVDS(Low Voltage Differential Signaling，低電壓微分發信)。
於本實施形態中，液體噴出單元U為6個，因此使用3個發送部102。即，第1發送部102係對應於第1、2號之液體噴出單元U而輸出將印刷資料SI(1)~SI(12)與時脈信號Sck等多工化之差動信號，第2發 送部102係對應於第3、4號之液體噴出單元U而輸出將印刷資料SI(13)~SI(24)與時脈信號Sck等多工化之差動信號，第3發送部102係對應於第5、6號之液體噴出單元U而輸出將印刷資料SI(25)~SI(36)與時脈信號Sck等多工化之差動信號。
再者，於該圖中，發送部102以3個、分開地表述，但亦可以定製IC(integrated circuit，積體電路)等與其他功能一併集成於1個晶片。
液體噴出模組20除具有6個液體噴出單元U以外，亦具有中繼基板160及集合基板170。其中，集合基板170包含3個兼作分配部之接收部172。3個接收部172分別與發送部102例如一對一地對應。1個接收部172將經多工化之差動信號逆轉換為單端之信號，並且將多工化狀態恢復至原樣(解多工)，即，分離為液體噴出單元U之2個量之印刷資料與時脈信號Sck等之數位信號，並供給至對應之液體噴出單元U。
藉此，對第1、2、3、4、5、6號之液體噴出單元U，與對應於各者之印刷資料SI(1)~SI(6)、SI(7)~SI(12)、SI(13)~SI(18)、SI(19)~SI(24)、SI(25)~SI(30)、SI(31)~SI(36)一併供給時脈信號Sck與控制信號LAT、CH。
藉由如此將印刷資料與時脈信號Sck等多工化，可減少連接控制單元10與集合基板170之纜線之配線數。又，藉由將印刷資料與時脈信號Sck等設為差動信號，雜訊較強且可高頻地傳送。
再者，該等數位信號之L位準為0伏特，H位準為3.3伏特。又，於接收部172中，亦可使將所接收之差動信號逆轉換為單端之數位信號之功能部分與分離經逆轉換之數位信號之解多工器之部分分開。
驅動基板150具有6個驅動電路152。6個驅動電路152分別與液體噴出單元U例如一對一地對應。1個驅動電路152包含電壓產生部154、DA轉換器(DAC)155、156、及放大電路(AMP)157、158。
電壓產生部154係產生遍及複數個壓電元件Pzt之另一端地共通施加之電壓VBS之信號。DA轉換器155將數位資料dA轉換為類比信號，放大電路157將該類比信號進行例如D級放大，將該放大之信號作為驅動信號COM-A而輸出。同樣地，DA轉換器156將資料dB轉換為類比信號，放大電路158將該類比信號放大而作為驅動信號COM-B輸出。此處，為方便起見，有時將驅動信號COM-A、COM-B及電壓VBS之信號稱為驅動信號等。
關於藉由驅動電路152輸出之驅動信號等，經由中繼基板160供給至對應之液體噴出單元U。
再者，由於對6個驅動電路152分別供給共通資料dA、dB，故而自6個驅動電路152輸出之驅動信號COM-A、COM-B之波形亦相互共通，但於本例中，為了確保驅動能力而並聯化。
圖8係表示印刷裝置1中之基板彼此之連接之圖。
如該圖所示，相對於6個液體噴出單元U沿X方向排列而成之液體噴出模組20，中繼基板160位於印刷媒體P之搬送方向上游側，集合基板170位於搬送方向下游側。換言之，以隔著液體噴出模組20(液體噴出頭30)之方式於一側配置中繼基板160，於另一側配置集合基板170。
控制單元10係經由FFC159對驅動基板150供給資料dA、dB，另一方面，經由FFC179對集合基板170供給差動信號。
自驅動基板150，自6個驅動電路152輸出之驅動信號等經由FFC169被供給至中繼基板160。於該例中，2組驅動信號等經由1組FFC169被供給至中繼基板160。
中繼基板160中，為了與6個液體噴出單元U一對一地對應，將由3組FFC169供給之6組驅動信號等之排列進行重新排列。而且，由中繼基板160重新排列後之驅動信號等經由FFC191及連接器Cn1被供給 至對應之液體噴出單元U之一側。
於集合基板170中，接收部172接收差動信號，並逆轉換為單端之信號，並且分離為液體噴出單元U之2個量之印刷資料與時脈信號Sck等。所分離之印刷資料與時脈信號Sck等經由FFC192及連接器Cn2被供給至對應之液體噴出單元U之另一側。
如此，對液體噴出單元U，以隔著液體噴出頭30之排列之方式自一側供給類比驅動信號等，自另一側供給印刷資料與時脈信號Sck等。
圖9係表示液體噴出單元U之電性構成之圖。再者，第1~6號之液體噴出單元U之構成相互相同，因此，此處為方便起見，對第i個(i為1至6中之任一整數)之液體噴出單元U進行說明。
如上所述，液體噴出單元U就電性構成而言，包含6個噴頭區塊F，1個噴頭區塊F包含配線基板34、半導體晶片36及液體噴出頭30。
安裝於噴頭區塊F之配線基板34之半導體晶片36就功能而言，包含選擇控制部210及與噴嘴N成對(pair)之複數個選擇部230。另一方面，液體噴出頭30就電性而言包含複數個(圖3等例中為26個×2排共52個)壓電元件Pzt。
於1個液體噴出單元U中，6個噴頭區塊F之構成相互相同，第i個液體噴出單元U包含第(6i-5)、(6i-4)、(6i-3)、(6i-2)、(6i-1)、(6i)個之6個液體噴出頭30。對與該等液體噴出頭30對應之選擇控制部210，除依序供給印刷資料SI(6i-5)、SI(6i-4)、SI(6i-3)、SI(6i-2)、SI(6i-1)、SI(6i)以外，亦供給時脈信號Sck等。
由於噴頭區塊F之構成相互相同，故而此處為方便起見對包含第(6i-5)液體噴出頭30之噴頭區塊F進行說明。
於該噴頭區塊F中，選擇控制部210對應於壓電元件Pzt之各者而分配印刷資料SI(6i-5)，選擇部230對應於所分配之印刷資料而選擇驅 動信號COM-A、COM-B(或任一者均設為非選擇)，並供給至作為壓電元件Pzt之一端之驅動電極72(參照圖5)。
再者，於該圖中，以區別於驅動信號COM-A、COM-B之含義，將由選擇部230選擇之驅動信號之電壓表述為Vout。
於壓電元件Pzt之各者之另一端，如上所述般共通地施加有電壓VBS。
於本實施形態中，關於1個點，藉由使墨水自1個噴嘴N最多噴出兩次，而表現出大點、中點、小點及非記錄之4種灰度。為了表現該4種灰度，於本實施形態中，準備兩種驅動信號COM-A、COM-B，並且使各者之1週期分別具有前半圖案與後半圖案。而且，成為如下構成，即，1週期中，於前半、後半，根據應表現之灰度而選擇(或不選擇)驅動信號COM-A、COM-B，並供給至壓電元件Pzt。
因此，首先對驅動信號COM-A、COM-B進行說明，其後對用以選擇驅動信號COM-A、COM-B之構成進行說明。
圖10係表示驅動信號COM-A、COM-B之波形等之圖。
如圖所示，驅動信號COM-A成為使配置於印刷週期Ta中自輸出控制信號LAT(上升)至輸出控制信號CH為止之期間T1的梯形波形Adp1、與配置於印刷週期Ta中自輸出控制信號CH至輸出下一個控制信號LAT為止之期間T2的梯形波形Adp2重複之波形。
於本實施形態中，所謂梯形波形Adp1、Adp2係指相互大致相同之波形，係假設分別被供給至壓電元件Pzt之一端，則使特定量、具體而言為中等程度之量之墨水自與該壓電元件Pzt對應之噴嘴N分別噴出的波形。
驅動信號COM-B成為使配置於期間T1之梯形波形Bdp1與配置於期間T2之梯形波形Bdp2重複的波形。於本實施形態中，梯形波形Bdp1、Bdp2為互不相同之波形。其中，梯形波形Bdp1係用以使噴嘴 N之開孔部附近之墨水微振動而防止墨水黏度增大之波形。因此，假設即便梯形波形Bdp1被供給至壓電元件Pzt之一端，亦不會自與該壓電元件Pzt對應之噴嘴N噴出墨水滴。又，梯形波形Bdp2成為與梯形波形Adp1(Adp2)不同之波形。該梯形波形Bdp2為如下波形，即，假設梯形波形Bdp2被供給至壓電元件Pzt之一端，則使少於上述特定量之量之墨水自與該壓電元件Pzt對應之噴嘴N噴出。
再者，梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2之開始時刻時之電壓與結束時刻時之電壓均以電壓Vc共通。即，梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2分別成為以電壓Vc開始、以電壓Vc結束之波形。
又，梯形波形Adp1之電壓最大值為大致42伏特左右。
圖11係表示圖9中之選擇控制部210之構成之圖。
如該圖所示，對選擇控制部210供給時脈信號Sck、印刷資料SI(6i-5)、控制信號LAT、CH。於選擇控制部210中，移位暫存器(S/R)212、鎖存電路214及解碼器216之組係與壓電元件Pzt(噴嘴N)之各者對應地設置。
印刷資料SI(6i-5)係於印刷週期Ta中規定應由第(6i-5)液體噴出頭30之所有(52個)噴嘴N形成之點之資料。於本實施形態中，為了表現非記錄、小點、中點及大點之4種灰度，1個噴嘴之量之印刷資料包含高階位元(MSB)及低階位元(LSB)之2位元。
印刷資料SI(6i-5)係與時脈信號Sck同步地針對每個噴嘴N(壓電元件Pzt)，配合於印刷媒體P之搬送而供給。用以對應於噴嘴N而以2位元之量暫時保持該印刷資料SI(6i-5)的構成為移位暫存器212。
詳細而言，成為如下構成，即，縱續連接對應於壓電元件Pzt(噴嘴)之段數之移位暫存器212，並且供給至圖中位於左端之1段移位暫存器212之印刷資料SI依照時脈信號Sck而依次傳送至後段。
再者，於本實施形態中，將壓電元件Pzt(噴嘴)之個數設為 「52」。此處，為了區分移位暫存器212，自被供給資料SI(6i-5)之上游側依序表述為1段、2段、…、52段。
鎖存電路214於控制信號LAT之上升中鎖存由移位暫存器212保持之印刷資料SI。再者，由移位暫存器212保持之印刷資料並非表示52個噴嘴之量之印刷資料SI(6i-5)，而為1個噴嘴，因此為了避免混同而將符號簡記為SI。
解碼器216將由鎖存電路214鎖存之2位元之印刷資料SI解碼，於由控制信號LAT與控制信號CH所規定之每個期間T1、T2，輸出選擇信號Sa、Sb，規定選擇部230之選擇。
圖12係表示解碼器216中之解碼內容之圖。
於該圖中，關於被鎖存之2位元之印刷資料SI，表述為(MSB、LSB)。意味著，解碼器216於例如被鎖存之印刷資料SI為(0、1)時，將選擇信號Sa、Sb之邏輯位準於期間T1分別以H、L位準輸出，於期間T2分別以L、H位準輸出。
再者，關於選擇信號Sa、Sb之邏輯位準，較時脈信號Sck、印刷資料SI、控制信號LAT、CH之邏輯位準，藉由位準偏移器(省略圖示)向高振幅邏輯進行位準偏移。
圖13係表示圖9中之選擇部230之構成之圖。
如該圖所示，選擇部230具有反相器(NOT電路)232a、232b、及傳輸閘極234a、234b。
來自解碼器216之選擇信號Sa被供給至傳輸閘極234a中未標註圓形標記之正控制端，另一方面，藉由反相器232a進行邏輯反轉，而被供給至傳輸閘極234a中標註有圓形標記之負控制端。同樣地，選擇信號Sb被供給至傳輸閘極234b之正控制端，另一方面，藉由反相器232b進行邏輯反轉，而被供給至傳輸閘極234b之負控制端。
對傳輸閘極234a之輸入端供給驅動信號COM-A，對傳輸閘極
234b之輸入端供給驅動信號COM-B。傳輸閘極234a、234b之輸出端彼此共通連接並且連接於對應之壓電元件Pzt之一端。
傳輸閘極234a於選擇信號Sa為H位準時，使輸入端及輸出端之間導通(接通)，於選擇信號Sa為L位準時，使輸入端與輸出端之間非導通(斷開)。關於傳輸閘極234b，亦同樣地根據選擇信號Sb而使輸入端及輸出端之間接通斷開。
如圖10所示，印刷資料SI(6i-5)係與時脈信號Sck同步地以噴嘴編號之降序供給至每個噴嘴，於對應於噴嘴之移位暫存器212中依次傳送。而且，成為若時脈信號Sck之供給停止，則於移位暫存器212之各者保持有與噴嘴編號對應之印刷資料SI的狀態。
此處，若控制信號LAT上升，則鎖存電路214之各者同時鎖存保持於移位暫存器212之印刷資料SI。於圖10中，L1、L2、…、L52內之數字表示由與1段、2段、…、52段之移位暫存器212對應之鎖存電路214鎖存之印刷資料SI之噴嘴編號。
解碼器216係對應於由被鎖存之印刷資料SI規定之點之尺寸，於期間T1、T2之各者中，以如圖12所示之內容輸出選擇信號Sa、Sa之邏輯位準。
即，第1，解碼器216於該印刷資料SI為(1、1)且規定大點之尺寸之情形時，將選擇信號Sa、Sb於期間T1設為H、L位準，於期間T2亦設為H、L位準。第2，解碼器216於該印刷資料SI為(0、1)且規定中點之尺寸之情形時，將選擇信號Sa、Sb於期間T1設為H、L位準，於期間T2設為L、H位準。第3，解碼器216於該印刷資料SI為(1、0)且規定小點之尺寸之情形時，將選擇信號Sa、Sb於期間T1設為L、L位準，於期間T2設為L、H位準。第4，解碼器216於該印刷資料SI為(0、0)且規定非記錄之情形時，將選擇信號Sa、Sb於期間T1設為L、H位準，於期間T2設為L、L位準。
圖14係表示對應於印刷資料SI進行選擇而供給至壓電元件Pzt之一端之驅動信號之電壓波形的圖。
於印刷資料SI為(1、1)時，選擇信號Sa、Sb於期間T1成為H、L位準，因此傳輸閘極234a接通，傳輸閘極234b斷開。因此，於期間T1選擇驅動信號COM-A之梯形波形Adp1。選擇信號Sa、Sb於期間T2亦成為H、L位準，因此選擇部230選擇驅動信號COM-A之梯形波形Adp2。
如此，當於期間T1選擇梯形波形Adp1，於期間T2選擇梯形波形Adp2，作為驅動信號供給至壓電元件Pzt之一端時，自與該壓電元件Pzt對應之噴嘴N噴出中程度之量之墨水兩次。因此，各墨水噴附至印刷媒體P並合體，結果，形成如印刷資料SI所規定般之大點。
於印刷資料SI為(0、1)時，選擇信號Sa、Sb於期間T1成為H、L位準，因此傳輸閘極234a接通，傳輸閘極234b斷開。因此，於期間T1選擇驅動信號COM-A之梯形波形Adp1。其次，選擇信號Sa、Sb於期間T2成為L、H位準，因此選擇驅動信號COM-B之梯形波形Bdp2。
因此，分兩次自噴嘴噴出中程度及小程度之量之墨水。因此，各墨水噴附至印刷媒體P並合體，結果形成如由印刷資料SI規定般之中點。
於印刷資料SI為(1、0)時，選擇信號Sa、Sb於期間T1均成為L位準，因此傳輸閘極234a、234b斷開。因此，於期間T1未選擇梯形波形Adp1、Bdp1之任一者。於傳輸閘極234a、234b均斷開之情形時，自該傳輸閘極234a、234b之輸出端彼此之連接點至壓電元件Pzt之一端之路徑成為未電性連接於任一部分之高阻抗狀態。但是，於壓電元件Pzt之兩端，藉由自身所具有之電容性，而保持傳輸閘極即將斷開之前之電壓(Vc-VBS)。
其次，選擇信號Sa、Sb於期間T2成為L、H位準，因此選擇驅動 信號COM-B之梯形波形Bdp2。因此，自噴嘴N，僅於期間T2噴出小程度之量之墨水，因此於印刷媒體P形成如印刷資料SI所規定般之小點。
於印刷資料SI為(0、0)時，選擇信號Sa、Sb於期間T1成為L、H位準，因此傳輸閘極234a斷開，傳輸閘極234b接通。因此，於期間T1選擇驅動信號COM-B之梯形波形Bdp1。其次，選擇信號Sa、Sb於期間T2均成為L位準，因此未選擇梯形波形Adp2、Bdp2之任一者。
因此，於期間T1，噴嘴N之開孔部附近之墨水僅微振動，並未噴出墨水，結果未形成點，即，成為如由印刷資料SI規定般之非記錄。
如此，選擇部230依照選擇控制部210之指示而選擇(或不選擇)驅動信號COM-A、COM-B，並供給至壓電元件Pzt之一端。因此，各壓電元件Pzt相應於由印刷資料SI規定之點之尺寸而被驅動。
再者，圖10所示之驅動信號COM-A、COM-B只不過為一例。實際上，根據印刷媒體P之性質或搬送速度等，可使用預先準備之各種波形之組合。
又，此處，以壓電元件Pzt隨著電壓下降而向上方向撓曲之例進行了說明，但若使施加至電極72、76之電壓反轉，則壓電元件Pzt隨著電壓上升而向上方向撓曲。因此，於壓電元件Pzt隨著電壓上升而向上方向撓曲之構成中，圖中所例示之驅動信號COM-A、COM-B成為以電壓Vc為基準而反轉之波形。
根據本實施形態，對液體噴出模組20中之液體噴出單元U之各者，於類比系中42伏特左右之驅動信號等經由中繼基板160而自印刷媒體P之搬送方向上游側供給，於數位系中3.3伏特左右之時脈信號Sck等經由集合基板170而自搬送方向下游側供給。因此，大振幅之驅動信號等與低振幅之時脈信號Sck等於到達作為供給目標之液體噴出模組20之前，以分離之狀態進行傳送，因此可抑制伴隨著電壓變化之 雜訊之干擾(例如因大振幅之驅動信號等之電壓變化對低振幅之時脈信號等之邏輯造成影響而導致之誤動作)。
再者，亦可交換驅動信號等與時脈信號等對液體噴出單元U之供給方向，而設為自印刷媒體P之搬送方向下游側供給驅動信號等，自搬送方向上游側供給時脈信號Sck等之構成。

Claims (6)

  1. 一種液體噴出裝置，其特徵在於包括：液體噴出單元，其具有用以噴出液體之噴出部；第1配線，其將驅動上述噴出部之驅動信號傳送至上述液體噴出單元；第1連接器，其設置於上述液體噴出單元，且電性連接上述第1配線；第2配線，其將控制對上述噴出部之上述驅動信號之供給之噴出控制信號傳送至上述液體噴出單元；及第2連接器，其設置於上述液體噴出單元，且電性連接上述第2配線；且上述噴出部位於上述第1連接器與上述第2連接器之間；分別以上述第1配線傳送上述驅動信號，以上述第2配線傳送上述噴出控制信號。
  2. 如請求項1之液體噴出裝置，其包括中繼上述第1配線之第1基板、或供給上述噴出控制信號之第2基板中之至少一個。
  3. 如請求項2之液體噴出裝置，其中上述液體噴出單元具備複數個，且上述第1基板係對複數個上述液體噴出單元之各者供給上述驅動信號。
  4. 如請求項2之液體噴出裝置，其中上述液體噴出單元具備複數個，且上述第2基板具有分配部，該分配部係將經多工化之噴出控制信號分離而分配至複數個上述液體噴出單元之各者。
  5. 如請求項2之液體噴出裝置，其包括將上述噴出控制信號轉換為差動信號而輸出之控制單元，且上述第2基板具有接收上述差動信號並逆轉換為上述噴出控制信號之接收部。
  6. 一種液體噴出模組，其特徵在於包括：液體噴出單元，其具有用以噴出液體之噴出部；第1配線，其將驅動上述噴出部之驅動信號傳送至上述液體噴出單元；第1連接器，其設置於上述液體噴出單元，且電性連接上述第1配線；第2配線，其將控制對上述噴出部之上述驅動信號之供給之噴出控制信號傳送至上述液體噴出單元；及第2連接器，其設置於上述液體噴出單元，且電性連接上述第2配線；且上述噴出部位於上述第1連接器與上述第2連接器之間；分別以上述第1配線傳送上述驅動信號，以上述第2配線傳送上述噴出控制信號。
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