CN110091601A - 液体喷出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明可在各配线中抑制由互感造成的电压变化。第一配线(1941)为了驱动第一喷出部组的压电元件(37)而向该压电元件(37)的一端供给驱动信号(Com1),第二配线(1942)为了将第一喷出部组的压电元件(37)的另一端保持为电位(Vbs)而供给信号(Vbs1),第三配线(1943)为了驱动第二喷出部组的压电元件(37)而向该压电元件(37)的一端供给驱动信号(Com2),第四配线(1944)为了将第二喷出部组的压电元件(37)的另一端保持为电位(Vbs)而供给信号(Vbs2)。第二配线(1942)被配置在第一配线(1941)与第四配线(1944)之间,第四配线(1944)被配置在第二配线(1942)与第三配线(1943)之间,在第一配线(1941)与第三配线(1943)之间配置有第二配线(1942)和第四配线(1944)。
Description
技术领域
本发明例如涉及一种液体喷出装置。
背景技术
作为喷出油墨从而印刷图像或文件的印刷装置,已知一种使用了压电元件的喷墨打印机。压电元件典型而言为PZT压电元件,在打印头中,以与多个喷出部的每一个相对应的方式而被设置。通过伴随着打印头的沿着主扫描方向的移动和被记录材料的向副扫描方向的输送,而根据驱动信号来分别对这些压电元件进行驱动,从而在预定的定时下从喷嘴喷出预定量的油墨(液体)。由于从电气的角度来看,压电元件为电容器这样的电容性负载,因此为了使各个喷嘴的压电元件动作将需要供给足够的电流。为了适当地驱动被设置于沿着主扫描方向进行往复的打印头中的压电元件,一般采用如下结构,即,将驱动信号从印刷装置的筐体侧经由柔性扁平电缆(Flexible Flat Cable,以下称为FFC)而向打印头进行供给的结构。
在这种喷墨打印机的情况下,当成为被记录材料的介质的尺寸变大时,搭载了打印头的滑架的工作区域与介质的尺寸成正比例地变长,与之相应地FFC也变长变大。
当FFC变长变大时,FFC中的配线会因在其他配线中流通的电流而变得易于受到串扰等的影响。因此,提出了一种如下的技术,即,将相同列的驱动信号和接地的信号分开并分配给互不相同的FFC,并使其相互对置(例如,参照专利文献1)
然而,在上述技术中,是以使用多个FFC为前提的。当在对尺寸较大的介质进行印刷的喷墨打印机中要求高速印刷的情况下,由于连接有多个变长变大了的FFC,因此重量会增加,从而在使打印头高速移动时会成为障碍。
此外,在上述技术中,由于当用一个FFC来观察时,驱动信号的供给配线和接地的配线行以相邻的方式被配置,因此如果用两个配线来观察,则电流的方向成反向,从而磁场会相互抵消,因此看上去会降低互感的影响。
但是,当多个驱动信号的供给配线和多个接地配线被交替地排列时,对于某个驱动信号的供给配线和接地配线信号的对儿(pair)而言,与其说是从其他配线的对儿受到的互感的影响是全方向的,不如说是来自其他配线的对儿的互感的影响的总和变大。
当互感的影响变大时,存在如下课题,即,在被供给至压电元件的驱动信号中会产生过冲或者下冲,且电压距目标值的偏差变大,从而不仅无法准确地喷出设为目标的量的油墨,而且还会因向压电元件施加了过大的电压而使压电元件的特性劣化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4218245号公报
发明内容
为了解决上述课题之一,本发明的一个方式所涉及的液体喷出装置,具备:第一喷出部组,其由包括如下的第一喷出部在内的多个压电元件构成,所述第一喷出部通过驱动第一压电元件,从而喷出第一液体;第二喷出部组,其由包括如下的第二喷出部在内的多个压电元件构成,所述第二喷出部通过驱动第二压电元件,从而喷出第二液体;第一配线,其为了驱动所述第一压电元件,而用于向所述第一压电元件的一端供给驱动信号;第二配线,其供给预定的电位的信号,以保持所述第一压电元件的另一端的电位;第三配线,其为了驱动所述第二压电元件,而用于向所述第二压电元件的一端供给驱动信号;第四配线,其供给预定的电位的信号,以保持所述第二压电元件的另一端的电位,所述第二配线被配置在所述第一配线与所述第四配线之间,所述第四配线被配置在所述第二配线与所述第三配线之间,在所述第一配线与所述第三配线之间,配置有所述第二配线以及所述第四配线。
根据该方式所涉及的液体喷出装置,由于能够在第一配线、第二配线、第三配线以及第四配线中抑制由互感而引起的电压变化,因此能够抑制液体的喷出中的不良情况等。
在上述一个方式中,也可以采用如下结构,即,所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线和所述第四配线由一根柔性扁平电缆构成。在液体喷出装置中向喷出部组供给各种信号的柔性扁平电缆具有配线间隔较短且各配线变长变大的倾向。即使在使用这种柔性扁平电缆的情况下,根据上述结构,也能够抑制由互感造成的电压变化。
在上述一个方式中,也可以采用如下结构,即,所述第一配线为,向所述第一压电元件供给驱动信号的配线,流过所述第一配线的电流量根据在所述第一压电元件中所包括的成为驱动对象的压电元件的数量而变化。
在根据液体的喷出量等的条件而时刻变化的液体喷出装置中,在驱动压电元件之前预想互感的影响是较为困难的。因此,难以采用预想互感的影响而在预先消除其影响的方向上对驱动信号进行补正的结构。虽然在上述结构中,预想流通在第一配线中流过的电流量是较为困难的,但是在上述结构中,可抑制原本由互感所造成的电压变化。
在上述一个方式中,也可以采用如下结构,即,在第一喷出部组中包含有300个以上的喷出部。虽然当在第一喷出部组中所包括的喷出部(第一压电元件)为300个以上时,不仅在第一配线中流动的电流变大,而且预想其电流量的变化也是较为困难的,但是根据上述结构,通过第一配线至第四配线的排列,而能够抑制由互感造成的电压变化。
此外,虽然在课题等中说明了存在变长变大的倾向的含义,但是作为需要使第一配线至第四配线变长变大的具体装置为,与A3以上的大幅面尺寸相对应的液体喷出装置。也就是说,在上述一个方式中,优选如下结构,即,对于A3以上的介质而言,在使所述介质和所述喷出部进行相对移动的同时,喷出液体。
附图说明
图1为表示实施方式所涉及的喷墨打印机的立体图。
图2为表示喷墨打印机的内部结构的图。
图3为表示头模块中的喷嘴排列的示例的图。
图4为打印头的分解立体图。
图5为打印头的剖视图。
图6为表示喷墨打印机的电气结构的框图。
图7为用于说明喷墨打印机的动作的时序图。
图8为表示喷墨打印机中的驱动信号的选择动作的图。
图9为表示从FFC观察头模块时的简化的等效电路的图。
图10为表示实施方式所涉及的FFC的配线排列的图。
图11为表示其他配线对于实施方式所涉及的FFC的各配线的影响度的图。
图12为着眼于实施方式所涉及的FFC的对儿而表示驱动信号的影响度的图。
图13为表示比较例所涉及的FFC的配线排列的图。
图14为表示其他配线对于比较例所涉及的FFC的各配线的影响度的图。
图15为着眼于比较例所涉及的FFC的对儿而表示驱动信号的影响度的图。
具体实施方式
以下,参照附图来对用于实施本发明的方式进行说明。另外,在各图中,各部分的尺寸以及比例尺有时会与实际的尺寸适当不同。此外,虽然由于以下所述的实施方式为本发明的优选的具体示例,因此技术性地添加了优选的各种限定,但是只要在以下的说明中没有特别地对本发明进行限定的主旨的记载,则本发明的范围就不限于这些方式。
图1为表示实施方式所涉及的液体喷出装置的一个示例、即喷墨打印机1的结构的图。
该喷墨打印机1通过向介质P喷出作为液体的一个示例的油墨,从而在该介质P的表面上印刷图像。介质P为,成为油墨的喷出对象的纸张或者薄膜等。喷墨打印机1为,能够以国际标准规格在A3以上的大幅尺寸的介质P上进行印刷的印刷装置(LFP:Large FormatPrinter、大幅面打印机),且如图所示那样,具有筐体12和脚部14。
筐体12为,沿着相当于介质P的宽度方向的X方向而为长条的结构体。在本实施方式中,在筐体12中安装有多个液体容器(盒)16,所述多个液体容器对互不相同的种类的油墨进行贮留。脚部14将筐体12支承在预定的高度上。
另外,也可以采用在多个液体容器16中贮留相同种类的油墨的结构。
在以下的说明中,将铅直方向、即重力的作用方向标记为Z方向,将与XZ平面垂直的方向、即介质P的输送方向标记为Y方向。此外,在附图中,盖部件22为,被与X方向平行的旋转轴23轴支承的罩,使用者能够手动地对盖部件22进行开闭。
图2为表示喷墨打印机1的内部结构的图。
如该图所示那样,在喷墨打印机1的内部收纳有控制模块10、输送机构70、滑架Ca、移动机构80。在本实施方式中,滑架Ca搭载了由两个打印头50构成的头模块5。
由于控制模块10在从外部的主计算机供给了图像数据时,为了将由该图像数据规定的图像印刷在介质P上,而对喷墨打印机1中的各要素(打印头50、输送机构70、移动机构80)进行控制。
输送机构70在Y方向上对介质P进行输送。具体而言,输送机构70具备旋转轴与X方向平行的输送辊71、和使输送辊71在由控制模块10实施的控制下进行旋转的驱动部(例如,电机)72。另外,既可以采用使卷绕有介质P的卷筒旋转,从而向筐体12的内部进行供给的机构,也可以采用对从筐体12被排出的介质P进行收卷的机构。
搭载了头模块5的滑架Ca通过移动机构80而沿着X方向进行往复移动。具体而言,移动机构80具备:无接头带84,其沿着X方向而被架设;导向轴86,其将滑架Ca的移动限制在与X方向大致平行的方向上;驱动部(例如,电机)82,其在由控制模块10实施的控制下对无接头带84进行驱动。
另外,在头模块5中,从控制模块10经由具有可挠性的FFC(Flexible Flat Cable)190而被供给有各种驱动信号或控制信号等。由于本实施方式所涉及的喷墨打印机1如上文所述那样对应于大幅面印刷,因此滑架Ca的工作区域会变长变大。
当滑架Ca的工作区域变大变长时,FFC190也需要变长变大。虽然在本实施方式中,将喷墨打印机1能够进行印刷的介质P的尺寸设为A3以上,但是对于其上限值而言,则是以75英寸作为目标。这是因为,当介质P的尺寸超过75英寸时,FFC190中的各配线的阻抗成分会变得过大,从而驱动信号的电压下降变大,由此印刷精度或者印刷稳定性降低,产生油墨的错误喷出等的可能性变高。
此外,虽然在头模块5中,除了FFC190之外,还经由管而从液体容器16供给各种颜色的油墨,但是对于该管,则省略了图示。
图3为表示从介质P观察头模块5中的油墨的喷出面的情况下的结构的图。如该图所示那样,头模块5具有沿着X方向而并排排列的2个打印头50。1个打印头50具有沿着Y方向以间距P1排列的多个m(m为2以上的整数)个喷嘴、和同样地沿着Y方向以间距P1排列的多个m个喷嘴。
因此,在1个打印头50中,喷嘴为2m个,喷嘴的列数为“2”。此外,在本实施方式中,由于具有2个打印头50,因此在以头模块5来观察时,喷嘴的总数成为4m个,喷嘴的列数成为“4”。
为了便于说明,且为了区别4个喷嘴的列,在图3中按照从左起的顺序而标记为列L1、L2、L3、L4,而且,将各列中所属的喷嘴按照顺序标记为N1、N2、N3、N4,并且对于未特别指定列的一般的喷嘴,标记为N。
例如,从属于列L1的喷嘴N1喷出黑色(Bk)的油墨,从属于列L2的喷嘴N2喷出蓝绿色(C)的油墨,从属于列L3的喷嘴N3喷出品红色(M)的油墨,从属于列L4的喷嘴N4喷出黄色(Y)的油墨。
此外,列L1、L2在图3中属于左侧的打印头50,列L3、L4在图中属于右侧的打印头50。
另外,虽然在图3的示例中,采用了如下结构,即,属于列L1(L3)的喷嘴N1(N3)和属于喷嘴列L2(L4)的喷嘴N2(N4)在Y方向上的坐标基本一致的结构,但是也可以采用Y方向上的位置不同的这样的排列、被排列成所谓的交替状或交错状的结构。
图4为具有与列L1、L2相对应的喷嘴的打印头50的分解立体图,图5为,沿着图4中的XZ平面而对打印头50进行剖切的情况下的剖视图。
如图4以及图5所示那样,打印头50具备流道基板32。流道基板32为,包括面F1和面FA在内的板状部件。面F1为Z方向的正侧的表面、即在从打印头50进行观察时为介质P侧的表面,面FA为面F1的相反侧(Z方向的负侧)的表面。在面FA的面上设置有压力室基板34、振动部36、多个压电元件37、保护部件38和筐体部40,在面F1的面上设置有喷嘴板52和吸振体54。打印头50的各要素概要而言为,与流道基板32同样地、在Y方向上为长条的板状部件,并且例如利用粘合剂而被相互接合在一起。另外,还能够将流道基板32、压力室基板34、保护部件38和喷嘴板52被层叠的方向作为Z方向来理解。
喷嘴板52为,形成有2m个喷嘴N的板状部件,并且例如利用粘合剂而被设置在流道基板32的面F1上。各喷嘴N为,被设置在喷嘴板52上的贯穿孔。喷嘴板52例如通过利用蚀刻等的半导体制造技术而对硅(Si)的单晶基板进行加工,从而被制造。另外,在喷嘴板52的制造中,能够任意地采用众所周知的材料与制法。
在本实施方式中,在喷嘴板52中,属于列L1的m个喷嘴N1、和属于列L2的m个喷嘴N2在各列中以每1英寸300个以上的密度且以1英寸以上的长度而被设置。即,喷嘴N在列L1以及L2的2列中被设置有600个以上。
流道基板32为,用于形成油墨的流道的板状部件。如图4以及图5所示那样,在流道基板32上形成有流道RA。流道RA包括:以与列L1相对应的方式而设置的流道RA1、以与列L2相对应的方式而设置的流道RA2、将流道RA1以及流道RA2连结在一起的流道RA3、和将流道RA1以及流道RA2连结在一起的流道RA4。流道RA1为,被形成为沿着Y方向的长条状的开口。流道RA2为,从流道RA1进行观察时位于+X方向,且被形成为沿着Y方向的长条状的开口。
在流道基板32上,以与各喷嘴N一一对应的方式形成有流道322和流道324。如图5所示那样,流道322以及流道324为,以贯穿流道基板32的方式而被形成的开口。流道324与对应于该流道324的喷嘴N连通。
此外,如图5所示那样,在流道基板32的面F1上形成有两个流道326。两个流道326中的一方为,将流道RA1和与属于列L1的喷嘴N1一一对应的流道322连结在一起的流道,两个流道326中的另一方为,将流道RA2和与属于列L2的喷嘴N2一一对应的流道322连结在一起的流道。
压力室基板34为,以与喷嘴N一一对应的方式而形成有开口342的板状部件,并且例如利用粘合剂而被设置在流道基板32的面FA上。
流道基板32以及压力室基板34例如通过利用半导体制造技术而对硅(Si)的单晶基板进行加工,从而被制造。另外,在流道基板32以及压力室基板34的制造中,可以任意地采用众所周知的材料或制造方法。
在压力室基板34中的、与流道基板32相反侧的表面上设置有振动部36。振动部36为,能够弹性地进行振动的板状部件。另外,通过针对构成振动部36的板状部件中的、与开口342相对应的区域,而将板厚方向上的一部分选择性地去除,从而也能够一体地形成压力室基板34和振动部36。
如图5所示那样,流道基板32的面FA和振动部36在各个开口342的内侧处以相互隔开间隔的方式而对置。在开口342的内侧处且位于流道基板32的面FA和振动部36之间的空间,作为用于向被填充在该空间内的油墨施加压力的压力室C而发挥功能。
压力室C例如为,以X方向作为长边方向且以Y方向作为短边方向的空间。在1个打印头50中,以与2m个喷嘴N一一对应的方式而设置有2m个压力室C。如图5所示那样,以与喷嘴N1相对应的方式而设置的压力室C经由流道322以及流道326而与流道RA1连通,并且经由流道324而与喷嘴N1连通。此外,以与喷嘴N2相对应的方式而设置的压力室C经由流道322以及流道326而与流道RA2连通,并且经由流道324而与喷嘴N2连通。
另一方面,在振动部36中的、与压力室C相反侧的表面上,以与2m个压力室C一一对应的方式而设置有2m个压电元件37。压电元件37为,根据驱动信号的供给而发生变形的元件。
振动部36以与压电元件37的变形连动的方式进行振动。当振动部36进行振动时,压力室C内的压力会发生变动。并且,通过压力室C内的压力的增减,从而使被填充在压力室C内的油墨经由流道324以及喷嘴N被喷出。在本实施方式中,例如根据驱动信号,而以1秒内30000次以上从喷嘴N喷出油墨的方式对压电元件37进行驱动。
另外,作为用于喷出油墨的物理性机构的喷出部,通过压力室C、流道322、喷嘴N、振动部36以及压电元件37而被构成。
保护部件38为,用于保护被形成在振动部36上的2m个压电元件37的板状部件,并且被设置在振动部36的表面、或者压力室基板34的表面上。保护部件38例如通过利用半导体制造技术而对硅(Si)的单晶基板进行加工,从而被制造。另外,在保护部件38的制造中,能够任意地采用众所周知的材料或者制造方法。
在保护部件38中的、Z方向的正侧的表面即面G1上,形成有两个收纳空间382。两个收纳空间382中的一方为,用于收纳与喷嘴N1相对应的压电元件37的空间,两个收纳空间382中的另一方为,用于收纳与喷嘴N2相对应的压电元件37的空间。该收纳空间382在将保护部件38配置在喷出部上的情况下,作为用于防止压电元件37因氧气或者水分等的影响而发生变质的情况的密封空间而发挥功能。另外,收纳空间382的Z方向上的高度具有足够的大小,以便即使压电元件37进行位移,也不会使压电元件37和保护部件38发生接触。因此,即使在压电元件37进行位移的情况下,也能够防止随着压电元件37的位移而产生的噪声向收纳空间382的外部进行传播的情况。
另一方面,在保护部件38中的、Z方向的负侧的表面即面G2上,设置有头驱动器DR。即,保护部件38作为对头驱动器DR进行安装的电路基板而发挥功能。
头驱动器DR基于印刷数据SI而对是否向各个压电元件37的一端供给驱动信号进行切换。
在此,印刷数据SI是指,对通过从喷嘴N喷出的油墨而形成在介质P上的点的大小进行规定的数据。在本实施方式中,当假设以大、中、小、无这四个种类(灰度)来对点的大小进行规定时,印刷数据SI将用两位来对各个喷嘴N进行规定。
另外,虽然在本实施方式中,驱动信号在控制模块10中被生成,但是本发明并未被限定于这种方式,驱动信号也可以在头驱动器DR中被生成。
此外,各个压电元件37的另一端根据下文所述的信号而被保持为共同的电位Vbs。
在保护部件38的面G2上,例如以与各个压电元件37一一对应的方式而形成有配线384。配线384的一端与头驱动器DR电连接。配线384的另一端经由贯穿保护部件38的接触孔而与被设置在面G1上的连接端子电连接。连接端子与压电元件37中的一个电极电连接。因此,从头驱动器DR被输出的驱动信号经由配线384、导通孔和连接端子,而被供给至压电元件37的一端,详细而言被供给至两个电极中的一个电极上。
此外,在保护部件38的面G2上,形成有多个配线388。配线388的一端分别与头驱动器DR电连接。多个配线388的另一端分别延伸至保护部件38的面G2中的+Y方向的端部即区域E处。在面G2的区域E内接合有配线部件64。配线部件64为,形成有多个将控制机构20和头驱动器DR电连接的配线的部件。作为配线部件64,例如也可以采用FPC(Flexible PrintedCircuit:柔性印刷电路)等这样的可挠性的配线基板。
筐体部40为,用于对被供给至各个压力室C、更进一步被供给至各个喷嘴N的油墨进行贮留的壳体。筐体部40中的、Z方向的正侧的表面即FB例如通过粘合剂,从而被固定在流道基板32的面FA上。
在筐体部40的面FB上,形成有在Y方向上延伸的槽状的凹部42。保护部件38以及头驱动器DR被收纳于凹部42的内侧。被接合在保护部件38的区域E内的配线部件64,以穿过凹部42的内侧的方式在Y方向上延伸。
在本实施方式中,筐体部40由与流道基板32和压力室基板34不同的单独的材料形成。筐体部40例如通过树脂材料的注塑成型而被形成。另外,在筐体部40的制造中,能够任意地采用众所周知的材料或者制造方法。作为筐体部40的材料,例如优选为聚对苯撑苯并双口二恶唑(Zylon(注册商标))等的合成纤维或液晶聚合物等的树脂材料。
在筐体部40中的、Z方向的负侧的表面即面F2上设置有如下的导入口431及432,所述导入口431及432用于导入从液体容器16(参照图1)经由省略了图示的路径而被供给的油墨。此外,在筐体部40中,形成有流道RB1以及RB2。流道RB1包括与流道RA1连通的流道RB11、和与导入口431连通的流道RB12。流道RB2包括与流道RA2连通的流道RB21、和与导入口432连通的流道RB22。
流道RB1以及流道RB2,作为对向压力室C被供给的油墨进行贮留的贮液器Q而发挥功能。
此外,如图5所示那样,保护部件38以及头驱动器DR被设置在流道RB11与流道RB21之间的空间内。
如在图5中用虚线的箭头标记所表示那样,从液体容器16被供给至导入口431的油墨经由流道RB12以及流道RB11而流入流道RA1内。并且,流入至流道RA1内的油墨的一部分,经由流道326以及流道322而被供给至与喷嘴N1相对应的压力室C内。被填充在与喷嘴N1相对应的压力室C内的油墨,例如在流道324中向Z方向的正侧进行流动,并通过压电元件37的位移而从喷嘴N1被喷出。
同样地,从液体容器16被供给至导入口432的油墨经由流道RB22以及流道RB21而流入流道RA2内。而且,流入至流道RA2内的油墨的一部分,经由流道326以及流道322而被供给至与喷嘴N2相对应的压力室C内。被填充在与喷嘴N2相对应的压力室C内的油墨,例如在流道324中向Z方向的正侧进行流动,并通过压电元件37的位移而从喷嘴N2被喷出。
在筐体部40的面F2上,除了形成有上文所述的导入口431以及432之外,还形成有与贮液器Q相对应的开口44。此外,在筐体部40的面F2上,以堵塞开口44的方式设置有两个振动吸收体46。各个吸振体46为,对贮液器Q内的油墨的压力变动进行吸收的可挠性的薄膜,并且构成了贮液器Q的壁面。
此外,在流道基板32的面F1上,设置有两个吸振体54,从而堵塞流道RA1或者RA2、流道326和流道322。吸振体54为,吸收贮液器Q内的油墨的压力变动的可挠性的薄膜,并且构成了贮液器Q的壁面。
另外,虽然在此对具有与列L1、L2相对应的喷嘴的打印头50进行了说明,但是对于具有与列L3、L4相对应的喷嘴的打印头50而言,也采用了相同的结构,可是向与列L3相对应的流道供给的油墨为品红色,而向与列L4相对应的流道供给的油墨为黄色。
此外,虽然在本实施方式中,将从各列的喷嘴N喷出的油墨设为不同的种类(颜色),但是也可以为相同的种类。
接下来,对喷墨打印机的电气结构进行说明。
图6为表示喷墨打印机1的电气结构的框图。
如该图所示那样,喷墨打印机1采用如下结构,即,控制模块10和头模块5经由FFC190而被连接在一起的结构。
另外,在头模块5中,通过两个打印头50而使喷嘴N的列数成为“4”。在图6中为了方便,而将用于分别独立地对这4列的喷嘴组进行控制的电路要素分别标记为块B1、B2、B3、B4。具体而言,对属于列L1的m个喷嘴进行控制的电路要素为块B1,对属于列L2的m个喷嘴进行控制的电路要素为块B2,对属于列L3的m个喷嘴进行控制的电路要素为块B3,对属于列L4的m个喷嘴进行控制的电路要素为块B4。在此,块B1、B2相当于被安装在一个打印头50上的头驱动器DR中的电路,块B3、B4相当于被安装在另一个打印头50上的头驱动器DR中的电路。
如图6所示那样,控制模块10包括控制部110、驱动电路120a、120b、120c、120d以及恒压生成电路130。其中,控制部110例如包括CPU(Central Processing Unit:中央处理器)或EPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等的处理电路、和半导体存储器等的存储电路。为了在从主计算机等供给有图像数据时,将由该图像数据所规定的图像印刷在介质P上,控制部110输出各种信号,以便对喷墨打印机1中的各要素进行控制。
具体而言,第一、对于控制部110而言,为了在印刷时使介质P进行副扫描,而向驱动部72输出控制信号从而对输送机构70进行控制,另一方面,为了使滑架Ca进行主扫描,而向驱动部82输出控制信号从而对移动机构80进行控制。
第二、控制部110以与输送机构70以及移动机构80的控制同步的方式,经由FFC190而向块B1、B2、B3、B4的每一个供给对从喷嘴N喷出的油墨的量进行规定的印刷数据SI、和对印刷周期等进行规定的控制信号LAT以及CH。
第三、控制部110以与输送机构70以及移动机构80的控制同步的方式,而分别输出对驱动信号Com1进行规定的数据D1、对驱动信号Com2进行规定的数据D2、对驱动信号Com3进行规定的数据D3、以及对驱动信号Com4进行规定的数据D4。
驱动电路120a基于数据D1而生成驱动信号Com1。详细而言,驱动电路120a在将数据D1转换为模拟信号的基础上,例如进行D级放大,从而作为驱动信号Com1而进行输出。
同样地,驱动电路120b基于数据D2而生成驱动信号Com2,驱动电路120c基于数据D3而生成驱动信号Com3,驱动电路120d基于数据D4而生成驱动信号Com4。
另外,在不对驱动信号Com1~Com4进行区别的情况下,有时会添加括号而标记为驱动信号(Com)。
恒压生成电路130分别生成用于将多个压电元件37的另一端保持为相互共同的状态的电位Vbs的信号Vbs1、Vbs2、Vbs3、Vbs4。另外,恒压生成电路130例如通过在内部独立的四个电路而分别生成信号Vbs1、Vbs2、Vbs3、Vbs4。
另外,在不对信号Vbs1~Vbs4进行区别的情况下,有时会添加括号而标记为信号(Vbs)。
在本实施方式中,从控制模块10侧经由FFC190而向头模块5供给印刷数据SI、控制信号LAT、CH、驱动信号Com1~Com4、以及信号Vbs1~Vbs4。
另外,虽然就电流的流动方向而言,信号Vbs1~Vbs4成为从头模块5朝向恒压生成电路130的方向,但是便于说明,有时会表现为信号Vbs1~Vbs4被供给至头模块5。
此外,在FFC190中,对于供给驱动信号Com1~Com4以及信号Vbs1~Vbs4的配线而言,如下文所述那样,如果从控制模块10侧进行观察,则按照Com1-Vbs1-Vbs2-Com2-Com3-Vbs3-Vbs4-Com4这样的顺序进行排列。
在头模块5中,向块B1供给驱动信号Com1以及信号Vbs1的对儿。同样地,向块B2供给驱动信号Com2以及信号Vbs2的对儿,向块B3供给驱动信号Com3以及信号Vbs3的对儿,向块B4供给驱动信号Com4以及信号Vbs4的对儿。
另外,由于对于各个块B1~B4而言是相同的,因此在下文中为了方便,而以一个块B1为代表来进行说明。
块B1包括选择控制部510和m个选择部520。块B1中的选择部520为,以与属于列L1的喷嘴的压电元件37一一对应的方式而设置,并且根据选择控制部510的指示而进行导通或断开的开关。在选择部520的输入端中被供给有驱动信号Com1,输出端与相对应的压电元件37的一端连接在一起。
选择控制部510分别对各个选择部520中的选择进行控制。详细而言,选择控制部510在将从控制部110被供给的印刷数据SI以与m个喷嘴N的各自相对应的方式暂时进行存储的同时,针对各个选择部520,根据印刷数据SI而在跨及由控制信号LAT、CH规定的期间内对是选择(导通)驱动信号Com1还是不选择(断开)驱动信号Com1进行指示。
另外,与块B1相对应的m个压电元件37的另一端被共同连接在一起,并且被供给有信号Vbs1。
图7为用于说明块B1的动作的时序图。
如该图所示那样,根据控制信号LAT、CH而规定了印刷期间Ta以及控制期间T1、T2、T3、T4。
在此,印刷期间Ta是指,从控制信号LAT被输出之后起至下一个控制信号LAT被输出为止的期间,且是指通过从一个喷嘴N被喷出的油墨来表现4灰度中的任意一个所需的单位期间。控制期间T1是指,从控制信号LAT被输出之后起至第一个控制信号CH被输出为止的期间,控制期间T2是指,从第一个信号CH被输出之后起至第二个控制信号CH被输出为止的期间,控制期间T3是指,从第二个控制信号CH被输出之后起至第三个控制信号CH被输出为止的期间,控制期间T4是指,从第三个的控制信号LAT被输出之后起至下一个控制信号LAT被供给为止的期间。
另一方面,驱动信号Com1成为如下波形,即,重复被配置在控制期间T1内的梯形波形Adp1、被配置在控制期间T2内的梯形波形Adp2、被配置在控制期间T3内的梯形波形Adp3、和被配置在控制期间T4内的梯形波形Bdp的波形。
在本实施方式中,梯形波形Adp1为,如果假设被供给至压电元件37的一端,则从与该压电元件37相对应的喷嘴N喷出大量的油墨的波形。梯形波形Adp2为,如果假设被供给至压电元件37的一端,则从与该压电元件37相对应的喷嘴N喷出中量的油墨的波形。梯形波形Adp3为,如果假设被供给至压电元件37的一端,则从与该压电元件37相对应的喷嘴N喷出小量的油墨的波形。梯形波形Bdp为,使喷嘴N附近的油墨进行微振动,从而用于防止油墨的粘度的增大的波形。因此,即使假设梯形波形Bdp被供给至压电元件37的一端,也不会从与该压电元件37相对应的喷嘴N喷出油墨。
图8为用于说明相对于印刷数据SI的选择部520的动作的图。
如上文所述那样,与一个喷嘴相对应的印刷数据SI用两位来规定4灰度中的任意一个。
在与某个喷嘴N相对应的印刷数据SI为(1、1),且对大点的尺寸进行规定的情况下,选择控制部510使与该喷嘴N相对应的选择部520在控制期间T1内导通,在控制期间T2、T3以及T4内断开。因此,由于在与该喷嘴N相对应的压电元件37的一端上在控制期间T1内被供给有梯形波形Adp1,因此从该喷嘴N喷出大量的油墨,其结果为,在介质P上形成大点。
此外,在与某个喷嘴N相对应的印刷数据SI为(0、1),且对中点的尺寸进行规定的情况下,选择控制部510使与该喷嘴N相对应的选择部520在控制期间T2内导通,在控制期间T1、T3以及T4内断开。因此,由于在与该喷嘴N相对应的压电元件37的一端上在控制期间T2内被供给有梯形波形Adp2,因此从该喷嘴N喷出中量的油墨,其结果为,在介质P上形成中点。
另一方面,在与某个喷嘴N相对应的印刷数据SI为(1、0),且对小点的尺寸进行规定的情况下,选择控制部510使与该喷嘴N相对应的选择部520在控制期间T3内导通,在控制期间T1、T2以及T4内断开。因此,由于在与该喷嘴N相对应的压电元件37的一端上在控制期间T3内被供给有梯形波形Adp3,因此从该喷嘴N喷出小量的油墨,其结果为,在介质P上形成小点。
另外,在与某个喷嘴N相对应的印刷数据SI为(0、0),且对无点进行规定的情况下,选择控制部510使与该喷嘴N相对应的选择部520在控制期间T4内导通,在控制期间T1、T2以及T3内断开。因此,由于在与该喷嘴N相对应的压电元件37的一端上在控制期间T4内被供给有梯形波形Bdp,因此压力室只进行微振动,且不从该喷嘴N喷出油墨,由此,其结果为,未在介质P上形成点。
另外,在此,虽然对于块B1~B4的动作,以块B1为代表而进行了说明,但是对于块B2、B3、B4而言也是同样的动作。
即,在向块B2(B3、B4)供给有如下的印刷数据SI,并且供给有驱动信号Com2以及信号Vbs2(驱动信号Com3以及信号Vbs3的对儿,驱动信号Com4以及信号Vbs4的对儿),其中,所述印刷数据SI对应当由与列L2(L3、L4)相对应的m个喷嘴N而形成的点进行规定。
图9为表示从FFC190至头模块5的等效电路的图,图10为表示在从控制模块10进行观察时,FFC190中的配线排列的图。
在图9中,将属于列L1的喷嘴N1以及一组压电元件37称为第一喷出部,并将这些m组第一喷出部统称为第一喷出部组。虽然如上所述那样,在由用于喷出油墨的物理性机构的观点来看时,喷出部是通过压力室C、流道322、喷嘴N、振动板36以及压电元件37而被构成的,但是,在此,为了对电气的等效电路进行说明,而仅图示了压电元件37、和与该压电元件37相对应的喷嘴N。
同样地,将属于列L2的喷嘴N2以及一组压电元件37称为第二喷出部,并将这些m组第二喷出部统称为第二喷出部组,将属于列L3的喷嘴N3以及一组压电元件37称为第三喷出部,并将这些m组第三喷出部统称为第三喷出部组。将属于列L4的喷嘴N4以及一组压电元件37称为第四喷出部,并将这些m组第四喷出部的统称为第四喷出部组。
如图10所示那样,FFC190成为将多个铜等的截面平型导体并排排列,并由具有可挠性的绝缘体192而被覆的结构。在此,当着眼于经由FFC190而被供给的信号中的驱动信号Com1~Com4以及信号Vbs1~Vbs4时,对于供给这些信号的配线而言,在本实施方式中按照上文所述的顺序而进行排列。
另外,在FFC190中,驱动信号Com1经由第一配线1941而被供给。同样地,信号Vbs1经由第二配线1942而被供给,驱动信号Com2经由第三配线1943而被供给,信号Vbs2经由第四配线1944而被供给,驱动信号Com3经由第五配线1945而被供给,信号Vbs3经由第六配线1946而被供给,驱动信号Com4经由第七配线1947而被供给,信号Vbs4经由第八配线1948而被供给。
在第一喷出部组中的m个压电元件37的一端上,通过相对应的选择部520的导通从而经由第一配线1941而被施加有驱动信号Com1的电压。另一方面,第一喷出部组中的m个压电元件37的另一端被共同连接在一起,并且经由第二配线1942而被施加有信号Vbs1的电位Vbs。
因此,在第一喷出部组中,m个压电元件37中的、通过选择部520的导通而被驱动的压电元件37的个数越多,则流动在第一配线1941中的电流量越大,另一方面,通过选择部520的断开而被驱动的压电元件37的个数越少,则流动在第一配线1941中的电流量越小。
另外,信号Vbs1中的电流的方向为,如上文所述那样从头模块5朝向FFC190的方向。因此,在FFC190中,当经由第一配线1941而向头模块5供给有驱动信号Com1时,信号Vbs1成为该驱动信号Com1的返回电流,并经由第二配线1942而返回至控制模块10中。因此,流动在第一配线1941中的电流量和流动在第二配线1942中的电流量基本相同,并且流动方向彼此成为反向。
同样地,在第二喷出部组中的m个压电元件37的一端上,通过相对应的选择部520的导通从而经由第三配线1943而被施加有驱动信号Com2,另一方面,m个压电元件37的另一端被共同连接在一起,并且经由第四配线1944而被施加了信号Vbs2的电位Vbs。
因此,即使在第二喷出部组中,m个压电元件37中的、通过选择部520的导通而被驱动的压电元件37的个数越多,则流动在第三配线1943中的电流量越大,另一方面,通过选择部520的断开而被驱动的压电元件37的个数越少,则流动在第三配线1943中的电流量越小。
另外,在FFC190中,流动在第三配线1943中的电流量、和流动在第四配线1944中的电流量基本相同,并且流动方向彼此成为反向。
同样地,流动在第五配线1945中的电流量、和流动在第六配线1946中的电流量基本相同,并且流动方向彼此成为反向,流动在第七配线1947中的电流量、和流动在第八配线1948中的电流量基本相同,并且流动方向彼此成为反向。
在对本实施方式所涉及的効果进行说明之前,对比较例进行说明。
图13为表示比较例中的FFC的配线排列的图,供给驱动信号的配线和恒定电位的配线以相邻的方式而配置。详细而言,在比较例中,对驱动信号Com1~Com4以及信号Vbs1~Vbs4进行供给的各配线,按照下面的顺序进行排列。即,按照Com1-Vbs1-Com2-Vbs2-Com3-Vbs3-Com4-Vbs4这样的顺序进行排列。
一般而言,在直线导体中电流I[A]所产生的磁场H[A/m]的大小,在以导体为中心的距离(半径)r的同心圆上,根据安培定律可用以下式(1)来表示。
H=I/2πr…(1)
即,磁场H与电流I成正比,与距导体H的距离成反比。
在此,为了简化说明,而将FFC中的配线间隔设为“1”,从而对某一配线通过另一配线而受到的磁场的大小(影响度)进行考察。
图14为表示在比较例中,对于各个配线的信号而言,因另一配线的信号而受到的影响度的图。另外,在该图所示的影响度中,由于式(1)的右边的系数1/2π共同出现,因此无视该系数。此外,由于从列L1~L4的喷嘴N被喷出的油墨是根据应该印刷的图像而被决定的,因此无法单纯地对驱动信号Com1~Com4的电流彼此进行比较。因此,对于式(1)的右边的电流的I,也将其无视。
但是,由于相同的对儿的彼此的驱动信号(Com)和信号(Vbs),如上文所述那样电流基本相同且电流的方向成反向,因此影响度设为“0”。例如,从驱动信号Com1来看的信号Vbs1的影响度为“0”,即使相反也为“0”。
此外,对于从某个配线的信号进行观察的、受到其他配线的信号的影响度中的分母而言,随着距离远离而按照“1”、“2”、“3”、…、“7”这样的顺序变大,对于符号而言,如果电流的方向彼此为反向,则为负。
例如,对于从驱动信号Com3进行观察的信号Vbs2的影响度而言,由于电流的方向为反向,且配线间的距离为“1”,因此成为“-1”。此外,例如,对于从驱动信号Com2进行观察的驱动信号Com4的影响度而言,由于电流的方向相同,且配线间的距离为“4”,因此成为“1/4”。
接下来,对驱动信号Com1~Com4分别从某一对儿受到的影响度进行考察。
图15为表示在比较例中,驱动信号Com1~Com4分别从某一对儿受到的影响度的图。另外,该图所示的影响度是指,某个驱动信号(Com)从其他对儿彼此的驱动信号(Com)受到的影响度和从信号(Vbs)受到的影响度之和。另外,成为和的对象的影响度彼此在图14中用虚线来表示。
例如,驱动信号Com2从驱动信号Com4和信号Vbs4的对儿受到的影响度成为,“1/4”和“-1/5”之和即“1/20”。此外,例如,驱动信号Com4从驱动信号Com1和信号Vbs1的对儿受到的影响度成为,“1/6”和“-1/5”之和即“-1/30”。
另外,图15的下栏表示,在比较例中驱动信号Com1~Com4分别从其他对儿受到的影响度之总和。
在此,着眼于驱动信号Com1~Com4的各自的理由(未着眼于信号Vbs1~Vbs4的各自的理由)是因为,驱动信号Com1~Com4如上文所述那样为梯形波形,在其电压发生了变化时因由其他配线产生的磁场的影响(互感)而易于产生过冲或下冲等波形紊乱,相对于此,由于信号Vbs1~Vbs4分别原本就为电位Vbs且固定,因此可以不考虑由电压变化造成的过冲等。
针对该比较例而对本实施方式的优势进行考察。
图11为表示,在本实施方式中,对于各配线的信号而言,因另一配线的信号而受到的影响度的图。另外,虽然在图11中,影响度的计算方法和图14的情况相同,但是在本实施方式中,因FFC190中的配线排列,而使影响度中的符号的反转模式有所不同。详细而言,当在图11所示的表中,在水平或垂直方向上进行了观察时,在图14的比较例中,正负交替地出现,相对于此,在图11的本实施方式中,正负每隔两个出现一次。
图12为表示在本实施方式中,驱动信号Com1~Com4分别从某一对儿受到的影响度的图。另外,在图12中,影响度的计算方法与图15的情况相同。
另外,图12的下栏表示,在本实施方式中驱动信号Com1~Com4分别从其他对儿受到的影响度之总和。如该下栏所示那样,驱动信号Com1~Com4分别从其他对儿受到的影响度之总和,与图15所示的比较例相比而降低。
其理由是因为,当例如在图13或图10中,从供给有某个驱动信号(Com)的配线来观察、且着眼于位于左或右方向的其他两个以上的对儿的影响度时,在比较例中,如参照图15可知的那样,全部仅成为正或负的一方,且影响度只会向绝对值变大的方向发展,相对于此,在本实施方式中,如参照图12可知的那样,必定会以正负方式出现,从而相互抵消。
因此,在本实施方式中,由于对驱动信号(Com)进行供给的第一配线1941、第三配线1943、第五配线1945或者第七配线1947的、由供给其他信号的配线造成的互感的影响被降低,因此能够避免因过冲或下冲等的波形紊乱造成的喷出不良、和因该过冲等而对压电元件37施加了过大电压的这种问题。
另外,当向压电元件37施加过大电压时,被指出存在有产生如下的不良情况的可能性。即,当向压电元件37施加了过大电压时,由于该压电元件37发生过度位移,因此有可能会产生压电元件37剥离或者破损等的不良情况。
此外,当向压电元件37施加了过大电压时,将会相对于轮询处理的电压而施加有相反的电压,从而有可能产生如下的不良情况,即,在压电元件37的压电体上产生应力集中,从而在压电体上产生裂纹等,进而使压电元件37的特性劣化,并且伴随着电压变化的位移变得不正常等的不良状况。
但是,在本实施方式中,由于避免了因过冲等而向压电元件37施加过大电压这样的问题,因此能够抑制上文所述那样的压电元件37的不良情况。
以上的各方式能够以各种方式进行改变。将具体的变形方式例示在下文中。从以下的示例中任意选择的两个以上的方式,能够在不相互矛盾的范围内适当地进行合并。另外,对于在下文中所例示的改变例中,作用或功能与实施方式相同的要素,则沿用在以上的说明中所参照的符号并适当地省略各自的详细的说明。
虽然在上述说明中,采用了如下结构,即,将印刷期间Ta四分割为控制期间T1、T2、T3以及T4,并在各控制期间内将驱动信号(Com)施加或不施加到压电元件37的一端的结构,但是在上述说明中,印刷期间Ta的分割数并不限于“4”。
此外,对于头模块5中的打印头50的个数而言,并不限于“2”,对于喷嘴的列数而言,也并不限于“4”。
虽然在上述的实施方式中,对于喷墨打印机1,以串行打印机为例进行了说明,但是并不限定于这种方式。例如,喷墨打印机1也可以为,打印头50以与介质P的宽度相比延伸得更宽的方式设置有多个喷嘴N的、所谓的行式打印机。
符号说明
1…喷墨打印机;37…压电元件;190…FFC;1941…第一配线;1942…第二配线;1943…第三配线;1944…第四配线;1945…第五配线;1946…第六配线;1947…第七配线;1948…第八配线。
Claims (5)
1.一种液体喷出装置,其特征在于,具备:
第一喷出部组,其由包括如下的第一喷出部在内的多个压电元件构成,所述第一喷出部通过驱动第一压电元件,从而喷出第一液体;
第二喷出部组,其由包括如下的第二喷出部在内的多个压电元件构成,所述第二喷出部通过驱动第二压电元件,从而喷出第二液体;
第一配线,其为了驱动所述第一压电元件,而用于向所述第一压电元件的一端供给驱动信号;
第二配线,其供给预定的电位的信号,以保持所述第一压电元件的另一端的电位;
第三配线,其为了驱动所述第二压电元件,而用于向所述第二压电元件的一端供给驱动信号;
第四配线,其供给预定的电位的信号,以保持所述第二压电元件的另一端的电位,
所述第二配线被配置在所述第一配线与所述第四配线之间,
所述第四配线被配置在所述第二配线与所述第三配线之间,
在所述第一配线与所述第三配线之间,配置有所述第二配线以及所述第四配线。
2.如权利要求1所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线和所述第四配线由一根柔性扁平电缆构成。
3.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一配线为,向所述第一压电元件供给驱动信号的配线,
流过所述第一配线的电流量根据在所述第一压电元件中所包括的成为驱动对象的压电元件的数量而变化。
4.如权利要求3所述的液体喷出装置,其特征在于,
在所述第一喷出部组中包含有300个以上的喷出部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液体喷出装置,其特征在于,
对于A3以上的介质而言,所述第一喷出部以及所述第二喷出部在进行相对移动的同时,喷出液体。
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