JP2017165039A - 液体吐出装置及びヘッドユニット - Google Patents
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Abstract
Description
本適用例に係る液体吐出装置は、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを移動させるためのモーターと、前記吐出部から吐出された前記液体を受けるためのフラッシングボックスと、を有し、前記駆動回路は、前記キャリッジの移動中に前記フラッシングボックスの上を通過しない位置に搭載されている。
クスの上を通過しないので、駆動回路にミスト化した液体が付着しやすい状況が回避される。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、駆動回路にミスト化された液体が付着することに起因して生じる不具合を低減させることができる。
本適用例に係る液体吐出装置は、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載し、待機時にはホームポジションに位置するキャリッジと、前記キャリッジを移動させるためのモーターと、を有し、前記駆動回路は、前記キャリッジが前記ホームポジションから移動する方向にある前記キャリッジの面に搭載されている。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記駆動回路は、D級増幅によって前記駆動信号を生成してもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記駆動回路は、容量素子または2次電池による回生回路を利用して前記駆動信号を生成してもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ヘッドは、複数の前記吐出部からなる吐出部列と、前記吐出部列に含まれる前記複数の前記吐出部に前記液体を供給する供給口と、を備え、前記供給口と前記吐出部列の中央にある前記吐出部との距離は、前記供給口と前記吐出部列の両端にある2つの前記吐出部の各々との距離よりも短くてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記供給口と前記吐出部列の一端にある前記吐出部との距離と、前記供給口と前記吐出部列の他端にある前記吐出部との距離とが略等しくてもよい。
本適用例に係るヘッドユニットは、キャリッジを移動させるためのモーターと、吐出部から吐出された液体を受けるためのフラッシングボックスと、を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、前記吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載した前記キャリッジと、を有し、前記駆動回路は、前記キャリッジの移動中に前記フラッシングボックスの上を通過しない位置に搭載されている。
本適用例に係るヘッドユニットは、待機時にはホームポジションに位置するキャリッジと、前記キャリッジを移動させるためのモーターと、を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載する前記キャリッジと、を有し、前記駆動回路は、前記キャリッジが前記ホームポジションから移動する方向にある前記キャリッジの面に搭載されている。
溜まりやすい。他方、キャリッジがホームポジションから移動する方向には、キャリッジが移動するための空間が広がっているため、相対的にミスト化された液体が溜まりにくい。本適用例に係るヘッドユニットが用いられる液体吐出装置において、駆動回路は、キャリッジがホームポジションから移動する方向にあるキャリッジの面に搭載されているので、駆動回路にミスト化した液体が付着しやすい状況が回避される。従って、本適用例に係るヘッドユニットによれば、駆動回路にミスト化された液体が付着することに起因して生じる不具合を低減させることができる。
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。
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。
し、印刷媒体Pに向けてインク滴を吐出する動作、およびフラッシングボックス72に向けてインク滴を吐出するフラッシング動作を行う。
図4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。図4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2とがフレキシブルケーブル190を介して接続される。
M−Bを生成し、選択部230のそれぞれに供給する。ここで、データdAは、選択部230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。
図5は、ヘッド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5に示されるように、ヘッド20は、吐出部600と、リザーバー641とを含む。
れる。
図6は、ノズル651の配列の一例を示す図である。図6に示されるように、ノズル651は、例えば2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列同士では、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。
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。
dp1、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9は、図4における選択制御部210の構成を示す図である。図9に示されるように、選択制御部210には、クロック信号Sck、データ信号Data、制御信号LAT、CHが制御ユニット10から供給される。選択制御部210では、シフトレジスター(S/R)212とラッチ回路214とデコーダー216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。
されることになる。
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従って変調信号を生成し、第3に、当該変調信号に従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。
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、容量素子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の一端に接続され、昇圧回路540が出力する電圧Vm(例えば7.5V)が印加される。従って、端子Bstと端子Swとの電位差は、容量素子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。
ップされて帰還されることになる。
液体吐出装置1において、高速印刷や高精細印刷を実現するためにはノズル651の数が多くなり、その結果、フラッシング動作においてフラッシングボックス72に向けて吐出されるインクの量が非常に多くなる。そのため、フラッシング動作後、フラッシングボックス72には大量のインクが溜まっている。この状態で、印刷動作が行われた場合、キャリッジ24が高速に移動してフラッシングボックス72の近くまで到達すると、キャリッジ24の移動に伴う風圧によって、フラッシングボックス72に溜めっているインクが巻き上げられてミスト化して空中に浮遊する。他方、圧電素子60の駆動のために高電圧で動作する駆動回路50−a,50−bはインクミストが吸着しやすい。インクミストは、水以外の成分も含むため導電性を有しており、駆動回路50−a,50−bに付着した
ミストが凝集して導体液膜となった場合、予期せぬ短絡経路が発生してしまい、その結果、圧電素子60の駆動が停止し、あるいは、インクの誤吐出が生じるなどの予期せぬ不具合が発生してしまう危険性がある。そこで、本実施形態では、駆動回路50−a,50−bにインクミストが付着する可能性を効果的に低減させるために、駆動回路50−a,50−bの搭載位置を工夫している。
向している(図17の上側の図)。また、キャリッジ24が方向を転換する(速度がゼロとなる)両端のうちの他方、すなわち、キャリッジ24がホームポジションから最も離れや場所に位置するとき、ヘッド20の吐出面20aはフラッシングボックス72と対向している(図17の下側の図)。
液体吐出装置1において、高速印刷や高精細印刷を実現するためにはノズル651の数が多くなり、その結果、印刷動作において単位時間当たりに吐出されるインク(液体)の量も非常に多くなる。印刷中に吐出されたインクの一部はミスト化するため、筐体5の内部において多くのインクミストが浮遊するが、キャリッジ24の移動に伴ってその移動方向(主走査方向)に発生する風圧の影響を受けて、浮遊したインクミストは、筐体5の両端にある内壁面の近くの空間に集まりやすい。そして、ヘッド20がインク(液体)の吐出動作を行わずに待機しているときにキャリッジ24が位置するホームポジションは、筐体5の内壁面の近くに設けられるため、特に待機時にキャリッジ24と筐体5の内壁面との間に形成される閉空間にインクミストが残留しやすい。他方、圧電素子60の駆動のために高電圧で動作する駆動回路50−a,50−bはインクミストが吸着しやすい。インクミストは、水以外の成分も含むため導電性を有しており、駆動回路50−a,50−bに付着したミストが凝集して導体液膜となった場合、予期せぬ短絡経路が発生してしまい、その結果、圧電素子60の駆動が停止し、あるいは、インクの誤吐出が生じるなどの予期せぬ不具合が発生してしまう危険性がある。そこで、本実施形態では、駆動回路50−a,50−bにインクミストが付着する可能性を効果的に低減させるために、駆動回路50−a,50−bの搭載位置を工夫している。
において、フレキシブルケーブル190の接続口の図示は省略されている。なお、図18及び図19には、キャリッジ24に搭載されたインクカートリッジ22も図示されているが、インクカートリッジ22はヘッドユニット2の構成要素であるとは限らない。すなわち、ヘッドユニット2は、キャリッジ24にインクカートリッジ22が搭載される前のものであってもよいし、キャリッジ24にインクカートリッジ22が搭載された後のものであってもよい。
第3実施形態に係る液体吐出装置1は、第2実施形態に係る液体吐出装置1と同様の構成を有するが、フラッシングボックス72がなく、キャッピング部材70がフラッシングボックスとして兼用される。すなわち、第3実施形態に係る液体吐出装置1では、フラッ
シング動作においてキャッピング部材70に向けてインクが吐出されるため、フラッシング動作後、キャッピング部材70には大量のインクが溜まっている。この状態で、印刷動作が行われた場合、キャリッジ24が高速に移動してホームポジションの近くまで到達すると、キャリッジ24の移動に伴う風圧によって、キャッピング部材70に溜めっているインクが巻き上げられてミスト化して空中に浮遊する。また、印刷中に吐出されたインクの一部はミスト化し、浮遊したインクミストは、キャリッジ24の移動に伴ってその移動方向(主走査方向)に発生する風圧の影響を受けて、筐体5の両端にある内壁面の近くの空間に集まりやすい。そして、ヘッド20がインク(液体)の吐出動作を行わずに待機しているときにキャリッジ24が位置するホームポジションは、筐体5の内壁面の近くに設けられるため、特に待機時にキャリッジ24と筐体5の内壁面との間に形成される閉空間にインクミストが残留しやすい。そこで、第3実施形態に係る液体吐出装置1では、第2実施形態と同様、駆動回路50−a,50−bを収容するケース26は、キャリッジ24が移動する主走査方向を向くキャリッジ24の2つの側面のうち、キャリッジ24がホームポジションから移動する方向にある側面24bに搭載されている。換言すれば、駆動回路50−a,50−bは、キャリッジ24がホームポジションから移動する方向にあるキャリッジ24の側面24bに搭載されている。第3実施形態に係る液体吐出装置1において、ヘッドユニット2の構造は、第2実施形態(図18及び図19)と同様であるため、その図示及び説明を省略する。
ことができる。
第4実施形態に係る液体吐出装置1は、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態に係る液体吐出装置1と同様の構成を有し、さらに供給口661の配置に特徴を有する。以下では、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又は簡略し、主として第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態と異なる内容について説明する。
第5実施形態に係る液体吐出装置1は、D級増幅によって駆動信号COM−A,COM−Aを生成する駆動回路50−a,50−bを備えた第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態又は第4実施形態に係る液体吐出装置1と異なり、キャパシターまたは2次電池による回生を利用して吐出部600を駆動する駆動信号を生成する駆動回路を備える。第5実施形態に係る液体吐出装置1のその他の構成は、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態又は第4実施形態に係る液体吐出装置1と同様であってもよい。以下では、第1
実施形態、第2実施形態、第3実施形態又は第4実施形態と重複する説明は省略又は簡略し、主として第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態と異なる内容について説明する。
図23は、第5実施形態に係る液体吐出装置1の電気的な構成を示す図である。図23において、図4と同様の構成要素には同じ符号を付しており、以下では、図4と同様の構成要素についての説明を省略又は簡略する。
子60の他端はグラウンドに共通に接地されている。
図24は、1個の圧電素子60を駆動する経路選択部250の構成の一例を示す図である。図24に示されるように、経路選択部250は、オペアンプ251と、単位回路252a〜252fと、コンパレーター254a〜254eとを含み、制御信号Vinにしたがって圧電素子60を駆動する構成となっている。
め、オペアンプ251は、制御信号Vinを(1+Rf/Rin)倍に非反転増幅することになる。
の負入力端と、当該電圧1VH/6を低位側電圧として対応付けられた単位回路252bのレベルシフター253bの正入力端とにそれぞれ供給される。また例えば、電圧2VH/6に対応するコンパレーター254bの出力信号は、当該電圧2VH/6を高位側電圧として対応付けられた単位回路252bのレベルシフター253bの負入力端と、当該電圧2VH/6を低位側電圧として対応付けられた単位回路252cのレベルシフター253cの正入力端とにそれぞれ供給される。
ランジスター256のエミッター端子からコレクター端子に流れる。このため、電圧Voutが徐々に低下して制御信号Vinの電圧に近づき、やがて電圧Voutが制御信号Vinの電圧に一致すると、その時点でトランジスター256に流れる電流がゼロになる。
52a、252bを例にとり、充電時と放電時とにわけてそれぞれに説明する。
生成せずに、単位回路252aのトランジスター256のエミッター端子がグラウンドに接地された構成を想定してみる。この比較例では、充電時の損失は、図37においてハッチングが付された領域の面積に相当する。詳細には、圧電素子60において充電時の損失は、電圧ゼロから電圧VHまで一気に充電するリニア増幅と比較して、6/36(=16.7%)である。比較例において、放電時の損失は、図38においてハッチングが付された領域の面積に相当する分で示されるように、電圧VHから電圧ゼロまで一気に放電するリニア方式と比較して、同様に6/36(=16.7%)で済む。ただし、放電時の損失として計上された電荷のうち、電圧VH/6から電圧ゼロまで放電するときの電荷(※を付した領域)を除き、電源回路260に回収されて再分配、再利用することができる。換言すれば、電圧VH/6から電圧ゼロまで放電するときの電荷、すなわち、最も低い電圧に対応付けられた単位回路252aを用いて圧電素子60から放電された電荷については、電源回路260に回収することができない。
図39および図40は、電源回路260の構成の一例を示す図である。図39および図40に示されるように、電源回路260は、スイッチSw6u、Sw6d、Sw5u、Sw5d、Sw4u、Sw4d、Sw3u、Sw3d、Sw2u、Sw2d、Sw1u、Sw1d、Sw02d、Sw01u、Sw01d、Sw00uと、容量素子C6、C56、C5、C45、C4、C34、C3、C23、C2、C12、C1、C01、C012、C011、C0とを含んだ構成となっている。
上記の各実施形態では、キャリッジ24に搭載されたインクカートリッジ22からヘッド20にインクが供給されるが、液体吐出装置1の本体に固定されたインクタンクからインクチューブを介してヘッド20にインクが供給される構成であってもよい。
動回路50−a,50−bはインクミストが付着しにくい位置に搭載されているため、駆動回路50−a,50−bにインクミストが付着することに起因して生じる不具合を低減させることができる。さらに、大判プリンターでは、キャリッジ24が往復動する距離が長いため、キャリッジ24の移動中にケース26に当たる風の総量が多くなるため、駆動回路50−a,50−bが効率よく空冷され、駆動回路50−a,50−bが高温になることによる異常動作を抑えるとともに、省発熱性を高めることができる。
Claims (8)
- 液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、
前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載したキャリッジと、
前記キャリッジを移動させるためのモーターと、
前記吐出部から吐出された前記液体を受けるためのフラッシングボックスと、
を有し、
前記駆動回路は、前記キャリッジの移動中に前記フラッシングボックスの上を通過しない位置に搭載されている、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、
前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載し、待機時にはホームポジションに位置するキャリッジと、
前記キャリッジを移動させるためのモーターと、
を有し、
前記駆動回路は、
前記キャリッジが前記ホームポジションから移動する方向にある前記キャリッジの面に搭載されている、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記駆動回路は、
D級増幅によって前記駆動信号を生成する、
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。 - 前記駆動回路は、
容量素子または2次電池による回生回路を利用して前記駆動信号を生成する、
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。 - 前記ヘッドは、
複数の前記吐出部からなる吐出部列と、
前記吐出部列に含まれる前記複数の前記吐出部に前記液体を供給する供給口と、を備え、
前記供給口と前記吐出部列の中央にある前記吐出部との距離は、前記供給口と前記吐出部列の両端にある2つの前記吐出部の各々との距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記供給口と前記吐出部列の一端にある前記吐出部との距離と、前記供給口と前記吐出部列の他端にある前記吐出部との距離とが略等しい、
ことを特徴とする請求項5に記載の液体吐出装置。 - キャリッジを移動させるためのモーターと、吐出部から吐出された液体を受けるためのフラッシングボックスと、を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、
前記吐出部を備えたヘッドと、
前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、
前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載した前記キャリッジと、
を有し、
前記駆動回路は、
前記キャリッジの移動中に前記フラッシングボックスの上を通過しない位置に搭載されている、
ことを特徴とするヘッドユニット。 - 待機時にはホームポジションに位置するキャリッジと、前記キャリッジを移動させるためのモーターと、を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、
液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
前記吐出部を駆動し前記液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路と、
前記ヘッドと前記駆動回路とを搭載する前記キャリッジと、
を有し、
前記駆動回路は、
前記キャリッジが前記ホームポジションから移動する方向にある前記キャリッジの面に搭載されている、
ことを特徴とするヘッドユニット。
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