液體噴出裝置、打印頭單元、以及驅(qū)動(dòng)基板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液體噴出裝置，所具備的驅(qū)動(dòng)基板具有進(jìn)行高頻驅(qū)動(dòng)并且小型且可靠性高的散熱構(gòu)造。在主基板(50)(驅(qū)動(dòng)基板)的配置有開(kāi)關(guān)用的晶體管(68、71)的區(qū)域形成多個(gè)TH(85)。另外，形成將晶體管(68、71)的周?chē)牟季€圖案擴(kuò)大的實(shí)心圖案而成為包圍晶體管(68、71)的結(jié)構(gòu)。并且，在背面也形成散熱用的實(shí)心圖案，也對(duì)框架附加了散熱構(gòu)造。由此，能夠提供一種不使用專用的散熱部件而以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)作的穩(wěn)定性的液體噴出裝置。
【專利說(shuō)明】液體噴出裝置、打印頭單元、以及驅(qū)動(dòng)基板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液體噴出裝置、包括該液體噴出裝置所具備的噴出單元的打印頭單 元、以及用于驅(qū)動(dòng)該噴出單元的驅(qū)動(dòng)基板。

【背景技術(shù)】
[0002] 公知在噴墨打印機(jī)等液體噴出裝置中使用壓電元件作為用于噴出墨滴的致動(dòng)器。 為了驅(qū)動(dòng)該壓電元件，需要施加具有在峰值具有幾十伏的振動(dòng)寬度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。以往，在生 成該驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)基板安裝有推挽式連接了雙極型晶體管的模擬放大器，但對(duì)于雙極型 晶體管而言，由于若集電極電流增加則相應(yīng)發(fā)熱，所以在為了驅(qū)動(dòng)多的電容性負(fù)載而對(duì)發(fā) 射極連接器間施加大電流、高電壓的液體噴出裝置中，電力變換效率差且發(fā)熱量大，因此存 在需要散熱用的散熱片等問(wèn)題。
[0003] 鑒于上述問(wèn)題，發(fā)明人提出了采用與模擬放大器相比電力變換效率優(yōu)異的使用了 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的數(shù)字放大器（例如專 利文獻(xiàn)1)。由于使用了 MOSFET的數(shù)字放大器使用脈沖調(diào)制技術(shù)，所以與模擬放大器相比電 力變換效率優(yōu)異，也能夠抑制發(fā)熱。不使用雙極型晶體管而使用MOSFET的理由是因?yàn)槟軌?與數(shù)字放大器所要求的高速的開(kāi)關(guān)動(dòng)作對(duì)應(yīng)。假如為了使雙極型晶體管高速開(kāi)關(guān)，需要縮 短基帶寬度，但若縮短基帶寬度則因穿通（punch through)會(huì)引起耐壓的劣化，難以將用于 噴出足夠的液體的高電壓施加于發(fā)射極連接器間。即，基帶寬度的縮短缺乏可行性，難以采 用雙極型晶體管。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2011 - 5733號(hào)公報(bào)
[0005] 然而，為了使用數(shù)字放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的液滴的噴出，需求對(duì)包括頻率成分的調(diào) 制信號(hào)進(jìn)行放大的高的分辨率，該頻率成分是為了噴出液滴而向壓電元件施加的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)所含的頻率成分的幾十倍以上，因此需要進(jìn)行高頻驅(qū)動(dòng)，存在會(huì)產(chǎn)生不能忽略的程度 (level)的發(fā)熱這一課題。數(shù)字放大器中的發(fā)熱量因與用于實(shí)現(xiàn)高分辨率的高頻驅(qū)動(dòng)相伴 的開(kāi)關(guān)損耗引起，是若僅噴出液滴則也可以不使用散熱片的程度，但是為了確保電路的穩(wěn) 定動(dòng)作，并且使噴出的液滴的量穩(wěn)定為恒定，是需要某種散熱對(duì)策的程度。若實(shí)際上基于噴 出墨水的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行考慮，則由于調(diào)制信號(hào)成為兆Hz量級(jí)的信號(hào)，所以數(shù)字放大器也需 要以兆Hz量級(jí)驅(qū)動(dòng)，伴隨該高頻驅(qū)動(dòng)，存在以不能忽略的程度產(chǎn)生開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)損耗引 起的發(fā)熱的課題。
[0006] 另外，具有想要使液滴噴出裝置小型化這一要求，需要某種散熱對(duì)策，但是存在專 用的散熱部件的追加、大型化困難這一課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而產(chǎn)生的，能夠作為以下的應(yīng)用例或者 方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0008] (應(yīng)用例）
[0009] -種液體噴出裝置，其特征在于，具備：A/D轉(zhuǎn)換器，其以高頻帶對(duì)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn) 行脈沖調(diào)制而生成調(diào)制信號(hào)；晶體管，其對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大而生成放大調(diào)制信號(hào)；濾波 電路，其使放大調(diào)制信號(hào)平滑化而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；噴出部，其被驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行噴出而 噴出液滴；以及基板，其至少配置有晶體管，在基板中的配置有晶體管的區(qū)域形成有通孔。 [0010] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)具備進(jìn)行高頻驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路、不使用散熱片等專用的散熱部 件而在配置有晶體管的區(qū)域形成通孔這一簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，能夠確保所期待的散熱性能。因此， 能夠確保驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作的穩(wěn)定性，并且能夠使噴出的液滴的量穩(wěn)定為恒定。
[0011]因此，能夠提供不使用專用的散熱部件地以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了噴出的液滴量的穩(wěn) 定化、和動(dòng)作的穩(wěn)定性的液體噴出裝置。
[0012] 其中，原驅(qū)動(dòng)信號(hào)是作為驅(qū)動(dòng)噴出部來(lái)噴出液滴的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的原來(lái)的信號(hào)、即作 為調(diào)制前的基準(zhǔn)的信號(hào)。調(diào)制信號(hào)是對(duì)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制（例如脈沖寬度調(diào)制、脈 沖密度調(diào)制等）而得到的數(shù)字信號(hào)。放大調(diào)制信號(hào)是被含有晶體管的放大電路放大后的調(diào) 制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)是使用線圈使放大調(diào)制信號(hào)平滑化而得到的信號(hào)，是施加于噴出部的信 號(hào)。
[0013] 另外，優(yōu)選調(diào)制信號(hào)或者放大調(diào)制信號(hào)所含有的交流成分的頻帶為IMHz以上。
[0014] 在本應(yīng)用例的液體噴出裝置中，使放大調(diào)制信號(hào)平滑化而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，基于被 施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的壓電元件的變形從噴嘴噴出液體。這里，若對(duì)用于使液體噴出裝置噴出小 的點(diǎn)（小點(diǎn)）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形進(jìn)行頻譜解析，可知含有50kHz以下的頻率成分。為了利 用數(shù)字放大器對(duì)含有該50kHz的頻率成分的原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大，需要含有IMHz以上的頻 率成分的調(diào)制信號(hào)。如果僅用IMHz以下的頻率成分再現(xiàn)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則波形的邊緣鈍化而 變圓。換言之，角被除去而導(dǎo)致波形變鈍。若驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形變鈍，則與波形的上升、下降 緣對(duì)應(yīng)而動(dòng)作的壓電元件的動(dòng)作變得緩慢，發(fā)生噴出時(shí)的拖尾、噴出不良等不穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)。 在本應(yīng)用例的液體噴出裝置中，由于將放大調(diào)制信號(hào)的交流成分的頻帶設(shè)為IMHz以上，所 以能夠?qū)崿F(xiàn)沒(méi)有噴出時(shí)的拖尾、噴出不良等不穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)而能得到分辨率高的生成物的液 體噴出裝置。
[0015] 另外，優(yōu)選調(diào)制信號(hào)或者放大調(diào)制信號(hào)所含有的交流成分的頻帶小于8MHz。
[0016] 作為放大調(diào)制信號(hào)的頻率，若支持8MHz以上的高頻，則驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的分辨率 提高，但是伴隨著分辨率的提高，數(shù)字放大器中開(kāi)關(guān)頻率上升。若開(kāi)關(guān)頻率上升則開(kāi)關(guān)損耗 變大，損害數(shù)字放大器與模擬放大器（AB級(jí)放大器）相比而具有優(yōu)越性的省電性、少發(fā)熱 性，存在AB級(jí)放大器的放大較好的情況。在本應(yīng)用例的液體噴出裝置中，由于使放大調(diào)制 信號(hào)的交流成分的頻帶小于8MHz，所以能夠確保與使用AB級(jí)放大器的情況相比的低消耗 電力、少發(fā)熱這一優(yōu)越性。
[0017] 另外，優(yōu)選通孔的數(shù)量比用于將晶體管安裝于基板的安裝用端子的數(shù)量多。
[0018] 根據(jù)發(fā)明人的驗(yàn)證結(jié)果，可知通孔的數(shù)量越多，散熱效果越高。因此，若從包括開(kāi) 關(guān)用的晶體管的開(kāi)關(guān)電路、和包括濾波電路的驅(qū)動(dòng)電路的電路規(guī)模來(lái)看，雖然是以不需要 通孔的單面基板能夠布線的布線規(guī)模，但通過(guò)強(qiáng)行設(shè)置散熱用的通孔，確保了所期待的散 熱性能。換言之，通過(guò)形成比布線規(guī)模所需要的數(shù)量多的通孔，提高散熱性而確保了所期待 的散熱性能。
[0019] 另外，優(yōu)選通孔的數(shù)量比為了將晶體管以及濾波電路布線于基板所需要的通孔數(shù) 里多。
[0020] 根據(jù)發(fā)明人的驗(yàn)證結(jié)果，可知通孔的數(shù)量越多，散熱效果越高。因此，通過(guò)設(shè)置更 多的通孔，能夠提高散熱效果。
[0021] 另外，優(yōu)選通孔的數(shù)量是10個(gè)以上。
[0022] 根據(jù)發(fā)明人的驗(yàn)證結(jié)果，可知通孔的數(shù)量越多，散熱效果越高。因此，通過(guò)設(shè)置更 多的通孔，能夠提高散熱效果。
[0023] 另外，優(yōu)選通孔形成于從晶體管中的安裝用端子延伸的第1布線。
[0024] 為了在從晶體管的安裝用端子延伸的第1布線形成通孔，需要使該第1布線的面 積變大。若面積變大，則由金屬箔構(gòu)成的第1布線的表面積變大，第1布線本身也起到作為 散熱板（散熱片）作為的功能。因此，能夠提高散熱效果。
[0025] 另外，優(yōu)選在第1布線形成有比安裝用端子大的實(shí)心圖案區(qū)域，通孔形成于實(shí)心 圖案區(qū)域。
[0026] 第1布線的面積越大則表面積越大，越能夠提高向空氣中的散熱效果。因此，能夠 進(jìn)一步提1?散熱效果。
[0027] 另外，優(yōu)選實(shí)心圖案區(qū)域的面積比晶體管的平面面積大。
[0028] 第1布線的面積越大則表面積越大，越能夠提高向空氣中的散熱效果。因此，能夠 進(jìn)一步提1?散熱效果。
[0029] 另外，優(yōu)選基板是雙面基板，晶體管以及濾波電路被安裝于基板的第1面，在第1 面的相反側(cè)的第2面，形成有經(jīng)由通孔與第1布線連接的第2布線。
[0030] 在雙面基板的情況下，由于除了作為第1面的散熱板的第1布線之外，在第2面也 形成有第2布線，由此第2布線也作為散熱板起作用，所以能夠進(jìn)一步提高散熱效果。
[0031] 另外，優(yōu)選第2布線的面積比晶體管的平面面積大。
[0032] 第2布線的面積越大則表面積越大，越能夠提高向空氣中的散熱效果。因此，更能 夠提高散熱效果。
[0033] 優(yōu)選還具備：筐體；以及筐體的框架，基板以第2面朝向框架的狀態(tài)被組裝于框 架，在框架與基板之間夾有導(dǎo)熱性部件。
[0034] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，基板借助導(dǎo)熱性部件被組裝于筐體的框架。即，由于基板與金屬制的 框架熱耦合（接合），所以基板中產(chǎn)生的熱被高效地向框架傳遞而散熱。因此，能夠進(jìn)一步 提1?散熱效果。
[0035] 另外，優(yōu)選噴出部具有：壓電元件；壓力室，其內(nèi)部被填充液體，通過(guò)壓電元件的 位移來(lái)增減內(nèi)部的壓力；和噴嘴，其與壓力室連通，通過(guò)壓力室內(nèi)的壓力的增減來(lái)將液體作 為液滴噴出。
[0036] 作為噴出液體的方式，有如下方式：通過(guò)在加熱器等電阻元件中流過(guò)電流來(lái)加熱 在壓力室內(nèi)填充的液體,并使其熱能傳遞至液體，由此使液體噴出的熱敏方式；將壓力室內(nèi) 的壁面的至少一部分設(shè)計(jì)成能夠變化，通過(guò)若施加電壓則發(fā)生變化的壓電元件的變化來(lái)使 壁面變化，從而使壓力室內(nèi)的體積變化，將填充于壓力室內(nèi)的液體噴出的壓電方式等，但與 熱敏方式相比，壓電方式在伴隨液體的噴出而需要大的電壓變化的情況下，由于包括晶體 管的放大電路中的發(fā)熱大，所以能夠更強(qiáng)地享受到本發(fā)明的效果。
[0037] -種驅(qū)動(dòng)基板，其特征在于，具備：A/D轉(zhuǎn)換器，其以高頻帶對(duì)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行脈 沖調(diào)制而生成調(diào)制信號(hào)；晶體管，其對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大而生成放大調(diào)制信號(hào)；濾波電路， 其使放大調(diào)制信號(hào)平滑化而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及基板，其至少配置有晶體管，在基板中的配 置有晶體管的區(qū)域形成有通孔。
[0038] -種打印頭單元，其特征在于，具備：A/D轉(zhuǎn)換器，其以高頻帶對(duì)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行 脈沖調(diào)制而生成調(diào)制信號(hào)；晶體管，其對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大而生成放大調(diào)制信號(hào)；濾波電 路，其使放大調(diào)制信號(hào)平滑化而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；噴出部，其被驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行噴出而噴 出液滴；以及基板，其至少配置有晶體管，在基板中的配置有晶體管的區(qū)域形成有通孔。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039] 圖1是表示實(shí)施方式1涉及的液體噴出裝置的概要的立體圖。
[0040] 圖2是打印機(jī)構(gòu)的概要圖。
[0041] 圖3是噴嘴板的俯視圖。
[0042] 圖4是圖3的B - B剖面下的剖視圖。
[0043] 圖5是表示打印機(jī)的控制電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0044] 圖6是表示驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0045] 圖7是表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及打印數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。
[0046] 圖8是原驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻譜分析圖。
[0047] 圖9是頭基板的電路框圖。
[0048] 圖10是主基板中的驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域的表面的俯視圖。
[0049] 圖11是表示驅(qū)動(dòng)電路的布線規(guī)模的俯視圖。
[0050] 圖12是表示驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)熱分布的俯視圖。
[0051] 圖13是表示理論驗(yàn)證中的基板設(shè)定的圖。
[0052] 圖14是表示向基板的背面散熱的散熱特性的圖表。
[0053] 圖15是圖10的開(kāi)關(guān)電路安裝區(qū)域的放大圖。
[0054] 圖16是主基板中的背面的俯視圖。
[0055] 圖17是表示對(duì)框架的散熱構(gòu)造的一個(gè)方式的剖視圖。
[0056] 圖18是不同的噴出單元的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0057] 圖19是不同的噴出單元的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0058] 圖20是不同的噴出單元的概略結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0059] 以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在以下的各附圖中，由于將 各層、各部位設(shè)為在附圖上能夠識(shí)別的程度的大小，所以各層、各部位的比例尺與實(shí)際不 同。
[0060] (實(shí)施方式1)
[0061] (液體噴出裝置的概要）
[0062] 圖1是表示實(shí)施方式1涉及的液體噴出裝置的概要的立體圖。首先，對(duì)作為本實(shí) 施方式涉及的液體噴出裝置的打印機(jī)100的概要進(jìn)行說(shuō)明。
[0063] 打印機(jī)100是在利用打印頭單元20對(duì)從背面的供紙托盤(pán)2送出的作為打印介質(zhì) 的紙張1進(jìn)行打印之后，將紙張1向前面的排紙托盤(pán)6側(cè)搬出的噴墨式打印機(jī)。其中，在以 下的說(shuō)明中，將傳送紙張1的方向設(shè)為傳送方向4、將與傳送方向交叉的方向（紙張1的寬 度方向）設(shè)為紙寬方向5來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另外，在傳送方向4,將供紙托盤(pán)2側(cè)稱作上游側(cè)，將 搬出（前面）側(cè)稱為下游側(cè)。
[0064] 打印頭單元20具備行式頭（line head)，能夠通過(guò)不進(jìn)行向紙寬方向5的掃描 (往復(fù)動(dòng)作）而僅以沿傳送方向4傳送紙張1的動(dòng)作進(jìn)行打印的所謂單通（single pass) 來(lái)完成打印。打印頭單元20中除了安裝有與多種顏色（青色、品紅、黃色、淡青色、淡品紅 等）墨水對(duì)應(yīng)的三列行式頭之外，還安裝有黑墨水用的行式頭，共計(jì)設(shè)置有4個(gè)行式頭。詳 細(xì)的情況將在后面進(jìn)行敘述，在各行式頭中遍及紙張1的寬度方向（紙寬方向5)以一定的 間距配置有多個(gè)打印頭模塊。
[0065] 在打印頭單兀 20 上連接有多條 FPC51 (Flexible printed circuits)。FPC51 從 主基板50向打印頭單元20供給用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)噴出單元而使它們進(jìn)行噴出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、定 時(shí)信號(hào)等控制信號(hào)。這里，在主基板50上搭載有生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路采用 了電力變換效率優(yōu)異的數(shù)字放大器（放大電路），但以不能忽略的程度產(chǎn)生因開(kāi)關(guān)元件的 開(kāi)關(guān)損耗引起的發(fā)熱。在打印機(jī)100中，通過(guò)在主基板50的驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域形成多個(gè)通孔， 來(lái)對(duì)該熱量進(jìn)行散熱。并且，將主基板50固定于殼體3的金屬制的框架（未圖示），拉提高 散熱效果而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)作。以下，對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0066] 圖2是打印機(jī)構(gòu)的概要圖。
[0067] 接下來(lái)，對(duì)打印機(jī)構(gòu)的概要以及打印的流程進(jìn)行說(shuō)明。
[0068] 打印機(jī)100的打印機(jī)構(gòu)由供紙托盤(pán)2、供紙輥7、傳送部10、打印頭單元20、以及排 紙托盤(pán)6等構(gòu)成。
[0069] 供紙輥7是設(shè)置在供紙托盤(pán)2的下游側(cè)的一對(duì)輥，將供紙托盤(pán)2的紙張 1逐張向 傳送部10送出。
[0070] 傳送部10由傳送驅(qū)動(dòng)輥11、傳送帶12、從動(dòng)輥13等構(gòu)成。在傳送驅(qū)動(dòng)輥11與從 動(dòng)輥13之間（外周）卷繞（架設(shè)）有傳送帶12。傳送帶12是帶狀的帶，如箭頭所示那樣， 載置由供紙輥7供給的紙張1，并且伴隨傳送驅(qū)動(dòng)輥11的旋轉(zhuǎn)將紙張1向下游側(cè)傳送。
[0071] 在傳送帶12設(shè)置有用于將紙張1吸附于該傳送帶12的表面的吸附裝置、用于檢 測(cè)傳送方向4上的紙張1的位置的位置檢測(cè)裝置（均未圖示）等。作為吸附裝置，可使用 利用空氣的負(fù)壓來(lái)吸附紙張1的空氣吸引裝置、利用靜電力來(lái)吸附紙張1的靜電吸附裝置 等。作為位置檢測(cè)裝置，可使用線性編碼器等。
[0072] 在傳送驅(qū)動(dòng)輥11上連接有電動(dòng)馬達(dá)（未圖示），根據(jù)來(lái)自后述的控制部的控制信 號(hào)而旋轉(zhuǎn)，使傳送帶12移動(dòng)。從動(dòng)輥13根據(jù)傳送帶12的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
[0073] 打印頭單元20在與傳送移動(dòng)（包括靜止?fàn)顟B(tài)）同步的定時(shí)向傳送帶12上的紙張 1噴出墨水來(lái)進(jìn)行打印。詳細(xì)而言，從打印頭單元20中的配置于傳送部10側(cè)的頭配置面 27的多個(gè)噴出單元的噴嘴噴出墨水。打印結(jié)束后的紙張1被傳送帶12送至下游側(cè)的排紙 托盤(pán)6。
[0074] 圖3是頭配置面的俯視圖。詳細(xì)而言，是從傳送部10側(cè)觀察打印頭單元20時(shí)的 頭配置面27的俯視圖。
[0075] 如上所述，在打印頭單元20中形成有與青色、品紅、黃色、黑色等多種顏色的墨水 對(duì)應(yīng)的多列行式頭22。當(dāng)從頭配置面27側(cè)觀察時(shí)，從傳送方向4的上游側(cè)向下游側(cè)，依次 配置有青色用的行式頭22 (C)、品紅色用的行式頭22 (M)、黃色用的行式頭（省略圖示）、黑 色用的行式頭（省略圖示）···。由于行式頭的基本結(jié)構(gòu)與墨水色無(wú)關(guān)而是共通的，所以以下 使用青色用的行式頭22 (C)作為代表而稱作"行式頭22"來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0076] 行式頭22由在紙寬方向5上被配置為之字形（鋸齒）的多個(gè)打印頭模塊23構(gòu)成。
[0077] 打印頭模塊23呈細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，以其長(zhǎng)邊方向?yàn)榧垖挿较?的狀態(tài)被配置。換言 之，在行式頭22中配置有沿傳送方向4并行的兩列打印頭模塊23列，在紙寬方向5交替配 置有各列打印頭模塊23。在打印頭模塊23的長(zhǎng)方形的兩端（短邊側(cè)）形成有基準(zhǔn)孔24。
[0078] 在頭配置面27中，打印頭模塊23以這兩個(gè)基準(zhǔn)孔24作為平面的位置的基準(zhǔn)來(lái)進(jìn) 行配置。通過(guò)這樣配置多個(gè)打印頭模塊23,構(gòu)成了遍及紙寬方向5以一定的間距配置了噴 出單元（噴出頭）的行式頭22。即，將由多個(gè)打印頭模塊23構(gòu)成的遍及紙寬方向5的噴出 單元列（噴嘴列）而不是獨(dú)立的構(gòu)成部位稱作行式頭22。
[0079] 各個(gè)打印頭模塊23具備兩列由沿紙寬方向5以一定的間距配置的多個(gè)噴嘴25構(gòu) 成的噴嘴列26。在紙寬方向5,兩個(gè)噴嘴列26配置于兩個(gè)基準(zhǔn)孔24之間。兩個(gè)噴嘴列26 在傳送方向4并列，在紙寬方向5錯(cuò)開(kāi)（移位）半個(gè)間距配置。換言之，按照相鄰的噴嘴列 的噴嘴25位于傳送方向4上的噴嘴列26中的配置間距的一半的位置的方式以之字形（交 替）配置。也稱作交錯(cuò)配置。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，提高了紙寬方向5上的打印點(diǎn)密度（分辨率）。 其中，將兩個(gè)噴嘴列26的紙寬方向5的噴嘴長(zhǎng)度也稱作"帶（band)長(zhǎng)度"。在行式頭22 中，通過(guò)沿紙寬方向5連續(xù)配置該帶長(zhǎng)度，來(lái)構(gòu)成行式頭22。另外，包括驅(qū)動(dòng)電路的噴出驅(qū) 動(dòng)以打印頭模塊23為單位進(jìn)行，對(duì)此后述詳細(xì)情況。
[0080] 《噴出單元的結(jié)構(gòu)》
[0081] 圖4是圖3的B - B剖面下的剖視圖。詳細(xì)而言，是打印頭模塊23的傳送方向4 上的噴嘴列26 (噴出單元）的側(cè)剖視圖。
[0082] 這里，對(duì)構(gòu)成打印頭模塊23的噴出單元30的單個(gè)構(gòu)造以及墨水的噴出動(dòng)作進(jìn)行 說(shuō)明。
[0083] 噴出單元30是噴出（噴射）墨水的噴墨式記錄頭（噴出頭），成為從噴嘴板21側(cè) 層疊了流路單元28和驅(qū)動(dòng)單元29的結(jié)構(gòu)。
[0084] 流路單元28由噴嘴板21、貯液器板31、密封板32等構(gòu)成。
[0085] 在噴嘴板21中，沿附圖（紙面）的縱深方向（紙寬方向5)形成有各噴出單元的 噴出用的噴嘴25。
[0086] 貯液器板31重疊配置在噴嘴板21上，具有第2連通孔39和共通墨水室93。第2 連通孔39是形成在與噴嘴25重疊的位置的貫通孔。共通墨水室93是形成于傳送方向4 的上游側(cè)的共通的墨水室，也稱作貯液器。共通墨水室93橫跨在附圖的縱深方向（紙寬方 向5)上連續(xù)的噴出單元而形成。從墨水罐（省略圖示）經(jīng)由管等供給路徑（未圖示）向 共通墨水室93供給墨水。
[0087] 密封板32是成為貯液器板31的蓋的部件，具有共通供給口 34和第1連通孔38。 共通供給口 34是共通墨水室93的墨水供給口，在附圖的縱深方向（紙寬方向5)上沿共通 墨水室93形成為狹縫狀。第1連通孔38是形成在與第2連通孔39重疊的位置的貫通孔。
[0088] 驅(qū)動(dòng)單元29由壓力室基板40、振動(dòng)板41、頭基板15等構(gòu)成。在壓力室基板40中 形成有由在傳送方向4上較長(zhǎng)的長(zhǎng)方形的槽構(gòu)成的壓力室36。因?yàn)閴毫κ?6按每個(gè)噴出 單元形成，所以在俯視下的壓力室基板40中沿紙寬方向5梳齒狀地形成有多個(gè)壓力室36。 在壓力室36的上游側(cè)并與共通供給口 34重疊的位置形成有由貫通孔構(gòu)成的供給孔35。在 壓力室36的下游側(cè)并與第1連通孔38重疊的位置形成有由貫通孔構(gòu)成的連通孔37。其 中，也將壓力室36稱作腔室。
[0089] 振動(dòng)板41是成為壓力室基板40 (壓力室36)的蓋的部件，在與壓力室36相反側(cè) 的面（上表面）貼附有作為致動(dòng)器的壓電元件33。
[0090] 頭基板15被配置在驅(qū)動(dòng)單元29的上方，選擇性地向壓電元件33供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 在頭基板15上安裝有依次、選擇性地向多個(gè)噴出單元30 (壓電元件33)供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)的開(kāi) 關(guān)選擇電路，對(duì)此后述詳細(xì)情況。頭基板15相對(duì)于打印頭模塊23(圖3)安裝有一片。換 言之，相對(duì)于（橫跨）構(gòu)成打印頭模塊23的多個(gè)噴出單元30而設(shè)置一片。在頭基板15上 連接有FPC51。
[0091] 接著,對(duì)墨水的噴出動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0092] 首先，作為上述的噴出單元30的初始狀態(tài)，處于共通墨水室93、共通供給口 34、供 給孔35、壓力室36、連通孔37、第1連通孔38、第2連通孔39連通并且被相同液壓的墨水 充滿的狀態(tài)。
[0093] 若對(duì)壓電元件33施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則壓電元件33收縮振動(dòng)。若伴隨該收縮振動(dòng)，振 動(dòng)板41撓曲而使壓力室36的體積變小，則墨水被擠出而作為墨滴從噴嘴25噴出。其中， 若在噴出墨水之后壓力室36的體積復(fù)原，則由于產(chǎn)生負(fù)壓，所以從共通墨水室93向壓力室 36吸入被噴出的墨水量的墨水。
[0094] 《控制電路的結(jié)構(gòu)》
[0095] 圖5是表示打印機(jī)的控制電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0096] 這里，對(duì)控制打印機(jī)100的控制裝置（電路）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。打印機(jī)100的控 制裝置由安裝于主基板50(圖1)的多個(gè)電路部位構(gòu)成。因此，以下使用圖5所示的主基板 50的電路框圖對(duì)控制裝置的概要進(jìn)行說(shuō)明。
[0097] 在主基板50 (控制裝置）上安裝有接口電路42、控制電路43、驅(qū)動(dòng)電路44、供紙輥 驅(qū)動(dòng)電路45、傳送棍驅(qū)動(dòng)電路46等。接口電路42將從PC(Personal Computer)等外部設(shè) 備輸入的打印數(shù)據(jù)17整理成控制電路43能夠處理的數(shù)據(jù)，并作為打印數(shù)據(jù)18向控制電路 43發(fā)送。
[0098] 控制電路43是CPU (Central Processing Unit)，對(duì)頭的驅(qū)動(dòng)電路44、供紙 輥驅(qū)動(dòng)電路45、傳送輥驅(qū)動(dòng)電路46等各部分進(jìn)行控制。在控制電路43中附屬設(shè)置有 ROM (Read-Only Memory) 47、以及 RAM (Random Access Memory) 48 作為存儲(chǔ)部。在 R0M47 中 存儲(chǔ)有用于控制打印機(jī)100的動(dòng)作的各種控制程序、以及附帶的數(shù)據(jù)等。其中，附帶的數(shù)據(jù) 中也包括用于驅(qū)動(dòng)噴出單元30的壓電元件33(圖4)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)61的數(shù)據(jù)表。在該 表中存儲(chǔ)有與分辨率（點(diǎn)尺寸）、灰度、色調(diào)等對(duì)應(yīng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)。
[0099] 在RAM48中暫時(shí)儲(chǔ)存有被輸入的打印數(shù)據(jù)、以及打印該打印數(shù)據(jù)時(shí)所需要的處 理數(shù)據(jù)等。另外，打印處理等程序也被暫時(shí)展開(kāi)。此外，并不限定于該結(jié)構(gòu)，也可以使用 包括 ROM 以及 RAM 的 MCU(Micro Controller Unit)等單芯片的專用系統(tǒng) IC(Integrated Circuit)〇
[0100] 并且，在控制電路43中，將經(jīng)由接口電路42輸入的打印數(shù)據(jù)18區(qū)分（生成）為 打印數(shù)據(jù)60和驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)61這兩個(gè)數(shù)據(jù)，向頭基板15發(fā)送打印數(shù)據(jù)60,向驅(qū)動(dòng)電路44 發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)61。打印數(shù)據(jù)60是打印頭中的噴出單元30(圖4)的接通/斷開(kāi)切換、 噴出定時(shí)的控制等信息。驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)61是施加于噴出單元30的壓電元件33 (圖4)的 電壓（驅(qū)動(dòng)信號(hào)）的信息。
[0101] 對(duì)于頭的驅(qū)動(dòng)電路44將后述。此外，在圖5中，簡(jiǎn)化圖示了用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)打印頭 模塊23 (圖3)的驅(qū)動(dòng)電路44,但實(shí)際上在主基板50安裝有與打印頭模塊23 (頭基板15) 的數(shù)量對(duì)應(yīng)的數(shù)量的驅(qū)動(dòng)電路44。
[0102] 供紙輥驅(qū)動(dòng)電路45是用于驅(qū)動(dòng)供紙輥7(圖2)使之旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電路，基于 來(lái)自控制電路43的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)供紙輥馬達(dá)52。
[0103] 傳送輥驅(qū)動(dòng)電路46是驅(qū)動(dòng)傳送驅(qū)動(dòng)輥11 (圖2)使之旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電路，基 于來(lái)自控制電路43的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)傳送輥馬達(dá)53。
[0104] 《頭的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)》
[0105] 圖6是表示頭的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0106] 接著,對(duì)驅(qū)動(dòng)電路44的電路構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0107] 驅(qū)動(dòng)電路44是由驅(qū)動(dòng)IC54、開(kāi)關(guān)電路55、濾波電路56等構(gòu)成的所謂D級(jí)放大器 (數(shù)字放大器）。
[0108] 驅(qū)動(dòng)IC54將由控制電路43供給的數(shù)字形式的驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)61進(jìn)行D/A變換而 生成原驅(qū)動(dòng)信號(hào)62,進(jìn)行脈沖密度調(diào)制，基于該調(diào)制數(shù)據(jù)對(duì)開(kāi)關(guān)電路55進(jìn)行開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)。
[0109] 驅(qū)動(dòng)IC54由存儲(chǔ)部57、控制部58、D/A變換部59、三角波振蕩器63、比較器64、柵 極驅(qū)動(dòng)電路65等構(gòu)成。
[0110] 存儲(chǔ)部57是RAM，存儲(chǔ)由數(shù)字電位數(shù)據(jù)等構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)61。
[0111] 控制部58將從存儲(chǔ)部57讀取的驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)變換為電壓信號(hào)而進(jìn)行規(guī)定取樣周 期量保持，并且向后述的三角波振蕩器63指示三角波信號(hào)的頻率、驅(qū)動(dòng)信號(hào)、以及驅(qū)動(dòng)信 號(hào)輸出定時(shí)等。另外，也輸出停止柵極驅(qū)動(dòng)電路65的動(dòng)作的動(dòng)作停止信號(hào)66 (動(dòng)作時(shí)：高 電平）。
[0112] D/A變換部59將由控制部58輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行模擬變換而將其作為原驅(qū)動(dòng)信 號(hào)62輸出。即，由存儲(chǔ)部57、控制部58以及D/A變換部59起到原驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的功 能。
[0113] 三角波振蕩器63根據(jù)基于控制部58的指示的頻率、驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出 定時(shí)來(lái)輸出成為基準(zhǔn)信號(hào)的三角波信號(hào)。
[0114] 比較器64將從D/A變換部59輸出的原驅(qū)動(dòng)信號(hào)62和從三角波振蕩器63輸出的 三角波信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)62比三角波信號(hào)大時(shí)輸出成為導(dǎo)通占空比的調(diào)制信 號(hào)（高頻）。這樣，由三角波振蕩器63以及比較器64起到調(diào)制電路（A/D轉(zhuǎn)換器）的功能。
[0115] 柵極驅(qū)動(dòng)電路65基于來(lái)自比較器64的調(diào)制信號(hào)，選擇性地接通后述的開(kāi)關(guān)電路 55的兩個(gè)晶體管68、71中的任一個(gè)。換言之，交替地開(kāi)關(guān)（導(dǎo)通/截止）驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)用的晶 體管68、71。其中，在來(lái)自控制部58的動(dòng)作停止信號(hào)66為低電平的情況下，兩個(gè)晶體管68、 71都截止。
[0116] 開(kāi)關(guān)電路55由兩個(gè)晶體管68、71、電容器72、電阻73、電容器74、電阻75等構(gòu)成。 其中，由柵極驅(qū)動(dòng)電路65和開(kāi)關(guān)電路55起到數(shù)字電力放大電路的功能。
[0117] 晶體管 68 是 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)， 柵極端子與柵極驅(qū)動(dòng)電路65的高側(cè)的輸出端子GH連接，源極端子與成為半橋輸出級(jí)的中 間節(jié)點(diǎn)69(也稱為中間電位69)連接，漏極端子與VDD連接。作為優(yōu)選的例子，在輸出端子 GH與柵極端子之間插入有（夾有）電阻67。
[0118] 晶體管71是M0SFET，柵極端子與柵極驅(qū)動(dòng)電路65的低側(cè)的輸出端子GL連接，源 極端子與GND連接，漏極端子與中間節(jié)點(diǎn)69連接。作為優(yōu)選的例子，在輸出端子GL與柵極 端子之間插入有（夾有）電阻70。其中，電阻67、70是用于防止向柵極端子流動(dòng)過(guò)電流的 過(guò)電流防止電阻。
[0119] 另外，作為優(yōu)選的例子，在晶體管68的源極端子與漏極端子之間，按下述順序串 聯(lián)連接有電容器72、電阻73。同樣，在晶體管71的源極端子與漏極端子之間，按下述順序串 聯(lián)連接有電容器74、電阻75。這些電容器、電阻是用于降低開(kāi)關(guān)時(shí)的高頻噪聲的電路。此 夕卜，并不限定于該結(jié)構(gòu)，也可以是僅存在兩個(gè)晶體管68、71的結(jié)構(gòu)。
[0120] 開(kāi)關(guān)電路55的輸出信號(hào)從中間節(jié)點(diǎn)69向?yàn)V波電路56輸出。該輸出信號(hào)是將調(diào) 制信號(hào)放大后的放大調(diào)制信號(hào)，成為以GND為基準(zhǔn)的VDD電位（波高）的脈沖（方形波） 連續(xù)的高頻脈沖信號(hào)。
[0121] 濾波電路56是由線圈76、電容器77等構(gòu)成的低通濾波器。
[0122] 線圈76的一端與中間節(jié)點(diǎn)69連接，另一端與電容器77的一端連接。電容77器 的另一端與GND連接。而且，線圈76的另一端成為驅(qū)動(dòng)信號(hào)78的輸出線。詳細(xì)而言，從開(kāi) 關(guān)電路55向?yàn)V波電路56輸入的放大調(diào)制信號(hào)被高頻帶截止，解調(diào)成將原驅(qū)動(dòng)信號(hào)62放大 后的模擬信號(hào)而成為驅(qū)動(dòng)信號(hào)78,并經(jīng)由FPC51向頭基板15供給。
[0123] 《驅(qū)動(dòng)信號(hào)（波形）的詳細(xì)情況》
[0124] 圖7是表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及打印數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。
[0125] 這里，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路44所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)（波形）進(jìn)行說(shuō)明。
[0126] 代表性的驅(qū)動(dòng)信號(hào)78是如下波形：如波形PC0M2那樣從中間電位69上升，暫時(shí)維 持高電位（VDD)之后，低于中間電位69而下降，在暫時(shí)維持低電位（GND)之后，再次上升至 中間電位69并暫時(shí)維持中間電位69。另外，如波形PCOMl那樣從中間電位69上升，暫時(shí)維 持高電位之后，下降（返回）至中間電位69并暫時(shí)維持中間電位69的波形也是驅(qū)動(dòng)波形。 艮口，驅(qū)動(dòng)信號(hào)78由以時(shí)間序列連續(xù)的單位波形PC0M1、PC0M2、PC0M3…構(gòu)成。
[0127] 在波形PC0M2的情況下，上升部分是擴(kuò)大與噴嘴25 (圖4)連通的壓力室36 (圖 4)的容積而引入墨水的（若考慮墨水的噴出面則引入彎液面）階段，下降部分是縮小壓力 室36的容積而擠出墨水的（擠出彎液面）階段。通過(guò)該動(dòng)作從噴嘴噴出墨滴。另外，波形 PCOMl是被稱為微振動(dòng)的單位波形，是通過(guò)以不噴出噴嘴附近的墨水的程度進(jìn)行擺動(dòng)（引 入、擠出彎液面）來(lái)攪拌墨水而抑制增稠用的波形。
[0128] 另外，也可以僅用單獨(dú)的波形PC0M2來(lái)使墨滴噴出。通過(guò)對(duì)由電壓梯形波構(gòu)成的 波形PC0M2的電壓增減傾向、波高值進(jìn)行各種變更，能夠使墨水的引入量、引入速度、以及 擠出量、擠出速度變化，從而可得到不同大小的墨滴。
[0129] 如圖7的驅(qū)動(dòng)信號(hào)78那樣，由于通過(guò)在時(shí)間序列上將多個(gè)驅(qū)動(dòng)波形連結(jié)，能夠在 之前著落的墨水未干的期間，使接下來(lái)的墨滴著落在相同的位置，所以也能夠使打印點(diǎn)的 尺寸變大。通過(guò)這樣的技術(shù)的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)多灰度化。
[0130] 接著，結(jié)合圖6對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)78的波形品質(zhì)等進(jìn)行說(shuō)明。
[0131] 如上所述，驅(qū)動(dòng)信號(hào)78是將D/A變換部59所生成的原驅(qū)動(dòng)信號(hào)62放大后的信 號(hào)。詳細(xì)而言，驅(qū)動(dòng)信號(hào)78是將振動(dòng)寬度（peak to peak)為幾伏（例如約3V)的原驅(qū)動(dòng) 信號(hào)62放大至幾十伏（例如約42V)的振動(dòng)寬度后的信號(hào)。例如，波形PC0M2是將原驅(qū)動(dòng) 信號(hào)62中的波形COMA (圖7的上方放大圖）放大后的波形。
[0132] 這里，驅(qū)動(dòng)信號(hào)78的波形品質(zhì)（放大前后的相似程度）抑制鋸齒而大致忠實(shí)地再 現(xiàn)了原驅(qū)動(dòng)信號(hào)62的波形。
[0133] 這是因?yàn)椴捎昧嗣}沖密度調(diào)制方式。詳細(xì)而言,例如當(dāng)電源電壓為42V時(shí),需要驅(qū) 動(dòng)信號(hào)78的振動(dòng)寬度大約為2?37V這樣寬的范圍。為了確保波形品質(zhì)而進(jìn)行脈沖調(diào)制， 要求以兆赫量級(jí)的高頻的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與周期一定的脈 沖寬度調(diào)制方式相比，脈沖密度調(diào)制方式更適合于高頻驅(qū)動(dòng)。其中，在一般的音響設(shè)備中， 使用32kHz?400kHz左右的頻率。另外，并不限定于脈沖密度調(diào)制方式，只要是能夠與兆 赫量級(jí)的高頻驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的調(diào)制方式就可以。
[0134] 圖8是原驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻譜分析圖。詳細(xì)而言，是對(duì)圖7的原驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的波形 COM (放大后的波形PC0M2)進(jìn)行頻譜解析的圖。如圖表95所示，可知在頻譜解析后的原驅(qū) 動(dòng)信號(hào)COMA中含有約IOkHz?400kHz左右的頻率。
[0135] 為了用數(shù)字放大器放大驅(qū)動(dòng)信號(hào)，需要最低以放大前的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所含有的頻率成 分的10倍以上的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)字放大器。如果在與驅(qū)動(dòng)信號(hào)所含有的頻譜相比，數(shù)字 放大器的開(kāi)關(guān)頻率小于10倍的情況下，不能調(diào)制并放大驅(qū)動(dòng)信號(hào)所含有的高頻頻譜成分， 導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)信號(hào)的角（邊緣）變得鈍圓。若驅(qū)動(dòng)信號(hào)變鈍，則與波形上升、下降緣對(duì)應(yīng)動(dòng)作的 壓電元件的動(dòng)作變得緩慢，存在噴出量變得不穩(wěn)定、不噴出的可能性。即，有發(fā)生不穩(wěn)定的 驅(qū)動(dòng)的可能性。
[0136] 在本實(shí)施方式中，由于如圖8的圖表95所不那樣大約在60kHz具有峰值，大部分 的成分不到IOOkHz，所以希望是最低能夠以IOOkHz的10倍即IMHz左右的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)驅(qū)動(dòng) 的數(shù)字放大器。
[0137] 這里，原驅(qū)動(dòng)信號(hào)所含有的頻率成分因與噴出的墨滴的大小、打印點(diǎn)的尺寸對(duì)應(yīng) 的原驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形而不同。例如，由于波形COM是用于使比標(biāo)準(zhǔn)小的尺寸的墨滴噴出的 原驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所以如圖8所示，振動(dòng)寬度變小為大約2V左右。這樣，由于為了使小尺寸的墨 滴噴出，必須使壓電元件急劇動(dòng)作而使少量的墨滴噴出，所以需要所使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)含有 較多的高頻頻譜成分，另外，在為了進(jìn)行高速打印而必須使壓電元件快速動(dòng)作的情況下，需 要含有較多的高頻頻譜成分。即，存在越追求高速高畫(huà)質(zhì)打印，則所要求的最低限度的頻率 越高的趨勢(shì)。
[0138] 其中，本實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是以在一般的家庭以及辦公室中使用為目的而設(shè) 計(jì)的，設(shè)想為使用180個(gè)壓電元件每分鐘打印5張左右5760X 1440dpi左右的A4尺寸的打 印物來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0139] 另外，開(kāi)關(guān)頻率高的情況下也產(chǎn)生不同的問(wèn)題。若想要以驅(qū)動(dòng)壓電元件那樣的高 壓、高頻進(jìn)行開(kāi)關(guān)，則因開(kāi)關(guān)用的晶體管的構(gòu)造上的理由，接合電容會(huì)增加并產(chǎn)生由其引起 的噪聲、或由于高頻驅(qū)動(dòng)引起的開(kāi)關(guān)損耗增加等各種問(wèn)題。特別在數(shù)字放大器中開(kāi)關(guān)損耗 的增加成為大的問(wèn)題。即，這是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)損耗的增加有可能導(dǎo)致數(shù)字放大器與AB級(jí)放大器 (模擬放大器）相比確保了優(yōu)越性的省電性、少發(fā)熱性這一優(yōu)點(diǎn)受損。
[0140] 在本實(shí)施方式中，可知當(dāng)與以往使用的模擬放大器（AB級(jí)放大器）相比時(shí)，到8MHz 為止，得到了數(shù)字放大器較優(yōu)異的結(jié)果，但是在用8MHz以上的頻率驅(qū)動(dòng)晶體管的情況下， AB級(jí)放大器較優(yōu)異。
[0141] 鑒于此，更優(yōu)選調(diào)制信號(hào)的頻率為IMHz以上并且小于8MHz。在本實(shí)施方式中，只 要根據(jù)噴出單元（壓電元件）的規(guī)格、噴出品質(zhì)，在IMHz以上或者小于8MHz的范圍內(nèi)設(shè)定 即可。
[0142] 《噴出單元的選擇（切換）方法》
[0143] 圖9是頭基板的電路框圖。
[0144] 接著，對(duì)頭基板15的電路結(jié)構(gòu)、以及依次選擇打印頭模塊23 (圖3)的多個(gè)噴出單 元30(壓電元件33)的切換方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0145] 在圖7中，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)78的下方表示有打印數(shù)據(jù)60的一個(gè)例子。打印數(shù)據(jù)60是 用于進(jìn)行打印頭中的噴出單元的接通/斷開(kāi)切換、噴出定時(shí)的控制的信號(hào)，有驅(qū)動(dòng)脈沖選 擇信號(hào)SI&SP、鎖存信號(hào)LAT、頻道信號(hào)CH、時(shí)鐘信號(hào)（未圖示）等。
[0146] 如圖9所示，打印數(shù)據(jù)60與驅(qū)動(dòng)信號(hào)78同樣，經(jīng)由FPC51向頭基板15供給。
[0147] 頭基板15由移位寄存器79、鎖存電路80、電平轉(zhuǎn)換器81、選擇開(kāi)關(guān)82等構(gòu)成。
[0148] 向移位寄存器79依次輸入驅(qū)動(dòng)脈沖選擇信號(hào)SI&SP，并且存儲(chǔ)區(qū)域根據(jù)時(shí)鐘信號(hào) (未圖示）的輸入脈沖從初段依次向后段移位。鎖存電路80在噴嘴數(shù)量的驅(qū)動(dòng)脈沖選擇信 號(hào)SI&SP被儲(chǔ)存于移位寄存器79之后，根據(jù)被輸入的鎖存信號(hào)LAT來(lái)鎖存移位寄存器79 的各輸出信號(hào)。保存于鎖存電路80的信號(hào)被電平轉(zhuǎn)換器81變換為能夠接通/斷開(kāi)下一級(jí) 的選擇開(kāi)關(guān)82的電壓電平。對(duì)于該電壓變換而言，由于驅(qū)動(dòng)信號(hào)78是比鎖存電路80的輸 出電壓高的電壓，所以根據(jù)該電平，選擇開(kāi)關(guān)82的動(dòng)作電壓也被較高地設(shè)定。其中，鎖存電 路80也被輸入頻道信號(hào)CH。頻道信號(hào)CH將驅(qū)動(dòng)信號(hào)78的個(gè)別波形PCOM鎖存。即，在鎖 存信號(hào)LAT中開(kāi)始輸出一系列的驅(qū)動(dòng)信號(hào)78,按每個(gè)頻道信號(hào)CH輸出個(gè)別波形PC0M。
[0149] 這樣，在驅(qū)動(dòng)脈沖選擇信號(hào)SI&SP的連接定時(shí)，向?qū)?yīng)的個(gè)別開(kāi)關(guān)接通后的噴出 單元的壓電元件33供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)78。
[0150] 另外，在將移位寄存器79的驅(qū)動(dòng)脈沖選擇信號(hào)SI&SP保存于鎖存電路80之后，將 下一個(gè)打印信息輸入至移位寄存器79,與墨滴的噴出定時(shí)對(duì)應(yīng)地依次更新鎖存電路80的 保存數(shù)據(jù)。
[0151] 《主基板中的驅(qū)動(dòng)電路的布線方式》
[0152] 圖10是主基板中的驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域的俯視圖。
[0153] 首先，對(duì)主基板50的基本規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明。
[0154] 在本實(shí)施方式中，作為優(yōu)選的例子，主基板50采用環(huán)氧玻璃（玻璃環(huán)氧樹(shù)脂）基 板（例如FR4)的雙面基板。在初始狀態(tài)下，對(duì)表背面的整個(gè)面貼附有銅箔，利用蝕刻法、光 刻法等公知的方法對(duì)銅箔進(jìn)行圖案化而形成需要的布線圖案。
[0155] 這里，在主基板50中形成有多個(gè)將表面和背面之間貫通并且取得表面的布線與 背面的布線之間的電連接的通孔85(以下也稱作TH85)。其中外，本實(shí)施方式中的"通孔 (也稱作Through-hole) "是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)印刷電路用語(yǔ)（JIS:C5603-1993)中的"導(dǎo)電孔 (過(guò)孔）"，是用于在層間進(jìn)行連接的孔。TH85通過(guò)對(duì)基板開(kāi)孔并對(duì)孔的內(nèi)壁實(shí)施電鍍而形 成。
[0156] 圖10中表示了在主基板50的表面（第1面）安裝（配置）有驅(qū)動(dòng)電路44的安 裝區(qū)域。驅(qū)動(dòng)電路44橫跨驅(qū)動(dòng)IC安裝區(qū)域154、開(kāi)關(guān)電路安裝區(qū)域155、以及濾波電路安 裝區(qū)域156的連續(xù)3個(gè)區(qū)域安裝。其中，在本實(shí)施方式中，也將主基板50稱作驅(qū)動(dòng)基板。
[0157] 在驅(qū)動(dòng)IC安裝區(qū)域154安裝有驅(qū)動(dòng)IC54。在該區(qū)域的朝向紙面（附圖）的右側(cè) 配置有開(kāi)關(guān)電路安裝區(qū)域155。
[0158] 在開(kāi)關(guān)電路安裝區(qū)域155安裝有電阻67、70、晶體管68、71、電容器72、電阻73、電 容器74、電阻75。在該區(qū)域的右側(cè)配置有濾波電路安裝區(qū)域156。
[0159] 在濾波電路安裝區(qū)域156安裝有線圈76、電容器77。這樣，構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路44的全 部部件被安裝于表面，以開(kāi)關(guān)電路安裝區(qū)域155為中心設(shè)置有很多TH85,這些部件間的電 連接也使用TH85。
[0160] 圖11是表示驅(qū)動(dòng)電路的布線規(guī)模的俯視圖，與圖10對(duì)應(yīng)。
[0161] 圖11是從圖10中僅抽出驅(qū)動(dòng)電路44的部件并如圖6的電路布線那樣以實(shí)線連接 各部件的端子間而觀察得到的附圖。從該附圖可知，沒(méi)有實(shí)線交叉的部分，布線在單面（表 面）完結(jié)。即可知：驅(qū)動(dòng)電路44即使不設(shè)置（使用）TH85,也是能夠以單面基板充分安裝 的布線規(guī)模。
[0162] 另一方面，在實(shí)際的主基板50中，如上所述，使用高價(jià)的雙面基板，并且形成有多 個(gè)TH85。這是因?yàn)閷H85用于散熱用。根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，通過(guò)在發(fā)熱部形成 TH85,能夠得到散熱效果。詳細(xì)的情況將在以下進(jìn)行說(shuō)明。
[0163] (發(fā)熱分布）
[0164] 圖12是表示驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)熱分布的俯視圖，與圖10對(duì)應(yīng)。
[0165] 為了調(diào)查驅(qū)動(dòng)電路44的發(fā)熱分布，發(fā)明人對(duì)評(píng)價(jià)用的環(huán)氧玻璃基板安裝驅(qū)動(dòng)電 路44,在以與實(shí)際的驅(qū)動(dòng)大致同等的試驗(yàn)條件對(duì)驅(qū)動(dòng)電路44施加了負(fù)載的狀態(tài)下通過(guò)熱 成像調(diào)查了溫度分布。其中，評(píng)價(jià)用基板的布線圖案與實(shí)際的主基板50(圖10)不同，沒(méi)有 設(shè)置散熱用的通孔，成為實(shí)施了電氣布線以及評(píng)價(jià)用所需要的布線的簡(jiǎn)單的規(guī)格。
[0166] 圖12表示了上述試驗(yàn)的結(jié)果，溫度最高的部分是開(kāi)關(guān)電路安裝區(qū)域155。其中，以 兩個(gè)晶體管68、71為中心用帶陰影的橢圓表示的發(fā)熱區(qū)域97為高溫。詳細(xì)的結(jié)果為，晶體 管68、71的封裝體的溫度最高而約為70°C，接下來(lái)，各晶體管的漏極端子周邊圖案的溫度 為65?70°C。其他的區(qū)域即使是溫度高的部分也不到50°C，但是若按照順序排序，則接下 來(lái)是濾波電路安裝區(qū)域156、驅(qū)動(dòng)IC安裝區(qū)域154(3個(gè)區(qū)域中最低）的順序。
[0167] 對(duì)于通過(guò)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲得的最大約70°C這一發(fā)熱是否是成為問(wèn)題的程度，若僅是 一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路44的結(jié)構(gòu)則有可能沒(méi)有妨礙，但如上所述，實(shí)際上在主基板50上相鄰地安裝 多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路44。主基板50因?yàn)楸话惭b在殼體3(圖1)內(nèi)的底部側(cè)所以容易積聚熱，而且 若考慮相鄰的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路44也發(fā)熱，除此之外還加上來(lái)自電源電路等其他發(fā)熱源的熱， 則判斷為即便不需要散熱片，也需要某種散熱對(duì)策。
[0168] 考察到兩個(gè)晶體管68、71本身成為最大的發(fā)熱部位的最大原因是開(kāi)關(guān)損耗。詳細(xì) 而言，是因?yàn)榛诋?dāng)開(kāi)關(guān)時(shí)在漏極、源極間流動(dòng)的電流，電力被晶體管內(nèi)部的接通電阻作為 熱而消耗。特別是因?yàn)樵撻_(kāi)關(guān)損耗按每次開(kāi)關(guān)產(chǎn)生，所以在與音響設(shè)備等相比被以10倍以 上的兆赫量級(jí)的高頻驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路44中，成為不能忽略的發(fā)熱量。
[0169] (散熱用通孔的驗(yàn)證）
[0170] 圖13是表示理論驗(yàn)證中的基板設(shè)定的圖。圖14是表示向基板的背面散熱的散熱 特性的圖。
[0171] 發(fā)明人在立足于上述發(fā)熱分布結(jié)果來(lái)摸索各種散熱對(duì)策的過(guò)程中，想到對(duì)基板設(shè) 置散熱用的通孔，對(duì)于利用通孔的散熱效果進(jìn)行了理論驗(yàn)證（模擬）。在理論驗(yàn)證時(shí)，如圖 13所示，進(jìn)行了驗(yàn)證用基板的條件設(shè)定。
[0172] 在圖13的驗(yàn)證用基板中，將TH85配置為4行X4列（共計(jì)16個(gè)）。將該配置區(qū) 域中的長(zhǎng)度設(shè)為"L"。其中，在模擬中，因?yàn)槭筎H85的數(shù)量變化，所以與TH85的數(shù)量對(duì)應(yīng)， 長(zhǎng)度L也變化。此時(shí)，TH85的配置間距恒定。
[0173] 另外，將TH85的數(shù)量設(shè)為"N"，將直徑（孔徑）設(shè)為"Φ"，將鍍覆的厚度設(shè)為"t"。 將基板的厚度設(shè)為"Η"。
[0174] 將構(gòu)成布線以及鍍覆的銅的熱傳導(dǎo)率設(shè)為"Ka"，將環(huán)氧玻璃基板中的樹(shù)脂的熱傳 導(dǎo)率設(shè)為"Kb"。
[0175] 基于上述設(shè)定條件，導(dǎo)出了以下的理論式。
[0176] 首先，通孔部分的熱電阻Ra能夠用下面的數(shù)學(xué)式（1)求出。
[0177] 式 1

【權(quán)利要求】
1. 一種液體噴出裝置，其特征在于，具備： A/D轉(zhuǎn)換器，其以高頻帶對(duì)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制而生成調(diào)制信號(hào)； 晶體管，其對(duì)所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大而生成放大調(diào)制信號(hào)； 濾波電路，其使所述放大調(diào)制信號(hào)平滑化而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 噴出部，其被所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行噴出而噴出液滴；以及 基板，其至少被配置有所述晶體管， 在所述基板中的配置有所述晶體管的區(qū)域形成有通孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述調(diào)制信號(hào)或者所述放大調(diào)制信號(hào)所含有的交流成分的頻帶為1MHz以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述調(diào)制信號(hào)或者所述放大調(diào)制信號(hào)所含有的交流成分的頻帶小于8MHz。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述通孔的數(shù)量比用于將所述晶體管安裝于所述基板的安裝用端子的數(shù)量多。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述貫通孔的數(shù)量比為了將所述晶體管以及所述濾波電路布線于所述基板所需要的 通孔數(shù)量多。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述通孔的數(shù)量是10個(gè)以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4?6中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述通孔形成于從所述晶體管中的所述安裝用端子延伸的第1布線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體噴出裝置，其特征在于， 在所述第1布線形成有比所述安裝用端子寬的實(shí)心圖案區(qū)域，所述通孔形成于所述實(shí) 心圖案區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述實(shí)心圖案區(qū)域的面積比所述晶體管的平面面積大。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4?9中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述基板是雙面基板， 所述晶體管以及所述濾波電路被安裝于所述基板的第1面， 在所述第1面的相反側(cè)的第2面，形成有經(jīng)由所述通孔與所述第1布線連接的第2布 線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述第2布線的面積比所述晶體管的平面面積大。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的液體噴出裝置，其特征在于，還具備：筐體、以及所 述筐體的框架， 所述基板以所述第2面朝向所述框架的狀態(tài)被組裝于所述框架，在所述框架與所述基 板之間夾有導(dǎo)熱性部件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 所述噴出部具有： 壓電元件； 壓力室，其內(nèi)部被填充液體，通過(guò)所述壓電元件的位移來(lái)增減所述內(nèi)部的壓力；以及 噴嘴，其與所述壓力室連通，通過(guò)所述壓力室內(nèi)的壓力的增減而將所述液體作為所述 液滴噴出。
14. 一種驅(qū)動(dòng)基板，其特征在于，具備： A/D轉(zhuǎn)換器，其以高頻帶對(duì)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制而生成調(diào)制信號(hào)； 晶體管，其對(duì)所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大而生成放大調(diào)制信號(hào)； 濾波電路，其使所述放大調(diào)制信號(hào)平滑化而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及 基板，其至少被配置有所述晶體管， 在所述基板中的配置有所述晶體管的區(qū)域形成有通孔。
15. -種打印頭單元，其特征在于，具備： A/D轉(zhuǎn)換器，其以高頻帶對(duì)原驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制而生成調(diào)制信號(hào)； 晶體管，其對(duì)所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大而生成放大調(diào)制信號(hào)； 濾波電路，其使所述放大調(diào)制信號(hào)平滑化而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 噴出部，其被所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行噴出而噴出液滴；以及 基板，其至少被配置有所述晶體管， 在所述基板中的配置有所述晶體管的區(qū)域形成有通孔。
【文檔編號(hào)】B41J29/38GK104417049SQ201410395180
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】樫村透, 杉田博司 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社