CN107253396A - 液体喷出装置、打印头单元、以及驱动基板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体喷出装置，所具备的驱动基板具有进行高频驱动并且小型且可靠性高的散热构造。在主基板(50)(驱动基板)的配置有开关用的晶体管(68、71)的区域形成多个TH(85)。另外，形成将晶体管(68、71)的周围的布线图案扩大的实心图案而成为包围晶体管(68、71)的结构。并且，在背面也形成散热用的实心图案，也对框架附加了散热构造。由此，能够提供一种不使用专用的散热部件而以简单的结构实现了动作的稳定性的液体喷出装置。

Description

液体喷出装置、打印头单元、以及驱动基板

本申请是2014年8月12日向中国国家专利局提出的申请号为201410395180.8、发明名称为“液体喷出装置、打印头单元、以及驱动基板”这一申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及液体喷出装置、包括该液体喷出装置所具备的喷出单元的打印头单元、以及用于驱动该喷出单元的驱动基板。

背景技术

公知在喷墨打印机等液体喷出装置中使用压电元件作为用于喷出墨滴的致动器。为了驱动该压电元件，需要施加具有在峰值具有几十伏的振动宽度的驱动信号。以往，在生成该驱动信号的驱动基板安装有推挽式连接了双极型晶体管的模拟放大器，但对于双极型晶体管而言，由于若集电极电流增加则相应发热，所以在为了驱动多的电容性负载而对发射极连接器间施加大电流、高电压的液体喷出装置中，电力变换效率差且发热量大，因此存在需要散热用的散热片等问题。

鉴于上述问题，发明人提出了采用与模拟放大器相比电力变换效率优异的使用了MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的数字放大器(例如专利文献1)。由于使用了MOSFET的数字放大器使用脉冲调制技术，所以与模拟放大器相比电力变换效率优异，也能够抑制发热。不使用双极型晶体管而使用MOSFET的理由是因为能够与数字放大器所要求的高速的开关动作对应。假如为了使双极型晶体管高速开关，需要缩短基带宽度，但若缩短基带宽度则因穿通(punch through)会引起耐压的劣化，难以将用于喷出足够的液体的高电压施加于发射极连接器间。即，基带宽度的缩短缺乏可行性，难以采用双极型晶体管。

专利文献1：日本特开2011－5733号公报

然而，为了使用数字放大器来实现稳定的液滴的喷出，需求对包括频率成分的调制信号进行放大的高的分辨率，该频率成分是为了喷出液滴而向压电元件施加的驱动信号所含的频率成分的几十倍以上，因此需要进行高频驱动，存在会产生不能忽略的程度(level)的发热这一课题。数字放大器中的发热量因与用于实现高分辨率的高频驱动相伴的开关损耗引起，是若仅喷出液滴则也可以不使用散热片的程度，但是为了确保电路的稳定动作，并且使喷出的液滴的量稳定为恒定，是需要某种散热对策的程度。若实际上基于喷出墨水的驱动信号进行考虑，则由于调制信号成为兆Hz量级的信号，所以数字放大器也需要以兆Hz量级驱动，伴随该高频驱动，存在以不能忽略的程度产生开关元件的开关损耗引起的发热的课题。

另外，具有想要使液滴喷出装置小型化这一要求，需要某种散热对策，但是存在专用的散热部件的追加、大型化困难这一课题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而产生的，能够作为以下的应用例或者方式来实现。

(应用例)

一种液体喷出装置，其特征在于，具备：A/D转换器，其以高频带对原驱动信号进行脉冲调制而生成调制信号；晶体管，其对调制信号进行放大而生成放大调制信号；滤波电路，其使放大调制信号平滑化而生成驱动信号；喷出部，其被驱动信号驱动来进行喷出而喷出液滴；以及基板，其至少配置有晶体管，在基板中的配置有晶体管的区域形成有通孔。

根据该结构，通过具备进行高频驱动的驱动电路、不使用散热片等专用的散热部件而在配置有晶体管的区域形成通孔这一简单的结构，能够确保所期待的散热性能。因此，能够确保驱动电路的动作的稳定性，并且能够使喷出的液滴的量稳定为恒定。

因此，能够提供不使用专用的散热部件地以简单的结构实现了喷出的液滴量的稳定化、和动作的稳定性的液体喷出装置。

其中，原驱动信号是作为驱动喷出部来喷出液滴的驱动信号的原来的信号、即作为调制前的基准的信号。调制信号是对原驱动信号进行脉冲调制(例如脉冲宽度调制、脉冲密度调制等)而得到的数字信号。放大调制信号是被含有晶体管的放大电路放大后的调制信号。驱动信号是使用线圈使放大调制信号平滑化而得到的信号，是施加于喷出部的信号。

另外，优选调制信号或者放大调制信号所含有的交流成分的频带为1MHz以上。

在本应用例的液体喷出装置中，使放大调制信号平滑化而生成驱动信号，基于被施加驱动信号的压电元件的变形从喷嘴喷出液体。这里，若对用于使液体喷出装置喷出小的点(小点)的驱动信号的波形进行频谱解析，可知含有50kHz以下的频率成分。为了利用数字放大器对含有该50kHz的频率成分的原驱动信号进行放大，需要含有1MHz以上的频率成分的调制信号。如果仅用1MHz以下的频率成分再现原驱动信号，则波形的边缘钝化而变圆。换言之，角被除去而导致波形变钝。若驱动信号的波形变钝，则与波形的上升、下降缘对应而动作的压电元件的动作变得缓慢，发生喷出时的拖尾、喷出不良等不稳定的驱动。在本应用例的液体喷出装置中，由于将放大调制信号的交流成分的频带设为1MHz以上，所以能够实现没有喷出时的拖尾、喷出不良等不稳定的驱动而能得到分辨率高的生成物的液体喷出装置。

另外，优选调制信号或者放大调制信号所含有的交流成分的频带小于8MHz。

作为放大调制信号的频率，若支持8MHz以上的高频，则驱动信号的波形的分辨率提高，但是伴随着分辨率的提高，数字放大器中开关频率上升。若开关频率上升则开关损耗变大，损害数字放大器与模拟放大器(AB级放大器)相比而具有优越性的省电性、少发热性，存在AB级放大器的放大较好的情况。在本应用例的液体喷出装置中，由于使放大调制信号的交流成分的频带小于8MHz，所以能够确保与使用AB级放大器的情况相比的低消耗电力、少发热这一优越性。

另外，优选通孔的数量比用于将晶体管安装于基板的安装用端子的数量多。

根据发明人的验证结果，可知通孔的数量越多，散热效果越高。因此，若从包括开关用的晶体管的开关电路、和包括滤波电路的驱动电路的电路规模来看，虽然是以不需要通孔的单面基板能够布线的布线规模，但通过强行设置散热用的通孔，确保了所期待的散热性能。换言之，通过形成比布线规模所需要的数量多的通孔，提高散热性而确保了所期待的散热性能。

另外，优选通孔的数量比为了将晶体管以及滤波电路布线于基板所需要的通孔数量多。

根据发明人的验证结果，可知通孔的数量越多，散热效果越高。因此，通过设置更多的通孔，能够提高散热效果。

另外，优选通孔的数量是10个以上。

根据发明人的验证结果，可知通孔的数量越多，散热效果越高。因此，通过设置更多的通孔，能够提高散热效果。

另外，优选通孔形成于从晶体管中的安装用端子延伸的第1布线。

为了在从晶体管的安装用端子延伸的第1布线形成通孔，需要使该第1布线的面积变大。若面积变大，则由金属箔构成的第1布线的表面积变大，第1布线本身也起到作为散热板(散热片)作为的功能。因此，能够提高散热效果。

另外，优选在第1布线形成有比安装用端子大的实心图案区域，通孔形成于实心图案区域。

第1布线的面积越大则表面积越大，越能够提高向空气中的散热效果。因此，能够进一步提高散热效果。

另外，优选实心图案区域的面积比晶体管的平面面积大。

第1布线的面积越大则表面积越大，越能够提高向空气中的散热效果。因此，能够进一步提高散热效果。

另外，优选基板是双面基板，晶体管以及滤波电路被安装于基板的第1面，在第1面的相反侧的第2面，形成有经由通孔与第1布线连接的第2布线。

在双面基板的情况下，由于除了作为第1面的散热板的第1布线之外，在第2面也形成有第2布线，由此第2布线也作为散热板起作用，所以能够进一步提高散热效果。

另外，优选第2布线的面积比晶体管的平面面积大。

第2布线的面积越大则表面积越大，越能够提高向空气中的散热效果。因此，更能够提高散热效果。

优选还具备：筐体；以及筐体的框架，基板以第2面朝向框架的状态被组装于框架，在框架与基板之间夹有导热性部件。

根据该结构，基板借助导热性部件被组装于筐体的框架。即，由于基板与金属制的框架热耦合(接合)，所以基板中产生的热被高效地向框架传递而散热。因此，能够进一步提高散热效果。

另外，优选喷出部具有：压电元件；压力室，其内部被填充液体，通过压电元件的位移来增减内部的压力；和喷嘴，其与压力室连通，通过压力室内的压力的增减来将液体作为液滴喷出。

作为喷出液体的方式，有如下方式：通过在加热器等电阻元件中流过电流来加热在压力室内填充的液体，并使其热能传递至液体，由此使液体喷出的热敏方式；将压力室内的壁面的至少一部分设计成能够变化，通过若施加电压则发生变化的压电元件的变化来使壁面变化，从而使压力室内的体积变化，将填充于压力室内的液体喷出的压电方式等，但与热敏方式相比，压电方式在伴随液体的喷出而需要大的电压变化的情况下，由于包括晶体管的放大电路中的发热大，所以能够更强地享受到本发明的效果。

一种驱动基板，其特征在于，具备：A/D转换器，其以高频带对原驱动信号进行脉冲调制而生成调制信号；晶体管，其对调制信号进行放大而生成放大调制信号；滤波电路，其使放大调制信号平滑化而生成驱动信号；以及基板，其至少配置有晶体管，在基板中的配置有晶体管的区域形成有通孔。

一种打印头单元，其特征在于，具备：A/D转换器，其以高频带对原驱动信号进行脉冲调制而生成调制信号；晶体管，其对调制信号进行放大而生成放大调制信号；滤波电路，其使放大调制信号平滑化而生成驱动信号；喷出部，其被驱动信号驱动来进行喷出而喷出液滴；以及基板，其至少配置有晶体管，在基板中的配置有晶体管的区域形成有通孔。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的液体喷出装置的概要的立体图。

图2是打印机构的概要图。

图3是喷嘴板的俯视图。

图4是图3的B－B剖面下的剖视图。

图5是表示打印机的控制电路的结构的框图。

图6是表示驱动电路的结构的框图。

图7是表示驱动信号以及打印数据的一个例子的图。

图8是原驱动信号的频谱分析图。

图9是头基板的电路框图。

图10是主基板中的驱动电路区域的表面的俯视图。

图11是表示驱动电路的布线规模的俯视图。

图12是表示驱动电路的发热分布的俯视图。

图13是表示理论验证中的基板设定的图。

图14是表示向基板的背面散热的散热特性的图表。

图15是图10的开关电路安装区域的放大图。

图16是主基板中的背面的俯视图。

图17是表示对框架的散热构造的一个方式的剖视图。

图18是不同的喷出单元的概略结构图。

图19是不同的喷出单元的概略结构图。

图20是不同的喷出单元的概略结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，在以下的各附图中，由于将各层、各部位设为在附图上能够识别的程度的大小，所以各层、各部位的比例尺与实际不同。

(实施方式1)

(液体喷出装置的概要)

图1是表示实施方式1涉及的液体喷出装置的概要的立体图。首先，对作为本实施方式涉及的液体喷出装置的打印机100的概要进行说明。

打印机100是在利用打印头单元20对从背面的供纸托盘2送出的作为打印介质的纸张1进行打印之后，将纸张1向前面的排纸托盘6侧搬出的喷墨式打印机。其中，在以下的说明中，将传送纸张1的方向设为传送方向4、将与传送方向交叉的方向(纸张1的宽度方向)设为纸宽方向5来进行说明。另外，在传送方向4，将供纸托盘2侧称作上游侧，将搬出(前面)侧称为下游侧。

打印头单元20具备行式头(line head)，能够通过不进行向纸宽方向5的扫描(往复动作)而仅以沿传送方向4传送纸张1的动作进行打印的所谓单通(single pass)来完成打印。打印头单元20中除了安装有与多种颜色(青色、品红、黄色、淡青色、淡品红等)墨水对应的三列行式头之外，还安装有黑墨水用的行式头，共计设置有4个行式头。详细的情况将在后面进行叙述，在各行式头中遍及纸张1的宽度方向(纸宽方向5)以一定的间距配置有多个打印头模块。

在打印头单元20上连接有多条FPC51(Flexible printed circuits)。FPC51从主基板50向打印头单元20供给用于驱动多个喷出单元而使它们进行喷出的驱动信号、定时信号等控制信号。这里，在主基板50上搭载有生成驱动信号的驱动电路。驱动电路采用了电力变换效率优异的数字放大器(放大电路)，但以不能忽略的程度产生因开关元件的开关损耗引起的发热。在打印机100中，通过在主基板50的驱动电路区域形成多个通孔，来对该热量进行散热。并且，将主基板50固定于壳体3的金属制的框架(未图示)，拉提高散热效果而实现稳定的动作。以下，对这些结构进行详细说明。

图2是打印机构的概要图。

接下来，对打印机构的概要以及打印的流程进行说明。

打印机100的打印机构由供纸托盘2、供纸辊7、传送部10、打印头单元20、以及排纸托盘6等构成。

供纸辊7是设置在供纸托盘2的下游侧的一对辊，将供纸托盘2的纸张1逐张向传送部10送出。

传送部10由传送驱动辊11、传送带12、从动辊13等构成。在传送驱动辊11与从动辊13之间(外周)卷绕(架设)有传送带12。传送带12是带状的带，如箭头所示那样，载置由供纸辊7供给的纸张1，并且伴随传送驱动辊11的旋转将纸张1向下游侧传送。

在传送带12设置有用于将纸张1吸附于该传送带12的表面的吸附装置、用于检测传送方向4上的纸张1的位置的位置检测装置(均未图示)等。作为吸附装置，可使用利用空气的负压来吸附纸张1的空气吸引装置、利用静电力来吸附纸张1的静电吸附装置等。作为位置检测装置，可使用线性编码器等。

在传送驱动辊11上连接有电动马达(未图示)，根据来自后述的控制部的控制信号而旋转，使传送带12移动。从动辊13根据传送带12的移动而旋转。

打印头单元20在与传送移动(包括静止状态)同步的定时向传送带12上的纸张1喷出墨水来进行打印。详细而言，从打印头单元20中的配置于传送部10侧的头配置面27的多个喷出单元的喷嘴喷出墨水。打印结束后的纸张1被传送带12送至下游侧的排纸托盘6。

图3是头配置面的俯视图。详细而言，是从传送部10侧观察打印头单元20时的头配置面27的俯视图。

如上所述，在打印头单元20中形成有与青色、品红、黄色、黑色等多种颜色的墨水对应的多列行式头22。当从头配置面27侧观察时，从传送方向4的上游侧向下游侧，依次配置有青色用的行式头22(C)、品红色用的行式头22(M)、黄色用的行式头(省略图示)、黑色用的行式头(省略图示)…。由于行式头的基本结构与墨水色无关而是共通的，所以以下使用青色用的行式头22(C)作为代表而称作“行式头22”来进行说明。

行式头22由在纸宽方向5上被配置为之字形(锯齿)的多个打印头模块23构成。

打印头模块23呈细长的长方形，以其长边方向为纸宽方向5的状态被配置。换言之，在行式头22中配置有沿传送方向4并行的两列打印头模块23列，在纸宽方向5交替配置有各列打印头模块23。在打印头模块23的长方形的两端(短边侧)形成有基准孔24。

在头配置面27中，打印头模块23以这两个基准孔24作为平面的位置的基准来进行配置。通过这样配置多个打印头模块23，构成了遍及纸宽方向5以一定的间距配置了喷出单元(喷出头)的行式头22。即，将由多个打印头模块23构成的遍及纸宽方向5的喷出单元列(喷嘴列)而不是独立的构成部位称作行式头22。

各个打印头模块23具备两列由沿纸宽方向5以一定的间距配置的多个喷嘴25构成的喷嘴列26。在纸宽方向5，两个喷嘴列26配置于两个基准孔24之间。两个喷嘴列26在传送方向4并列，在纸宽方向5错开(移位)半个间距配置。换言之，按照相邻的喷嘴列的喷嘴25位于传送方向4上的喷嘴列26中的配置间距的一半的位置的方式以之字形(交替)配置。也称作交错配置。通过该结构，提高了纸宽方向5上的打印点密度(分辨率)。其中，将两个喷嘴列26的纸宽方向5的喷嘴长度也称作“带(band)长度”。在行式头22中，通过沿纸宽方向5连续配置该带长度，来构成行式头22。另外，包括驱动电路的喷出驱动以打印头模块23为单位进行，对此后述详细情况。

《喷出单元的结构》

图4是图3的B－B剖面下的剖视图。详细而言，是打印头模块23的传送方向4上的喷嘴列26(喷出单元)的侧剖视图。

这里，对构成打印头模块23的喷出单元30的单个构造以及墨水的喷出动作进行说明。

喷出单元30是喷出(喷射)墨水的喷墨式记录头(喷出头)，成为从喷嘴板21侧层叠了流路单元28和驱动单元29的结构。

流路单元28由喷嘴板21、贮液器板31、密封板32等构成。

在喷嘴板21中，沿附图(纸面)的纵深方向(纸宽方向5)形成有各喷出单元的喷出用的喷嘴25。

贮液器板31重叠配置在喷嘴板21上，具有第2连通孔39和共通墨水室93。第2连通孔39是形成在与喷嘴25重叠的位置的贯通孔。共通墨水室93是形成于传送方向4的上游侧的共通的墨水室，也称作贮液器。共通墨水室93横跨在附图的纵深方向(纸宽方向5)上连续的喷出单元而形成。从墨水罐(省略图示)经由管等供给路径(未图示)向共通墨水室93供给墨水。

密封板32是成为贮液器板31的盖的部件，具有共通供给口34和第1连通孔38。共通供给口34是共通墨水室93的墨水供给口，在附图的纵深方向(纸宽方向5)上沿共通墨水室93形成为狭缝状。第1连通孔38是形成在与第2连通孔39重叠的位置的贯通孔。

驱动单元29由压力室基板40、振动板41、头基板15等构成。在压力室基板40中形成有由在传送方向4上较长的长方形的槽构成的压力室36。因为压力室36按每个喷出单元形成，所以在俯视下的压力室基板40中沿纸宽方向5梳齿状地形成有多个压力室36。在压力室36的上游侧并与共通供给口34重叠的位置形成有由贯通孔构成的供给孔35。在压力室36的下游侧并与第1连通孔38重叠的位置形成有由贯通孔构成的连通孔37。其中，也将压力室36称作腔室。

振动板41是成为压力室基板40(压力室36)的盖的部件，在与压力室36相反侧的面(上表面)贴附有作为致动器的压电元件33。

头基板15被配置在驱动单元29的上方，选择性地向压电元件33供给驱动信号。在头基板15上安装有依次、选择性地向多个喷出单元30(压电元件33)供给驱动信号的开关选择电路，对此后述详细情况。头基板15相对于打印头模块23(图3)安装有一片。换言之，相对于(横跨)构成打印头模块23的多个喷出单元30而设置一片。在头基板15上连接有FPC51。

接着，对墨水的喷出动作进行说明。

首先，作为上述的喷出单元30的初始状态，处于共通墨水室93、共通供给口34、供给孔35、压力室36、连通孔37、第1连通孔38、第2连通孔39连通并且被相同液压的墨水充满的状态。

若对压电元件33施加驱动信号，则压电元件33收缩振动。若伴随该收缩振动，振动板41挠曲而使压力室36的体积变小，则墨水被挤出而作为墨滴从喷嘴25喷出。其中，若在喷出墨水之后压力室36的体积复原，则由于产生负压，所以从共通墨水室93向压力室36吸入被喷出的墨水量的墨水。

《控制电路的结构》

图5是表示打印机的控制电路的结构的框图。

这里，对控制打印机100的控制装置(电路)的结构进行说明。打印机100的控制装置由安装于主基板50(图1)的多个电路部位构成。因此，以下使用图5所示的主基板50的电路框图对控制装置的概要进行说明。

在主基板50(控制装置)上安装有接口电路42、控制电路43、驱动电路44、供纸辊驱动电路45、传送辊驱动电路46等。接口电路42将从PC(Personal Computer)等外部设备输入的打印数据17整理成控制电路43能够处理的数据，并作为打印数据18向控制电路43发送。

控制电路43是CPU(Central Processing Unit)，对头的驱动电路44、供纸辊驱动电路45、传送辊驱动电路46等各部分进行控制。在控制电路43中附属设置有ROM(Read-OnlyMemory)47、以及RAM(Random Access Memory)48作为存储部。在ROM47中存储有用于控制打印机100的动作的各种控制程序、以及附带的数据等。其中，附带的数据中也包括用于驱动喷出单元30的压电元件33(图4)的驱动信号数据61的数据表。在该表中存储有与分辨率(点尺寸)、灰度、色调等对应的多个驱动信号数据。

在RAM48中暂时储存有被输入的打印数据、以及打印该打印数据时所需要的处理数据等。另外，打印处理等程序也被暂时展开。此外，并不限定于该结构，也可以使用包括ROM以及RAM的MCU(Micro Controller Unit)等单芯片的专用系统IC(IntegratedCircuit)。

并且，在控制电路43中，将经由接口电路42输入的打印数据18区分(生成)为打印数据60和驱动信号数据61这两个数据，向头基板15发送打印数据60，向驱动电路44发送驱动信号数据61。打印数据60是打印头中的喷出单元30(图4)的接通/断开切换、喷出定时的控制等信息。驱动信号数据61是施加于喷出单元30的压电元件33(图4)的电压(驱动信号)的信息。

对于头的驱动电路44将后述。此外，在图5中，简化图示了用于驱动一个打印头模块23(图3)的驱动电路44，但实际上在主基板50安装有与打印头模块23(头基板15)的数量对应的数量的驱动电路44。

供纸辊驱动电路45是用于驱动供纸辊7(图2)使之旋转的马达的驱动电路，基于来自控制电路43的控制信号来驱动供纸辊马达52。

传送辊驱动电路46是驱动传送驱动辊11(图2)使之旋转的马达的驱动电路，基于来自控制电路43的控制信号来驱动传送辊马达53。

《头的驱动电路的结构》

图6是表示头的驱动电路的结构的框图。

接着，对驱动电路44的电路构成进行详细说明。

驱动电路44是由驱动IC54、开关电路55、滤波电路56等构成的所谓D级放大器(数字放大器)。

驱动IC54将由控制电路43供给的数字形式的驱动信号数据61进行D/A变换而生成原驱动信号62，进行脉冲密度调制，基于该调制数据对开关电路55进行开关驱动。

驱动IC54由存储部57、控制部58、D/A变换部59、三角波振荡器63、比较器64、栅极驱动电路65等构成。

存储部57是RAM，存储由数字电位数据等构成的驱动信号数据61。

控制部58将从存储部57读取的驱动信号数据变换为电压信号而进行规定取样周期量保持，并且向后述的三角波振荡器63指示三角波信号的频率、驱动信号、以及驱动信号输出定时等。另外，也输出停止栅极驱动电路65的动作的动作停止信号66(动作时：高电平)。

D/A变换部59将由控制部58输出的电压信号进行模拟变换而将其作为原驱动信号62输出。即，由存储部57、控制部58以及D/A变换部59起到原驱动信号生成电路的功能。

三角波振荡器63根据基于控制部58的指示的频率、驱动信号以及驱动信号输出定时来输出成为基准信号的三角波信号。

比较器64将从D/A变换部59输出的原驱动信号62和从三角波振荡器63输出的三角波信号进行比较，当原驱动信号62比三角波信号大时输出成为导通占空比的调制信号(高频)。这样，由三角波振荡器63以及比较器64起到调制电路(A/D转换器)的功能。

栅极驱动电路65基于来自比较器64的调制信号，选择性地接通后述的开关电路55的两个晶体管68、71中的任一个。换言之，交替地开关(导通/截止)驱动开关用的晶体管68、71。其中，在来自控制部58的动作停止信号66为低电平的情况下，两个晶体管68、71都截止。

开关电路55由两个晶体管68、71、电容器72、电阻73、电容器74、电阻75等构成。其中，由栅极驱动电路65和开关电路55起到数字电力放大电路的功能。

晶体管68是MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，栅极端子与栅极驱动电路65的高侧的输出端子GH连接，源极端子与成为半桥输出级的中间节点69(也称为中间电位69)连接，漏极端子与VDD连接。作为优选的例子，在输出端子GH与栅极端子之间插入有(夹有)电阻67。

晶体管71是MOSFET，栅极端子与栅极驱动电路65的低侧的输出端子GL连接，源极端子与GND连接，漏极端子与中间节点69连接。作为优选的例子，在输出端子GL与栅极端子之间插入有(夹有)电阻70。其中，电阻67、70是用于防止向栅极端子流动过电流的过电流防止电阻。

另外，作为优选的例子，在晶体管68的源极端子与漏极端子之间，按下述顺序串联连接有电容器72、电阻73。同样，在晶体管71的源极端子与漏极端子之间，按下述顺序串联连接有电容器74、电阻75。这些电容器、电阻是用于降低开关时的高频噪声的电路。此外，并不限定于该结构，也可以是仅存在两个晶体管68、71的结构。

开关电路55的输出信号从中间节点69向滤波电路56输出。该输出信号是将调制信号放大后的放大调制信号，成为以GND为基准的VDD电位(波高)的脉冲(方形波)连续的高频脉冲信号。

滤波电路56是由线圈76、电容器77等构成的低通滤波器。

线圈76的一端与中间节点69连接，另一端与电容器77的一端连接。电容77器的另一端与GND连接。而且，线圈76的另一端成为驱动信号78的输出线。详细而言，从开关电路55向滤波电路56输入的放大调制信号被高频带截止，解调成将原驱动信号62放大后的模拟信号而成为驱动信号78，并经由FPC51向头基板15供给。

《驱动信号(波形)的详细情况》

图7是表示驱动信号以及打印数据的一个例子的图。

这里，对驱动电路44所生成的驱动信号(波形)进行说明。

代表性的驱动信号78是如下波形：如波形PCOM2那样从中间电位69上升，暂时维持高电位(VDD)之后，低于中间电位69而下降，在暂时维持低电位(GND)之后，再次上升至中间电位69并暂时维持中间电位69。另外，如波形PCOM1那样从中间电位69上升，暂时维持高电位之后，下降(返回)至中间电位69并暂时维持中间电位69的波形也是驱动波形。即，驱动信号78由以时间序列连续的单位波形PCOM1、PCOM2、PCOM3…构成。

在波形PCOM2的情况下，上升部分是扩大与喷嘴25(图4)连通的压力室36(图4)的容积而引入墨水的(若考虑墨水的喷出面则引入弯液面)阶段，下降部分是缩小压力室36的容积而挤出墨水的(挤出弯液面)阶段。通过该动作从喷嘴喷出墨滴。另外，波形PCOM1是被称为微振动的单位波形，是通过以不喷出喷嘴附近的墨水的程度进行摆动(引入、挤出弯液面)来搅拌墨水而抑制增稠用的波形。

另外，也可以仅用单独的波形PCOM2来使墨滴喷出。通过对由电压梯形波构成的波形PCOM2的电压增减倾向、波高值进行各种变更，能够使墨水的引入量、引入速度、以及挤出量、挤出速度变化，从而可得到不同大小的墨滴。

如图7的驱动信号78那样，由于通过在时间序列上将多个驱动波形连结，能够在之前着落的墨水未干的期间，使接下来的墨滴着落在相同的位置，所以也能够使打印点的尺寸变大。通过这样的技术的组合，能够实现多灰度化。

接着，结合图6对驱动信号78的波形品质等进行说明。

如上所述，驱动信号78是将D/A变换部59所生成的原驱动信号62放大后的信号。详细而言，驱动信号78是将振动宽度(peak to peak)为几伏(例如约3V)的原驱动信号62放大至几十伏(例如约42V)的振动宽度后的信号。例如，波形PCOM2是将原驱动信号62中的波形COMA(图7的上方放大图)放大后的波形。

这里，驱动信号78的波形品质(放大前后的相似程度)抑制锯齿而大致忠实地再现了原驱动信号62的波形。

这是因为采用了脉冲密度调制方式。详细而言，例如当电源电压为42V时，需要驱动信号78的振动宽度大约为2～37V这样宽的范围。为了确保波形品质而进行脉冲调制，要求以兆赫量级的高频的调制信号进行驱动，但根据发明人的实验结果，与周期一定的脉冲宽度调制方式相比，脉冲密度调制方式更适合于高频驱动。其中，在一般的音响设备中，使用32kHz～400kHz左右的频率。另外，并不限定于脉冲密度调制方式，只要是能够与兆赫量级的高频驱动对应的调制方式就可以。

图8是原驱动信号的频谱分析图。详细而言，是对图7的原驱动信号中的波形COMA(放大后的波形PCOM2)进行频谱解析的图。如图表95所示，可知在频谱解析后的原驱动信号COMA中含有约10kHz～400kHz左右的频率。

为了用数字放大器放大驱动信号，需要最低以放大前的驱动信号所含有的频率成分的10倍以上的开关频率来驱动数字放大器。如果在与驱动信号所含有的频谱相比，数字放大器的开关频率小于10倍的情况下，不能调制并放大驱动信号所含有的高频频谱成分，导致驱动信号的角(边缘)变得钝圆。若驱动信号变钝，则与波形上升、下降缘对应动作的压电元件的动作变得缓慢，存在喷出量变得不稳定、不喷出的可能性。即，有发生不稳定的驱动的可能性。

在本实施方式中，由于如图8的图表95所示那样大约在60kHz具有峰值，大部分的成分不到100kHz，所以希望是最低能够以100kHz的10倍即1MHz左右的开关频率来驱动的数字放大器。

这里，原驱动信号所含有的频率成分因与喷出的墨滴的大小、打印点的尺寸对应的原驱动信号的波形而不同。例如，由于波形COMA是用于使比标准小的尺寸的墨滴喷出的原驱动信号，所以如图8所示，振动宽度变小为大约2V左右。这样，由于为了使小尺寸的墨滴喷出，必须使压电元件急剧动作而使少量的墨滴喷出，所以需要所使用的驱动信号含有较多的高频频谱成分，另外，在为了进行高速打印而必须使压电元件快速动作的情况下，需要含有较多的高频频谱成分。即，存在越追求高速高画质打印，则所要求的最低限度的频率越高的趋势。

其中，本实施方式中的驱动信号是以在一般的家庭以及办公室中使用为目的而设计的，设想为使用180个压电元件每分钟打印5张左右5760×1440dpi左右的A4尺寸的打印物来进行设计。

另外，开关频率高的情况下也产生不同的问题。若想要以驱动压电元件那样的高压、高频进行开关，则因开关用的晶体管的构造上的理由，接合电容会增加并产生由其引起的噪声、或由于高频驱动引起的开关损耗增加等各种问题。特别在数字放大器中开关损耗的增加成为大的问题。即，这是因为开关损耗的增加有可能导致数字放大器与AB级放大器(模拟放大器)相比确保了优越性的省电性、少发热性这一优点受损。

在本实施方式中，可知当与以往使用的模拟放大器(AB级放大器)相比时，到8MHz为止，得到了数字放大器较优异的结果，但是在用8MHz以上的频率驱动晶体管的情况下，AB级放大器较优异。

鉴于此，更优选调制信号的频率为1MHz以上并且小于8MHz。在本实施方式中，只要根据喷出单元(压电元件)的规格、喷出品质，在1MHz以上或者小于8MHz的范围内设定即可。

《喷出单元的选择(切换)方法》

图9是头基板的电路框图。

接着，对头基板15的电路结构、以及依次选择打印头模块23(图3)的多个喷出单元30(压电元件33)的切换方法进行说明。

在图7中，在驱动信号78的下方表示有打印数据60的一个例子。打印数据60是用于进行打印头中的喷出单元的接通/断开切换、喷出定时的控制的信号，有驱动脉冲选择信号SI&SP、锁存信号LAT、频道信号CH、时钟信号(未图示)等。

如图9所示，打印数据60与驱动信号78同样，经由FPC51向头基板15供给。

头基板15由移位寄存器79、锁存电路80、电平转换器81、选择开关82等构成。

向移位寄存器79依次输入驱动脉冲选择信号SI&SP，并且存储区域根据时钟信号(未图示)的输入脉冲从初段依次向后段移位。锁存电路80在喷嘴数量的驱动脉冲选择信号SI&SP被储存于移位寄存器79之后，根据被输入的锁存信号LAT来锁存移位寄存器79的各输出信号。保存于锁存电路80的信号被电平转换器81变换为能够接通/断开下一级的选择开关82的电压电平。对于该电压变换而言，由于驱动信号78是比锁存电路80的输出电压高的电压，所以根据该电平，选择开关82的动作电压也被较高地设定。其中，锁存电路80也被输入频道信号CH。频道信号CH将驱动信号78的个别波形PCOM锁存。即，在锁存信号LAT中开始输出一系列的驱动信号78，按每个频道信号CH输出个别波形PCOM。

这样，在驱动脉冲选择信号SI&SP的连接定时，向对应的个别开关接通后的喷出单元的压电元件33供给驱动信号78。

另外，在将移位寄存器79的驱动脉冲选择信号SI&SP保存于锁存电路80之后，将下一个打印信息输入至移位寄存器79，与墨滴的喷出定时对应地依次更新锁存电路80的保存数据。

《主基板中的驱动电路的布线方式》

图10是主基板中的驱动电路区域的俯视图。

首先，对主基板50的基本规格进行说明。

在本实施方式中，作为优选的例子，主基板50采用环氧玻璃(玻璃环氧树脂)基板(例如FR4)的双面基板。在初始状态下，对表背面的整个面贴附有铜箔，利用蚀刻法、光刻法等公知的方法对铜箔进行图案化而形成需要的布线图案。

这里，在主基板50中形成有多个将表面和背面之间贯通并且取得表面的布线与背面的布线之间的电连接的通孔85(以下也称作TH85)。其中外，本实施方式中的“通孔(也称作Through-hole)”是日本工业标准印刷电路用语(JIS:C5603-1993)中的“导电孔(过孔)”，是用于在层间进行连接的孔。TH85通过对基板开孔并对孔的内壁实施电镀而形成。

图10中表示了在主基板50的表面(第1面)安装(配置)有驱动电路44的安装区域。驱动电路44横跨驱动IC安装区域154、开关电路安装区域155、以及滤波电路安装区域156的连续3个区域安装。其中，在本实施方式中，也将主基板50称作驱动基板。

在驱动IC安装区域154安装有驱动IC54。在该区域的朝向纸面(附图)的右侧配置有开关电路安装区域155。

在开关电路安装区域155安装有电阻67、70、晶体管68、71、电容器72、电阻73、电容器74、电阻75。在该区域的右侧配置有滤波电路安装区域156。

在滤波电路安装区域156安装有线圈76、电容器77。这样，构成驱动电路44的全部部件被安装于表面，以开关电路安装区域155为中心设置有很多TH85，这些部件间的电连接也使用TH85。

图11是表示驱动电路的布线规模的俯视图，与图10对应。

图11是从图10中仅抽出驱动电路44的部件并如图6的电路布线那样以实线连接各部件的端子间而观察得到的附图。从该附图可知，没有实线交叉的部分，布线在单面(表面)完结。即可知：驱动电路44即使不设置(使用)TH85，也是能够以单面基板充分安装的布线规模。

另一方面，在实际的主基板50中，如上所述，使用高价的双面基板，并且形成有多个TH85。这是因为将TH85用于散热用。根据发明人的实验结果可知，通过在发热部形成TH85，能够得到散热效果。详细的情况将在以下进行说明。

(发热分布)

图12是表示驱动电路的发热分布的俯视图，与图10对应。

为了调查驱动电路44的发热分布，发明人对评价用的环氧玻璃基板安装驱动电路44，在以与实际的驱动大致同等的试验条件对驱动电路44施加了负载的状态下通过热成像调查了温度分布。其中，评价用基板的布线图案与实际的主基板50(图10)不同，没有设置散热用的通孔，成为实施了电气布线以及评价用所需要的布线的简单的规格。

图12表示了上述试验的结果，温度最高的部分是开关电路安装区域155。其中，以两个晶体管68、71为中心用带阴影的椭圆表示的发热区域97为高温。详细的结果为，晶体管68、71的封装体的温度最高而约为70℃，接下来，各晶体管的漏极端子周边图案的温度为65～70℃。其他的区域即使是温度高的部分也不到50℃，但是若按照顺序排序，则接下来是滤波电路安装区域156、驱动IC安装区域154(3个区域中最低)的顺序。

对于通过该实验结果获得的最大约70℃这一发热是否是成为问题的程度，若仅是一个驱动电路44的结构则有可能没有妨碍，但如上所述，实际上在主基板50上相邻地安装多个驱动电路44。主基板50因为被安装在壳体3(图1)内的底部侧所以容易积聚热，而且若考虑相邻的多个驱动电路44也发热，除此之外还加上来自电源电路等其他发热源的热，则判断为即便不需要散热片，也需要某种散热对策。

考察到两个晶体管68、71本身成为最大的发热部位的最大原因是开关损耗。详细而言，是因为基于当开关时在漏极、源极间流动的电流，电力被晶体管内部的接通电阻作为热而消耗。特别是因为该开关损耗按每次开关产生，所以在与音响设备等相比被以10倍以上的兆赫量级的高频驱动的驱动电路44中，成为不能忽略的发热量。

(散热用通孔的验证)

图13是表示理论验证中的基板设定的图。图14是表示向基板的背面散热的散热特性的图。

发明人在立足于上述发热分布结果来摸索各种散热对策的过程中，想到对基板设置散热用的通孔，对于利用通孔的散热效果进行了理论验证(模拟)。在理论验证时，如图13所示，进行了验证用基板的条件设定。

在图13的验证用基板中，将TH85配置为4行×4列(共计16个)。将该配置区域中的长度设为“L”。其中，在模拟中，因为使TH85的数量变化，所以与TH85的数量对应，长度L也变化。此时，TH85的配置间距恒定。

另外，将TH85的数量设为“N”，将直径(孔径)设为“φ”，将镀覆的厚度设为“t”。将基板的厚度设为“H”。

将构成布线以及镀覆的铜的热传导率设为“Ka”，将环氧玻璃基板中的树脂的热传导率设为“Kb”。

基于上述设定条件，导出了以下的理论式。

首先，通孔部分的热电阻Ra能够用下面的数学式(1)求出。

式1

同样，基板的树脂部分的热电阻Rb能够由下面的数学式(2)求出。

式2

而且，从基板的表面向背面的热电阻R能够用下面的数学式(3)求出。

式3

图14的图表86是使用上述的数学式(1)～(3)来模拟使TH85的数量变化的情况下从基板的表面向背面的热电阻R的变化的结果。横轴是通孔的数量，纵轴为热电阻R。其中，在模拟中，将TH85的直径(孔径)设为φ＝0.75mm，将镀覆的厚度设为t＝35μm。将TH85的配置间距设为1.4mm。因此，图13中的4个TH85排列为一列的配置区域的长度L约为5mm(4.95mm)，但是如上所述，长度L根据TH85的数量而变化。另外，基板的厚度H＝1mm。以铜的热传导率Ka＝380W/mK、环氧玻璃基板中的树脂的热传导率Kb＝0.3W/mK进行了模拟。

从图表86可知，TH85的数量是1个的情况下为热电阻R＝32℃/W，几乎不能期待散热效果，但若数量为10个则热电阻R＝3.2℃/W，由于成为一个时的1/10的热电阻，所以成为能够期待相当的散热能力的结果。另外，也理论验证了TH85的数量越增加，热电阻越下降。此外，虽然图表86使用上述的模拟条件(TH85的尺寸等)进行了计算，但是并不限定于该条件，即使TH85的尺寸、配置间距等变化，也维持热电阻随着TH85的数量增加而降低这一图表的特性(趋势)。换言之，若TH85的尺寸、配置间距等变化，则虽然图表的倾斜(变化率)变化，但通过增加TH85的数量而提高散热效果是相同的。

可认为通孔起到散热作用的理由主要是因对TH85的内壁实施的铜镀覆(金属)实现的热传导而引起的。详细而言，表面图案的热经由TH85的铜镀覆而移动(传导)至背面图案。另外，在本模拟中虽然没有考虑，但在形成了大径的通孔等内部未被填充的中空(贯通孔)的通孔的情况下，还能够期待通过空气的对流带来的散热效果。

(通孔的详细的配置方式)

图15是图10的开关电路安装区域的放大图。此外，虽然放大了附图整体的尺度，但是部件与图案尺寸(包括TH)的相对尺度维持设计值的比率。这在图10之后的各附图中也同样。另外，当朝向附图将开关电路安装区域155作为中心时，以下将驱动IC安装区域154侧作为左侧，将滤波电路安装区域156侧作为右侧，将左右方向作为横向来进行说明。同样，在以晶体管68为中心时，将晶体管71侧设为下侧，将其相反侧设为上侧，将上下方向作为纵向来进行说明。其中，在图15中，为了容易看见布线(图案)，用虚线表示电子部件的外形(封装体)。

驱动电路44的布线布局(图案、TH配置)根据由上述的发热分布调查、以及散热用通孔的理论验证得到的知识而设计。

这里，对晶体管的安装端子周边的布线布局进行说明。首先，从与晶体管68的漏极端子连接的布线(第1布线)进行说明。漏极端子是发热量次于晶体管的封装体而较多的部位。

如图15所示，晶体管68的漏极端子D沿横长的长方形封装体的两个短边配置。在封装体的左右分开配置，但由于在电气方面是相同端子，所以在封装体的上侧扩展的实心图案以包围封装体的三边的方式连接左右的漏极端子D。其中，一般的布线图案例如为约0.5mm宽度的线状(布线)，这在电连接上是足够的，但在本实施方式中作为通孔的形成(配置)区域，并且为了得到从表面的散热功能，设置了比电气所需要的线宽度大的区域(实心图案)。另外，将与晶体管的各端子直接连接的布线称作第1布线。该实心图案是电源电位中的高电位VDD(图6)布线。其中，以下将该实心图案(区域)称作实心图案VDDa。

这里，在实心图案VDDa中仅在开关电路安装区域155内就形成有18个TH85。详细而言，在左侧的漏极端子D附近形成有15个，在从右侧的漏极端子D经由电阻73的部分形成有3个。其中，电阻73的3个TH85是在滤波电路安装区域156侧也连续的TH85组的一部分，若也加上该组的数量(6个)则为24个。即，与为了安装晶体管68所需要的端子数(栅极G、源极S、漏极D×2个共计4个)相比，形成有较多数量的TH8。另外，在附图中虽然用剖面线表示了晶体管68的栅极端子G、源极端子S、漏极端子D的安装用端子，但是这以部件规格中的推荐连接盘(land)(图案)尺寸进行了表示。漏极端子D的连接盘尺寸为纵1.3mm×横1.0mm。此外，如附图那样，漏极端子D的推荐连接盘在上下分为两个，但由于封装体侧的漏极端子是一个(一体)，所以需要的端子数为4个。由于即使两分割计算合计也是6个，所以TH85的数量多。此外，作为优选的例子，TH85的直径φ＝0.75mm，镀覆的厚度t＝35μm。TH85的基本的配置间距为1.4mm。

另外，作为第1布线的实心图案VDDa的面积被设定得比漏极端子D的连接盘尺寸宽(大)。这从在实心图案VDDa的区域内含有全部的漏极端子D的连接盘也能够明确。其中，在实际的基板中，在实心图案VDDa的大致整个面形成有绝缘性的抗蚀层，抗蚀仅开口含有漏极端子D的连接盘的安装用端子部分，露出铜图案。即，对附图中用剖面线表示的安装用端子(连接盘)部分以外的区域全部施加抗蚀。另外，在图15中虽然省略了晶体管以外的部件的安装用端子的剖面线，但也是同样的。并且，实心图案VDDa的面积形成得比晶体管68的封装体的尺寸(平面面积)大。仅在开关电路安装区域155内也具有封装体的大约2倍的面积。

接下来，对与晶体管68的源极端子S连接的布线(第1布线)进行说明。源极端子S形成于封装体的底面(下部)。源极端子S的连接盘尺寸被设定为纵1.0mm×横0.7mm。从源极端子S引出的第1布线呈从起点开始比连接盘尺寸宽的实心图案状，在晶体管71侧大幅扩展，形成了含有晶体管71的漏极端子D的实心图案169a。换言之，实心图案169a是中间节点69(图6)布线，将晶体管68的源极端子S和晶体管71的漏极端子D之间电连接。

这里，在实心图案169a中形成有26个TH85。详细而言，在晶体管68与晶体管71之间形成有6个TH85，在晶体管68的右下形成有6个TH85，并且，在晶体管71的封装体的左侧形成有14个TH85。即，与为了安装晶体管68所需要的端子数相比，形成有数量较多的TH85。

另外，作为第1布线的实心图案169a的面积设定得比源极端子S(漏极端子D)的连接盘尺寸宽(大)。这从在实心图案169b的区域内含有源极端子S(漏极端子D)的连接盘也能够明确。并且，实心图案169a的面积形成得比晶体管68的封装体的尺寸(平面面积)宽。详细而言，具有封装体的大约2倍的面积。

接下来，对与晶体管68的栅极端子G连接的布线(第1布线)进行说明。其中，虽然如上所述栅极端子不是发热源，但由于是晶体管68的端子所以一并进行说明。栅极端子G也形成于封装体的底面(下部)。栅极端子G的连接盘尺寸被设定为纵0.7mm×横0.7mm。从栅极端子G引出的第1布线呈从起点开始比连接盘尺寸宽的实心图案状，向左下侧宽度大幅扩展，与电阻67的另一端连接。

接着，对晶体管71进行说明。其中，由于晶体管71是与晶体管68相同的部件，所以省略端子的位置、连接盘尺寸等重复的说明。

与晶体管71的漏极端子D连接的布线和晶体管68的源极端子S的实心图案169a相同。如上所述，在实心图案169a中形成有26个TH85，其大多被配置于晶体管71的漏极端子D的附近。

从晶体管71的源极端子S引出的第1布线呈从起点开始比连接盘尺寸宽的实心图案状，向下侧宽度大幅扩展。在向下侧宽度大幅扩展的中途被左右分割，在左右分别进一步形成了宽大范围的实心图案GNDa。该实心图案GNDa是电源电位中的低电位GND(图6)布线。在实心图案GNDa中，仅在开关电路安装区域155内就形成有22个TH85。详细而言，在源极端子S最近的下侧形成有11个，在被分为右下侧的区域形成有6个，在被分为左下侧的区域形成有5个。即，与为了安装晶体管71所需要的端子数量相比，形成有数量较多的TH85。其中，由于实心图案GNDa也是电源电位，所以进一步向左右扩大，若加上该处的TH则数量进一步变多。

另外，作为第1布线的实心图案GNDa的面积被设定得比源极端子S的俩接盘尺寸宽(大)。这从在实心图案GNDa的区域内含有源极端子S的连接盘也能够明确。并且，实心图案GNDa的面积形成得比晶体管71的封装体的尺寸(平面面积)宽。详细而言，仅在开关电路安装区域155内就具备封装体的5倍以上的面积。

接下来，对与晶体管71的栅极端子G连接的布线(第1布线)进行说明。从栅极端子G引出的第1布线成呈从起点开始比连接盘尺寸宽的实心图案状，向左下侧大幅扩大，与电阻70的另一端连接。与晶体管68的栅极端子G的布线方式大致相同。

接着，对晶体管68、71的周边部件的布线方式进行说明。

连接在晶体管68的源极端子S与漏极端子D之间的电容器72、以及电阻73被配置为由实心图案169a和实心图案VDDa包围。即，被配置成由形成于实心图案169a以及实心图案VDDa的多个TH85包围。

同样，连接在晶体管71的源极端子S与漏极端子D之间的电容器74、以及电阻75也被配置为由实心图案GNDa和实心图案169a包围。即，被配置成由形成于实心图案GNDa以及实心图案169a的多个TH85包围。

(滤波电路的布线方式)

返回到图10。

接着，对发热量次于开关电路安装区域155而较多的滤波电路安装区域156的布线方式进行说明。

线圈76具有大致正方形的封装体，在左侧(左边)设置有输入端子76a和输出端子76b。在另外，右侧(右边)具备安装用端子。封装体的尺寸比晶体管68的两个大小还大。

位于左边的上侧的输入端子76a经由多个TH87与实心图案169a电连接。TH87是比TH85大径的通孔，内部成为空间(空气能够通过)。作为优选的例子，TH87的直径φ＝1.5mm，镀覆的厚度t＝35μm。TH87的配置间距为2.0mm。

输入端子76a的安装用连接盘内包于形成有TH87的大致正方形的实心图案的角部。换言之，大致正方形的实心图案的角部成为安装用连接盘。而且，在该实心图案中形成有10个TH87。

在输出端子76b的附近也形成有多个TH87。输出端子76b的安装用连接盘内包于形成有TH87的大致长方形的实心图案的角部。在该实心图案的下侧形成有电容器77的一端的安装连接盘。在该实心图案中除了10个TH87之外，在电容器77的附近形成有2个TH85。

电容77器的另一端的安装连接盘形成于实心图案GNDa。在电容器77的另一端的安装连接盘附近也形成有10个以上TH85。

(基板背面的布线方式)

图16是在主基板50的背面(第2面)安装有驱动电路44的安装区域的放大俯视图，与图10对应。其中，为了容易理解与表面的部件配置的关系，成为从表面侧透过背面的布线的透过图。部件的外形用虚线表示。

在作为第2面的背面的驱动电路44的安装区域没有安装部件，成为大致平坦的面。首先，从在两个晶体管68、71之间横长(横向长)形成的作为第2布线的实心图案169b开始进行说明。实心图案169b是经由多个TH85与表面的实心图案169a(图10、图15)(电)连接的布线(第2布线)。实心图案169b从驱动IC54的附近到线圈76的中程被横长配置。在与线圈76重叠的部分，通过多个TH87与线圈76的输入端子76a的安装用连接盘取得连接。

这里，实心图案169b的面积形成得比晶体管68(71)的封装体(外形)的尺寸宽。详细而言，具有封装体的大约6～7倍的面积。

在实心图案169b的上侧形成有作为第2布线的实心图案VDDb。实心图案VDDb是经由多个TH85与表面的实心图案VDDa(图10)连接的布线(第2布线)。实心图案VDDb在从驱动IC54的附近到滤波电路安装区域156的区域被横长配置。实心图案VDDb的面积形成得比晶体管68的封装体的尺寸宽。详细而言，具有封装体的大约3倍的面积。

在实心图案169b的下侧形成有作为第2布线的实心图案GNDb。实心图案GNDb是经由多个TH85与表面的实心图案GNDa(图10)连接的布线(第2布线)。实心图案GNDb在从驱动IC54的附近到超过滤波电路安装区域156的区域遍及大范围横长配置。实心图案GNDb的面积形成得比晶体管68的封装体的尺寸宽。详细而言，具有封装体的约10倍以上的面积。

(向框架的散热构造)

图17是表示向框架的散热构造的一个方式的剖视图。

如在图1中也说明那样，主基板50被安装于打印机100的框架。框架是金属制的框架，通过对金属板实施冲压加工、板金加工来形成。

如图17所示，主基板50以将背面(第2面)朝向框架90的状态被组装于框架90。安装有主基板50的部分是在框架90的构造中成为平坦的金属板面的部分。主基板50通过螺钉91经由螺孔88(图10)被牢固地紧贴固定于框架90。其中，螺纹固定在主基板50的周边部进行多处。

这里，在主基板50与框架90之间配置有(夹有)导热部件89。导热部件89是具有柔软性、导热性以及绝缘性的片状的部件。在优选的例子中，使用配合有热传导性优异的陶瓷系材料的硅酮橡胶制的散热片作为导热部件89。此外，并不限定于该部件，只要是具有柔软性、导热性以及绝缘性的片状的部件即可。

在优选的例子中，导热部件89遍及主基板50的整个面配置。此外，并不限定于该结构，只要配置为包括与驱动电路44的安装区域重叠的部分即可。

如以上述那样，根据本实施方式的打印机100，能够得到以下的效果。

作为伴随高频驱动的发热对策，发明人不断积累驱动电路44的发热分布的调查、理论验证，并且反复试验之后，想到了并不限定于在单面基板能够布线的布线规模，而使用双面基板来在晶体管的配置区域形成散热用的通孔。由此，能够不使用散热片等大型(高价)的散热部件地使进行高频驱动的驱动电路44的动作稳定。换言之，能够使驱动电路44的可靠性提高。详细而言，在图12的发热分布调查中，晶体管的封装体的温度最高而约为70℃，但根据主基板50的布线方式(包括贯通孔配置含)变为大约60℃，能够实现约10℃的温度降低(散热效果)。同样，漏极端子周边图案的温度也能够实现大约10℃的降低。

因此，能够提供如下的主基板50(驱动基板)：虽然具备进行高频驱动的驱动电路44，但是不使用散热片等专用散热部件，以简单的结构实现(确保)了动作的稳定性。换言之，能够提供小型、可靠性优异的主基板50(驱动基板)。

因此，能够提供不使用专用的散热部件而以简单的结构实现了动作的稳定性的打印机100。

作为具体的通孔的配置方式，在主基板50中的配置有开关用的晶体管68、71的区域形成有TH85。即，在主要的发热区域形成有TH85。如图10中说明那样，从驱动电路44的布线规模来看虽然没有必要设置通孔，但作为散热用而形成有TH85。换言之，形成有比为了在基板布线驱动电路44所需要的通孔数多的TH85。通过该结构，能够提高驱动电路44的散热性能。详细而言，这是由于如图14中说明那样，越增加散热用的TH85的数量，则越能够提高散热效果。

虽然TH85的数量越多越能够期待散热效果，但一般由于数量越多，基板的制作工时越增加而成本越高，另外，形成空间也有制约，所以需要一定的指标。从发明人的实验结果可知，开关用晶体管的安装用端子数量成为一个指标，通过形成比该安装用端子数量多的数量的通孔能够得到一定的散热效果。作为形成场所，优选在与晶体管68、71的各端子连接的布线形成，但只要是晶体管附近的区域即可。在本实施方式中使用的晶体管68、71的情况下，安装用端子数是4个(加入分割部为6个)，在使用3个端子型的情况下3个成为指标。更优选如图14中说明那样，形成10个以上通孔。在本实施方式中，在开关电路安装区域155中，在实心图案VDDa设置18个TH85，在实心图案169a设置26个TH85，在实心图案GNDa设置22个TH85。这样，仅在开关电路安装区域155中的实心图案VDDa，就达到上述指标，能够得到足够的散热效果。

另外，在一般的基板的布线设计中，从部件的连接盘引出的布线一般是比该连接盘细的导通线(图案)。这是因为为了满足电连接规格而用细的图案就足够。另一方面，在本实施方式中，从发热量比较少的晶体管的栅极端子G起的引出目标也为从起点开始比连接盘尺寸(□0.7mm)宽的实心图案。源极端子S、漏极端子D为更宽的实心图案。这是因为不仅将实心图案用于电气布线，也用于散热。详细而言，是因为由于实心图案与空气接触，所以其面积越大则越能够期待通过空气实现的散热。虽然实心图案越宽越能够期待散热效果，但因为也有形成空间的制约，所以需要一定的指标。如图12中说明那样，发热量最多的部位是晶体管68、71的封装体，但若对封装体安装散热片则不仅部件数量增加，还招致大型化。鉴于此，在本实施方式中，通过使晶体管的周围实心图案化，来实现散热片的代替功能。因此，将晶体管的封装体尺寸(平面面积)作为指标。

在本实施方式中，将实心图案VDDa设为晶体管的封装体的大约2倍的面积。将实心图案VDDb设为封装体的大约3倍的面积。同样，将实心图案169a设为封装体的大约2倍的面积。将实心图案169b设为封装体的6～7倍的面积。而且，将实心图案GNDa设为封装体的约5倍的面积。将实心图案VDDb设为封装体的大约10倍以上的面积。这样，在表背面的全部实心图案中达到上述指标，能够得到足够的散热效果。详细而言，通过用实心图案包围晶体管68、71的周围，使安装区域整体作为散热板起作用。并且，由于在通过多个通孔传递热的背面也形成有比表面宽的实心图案，所以也能够使背面作为散热板起作用。

另外，散热用通孔的形成、以及实心图案的形成(设计)方法也能够应用于晶体管的周边部件即电阻73、75、电容器72、74的布线图案。另外，也能够应用于滤波电路56以及驱动IC54的布线图案。即，可应用于驱动电路44的安装区域整体，具有足够的散热功能。特别是在滤波电路56的线圈76的输入端子76a、输出端子76b周边，形成有内部为空间的大径的TH87。根据该TH87，由于空气能够在内部通过，所以在表背间产生空气流动，能够进一步提高散热效果。

并且，如图17中说明那样，主基板50构成为以将背面朝向框架9的状态被组装于框架90，在主基板50与框架90之间配置有(夹有)导热部件89。通过该结构，能够将主基板50的热可靠地向框架90散热。由于框架90除了热容量较大之外，与外部空气接触的面积也大，所以作为散热板能够发挥足够的功能。

另外，一般由于具有通孔的双面基板与单面基板的工时相比，通孔的穿孔工时、镀覆工时增加，所以可以说工时增加。另外，由于除了工时增加之外，原材料也比单面基板高，所以可以说成本变高(2～4倍)。在本实施方式中，通过不将驱动电路44作为单独基板地对搭载有控制电路43的主基板50安装驱动电路44，抑制了成本。详细而言，含有CPU的主基板50由于根据其布线规模而使用双面基板，所以通过扩大该基板的面积来安装驱动电路44，与另外单独设置基板的情况相比，在部件数量、工时方面有较大的降低效果。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，能够对上述的实施方式施加各种变更、改进等。以下对变形例进行说明。

(变形例1)

使用图13来进行说明。

在实施方式1中，说明了主基板50使用环氧玻璃基板的情况，但并不限定于该结构，只要是能够形成通孔的基板即可。例如，也可以使用陶瓷基板、特氟龙(注册商标)基板、玻璃/复合材料基板、纸环氧树脂基板、挠性基板等。

另外，并不限定于双面基板，也可以应用于多层基板。该情况下，通孔没有必要从表面贯通至背面，例如可以从表面的通孔经由中间层的(实心)图案，利用其他的通孔与背面连接。换言之，只要形成有能够将热从表面传递至背面的路径即可。

另外，并不限定于内壁被镀覆布线的通孔(镀覆通孔)，只要是在从表面到背面之间能够进行热传递的通孔即可。例如，也可以是在内部填充了导电膏的通孔，还可以是在内壁焊锡镀覆的通孔。并且，并不限定于在实施方式的优选例中说明的通孔的尺寸、配置间距，也可以根据所使用的基板、电路规模、基板安装于筐体、框架等的安装方式等设计规格，来适当地变更通孔尺寸、配置间距。

即使是这些结构，由于也能够得到上述的散热的作用效果，所以能够得到与上述的实施方式相同的效果。

(变形例2)

使用图16来进行说明。

在实施方式1以及变形例1中，对将驱动电路44安装于主基板50的结构进行了说明，但并不限定于该结构，若使用双面通孔基板则也可以是单独结构(基板)。例如，也可以是组装有与图1的打印头单元20独立的驱动基板(安装有驱动电路44)的结构。在该结构的情况下，将驱动基板安装于打印头单元20的金属部件。或者，也可以是将头基板15的电路也安装于驱动基板而一体化的基板组装到打印头单元20的结构。

即使是这些结构，由于也能够得到上述的散热的作用效果，所以能够得到与上述的实施方式以及变形例相同的效果。

(变形例3)

使用图1来进行说明。

在上述实施方式以及变形例中，对打印机100作为沿传送方向4(副扫描方向)以单通进行打印的行式打印机进行了说明，但并不限定于该结构，只要是具备打印头模块23的打印机即可。例如，也可以是具备一边沿纸宽方向5(主扫描方向)往复运动一边进行打印的托架的所谓托架装载型的喷墨打印机。该情况下，在托架上搭载有墨水盒以及打印头模块23。打印头模块23中的喷嘴列(带长度)的延伸方向成为传送方向4，纸张1的纸输送以带长度单位来进行。另外，打印介质也并不限定于单页纸(纸张)，可以是卷纸、连续纸张。另外，打印介质的材质也并不限定于纸，可以是布、薄膜。

即使是这些结构，由于也能够得到上述的散热的作用效果，所以能够得到与上述的实施方式以及变形例相同的效果。

(变形例4)

图18是不同的振动模式的喷出单元的概略结构图。

在上述实施方式以及变形例中，对喷出单元30(图4)的压电元件33的振动模式使用了挠曲模式的类型进行了说明，但并不限定于该结构，只要是使用了压电元件的振动的喷出单元即可。例如，也可以如图18的喷出单元280那样是使用了纵模式的头。详细而言，喷出单元280也通过压电元件200的驱动将压力室245内的墨水从喷嘴241喷出。该喷出单元280具备形成有喷嘴241的喷嘴板240、腔室板242、振动板243、以及通过将多个压电元件200层叠而成的层叠压电元件201。

腔室板242成形为规定的形状(如形成有凹部那样的形状)，由此，形成压力室245以及贮液器246。压力室245与贮液器246经由墨水供给口247连通。另外，贮液器246经由墨水供给管311与墨水盒312连通。

层叠压电元件201的下端经由中间层244与振动板243接合。在层叠压电元件201上接合有多个外部电极248以及内部电极249。即，在层叠压电元件201的外表面接合有外部电极248，在构成层叠压电元件201的各压电元件200彼此之间(或者各压电元件的内部)设置有内部电极249。该情况下，外部电极248与内部电极249的一部分被配置成在压电元件200的厚度方向交替重叠。而且，通过用驱动电路44(头基板15)向外部电极248与内部电极249之间施加驱动信号，层叠压电元件201如附图中的箭头所示那样变形而振动，通过该振动使振动板243振动。通过该振动板243的振动来使压力室245的容积(压力室内的压力)变化，填充在压力室245内的墨水(液体)作为液滴而从喷嘴241喷出。由于液滴的喷出而在压力室245内减少的液量通过从贮液器246供给墨水而被补给。另外，墨水从墨水盒312经由墨水供给管311向贮液器246供给。

图19是不同的振动模式的喷出单元的概略结构图。图20是不同的振动模式的喷出单元的概略结构图。

另外，并不限定于压电元件贴附于振动板的结构(图4、图18)，也可以是压电元件兼作振动板的功能的结构。换言之，也可以是不设置专用的振动板的结构。

图19的喷出单元281也是通过压电元件200的驱动将压力室221内的墨水(液体)从喷嘴喷出的部件。该喷出单元281具有一对对置的基板220，在两基板220之间，多个压电元件200隔开规定间隔间歇地设置。在邻接的压电元件200彼此之间形成有压力室221。在压力室221的附图中前方设置有板(未图示)，在后方设置有喷嘴板222，在喷嘴板222的与各压力室221对应的位置形成有喷嘴(孔)223。

在各压电元件200的一个面以及另一个面分别设置有一对电极224。即，对于一个压电元件200接合有4个电极224。通过向这些电极224中的规定的电极间施加规定的驱动电压波形，压电元件200进行共享模式(share mode)变形而振动(附图中的箭头所示)，压力室221的容积(腔室内的压力)由于该振动而变化，填充于压力室221内的墨水(液体)作为液滴从喷嘴223喷出。即，在喷出单元281中，压电元件200本身作为振动板起作用。

图20所示的喷出单元282也是通过压电元件200的驱动将压力室233内的墨水(液体)从喷嘴231喷出的部件。该喷出单元282具备形成有喷嘴231的喷嘴板230、隔离物232、压电元件200。压电元件200隔着隔离物232与喷嘴板230分离规定距离设置，在由喷嘴板230、压电元件200以及隔离物232包围的空间形成有压力室233。

在压电元件200的附图中上面接合有多个电极。即，在压电元件200的大致中央部接合有第1电极234，在其两侧部分别接合有第2电极235。通过向第1电极234与第2电极235之间施加规定的驱动电压波形，压电元件200进行共享模式变形而振动(附图中的箭头所示)，通过该振动使压力室233的容积(腔室内的压力)变化，填充于压力室233内的墨水(液体)作为液滴从喷嘴231喷出。即，在喷出单元282中，压电元件200本身作为振动板起作用。

另外，至此使用致动器作为压电元件进行了说明，但并不限定于该结构，也可以应用于各种致动器。例如，也可以是如下的所谓静电致动器：具有贴附于压力室的外侧(振动板)的第1电极和与第1电极分离对置的第2电极，向两电极间施加驱动电压来产生库伦力而使压力室挠曲。

另外，作为致动器，也公知有使用了由加热器(电阻)实现的电热变换的致动器，但使用由压电元件实现的电动变换的方法由于每一个致动器的消耗电力大，所以作为利用了数字放大器的驱动电路44的用途，对于需要较多的电力消耗的压电方式的液体喷出装置特别有效。

(变形例5)

使用图1来进行说明。

在上述实施方式以及变形例中，将主基板50(驱动基板)用于打印用的墨水喷出用途，但并不限定于该用途，也可以用于喷射墨水以外的其他液体(除了液体以外，还包括分散有功能材料的粒子的液状体、凝胶等流状体)、液体以外的流体(作为流体流动而能够喷射的固体等)的液体喷射装置。例如，也可以是喷射以分散或者溶解的状态含有在制造液晶显示器、EL(电致发光)显示器、面发光显示器、彩色滤光片的制造等中使用的电极材、色材等材料的液状体的液状体喷射装置、喷射用于生物芯片制造的生物体有机物的液体喷射装置、作为精密移液器被使用而喷射成为试料的液体的液体喷射装置。并且，也可以是向手表、照相机等精密机械精确喷射润滑油的液体喷射装置、将用于形成光通信元件等所使用的微小半球透镜(光学透镜)等的紫外线固化树脂等透明树脂液向基板上喷射的液体喷射装置、为了蚀刻基板等喷射酸或者碱等蚀刻液的液体喷射装置、喷射凝胶的流状体喷射装置、喷射以调色剂等粉末为例子的固体的流体喷射式记录装置。

即使用于这些装置的情况下，由于也能够得到上述的散热的作用效果，所以能够得到与上述的实施方式以及变形例相同的效果。

附图标记说明：15…头基板；20…打印头单元；21…喷嘴板；22…行式头；23…打印头模块；24…基准孔；25…喷嘴；26…喷嘴列；28…流路单元；29…驱动单元；30…喷出单元；33…压电元件；36…压力室；44…头的驱动电路；50…作为驱动基板的主基板；51…FPC；54…驱动IC；55…开关电路；56…滤波电路；62…原驱动信号；67、70…电阻；68、71…晶体管；69…中间电位(中间节点)；73、75…电阻；72、74…电容器；76…线圈；76a…输入端子；76b…输出端子；77…电容器；78…驱动信号；85、87…TH(通孔)；89…导热部件；90…框架；97…发热区域；100…打印机；154…驱动IC安装区域；155…开关电路安装区域；156…滤波电路安装区域；169a…实心图案(表面)；169b…实心图案(背面)；VDDa…实心图案(表面)；VDDb…实心图案(背面)；GNDa…实心图案(表面)；GNDb…实心图案(背面)。

Claims (10)

1.一种液体喷出装置，其特征在于，具备：

A/D转换器，其以高频带对原驱动信号进行脉冲调制而生成调制信号；

晶体管，其对所述调制信号进行放大而生成放大调制信号；

滤波电路，其使所述放大调制信号平滑化而生成驱动信号；

喷出部，其被所述驱动信号驱动来进行喷出而喷出液滴；以及

基板，其被配置有所述A/D转换器和所述晶体管，

在所述基板中的所述A/D转换器与所述晶体管之间的区域形成有通孔。

2.一种液体喷出装置，其特征在于，具备：

A/D转换器，其以高频带对原驱动信号进行脉冲调制而生成调制信号；

晶体管，其对所述调制信号进行放大而生成放大调制信号；

滤波电路，其使所述放大调制信号平滑化而生成驱动信号；

喷出部，其被所述驱动信号驱动来进行喷出而喷出液滴；以及

基板，其被配置有所述晶体管和所述滤波电路，

在所述基板中的所述晶体管与所述滤波电路之间的区域形成有通孔。

3.根据权利要求1或者2所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述调制信号或者所述放大调制信号所含有的交流成分的频带为1MHz以上。

4.根据权利要求1或者2所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述调制信号或者所述放大调制信号所含有的交流成分的频带小于8MHz。

5.根据权利要求1或者2所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述通孔的数量比用于将所述晶体管安装于所述基板的安装用端子的数量多。

6.根据权利要求1或者2所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述通孔的数量比为了将所述晶体管以及所述滤波电路布线于所述基板所需要的通孔数量多。

7.根据权利要求1或者2所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述通孔形成于从所述晶体管中的所述安装用端子延伸的第1布线。

8.根据权利要求7所述的液体喷出装置，其特征在于，

在所述第1布线形成有比所述安装用端子宽的实心图案区域，所述通孔形成于所述实心图案区域。

9.一种驱动基板，其特征在于，具备：

A/D转换器，其以高频带对原驱动信号进行脉冲调制而生成调制信号；

晶体管，其对所述调制信号进行放大而生成放大调制信号；

滤波电路，其使所述放大调制信号平滑化而生成驱动信号；以及

基板，其被配置有所述A/D转换器和所述晶体管，

在所述基板中的所述A/D转换器与所述晶体管之间的区域形成有通孔。

10.一种驱动基板，其特征在于，具备：

A/D转换器，其以高频带对原驱动信号进行脉冲调制而生成调制信号；

晶体管，其对所述调制信号进行放大而生成放大调制信号；

滤波电路，其使所述放大调制信号平滑化而生成驱动信号；以及

基板，其被配置有所述晶体管和所述滤波电路，

在所述基板中的所述晶体管与所述滤波电路之间的区域形成有通孔。