CN108215493B - 液体喷出装置以及电路基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液体喷出装置,其能够实现安装有驱动电路的电路基板的小型化,并进一步抑制发热集中于特定位置的情况,且能够抑制因发热而引起的驱动电路的特性恶化。液体喷出装置具备:第一喷出部,其包括第一驱动元件,并通过第一驱动元件的驱动而喷出液体;第一驱动电路,其包括第一晶体管,并向第一驱动元件输出第一驱动信号;第二驱动电路,其包括第二晶体管,并向第一驱动元件输出第二驱动信号;电路基板,其上安装有第一驱动电路和第二驱动电路,第一驱动电路被安装于电路基板的第一面上,第二驱动电路被安装于电路基板的第二面上,在所述电路基板的俯视观察时,所述第一晶体管和所述第二晶体管被配置于不重叠的位置上。
Description
技术领域
本发明涉及液体喷出装置以及电路基板。
背景技术
在喷出油墨来对图像或文件进行印刷的喷墨打印机等的液体喷出装置中,已知一种使用了压电元件(例如压电元件)的液体喷出装置。压电元件对应于多个喷嘴中的每个喷嘴而被设置在头(喷墨头)上,通过使各个压电元件根据驱动信号而被驱动,从而以预定的定时从喷出部的喷嘴喷出预定量的油墨(液体),进而形成点。由于压电元件从电气特性来看是如电容器那样的电容性负载,因此,为了使各喷嘴的压电元件工作,而需要供给充分的电流。因此,在上述的液体喷出装置中,成为驱动电路向头供给通过放大电路而放大了的驱动信号从而对压电元件进行驱动的结构。
例如,由于喷墨打印机等的液体喷出装置并未与印刷的高速化或所印刷的图像的高分辨率化等相对应,因此有时需要设置多个包含多个头的头单元。而且,在设置有多个头单元的液体喷出装置中,一般设置有与多个头单元分别相对应的多个驱动电路。
例如,在专利文献1中,公开了在一个基板上安装有与多个头单元分别相对应的多个驱动电路的液体喷出装置。
但是,在专利文献1所记载的发明中,在设置有多个头单元的液体喷出装置中,一般设置有与多个头单元分别相对应的多个驱动电路,从而难以实现安装有驱动电路的电路基板的小型化。
另外,用于对包括喷出油墨的喷出部的头进行驱动的驱动信号为大振幅的信号,从而驱动电路在生成驱动信号时会发热。因此,通过使电路基板小型化,从而有可能因驱动电路的发热集中于电路基板而产生驱动电路的故障等不良现象。因此,为了使电路基板小型化,需要进行包括发热零件的配置在内的研究。
专利文献1:日本特开2010-221500号公报
发明内容
本发明是鉴于如上的问题而完成的发明,根据本发明的几种方式,提供能够使安装有驱动电路的电路基板小型化,并能够进一步通过使在驱动电路中产生的热量分散从而减少因发热引起的驱动电路的特性恶化的情况的液体喷出装置以及电路基板。
本发明为用于解决前文所述的课题中的至少一部分而完成的发明,并能够作为以下的方式或应用例来实现。
应用例1
本应用例所涉及的液体喷出装置具备:第一喷出部,其包括第一驱动元件,并通过所述第一驱动元件的驱动而喷出液体;第一驱动电路,其包括第一晶体管,并向所述第一驱动元件输出第一驱动信号;第二驱动电路,其包括第二晶体管,并向所述第一驱动元件输出第二驱动信号;电路基板,其上安装有所述第一驱动电路和所述第二驱动电路,所述第一驱动电路被安装于所述电路基板的第一面上,所述第二驱动电路被安装于所述电路基板的第二面上,在所述电路基板的俯视观察时,所述第一晶体管和所述第二晶体管被配置于不重叠的位置上。
第一驱动元件例如既可以为压电元件,也可以为发热元件。
根据本应用例所涉及的液体喷出装置,向第一驱动元件输出驱动信号的驱动电路通过被安装于电路基板的第一面和第二面上,从而能够实现电路基板的小型化。
而且,在第一面的驱动电路和第二面的驱动电路中,通过以隔着基板而不重叠的方式来配置被安装于各自的驱动电路上的零件中的发热最大的晶体管,从而能够使电路基板中产生的热量分散,由此能够减少因发热引起的驱动电路的故障以及特性的恶化的情况。
应用例2
在上述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,在所述电路基板的俯视观察时,所述第一驱动电路的安装区域和所述第二驱动电路的安装区域的至少一部分重叠。
根据本应用例所涉及的液体喷出装置,通过使驱动电路在电路基板的第一面和第二面上以至少一部分重叠的方式而配置,从而能够实现电路基板的进一步的小型化。
应用例3
在上述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,所述第一驱动电路包括:第一调制电路,其生成对第一源信号进行脉冲调制的第一调制信号;第一放大部,其包括所述第一晶体管和第三晶体管,并对所述第一调制信号进行放大而生成第一放大调制信号;第一解调电路,其对所述第一放大调制信号进行解调,并生成所述第一驱动信号,所述第二驱动电路包括:第二调制电路,其生成对第二源信号进行了脉冲调制的第二调制信号;第二放大部,其包括所述第二晶体管和第四晶体管,并对所述第二调制信号进行放大而生成第二放大调制信号;第二解调电路,其对所述第二放大调制信号进行解调,并生成所述第二驱动信号,在所述电路基板的俯视观察时,所述第一晶体管被配置于与所述第二晶体管和所述第四晶体管的双方不重叠的位置上,所述第三晶体管被配置于与所述第二晶体管和所述第四晶体管的双方不重叠的位置上。
本应用例所涉及的液体喷出装置的驱动电路以D级放大而生成驱动信号。通过使驱动电路以D级放大而生成驱动信号,从而与驱动电路以AB级放大而生成驱动信号的情况相比,能够使耗电或发热量较小,并能够削减散热用的散热器的数量和面积,从而能够减小驱动电路的尺寸和重量。因此,根据本应用例所涉及的液体喷出装置,能够实现进一步的小型化。
应用例4
在上述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,所述第一解调电路包括第一线圈,所述第二解调电路包括第二线圈,在所述电路基板的俯视观察时,所述第一线圈被配置于与所述第二线圈不重叠的位置上。
驱动电路中的线圈继晶体管之后而产生热量。根据本应用例所涉及的液体喷出装置,在电路基板上,通过将被安装于第一面上的驱动电路的线圈、和被安装于第二面上的驱动电路的线圈配置在隔着电路基板而不重叠的位置上,从而能够进一步分散电路基板中的热量。
另外,驱动电路中的线圈可能会因磁通泄漏等而相互干涉从而影响喷出特性。根据本应用例所涉及的液体喷出装置,通过以隔着电路基板而不重叠的方式来配置驱动电路中的线圈,从而能够对被设置于第一面上的线圈和被设置于第二面上的线圈的相互干涉进行抑制,并由此获得良好的喷出特性。
应用例5
在上述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,所述第一驱动信号和所述第二驱动信号互斥性地被输出至所述第一驱动元件。
驱动电路的发热的主要原因之一在于,从驱动电路被供给至第一驱动元件的电流所引起的发热。根据本应用例所涉及的液体喷出装置,被安装于双面上的驱动电路无需同时向第一驱动元件输出信号,从而能够抑制电流的消耗,由此能够进一步减少驱动电路的发热。
应用例6
在上述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,所述第一驱动信号的振幅大于所述第二驱动信号的振幅。
在驱动电路输出相同的电流的情况下,输出振幅较大的驱动信号的驱动电路的发热进一步变大。根据本应用例所涉及的液体喷出装置,通过将驱动信号的振幅、即发热量不同的驱动电路安装在电路基板的第一面和第二面上,从而能够利用第一面和第二面而使由驱动电路产生的热量进一步分散。
应用例7
在上文所述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,还具备第二喷出部和第三驱动电路,所述第二喷出部包括第二驱动元件并通过所述第二驱动元件的驱动而喷出液体,所述第三驱动电路包括第五晶体管并向所述第二驱动元件输出第三驱动信号,所述第三驱动电路被安装于所述电路基板的第一面上,所述第一驱动信号的振幅大于所述第三驱动信号的振幅。
根据本应用例所涉及的液体喷出装置,通过将向第一驱动元件输出振幅较大的驱动信号的驱动电路、和向第二驱动元件输出振幅较小的驱动信号的驱动电路安装于电路基板的同一面上,从而能够在发热量较大的驱动电路不会集中地配置在电路基板的同一面上的条件下,使由驱动电路产生的热量进一步分散。
应用例8
在上文所述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,还具备第三喷出部和第四驱动电路,所述第三喷出部包括第三驱动元件并通过所述第三驱动元件的驱动而喷出液体,所述第四驱动电路包括第六晶体管并向所述第三驱动元件输出第四驱动信号,所述第四驱动电路被安装于所述电路基板的第一面上,所述第四驱动信号的振幅大于所述第三驱动信号的振幅,所述第一晶体管与所述第五晶体管之间的距离短于所述第一晶体管与所述第六晶体管之间的距离。
根据本应用例所涉及的液体喷出装置,在设置有多个驱动电路的电路基板上,输出振幅较大的驱动信号的驱动电路、和输出振幅较小的驱动信号的驱动电路被交替地配置在电路基板的同一面上。
因此,根据本应用例所涉及的液体喷出装置,能够在发热量较大的驱动电路不会集中地配置在电路基板的同一面上的条件下,使由驱动电路产生的热量进一步分散。
应用例9
在上文所述的应用例所涉及的液体喷出装置中,也可以采用如下方式,即,所述第一喷出部和所述电路基板被搭载于可动式的滑架上。
根据本应用例所涉及的液体喷出装置,由于能够缩短从驱动电路起至喷出部为止的配线长度,因此,能够向驱动元件施加波形精度较好的驱动信号,从而能够高精度地实施液体的喷出。
应用例10
本应用例所涉及的电路基板包括:第一驱动电路,其包括第一晶体管,并输出对驱动元件进行驱动的第一驱动信号;第二驱动电路,其包括第二晶体管,并输出对所述驱动元件进行驱动的第二驱动信号,所述第一驱动电路被安装于第一面上,所述第二驱动电路被安装于第二面上,在俯视观察时,所述第一晶体管和所述第二晶体管被配置于不重叠的位置上。
根据本应用例所涉及的电路基板,通过将向驱动元件输出驱动信号的驱动电路安装于电路基板的第一面和第二面上,从而能够实现电路基板的小型化。
而且,在第一面的驱动电路和第二面的驱动电路上,通过以隔着基板而不重叠的方式来配置被安装于各自的驱动电路上的零件中的发热最大的晶体管,从而能够使电路基板中产生的热分散,由此能够减少因发热引起的驱动电路的故障以及特性的恶化的情况。
附图说明
图1为表示液体喷出装置的结构的侧视模式图。
图2为表示液体喷出装置的内部结构的主视图。
图3为表示液体喷出装置的电气结构的框图。
图4为表示液体喷出装置的电气结构的框图。
图5为表示驱动电路的电路结构的图。
图6为用于对驱动电路的动作进行说明的图。
图7为表示滑架周围的结构的侧视模式图。
图8为表示滑架的内部结构的模式立体图。
图9为表示头单元的喷出部的模式图。
图10为表示头中的喷出部的结构的图。
图11为表示驱动信号COMA、COMB的波形等的图。
图12为表示驱动电压Vout的波形的图。
图13为表示第一实施方式中的驱动电路单元的基板结构的图。
图14为表示第二实施方式中的驱动电路单元的基板结构的图。
具体实施方式
以下,利用附图,对本发明的优选的实施方式进行详细说明。所使用的附图是为了便于说明而参照的图。并且,以下所说明的本实施方式并非对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当限定的方式。另外,以下所说明的全部结构也并不一定都是本发明的必要结构要件。
1.第一实施方式
1-1.液体喷出装置的概要
作为本实施方式所涉及的液体喷出装置的一个示例的印刷装置为,通过根据从外部的主计算机供给的图像数据而喷出油墨,从而在纸等印刷介质上形成油墨点组,由此印刷与该图像数据相对应的图像(包括文字、图形等)的喷墨打印机。
并且,作为液体喷出装置,例如,可以列举出打印机等印刷装置、在液晶显示器等的滤色器的制造中所使用的颜色材料喷出装置、在有机EL(Electro Luminescence,电致发光)显示器、FED(面发光显示器)等的电极形成中所使用的电极材料喷出装置、在生物芯片制造中所使用的生物体有机物喷出装置、立体造形装置(所谓的3D打印机)、印染装置等。
另外,虽然在本实施方式中以驱动电路对作为驱动元件的压电元件(电容性负荷)进行驱动的压电方式的液体喷出装置为例,但本发明也能够应用于驱动电路对电容性负载以外的驱动元件进行驱动的液体喷出装置中。作为这样的液体喷出装置,例如,可以列举出如下的液体喷出装置等,即,驱动电路对作为驱动元件的发热元件(例如,电阻)进行驱动,并利用通过发热元件被加热而产生的泡沫从而喷出液体的热敏式(泡沫方式)的液体喷出装置。
如图1所示,液体喷出装置1具备对介质M进行放卷的放卷部12、对介质M进行支承的支承部13、对介质M进行输送的输送部14、对介质M进行印刷的印刷部15、向印刷部15吹送气体的吹送部16、对这些结构进行控制的控制部100。
并且,在以下的说明中,将液体喷出装置1的宽度方向(在图1中为纸面垂直方向)设为“扫描方向X”,将液体喷出装置1的纵深方向(在图1中为纸面左右方向)设为“前后方向Y”,将液体喷出装置1的高度方向(在图1中为纸面上下方向)设为“铅直方向Z”,将输送介质M的方向设为“输送方向F”。扫描方向X、前后方向Y以及铅直方向Z为相互交叉(正交)的方向,输送方向F为与扫描方向X交叉(正交)的方向。
放卷部12具有保持部件18,所述保持部件18以能够使将介质M卷叠了的卷筒体R旋转的方式而对其进行保持。在保持部件18上,保持有种类不同的介质M或扫描方向X上的尺寸不同的卷筒体R。而且,在放卷部12中,通过使卷筒体R向一个方向(在图1中为逆时针方向)旋转,从而使从卷筒体R开卷了的介质M向支承部13被放卷。
支承部13具备从输送方向上游向输送方向下游而构成介质M的输送路径的第一支承部25、第二支承部26、以及第三支承部27。第一支承部25将从放卷部12被放卷了的介质M向第二支承部26进行引导,第二支承部26对被实施印刷的介质M进行支承,第三支承部27将印刷完毕的介质M向输送方向下游进行引导。
在第一支承部25、第二支承部26、以及第三支承部27中的与介质M的输送路径侧相反的一侧处,设置有对第一支承部25、第二支承部26以及第三支承部27进行加热的加热部22。加热部22通过对第一支承部25、第二支承部26以及第三支承部27进行加热,从而间接地对被支承于这些第一支承部25、第二支承部26以及第三支承部27上的介质M进行加热。加热部22例如由电热线(加热器线)等构成。
输送部14具备对介质M施加输送力的输送辊23、将介质M按压在输送辊23上的从动辊24、对输送辊23进行驱动的输送电机41。输送辊23以及从动辊24为以扫描方向X作为轴向的辊。
输送辊23被配置于介质M的输送路径的铅直下方,从动辊24被配置于介质M的输送路径的铅直上方。输送电机41例如由电机以及减速器等构成。而且,在输送部14中,通过在由输送辊23以及从动辊24夹持着介质M的状态下使输送辊23旋转,从而将介质M向输送方向F进行输送。
如图1以及图2所示,印刷部15具备沿着扫描方向X而延伸的导向部件30、以能够沿着扫描方向X而移动的方式被支承于导向部件30上的滑架29、被支承于滑架29上并且向介质M喷出油墨的多个(在本实施方式中为五个)的头单元32、使滑架29在扫描方向X上移动的滑架电机31。
而且,印刷部15具备被支承于滑架29上并且分别对多个头单元32进行驱动的多个(在本实施方式中为五个)驱动电路单元37、对各个驱动电路单元37进行收纳的散热外壳34、实施各个头单元32的维护的维护单元80。
驱动电路单元37经由柔性扁平电缆190而与控制部100电连接。
多个头单元32以在扫描方向X上等间隔地排列的状态而被支承于滑架29内的下部,并且各个头单元32的下端部从滑架29的下表面向外部突出。喷出油墨的多个喷出部600在被排列于前后方向Y上的状态下,于各个头单元32的下表面上开口。并且,关于印刷部15、以及滑架29的详细情况将在后文所述。
维护单元80以在扫描方向X上与第二支承部26相邻的方式被设置。维护单元80执行用于使喷出部600中的油墨的喷出状态恢复正常的维护处理。
吹送部16具有使筐体44的内外连通的管道51、和被设置于管道51内的吹送风扇52。管道51具有朝向滑架29的移动区域W而开口的送风口53。管道51的送风口53以在铅直方向Z上与配置在滑架29上的散热外壳34重叠的方式而被配置。
吹送部16以在滑架29的移动区域W的铅直上方沿着移动区域W(扫描方向X)排列有多个的方式而设置。因此,吹送部16能够朝向滑架29的移动区域W的整个区域而吹送气体(空气)。即,吹送部16沿着滑架29的移动路径而配置,并作为通过向散热外壳34吹送气体从而间接地对散热外壳34内的各个驱动电路单元37进行冷却的气流产生部而发挥功能。
1-2.液体喷出装置的电气结构
图3以及图4为表示液体喷出装置1的电气结构的框图。
如图3所示,在液体喷出装置1中,控制单元10和驱动电路单元37经由柔性扁平电缆190以及驱动电路输入连接器71而被连接,驱动电路单元37和头单元32经由驱动电路输出连接器72、连接电缆47以及头单元输入连接器73而被连接。
控制单元10具有控制部100、滑架电机驱动器35和输送电机驱动器45。其中,控制部100在从主计算机被供给图像数据时,输出用于对各部进行控制的各种控制信号等。
详细而言,控制部100对滑架29的扫描位置(当前位置)进行掌握。而且,控制部100根据滑架29的扫描位置而向滑架电机驱动器35供给控制信号Ctr1。滑架电机驱动器35根据该控制信号Ctr1而对滑架电机31进行驱动。由此,滑架29向扫描方向X的移动得到控制。
另外,控制部100向输送电机驱动器45供给控制信号Ctr2。输送电机驱动器45根据该控制信号Ctr2而对输送电机41进行驱动。由此,介质M向输送方向F的移动得到控制。
另外,控制部100经由柔性扁平电缆190而向驱动电路单元37供给时钟信号Sck、数据信号Data、控制信号LAT、CH、数字的数据dA1、dB1、dA2、dB2、dA3、dB3、dA4、dB4。
另外,控制部100使维护单元80执行用于使喷出部600中的油墨的喷出状态恢复正常的维护处理。维护单元80也可以具有清洁机构81,所述清洁机构81用于实施通过管泵(省略图示)而对喷出部600内的增稠了的油墨或气泡等进行抽吸的清洁处理(泵吸处理),以作为维护处理。另外,维护单元80也可以具有擦拭机构82,所述擦拭机构82用于实施通过擦拭器部件而将附着于喷出部600的喷嘴附近的纸粉等异物擦除的擦拭处理,以作为维护处理。
并且,虽然在本实施方式中,如前文所述,五个驱动电路单元37以及五个头单元32被设置于滑架29上,但是由于它们均为相同的结构,因此,在图3以及图4中,以一个驱动电路单元37以及一个头单元32为代表来进行说明,并省略剩余的驱动电路单元37以及头单元32的图示以及说明。
图4为表示驱动电路单元37以及头单元32的电气结构的框图。驱动电路单元37被构成为,包括驱动电路50-a1、50-b1、50-a2、50-b2、50-a3、50-b3、50-a4、50-b4。
虽然关于详细情况将在后文所述,但驱动电路50-a1和50-b1对被设置于头单元32上的头20-1所具备的多个喷出部600进行驱动,并生成使油墨(液体)喷出的驱动信号COMA1以及COMB1。具体而言,驱动电路50-a1在对数据dA1进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMA1,并向头20-1进行供给,同样,驱动电路50-b1在对数据dB1进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMB1,并向头20-1进行供给。
另外,驱动电路50-a2和50-b2对被设置于头单元32上的头20-2所具备的多个喷出部600进行驱动,并生成使油墨(液体)喷出的驱动信号COMA2以及COMB2。具体而言,驱动电路50-a2在对数据dA2进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMA2,并向头20-2进行供给,同样,驱动电路50-b2在对数据dB2进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMB2,并向头20-2进行供给。
另外,驱动电路50-a3和50-b3对被设置于头单元32上的头20-3所具备的多个喷出部600进行驱动,并生成使油墨(液体)喷出的驱动信号COMA3以及COMB3。具体而言,驱动电路50-a3在对数据dA3进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMA3,并向头20-3进行供给,同样,驱动电路50-b3在对数据dB3进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMB3,并向头20-3进行供给。
另外,驱动电路50-a4和50-b4对被设置于头单元32上的头20-4所具备的多个喷出部600进行驱动,并生成使油墨(液体)喷出的驱动信号COMA4以及COMB4。具体而言,驱动电路50-a4在对数据dA4进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMA4,并向头20-4进行供给,同样,驱动电路50-b4在对数据dB4进行了模拟转换之后,生成D级放大了的驱动信号COMB4,并向头20-4进行供给。
在此,数据dA1、dA2、dA3、dA4对向头单元32供给的驱动信号中的驱动信号COMA1、COMA2、COMA3、COMA4的波形进行规定。另外,数据dB1、dB2、dB3、dB4对向头单元32供给的驱动信号中的驱动信号COMB1、COMB2、COMB3、COMB4的波形进行规定。
即,根据本实施方式,在驱动电路单元37中,根据四组数据dA1、dB1、数据dA2、dB2、数据dA3、dB3,数据dA4、dB4的各组数据、四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4而分别输出驱动信号COMA1、COMB1、驱动信号COMA2、COMB2、驱动信号COMA3、COMB3、驱动信号COMA4、COMB4,从而使四个头20-1、头20-2、头20-3、头20-4中的每个头驱动。
在无需对驱动信号COMA1、COMA2、COMA3、COMA4进行特别区分的情况(例如对后文所述的图5、图11、图12进行说明的情况)下,省略“数字”以后的部分,并仅以符号作为“驱动信号COMA”来进行说明,在无需对驱动信号COMB1、COMB2、COMB3、COMB4进行特别区分的情况(例如对后文所述的图5、图11、图12进行说明的情况)下,省略“数字”以后的部分,并简称为“驱动信号COMB”来进行说明。
另外,关于驱动电路50-a1、50-b1、50-a2、50-b2、50-a3、50-b3、50-a4、50-b4,仅在所输入的数据以及所输出的驱动信号的波形上不同,而如后文所述,电路的结构是相同的。因此,在无需对驱动电路50-a1、50-b1、50-a2、50-b2、50-a3、50-b3、50-a4、50-b4进行特别区分的情况(例如对后文所述的图5进行说明的情况)下,省略“-(连字符)”以后的部分,并简称为“驱动电路50”来进行说明。
而且,同样,在无需对头20-1、头20-2、头20-3、头20-4进行特别区分的情况(例如对后文所述的图9进行说明的情况)下,省略“-”以后的部分,并简称为“头20”来进行说明。
头单元32被构成为,包括选择控制部210、多个选择部230和多个头20。
选择控制部210通过从控制部100被供给的时钟信号Sck、数据信号Data以及控制信号LAT、CH,而指示针对选择部230中的每一个而应当选择(或者,应当不选择)驱动信号COMA、COMB中的哪一个。
选择部230中的每一个根据选择控制部210的指示而对驱动信号COMA、COMB进行选择,并作为驱动信号COMA、COMB而供给至头20所具有的压电元件60各自的一端。并且,在图4中,将该驱动信号的电压标记为驱动电压Vout。另外,压电元件60各自的另一端被共同施加有标准电压VBS。
另外,虽然将在后文中叙述,但压电元件60通过被施加有驱动信号COMA、COMB而进行位移。压电元件60以与头20中的多个喷出部600分别对应的方式而设置。而且,压电元件60根据由选择部230所选择的驱动电压Vout与标准电压VBS之差而进行位移,从而使油墨喷出。
1-3.驱动电路的电气结构
图5为表示驱动电路50的电路结构的图。并且,虽然在图5中以用于输出驱动信号COMA的结构作为代表来进行例示,但在用于输出驱动信号COMB的结构中也是相同的。
如图5所示,驱动电路50除了集成电路装置500和输出电路550之外,还由电阻和电容器等各种元件构成。
本实施方式中的集成电路装置500具备调制部510和栅极驱动器520。
集成电路装置500为,根据从控制部100经由端子D0~D9而输入的10位的数据dA(或dB)(“第一源信号”以及“第二源信号”的一个示例)而向高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702分别输出栅极信号(放大控制信号)的装置。因此,集成电路装置500包括DAC(Digital to Analog Converter,模拟数字转换器)511、加法器512、加法器513、比较器514、积分衰减器516、衰减器517、反相器515、高电位侧栅极驱动器521、低电位侧栅极驱动器522、第一电源部530、升压电路540、基准电压生成部580。
基准电压生成部580生成第一基准电压DAC_HV(高电压侧基准电压)和第二基准电压DAC_LV(低电压侧基准电压),并DAC511进行供给。
DAC511将对驱动信号COMA的波形进行规定的数据dA转换为第一基准电压DAC_HV与第二基准电压DAC_LV之间的电压的原始驱动信号Aa,并向加法器512的输入端(+)进行供给。并且,该原始驱动信号Aa的电压振幅的最大值以及最小值分别由第一基准电压DAC_HV以及第二基准电压DAC_LV来决定(例如1~2V左右),并且对该电压进行了放大的的信号成为驱动信号COMA。也就是说,原始驱动信号Aa为,成为驱动信号COMA的放大前的目标的信号。
在本实施方式中,调制部510(“第一调制电路”以及“第二调制电路”的一个示例)生成对所输入的数据dA(“第一源信号”以及“第二源信号”的一个示例)进行了脉冲调制的调制信号Ms(“第一调制信号”以及“第二调制信号”的一个示例)。
调制部510被构成为,包括加法器512、513、比较器514、反相器515、积分衰减器516、衰减器517。
积分衰减器516对经由端子Vfb而输入了的端子Out的电压、即驱动信号COMA进行衰减,并进行积分,从而向加法器512的输入端(-)进行供给。
加法器512将从输入端(+)的电压中减去输入端(-)的电压后进行了积分而得到的电压的信号Ab向加法器513的输入端(+)进行供给。
并且,从DAC511到达反相器515的电路的电源电压为低振幅的3.3V(从电源端子Vdd被供给的电源电压VDD)。因此,由于相对于原始驱动信号Aa的电压最大也就是2V左右的情况,而存在驱动信号COMA的电压最大超过40V的情况,因此,在求取偏差时将两个电压的振幅范围合在一起,由此通过积分衰减器516而使驱动信号COMA的电压衰减。
衰减器517对经由端子Ifb而输入的驱动信号COMA的高频成分进行衰减,从而向加法器513的输入端(-)进行供给。加法器513将从输入端(+)的电压中减去输入端(-)的电压而得到的电压的信号As供给至比较器514。衰减器517的功能为调制增益(灵敏度)的调节。即,虽然调制信号Ms的频率和占空比会随着数据dA(源信号)而发生变化,但衰减器517会对这些变化量进行调节。
从加法器513被输出的信号As的电压为,从原始驱动信号Aa的电压中减去被供给至端子Vfb的信号的衰减电压,并减去被供给至端子Ifb的信号的衰减电压而得到的电压。因此,能够将由加法器513而得到的信号As的电压称为,通过该驱动信号COMA的高频成分而对从作为目标的原始驱动信号Aa的电压中减去从端子Out被输出的驱动信号COMA的衰减电压而得到的偏差进行了补正的信号。
比较器514根据由加法器513得到的减法电压而输出以如下方式进行了脉冲调制的调制信号Ms。详细而言,如果从加法器513被输出的信号As处于电压上升时,则在成为电压阈值Vth1以上时比较器514输出成为高电平的调制信号Ms,如果信号As处于电压下降时,则在低于电压阈值Vth2时比较器514输出成为低电平的调制信号Ms。并且,如后文所述,电压阈值被设定为Vth1>Vth2这样的关系。
由比较器514输出的调制信号Ms经过由反相器515实施的逻辑反转,而被供给至低电位侧栅极驱动器522。另一方面,在高电位侧栅极驱动器521上,未经逻辑反转而被供给有调制信号Ms。因此,被供给至高电位侧栅极驱动器521和低电位侧栅极驱动器522的逻辑电平存在互斥的关系。
实际上,也可以对被供给至高电位侧栅极驱动器521以及低电位侧栅极驱动器522的逻辑电平进行定时控制,以便不同时成为高电平(以使高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702不同时导通)。因此,此处所说的互斥性,严格意义上来讲,是指不会同时成为高电平(高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702不会同时导通)。
可是,虽然此处所说的调制信号在狭义上为调制信号Ms,但是如果考虑到根据原始驱动信号Aa而进行脉冲调制的情况,则调制信号Ms的否定信号也被包含在调制信号中。即,在根据原始驱动信号Aa而进行了脉冲调制的调制信号中,不仅包括调制信号Ms,也包括使该调制信号Ms的逻辑电平反转的信号或被实施了定时控制的信号。
并且,由于比较器514输出调制信号Ms,因此,直至该比较器514或反相器515为止的电路、即加法器512、加法器513、比较器514、反相器515、积分衰减器516和衰减器517相当于生成调制信号的调制部510。
放大部590(“第一放大部”以及“第二放大部”的一个示例)包括高电位侧晶体管701(“第一晶体管”以及“第二晶体管”的一个示例)和低电位侧晶体管702(“第三晶体管”以及“第四晶体管”的一个示例),并对调制信号Ms进行放大来生成放大调制信号(“第一放大调制信号”以及“第二放大调制信号”的一个示例)。
高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702根据从集成电路装置500所包含的高电位侧栅极驱动器521以及低电位侧栅极驱动器522被输出的放大控制信号而进行驱动。
高电位侧栅极驱动器521将作为比较器514的输出信号的低逻辑振幅电平移位至高逻辑振幅,并将其从端子Hdr输出。高电位侧栅极驱动器521的电源电压中的高位侧为经由端子Bst而被施加的电压,低位侧为经由端子Sw而被施加的电压。端子Bst与电容元件C5的一端以及逆流防止用的二极管D10的阴极连接。端子Sw与高电位侧晶体管701中的源极、低电位侧晶体管702中的漏极、电容元件C5的另一端以及电感器710的一端连接。二极管D10的阳极与端子Gvd的一端连接,并被施加有升压电路540所输出的电压Vm(例如7.5V)。因此,端子Bst与端子Sw的电位差大致等于电容元件C5的两端的电位差、即电压Vm(例如7.5V)。
低电位侧栅极驱动器522在与高电位侧栅极驱动器521相比靠低电位侧进行工作。低电位侧栅极驱动器522将作为反相器515的输出信号的低逻辑振幅(低电平:0V、高电平:3.3V)电平移位至高逻辑振幅(例如低电平:0V、高电平:7.5V),并将其从端子Ldr输出。在低电位侧栅极驱动器522的电源电压中,作为高位侧而被施加有电压Vm(例如7.5V),作为低位侧经由接地端子Gnd而被施加有零电压。即,接地端子Gnd与地面接地。另外,端子Gvd与二极管D10的阳极连接。
高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702例如为N沟道型的FET(Field EffectTransistor,场效应晶体管)。其中,在高电位侧晶体管701中,在漏极上被施加有电压Vh(例如42V),栅电极经由电阻R1而与端子Hdr连接。关于低电位侧晶体管702,栅电极经由电阻R2而与端子Ldr连接,源极与地面接地。
因此,当高电位侧晶体管701断开而低电位侧晶体管702导通时,端子Sw的电压成为0V,并且在端子Bst上施加有电压Vm(例如7.5V)。另一方面,当高电位侧晶体管701导通而低电位侧晶体管702断开时,在端子Sw上施加有Vh(例如42V),并且在端子Bst上被施加有Vh+Vm(例如49.5V)。
即,由于将电容元件C5作为浮置电源,并根据高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的动作而使基准电位(端子Sw的电位)向0V或Vh(例如42V)发生变化,因此,高电位侧栅极驱动器521输出低电平在0V附近且高电平在Vm(例如7.5V)附近、或低电平在Vh(例如42V)附近且高电平在Vh+Vm(例如49.5V)附近的放大控制信号。与此相对,由于无关乎高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的动作而使基准电位(接地端子Gnd的电位)固定为0V,因此,低电位侧栅极驱动器522输出低电平在0V附近且高电平在Vm(例如7.5V)附近的放大控制信号。
通过根据从高电位侧栅极驱动器521以及低电位侧栅极驱动器522被输出的放大控制信号来进行驱动,从而高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702输出对调制信号Ms被放大了的放大调制信号。即,高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702相当于放大部590。
低通滤波器560(“第一解调电路”以及“第二解调电路”的一个示例)对所述放大调制信号(“第一放大调制信号”以及“第二放大调制信号”的一个示例)进行解调,并生成驱动信号COMA(或COMB)(“第一驱动信号”以及“第二驱动信号”的一个示例)。
低通滤波器560被构成为,包括电感器710和电容元件C1。
如前文所述,电感器710的一端与端子Sw、高电位侧晶体管701中的源极、低电位侧晶体管702中的漏极、电容元件C5的另一端连接,并被输入有调制放大信号。
电感器710的另一端为由该驱动电路50输出的端子Out,并且驱动信号COMA(或COMB)从该端子Out被供给至选择部230的各个选择部。
端子Out分别与电容元件C1的一端、电容元件C2的一端、电阻R3的一端连接。其中,电容元件C1的另一端与地面接地。因此,电感器710和电容元件C1作为使出现在高电位侧晶体管701与低电位侧晶体管702的连接点处的放大调制信号平滑化并进行解调的低通滤波器(Low Pass Filter)而发挥功能。
电阻R3的另一端与端子Vfb以及电阻R4的一端连接,并且在该电阻R4的另一端被施加有电压Vh。由此,从端子Out通过了第一反馈电路570(由电阻R3、电阻R4构成的电路)的驱动信号COMA被上拉并反馈至端子Vfb。
另一方面,电容元件C2的另一端与电阻R5的一端和电阻R6的一端连接。其中,电阻R5的另一端与地面接地。因此,电容元件C2和电阻R5作为使来自端子Out的驱动信号COMA中的截止频率以上的高频成分通过的高通滤波器(High Pass Filter)而发挥功能。并且,高通滤波器的截止频率例如被设定为大约9MHz。
另外,电阻R6的另一端与电容元件C4的一端和电容元件C3的一端连接。其中,电容元件C3的另一端接地于地面。因此,电阻R6和电容元件C3作为使通过了上述的高通滤波器的信号成分中的、截止频率以下的低频成分通过的低通滤波器(Low Pass Filter)而发挥功能。并且,LPF的截止频率例如被设定为大约160MHz。
由于上述高通滤波器的截止频率被设定为低于上述低通滤波器的截止频率,因此,高通滤波器和低通滤波器作为使驱动信号COMA中的预定的频带的高频成分通过的带通滤波器(Band Pass Filter)而发挥功能。
电容元件C4的另一端与集成电路装置500的端子Ifb连接。由此,通过了作为上述带通滤波器而发挥功能的第二反馈电路572(由电容元件C2、电阻R5、电阻R6、电容元件C3以及电容元件C4构成的电路)的驱动信号COMA的高频成分中的直流成分被截断并反馈至端子Ifb。
可是,从端子Out被输出的驱动信号COMA为,通过由电感器710以及电容元件C1构成的低通滤波器560而使高电位侧晶体管701和低电位侧晶体管702的连接点(端子Sw)中的放大调制信号平滑化的信号。由于该驱动信号COMA在经由端子Vfb而被实施了积分或减法运算之后被反馈至加法器512,因此,以由反馈的延迟(由电感器710以及电容元件C1的平滑化而引起的延迟、和由积分衰减器516而形成的延迟之和)和反馈的传递函数所确定的频率来进行自激振荡。
但是,由于经由端子Vfb的反馈路径的延迟量较大,因此,有时仅在经由该端子Vfb的反馈中,无法将自激振荡的频率提高至可充分确保驱动信号COMA的精度的程度。
因此,在本实施方式中,通过在经由端子Vfb的路径以外,设置经由端子Ifb而对驱动信号COMA的高频成分进行反馈的路径,从而减小从电路整体来看时的延迟。因此,与不存在经由端子Ifb的路径的情况相比,能够将在信号Ab上加上驱动信号COMA的高频成分而得到的信号As的频率提高至能够充分确保驱动信号COMA的精度的程度。
图6为,表示将信号As和调制信号Ms的波形与原始驱动信号Aa的波形相关联的图。
如图6所示,信号As为三角波,其振荡频率根据原始驱动信号Aa的电压(输入电压)而发生变动。具体而言,在输入电压为中间值的情况下,其振荡频率变为最高,并随着输入电压从中间值起变高或变低,其振荡频率变低。
另外,在信号As中,如果输入电压在中间值附近,则三角波的斜率在上升(电压的上升)和下降(电压的下降)时大致相等。因此,作为通过比较器514而将信号As与电压阈值Vth1、Vth2进行了比较的结果的调制信号Ms的占空比成为大致50%。当输入电压从中间值起变高时,信号As的下降斜率变缓。因此,调制信号Ms成为高电平的期间相对变长,且占空比变大。另一方面,随着输入电压从中间值起变低,信号As的上升的斜率变缓。因此,调制信号Ms成为高电平的期间相对变短,且占空比变小。
因此,调制信号Ms成为如下的脉冲密度调制信号。即,调制信号Ms的占空比在输入电压的中间值处为大致50%,并且调制信号Ms的占空比随着输入电压变得高于中间值而变大,并随着输入电压变得低于中间值而变小。
高电位侧栅极驱动器521根据调制信号Ms而使高电位侧晶体管701导通或断开。即,如果调制信号Ms为高电平,则高电位侧栅极驱动器521使高电位侧晶体管701导通,如果调制信号Ms为低电平,则高电位侧栅极驱动器521使高电位侧晶体管701断开。低电位侧栅极驱动器522根据调制信号Ms的逻辑反转信号而使低电位侧晶体管702导通或断开。即,如果调制信号Ms为高电平,则低电位侧栅极驱动器522使低电位侧晶体管702断开,如果调制信号Ms为低电平,则低电位侧栅极驱动器522使低电位侧晶体管702导通。
因此,通过电感器710以及电容元件C1而使高电位侧晶体管701和低电位侧晶体管702的连接点处的放大调制信号平滑化了的驱动信号COMA的电压,随着调制信号Ms的占空比变大而升高,并随着占空比变小而降低,因此,其结果为,驱动信号COMA被控制成为将原始驱动信号Aa的电压放大后的信号,并被输出。
由于该驱动电路50使用脉冲密度调制,因此,调制频率与固定的脉冲宽度调制相比,具有能够大幅度地取得占空比的变化幅度的优点。
即,由于能够由电路整体来处理的最小的正脉冲宽度和负脉冲宽度被该电路特性而限制,因此,在频率固定的脉冲宽度调制中,作为占空比的变化幅度而只能够确保预定的范围(例如从10%至90%的范围)。与此相对,由于在脉冲密度调制中,随着输入电压从中间值偏离,振荡频率会变低,因此,在输入电压较高的区域内,能够进一步增大占空比,另外,在输入电压较低的区域内,能够进一步减小占空比。因此,在自激振荡型脉冲密度调制中,作为占空比的变化幅度,能够确保更宽的范围(例如从5%至95%的范围)。
另外,驱动电路50为,包括传输驱动信号COMA、调制信号Ms以及放大调制信号的信号路径并进行自激振荡的自激振荡电路,并且无需如他激振荡那样生成较高频率的输送波。因此,具有如下的优点,即,容易实现除了处理高电压的电路以外的、即集成电路装置500的部分的集成化。
而且,由于在驱动电路50中,作为驱动信号COMA的反馈路径,不仅存在经由端子Vfb的路径,还存在经由端子Ifb而对高频成分进行反馈的路径,因此,从电路整体来看时的延迟变小。因此,由于自激振荡的频率变高,因此,驱动电路50能够高精度地生成驱动信号COMA。
返回至图5,在图5所示的示例中,电阻R1、电阻R2、放大部590、电容元件C5、二极管D10以及低通滤波器560作为输出电路550而被构成,所述输出电路550根据调制信号而生成放大控制信号,并根据放大控制信号而生成驱动信号COMA,从而将其输出至压电元件60。
第一电源部530对压电元件60的与被施加有驱动信号COMA的端子不同的端子施加信号。第一电源部530例如由如带隙基准电路那样的恒压电路构成。第一电源部530从端子Vbs输出基准电压VBS。在图5所示的示例中,第一电源部530以接地端子Gnd的接地电位为基准而生成基准电压VBS。
升压电路540向栅极驱动器520进行电源供给。在图5所示的示例中,升压电路540对以接地端子Gnd的接地电位为基准而从电源端子Vdd被供给的电源电压VDD进行升压,并生成成为低电位侧栅极驱动器522的高电位侧的电源电压的电压Vm。虽然升压电路540能够由电荷泵电路或开关调节器等构成,但是与由开关调节器构成的情况相比,由电荷泵电路构成的升压电路540能够抑制噪声的产生。因此,由于驱动电路50能够更高精度地生成驱动信号COMA,从而能够高精度地对被施加于压电元件60的电压进行控制,因此,能够提高液体的喷出精度。另外,由于通过由电荷泵电路构成栅极驱动器520的电源生成部而实现了小型化,因此能够搭载于集成电路装置500上,从而与在集成电路装置500的外部构成栅极驱动器520的电源生成部的情况相比,能够在整体上大幅地削减驱动电路50的电路面积。
在本实施方式中,驱动电路50以D级放大而生成驱动信号COMA。通过以D级放大而生成驱动信号COMA(或COMB),从而与以AB级放大而生成驱动信号COMA(或COMB)的情况相比,消耗电力或发热量变小,由此能够削减所使用的散热用的散热器的数量及面积,并能够减小尺寸及重量。
1-4.滑架的结构
如图7所示,滑架29具备观察扫描方向X时的截面呈L字状的滑架主体38和罩部件39,所述罩部件39以拆装自如的方式而被安装于滑架主体38上并与滑架主体38一起形成封闭空间。
如图7以及图8所示,在滑架29的后部的上端部,固定有以接触状态而对各个驱动电路单元37进行收纳的长方体状的散热外壳34的前端部。因此,各个驱动电路单元37经由散热外壳34而被支承于滑架29上。各个驱动电路单元37以在扫描方向X上等间隔地排列的状态而被支承于散热外壳34内。在各个驱动电路单元37上,安装有释放出由各个驱动电路单元37产生的热量的散热板42。
在此,散热外壳34为用于向外部散发由各个驱动电路单元37产生的热量的结构,并且优选为以如下方式构成。即,为了增大来自各个驱动电路单元37的热量传递,优选为,增大散热外壳34与各个驱动电路单元37的接触面积。另外,为了易于从与各个驱动电路单元37相接的内侧向与外部大气相接的外侧传导热量,优选为,散热外壳34由铝等热传导率较高的金属材料形成。而且,为了增多向外部大气散热的散热量,优选为,散热外壳34在外侧设置散热风扇,从而增大与外部大气相接的面积。
各个驱动电路单元37经由控制部100、柔性扁平电缆190以及驱动电路输入连接器71而被电连接,并从控制部100接收时钟信号Sck、数据信号Data、控制信号LAT、CH、数字数据dA1、dB1、dA2、dB2、dA3、dB3、dA4、dB4。
另外,各个驱动电路单元37具有驱动电路输出连接器72,驱动电路输出连接器72从散热外壳34的前表面露出于滑架29内。另外,各个头单元32在其上表面上具有头单元输入连接器73。由例如FFC(Flexible Flat Cable,柔性扁平电缆)等构成的连接电缆47的一端部以拆装自如(抽插自如)的方式而与驱动电路输出连接器72连接,且连接电缆47的另一端部以拆装自如的方式而与头单元输入连接器73连接。即,各个驱动电路单元37和各个头单元32经由连接电缆47而被电连接,头单元32从驱动电路单元37接收时钟信号Sck、数据信号Data、控制信号LAT、CH、驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2、COMA3、COMB3、COMA4、COMB4。
头单元32根据时钟信号Sck、数据信号Data、控制信号LAT、CH、驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2、COMA3、COMB3、COMA4、COMB4,通过喷出部600而喷出液体。
导向部件30在其前表面下部具有沿着扫描方向X而延伸的导轨部48。滑架29在设置于其后表面下部的滑架支承部49上通过导轨部48而以能够在扫描方向X上移动的方式被支承。即,滑架支承部49以能够在扫描方向X上滑动的方式而与导轨部48连结。也就是说,滑架29对包括喷出部600的头单元32和包括驱动电路单元37的散热外壳34进行支承,并通过滑架电机31的驱动,而在滑架支承部49上被导向部件30的导轨部48导向的同时沿着扫描方向X进行往复移动。即,在本实施方式中,喷出部600和包括电路基板的驱动电路单元37被搭载于可动式的滑架29上。
由此,能够缩短从驱动电路50至头单元32的配线长度,并能够对压电元件60施加波形精度较好的驱动信号COMA、COMB,从而能够高精度地实施液体的喷出。
另外,滑架29位于导向部件30的前侧的侧部,对各个驱动电路单元37进行收纳的散热外壳34位于导向部件30的上侧。由此,以滑架支承部49为支点的滑架29的转矩被抑制得较小,且能够缩短连接电缆47的长度。因此,滑架29的重量平衡较为稳定,并且从各个驱动电路单元37被输出至各个头单元32的信号较为稳定。
1-5.头的结构
图9为表示在头20中与一个喷出部600相对应的概要结构的图。如图9所示,头20包括喷出部600和贮液器641。
贮液器641针对每种油墨的颜色而被设置,被贮留于油墨盒等的内部的油墨从供给口661被导入至贮液器641。
喷出部600包括压电元件60、振动板621、空腔(压力室)631和喷嘴651。其中,振动板621作为如下的隔膜而发挥功能,所述隔膜通过在图9中被设置于上表面上的压电元件60而进行位移(弯曲振动),并使填充有油墨的空腔631的内部容积扩大或缩小。喷嘴651为,被设置于喷嘴板632上并与空腔631连通的开孔部。空腔631在内部填充有液体(例如,油墨),并通过压电元件60的位移而使内部容积发生变化。喷嘴651与空腔631连通,并根据空腔631的内部容积的变化而将空腔631内的液体作为液滴而喷出。
图9所示的压电元件60为由一对电极611、612夹着压电体601的结构。在该结构的压电体601中,根据由电极611、612所施加的电压,在图9中,中央部分相对于两端部分而与电极611、612、振动板621一起在上下方向上挠曲。具体而言,压电元件60成为在驱动信号COMA(或COMB)的驱动电压Vout变高时向上方挠曲、而在驱动电压Vout变低时向下方挠曲的结构。在该结构中,如果向上方挠曲,则由于空腔631的内部容积扩大,因此,油墨会从贮液器641被抽入,而如果向下方挠曲,则由于空腔631的内部容积缩小,因此,根据缩小的程度,油墨会从喷嘴651喷出。
即,头20根据驱动信号COMA、COMB的振幅的大小而使从喷出部600被喷出的油墨的量发生变化。具体而言,如果被供给至头20的驱动信号COMA(或COMB)的振幅较大,则输出较大的油墨滴,如果驱动信号COMA(或COMB)的振幅较小,则输出较小的油墨滴。
并且,压电元件60并不限于图示的结构,只要是能够使压电元件60发生变形从而喷出如油墨那样的液体的类型即可。另外,压电元件60并不限于弯曲振动,也可以为使用所谓的纵向振动的结构。
另外,压电元件60在头20中对应于空腔631和喷嘴651而设置,该压电元件60在图4中也对应于选择部230而设置。因此,压电元件60、空腔631、喷嘴651以及选择部230的安装针对每个喷嘴651而被设置。
图10为表示本实施方式中的头单元32的喷出面的图。如前文所述,在本实施方式中,驱动电路单元37向头单元32输出四组驱动信号COMA1、COMB1、驱动信号COMA2、COMB2、驱动信号COMA3、COMB3、驱动信号COMA4、COMB4。而且,头单元32被构成为,包括与四组驱动信号的各组驱动信号相对应的四个头20-1、20-2、20-3、20-4。
如图10所示,四个头20-1、20-2、20-3、20-4沿着前后方向Y而被配置为交错状。具体而言,在前后方向Y上设置有头20-1和头20-3,并且以向扫描方向X错开的方式而在前后方向Y上设置有头20-2和头20-4。而且,头20-1和头20-3以相对于头20-2和头20-4而在前后方向Y上错开半个间距的方式被配置。以此方式,通过沿着前后方向Y而将四个头20-1、20-2、20-3、20-4配置为交错状,从而能够使喷嘴651在前后方向Y上部分地重叠,从而形成跨及前后方向Y而连续的喷嘴651的列。
并且,在本实施方式中,在无需对驱动信号COMA1、COMA2、COMA3、COMA4进行特别区分的情况下,省略“数字”以后的部分,并将符号简称为“驱动信号COMA”来进行说明,并且在无需对驱动信号COMB1、COMB2、COMB3、COMB4进行特别区分的情况下,省略“数字”以后的部分,并简称为“驱动信号COMB”来进行说明。
另一方面,作为在介质M上形成点的方法,除了喷出一次油墨滴而形成一个点的方法之外,作为能够在单位期间内喷出两次以上油墨滴的方法,而存在通过使在单位期间内所喷出的一个以上的油墨滴喷落,并使该喷落了的一个以上的油墨滴结合,从而形成一个点的方法(第二方法);或者不使这两个以上的油墨滴结合,而是形成两个以上的点的方法(第三方法)。在以后的说明中,对通过上文所述的第二方法而形成点的情况进行说明。
在本实施方式中,关于第二方法而设想如下的示例来进行说明。即,在本实施方式中,关于一个点,通过使油墨最多喷出两次,从而表现为大点、中点、小点以及未记录的四个灰度。为了表现这四个灰度,在本实施方式中,使用两种驱动信号COMA、COMB,在各个驱动信号中,在一个周期内具有前半模式和后半模式。成为如下的结构,即,在一个周期之中的前半模式和后半模式中,根据应当表现的灰度,而选择(或不选择)驱动信号COMA、COMB并供给至压电元件60。
图11为表示驱动信号COMA、COMB的波形的图。在本实施方式中,如图11所示,驱动信号COMA成为如下的波形,即,使被配置于从控制信号LAT上升起至控制信号CH上升为止的期间T1内的梯形波形Adp1和被配置于从控制信号CH上升起至下一个控制信号LAT内上升为止的期间T2内的梯形波形Adp2连续的波形。将由期间T1和期间T2构成的期间设为周期Ta,在每个周期Ta内,在介质M上形成新的点。
在本实施方式中,梯形波形Adp1、Adp2为互不相同的波形,假设如果分别被供给至压电元件60的一端,则为从与该压电元件60相对应的喷嘴651分别喷出预定量、具体而言为中等程度的量的油墨的波形。
驱动信号COMB成为使被配置于期间T1的梯形波形Bdp1和被配置于期间T2内的梯形波形Bdp2连续的波形。在本实施方式中,梯形波形Bdp1、Bdp2为互不相同的波形。其中,梯形波形Bdp1为,用于使喷嘴651的开孔部附近的油墨进行微振动从而防止油墨的粘度的增大的波形。因此,即使假设梯形波形Bdp1被供给至压电元件60的一端,油墨滴也不会从与该压电元件60相对应的喷嘴651喷出。另外,梯形波形Bdp2成为与梯形波形Adp1(Adp2)不同的波形。假设如果梯形波形Bdp2被供给至压电元件60的一端,则为从与该压电元件60相对应的喷嘴651喷出与上述的预定量相比而较少的量的油墨的波形。
在此,在本实施方式中,驱动信号COMA为喷出中等程度的量的油墨,且相对于驱动信号COMB而振幅较大的驱动信号,驱动信号COMB为用于喷出少量的油墨或使压电元件60进行微振动的、相对于驱动信号COMA而振幅较小的驱动信号。即,在本实施方式中,驱动信号COMA(“第一驱动信号”的一个示例)的振幅为大于驱动信号COMB(“第二驱动信号”的一个示例)的振幅的信号。
并且,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2的开始定时处的电压、和结束定时处的电压均为电压Vc从而是共通的。即,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2分别成为以电压Vc开始并以电压Vc结束的波形。
在此,选择部230根据数据信号Data和控制信号LAT、CH,对驱动信号COMA、COMB的任意一个期间T1的波形与任意一个期间T2的波形进行组合,并相对于多个喷出部600的各个喷出部,而生成与“大点”、“中点”、“小点”以及“无记录”中的任意一个相对应的驱动电压Vout。
图12为表示与“大点”、“中点”、“小点”以及“无记录”分别对应的驱动电压Vout的波形的图。
如图12所示,与“大点”相对应的驱动电压Vout成为使期间T1中的驱动信号COMA的梯形波形Adp1和期间T2中的驱动信号COMA的梯形波形Adp2连续的波形。当该驱动电压Vout被供给至压电元件60的一端时,在周期Ta内,从与该压电元件60相对应的喷嘴651喷出两次中等程度的量的油墨。因此,在介质M上,各自的油墨喷落并合体从而形成大点。
与“中点”相对应的驱动电压Vout成为使期间T1内的驱动信号COMA的梯形波形Adp1和期间T2内的驱动信号COMB的梯形波形Bdp2连续的波形。当该驱动电压Vout被供给至压电元件60的一端时,在周期Ta内,从与该压电元件60相对应的喷嘴651分两次而喷出中等程度以及较小程度的量的油墨。因此,在介质M上,各自的油墨喷落并合体从而形成中点。
与“小点”相对应的驱动电压Vout在期间T1内成为通过压电元件60所具有的电容性而保持的之前的电压Vc,在期间T2内成为驱动信号COMB的梯形波形Bdp2。当该驱动电压Vout被供给至压电元件60的一端时,在周期Ta内,从与该压电元件60相对应的喷嘴651仅在期间T2内喷出较小程度的量的油墨。因此,在介质M上,该油墨喷落并形成小点。
与“未记录”相对应的驱动电压Vout成为在期间T1内成为驱动信号COMB的梯形波形Bdp1,在期间T2内成为通过压电元件60所具有的电容性而保持的之前的电压Vc。当该驱动电压Vout被供给至压电元件60的一端时,在周期Ta内,由于与该压电元件60相对应的喷嘴651在期间T2内仅进行微振动而未喷出油墨。因此,在介质M上未喷落油墨,从而未形成点。
即,在本实施方式中,从驱动电路50-a1输出的驱动信号COMA1(“第一驱动信号”的一个示例)和从驱动电路50-b1输出的驱动信号COMB1(“所述第二驱动信号”的一个示例)根据选择部230而互斥性地被输出至头20-1的压电元件60(“第一驱动元件”的一个示例)。而且,在其他三组驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4中,也同样地对压电元件60互斥性地输出驱动信号COMA、COMB。并且,此处所说的互斥性,严格意义上来讲,是指未同时输出驱动信号COMA和驱动信号COMB的情况。
在此,四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4与期间T1和期间T2同步,并分别生成梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2。而且,所生成的梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2基于选择部230而被输出至四个头20-1、20-2、20-3、20-4各自的压电元件60。
在本实施方式中,由于四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4分别基于选择部230而互斥性地输出驱动信号COMA和驱动信号COMB,因此,能够减少电流的消耗,并减少在驱动电路单元37中产生的热量。
1-6.驱动电路单元基板的结构
图13为表示本实施方式中的驱动电路单元37的基板结构的图。并且,图13中的虚线表示安装有第二面320的电路零件的结构。在此,在图13中,将从基板300的短边371朝向短边372的方向、即与长边373平行的方向设为“长边方向x”,将从长边373向长边374的方向、即与短边371平行的方向设为“短边方向y”,而且将从基板300的第一面310朝向第二面的方向设为“纵深方向z”来进行说明。
驱动电路单元37具备基板300、被安装于基板300上的驱动电路输入连接器71、驱动电路输出连接器72、四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4、电容器330-1、330-2、330-3、330-4、多个电容器340。
基板300的平面形状为大致矩形,并且被形成为,包括一对短边371、372和一对长边373、374。
利用图13,对本实施方式中的基板300的第一面310的结构进行说明。
图13的左侧所示的图为从驱动电路单元37的第一面310进行观察的图。
在基板300的第一面310上,驱动电路输入连接器71和驱动电路输出连接器72以相互对置的方式被配置。具体而言,驱动电路输入连接器71以沿着短边371的方式被安装,驱动电路输出连接器72以沿着短边372的方式被安装。
驱动电路50-a1、50-a2、50-a3、50-a4在被安装于基板300的第一面310上的驱动电路输入连接器71与驱动电路输出连接器72对置的区域上,在短边方向y上以按照驱动电路50-a1、50-a2、50-a3、50-a4的顺序排列的方式被安装。
具体而言,驱动电路50-a1的安装区域以沿着基板300的长边373的方式被配置。驱动电路50-a2的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-a1的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-a3的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-a2的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-a4的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-a3的安装区域的短边方向y的方式被配置,驱动电路50-a4的长边374侧以沿着基板300的长边374的方式被配置。
另外,在基板300上,安装有用于使电压Vh稳定的电容器330-1、330-2、330-3、330-4。
具体而言,在驱动电路50-a1与驱动电路输入连接器71之间安装有电容器330-1,在驱动电路50-a2与驱动电路输入连接器71之间安装有电容器330-2,在驱动电路50-a3与驱动电路输入连接器71之间安装有电容器330-3,在驱动电路50-a4与驱动电路输入连接器71之间安装有电容器330-4。
而且,在安装有驱动电路50-a1、50-a2、50-a3、50-a4的区域与驱动电路输出连接器72之间的区域上,用于使标准电压VBS稳定的多个电容器340以在短边方向y上并列的方式被安装。
接下来,利用图13,对基板300的第二面320的结构进行说明。
图13的右侧所示的图为,从驱动电路单元37的第一面310侧进行观察的透视图,且为用于对第二面320的结构进行说明的图。
在基板300的第二面320上,至少驱动电路50-b1、50-b2、50-b3、50-b4在短边方向y上以按照驱动电路50-b1、50-b2、50-b3、50-b4的顺序排列的方式被安装。
具体而言,驱动电路50-b1的安装区域以沿着基板300的长边373的方式被配置。驱动电路50-b2的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-b1的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-b3的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-b2的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-b4的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-b3的安装区域的短边方向y的方式被配置,驱动电路50-b4的长边374侧以沿着基板300的长边374的方式被配置。
此时,被安装于第一面310上的驱动电路50-a1和被安装于第二面320上的驱动电路50-b1如前文所述而向被设置于同一个头20-1上的压电元件60输出驱动信号COMA1、COMB1。此时,驱动电路50-a1和驱动电路50-b1的安装区域以如下方式被安装,即,相对于短边方向y而以重叠的方式被配置,且相对于长边方向x而以一部分重叠的方式仅错开A。
即,在本实施方式中,输出用于对被设置于头20-1的喷出部600(“第一喷出部”的一个示例)上的压电元件60进行驱动的驱动信号COMA1(“第一驱动信号”的一个示例)的驱动电路50-a1(“第一驱动电路”的一个示例)被安装于第一面310上,输出驱动信号COMB1(“第二驱动信号”的一个示例)的驱动电路50-b1(“第二驱动电路”的一个示例)被安装于第二面320上。
此时,驱动电路单元37以在纵深方向z(“俯视观察时”的一个示例)上驱动电路50-a1的安装区域与驱动电路50-b1的安装区域的至少一部分重叠的方式被配置。
同样,被安装于第一面310上的驱动电路50-a2和被安装于第二面320上的驱动电路50-b2如前文所述而向被设置于同一个头20-2上的压电元件60输出驱动信号COMA2、COMB2。此时,驱动电路50-a2和驱动电路50-b2的安装区域以如下方式被安装,即,相对于短边方向y而以重叠的方式被配置,且相对于长边方向x而以一部分重叠的方式仅错开A。
同样,被安装于第一面310上的驱动电路50-a3和被安装于第二面320上的驱动电路50-b3如前文所述而向被设置于相同的头20-3上的压电元件60输出驱动信号COMA3、COMB3。此时,驱动电路50-a3和驱动电路50-b3的安装区域以如下方式被安装,即,相对于短边方向y而以重叠的方式被配置,且相对于长边方向x而以一部分重叠的方式仅错开A。
同样,被安装于第一面310上的驱动电路50-a4和被安装于第二面320上的驱动电路50-b4如前文所述而向被设置于相同的头20-4上的压电元件60输出驱动信号COMA4、COMB4。此时,驱动电路50-a4和驱动电路50-b4的安装区域以如下方式被安装,即,相对于短边方向y而以重叠的方式被配置,且相对于长边方向x而以一部分重叠的方式仅错开A。
如此,在本实施方式中的驱动电路单元37上,驱动电路50-a1、50-b1被安装于基板300的第一面310和第二面320上。同样,驱动电路50-a2、50-b2被安装于基板300的第一面310和第二面320上。同样,驱动电路50-a3、50-b3被安装于基板300的第一面310和第二面320上。同样,驱动电路50-a4、50-b4被安装于基板300的第一面310和第二面320上。如此,驱动电路单元37通过将对同一个头20进行驱动的驱动电路50安装于基板300的第一面310和第二面320上,从而能够实现基板300的小型化。
而且,被安装于驱动电路单元37上的四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4以被安装于第一面上的驱动电路和被安装于第二面上的驱动电路中的至少一部分重叠的方式被安装。由此,能够有效地灵活运用基板300的安装区域,并能够实现基板300的进一步的小型化。
在本实施方式中,四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4如前文所述而由相同的电路零件构成。而且,在各个驱动电路50的安装区域上以相同的零件配置而进行安装。由此,能够针对被安装于驱动电路单元37上的驱动电路50的数量的增减,而减轻对设计和制造造成的负荷。
并且,在本实施方式的说明中,四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4的各自如前文所述,仅在短边方向上的安装区域这一点上不同,而所安装的零件结构以及各个驱动电路的安装区域中的电路零件的安装配置是相同的。因此,进行以下的驱动电路50-a1、50-b1的说明,而对于其他三组驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4,则省略其说明。
驱动电路50-a1以及驱动电路50-b1被构成为,包括集成电路装置500、高电位侧晶体管701、低电位侧晶体管702以及电感器710。
在驱动电路50-a1中,集成电路装置500被安装于驱动电路50-a1的安装区域的驱动电路输入连接器71侧。而且,高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702以互相在短边方向y上相邻的方式而接近,并相对于集成电路装置500而被安装于驱动电路输出连接器72侧。另外,电感器710相对于高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的双方而进一步地被安装于驱动电路输出连接器72侧。
由此,驱动电路50-a1能够配置为,将从驱动电路输入连接器71输入并由集成电路装置500处理的小信号、和经由放大部590以及低通滤波器560而从驱动电路输出连接器72所输出的大电流信号分离,从而能够抑制相互的信号的干涉,由此能够提高驱动信号COMA1的精度。
在驱动电路50-b1中,集成电路装置500被安装于驱动电路50-b1的安装区域的短边371侧。而且,高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702以相互在短边方向y上相邻的方式而接近,并相对于集成电路装置500而被安装于短边372侧。另外,电感器710相对于高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的双方而进一步被安装于短边372侧。
由此,驱动电路50-b1能够配置为,将由从驱动电路输入连接器71输入的集成电路装置500处理的小信号、和经由放大部590以及低通滤波器560而从驱动电路输出连接器72所输出的大电流信号分离,从而能够抑制相互的信号的干涉,由此能够提高驱动信号COMB1的精度。
此时,在本实施方式中,安装于基板300(“电路基板”的一个示例)的第一面310上的驱动电路50-a1(“第一驱动电路”的一个示例)的高电位侧晶体管701(“第一晶体管”的一个示例)、和安装于基板300的第二面320上的驱动电路50-b1(“第二驱动电路”的一个示例)的高电位侧晶体管701(“第二晶体管”的一个示例)被配置于在纵深方向z(“俯视观察时”的一个示例)上不重叠的位置上。
具体而言,以如下方式而被安装,即,基板300的长边373中的驱动电路50-a1的安装区域与驱动电路50-b1的安装区域之间的错开量A,大于被安装于驱动电路50-a1以及驱动电路50-b1上的高电位侧晶体管701的长边方向x上的长度B。
而且,驱动电路50-a1的高电位侧晶体管701(“第一晶体管”的一个示例)被配置在,与驱动电路50-b1的高电位侧晶体管701(“第二晶体管”的一个示例)和驱动电路50-b1的低电位侧晶体管702(“第四晶体管”的一个示例)双方在纵深方向z(“俯视观察时”的一个示例)上不重叠的位置上。另外,驱动电路50-a1的低电位侧晶体管702(“第三晶体管”的一个示例)被配置在,与驱动电路50-b1的高电位侧晶体管701和低电位侧晶体管702的双方在纵深方向z上不重叠的位置上。
具体而言,在本实施方式中,以如下方式而被安装,即,基板300的长边373上的驱动电路50-a1的安装区域与驱动电路50-b1的安装区域之间的错开量A,大于被安装于驱动电路50-a1以及驱动电路50-b1的高电位侧晶体管701的长边方向x的长度B以及驱动电路50-a1以及驱动电路50-b1的低电位侧晶体管702的长边方向x的长度C的双方。
一般而言,为了实现驱动电路单元37的小型化,所搭载的晶体管多采用面安装型。而且,广泛地使用通过散热器而将由晶体管产生的热量释放于基板300的技术。
在本实施方式中,为了实现驱动电路单元37的小型化,驱动电路单元37在基板300的第一面310和第二面320的双方上安装驱动电路50。假设,当被安装于第一面310上的驱动电路50-a1的高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702、与被安装于第二面320上的驱动电路50-b1的高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702被配置于在纵深方向z上重叠的位置上时,热量可能会集中在各个晶体管所对置的区域内,从而导致驱动电路单元37发生故障。
根据本实施方式中的驱动电路单元37,通过将被设置于第一面310上的驱动电路50的高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的双方、与被设置于第二面320上的驱动电路50的高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的双方配置于在纵深方向z上不重叠的位置上,从而能够分散从驱动电路单元37中的驱动电路50所产生的热量,由此能够防止驱动电路单元37的特性的恶化以及故障。
而且,即使在被设置于驱动电路50-a1和驱动电路50-b1上的各自的电感器710上,也优选为被配置于经由基板300而不重叠的位置上。具体而言,以如下方式而被安装,即,基板300的长边方向x上的驱动电路50-a1的安装区域与驱动电路50-b1的安装区域之间的错开量A,大于电感器710的长边方向x的长度D。
本实施方式中的电感器710在驱动电路50中产生仅次于高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的热量。而且,在被设置于第一面310上的电感器710和被设置于第二面320上的电感器710被配置于在纵深方向z上重叠的位置的情况下,可能会因电感器710的磁通泄漏等而相互干涉从而影响喷出特性。
如本实施方式所示,通过将被设置于驱动电路50-a1上的电感器710(“第一线圈”的一个示例)和被设置于驱动电路50-b1上的电感器710(“第二线圈”的一个示例)配置于在纵深方向z上不重叠的位置上,从而驱动电路单元37能够分散由电感器710产生的热量,进而,能够减少电感器710的相互干涉,从而防止喷出特性的恶化。
根据以上内容,在本实施方式中的驱动电路单元37中,四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4以基板300的第一面310和第二面320上相互成对的方式被安装。
而且,对同一个头20进行驱动的驱动电路50相对于短边方向y而以经由基板300而重叠的方式被安装,且相对于长边方向x而以经由基板300并偏差A的方式被安装。此时,以如下的方式而被安装,即,长边方向x上的被安装于第一面310和第二面320上的驱动电路50的安装位置的偏差量A,大于高电位侧晶体管701的长边方向x的长度B、低电位侧晶体管702的长边方向x的长度C、以及电感器710的长边方向x的长度D中的任意一个长度。
并且,虽然前文所述的偏差量A能够通过进行增大而分散在驱动电路单元37中所产生的热量,但另一方面,驱动电路单元37的小型化也变得困难。因此,优选为,安装位置的偏差量A稍微大于高电位侧晶体管701的长边方向x的长度B、低电位侧晶体管702的长边方向x的长度C、以及电感器710的长边方向x的长度D中的任意一个长度。
1-7.作用和效果
如以上所说明的那样,根据本实施方式的液体喷出装置1,在搭载有多个驱动电路50的基板300中,向压电元件60输出驱动信号COMA(或COMB)的驱动电路50被安装于基板300的第一面310和第二面320上,并通过在基板300的第一面310和第二面320上以至少安装区域的一部分重叠的方式被配置,从而能够实现基板300的小型化。
而且,在第一面310的驱动电路50和第二面320的驱动电路50上,通过以隔着基板300而不重叠的方式来配置被安装于各自的驱动电路50上的零件中的发热最大的高电位侧晶体管701,从而能够将基板300中的热量分散,由此能够抑制因发热引起的驱动电路50的故障以及特性的恶化的情况。
另外,驱动电路50通过由D级放大而生成驱动信号COMA(或COMB),从而与驱动电路50由AB级放大而生成驱动信号COMA(或COMB)的情况相比,能够使耗电或发热量较小,并能够削减散热板42的数量和面积,从而能够减小驱动电路单元37的尺寸和重量。因此,根据本实施方式所涉及的液体喷出装置1,能够实现进一步的小型化。
而且,通过以隔着基板300而不对置的方式来配置被设置于驱动电路50上的电感器710,从而能够对仅次于高侧电位晶体管701以及低电位侧晶体管702而产生的热量的电感器710的热量进行分散,从而能够抑制因发热引起的驱动电路50的故障以及特性的恶化的情况。而且,能够抑制被设置于第一面310上的电感器710和被设置于第二面320上的电感器710相互干涉的情况,从而获得良好的喷出特性。
2.第二实施方式
第二实施方式中的液体喷出装置1通过改变被安装于驱动电路单元37上的多个驱动电路50的安装配置,从而能够使驱动电路单元37中的热量进一步分散。并且,关于第二实施方式的液体喷出装置1,对于与第一实施方式相同的结构要素标记相同的符号,并对与第一实施方式的不同点来进行说明,而省略与第一实施方式重复的说明。
由于第二实施方式中的液体喷出装置1的结构与第一实施方式的图1、图2相同,因此省略其图示以及说明。另外,第二实施方式中的液体喷出装置1的电气结构与图3、图4相同,而省略其图示以及说明。另外,第二实施方式中的驱动电路50的电气结构以及动作与图5、图6相同,而省略其图示以及说明。另外,第二实施方式中的滑架29以及滑架29的周围结构与第一实施方式的图7、图8相同,而省略其图示以及说明。另外,第二实施方式中的头单元32以及头20的结构以及动作与图9、图10、图11以及图12相同,而省略其图示以及说明。并且,即使在第二实施方式中,也与第一实施方式同样的是,驱动信号COMA的振幅为,与驱动信号COMB的振幅相比而较大的信号。
图14为表示第二实施方式中的驱动电路单元37的基板结构的图。并且,图14中的虚线表示安装有第二面320的电路零件的结构。在此,在图13中,将从基板300的短边371朝向短边372的方向、即与长边373平行的方向设为“长边方向x”,将从长边373朝向长边374的方向、即与短边371平行的方向设为“短边方向y”,而且,将从基板300的第一面310朝向第二面的方向设为“纵深方向z”,来进行说明。
驱动电路单元37具备基板300、被安装于基板300上的驱动电路输入连接器71、驱动电路输出连接器72、四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4、电容器330-1、330-2、330-3、330-4、多个电容器340。
与第一实施方式相同,基板300的平面形状大致为矩形,并被形成为,包括一对短边371、372和一对长边373、374。
利用图14,对本实施方式中的基板300的第一面310的结构进行说明。
图14的左侧所示的图为从驱动电路单元37的第一面310进行观察的图。
与第一实施方式相同,在基板300的第一面310上,驱动电路输入连接器71和驱动电路输出连接器72以相互对置的方式被配置。具体而言,驱动电路输入连接器71以沿着短边371的方式被安装,驱动电路输出连接器72以沿着短边372的方式被安装。
驱动电路50-a1、50-b2、50-a3、50-b4在被安装于基板300的第一面310上的驱动电路输入连接器71与驱动电路输出连接器72对置的区域上,在短边方向y以按照驱动电路50-a1、50-b2、50-a3、50-b4的顺序排列的方式被安装。
具体而言,驱动电路50-a1的安装区域以沿着基板300的长边373的方式被配置。驱动电路50-b2的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-a1的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-a3的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-b2的安装区域的短边方向的方式被配置。驱动电路50-b4的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-a3的安装区域的短边方向y的方式被配置,驱动电路50-b4的短边方向y以沿着基板300的长边374的方式被配置。
并且,与第一实施方式同样地,在驱动电路50-a1、50-b2、50-a3、50-b4各自的安装区域上,包括集成电路装置500、高电位侧晶体管701、低电位侧晶体管702、电感器710,集成电路装置500、高电位侧晶体管701、低电位侧晶体管702、电感器710,并且均以与第一实施方式相同的方式而配置。
在本实施方式中,在基板300的第一面310上安装有向头20-1的压电元件60输出振幅较大的驱动信号COMA1的驱动电路50-a1,并且安装有驱动电路50-a1接近于驱动电路50-a1的基板300的短边方向y而向头20-2的压电元件60输出振幅较小的驱动信号COMB2的驱动电路50-b2。
即,在本实施方式中的驱动电路单元37中,在基板300的第一面310上安装有包括高电位侧晶体管701(“第五晶体管”的一个示例)的驱动电路50-b2(“第三驱动电路”的一个示例)。另外,驱动电路50-b2输出对被设置于头20-2上的喷出部600(“第二喷出部”的一个示例)的压电元件60(“第二驱动元件”的一个示例)进行驱动并使液体喷出的驱动信号COMB2(“第三驱动信号”的一个示例)。此时,驱动电路50-a1所输出的驱动信号COMA1的振幅成为与驱动电路50-b2所输出的驱动信号COMB2的振幅相比而较大的信号。
而且,根据本实施方式,在驱动电路单元37上,配置有接近于驱动电路50-b2的基板300的短边方向y而向头20-3的压电元件60输出振幅较大的驱动信号COMA3的驱动电路50-a3(“第四驱动电路”的一个示例)。
即,在本实施方式中的驱动电路单元37中,在基板300的第一面310上安装有包括高电位侧晶体管701(“第六晶体管”的一个示例)的驱动电路50-a3(“第四驱动信号”的一个示例)。另外,驱动电路50-a3输出对被设置于头20-3上的喷出部600(“第三喷出部”的一个示例)的压电元件60(“第三驱动元件”的一个示例)进行驱动并使液体喷出的驱动信号COMA3(“第四驱动信号”的一个示例)。此时,驱动电路50-a3所输出的驱动信号COMA3的振幅成为与驱动电路50-b2所输出的驱动信号COMB2的振幅相比而较大的信号。
而且,驱动电路单元37在短边方向y上按照驱动电路50-a1、50-b2、50-a3的顺序而被配置。驱动电路50-a3以与驱动电路50-b2相比更远离驱动电路50-a1的方式而被安装。即,以如下的方式而被安装,即,被设置于驱动电路50-a1上的高电位侧晶体管701(“第一晶体管”的一个示例)和被设置于驱动电路50-b2上的高电位侧晶体管701(“第五晶体管”的一个示例)之间的距离,短于被设置于驱动电路50-a1上的高电位侧晶体管701与被设置于驱动电路50-a3上的高电位侧晶体管701(“第六晶体管”的一个示例)之间的距离。
另外,在本实施方式中,在驱动电路单元37上,在基板300的长边374侧、即远离驱动电路50-b2的一侧,配置有接近于驱动电路50-a3而向头20-4的压电元件60输出振幅较小的驱动信号COMB4的驱动电路50-b4。
即,在本实施方式中的驱动电路单元37中,输出振幅较大的驱动信号COMA1、COMA3的驱动电路50-a1、50-a3的安装区域、和输出振幅较小的驱动信号COMB2、COMB4的驱动电路50-b2、50-b4的安装区域被交替地配置在基板300的第一面310上。
接下来,利用图14,对本实施方式中的基板300的第二面320的结构进行说明。
图14的右侧所示的图为从驱动电路单元37的第一面310侧进行观察时的透视图,且为用于对第二面320的结构进行说明的图。
在基板300的第二面320上,至少驱动电路50-b1、50-a2、50-b3、50-a4在短边方向y上以按照驱动电路50-b1、50-a2、50-b3、50-a4的顺序排列的方式被安装。
具体而言,驱动电路50-b1的安装区域以沿着基板300的长边373的方式配置。驱动电路50-a2的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-b1的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-b3的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-a2的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-a4的安装区域以接近并大致平行于驱动电路50-b3的安装区域的短边方向y的方式被配置。驱动电路50-a4的长边374侧以沿着基板300的长边374的方式被配置。
并且,与第一实施方式相同,在驱动电路50-b1、50-a2、50-b3、50-a4各自的安装区域上,包括集成电路装置500、高电位侧晶体管701、低电位侧晶体管702、电感器710,集成电路装置500、高电位侧晶体管701、低电位侧晶体管702、电感器710,并且均以与第一实施方式相同的方式被配置。
即,根据本实施方式,在驱动电路单元37中,输出振幅较小的驱动信号COMB1、COMB3的驱动电路50-b1、50-b3的安装区域、和输出振幅较大的驱动信号COMA2、COMA4的驱动电路50-a2、50-a4的安装区域被交替配置在基板300的第二面320上。
并且,本实施方式与第一实施方式相同,对同一个头20-1的压电元件60进行驱动的、被安装于第一面310上的驱动电路50-a1和被安装于第二面320上的驱动电路50-b1以如下的方式被安装,即,相对于短边方向y而以安装区域重叠的方式被配置,且相对于长边方向x而以安装区域的一部分重叠的方式仅错开A。
同样,对同一个头20-2的压电元件60进行驱动的、被安装于第一面310上的驱动电路50-b2和被安装于第二面320上的驱动电路50-a2以如下方式被安装,即,相对于短边方向y而以安装区域重叠的方式被配置,且相对于长边方向x而以安装区域的一部分重叠的方式仅错开A。
同样,对同一个头20-3的压电元件60进行驱动的、被安装于第一面310上的驱动电路50-a3和被安装于第二面320上的驱动电路50-b3以如下方式被安装,即,相对于短边方向y而以安装区域重叠的方式被配置,且相对于长边方向x而以安装区域的一部分重叠的方式仅错开A。
同样,对同一个头20-4的压电元件60进行驱动的、被安装于第一面310上的驱动电路50-b4和被安装于第二面320上的驱动电路50-a4以如下方式被配置,即,相对于基板300的短边方向而位于相同的位置,且相对于长边方向而仅错开A。
如前文所述,在本实施方式所涉及的驱动电路单元37中,在基板300的第一面310和第二面320的双方上安装有驱动电路50,在驱动电路50中,高电位侧晶体管701以及低电位侧晶体管702的发热在驱动电路50中最大。而且,如果对同一个头20进行驱动的驱动电路50所输出的驱动信号COMA以及COMB的振幅较大,则其发热会进一步变大。
在本实施方式中的驱动电路单元37中,输出发热较大的驱动信号COMA的驱动电路50、和输出发热较小的驱动信号COMB的驱动电路50被交替配置在基板300的第一面310上,而且,输出发热较大的驱动信号COMA的驱动电路50、和输出发热较小的驱动信号COMB的驱动电路50被交替配置在第二面320上。因此,驱动电路单元37也能够将基板300的第一面310以及第二面320上的热量分散,从而能够进一步减少因驱动电路单元37的发热而引起的特性的恶化。
而且,与第一实施方式同样地,在本实施方式中,优选为,四组驱动电路50-a1、50-b1、驱动电路50-a2、50-b2、驱动电路50-a3、50-b3、驱动电路50-a4、50-b4的各自的电感器710被配置在相对于纵深方向z而不重叠的位置上。
由此,与第一实施方式同样地,由电感器710产生的热量也被分散,从而能够实现由发热所导致的驱动电路单元37中进一步产生的热量的分散。
防止因发热而引起的特性的恶化以及故障,并能够防止由各自的电感器710的相互干涉所导致的喷出特性的恶化。
以上,虽然对本实施方式或改变例进行了说明,但是本发明并不限于本实施方式或改变例,能够在不脱离其主旨的范围中以各种方式来实施。例如,还能够适当地对上文所述的各个实施方式以及各个改变例进行组合。
本发明包含与通过实施方式所说明的结构实质上相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构,或者目的以及效果相同的结构)。此外,本发明包含对实施方式所说明的结构的非本质部分进行置换的结构。此外,本发明包含与实施方式所说明的结构起同样作用效果的结构或者能够实现相同目的的结构。此外,本发明包含对通过实施方式而说明的结构中附加了公知技术的结构。
符号说明
1……液体喷出装置;10……控制单元;12……放卷部;13……支承部;14……输送部;15……印刷部;16……吹送部;18……保持部件;20……头;22……加热部;23……输送辊;24……从动辊;25……第一支承部;26……第二支承部;27……第三支承部;29……滑架;30……导向部件;31……滑架电机;32……头单元;34……散热外壳;35……滑架电机驱动器;37……驱动电路单元;38……滑架主体;39……罩部件;41……输送电机;42……散热板;44……筐体;45……输送电机驱动器;47……连接电缆;48……导轨部;49……滑架支承部;50……驱动电路;51……管道;52……吹送风扇;53……送风口;54……排出口;60……压电元件;71……驱动电路输入连接器;72……驱动电路输出连接器;73……头单元输入连接器;80……维护单元;81……清洁机构;82……擦拭机构;90……线性编码器;100……控制部;190……柔性扁平电缆;210……选择控制部;230……选择部;330、340……电容器;371、372……短边;373、374……长边;500……集成电路装置;510……调制部;511……DAC;512、513……加法器;514……比较器;515……反相器;516……积分衰减器;517……衰减器;520……栅极驱动器;521……高电位侧栅极驱动器;522……低电位侧栅极驱动器;530……第一电源部;540……升压电路;550……输出电路;560……低通滤波器;570……第一反馈电路;572……第二反馈电路;580……基准电压生成部;590……放大部;600……喷出部;601……压电体;611、612……电极;621……振动板;631……空腔;632……喷嘴板;641……贮液器;651……喷嘴;661……供给口;710……电感器;701……高侧晶体管;702……低侧晶体管;R1、R2、R3、R4、R5……电阻;C1、C2、C3、C4、C5……电容元件;D10……二极管;A……移动区域;F……输送方向;M……介质;R……卷筒体;COMA、COMB……驱动信号。
Claims (10)
1.一种液体喷出装置,其特征在于,具备:
第一喷出部,其包括第一驱动元件,并通过所述第一驱动元件的驱动而喷出液体;
第一驱动电路,其包括第一晶体管,并向所述第一驱动元件输出第一驱动信号;
第二驱动电路,其包括第二晶体管,并向所述第一驱动元件输出第二驱动信号;
电路基板,其上安装有所述第一驱动电路和所述第二驱动电路,
所述第一驱动电路被安装于所述电路基板的第一面上,
所述第二驱动电路被安装于所述电路基板的与所述第一面相反一侧的第二面上,
在所述电路基板的俯视观察时,所述第一晶体管和所述第二晶体管被配置于不重叠的位置上。
2.如权利要求1所述的液体喷出装置,其特征在于,
在所述电路基板的俯视观察时,所述第一驱动电路的安装区域和所述第二驱动电路的安装区域的至少一部分重叠。
3.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一驱动电路包括:
第一调制电路,其生成对第一源信号进行了脉冲调制的第一调制信号;
第一放大部,其包括所述第一晶体管和第三晶体管,并对所述第一调制信号进行放大而生成第一放大调制信号;
第一解调电路,其对所述第一放大调制信号进行解调,并生成所述第一驱动信号,
所述第二驱动电路包括:
第二调制电路,其生成对第二源信号进行了脉冲调制的第二调制信号;
第二放大部,其包括所述第二晶体管和第四晶体管,并对所述第二调制信号进行放大而生成第二放大调制信号;
第二解调电路,其对所述第二放大调制信号进行解调,并生成所述第二驱动信号,
在所述电路基板的俯视观察时,所述第一晶体管被配置于与所述第二晶体管和所述第四晶体管的双方不重叠的位置上,所述第三晶体管被配置于与所述第二晶体管和所述第四晶体管的双方不重叠的位置上。
4.如权利要求3所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一解调电路包括第一线圈,
所述第二解调电路包括第二线圈,
在所述电路基板的俯视观察时,所述第一线圈被配置于与所述第二线圈不重叠的位置上。
5.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一驱动信号和所述第二驱动信号互斥性地被输出至所述第一驱动元件。
6.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一驱动信号的振幅大于所述第二驱动信号的振幅。
7.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
还具备第二喷出部和第三驱动电路,
所述第二喷出部包括第二驱动元件并通过所述第二驱动元件的驱动而喷出液体,
所述第三驱动电路包括第五晶体管并向所述第二驱动元件输出第三驱动信号,
所述第三驱动电路被安装于所述电路基板的第一面上,
所述第一驱动信号的振幅大于所述第三驱动信号的振幅。
8.如权利要求7所述的液体喷出装置,其特征在于,
还具备第三喷出部和第四驱动电路,
所述第三喷出部包括第三驱动元件并通过所述第三驱动元件的驱动而喷出液体,
所述第四驱动电路包括第六晶体管并向所述第三驱动元件输出第四驱动信号,
所述第四驱动电路被安装于所述电路基板的第一面上,
所述第四驱动信号的振幅大于所述第三驱动信号的振幅,
所述第一晶体管与所述第五晶体管之间的距离短于所述第一晶体管与所述第六晶体管之间的距离。
9.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述第一喷出部和所述电路基板被搭载于可动式的滑架上。
10.一种电路基板,其特征在于,包括:
第一驱动电路,其包括第一晶体管,并输出对驱动元件进行驱动的第一驱动信号;
第二驱动电路,其包括第二晶体管,并输出对所述驱动元件进行驱动的第二驱动信号,
所述第一驱动电路被安装于第一面上,
所述第二驱动电路被安装于与所述第一面相反一侧的第二面上,
在俯视观察时,所述第一晶体管和所述第二晶体管被配置于不重叠的位置上。
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