CN114571862A - 喷头单元及液体喷出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供喷头单元及液体喷出装置。该喷头单元具备:基板,配置有第一驱动电路,并包含对置的第一边和第二边,该第一驱动电路包括第一集成电路、包含第一晶体管的第一放大电路以及包含第一电感元件的第一平滑电路;散热器,包含沿着第一边的第五边和第六边;第一导热弹性件,与散热器和第一集成电路接触;以及第二导热弹性件,与散热器和第一晶体管接触;第一集成电路、第一晶体管、第一电感元件从第一边朝向第二边依次配置,散热器以第五边与第一边之间的最短距离比第六边与第一边之间的最短距离短且第一集成电路与第五边之间的最短距离比第一晶体管与第六边之间的最短距离大的方式固定于基板。

Description

喷头单元及液体喷出装置
技术领域
本发明涉及喷头单元以及液体喷出装置。
背景技术
作为通过喷出作为液体的油墨从而在介质上形成图像或文字的液体喷出装置,已知有如下构成:具有与喷出液体的多个喷嘴分别相对应地设置的压电元件,通过按照驱动信号来驱动该压电元件,从而在预定的时刻从对应的喷嘴喷出预定量的油墨,并使所喷出的油墨着落在介质上,从而在介质上形成所希望的图像或文章。由于这种液体喷出装置中所使用的压电元件从电学上来看是像电容器一样的电容性负载,因此,为了高精度地驱动压电元件,需要向该压电元件供给足够的电流。因此,在通过压电元件的驱动而喷出液体的液体喷出装置中,输出驱动信号的驱动信号输出电路包含放大电路等而构成,以便向压电元件供给包含足够电流的驱动信号。
然而,随着对液体喷出装置中的液体的喷出速度要求高速化,液体喷出装置所具有的喷嘴数量增加。而且,随着喷嘴数量的增加,基于驱动信号输出电路输出的驱动信号的电流量也增加,因此,驱动信号输出电路中产生的发热量增加。这样的驱动信号输出电路中产生的发热量的增加会产生如下问题:可能会促进液体喷出装置中使用的部件的经年劣化,并且可能会对从液体喷出装置喷出的液体的物性造成影响,从而可能导致液体喷出装置的可靠性降低。
针对这样的液体喷出装置中产生的发热所引起的问题,实施了各种各样的对策,例如,专利文献1中公开了一种液体喷出装置,其具备用于释放用于驱动喷头的晶体管中产生的热的散热器和风扇,另外,专利文献2中公开了一种液体喷出装置,其通过在配置有作为发热部件的晶体管的基板上形成旨在提高该晶体管的散热的多个通孔,提高了晶体管产生的热的释放性能。
专利文献1:日本特开2004-058632号公报
专利文献2:日本特开2015-063119号公报
发明内容
但是,在像行式喷墨打印头这样的液体喷出装置中,要求介质上形成的图像、文章进一步高精细化。而且,为了满足高精细化的要求,液体喷出装置所具有的喷嘴数量日益增加,最终驱动信号输出电路所输出的电流量也增加。进而,为了满足高精细化的要求,还要求提高压电元件的驱动精度,因此,要求提高驱动压电元件的驱动信号的波形精度。因此,输出驱动信号的驱动信号输出电路的动作频率变高。
其结果为,驱动信号输出电路所输出的电流量进一步增加,而且由于驱动信号输出电路的工作频率变高,所以驱动信号输出电路中产生的发热量进一步增加。因此,要求更高效率地释放驱动信号输出电路中产生的热。尤其是近年来,除了上述高精细化的要求之外,对于液体喷出装置的小型化的要求也提高,由此,确保足够用于释放驱动信号输出电路中产生的热的区域变得困难。
因此,期待能够在不对驱动电路的动作造成影响的情况下高效地释放驱动电路中产生的发热。然而,从能够在不对驱动电路的动作造成影响的情况下高效地释放驱动电路中产生的发热这一观点出发,专利文献1和专利文献2中记载的技术并不充分,存在进一步改善的余地。
本发明涉及的喷头单元的一个方式是具备根据第一驱动信号驱动的第一驱动元件组,并根据所述第一驱动元件组的驱动而喷出液体的喷头单元,其具备:
基板,传输所述第一驱动信号;
第一驱动电路,配置于所述基板上,并输出所述第一驱动信号;
散热器,固定于所述基板上;以及
多个导热弹性件,位于所述基板与所述散热器之间;
所述第一驱动电路具有:第一集成电路,输出基于成为所述第一驱动信号的基础的第一基础驱动信号的第一栅极信号;第一放大电路,包含根据所述第一栅极信号驱动的第一晶体管;以及第一平滑电路,包含第一电感元件,对来自所述第一放大电路的输出进行平滑并输出所述第一驱动信号;
所述多个导热弹性件中的第一导热弹性件位于所述散热器与所述第一集成电路之间,并与所述散热器和所述第一集成电路接触;
所述多个导热弹性件中的第二导热弹性件位于所述散热器与所述第一晶体管之间,并与所述散热器和所述第一晶体管接触;
所述基板包括彼此相对而配置的第一边和第二边、以及比所述第一边短且彼此相对而配置的第三边和第四边;
所述第一集成电路、所述第一晶体管以及所述第一电感元件沿着从所述第一边朝向所述第二边的方向按所述第一集成电路、所述第一晶体管、所述第一电感元件的顺序配置;
所述散热器包括彼此相对而配置的第五边和第六边,并且,所述散热器配置为:所述第五边和所述第六边沿着所述第一边延伸,且所述第五边与所述第一边之间的最短距离比所述第六边与所述第一边之间的最短距离短;
在从所述基板的法线方向俯视时,所述第一集成电路与所述第五边之间的最短距离大于所述第一晶体管与所述第六边之间的最短距离。
本发明涉及的液体喷出装置的一个方式具备:
所述喷头单元;以及
输送单元,输送从所述喷头单元喷出的液体着落的介质。
附图说明
图1是表示液体喷出装置的功能结构的图。
图2是表示驱动电路的构成的图。
图3是表示驱动信号COMA、COMB的信号波形的一例的图。
图4是表示驱动信号VOUT的波形的一例的图。
图5是表示驱动信号选择电路的构成的图。
图6是表示解码器中的解码内容的图。
图7是表示选择电路的构成的图。
图8是用于说明驱动信号选择电路的动作的图。
图9是表示液体喷出装置的简要结构的说明图。
图10是从-Z侧观察喷头单元时的分解立体图。
图11是从+Z侧观察喷头单元时的分解立体图。
图12是从+Z侧观察喷头单元时的图。
图13是表示喷出头的简要构成的分解立体图。
图14是表示喷头芯片300的简要结构的图。
图15是表示设置于布线基板上的驱动信号输出电路的配置的一例的图。
图16是从-z2侧观察散热器时的图。
图17是从+x2侧观察散热器时的图。
图18是从-x2侧观察散热器时的图。
图19是从+y2侧观察散热器时的图。
图20是从-y2侧观察散热器时的图。
图21是从+z2侧观察散热器时的图。
图22是用于说明固定于布线基板上的散热器的固定方法的具体例的图。
图23是图22所示的A-a剖视图。
图24是图22所示的B-b剖视图。
图25是图22所示的C-c剖视图。
图26是用于说明通过将散热器紧固于布线基板上而变形的多个弹性散热件的图。
附图标记说明
1…液体喷出装置、5…液体容器、8…泵、10…控制单元、11…主控制电路、12…电源电压输出电路、20…喷头单元、21…喷头控制电路、22…差动信号恢复电路、23…电压转换电路、35…支撑部件、40…输送机构、50…驱动信号输出电路、51a、51b、52a、52b…驱动电路、53…基准电压输出电路、60…压电元件、100a、100b、100c、100d、100e、100f…喷出头、110…过滤器部、113…过滤器、120…密封部件、125…贯通孔、130…布线基板、135…缺口部、140…保持架、141、142、143…保持架部件、145…液体导入口、146…狭缝孔、150…固定板、151…平面部、152、153、154…弯折部、155…开口部、200…驱动信号选择电路、210…选择控制电路、212…移位寄存器、214…锁存电路、216…解码器、230…选择电路、232a、232b…逆变器、234a、234b…传输门、300…喷头芯片、310…喷嘴板、321…流路形成基板、322…压力室基板、323…保护基板、324…壳体、330…可塑性部、331…封闭膜、332…支撑件、340…振动板、346…柔性布线基板、350…油墨流路、351…液体导入口、353…独立流路、355…连通流路、420…布线基板、421、422…面、423…半导体装置、424…连接器、500…集成电路、510…调制电路、512、513…加法器、514…比较器、515…逆变器、516…积分衰减器、517…衰减器、520…栅极驱动电路、521、522…栅极驱动器、524…连接器、530…布线基板、531、532…面、541、542、543、544…边、550…放大电路、551、552、553…贯通孔、560…平滑电路、561、562…贯通孔、570、572…反馈电路、580…电源电路、600…喷出部、610…散热器、620…基部、621、622…边、630…翅片部、651、652、653…固定部、661、662…基准销、670、671、672、673、674、680、681、682、683、684…突起部、751、752、753…固定部件、770、771、772、773、774、780、781、782、783、784…弹性散热件、C1、C2、C3、C4、C5、Cd…电容器、D1…二极管、DA1…空气排出口、DI1、DI2…液体排出口、EP…电子部件、FE…固定部件、FP…固定部、G1…流路结构件、G2…供给控制部、G3…液体喷出部、G4…喷出控制部、G5…驱动信号输出部、G6…散热部、HG…弹性散热件、HS…散热器、L1…线圈、M1、M2…晶体管、N…喷嘴、P…介质、PB…布线基板、PS…突起部、R…储存器、R1、R2、R3、R4、R5、R6…电阻、SA1、SA2…空气导入口、SI1、SI2、SI3…液体导入口、U2…压力调节单元、α…虚拟直线、β…虚拟直线
具体实施方式
下面使用附图对本发明的优选实施方式进行说明。附图是为了便于说明而使用的。此外,以下所说明的实施方式并非对权利要求书中所记载的本发明内容进行不当限定。另外,以下所说明的构成并非全部都是本发明的必要技术特征。
1.液体喷出装置的功能结构
首先,使用图1对液体喷出装置1的功能结构进行说明。本实施方式中的液体喷出装置1以通过向介质喷出作为液体的一例的油墨而在介质上形成所希望的图像的喷墨打印机为例进行说明。这样的液体喷出装置1接收从未图示的计算机等通过有线通信或无线通信传输的图像数据,并在介质上形成与该图像数据相应的图像。
图1是表示液体喷出装置1的功能结构的图。如图1所示,液体喷出装置1具备喷出油墨的喷头单元20和控制喷头单元20的动作的控制单元10。另外,控制单元10具有主控制电路11和电源电压输出电路12。
在电源电压输出电路12中,从设置于液体喷出装置1外部的未图示的商用交流电源输入作为交流电压的商用电压。而且,电源电压输出电路12根据所输入的商用电压生成电压VHV并将其输出,该电压VHV例如是电压值为42V的直流电压。即,电源电压输出电路12是将交流电压转换为直流电压的AC/DC转换器,例如包含回扫电路等而构成。由电源电压输出电路12生成的电压VHV作为电源电压而被供给至包括控制单元10和喷头单元20的液体喷出装置1的各部。在此,除了电压VHV之外,电源电压输出电路12还可以生成供给至包括控制单元10和喷头单元20的液体喷出装置1所具有的各构成的多个电压值的直流电压,并向对应的构成输出。
在主控制电路11中,从设置于液体喷出装置1外部的主计算机等外部设备经由未图示的接口电路输入图像信号。而且,主控制电路11将对所输入的图像信号实施预定的图像处理而得的信号作为图像信息信号IP输出至喷头单元20。从该主控制电路11输出的图像信息信号IP例如可以是差动信号等能够高速通信的电信号,另外也可以是用于进行光通信的光信号。
在此,作为由主控制电路11执行的图像处理,例如可举出将输入的图像信号转换为红、绿、蓝的色彩信息之后,转换为与从液体喷出装置1喷出的油墨的色彩对应的色彩信息的色彩转换处理、将实施了色彩转换处理的色彩信息二值化的半色调处理等。此外,主控制电路11执行的图像处理并不限于上述颜色转换处理和半色调处理。另外,主控制电路11也可以是具备多个功能的一个或多个半导体装置,例如包含SoC(System on a Chip:片上系统)而构成。
喷头单元20具备喷头控制电路21、差动信号恢复电路22-1~22-3、电压转换电路23、驱动信号输出电路50以及喷出头100a~100f。
电压转换电路23中被输入电压VHV。而且,电压转换电路23通过对所输入的电压VHV的电压值进行降压或升压,从而生成3.3V或5V等预定电压值的直流电压,并作为电压VDD输出。此外,电压转换电路23也可以将电压值不同的多个直流电压作为电压VDD输出。即,电压转换电路23输出的电压VDD并不限于一个直流电压。
喷头控制电路21根据从主控制电路11输入的图像信息信号IP,输出用于控制喷头单元20的各部的控制信号。具体而言,喷头控制电路21根据图像信息信号IP而生成将控制从喷出头100喷出油墨的控制信号转换为差动信号的差动信号dSCK1~dSCK3、以及差动信号dSIa1~dSIan、dSIb1~dSIbn、dSIc1~dSIcn、dSId1~dSIdn、dSIe1~dSIen、dSIf1~dSIfn,并输出至差动信号恢复电路22-1~22-3。
差动信号恢复电路22-1~22-3从输入的差动信号dSCK1~dSCK3、以及差动信号dSIa1~dSIan、dSIb1~dSIbn、dSIc1~dSIcn、dSId1~dSIdn、dSIe1~dSIen、dSIf1~dSIfn分别恢复对应的时钟信号SCK1~SCK3、以及印刷数据信号SIa1~SIan、SIb1~SIbn、SIc1~SIcn、SId1~SIdn、SIe1~SIen、SIf1~SIfn,并输出至喷出头100a~100f。
详细而言,喷头控制电路21生成包含一对信号dSCK1+、dSCK1-的差动信号dSCK1、包含一对信号dSIa1+~dSIan+、dSIa1-~dSIan-的差动信号dSIa1~dSIan、以及包含一对信号dSIb1+~dSIbn+、dSIb1-~dSIbn-的差动信号dSIb1~dSIbn,并输出至差动信号恢复电路22-1。差动信号恢复电路22-1通过对所输入的差动信号dSCK1进行恢复而生成对应的作为单端信号的时钟信号SCK1,并输出至喷出头100a、100b,通过对差动信号dSIa1~dSIan进行恢复而生成对应的作为单端信号的印刷数据信号SIa1~SIan,并输出至喷出头100a,通过对差动信号dSIb1~dSIbn进行恢复而生成对应的作为单端信号的印刷数据信号SIb1~SIbn,并输出至喷出头100b。
同样地,喷头控制电路21生成包含一对信号dSCK2+、dSCK2-的差动信号dSCK2、包含一对信号dSIc1+~dSIcn+、dSIc1-~dSIcn-的差动信号dSIc1~dSIcn、以及包含一对信号dSId1+~dSIdn+、dSId1-~dSIdn-的差动信号dSId1~dSIdn,并输出至差动信号恢复电路22-2。差动信号恢复电路22-2通过对所输入的差动信号dSCK2进行恢复而生成对应的作为单端信号的时钟信号SCK2,并输出至喷出头100c、100d,通过对差动信号dSIc1~dSIcn进行恢复而生成对应的作为单端信号的印刷数据信号SIc1~SIcn,并输出至喷出头100c,通过对差动信号dSId1~dSIdn进行恢复而生成对应的作为单端信号的印刷数据信号SId1~SIdn,并输出至喷出头100d。
同样地,喷头控制电路21生成包含一对信号dSCK3+、dSCK3-的差动信号dSCK3、包含一对信号dSIe1+~dSIen+、dSIe1-~dSIen-的差动信号dSIe1~dSIen、以及包含一对信号dSIf1+~dSIfn+、dSIf1-~dSIfn-的差动信号dSIf1~dSIfn,并输出至差动信号恢复电路22-3。差动信号恢复电路22-3通过对所输入的差动信号dSCK3进行恢复而生成对应的作为单端信号的时钟信号SCK3,并输出至喷出头100e、100f,通过对差动信号dSIe1~dSIen进行恢复而生成对应的作为单端信号的印刷数据信号SIe1~SIen,并输出至喷出头100e,通过对差动信号dSIf1~dSIfn进行恢复而生成对应的作为单端信号的印刷数据信号SIf1~SIfn,并输出至喷出头100f。
在此,从喷头控制电路21输出的差动信号dSCK1~dSCK3和差动信号dSIa1~dSIan、dSIb1~dSIbn、dSIc1~dSIcn、dSId1~dSIdn、dSIe1~dSIen、dSIf1~dSIfn例如可以是LVDS(Low Voltage Differential Signaling:低压差动信号)传输方式的差动信号,也可以是LVDS以外的LVPECL(Low Voltage Positive Emitter Coupled Logic:低压正发射极耦合逻辑)、CML(Current Mode Logic:电流模式逻辑)等各种高速传输方式的差动信号。
此外,喷头单元20也可以为如下构成:具有生成差动信号的差动信号生成电路,喷头控制电路21将作为差动信号dSCK1~dSCK3的基础的基础控制信号oSCK1~oSCK3和作为差动信号dSIa1~dSIan、dSIb1~dSIbn、dSIc1~dSIcn、dSId1~dSIdn、dSIe1~dSIen、dSIf1~dSIfn的基础的基础控制信号oSIa1~oSIan、oSIb1~oSIbn、oSIc1~oSIcn、oSId1~oSIdn、oSIe1~oSIen、oSIf1~dSIfn输出至差动信号生成电路,差动信号生成电路根据所输入的基础控制信号oSCK1~oSCK3和基础控制信号oSIa1~oSIan、oSIb1~oSIbn、oSIc1~oSIcn、oSId1~oSIdn、oSIe1~oSIen、oSIf1~oSIfn,生成差动信号dSCK1~dSCK3和差动信号dSIa1~dSIan、dSIb1~dSIbn、dSIc1~dSIcn、dSId1~dSIdn、dSIe1~dSIen、dSIf1~dSIfn,并分别输出至差动信号恢复电路22-1~22-3。在此,差动信号恢复电路22-1~22-3的构成均相同,在不需要特别区分的情况下,有时简称为差动信号恢复电路22。
另外,喷头控制电路21根据从主控制电路11输入的图像信息信号IP,生成锁存信号LAT和变换信号CH作为控制从喷出头100a~100d喷出油墨的喷出时刻的控制信号,并输出至喷出头100a~100d。
进而,喷头控制电路21根据从主控制电路11输入的图像信息信号IP,生成作为驱动喷出头100a~100d的驱动信号COMA1、COMA2、COMB1、COMB2的基础的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2,并输出至驱动信号输出电路50。
驱动信号输出电路50包括驱动电路51a、51b、52a、52b以及基准电压输出电路53。而且,驱动信号输出电路50根据基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2生成并输出驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2以及基准电压信号VBS。
基础驱动信号dA1被输入至驱动电路51a。驱动电路51a在将输入的基础驱动信号dA1转换为模拟信号之后,根据电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,从而生成驱动信号COMA1,并输出至喷出头100a、100b、100c。另外,基础驱动信号dB1被输入至驱动电路51b。驱动电路51b在将输入的基础驱动信号dB1转换为模拟信号之后,根据电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,从而生成驱动信号COMB1,并输出至喷出头100a、100b、100c。另外,基础驱动信号dA2被输入至驱动电路52a。驱动电路52a在将输入的基础驱动信号dA2转换为模拟信号之后,根据电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,从而生成驱动信号COMA2,并输出至喷出头100d、100e、100f。另外,基础驱动信号dB2被输入至驱动电路52b。驱动电路52b在将输入的基础驱动信号dB2转换为模拟信号之后,根据电压VHV对转换后的模拟信号进行D级放大,从而生成驱动信号COMB2,并输出至喷出头100d、100e、100f。另外,基准电压输出电路53通过对电压VDD进行升压或降压,从而生成呈从喷出头100a~100f分别喷出油墨时的基准电位的基准电压信号VBS,并输出至喷出头100a~100f。即,驱动信号输出电路50包括生成驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的四个D级放大电路和生成基准电压信号VBS的降压电路或升压电路。
喷出头100a具有驱动信号选择电路200-1~200-n和与驱动信号选择电路200-1~200-n分别对应的喷头芯片300-1~300-n。
喷出头100a所包含的驱动信号选择电路200-1中被输入印刷数据信号SIa1、时钟信号SCK1、锁存信号LAT、变换信号CH以及驱动信号COMA1、COMB1。而且,喷出头100a所包含的驱动信号选择电路200-1根据印刷数据信号SIa1,在由锁存信号LAT、变换信号CH规定的时刻对驱动信号COMA1、COMB1的信号波形进行选择或非选择,从而生成驱动信号VOUT,并供给至喷出头100a所包含的喷头芯片300-1。由此,喷头芯片300-1所具有的后述压电元件60进行驱动,随着压电元件60的驱动而从喷嘴喷出油墨。
同样地,喷出头100a所包含的驱动信号选择电路200-n中被输入印刷数据信号SIan、时钟信号SCK1、锁存信号LAT、变换信号CH以及驱动信号COMA1、COMB1。而且,喷出头100a所包含的驱动信号选择电路200-n根据印刷数据信号SIan,在由锁存信号LAT、变换信号CH规定的时刻对驱动信号COMA1、COMB1的信号波形进行选择或非选择,从而生成驱动信号VOUT,并供给至喷出头100a所包含的喷头芯片300-n。由此,喷头芯片300-n所具有的后述压电元件60进行驱动,随着压电元件60的驱动而从喷嘴喷出油墨。
即,驱动信号选择电路200-1~200-n分别切换是否将驱动信号COMA1、COMB1作为驱动信号VOUT供给至对应的喷头芯片300-1~300-n所包含的压电元件60。
在此,喷出头100a与喷出头100b~100f只有被输入的信号不同,构成和动作都是相同的。因此,省略喷出头100b~100f的构成和动作的说明。另外,在以下的说明中,在不需要特别区分喷出头100a~100f的情况下,有时简称为喷出头100。进而,喷出头100所包含的驱动信号选择电路200-1~200-n的构成均相同,喷头芯片300-1~300-n的构成均相同。因此,在不需要区分驱动信号选择电路200-1~200-n的情况下,简称为驱动信号选择电路200。
此外,液体喷出装置1所具有的喷出头100的数量、驱动信号选择电路200的数量、喷头芯片300的数量、差动信号恢复电路22的数量、以及液体喷出装置1所包含的各种构成的数量并不限定于上述数量,也可以根据液体喷出装置1所具有的喷嘴数量适当地进行变更。
2.驱动电路的构成
接着,对驱动信号输出电路50所包含的驱动电路51a、51b、52a、52b的构成和动作进行说明。在此,驱动电路51a、51b、52a、52b只有被输入的信号和输出的信号不同,构成是相同的。因此,在以下的说明中,对根据基础驱动信号dA1输出驱动信号COMA1的驱动电路51a的构成和动作进行说明,而省略根据基础驱动信号dB1输出驱动信号COMB1的驱动电路51b、根据基础驱动信号dA2输出驱动信号COMA2的驱动电路52a、以及根据基础驱动信号dB2输出驱动信号COMB2的驱动电路52b的构成和动作的详细说明。
图2是表示驱动电路51a的构成的图。如图2所示,驱动电路51a具有包括调制电路510的集成电路500、放大电路550、平滑电路560、反馈电路570、572以及其他多个电路元件。集成电路500输出基于成为驱动信号COMA1的基础的基础驱动信号dA1的栅极信号Hgd和栅极信号Lgd。放大电路550包括通过集成电路500所输出的栅极信号Hgd驱动的晶体管M1和通过栅极信号Lgd驱动的晶体管M2,生成放大调制信号AMs并输出至平滑电路560。平滑电路560包括线圈L1,对来自放大电路550的输出即放大调制信号AMs进行平滑并作为驱动信号COMA1输出。
集成电路500经由包括端子In、端子Bst、端子Hdr、端子Sw、端子Gvd、端子Ldr、端子Gnd以及端子Vbs在内的多个端子与集成电路500的外部电连接。集成电路500对从端子In输入的基础驱动信号dA1进行调制,并输出驱动放大电路550所具有的晶体管M1的栅极信号Hgd和驱动晶体管M2的栅极信号Lgd。
集成电路500包括DAC(Digital to Analog Converter:数模转换器)511、调制电路510、栅极驱动电路520以及电源电路580。
电源电路580生成第一电压信号DAC_HV和第二电压信号DAC_LV,并供给至DAC511。
DAC511将规定驱动信号COMA1的信号波形的数字的基础驱动信号dA1转换为基础驱动信号aA,并输出至调制电路510,其中,该驱动信号aA为第一电压信号DAC_HV与第二电压信号DAC_LV之间的电压值的模拟信号。此外,基础驱动信号aA的电压振幅的最大值由第一电压信号DAC_HV规定,最小值由第二电压信号DAC_LV规定。即,第一电压信号DAC_HV是DAC511中的高电压侧的基准电压,第二电压信号DAC_LV是DAC511中的低电压侧的基准电压。而且,对模拟的基础驱动信号aA进行放大后的信号成为驱动信号COMA1。也就是说,基础驱动信号aA相当于作为驱动信号COMA1的放大前的目标的信号。此外,本实施方式中的基础驱动信号aA的电压振幅例如为1V~2V。
调制电路510生成对基础驱动信号aA进行调制后的调制信号Ms,并经由栅极驱动电路520输出至放大电路550。调制电路510包括加法器512、513、比较器514、逆变器515、积分衰减器516以及衰减器517。
积分衰减器516对经由端子Vfb输入的端子Out的电压、即驱动信号COMA1进行衰减并进行积分,并供给至加法器512的-侧的输入端。另外,加法器512的+侧的输入端被输入基础驱动信号aA。然后,加法器512将从输入至+侧的输入端的电压减去输入至-侧的输入端的电压并进行积分而得到的电压供给至加法器513的+侧的输入端。
在此,基础驱动信号aA的电压振幅的最大值如上所述为2V左右,而驱动信号COMA1的电压的最大值有时会超过40V。因此,积分衰减器516使经由端子Vfb输入的驱动信号COMA1的电压衰减,以在求取偏差时使两个电压的振幅范围匹配。
衰减器517将使经由端子Ifb输入的驱动信号COMA1的高频成分衰减后的电压供给至加法器513的-侧的输入端。另外,加法器513的+侧的输入端中被输入从加法器512输出的电压。然后,加法器513将从输入至+侧的输入端的电压减去输入至-侧的输入端的电压后的电压信号As输出至比较器514。
从该加法器513输出的电压信号As是从基础驱动信号aA的电压中减去供给至端子Vfb的信号的电压后,再减去供给至端子Ifb的信号的电压后的电压。因此,从加法器513输出的电压信号As的电压成为利用驱动信号COMA1的高频成分对于从作为目标的基础驱动信号aA的电压减去了驱动信号COMA1的衰减电压的偏差进行补正后的信号。
比较器514根据从加法器513输出的电压信号As输出脉冲调制后的调制信号Ms。具体而言,比较器514输出如下的调制信号Ms:当从加法器513输出的电压信号As的电压上升时,在达到后述阈值Vth1以上时变为H电平,当电压信号As的电压下降时,在低于后述阈值Vth2时变为L电平。在此,阈值Vth1、Vth2被设定为阈值Vth1>阈值Vth2的关系。此外,调制信号Ms的频率、占空比根据基础驱动信号dA1、aA而变化。因此,可以通过由衰减器517对相当于灵敏度的调制增益进行调节,从而调整调制信号Ms的频率、占空比的变化量。
从比较器514输出的调制信号Ms被供给至栅极驱动电路520所包含的栅极驱动器521。另外,调制信号Ms在通过逆变器515而使逻辑电平反转之后,也被供给至栅极驱动电路520所包含的栅极驱动器522。即,被供给至栅极驱动器521和栅极驱动器522的信号的逻辑电平处于相互排他的关系。
在此,也可以对时刻进行控制,以使被供给至栅极驱动器521和栅极驱动器522的信号的逻辑电平不会同时成为H电平。即,严格来讲,排他的关系是指被供给至栅极驱动器521和栅极驱动器522的信号的逻辑电平不会同时成为H电平,详细而言是指放大电路550所包含的晶体管M1和晶体管M2不会同时导通。
栅极驱动电路520包括栅极驱动器521和栅极驱动器522。
栅极驱动器521对从比较器514输出的调制信号Ms进行电平转换,并从端子Hdr作为栅极信号Hgd输出。栅极驱动器521的电源电压中的高位侧为经由端子Bst施加的电压,低位侧为经由端子Sw施加的电压。端子Bst与电容器C5的一端以及用于防倒流的二极管D1的阴极连接。端子Sw与电容器C5的另一端连接。二极管D1的阳极与端子Gvd连接。由此,二极管D1的阳极被供给从未图示的电源电路供给的例如7.5V的直流电压即电压Vm。因此,端子Bst与端子Sw的电位差与电容器C5的两端的电位差、即电压Vm大致相等。而且,栅极驱动器521生成相对于依据被输入的调制信号Ms的端子Sw增大了电压Vm的电压的栅极信号Hgd,并从端子Hdr输出。
栅极驱动器522在比栅极驱动器521更低电位侧进行动作。栅极驱动器522对通过逆变器515使从比较器514输出的调制信号Ms的逻辑电平反转后的信号进行电平转换,并从端子Ldr作为栅极信号Lgd输出。栅极驱动器522的电源电压中的高位侧被施加电压Vm,低位侧经由端子Gnd而被供给例如0V的接地电位。而且,生成相对于依据输入至栅极驱动器522的信号的端子Gnd增大了电压Vm的电压的栅极信号Lgd,并从端子Ldr输出。
放大电路550包括晶体管M1、M2。晶体管M1的漏极被供给电压VHV,该电压VHV是例如42V的直流电压。晶体管M1的栅极与电阻R1的一端电连接,电阻R1的另一端与集成电路500的端子Hdr电连接。即,晶体管M1的栅极被供给从集成电路500的端子Hdr输出的栅极信号Hgd。晶体管M1的源极与集成电路500的端子Sw电连接。
晶体管M2的漏极与集成电路500的端子Sw电连接。即,晶体管M2的漏极与晶体管M1的源极相互电连接。晶体管M2的栅极与电阻R2的一端电连接,电阻R2的另一端与集成电路500的端子Ldr电连接。即,晶体管M2的栅极被供给从集成电路500的端子Ldr输出的栅极信号Lgd。晶体管M2的源极被供给接地电位。
在以上那样构成的放大电路550中,在晶体管M1被控制为断开、晶体管M2被控制为导通的情况下,与端子Sw连接的节点的电压成为接地电位。因此,端子Bst被供给电压Vm。另一方面,在晶体管M1被控制为导通、晶体管M2被控制为断开的情况下,与端子Sw连接的节点的电压成为电压VHV。因此,端子Bst被供给电压VHV+Vm的电位的电压信号。
即,驱动晶体管M1的栅极驱动器521将电容器C5作为浮动电源,根据晶体管M1和晶体管M2的动作使端子Sw的电位变为0V或者电压VHV,由此,栅极驱动器521向晶体管M1的栅极供给L电平为电压VHV的电位且H电平为电压VHV+电压Vm的电位的栅极信号Hgd。
另一方面,驱动晶体管M2的栅极驱动器522与晶体管M1和晶体管M2的动作无关地,向晶体管M2的栅极供给L电平为接地电位且H电平为电压Vm的电位的栅极信号Lgd。
如以上那样,放大电路550根据电压VHV对通过晶体管M1和晶体管M2对基础驱动信号dA1、aA进行了调制的调制信号Ms进行放大,在晶体管M1的源极和晶体管M2的漏极共同连接的连接点处生成放大调制信号AMs,并输出至平滑电路560。
在此,在放大电路550的传输被输入的电压VHV的传输路径中存在电容器Cd。具体而言,电容器Cd的一端被供给电压VHV,另一端被供给接地电位。该电容器Cd降低了因为放大电路550进行动作而使电压VHV的电位发生变动的可能性。换言之,电容器Cd使电压VHV的电位稳定。这样的电容器优选为大容量,例如使用电解电容器。
平滑电路560通过对从放大电路550输出的放大调制信号AMs进行平滑而生成驱动信号COMA1,并从驱动电路51a输出。
平滑电路560包括线圈L1和电容器C1。线圈L1的一端被输入从放大电路550输出的放大调制信号AMs,线圈L1的另一端与作为驱动电路51a的输出的端子Out连接。另外,线圈L1的另一端也与电容器C1的一端连接。而且,电容器C1的另一端被供给接地电位。即,线圈L1和电容器C1通过对从放大电路550输出的放大调制信号AMs进行平滑而进行解调,并作为驱动信号COMA1输出。
反馈电路570包括电阻R3和电阻R4。电阻R3的一端与输出驱动信号COMA1的端子Out连接,另一端与端子Vfb和电阻R4的一端连接。电阻R4的另一端被供给电压VHV。由此,从端子Out通过反馈电路570后的驱动信号COMA1以被上拉的状态反馈至端子Vfb。
反馈电路572包括电容器C2、C3、C4和电阻R5、R6。电容器C2的一端与输出驱动信号COMA1的端子Out连接,另一端与电阻R5的一端以及电阻R6的一端连接。电阻R5的另一端被供给接地电位。由此,电容器C2和电阻R5作为高通滤波器(High Pass Filter)发挥功能。另外,高通滤波器的截止频率例如被设定为约9MHz。另外,电阻R6的另一端与电容器C4的一端以及电容器C3的一端连接。电容器C3的另一端被供给接地电位。由此,电阻R6和电容器C3作为低通滤波器(Low Pass Filter)发挥功能。此外,低通滤波器的截止频率例如被设定为约160MHz。这样,反馈电路572具备高通滤波器和低通滤波器而构成,从而反馈电路572作为使驱动信号COMA1的预定的频带通过的带通滤波器(Band Pass Filter)发挥功能。
而且,电容器C4的另一端与集成电路500的端子Ifb连接。由此,从作为使预定的频率成分通过的带通滤波器发挥功能的反馈电路572通过后的驱动信号COMA1的高频成分中的直流成分被截断的信号反馈至端子Ifb。
另外,从端子Out输出的驱动信号COMA1是通过平滑电路560对基于基础驱动信号dA1的放大调制信号AMs进行了平滑的信号。而且,驱动信号COMA1在经由端子Vfb被积分、减算之后,反馈至加法器512。因此,驱动电路51a以由反馈的延迟和反馈的传递函数决定的频率进行自激振荡。但是,由于经由端子Vfb的反馈路径的延迟量大,因此,仅通过经由该端子Vfb的反馈有时无法将自激振荡的频率提高至能够充分确保驱动信号COMA1的精度的程度。因此,通过与经由端子Vfb的路径分开而设置经由端子Ifb反馈驱动信号COMA1的高频成分的路径,从而减小从电路整体来看时的延迟。由此,与不存在经由端子Ifb的路径时相比较,能够将电压信号As的频率提高至能够充分确保驱动信号COMA1的精度的程度。
在此,本实施方式中的驱动电路51a中的自激振荡的振荡频率,从充分确保驱动信号COMA1的精度,同时减少驱动电路51a中产生的发热的观点出发,优选为1MHz以上且8MHz以下,尤其是在使液体喷出装置1的消耗电力降低时,驱动电路51a的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且4MHz以下。
在本实施方式中的液体喷出装置1中,驱动电路51a对放大调制信号AMs进行平滑而生成驱动信号COMA1,并供给至后述喷头芯片300所具有的压电元件60。而且,压电元件60通过被供给驱动信号COMA1所包含的信号波形而进行驱动,并喷出与该压电元件60的驱动相对应的量的油墨。
执行驱动这样的压电元件60的驱动信号COMA1的信号波形的频谱分析可知,在驱动信号COMA1中包含50kHz以上的频率成分。在高精度地生成这样的包含50kHz以上的频率成分的驱动信号COMA1的信号波形时,若使调制信号的频率低于1MHz,则在从驱动电路51a输出的驱动信号COMA1的信号波形的边缘部产生钝化。换言之,为了高精度地生成驱动信号COMA1的信号波形,需要将调制信号Ms的频率设为1MHz以上。而且,在驱动电路51a的自激振荡的振荡频率为1MHz以下的情况下,由于驱动信号COMA1的波形精度降低,因而压电元件60的驱动精度降低,最终有可能导致从液体喷出装置1喷出的油墨的喷出特性恶化。
针对这样的问题,通过将作为调制信号Ms的频率的、驱动电路51a的自激振荡的振荡频率设为1MHz以上,从而降低了在驱动信号COMA1的信号波形的边缘部产生钝化的可能性。即,驱动信号COMA1的信号波形的波形精度得到提高,根据驱动信号COMA1驱动的压电元件60的驱动精度得到提高。因此,降低了从液体喷出装置1喷出的油墨的喷出特性恶化的可能性。
然而,若提高作为调制信号Ms的频率的、驱动电路51a的自激振荡的振荡频率,则晶体管M1、M2的开关频率上升,晶体管M1、M2中的开关损耗变大。这种晶体管M1、M2所产生的开关损耗会使驱动电路51a中的消耗电力增加,并且使驱动电路51a中的发热量也增加。即,在使驱动电路51a的自激振荡的振荡频率过高的情况下,晶体管M1、M2中的开关损耗变大,有可能损害作为D级放大器相对于AB级放大器等的线性放大的优势之一的省电性和省发热性。从降低这样的晶体管M1、M2的开关损耗的观点出发,优选作为调制信号Ms的频率的、驱动电路51a的自激振荡的振荡频率为8MHz以下,尤其在要求提高液体喷出装置1的省电性的情况下,优选为4MHz以下。
根据以上内容,在使用了D级放大器的驱动电路51a中,从兼顾所输出的驱动信号COMA1的信号波形的精度的提高和省电化的观点出发,驱动电路51a的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且8MHz以下,尤其是在使液体喷出装置1的消耗电力降低的情况下,驱动电路51a的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且4MHz以下。在此,驱动电路51a的自激振荡的振荡频率除了调制信号Ms的频率之外,还包括放大电路550所具有的晶体管M1、M2进行开关动作的频率。即,驱动电路51a的自激振荡的振荡频率中包括调制信号Ms的频率、栅极信号Hgd、Lgd的频率以及放大调制信号AMs的频率中的至少一个。
在此,如上所述,在图2中示出了驱动信号输出电路50所包含的驱动电路51a、51b、52a、52b中输出驱动信号COMA1的驱动电路51a并进行了说明,但输出驱动信号COMB1的驱动电路51b、输出驱动信号COMA2的驱动电路52a、以及输出驱动信号COMB2的驱动电路52b也包括同样的构成,并执行同样的动作。
即,驱动电路51b具有包含调制电路510的集成电路500、放大电路550、平滑电路560、反馈电路570、572以及其他多个电路元件。而且,集成电路500输出基于成为驱动信号COMB1的基础的基础驱动信号dB1的栅极信号Hgd和栅极信号Lgd。而且,放大电路550包括通过栅极信号Hgd驱动的晶体管M1和通过栅极信号Lgd驱动的晶体管M2,生成放大调制信号AMs并输出至平滑电路560。平滑电路560包括线圈L1,对来自放大电路550的输出即放大调制信号AMs进行平滑并作为驱动信号COMB1输出。该情况下,在驱动电路51b中,从兼顾所输出的驱动信号COMB1的信号波形的精度的提高和省电化的观点出发,驱动电路51b的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且8MHz以下,尤其是在使液体喷出装置1的消耗电力降低的时,驱动电路51b的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且4MHz以下。
同样地,驱动电路52a具有包含调制电路510的集成电路500、放大电路550、平滑电路560、反馈电路570、572以及其他多个电路元件。而且,集成电路500输出基于成为驱动信号COMA2的基础的基础驱动信号dA2的栅极信号Hgd和栅极信号Lgd。而且,放大电路550包括通过栅极信号Hgd驱动的晶体管M1和通过栅极信号Lgd驱动的晶体管M2,生成放大调制信号AMs并输出至平滑电路560。平滑电路560包括线圈L1,对来自放大电路550的输出即放大调制信号AMs进行平滑并作为驱动信号COMA2输出。该情况下,在驱动电路52a中,从兼顾所输出的驱动信号COMA2的信号波形的精度的提高和省电化的观点出发,驱动电路52a的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且8MHz以下,尤其是在使液体喷出装置1的消耗电力降低时,驱动电路52a的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且4MHz以下。
另外,同样地,驱动电路52b具有包含调制电路510的集成电路500、放大电路550、平滑电路560、反馈电路570、572以及其他多个电路元件。而且,集成电路500输出基于成为驱动信号COMB2的基础的基础驱动信号dB2的栅极信号Hgd和栅极信号Lgd。而且,放大电路550包括通过栅极信号Hgd驱动的晶体管M1和通过栅极信号Lgd驱动的晶体管M2,生成放大调制信号AMs并输出至平滑电路560。平滑电路560包括线圈L1,对来自放大电路550的输出即放大调制信号AMs进行平滑并作为驱动信号COMB2输出。而且,在驱动电路52b中,从兼顾所输出的驱动信号COMB2的信号波形的精度的提高和省电化的观点出发,驱动电路52b的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且8MHz以下,尤其是在使液体喷出装置1的消耗电力降低时,驱动电路52b的自激振荡的振荡频率优选为1MHz以上且4MHz以下。
3.驱动信号选择电路的构成及动作
接着,对喷出头100所具有的驱动信号选择电路200的构成及动作进行说明。此外,在以下的说明中,假设向驱动信号选择电路200中输入了作为印刷数据信号SIa1~SIan、SIb1~SIbn、SIc1~SIcn、SId1~SIdn、SIe1~SIen、SIf1~SIfn的总称的印刷数据信号SI、作为时钟信号SCK1~SCK3的总称的时钟信号SCK、锁存信号LAT、变换信号CH、作为驱动信号COMA1、COMA2的总称的驱动信号COMA、作为驱动信号COMB1、COMB2的总称的驱动信号COMB进行说明。
在对驱动信号选择电路200的构成及动作进行说明时,首先对输入至驱动信号选择电路200的驱动信号COMA、COMB的信号波形的一例、以及从驱动信号选择电路200输出的驱动信号VOUT的信号波形的一例进行说明。
图3是表示驱动信号COMA、COMB的信号波形的一例的图。如图3所示,驱动信号COMA呈使配置于从锁存信号LAT上升起到变换信号CH上升为止的期间T1内的梯形波形Adp1与配置于从变换信号CH上升起到锁存信号LAT上升为止的期间T2内的梯形波形Adp2连续的信号波形。而且,在向喷头芯片300供给了梯形波形Adp1时,从喷头芯片300所具有的对应喷嘴喷出小程度的量的油墨,在向喷头芯片300供给了梯形波形Adp2时,从喷头芯片300所具有的对应喷嘴喷出比小程度的量多的中等程度的量的油墨。
另外,如图3所示,驱动信号COMB呈使配置于期间T1内的梯形波形Bdp1与配置于期间T2内的梯形波形Bdp2连续的信号波形。而且,在向喷头芯片300供给了梯形波形Bdp1时,不从喷头芯片300所具有的对应喷嘴喷出油墨。该梯形波形Bdp1是用于使喷嘴的开孔部附近的油墨微振动从而防止油墨粘度增大的波形。另外,在向喷头芯片300供给了梯形波形Bdp2时,与供给梯形波形Adp1时同样地从喷头芯片300所具有的对应喷嘴喷出小程度的量的油墨。
在此,如图3所示,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2各自的开始时刻和结束时刻的电压值都是相同的,为电压Vc。即,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2分别是以电压Vc开始并以电压Vc结束的波形。而且,由期间T1和期间T2构成的周期Ta相当于在介质上形成新的点的印刷周期。
此外,图3中示出了梯形波形Adp1和梯形波形Bdp2为相同的波形的情况,但梯形波形Adp1和梯形波形Bdp2也可以为不同的波形。另外,设定在向喷头芯片300供给梯形波形Adp1时和向喷头芯片300供给梯形波形Bdp1时,均从对应喷嘴喷出小程度的量的油墨而进行说明,但并不限定于此。即,驱动信号COMA、COMB的信号波形并不限定于图3所示的波形,也可以根据从喷头芯片300所具有的喷嘴喷出的油墨的性质、油墨着落的介质的材质等而使用各种波形的组合的信号。另外,驱动电路51a所输出的驱动信号COMA1的信号波形与驱动电路52a所输出的驱动信号COMA2的信号波形也可以不同,同样,驱动电路51b所输出的驱动信号COMB1的信号波形与驱动电路52b所输出的驱动信号COMB2的信号波形也可以不同。
图4是表示介质上形成的点的大小分别为大点LD、中点MD、小点SD以及非记录ND时的驱动信号VOUT的波形的一例的图。
如图4所示,在介质上形成大点LD时的驱动信号VOUT在周期Ta中呈使配置于期间T1内的梯形波形Adp1与配置于期间T2内的梯形波形Adp2连续的信号波形。在向喷头芯片300供给了该驱动信号VOUT时,从对应喷嘴喷出小程度的量的油墨和中等程度的量的油墨。因此,在周期Ta中,各个油墨着落在介质上并合为一体,从而在介质上形成大点LD。
在介质上形成中点MD时的驱动信号VOUT在周期Ta中呈使配置于期间T1内的梯形波形Adp1与配置于期间T2内的梯形波形Bdp2连续的信号波形。在向喷头芯片300供给了该驱动信号VOUT时,从对应喷嘴喷出两次小程度的量的油墨。因此,在周期Ta中,各个油墨着落在介质上并合为一体,从而在介质上形成中点MD。
在介质上形成小点SD时的驱动信号VOUT在周期Ta中呈使配置于期间T1内的梯形波形Adp1与配置于期间T2内的恒定为电压Vc的波形连续的信号波形。在向喷头芯片300供给了该驱动信号VOUT时,从对应喷嘴喷出一次小程度的量的油墨。因此,在周期Ta中,通过使该油墨着落在介质上,从而在介质上形成小点SD。
与在介质上未形成点的非记录ND相对应的驱动信号VOUT在周期Ta中呈使配置于期间T1内的梯形波形Bdp1与配置于期间T2内的恒定为电压Vc的波形连续的信号波形。在向喷头芯片300供给了该驱动信号VOUT时,仅使对应喷嘴的开孔部附近的油墨微振动,而不喷出油墨。因此,在周期Ta中,油墨不会着落在介质上,从而在介质上不会形成点。
在此,驱动信号VOUT中的恒定为电压Vc的波形是指:在作为驱动信号VOUT而未选择梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2中的任何一个时,保持为梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2的前一个电压Vc的电压值的波形。即,在作为驱动信号VOUT而未选择梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2中的任何一个时,作为驱动信号VOUT而向喷头芯片300供给前一个电压Vc。
驱动信号选择电路200通过对驱动信号COMA、COMB中包含的波形进行选择或非选择,从而生成驱动信号VOUT,并输出至喷头芯片300。图5是表示驱动信号选择电路200的构成的图。如图5所示,驱动信号选择电路200包括选择控制电路210和多个选择电路230。另外,图5中示出了被供给了从驱动信号选择电路200输出的驱动信号VOUT的喷头芯片300的一例。如图5所示,喷头芯片300包括分别具有压电元件60的m个喷出部600。
选择控制电路210中被输入印刷数据信号SI、锁存信号LAT、变换信号CH以及时钟信号SCK。在选择控制电路210中,与喷头芯片300所具有的m个喷出部600的每一个对应地设置有移位寄存器(S/R)212、锁存电路214以及解码器216的组。即,驱动信号选择电路200包括与喷头芯片300所具有的m个喷出部600相同数量的移位寄存器212、锁存电路214以及解码器216的组。
印刷数据信号SI是与时钟信号SCK同步的信号,且是包括用于针对m个喷出部600的每一个选择大点LD、中点MD、小点SD以及非记录ND中的任意一个的2位的印刷数据[SIH,SIL]的共计2m位的信号。被输入的印刷数据信号SI与m个喷出部600相对应地,针对印刷数据信号SI中包含的2位量的印刷数据[SIH,SIL]的每一个被保存在移位寄存器212中。具体而言,在选择控制电路210中,与m个喷出部600相对应的m级的移位寄存器212相互级联连接,并且,作为印刷数据信号SI以串行的方式输入的印刷数据[SIH,SIL]按照时钟信号SCK被依次向后级传输。此外,在图5中,为了区分移位寄存器212,从输入印刷数据信号SI的上游侧起依次标记为1级、2级、…、m级。
m个锁存电路214分别在锁存信号LAT的上升沿对由m个移位寄存器212分别保存的2位的印刷数据[SIH,SIL]进行锁存。
图6是表示解码器216中的解码内容的图。解码器216按照被锁存的2位的印刷数据[SIH,SIL]输出选择信号S1、S2。例如,解码器216在2位的印刷数据[SIH,SIL]为[1,0]的情况下,将选择信号S1的逻辑电平在期间T1、T2内设为H、L电平而输出,将选择信号S2的逻辑电平在期间T1、T2内设为L、H电平输出至选择电路230。
选择电路230与各个喷出部600相对应地设置。即,驱动信号选择电路200所具有的选择电路230的数量与喷出部600同为m个。图7是表示与一个喷出部600相对应的选择电路230的构成的图。如图7所示,选择电路230具有作为NOT电路的逆变器232a、232b和传输门234a、234b。
选择信号S1被输入至传输门234a中未标注圆形标记的正控制端,另一方面,通过逆变器232a被逻辑反转,并被输入至传输门234a中标注圆形标记的负控制端。另外,传输门234a的输入端被供给驱动信号COMA。选择信号S2被输入至传输门234b中未标注圆形标记的正控制端,另一方面,通过逆变器232b被逻辑反转,并被输入至传输门234b中标注圆形标记的负控制端。另外,传输门234b的输入端被供给驱动信号COMB。而且,传输门234a、234b的输出端被共同连接,并作为驱动信号VOUT输出。
具体而言,传输门234a在选择信号S1为H电平时使输入端与输出端之间导通,在选择信号S1为L电平时使输入端与输出端之间非导通。另外,传输门234b在选择信号S2为H电平时使输入端与输出端之间导通,在选择信号S2为L电平时使输入端与输出端之间非导通。如上所述,选择电路230根据选择信号S1、S2选择驱动信号COMA、COMB的波形,并输出驱动信号VOUT。
使用图8,对驱动信号选择电路200的动作进行说明。图8是用于说明驱动信号选择电路200的动作的图。印刷数据信号SI中包含的印刷数据[SIH,SIL]与时钟信号SCK同步地以串行的方式输入,并在与喷出部600相对应的移位寄存器212中依次传输。并且,当时钟信号SCK的输入停止时,在各移位寄存器212中保存有与m个喷出部600分别对应的2位的印刷数据[SIH,SIL]。此外,印刷数据信号SI中包含的印刷数据[SIH,SIL]按照与移位寄存器212的m级、…、2级、1级的喷出部600相对应的顺序输入。
并且,当锁存信号LAT上升时,各个锁存电路214将保存在移位寄存器212中的2位的印刷数据[SIH,SIL]同时锁存。此外,在图8中,LT1、LT2、…、LTm表示通过与1级、2级、…、m级的移位寄存器212相对应的锁存电路214被锁存的2位的印刷数据[SIH,SIL]。
解码器216根据由被锁存的2位的印刷数据[SIH,SIL]规定的点的尺寸,在期间T1、T2的各个期间内以图6所示的内容输出选择信号S1、S2的逻辑电平。
具体而言,解码器216在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[1,1]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为H、H电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为L、L电平。该情况下,选择电路230在期间T1内选择梯形波形Adp1,在期间T2内选择梯形波形Adp2。其结果为,生成与图4所示的大点LD相对应的驱动信号VOUT。
另外,解码器216在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[1,0]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为H、L电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为L、H电平。该情况下,选择电路230在期间T1内选择梯形波形Adp1,在期间T2内选择梯形波形Bdp2。其结果为,生成与图3所示的中点MD相对应的驱动信号VOUT。
另外,解码器216在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[0,1]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为H、L电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为L、L电平。该情况下,选择电路230在期间T1内选择梯形波形Adp1,在期间T2内不选择梯形波形Adp2、Bdp2中的任何一个。其结果为,生成与图4所示的小点SD相对应的驱动信号VOUT。
另外,解码器216在输入的印刷数据[SIH,SIL]为[0,0]的情况下,将选择信号S1在期间T1、T2内设为L、L电平,将选择信号S2在期间T1、T2内设为H、L电平。该情况下,选择电路230在期间T1内选择梯形波形Bdp1,在期间T2内不选择梯形波形Adp2、Bdp2中的任何一个。其结果为,生成与图4所示的非记录ND相对应的驱动信号VOUT。
如上所述,驱动信号选择电路200根据印刷数据信号SI、锁存信号LAT、变换信号CH以及时钟信号SCK选择驱动信号COMA、COMB的波形,并作为驱动信号VOUT输出。而且,通过驱动信号选择电路200对驱动信号COMA、COMB的波形进行选择或非选择,从而控制形成于介质上的点的尺寸,最终在液体喷出装置1中,在介质上形成所希望的尺寸的点。
4.液体喷出装置的结构
接着,对液体喷出装置1的简要结构进行说明。图9是表示液体喷出装置1的简要结构的说明图。图9中示出了表示相互正交的X方向、Y方向和Z方向的箭头。在此,Y方向相当于介质P的输送方向,X方向是与Y方向正交且与水平面平行的方向,相当于主扫描方向,Z方向是液体喷出装置1的上下方向,相当于铅垂方向。此外,在以下的说明中,在确定沿着X方向、Y方向以及Z方向的朝向时,有时将图示的表示X方向的箭头的前端侧称为+X侧,将起点侧称为-X侧,将图示的表示Y方向的箭头的前端侧称为+Y侧,将起点侧称为-Y侧,将图示的表示Z方向的箭头的前端侧称为+Z侧,将起点侧称为-Z侧。
如图9所示,液体喷出装置1除了具备上述控制单元10和喷头单元20之外,还具备液体容器5、泵8以及输送机构40。
如上所述,控制单元10具备主控制电路11和电源电压输出电路12,控制包括喷头单元20的液体喷出装置1的动作。另外,控制单元10除了主控制电路11和电源电压输出电路12之外,还可以具备存储各种信息的存储电路、用于与设置于液体喷出装置1外部的主计算机进行通信的接口电路等。
控制单元10接收从设置于液体喷出装置1外部的主计算机等输入的图像信号,并对接收到的图像信号实施了预定的图像处理之后,将实施了该图像处理的信号作为图像信息信号IP输出至喷头单元20。另外,控制单元10通过向输送介质P的输送机构40输出输送控制信号TC,从而控制介质P的输送,并且,通过向泵8输出泵控制信号AC,从而控制泵8的动作。
液体容器5中储存有向介质P喷出的油墨。具体而言,液体容器5包括分别储存青色C、品红色M、黄色Y、黑色K这四种颜色的油墨的四个容器。而且,液体容器5中储存的油墨经由管子等被供给至喷头单元20。此外,液体容器5所具备的储存油墨的容器并不限定于四个,也可以包括储存青色C、品红色M、黄色Y、黑色K以外的颜色的油墨的容器,另外,也可以将青色C、品红色M、黄色Y、黑色K中的任一个容器包含有多个。
喷头单元20具备沿X方向排列配置的喷出头100a~100f。喷头单元20所具备的喷出头100a~100f沿着X方向以成为介质P的宽度以上的方式,从-X侧朝向+X侧按喷出头100a、喷出头100b、喷出头100c、喷出头100d、喷出头100e、喷出头100f的顺序排列配置。而且,喷头单元20将从液体容器5供给的油墨分配至各个喷出头100a~100f,并且,各个喷出头100a~100f根据从控制单元10输入的图像信息信号IP进行动作,从而使从液体容器5供给的油墨从各个喷出头100a~100f朝向介质P喷出。在此,喷头单元20所具有的喷出头100并不限定于六个,也可以为五个以下或七个以上。
输送机构40根据从控制单元10输入的输送控制信号TC沿着Y方向输送介质P。这样的输送机构40包括例如用于输送介质P的未图示的辊、使该辊旋转的电机等而构成。
泵8根据从控制单元10输入的泵控制信号AC控制是否向喷头单元20供给空气A、以及向喷头单元20供给空气A的供给量。泵8例如经由两根管子与喷头单元20连接。而且,泵8通过控制各管子中流动的空气A,从而控制喷头单元20所具有的阀门的开闭。
如上所述,在液体喷出装置1中,控制单元10生成基于从主计算机等输入的图像信号的图像信息信号IP,并根据所生成的图像信息信号IP控制喷头单元20的动作,并且,根据输送控制信号TC控制输送机构40中的介质P的输送。由此,液体喷出装置1能够使油墨着落在介质P的所希望的位置上,因此,能够在介质P上形成所希望的图像。即,液体喷出装置1具备向介质P喷出油墨的喷头单元20和输送从喷头单元20喷出的油墨所着落的介质P的输送机构40。在此,输送介质P的输送机构40是输送单元的一例。
5.喷头单元的结构
接着,对喷头单元20的结构进行说明。图10是从-Z侧观察喷头单元20时的分解立体图,图11是从+Z侧观察喷头单元20时的分解立体图。
如图10和图11所示,喷头单元20具备:从液体容器5导入油墨的流路结构件G1、控制被导入的油墨向喷出头100的供给的供给控制部G2、具有喷出被供给的油墨的喷出头100的液体喷出部G3、控制油墨从喷出头100的喷出的喷出控制部G4、设置有驱动信号输出电路50的驱动信号输出部G5、以及释放驱动信号输出电路50中产生的热的散热部G6。而且,在喷头单元20中,流路结构件G1、供给控制部G2、液体喷出部G3、喷出控制部G4、驱动信号输出部G5以及散热部G6沿着Z方向从-Z侧朝向+Z侧,按散热部G6、驱动信号输出部G5、喷出控制部G4、流路结构件G1、供给控制部G2、液体喷出部G3的顺序层叠,并通过未图示的粘接剂或螺钉等固定单元固定。
如图10和图11所示,流路结构件G1具有与被供给至喷头单元20的油墨颜色的数量相应的多个液体导入口SI1、和与该油墨颜色的数量及喷出头100的数量相应的多个液体排出口DI1。多个液体导入口SI1分别位于流路结构件G1的-Z侧的面上,并经由未图示的管子等与液体容器5连接。另外,多个液体排出口DI1分别位于流路结构件G1的+Z侧的面上。而且,流路结构件G1的内部形成有将一个液体导入口SI1与多个液体排出口DI1连通的油墨流路。
另外,流路结构件G1中设置有多个空气导入口SA1和多个空气排出口DA1。多个空气导入口SA1分别设置于流路结构件G1的-Z侧的面上,经由未图示的管子与泵8连接。另外,多个空气排出口DA1分别设置于流路结构件G1的+Z侧的面上。而且,流路结构件G1的内部形成有将一个空气导入口SA1与多个空气排出口DA1连通的空气流路。
如图10和图11所示,供给控制部G2具有与喷头单元20所具有的喷出头100的数量相应的多个压力调节单元U2。另外,多个压力调节单元U2分别具有与供给至喷头单元20的油墨颜色的数量相应的多个液体导入口SI2、与供给至喷头单元20的油墨颜色的数量相应的多个液体排出口DI2、以及与和泵8连接的管子的数量相应的多个空气导入口SA2。
多个液体导入口SI2分别与流路结构件G1所具有的液体排出口DI1的各个相对应地位于压力调节单元U2的-Z侧,并与对应的液体排出口DI1分别连接。另外,多个液体排出口DI2分别位于压力调节单元U2的-Z侧。并且,在压力调节单元U2的内部,形成有将一个液体导入口SI2与一个液体排出口DI2连通的油墨流路。
多个空气导入口SA2分别与流路结构件G1所具有的空气排出口DA1的各个相对应地位于压力调节单元U2的-Z侧,并与对应的空气排出口DA1分别连接。另外,在压力调节单元U2的内部,形成有对油墨流路进行开闭的阀门、对油墨流路中流动的油墨的压力进行调节的阀门等控制油墨朝向喷出头100的供给的多个阀门、和将一个空气导入口SA2与一个阀门之间连接的空气流路。
如以上那样构成的压力调节单元U2通过经由将空气导入口SA2与阀门之间连接的未图示的空气流路供给的空气A来控制内部设置的阀门的动作,从而控制将液体导入口SI2与液体排出口DI2连通的未图示的油墨流路中流动的油墨的量。
如图10和图11所示,液体喷出部G3具有喷出头100a~100f和支撑部件35。喷出头100a~100f分别位于支撑部件35的+Z侧,并通过未图示的粘接剂或螺钉等固定单元固定在支撑部件35上。
支撑部件35上形成有与多个液体导入口SI3对应的开口部。另外,多个液体导入口SI3与供给控制部G2所具有的液体排出口DI2的各个相对应地位于喷出头100a~100f各个的-Z侧。该多个液体导入口SI3穿过形成于支撑部件35上的开口部,从而露出于液体喷出部G3的-Z侧。而且,液体导入口SI3分别与对应的液体排出口DI2连接。
在此,对从液体容器5向喷出头100供给油墨的流动进行说明。储存于液体容器5中的油墨经由未图示的管子等被供给至流路结构件G1所具有的液体导入口SI1。被供给至液体导入口SI1的油墨在通过设置于流路结构件G1内部的未图示的油墨流路被分配之后,经由液体排出口DI1被供给至压力调节单元U2所具有的液体导入口SI2。供给至液体导入口SI2的油墨经由设置于压力调节单元U2内部的油墨流路和液体排出口DI2被供给至液体喷出部G3所具有的六个喷出头100各个的液体导入口SI3。即,从液体容器5供给的油墨在被流路结构件G1分叉之后,在供给控制部G2中对供给量进行控制,并被供给至液体喷出部G3所具有的喷出头100a~100f。
接着,对喷头单元20中的喷出头100a~100f的配置的一例进行说明。图12是从+Z侧观察喷头单元20时的图。如图12所示,喷头单元20所具有的喷出头100a~100f分别具有沿X方向排列配置的六个喷头芯片300。各喷头芯片300在与Z方向垂直的方向上且X方向和Y方向所形成的平面中,具有沿列方向RD排列配置并喷出油墨的多个喷嘴N。此外,在以下的说明中,有时将沿列方向RD排列配置的多个喷嘴N称为喷嘴列。
在此,本实施方式中的喷头芯片300沿列方向RD具有两列喷嘴列。而且,在喷出头100所具有的两列喷嘴N中,包括喷出青色C的色彩的油墨的组、喷出品红色M的色彩的油墨的组、喷出黄色Y的色彩的油墨的组、喷出黑色K的色彩的油墨的组。此外,在本实施方式中,示出了喷出头100a~100f分别具有六个喷头芯片300的情况,但喷出头100a~100f所具有的喷头芯片300的数量并不限于六个。
接着,对喷出头100的结构进行说明。图13是表示喷出头100的简要构成的分解立体图。喷出头100具备过滤器部110、密封部件120、布线基板130、保持架140、六个喷头芯片300以及固定板150。而且,在喷出头100中,过滤器部110、密封部件120、布线基板130、保持架140以及固定板150沿Z方向从-Z侧朝向+Z侧,以过滤器部110、密封部件120、布线基板130、保持架140、固定板150的顺序重叠构成,并且,在保持架140与固定板150之间收纳有六个喷头芯片300。
过滤器部110呈相对的两条边沿X方向延伸,相对的两条边沿列方向RD延伸的大致平行四边形状。过滤器部110具备四个过滤器113和四个液体导入口SI3。四个过滤器113位于过滤器部110的内部,与四个液体导入口SI3分别对应地设置。该过滤器113捕集从液体导入口SI3供给的油墨中包含的气泡或异物。
密封部件120位于过滤器部110的+Z侧,并呈相对的两条边沿X方向延伸,相对的两条边沿列方向RD延伸的大致平行四边形状。这样的密封部件120例如由橡胶等的弹性部件形成,在密封部件120的四角,配置有供从过滤器部110供给的油墨流动的贯通孔125。而且,密封部件120设置于过滤器部110的+Z侧的面上,并使过滤器部110中经由过滤器113与液体导入口SI3连通的未图示的液体排出孔和保持架140所具有的液体导入口145之间液密性地连通。
布线基板130位于密封部件120的+Z侧,并呈相对的两条边沿X方向延伸,相对的两条边沿列方向RD延伸的大致平行四边形状。在布线基板130上,形成有用于传输供给至喷出头100的驱动信号COMA、COMB或电压VHV等各种信号的布线。另外,在布线基板130的四角形成有以防形成于密封部件120所具有的贯通孔125与保持架140所具有的液体导入口145之间的油墨流路堵塞而设置的切口部135。
保持架140位于布线基板130的+Z侧,并呈相对的两条边沿X方向延伸,相对的两条边沿列方向RD延伸的大致平行四边形状。保持架140具有保持架部件141、142、143。保持架部件141、142、143沿Z方向从-Z侧朝向+Z侧按照保持架部件141、保持架部件142、保持架部件143的顺序层叠。另外,保持架部件141与保持架部件142之间、以及保持架部件142与保持架部件143之间通过粘接剂等进行粘接。
另外,在保持架部件143的内部,形成有在+Z侧具有开口部,并用于收纳喷头芯片300的未图示的收纳空间。该保持架部件143的内部形成的收纳空间可以是与六个喷头芯片300分别对应地单独形成的收纳空间,另外,也可以是将六个喷头芯片300放一起收纳的一个收纳空间。另外,保持架140上设置有与六个喷头芯片300分别对应的狭缝孔146。狭缝孔146中插通有用于向六个喷头芯片300分别传输驱动信号COMA、COMB或电压VHV等各种信号的柔性布线基板346。并且,形成于保持架部件143的内部的收纳空间中收纳的六个喷头芯片300分别通过粘接剂等固定于保持架部件143上。
另外,在保持架140的上表面的四角设置有液体导入口145。如上所述,液体导入口145分别经由设置于密封部件120上的贯通孔125与未图示的液体排出孔连接,该液体排出孔是过滤器部110中经由过滤器113与液体导入口SI3连通的孔。由此,从液体导入口SI3供给的油墨从液体导入口145供给至保持架140。从该各液体导入口145导入的油墨经由设置于保持架140内部的未图示的油墨流路被分配至六个喷头芯片300,从而向六个喷头芯片300分别供给油墨。
固定板150位于保持架140的+Z侧,将形成于保持架部件143内部的收纳空间封闭。固定板150具有平面部151和弯折部152、153、154。平面部151呈相对的两条边沿X方向延伸,相对的两条边沿列方向RD延伸的大致平行四边形状。平面部151具有用于使喷头芯片300露出的六个开口部155。而且,喷头芯片300以两个喷嘴列经由开口部155露出的方式固定于平面部151上。
弯折部152是与平面部151的沿列方向RD延伸的一条边连接且向-Z侧弯折的与平面部151呈一体的部件,弯折部153是与平面部151的沿X方向延伸的一条边连接且向-Z侧弯折的与平面部151呈一体的部件,弯折部154是与平面部151的沿X方向延伸的另一条边连接且向-Z侧弯折的与平面部151呈一体的部件。
在此,对喷头芯片300的结构的一例进行说明。图14是表示喷头芯片300的简要结构的图,且是将喷头芯片300以包含至少一个喷嘴N的方式沿与列方向RD垂直的方向剖切时的剖视图。如图14所示,喷头芯片300具有:设置有喷出油墨的多个喷嘴N的喷嘴板310;划定连通流路355、独立流路353以及储存器R的流路形成基板321;划定压力室C的压力室基板322;保护基板323;可塑性部330;振动板340;压电元件60;柔性布线基板346;以及划定储存器R和液体导入口351的壳体324。而且,从设置于保持架140上的未图示的液体排出口经由液体导入口351向喷头芯片300供给油墨。被供给至喷头芯片300的油墨经由包括储存器R、独立流路353、压力室C以及连通流路355而构成的油墨流路350到达喷嘴N,并随着压电元件60的驱动而被喷出。在此,有时将包括压电元件60、振动板340、喷嘴N、独立流路353、压力室C以及连通流路355的构成称为喷出部600。
具体而言,油墨流路350通过流路形成基板321、压力室基板322、壳体324沿Z方向层叠而构成。从液体导入口351导入壳体324内部的油墨被储存在储存器R中。储存器R是与分别对应于构成喷嘴列的多个喷嘴N的多个独立流路353连通的共用流路。储存在储存器R中的油墨经由独立流路353被供给至压力室C。
在压力室C中,通过对所储存的油墨施加压力,从而经由连通流路355从喷嘴N喷出油墨。在压力室C的-Z侧,以将压力室C封闭的方式配置有振动板340,振动板340的-Z侧配置有压电元件60。压电元件60由压电体和形成于压电体的两面上的一对电极构成。而且,通过经由柔性布线基板346向压电元件60所具有的一对电极中的一方供给驱动信号VOUT,并经由柔性布线基板346向压电元件60所具有的一对电极中的另一方供给基准电压信号VBS,从而通过一对电极之间产生的电位差而使压电体位移。即,包含压电体的压电元件60被驱动。而且,随着压电元件60的驱动,设置有压电元件60的振动板340发生变形,通过该振动板340的变形而使压力室C的内压发生变化,从而使储存于压力室C中的油墨经由连通流路355从喷嘴N喷出。
另外,在流路形成基板321的+Z侧固定有喷嘴板310和可塑性部330。喷嘴板310位于连通流路355的+Z侧。在喷嘴板310上,多个喷嘴N沿列方向RD并排设置。可塑性部330位于储存器R及独立流路353的+Z侧,包括封闭膜331和支撑件332。封闭膜331是具有挠性的膜状部件,将储存器R和独立流路353的+Z侧封闭。而且,封闭膜331的外周缘由框状的支撑件332支撑。另外,支撑件332的+Z侧固定于固定板150的平面部151。以上那样构成的可塑性部330保护喷头芯片300,并减少储存器R的内部或独立流路353的内部的油墨的压力变动。
返回图13,如上所述,喷出头100将从液体容器5供给的油墨分配给多个喷嘴N,并通过根据经由柔性布线基板346供给的驱动信号VOUT产生的压电元件60的驱动而从喷嘴N喷出油墨。在此,驱动信号选择电路200可以设置在布线基板130上,另外,也可以设置在与各个喷头芯片300相对应的柔性布线基板346上。
如上所述,喷头单元20具有通过根据驱动信号COMA1、COMB1生成的驱动信号VOUT驱动的多个压电元件60、和通过根据驱动信号COMA2、COMB2生成的驱动信号VOUT驱动的多个压电元件60,并且,基于通过根据驱动信号COMA1、COMB1生成的驱动信号VOUT驱动的多个压电元件60和通过根据驱动信号COMA2、COMB2生成的驱动信号VOUT驱动的多个压电元件60各自的驱动而喷出液体。
返回图10和图11,喷出控制部G4位于流路结构件G1的-Z侧,并包括布线基板420。布线基板420包括面422和位于面422的相反侧且与面422相对的面421。而且,布线基板420被配置为:面422朝向流路结构件G1、供给控制部G2以及液体喷出部G3侧,面421朝向流路结构件G1、供给控制部G2以及液体喷出部G3的相反侧。
布线基板420的面421内的-X侧的区域中设置有半导体装置423。半导体装置423是构成喷头控制电路21的至少一部分的电路部件,例如包含SoC而构成。即,半导体装置423中被输入从控制单元10向喷头单元20供给的图像信息信号IP。而且,半导体装置423生成基于被输入的图像信息信号IP的各种信号,并相对于喷头单元20所包含的各种构成输出相对应的控制信号,并且输出基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2。
另外,在布线基板420的面421内相比半导体装置423更靠+X侧的区域中,沿着位于-Y侧的布线基板420的端边设置有连接器424。该连接器424与驱动信号输出部G5电连接。由此,半导体装置423输出的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2被供给至驱动信号输出电路50,并且,驱动信号输出部G5所具有的驱动信号输出电路50输出的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2被输入至喷出控制部G4。而且,被输入至喷出控制部G4的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2在布线基板420中传输之后,被供给至喷出头100所具有的喷出部600。
如图10和图11所示,驱动信号输出部G5位于喷出控制部G4的-Z侧,并包括布线基板530。布线基板530包括面532和位于面532的相反侧且与面532相对的面531。而且,布线基板530被配置为:面532朝向喷出控制部G4侧,面531朝向喷出控制部G4的相反侧。即,布线基板420的面421与布线基板530的面532相对而配置。
在布线基板530的面531上,设置有输出驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的驱动信号输出电路50。布线基板530的面532上设置有连接器524。连接器524将从喷出控制部G4输入的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2输入驱动信号输出电路50,并且,将驱动信号输出电路50输出的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2输出至喷出控制部G4。
如上所述,喷出控制部G4具有的布线基板420和驱动信号输出部G5具有的布线基板530经由设置于布线基板420上的连接器424和设置于布线基板530上的连接器524相互电连接。这样的连接器424、524优选为不经由柔性扁平电缆(FFC:Flexible Flat Cable)等而将布线基板420与布线基板530电连接的所谓BtoB(Board to Board:板对板)连接器。
在假设通过FFC等连接布线基板420与布线基板530的情况下,因为施加于液体喷出装置1上的振动等而使FFC的形状发生变化,从而使FFC中产生的布线阻抗发生变化。由此,可能会在基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2以及驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的信号波形中产生畸变,从而导致液体喷出装置1中的油墨的喷出精度降低。针对这种问题,通过作为将布线基板420与布线基板530电连接的连接器424、524而使用BtoB连接器,从而即使在液体喷出装置1中产生了振动等的情况下,也能够降低基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2以及驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的传输路径的阻抗发生变化的可能性。由此,降低了在基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2以及驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的信号波形中产生畸变的可能性,从而降低了液体喷出装置1中的油墨的喷出精度降低的可能性。
在此,使用图15对驱动信号输出部G5中包含的布线基板530的面531上的驱动信号输出电路50的配置详细进行说明。图15是表示设置于布线基板530的面531上的驱动信号输出电路50的配置的一例的图。在此,图15中示出了相互正交的x1方向和y1方向。此外,在以下的说明中,有时将图示的表示x1方向的箭头的前端侧称为+x1侧,将起点侧称为-x1侧,将图示的表示y1方向的箭头的前端侧称为+y1侧,将起点侧称为-y1侧。
布线基板530呈包含沿x1方向延伸的边541、位于比边541更靠+y1侧的位置处且沿x1方向延伸的边542、沿y1方向延伸的边543、以及位于比边543更靠+x1侧的位置处且沿y1方向延伸的边544的大致矩形状。换言之,布线基板530包括沿x1方向延伸且在y1方向上彼此相对而配置的边541及边542、和比边541及边542短且沿y1方向延伸而且在x1方向上彼此相对而配置的边543及边544。
并且,驱动信号输出电路50中包含的驱动电路51a、51b、52a、52b在布线基板530上沿x1方向从-x1侧朝向+x1侧按驱动电路51a、驱动电路51b、驱动电路52a、驱动电路52b的顺序设置。
具体而言,如上所述,驱动电路51a、51b、52a、52b分别包含集成电路500、晶体管M1、M2、线圈L1。并且,在各个驱动电路51a、51b、52a、52b中,晶体管M1和晶体管M2沿x1方向从-x1侧朝向+x1侧按晶体管M1、晶体管M2的顺序并排设置,集成电路500位于并排设置的晶体管M1、M2的-y1侧,线圈L1位于并排设置的晶体管M1、M2的+y1侧。即,在各个驱动电路51a、51b、52a、52b中,集成电路500、沿x1方向并排设置的晶体管M1、M2以及线圈L1在y1方向上沿从-y1侧朝向+y1侧的方向、即从布线基板530的边541朝向边542的方向,按集成电路500、沿x1方向并排设置的晶体管M1、M2、线圈L1的顺序配置。
另外,驱动电路51a、51b、52a、52b配置为驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2沿x1方向并排设置。具体而言,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2沿x1方向从-x1侧朝向+x1侧按驱动电路51a所包含的晶体管M1、驱动电路51a所包含的晶体管M2、驱动电路51b所包含的晶体管M1、驱动电路51b所包含的晶体管M2、驱动电路52a所包含的晶体管M1、驱动电路52a所包含的晶体管M2、驱动电路52b所包含的晶体管M1、驱动电路52b所包含的晶体管M2的顺序排列配置。
该情况下,驱动电路51a所包含的晶体管M1的至少一部分及晶体管M2的至少一部分、驱动电路51b所包含的晶体管M1的至少一部分及晶体管M2的至少一部分、驱动电路52a所包含的晶体管M1的至少一部分及晶体管M2的至少一部分、驱动电路52b所包含的晶体管M1的至少一部分及晶体管M2的至少一部分配置为与沿着x1方向的虚拟直线α重叠。换言之,虚拟直线α是与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2全部重叠的直线。
另外,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500沿x1方向并排设置。具体而言,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500沿x1方向从-x1侧朝向+x1侧按驱动电路51a所包含的集成电路500、驱动电路51b所包含的集成电路500、驱动电路52a所包含的集成电路500、驱动电路52b所包含的集成电路500的顺序排列配置。
该情况下,驱动电路51a所包含的集成电路500的至少一部分、驱动电路51b所包含的集成电路500的至少一部分、驱动电路52a所包含的集成电路500的至少一部分以及驱动电路52b所包含的集成电路500的至少一部分配置为与沿着x1方向的虚拟直线β重叠。换言之,虚拟直线β是与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500全部重叠的直线。
即,在布线基板530中,驱动电路51a、51b、52a、52b以各自所包含的晶体管M1、M2与沿着x1方向延伸的虚拟直线α重叠,各自所包含的集成电路500与沿着x1方向延伸的虚拟直线β重叠的方式,沿x1方向从-x1侧朝向+x1侧按驱动电路51a、驱动电路51b、驱动电路52a、驱动电路52b的顺序设置。
另外,如图15所示,布线基板530上形成有贯穿面531和面532的贯通孔551、552、553、561、562。
贯通孔551的至少一部分与虚拟直线α重叠,并位于沿虚拟直线α并排设置的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2的-x1侧。另外,贯通孔553的至少一部分与虚拟直线α重叠,并位于沿虚拟直线α并排设置的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2的+x1侧。即,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2和贯通孔551、553沿虚拟直线α并排设置,在沿着与虚拟直线α延伸的x1方向正交的y1方向观察时,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2位于贯通孔551与贯通孔553之间。
贯通孔552的至少一部分与虚拟直线β重叠,并位于沿虚拟直线β并排设置的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500中的、驱动电路51b所包含的集成电路500与驱动电路52a所包含的集成电路500之间。即,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500和贯通孔552沿着虚拟直线β而配置,在沿着与虚拟直线β延伸的x1方向正交的y1方向观察时,贯通孔552位于驱动电路51b所包含的集成电路500与驱动电路52a所包含的集成电路500之间。
贯通孔561的至少一部分与虚拟直线β重叠,并位于沿虚拟直线β并排设置的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500的-x1侧。另外,贯通孔562的至少一部分与虚拟直线β重叠,并位于沿虚拟直线β并排设置的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500的+x1侧。即,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500和贯通孔561、562沿着虚拟直线β而配置,在沿着与虚拟直线β延伸的x1方向正交的y1方向观察时,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500位于贯通孔561与贯通孔562之间。
如上所述,在布线基板530上,配置有输出驱动信号COMA1的驱动电路51a、输出驱动信号COMB1的驱动电路51b、输出驱动信号COMA2的驱动电路52a以及输出驱动信号COMB2的驱动电路52b。而且,在布线基板530中传输分别输入至驱动电路51a、51b、52a、52b的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2、和驱动电路51a、51b、52a、52b分别输出的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2。
在以上那样构成的驱动信号输出部G5中,布线基板530的边541、542沿着X方向以边541成为-Y侧、边542成为+Y侧的方式延伸,边543、544沿着Y方向以边543成为-X侧、边544成为+X侧的方式延伸。即,在喷头单元20中,布线基板530以图15所示的x1方向对应于图10等所示的X方向、y1方向对应于图10等所示的Y方向的方式配置。而且,驱动信号输出部G5由设置于布线基板530上的驱动信号输出电路50所包含的驱动电路51a、51b、52a、52b根据经由连接器524输入的基础驱动信号dA1、dB1、dA2、dB2生成驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2,并将所生成的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2经由连接器524输出至喷出控制部G4所具有的布线基板420。
返回图10和图11,散热部G6位于驱动信号输出部G5的-Z侧,包括散热器610、多个弹性散热件770以及多个弹性散热件780。
多个弹性散热件770、780位于驱动信号输出部G5与散热器610之间。具体而言,多个弹性散热件770在驱动信号输出部G5与散热器610之间,与包含驱动信号输出部G5所具有的驱动信号输出电路50所包含的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的包含晶体管M1、M2的晶体管对相对应地设置,多个弹性散热件780在驱动信号输出部G5与散热器610之间,与驱动信号输出部G5所具有的驱动信号输出电路50所包含的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500相对应地设置。即,散热部G6包括与包含驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2的晶体管对相对应的四个弹性散热件770、和与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500相对应的四个弹性散热件780。
在此,在本实施方式中,以多个弹性散热件770针对包含驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2的每个晶体管对而共用地设置的情况进行说明,但多个弹性散热件770也可以针对驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的每个晶体管M1、M2而单独设置。即,散热部G6也可以包括与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1和晶体管M2分别对应的八个弹性散热件770。
在此,多个弹性散热件770、780均为具有阻燃性和电绝缘性的凝胶状,优选由硅凝胶构成。此外,关于喷头单元20中的多个弹性散热件770、780的详细情况,之后进行说明。
接着,使用图16至图21对散热部G6所包含的散热器610的结构进行说明。在此,图16至图21中示出了表示相互正交的x2方向、y2方向以及z2方向的箭头。另外,在以下的说明中,在确定沿着x2方向、y2方向以及z2方向的朝向时,有时将表示x2方向的箭头的前端侧称为+x2侧,将起点侧称为-x2侧,将表示y2方向的箭头的前端侧称为+y2侧,将起点侧称为-y2侧,将表示z2方向的箭头的前端侧称为+z2侧,将起点侧称为-z2侧。
图16是从-z2侧观察散热器610时的图。图17是从+x2侧观察散热器610时的图。图18是从-x2侧观察散热器610时的图。图19是从+y2侧观察散热器610时的图。图20是从-y2侧观察散热器610时的图。图21是从+z2侧观察散热器610时的图。即,图16至图21相当于散热器610的六视图。
如图16至图21所示,散热器610包括基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662。
基部620呈包括沿x2方向延伸的边621、在y2方向上与边621相对而配置且位于边621的+y2侧的边622、以及与边621及边622双方交叉且比边621及边622短的多条短边,并沿着由x2方向和y2方向构成的平面延伸的板状构成。
多个翅片部630呈位于基部620的-z2侧的板状构成,在多个翅片部630各自的+z2侧的端部与基部620的-z2侧的面连接的状态下,以构成板状的面的法线成为沿着y2方向的方向的方式沿y2方向排列配置。换言之,多个翅片部630以面方向与基部620大致垂直的方式竖立设置,并沿y2方向并排设置。
多个突起部670在基部620的+Z侧的面上,沿着沿x2方向延伸的基部620的边622并排设置。另外,多个突起部680在基部620的+Z侧的面上且在沿x2方向并排设置的多个突起部670的-y2侧,沿着沿x2方向延伸的基部620的边621并排设置。
在此,多个突起部670与包含驱动信号输出部G5所具有的驱动信号输出电路50所包含的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2的晶体管对相对应地设置,多个弹性散热件780与驱动信号输出部G5所具有的驱动信号输出电路50所包含的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500相对应地设置。即,散热器610具有与包含驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2的晶体管对相对应的四个突起部670、和与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500相对应的四个突起部680。
在此,在本实施方式中,以多个突起部670针对包含驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2的每个晶体管对而共用地设置的情况进行说明,但多个突起部670也可以针对驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的每个晶体管M1、M2而单独设置。即,散热器610也可以包括与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1和晶体管M2分别对应的八个突起部670。
固定部651、652、653中的固定部651、653在基部620的+z2侧的面上,沿着沿x2方向延伸的基部620的边622并排设置,固定部652位于比沿着沿x2方向延伸的基部620的边622并排设置的固定部651、653更靠边621侧的位置。具体而言,固定部651、653在基部620的+z2侧的面上,与沿着沿x2方向延伸的基部620的边622并排设置的多个突起部670一起沿着边622并排设置,固定部652与沿着沿x2方向延伸的基部620的边621并排设置的多个突起部680一起沿着边621并排设置。
基准销661、662在基部620的+z2侧的面上,沿着沿x2方向延伸的基部620的边621并排设置。具体而言,基准销661、662与沿着沿x2方向延伸的基部620的边621并排设置的多个突起部680以及固定部652一起沿着边621并排设置。
在以上那样构成的散热器610中,基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662使用例如铝、铁、铜等的导热性优异的金属。该情况下,基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662的构成可以互不相同,但基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662优选为相同的材质。
在基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662中的至少任一个由不同的物质构成的情况下,可能因为物质间的热膨胀系数等物性的不同而在散热器上产生预料意外的畸变,由此导致散热器610的散热特性降低。相对于此,通过使基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662为相同的材质,降低在构成间产生物性差异的可能性,由此能够降低因为物性差异而导致散热器610的散热特性降低的可能性。
另外,基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662也可以通过焊接等连接方法相互连接,但在散热器610中,利用通过从一个材料切削而形成基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662的所谓切削加工、或者使用预定的模具形成基部620、多个翅片部630、多个突起部670、680、固定部651、652、653以及基准销661、662的压铸法进行制造。
在通过焊接等连接方法相互连接的情况下,在该连接部中,热阻等物性可能会发生变化,由此使热集中于散热器610的一部分,导致散热器610的散热特性降低。相对于此,通过由一个材料加工形成散热器610,能够降低热集中于散热器610的一部分的可能性,从而能够降低散热器610的散热特性降低的可能性。
如上所述,散热部G6具有固定于布线基板530上的散热器610、和位于布线基板530与散热器610之间的多个弹性散热件770、780。而且,散热器610通过固定在布线基板530上,从而经由多个弹性散热件770、780释放设置于布线基板530上的驱动信号输出电路50所产生的热。
在此,使用图22至图25对固定于布线基板530上的散热器610的固定方法的具体例进行说明。此外,在图22至图25的说明中,有时将与由驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对相对应的多个弹性散热件770以及多个突起部670中的、与由驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对相对应的弹性散热件770称为弹性散热件771、突起部670称为突起部671。同样地,有时将多个弹性散热件770以及多个突起部670中的、与由驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对相对应的弹性散热件770称为弹性散热件772、突起部670称为突起部672,将与由驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对相对应的弹性散热件770称为弹性散热件773、突起部670称为突起部673,将与由驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对相对应的弹性散热件770称为弹性散热件774、突起部670称为突起部674。
另外,有时将与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500相对应的多个弹性散热件780以及多个突起部680中的、与驱动电路51a所包含的集成电路500相对应的弹性散热件780称为弹性散热件781、突起部680称为突起部681。同样地,有时将多个弹性散热件780以及多个突起部680中的、与驱动电路51b所包含的集成电路500相对应的弹性散热件780称为弹性散热件782、突起部680称为突起部682,将与驱动电路52a所包含的集成电路500相对应的弹性散热件780称为弹性散热件783、突起部680称为突起部683,将与驱动电路52b所包含的集成电路500相对应的弹性散热件780称为弹性散热件784、突起部680称为突起部684。
图22是用于说明固定于布线基板530上的散热器610的固定方法的具体例的图。图23是图22所示的A-a剖视图。另外,图24是图22所示的B-b剖视图。另外,图25是图22所示的C-c剖视图。在此,在图22中,示出了布线基板530、以及设置于布线基板530的面531上的驱动信号输出电路50所包含的各构成,并且用虚线示出固定于布线基板530上的散热器610。
如图22和图24所示,散热器610所具有的基准销661插通于布线基板530的贯通孔561中,基准销662插通于布线基板530的贯通孔562中。由此,确定散热器610相对于布线基板530的配置。
即,相对于布线基板530固定散热器610的固定位置由形成于布线基板530上的贯通孔561、562和散热器610所包含的基准销661、662规定。该情况下,散热器610以基部620的边621、622沿着布线基板530的边541,且边621位于边541侧,边622位于边542侧的方式配置。即,散热器610包括彼此相对而配置的边621及边622,在喷头单元20中,以边621及边622沿着边541延伸,且边621与边541的最短距离比边622与边541的最短距离短的方式配置。
并且,在基准销661插通于布线基板530所具有的贯通孔561,基准销662插通于贯通孔562的固定位置中,在如图22所示从-Z侧朝向+Z侧观察布线基板530的布线基板530的俯视中,由设置于布线基板530上的驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的至少一部分与散热器610所具有的突起部671的至少一部分重叠而配置,由设置于布线基板530上的驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的至少一部分与散热器610所具有的突起部672的至少一部分重叠而配置,由设置于布线基板530上的驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的至少一部分与散热器610所具有的突起部673的至少一部分重叠而配置,由设置于布线基板530上的驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的至少一部分与散热器610所具有的突起部674的至少一部分重叠而配置。
而且,如图23所示,弹性散热件771位于由驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对与散热器610所具有的突起部671之间,弹性散热件772位于由驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对与散热器610所具有的突起部672之间,弹性散热件773位于由驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对与散热器610所具有的突起部673之间,弹性散热件774位于由驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对与散热器610所具有的突起部674之间。
即,多个弹性散热件770中的弹性散热件771位于散热器610与驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2之间,并与散热器610和驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2接触,多个弹性散热件770中的弹性散热件772位于散热器610与驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2之间,并与散热器610和驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2接触,多个弹性散热件770中的弹性散热件773位于散热器610与驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2之间,并与散热器610和驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2接触,多个弹性散热件770中的弹性散热件774位于散热器610与驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2之间,并与散热器610和驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2接触。
另外,该情况下,优选由驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的俯视时的面积小于突起部671的俯视时的面积,优选由驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的俯视时的面积小于弹性散热件771的俯视时的面积。进而,在俯视时,优选由驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对全部位于与突起部671重叠的位置,并优选由驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对全部位于与弹性散热件771重叠的位置。
同样地,优选由驱动电路51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的俯视时的面积小于对应的突起部672、673、674的俯视时的面积,优选由驱动电路51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的俯视时的面积小于对应的弹性散热件772、773、774的俯视时的面积。进而,在俯视时,优选由驱动电路51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对全部在俯视时位于与对应的突起部672、673、674重叠的位置,优选由驱动电路51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对全部在俯视时位于与对应的弹性散热件772、773、774重叠的位置处。
即,沿着布线基板530的面531的法线方向即Z方向观察时的弹性散热件771的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的面积,沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件772的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的面积,沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件773的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的面积,沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件774的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对的面积。
在本实施方式的喷头单元20中,通过将散热器610所具有的基准销661、662插通于布线基板530所具有的贯通孔561、562中,对固定于布线基板530上的散热器610的固定位置进行规定,但由于设置有可能产生大量热的驱动信号输出电路50的布线基板530和释放由驱动信号输出电路50产生的热的散热器610为不同的构成,因而可能产生微小的错位。针对这样的问题,通过使沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件771、772、773、774的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的对应晶体管M1、M2构成的晶体管对的面积,能够分别经由弹性散热件771、772、773、774将由驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的对应晶体管M1、M2构成的晶体管对中产生的热高效地传导至散热器610,由此,即使在散热器610相对于布线基板530的固定位置产生了错位的情况下,也能够高效地释放驱动信号输出电路50中产生的热。
另外,通过将基准销661插通于布线基板530所具有的贯通孔561中,将基准销662插通于贯通孔562中,如图22所示,在俯视布线基板530时,设置于布线基板530上的驱动电路51a所包含的集成电路500的至少一部分与散热器610所具有的突起部681的至少一部分重叠而配置,设置于布线基板530上的驱动电路51b所包含的集成电路500的至少一部分与散热器610所具有的突起部682的至少一部分重叠而配置,设置于布线基板530上的驱动电路52a所包含的集成电路500的至少一部分与散热器610所具有的突起部683的至少一部分重叠而配置,设置于布线基板530上的驱动电路52b所包含的集成电路500的至少一部分与散热器610所具有的突起部684的至少一部分重叠而配置。
而且,如图24所示,弹性散热件781位于驱动电路51a所包含的集成电路500与散热器610所具有的突起部681之间,弹性散热件782位于驱动电路51b所包含的集成电路500与散热器610所具有的突起部682之间,弹性散热件783位于驱动电路52a所包含的集成电路500与散热器610所具有的突起部683之间,弹性散热件784位于驱动电路52b所包含的集成电路500与散热器610所具有的突起部684之间。
即,多个弹性散热件780中的弹性散热件781位于散热器610与驱动电路51a所包含的集成电路500之间,并与散热器610和驱动电路51a所包含的集成电路500接触,多个弹性散热件780中的弹性散热件782位于散热器610与驱动电路51b所包含的集成电路500之间,并与散热器610和驱动电路51b所包含的集成电路500接触,多个弹性散热件780中的弹性散热件783位于散热器610与驱动电路52a所包含的集成电路500之间,并与散热器610和驱动电路52a所包含的集成电路500接触,多个弹性散热件780中的弹性散热件774位于散热器610与驱动电路52b所包含的集成电路500之间,并与散热器610和驱动电路52b所包含的集成电路500接触。
另外,该情况下,优选驱动电路51a所包含的集成电路500的俯视时的面积小于突起部681的俯视时的面积,优选驱动电路51a所包含的集成电路500的俯视时的面积小于弹性散热件781的俯视时的面积。进而,优选在俯视时,驱动电路51a所包含的集成电路500全部位于与突起部681重叠的位置处,优选驱动电路51a所包含的集成电路500全部位于与弹性散热件781重叠的位置处。
同样地,优选驱动电路51b、52a、52b各自所包含的集成电路500的俯视时的面积小于对应的突起部682、683、684的俯视时的面积,优选驱动电路51b、52a、52b各自所包含的集成电路500的俯视时的面积小于对应的弹性散热件782、783、784的俯视时的面积。进而,优选在俯视时,驱动电路51b、52a、52b各自所包含的集成电路500全部在俯视时位于与对应的突起部682、683、684重叠的位置处,优选驱动电路51b、52a、52b各自所包含的集成电路500全部在俯视时位于与对应的弹性散热件782、783、784重叠的位置处。
即,沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件781的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路51a所包含的集成电路500的面积,沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件782的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路51b所包含的集成电路500的面积,沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件783的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路52a所包含的集成电路500的面积,沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件784的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路52b所包含的集成电路500的面积。
如上所述,通过使沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的弹性散热件781、782、783、784的面积大于沿着布线基板530的面531的法线方向观察时的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的对应集成电路500的面积,能够分别经由弹性散热件781、782、783、784将驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的对应的集成电路500中产生的热高效地传导至散热器610,由此,即使在散热器610相对于布线基板530的固定位置产生了错位的情况下,也能够高效地释放驱动信号输出电路50中产生的热。
另外,通过将基准销661插通于布线基板530所具有的贯通孔561中,将基准销662插通于贯通孔562中,如图22所示,在俯视布线基板530时,设置于布线基板530上的贯通孔551与散热器610所具有的固定部651重叠而配置,设置于布线基板530上的贯通孔552与散热器610所具有的固定部652重叠而配置,设置于布线基板530上的贯通孔553与散热器610所具有的固定部653重叠而配置。
而且,如图23和图24所示,固定部651上经由贯通孔551安装有固定部件751,固定部652上经由贯通孔552安装有固定部件752,固定部653上经由贯通孔553安装有固定部件753。该固定部件751、752、753例如是螺钉。而且,通过将固定部件751、752、753分别经由贯通孔551、552、553紧固于固定部651、652、653上,从而将布线基板530与散热器610紧固。由此,散热器610被固定于布线基板530上。
即,布线基板530上具有固定散热器610的贯通孔551、552、553,通过插通于贯通孔551、552、553的固定部件751、752、753将散热器610固定于布线基板530上。
另外,通过将基准销661插通于布线基板530所具有的贯通孔561中,将基准销662插通于贯通孔562中,如图22所示,在俯视布线基板530时,经由多个弹性散热件770、780与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所具有的集成电路500以及晶体管M1、M2接触的散热器610位于与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所具有的线圈L1分离的位置处。即,散热器610配置为:在经由多个弹性散热件770、780与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所具有的集成电路500以及晶体管M1、M2接触的状态下,朝向布线基板530的边541侧伸出。
具体而言,散热器610优选基部620的边621位于比驱动电路51a、51b、52a、52b各自所具有的并排设置的集成电路500的至少任一个的布线基板530的边541侧的端部更靠边541侧的位置处,基部620的边622位于与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所具有的并排设置的晶体管M1、M2的至少任一个的布线基板530的边542侧的端部重叠的位置处。换言之,散热器610以如下方式固定在布线基板530上,即,在沿着布线基板530的法线方向即Z方向观察喷头单元20的俯视时,驱动电路51a、51b、52a、52b所包含的集成电路500与基部620的边621之间的最短距离大于驱动电路51a、51b、52a、52b所包含的晶体管M1、M2与基部620的边621之间的最短距离。
如上所述,散热器610由铝、铁、铜等导热性优异的金属构成。由此,散热器610对驱动信号输出电路50的散热性能提高。另一方面,由于散热器610由铝、铁、铜等作为导电性部件的金属构成,因此,根据供给至驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的线圈L1的高频的放大调制信号AMs在线圈L1中产生的磁通有可能与散热器610发生干扰。而且,在线圈L1中产生的磁通与散热器610发生了干扰的情况下,线圈L1的磁通会产生紊乱,由此,有可能在驱动电路51a、51b、52a、52b各自输出的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的波形中产生畸变。
在本实施方式的喷头单元20中,散热器610以如下方式固定在布线基板530上,即:在沿着布线基板530的法线方向即Z方向观察喷头单元20的俯视时,驱动电路51a、51b、52a、52b所包含的集成电路500与基部620的边621之间的最短距离大于驱动电路51a、51b、52a、52b所包含的晶体管M1、M2与基部620的边621之间的最短距离,从而能够降低布线基板530的面积变大的可能性,并且能够通过经由多个弹性散热件770、780而接触的散热器610高效地释放设置于布线基板530上的驱动信号输出电路50所产生的热,进而,能够降低在驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的波形中产生畸变的可能性。即,在本实施方式的喷头单元20中,即使在喷头单元20被小型化的情况下,也能够高效地释放驱动信号输出电路50所产生的热,并且,能够降低用于释放该热的散热器610对驱动信号输出电路50所输出的驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的信号波形造成影响的可能性。
在此,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500与晶体管M1、M2所具备的端子数、输入或输出的信号的电压值及电流值不同。因此,集成电路500与晶体管M1、M2的大小不同。即,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500在布线基板530中的面531的法线方向上的长度,与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2在布线基板530中的面531的法线方向上的长度不同。
并且,在将散热器610固定于布线基板530时,散热器610通过利用插通布线基板530的贯通孔551、552、553并紧固于固定部651、652、653上的固定部件751、752、753紧固于布线基板530上而进行固定。该情况下,通过将散热器610紧固于布线基板530上而使位于散热器610与由驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对之间的弹性散热件771变形,同样地,通过将散热器610紧固于布线基板530上而使位于散热器610与由驱动电路51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2构成的晶体管对之间的弹性散热件772、773、774变形。另外,通过将散热器610紧固于布线基板530上而使位于散热器610与驱动电路51a所包含的集成电路500之间的弹性散热件781变形,同样地,通过将散热器610紧固于布线基板530上而使位于散热器610与驱动电路51b、52a、52b各自所包含的集成电路500之间的弹性散热件782、783、784变形。
图26是用于说明通过将散热器610紧固于布线基板530而变形的多个弹性散热件770、780的图。在此,图26是示意性地表示散热器610被紧固于布线基板530上的状态的图。在图26中,将相当于本实施方式中的散热器610的构成图示为散热器HS,将相当于固定部651、652、653的构成图示为固定部FP,将相当于多个突起部670、680的构成图示为突起部PS,将相当于布线基板530的构成图示为布线基板PB,将相当于集成电路500以及晶体管M1、M2的构成图示为电子部件EP,将相当于多个弹性散热件770、780的构成图示为弹性散热件HG,将相当于固定部件751、752、753的构成图示为固定部件FE。另外,图26中示出了“(1)散热器HS被紧固于布线基板PB之前”和“(2)散热器HS被紧固于布线基板PB之后”。
如图26所示,散热器HS被紧固于布线基板PB之前的突起部PS沿Z方向的长度、电子部件EP沿Z方向的长度、以及弹性散热件HG沿Z方向的长度之和即长度h1,比散热器HS被紧固于布线基板PB之后的突起部PS沿Z方向的长度、电子部件EP沿Z方向的长度、以及弹性散热件HG沿Z方向的长度之和即长度h2长。即,通过将散热器HS紧固于布线基板PB,具有弹性的弹性散热件HG沿Z方向的长度从长度t1变形Δt成为长度t2。
换言之,散热器HS被固定于布线基板PB上之前的弹性散热件HG沿法线方向即Z方向的长度t1,比散热器HS被固定于布线基板PB上之后的弹性散热件HG沿法线方向即Z方向的长度t2大。即,在本实施方式中,散热器610被固定于布线基板530上之前的包含弹性散热件771、772、773、774的多个弹性散热件770中的至少一个沿法线方向即Z方向的长度,大于散热器610被固定于布线基板530上之后的包含弹性散热件771、772、773、774的多个弹性散热件770中的至少一个沿法线方向即Z方向的长度,散热器610被固定于布线基板530上之前的包含弹性散热件781、782、783、784的多个弹性散热件780中的至少一个沿法线方向即Z方向的长度,大于散热器610被固定于布线基板530上之后的包含弹性散热件781、782、783、784的多个弹性散热件780中的至少一个沿法线方向即Z方向的长度。
由此,驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500与多个弹性散热件770、780的接触可靠性得到提高,并且,多个弹性散热件770、780与散热器610的接触可靠性得到提高。由此,经由弹性散热件771、781的驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500的散热可靠性、经由弹性散热件772、782的驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500的散热可靠性、经由弹性散热件773、783的驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500的散热可靠性、以及经由弹性散热件774、784的驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500的散热可靠性得到提高。
特别是,在本实施方式所示那样的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500在布线基板530的面531的法线方向上的长度不同的情况下,即使在将散热器610固定于布线基板530上时,也存在散热器610与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2接触不充分,或者散热器610与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500接触不充分的可能性,由此,可能无法经由散热器610充分释放驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500中产生的热。
针对这样的问题,通过以位于散热器610与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2之间的多个弹性散热件770沿法线方向的长度在散热器610被固定于布线基板530之前比散热器610被固定于布线基板530之后大,位于散热器610与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500之间的多个弹性散热件780沿法线方向的长度在散热器610被固定于布线基板530之前比散热器610被固定于布线基板530之后大的方式,将散热器610固定于布线基板530上,从而使散热器610与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2经由多个弹性散热件770热连接,散热器610与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的集成电路500经由多个弹性散热件780热连接。由此,散热器610对驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500的散热可靠性得到提高。即,多个弹性散热件770、780具有用于吸收散热器610与驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500之间产生的间隙的弹力,从而散热器610对驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500的散热可靠性得到提高。
如上所述,多个弹性散热件770、780通过变形提高了与晶体管M1、M2以及集成电路500的密接性,由此提高了晶体管M1、M2以及集成电路500中产生的热向散热器610的传导性。这样的多个弹性散热件770、780优选具有高的导热性,具体而言,多个弹性散热件770、780的导热系数优选在利用瞬态平面热源法(HotDisk法)测量时为11.0W/m·K以上,在利用依据ASTMD5470的方法测量时为17.0W/m·K以上。由此,能够将晶体管M1、M2以及集成电路500中产生的热充分地传导至散热器610。
另外,由于通过变形而提高与晶体管M1、M2以及集成电路500的密接性的多个弹性散热件770、780优选为具有高伸缩性,以提高与晶体管M1、M2以及集成电路500的密接性,具体而言,多个弹性散热件770、780的伸缩性优选在利用依据JISK6251的方法测量时为40%以上。由此,多个弹性散热件770、780相对于晶体管M1、M2以及集成电路500的形状的追随性得到提高,由此,能够进一步提高多个弹性散热件770、780与晶体管M1、M2以及集成电路500的密接性。
进而,多个弹性散热件770、780将分别产生大量热的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所具有的晶体管M1、M2以及集成电路500的热传至散热器610。因此,要求多个弹性散热件770、780具有高阻燃性,以能够充分地耐受晶体管M1、M2以及集成电路500。另外,多个弹性散热件770、780通过变形而与晶体管M1、M2以及集成电路500密接,由此将晶体管M1、M2以及集成电路500中产生的热传至散热器610。然而,多个弹性散热件770、780有可能因为变形而与形成于布线基板530上的导电部接触,另外,被传导了驱动电路51a、51b、52a、52b分别具有的晶体管M1、M2以及集成电路500产生的热的散热器610使用具有高导热性的铝、铁、铜等金属。因此,要求多个弹性散热件770、780具有高绝缘性能。即,多个弹性散热件770、780具有阻燃性和电绝缘性,并且呈通过变形而与晶体管M1、M2以及集成电路500密接的凝胶状。
由此,多个弹性散热件770、780分别能够将产生大量热的驱动电路51a、51b、52a、52b各自所具有的晶体管M1、M2以及集成电路500的热高效地传递至散热器610,并且降低了发生经由散热器610的意外的短路异常、散热异常的可能性,由此,散热器610对驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500的散热可靠性得到进一步提高。
在此,多个弹性散热件770、780的阻燃性优选为UL-94V-0以上。由此,即使在例如驱动电路51a、51b、52a、52b各自所包含的晶体管M1、M2以及集成电路500中发生了异常发热时,也能够降低因为该发热而引起的异常波及到液体喷出装置1以及喷头单元20所包含的其他构成的可能性。
另外,作为多个弹性散热件770、780的绝缘性能,优选多个弹性散热件770、780与布线基板530接触时的布线基板530的法线方向上的绝缘击穿电压在利用依据JISK6249的方法测量时为10kV/mm以上,布线基板530的法线方向上的体积电阻率在利用依据JISK6249的方法测量时为1×10^11Ω·m以上。由此,即使在由于多个弹性散热件770、780发生变形而与形成于布线基板530上的导电部接触的情况下,该导电部与散热器610发生短路的可能性也降低,由此,因为散热器610的电位成为预料之外的电位而使液体喷出装置1以及喷头单元20发生动作异常的可能性降低。即,液体喷出装置1以及喷头单元20的动作稳定性得到提高。
在以上那样构成的液体喷出装置1所具有的喷头单元20中,驱动信号COMA1、COMB1中的至少一方为第一驱动信号的一例,根据基于驱动信号COMA1、COMB1的驱动信号VOUT驱动的喷出头100a、100b、100c中的任一个所包含的多个压电元件60的集合为第一驱动元件组的一例。而且,输出驱动信号COMA1的驱动电路51a或输出驱动信号COMB1的驱动电路51b中的至少一方为第一驱动电路的一例,相当于第一驱动电路的驱动电路51a或驱动电路51b所包含的集成电路500为第一集成电路的一例,被输入至相当于第一集成电路的集成电路500中的基础驱动信号dA1或基础驱动信号dB1为第一基础驱动信号的一例。而且,相当于第一集成电路的集成电路500所输出的栅极信号Hgd为第一栅极信号的一例,根据相当于第一栅极信号的栅极信号Hgd驱动的晶体管M1为第一晶体管的一例。另外,相当于第一集成电路的集成电路500所输出的栅极信号Lgd为第二栅极信号的一例,根据相当于第二栅极信号的栅极信号Lgd驱动的晶体管M2为第二晶体管的一例。并且,包含相当于第一晶体管的晶体管M1和相当于第二晶体管的晶体管M2的放大电路550是第一放大电路的一例,对相当于第一放大电路的放大电路550输出的放大调制信号AMs进行平滑的平滑电路560是第一平滑电路的一例,相当于第一平滑电路的平滑电路560所包含的线圈L1是第一电感元件的一例。
另外,在喷头单元20中,驱动信号COMA2、COMB2中的至少一方为第二驱动信号的一例,根据基于驱动信号COMA2、COMB2的驱动信号VOUT驱动的喷出头100d、100e、100f中的任一个所包含的多个压电元件60的集合为第二驱动元件组的一例。而且,输出驱动信号COMA2的驱动电路52a或输出驱动信号COMB2的驱动电路52b中的至少一方为第二驱动电路的一例,相当于第二驱动电路的驱动电路52a或驱动电路52b所包含的集成电路500为第二集成电路的一例,被输入至相当于第二集成电路的集成电路500的基础驱动信号dA2或基础驱动信号dB2为第二基础驱动信号的一例。而且,相当于第二集成电路的集成电路500所输出的栅极信号Hgd为第三栅极信号的一例,根据相当于第三栅极信号的栅极信号Hgd驱动的晶体管M1为第三晶体管的一例。另外,相当于第二集成电路的集成电路500所输出的栅极信号Lgd为第三栅极信号的另一例,根据相当于第三栅极信号的栅极信号Lgd驱动的晶体管M2为第三晶体管的另一例。并且,包含相当于第三晶体管的晶体管M1、M2的放大电路550为第二放大电路的一例,对相当于第二放大电路的放大电路550输出的放大调制信号AMs进行平滑的平滑电路560为第二平滑电路的一例,相当于第二平滑电路的平滑电路560所包含的线圈L1为第二电感元件的一例。
另外,设置有包括驱动电路51a、51b、52a、52b的驱动信号输出电路50,并传输驱动信号COMA1、COMB1、COMA2、COMB2的布线基板530为基板的一例,布线基板530的边541为第一边的一例,边542为第二边的一例,边543为第三边的一例,边544为第四边的一例。另外,散热器610的基部620的边621为第五边的一例,边622为第六边的一例。
而且,位于布线基板530与散热器610之间的多个弹性散热件770、780为多个导热弹性件的一例,相当于多个导热弹性件的多个弹性散热件770、780中与散热器610和驱动电路51a所包含的集成电路500接触的弹性散热件781、以及与散热器610和驱动电路51b所包含的集成电路500接触的弹性散热件782中的至少一方是第一导热弹性件的一例,与散热器610和驱动电路51a所包含的晶体管M1、M2接触的弹性散热件771、以及与散热器610和驱动电路51b所包含的晶体管M1、M2接触的弹性散热件772中的至少一方是第二导热弹性件的一例,与散热器610和驱动电路52a所包含的集成电路500接触的弹性散热件783、以及与散热器610和驱动电路52b所包含的集成电路500接触的弹性散热件784中的至少一方是第三导热弹性件的一例,与散热器610和驱动电路52a所包含的晶体管M1、M2接触的弹性散热件773、以及与散热器610和驱动电路52b所包含的晶体管M1、M2接触的弹性散热件774中的至少一方是第四导热弹性件的一例。
6.作用效果
如上所述,在本实施方式的液体喷出装置1中,多个弹性散热件780中的弹性散热件781位于散热器610与驱动电路51a所包含的集成电路500之间,并与散热器610和该集成电路500接触,多个弹性散热件770中的弹性散热件771位于散热器610与驱动电路51a所包含的晶体管M1之间,并与散热器610和该晶体管M1接触。由此,即使在集成电路500与晶体管M1的部件高度不同的情况下,也能够在不使喷头单元20大型化的情况下从散热器610释放集成电路500和晶体管M1中产生的热。
另外,驱动电路51a所包含的集成电路500、晶体管M1以及线圈L1沿着从布线基板530的边541朝向边542的方向,按照集成电路500、晶体管M1、线圈L1的顺序配置,散热器610配置为:散热器610所包含的基部620的边621与布线基板530的边541的最短距离比基部620的边622与布线基板530的边541的最短距离短,并且,在从布线基板530的法线方向俯视时,驱动电路51a所包含的集成电路500与边621的最短距离比驱动电路51a所包含的晶体管M1与边622的最短距离大。即,散热器610在沿着从布线基板530的边541朝向边542的方向,按照集成电路500、晶体管M1、线圈L1的顺序配置的驱动电路51a中,以远离线圈L1的方式设置。由此,线圈L1中产生的磁通与散热器610发生干扰的可能性降低,线圈L1中产生的磁通发生紊乱的可能性降低。由此,驱动电路51a输出的驱动信号COMA1中产生波形畸变的可能性降低。
即,在本实施方式的喷头单元20中,能够高效地释放被小型化的驱动信号输出电路50中产生的热,并且,能够降低因为释放该热的释放手段而导致油墨的喷出精度降低的可能性。
以上,对实施方式进行了说明,但本发明并不限定于这些实施方式,在不脱离其主旨的范围内,能够以各种方式实施。例如,也可以将上述实施方式适当地组合。
本发明包括与实施方式中说明的构成实质上相同的构成(例如,功能、方法及结果相同的构成、或者目的及效果相同的构成)。另外,本发明包括将实施方式中已说明的构成的非本质部分进行了替换的构成。另外,本发明包括能够起到与实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或者能够实现相同目的的构成。另外,本发明包括在实施方式中已说明的构成中附加了公知技术的构成。
从上述实施方式以及变形例能够导出以下的内容。
喷头单元的一个方式是具备根据第一驱动信号驱动的第一驱动元件组,并根据所述第一驱动元件组的驱动而喷出液体的喷头单元,其具备:
基板,传输所述第一驱动信号;
第一驱动电路,配置于所述基板上,并输出所述第一驱动信号;
散热器,固定于所述基板上;以及
多个导热弹性件,位于所述基板与所述散热器之间;
所述第一驱动电路具有:第一集成电路,输出基于成为所述第一驱动信号的基础的第一基础驱动信号的第一栅极信号;第一放大电路,包含根据所述第一栅极信号驱动的第一晶体管;以及第一平滑电路,包含第一电感元件,对来自所述第一放大电路的输出进行平滑并输出所述第一驱动信号;
所述多个导热弹性件中的第一导热弹性件位于所述散热器与所述第一集成电路之间,并与所述散热器和所述第一集成电路接触;
所述多个导热弹性件中的第二导热弹性件位于所述散热器与所述第一晶体管之间,并与所述散热器和所述第一晶体管接触;
所述基板包括彼此相对而配置的第一边和第二边、以及比所述第一边短且彼此相对而配置的第三边和第四边;
所述第一集成电路、所述第一晶体管以及所述第一电感元件沿着从所述第一边朝向所述第二边的方向按所述第一集成电路、所述第一晶体管、所述第一电感元件的顺序配置;
所述散热器包括彼此相对而配置的第五边和第六边,并且,所述散热器配置为:所述第五边和所述第六边沿着所述第一边延伸,且所述第五边与所述第一边之间的最短距离比所述第六边与所述第一边之间的最短距离短;
在从所述基板的法线方向俯视时,所述第一集成电路与所述第五边之间的最短距离大于所述第一晶体管与所述第六边之间的最短距离。
根据该喷头单元,具备:配置有输出第一驱动信号的第一驱动电路的基板、固定于基板上的散热器、以及位于基板与所述散热器之间的多个导热弹性件,第一驱动电路具有:输出第一栅极信号的第一集成电路、包括根据第一栅极信号驱动的第一晶体管的第一放大电路、以及包括第一电感元件,并对来自第一放大电路的输出进行平滑并输出第一驱动信号的第一平滑电路,在基板上从第一边朝向第二边按第一集成电路、第一晶体管、第一电感元件的顺序配置。并且,第一驱动电路所具有的第一集成电路与第一导热弹性件接触,第一驱动电路所具有的第一晶体管与第二导热弹性件接触,第一导热弹性件和第二导热弹性件也与散热器接触。由此,第一驱动电路中产生的发热经由散热器被释放。另外,与第一导热弹性件及第二导热弹性件接触的散热器包括沿着基板的第一边延伸的第五边、和位于比第五边更靠基板的第二边侧的位置,并沿着基板的第一边延伸的第六边。并且,散热器以第五边与第一集成电路的最短距离大于第六边与第一晶体管的最短距离的方式固定于基板上。即,散热器以远离第一电感元件的方式固定于基板上。由此,因第一放大电路输出并被第一平滑电路平滑的信号的频率成分而产生的第一电感元件的磁通作用于散热器而导致该磁通发生紊乱的可能性降低。由此,第一平滑电路输出的第一驱动信号的精度提高。
即,根据该喷头单元,能够高效地释放第一驱动电路中产生的发热,并且能够降低用于释放该热的散热器对驱动电路的动作造成影响的可能性。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以是:
所述第一集成电路输出基于所述第一基础驱动信号的第二栅极信号;
所述第一放大电路包括根据所述第二栅极信号驱动的第二晶体管;
所述第二导热弹性件位于所述散热器与所述第一晶体管以及所述第二晶体管之间,并与所述散热器和所述第一晶体管以及所述第二晶体管接触。
根据该喷头单元,即使在第一驱动电路包括第二晶体管的情况下,也能够经由第二导热弹性件从散热器释放第一晶体管和第二晶体管中产生的热,并且也能够降低因为散热器的配置而使第一电感元件中发生磁通的紊乱的可能性。因此,通过散热器释放第一驱动电路中产生的热,并且,该散热器对驱动电路的动作造成影响的可能性降低。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以具备:
第二驱动元件组,通过根据第二驱动信号进行驱动而喷出液体;和
第二驱动电路,配置于所述基板上,并输出所述第二驱动信号;
所述第二驱动电路具有:第二集成电路,输出基于成为所述第二驱动信号的基础的第二基础驱动信号的第三栅极信号;第二放大电路,包含根据所述第三栅极信号驱动的第三晶体管;以及第二平滑电路,包含第二电感元件,对来自所述第二放大电路的输出进行平滑并输出所述第二驱动信号;
所述多个导热弹性件中的第三导热弹性件位于所述散热器与所述第二集成电路之间,并与所述散热器和所述第二集成电路接触;
所述多个导热弹性件中的第四导热弹性件位于所述散热器与所述第三晶体管之间,并与所述散热器和所述第三晶体管接触;
所述第二集成电路、所述第三晶体管以及所述第二电感元件沿着从所述第一边朝向所述第二边的方向按所述第二集成电路、所述第三晶体管、所述第二电感元件的顺序配置;
在所述俯视时,所述第二集成电路与所述第五边之间的最短距离大于所述第三晶体管与所述第六边之间的最短距离。
根据该喷头单元,基板上配置有输出第二驱动信号的第二驱动电路,第二驱动电路具有输出第三栅极信号的第二集成电路、包括根据第三栅极信号驱动的第三晶体管的第二放大电路、以及包括第二电感元件,并对来自第二放大电路的输出进行平滑并输出第二驱动信号的第二平滑电路,在基板上从第一边朝向第二边按第二集成电路、第三晶体管、第二电感元件的顺序配置。并且,第二驱动电路所具有的第二集成电路与第三导热弹性件接触,第二驱动电路所具有的第三晶体管与第四导热弹性件接触,第三导热弹性件和第四导热弹性件也与散热器接触。由此,第二驱动电路中产生的发热经由散热器被释放。另外,与第三导热弹性件和第四导热弹性件接触的散热器以第五边与第二集成电路之间的最短距离大于第六边与第三晶体管之间的最短距离的方式固定于基板上。即,散热器以远离第二电感元件的方式固定于基板上。由此,因第二放大电路输出并被第二平滑电路平滑的信号的频率成分而产生的第二电感元件的磁通作用于散热器而导致该磁通发生紊乱的可能性降低。由此,第二平滑电路输出的第二驱动信号的精度提高。
即,根据该喷头单元,能够高效地释放第二驱动电路中产生的发热,并且也能够降低用于释放该热的散热器对驱动电路的动作造成影响的可能性。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以是:
所述多个导热弹性件为具有阻燃性和电绝缘性的凝胶状。
根据该喷头单元,由于多个导热弹性件呈阻燃性和电绝缘性,因此,即使在使用多个导热弹性件将第一驱动电路的热传至散热器的情况下,喷头单元的动作可靠性降低的可能性也降低,并且,由于多个导热弹性件为凝胶状,因此多个导热弹性件相对于第一集成电路及第一晶体管的形状的追随性得到提高,多个导热弹性件与第一集成电路及第一晶体管的接触的可靠性得到提高。由此,能够更高效地释放第一驱动电路中产生的热。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以是:
所述多个导热弹性件为硅凝胶。
根据该喷头单元,通过作为多个导热弹性件而使用具有阻燃性和电绝缘性的凝胶状的硅凝胶,从而即使在使用多个导热弹性件将第一驱动电路的热传至散热器的情况下,喷头单元的动作可靠性降低的可能性也降低,并且,多个导热弹性件与第一集成电路及第一晶体管的接触可靠性得到提高,从而能够通过散热器更高效地释放配置于基板上的第一驱动电路中产生的热。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以是:
所述第一驱动电路的振荡频率为1MHz以上且8MHz以下。
根据该喷头单元,能够降低第一驱动电路中的消耗电力增加的可能性,同时能够降低第一驱动电路输出的第一驱动信号的波形精度劣化的可能性。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以是:
所述第一驱动电路的振荡频率为1MHz以上且4MHz以下。
根据该喷头单元,能够降低第一驱动电路中的消耗电力增加的可能性,同时能够降低第一驱动电路输出的第一驱动信号的波形精度劣化的可能性。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以是:
沿所述法线方向观察时的所述第一导热弹性件的面积比沿所述法线方向观察时的所述第一集成电路的面积大。
根据该喷头单元,在将散热器固定于基板时发生错位的可能性降低,由此,第一导热弹性件与第一驱动电路及散热器的接触的可靠性得到提高。因此,能够经由散热器更高效地释放第一驱动电路中产生的热。
在所述喷头单元的一个方式中,也可以是:
沿所述法线方向观察时的所述第二导热弹性件的面积比沿所述法线方向观察时的所述第一晶体管的面积大。
根据该喷头单元,在将散热器固定于基板时发生错位的可能性降低,由此,第二导热弹性件与第一驱动电路及散热器的接触的可靠性得到提高。因此,能够经由散热器更高效地释放第一驱动电路中产生的热。
液体喷出装置的一个方式具备:
所述喷头单元;以及
输送单元,输送从所述喷头单元喷出的液体着落的介质。
根据该液体喷出装置,在喷头单元中,能够通过散热器高效地释放第一驱动电路中产生的热,并且,通过将散热器配置为与第一驱动电路所具有的第一电感元件分离,降低了第一电感元件中产生的磁通发生紊乱的可能性,从而提高了第一驱动电路输出的第一驱动信号的精度。即,能够在喷头单元中高效地释放第一驱动电路中产生的发热,并且能够降低用于释放该热的散热器对驱动电路的动作造成影响的可能性。

Claims (10)

1.一种喷头单元,其特征在于,
所述喷头单元具备根据第一驱动信号驱动的第一驱动元件组,并根据所述第一驱动元件组的驱动而喷出液体,
所述喷头单元具备:
基板,传输所述第一驱动信号;
第一驱动电路,配置于所述基板,并输出所述第一驱动信号;
散热器,固定于所述基板;以及
多个导热弹性件,位于所述基板与所述散热器之间;
所述第一驱动电路具有:第一集成电路,输出基于成为所述第一驱动信号的基础的第一基础驱动信号的第一栅极信号;第一放大电路,包含根据所述第一栅极信号驱动的第一晶体管;以及第一平滑电路,包含第一电感元件,对来自所述第一放大电路的输出进行平滑并输出所述第一驱动信号;
所述多个导热弹性件中的第一导热弹性件位于所述散热器与所述第一集成电路之间,并与所述散热器和所述第一集成电路接触;
所述多个导热弹性件中的第二导热弹性件位于所述散热器与所述第一晶体管之间,并与所述散热器和所述第一晶体管接触;
所述基板包括彼此相对而配置的第一边和第二边、以及比所述第一边短且彼此相对而配置的第三边和第四边;
所述第一集成电路、所述第一晶体管以及所述第一电感元件沿着从所述第一边朝向所述第二边的方向按所述第一集成电路、所述第一晶体管、所述第一电感元件的顺序配置;
所述散热器包括彼此相对而配置的第五边和第六边,并且所述散热器配置为:所述第五边和所述第六边沿着所述第一边延伸,且所述第五边与所述第一边之间的最短距离比所述第六边与所述第一边之间的最短距离短;
在从所述基板的法线方向俯视时,所述第一集成电路与所述第五边之间的最短距离大于所述第一晶体管与所述第六边之间的最短距离。
2.根据权利要求1所述的喷头单元,其特征在于,
所述第一集成电路输出基于所述第一基础驱动信号的第二栅极信号;
所述第一放大电路包括根据所述第二栅极信号驱动的第二晶体管;
所述第二导热弹性件位于所述散热器与所述第一晶体管之间以及所述散热器与所述第二晶体管之间,并与所述散热器、所述第一晶体管以及所述第二晶体管接触。
3.根据权利要求1或2所述的喷头单元,其特征在于,
所述喷头单元具备:
第二驱动元件组,通过根据第二驱动信号进行驱动而喷出液体;和
第二驱动电路,配置于所述基板,并输出所述第二驱动信号;
所述第二驱动电路具有:第二集成电路,输出基于成为所述第二驱动信号的基础的第二基础驱动信号的第三栅极信号;第二放大电路,包含根据所述第三栅极信号驱动的第三晶体管;以及第二平滑电路,包含第二电感元件,对来自所述第二放大电路的输出进行平滑并输出所述第二驱动信号;
所述多个导热弹性件中的第三导热弹性件位于所述散热器与所述第二集成电路之间,并与所述散热器和所述第二集成电路接触;
所述多个导热弹性件中的第四导热弹性件位于所述散热器与所述第三晶体管之间,并与所述散热器和所述第三晶体管接触;
所述第二集成电路、所述第三晶体管以及所述第二电感元件沿着从所述第一边朝向所述第二边的方向按所述第二集成电路、所述第三晶体管、所述第二电感元件的顺序配置;
在所述俯视时,所述第二集成电路与所述第五边之间的最短距离大于所述第三晶体管与所述第六边之间的最短距离。
4.根据权利要求1或2所述的喷头单元,其特征在于,
所述多个导热弹性件为具有阻燃性和电绝缘性的凝胶状。
5.根据权利要求1或2所述的喷头单元,其特征在于,
所述多个导热弹性件为硅凝胶。
6.根据权利要求1或2所述的喷头单元,其特征在于,
所述第一驱动电路的振荡频率为1MHz以上且8MHz以下。
7.根据权利要求1或2所述的喷头单元,其特征在于,
所述第一驱动电路的振荡频率为1MHz以上且4MHz以下。
8.根据权利要求1或2所述的喷头单元,其特征在于,
沿所述法线方向观察时,所述第一导热弹性件的面积大于所述第一集成电路的面积。
9.根据权利要求1或2所述的喷头单元,其特征在于,
沿所述法线方向观察时,所述第二导热弹性件的面积大于所述第一晶体管的面积。
10.一种液体喷出装置,其特征在于,具备:
权利要求1至9中任一项所述的喷头单元;以及
输送单元,输送所述喷头单元所喷出的液体着落的介质。
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