JP7434888B2 - 液体吐出装置、及び回路基板 - Google Patents

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Description

本発明は、液体吐出装置、及び回路基板に関する。
液体としてのインクを吐出することで、媒体に画像や文書を印刷するインクジェットプリンターには、例えばピエゾ素子などの圧電素子を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッドユニットにおいて複数のノズルのそれぞれに対応して設けられている。そして、それぞれの圧電素子が駆動信号にしたがって動作することで、対応するノズルから所定のタイミングで所定量のインクが吐出される。これにより、媒体にドットが形成される。このような圧電素子は、電気的にみればコンデンサーのような容量性負荷であり、そのため、各ノズルに対応する圧電素子を動作させるためには十分な電流を供給する必要がある。
圧電素子を動作させるための十分な電流を供給するために駆動回路は、供給される原信号を増幅し、駆動信号として出力する増幅回路が用いられる。このような増幅回路は、A級増幅回路、B級増幅回路、及びAB級増幅回路等であってもよいが、近年の消費電力低減の観点から、A級増幅回路、B級増幅回路、及びAB級増幅回路に対してエネルギー変換効率が優れているD級増幅回路が用いられる場合がある。
例えば、特許文献1には、圧電素子を駆動する駆動信号を生成する駆動回路として、D級増幅回路を用いた液体吐出装置が開示されている。
特開2018-158488号公報
近年、液体吐出装置は、印刷品質、及び印刷速度の向上の観点からプリントヘッドが備えるノズル数が増加している。そのため、液体吐出装置が備える駆動回路が出力する駆動信号基づく電流量が増加し、その結果、駆動回路の発熱が増加している。このような駆動回路に生じる熱は、当該駆動回路を構成する部品の特性劣化や、当該特性劣化に起因した駆動回路の誤動作等を生じさせるおそれがある。すなわち、駆動回路に生じた熱を効率よく放出するといった観点において改善の余地があった。
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
駆動素子を有し、前記駆動素子に駆動信号が供給されることで液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
前記増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
を有し、
前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
前記基材は、金属を含み、
前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝搬配線を含み、
前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚い。
本発明に係る回路基板の一態様は、
基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
前記増幅変調信号を復調し、駆動信号を出力する復調回路と、
前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
を備え、
前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
前記基材は、金属を含み、
前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝搬配線を含み、
前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚い。
液体吐出装置の内部の概略構成を示す図である。 液体吐出装置の電気的な構成を示す図である。 吐出部の概略構成を示す図である。 駆動信号COMA,COMBの波形の一例を示す図である。 駆動信号VOUTの波形の一例を示す図である。 選択制御回路及び選択回路の構成を示す図である。 デコーダーにおけるデコード内容を示す図である。 選択回路の構成を示す図である。 選択制御回路及び選択回路の動作を説明するための図である。 駆動信号出力回路の回路構成を示す図である。 電圧信号Asと変調信号Msとの波形を、アナログの基駆動信号aAとの波形と関連付けて示す図である。 駆動回路基板の構成を示す平面図である。 駆動信号出力回路基板の構成を示す平面図である。 配線基板400の構成を説明するための図である。 図12に示すA-aで切断した場合の駆動回路基板及び駆動信号出力回路基板の断面を示す図である。 第2実施形態における配線基板400の構成を説明するための図である。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.第1実施形態
1.1 液体吐出装置の構成
図1は、本実施形態の液体吐出装置1の内部の概略構成を示す図である。液体吐出装置1は、外部に設けられたホストコンピューターから供給された画像データに応じて液体の一例としてのインクを吐出させることで、紙などの媒体Pにドットを形成し、これにより、供給される画像データに応じた画像を印刷するインクジェットプリンターである。なお、図1では、筐体やカバー等の液体吐出装置1の構成の一部の図示を省略している。
図1に示されるように、液体吐出装置1は、ヘッドユニット2を、主走査方向に移動させる移動機構3を備える。移動機構3は、ヘッドユニット2の駆動源となるキャリッジモーター31と、両端が固定されたキャリッジガイド軸32と、キャリッジガイド軸32とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター31により駆動されるタイミングベルト33と、を有する。また、移動機構3は、ヘッドユニット2の主走査方向における位置を検出するためのリニアエンコーダー90を備える。
ヘッドユニット2のキャリッジ24は、所定数のインクカートリッジ22を載置可能に構成されている。また、キャリッジ24は、キャリッジガイド軸32に往復動自在に支持されると共に、タイミングベルト33の一部に固定されている。したがって、キャリッジモーター31によりタイミングベルト33を正逆走行させることで、ヘッドユニット2のキャリッジ24がキャリッジガイド軸32に案内されて往復動する。すなわち、キャリッジモーター31は、キャリッジ24を主走査方向に移動させる。また、キャリッジ24の媒体Pと対向する部分にはプリントヘッド20が取り付けられている。プリントヘッド20は、後述するように、多数のノズルを有し、各ノズルから所定のタイミングで所定量のインクを吐出する。以上のように動作するヘッドユニット2には、フレキシブルフラットケーブル等のケーブル190を介して各種制御信号が供給される。
また、液体吐出装置1は、媒体Pを副走査方向に搬送させる搬送機構4を備える。搬送機構4は、媒体Pを支持するプラテン43と、駆動源である搬送モーター41と、搬送モーター41により回転することで媒体Pを副走査方向に搬送する搬送ローラー42と、を備える。そして、媒体Pが、プラテン43によって支持された状態で、搬送機構4によって搬送されるタイミングに伴って、プリントヘッド20から媒体Pにインクが吐出されることで、媒体Pの表面に所望の画像が形成される。
ヘッドユニット2に含まれるキャリッジ24の移動範囲内における端部領域には、ヘッドユニット2の基点となるホームポジションが設定されている。ホームポジションには、プリントヘッド20のノズル形成面を封止するキャッピング部材70と、当該ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材71とが配置されている。液体吐出装置1は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ24が移動する往動時、及び反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ24が移動する復動時の双方向で、媒体Pの表面に画像を形成する。
プラテン43の主走査方向の端部であって、キャリッジ24が移動するホームポジションから反対側の端部には、フラッシング動作の際にプリントヘッド20から吐出されたインクを捕集するフラッシングボックス72が配置されている。フラッシング動作とは、ノズル付近のインクの増粘によりノズルが目詰、ノズル内への気泡混入等により、適正な量のインクが吐出されなくなってしまうおそれを防止するために、画像データとは関係なく、強制的に各ノズルからインクを吐出させる動作である。なお、フラッシングボックス72は、プラテン43の主走査方向の両側に設けられていてもよい。
1.2 液体吐出装置の電気的構成
図2は、液体吐出装置1の電気的な構成を示す図である。図2に示すように、液体吐出装置1は、制御ユニット10と、ヘッドユニット2とを有する。制御ユニット10とヘッドユニット2とは、ケーブル190を介して電気的に接続されている。
制御ユニット10は、制御回路100、キャリッジモータードライバー35、搬送モータードライバー45、及び電圧出力回路110を有する。制御回路100は、ホストコンピューターから供給される画像データに応じた各種制御信号を生成し、対応する構成に出力する。
具体的には、制御回路100は、リニアエンコーダー90の検出信号に基づいてヘッドユニット2の現在の走査位置を把握する。そして、制御回路100は、ヘッドユニット2の現在の走査位置に応じた制御信号CTR1,CTR2を生成する。制御信号CTR1は、キャリッジモータードライバー35に供給される。キャリッジモータードライバー35は、入力される制御信号CTR1に従ってキャリッジモーター31を駆動する。また、制御信号CTR2は、搬送モータードライバー45に供給される。搬送モータードライバー45は、入力される制御信号CTR2に従って搬送モーター41を駆動する。これにより、キャリッジ24の主走査方向への移動と、媒体Pの副走査方向の搬送とが制御される。
また、制御回路100は、外部に設けられたホストコンピューターから供給された画像データ、及びリニアエンコーダー90の検出信号に基づいてヘッドユニット2の現在の走査位置に応じた、クロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及び基駆動信号dA,dBを生成し、ヘッドユニット2に出力する。
また、制御回路100は、メンテナンスユニット80に、吐出部600におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理を実行させる。メンテナンスユニット80は、クリーニング機構81、及びワイピング機構82を有する。クリーニング機構81は、メンテナンス処理として、吐出部600の内部に貯留される増粘したインクや気泡等を不図示のチューブポンプにより吸引するポンピング処理を行う。また、ワイピング機構82は、メンテナンス処理として、吐出部600が有するノズルの近傍に付着した紙粉等の異物をワイパー部材71により拭き取るワイピング処理を行う。なお、制御回路100は、吐出部600におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理として、上述したフラッシング動作を実行させてもよい。
電圧出力回路110は、例えば42Vの直流電圧の電圧VHVを生成し、ヘッドユニット2に出力する。この電圧VHVは、ヘッドユニット2が有する各種構成の電源電圧等として用いられる。また、電圧出力回路110で生成された電圧VHVは、制御ユニット10の各種構成の電源電圧として用いられてもよい。さらに、電圧出力回路110は、電圧VHVとは電圧値の異なる複数の直流電圧信号を生成し、制御ユニット10、及びヘッドユニット2に含まれる各構成に供給してもよい。
ヘッドユニット2は、駆動回路50、及びプリントヘッド20を有する。
駆動回路50は、駆動信号出力回路51a,51bを有する。駆動信号出力回路51aには、デジタルの基駆動信号dAと電圧VHVとが入力される。駆動信号出力回路51aは、入力される基駆動信号dAをデジタル/アナログ変換し、変換されたアナログ信号を電圧VHVに応じた電圧値にD級増幅することで駆動信号COMAを生成する。そして、駆動信号出力回路51aは、生成した駆動信号COMAをプリントヘッド20に出力する。同様に、駆動信号出力回路51bには、デジタルの基駆動信号dBと電圧VHVとが入力される。駆動信号出力回路51bは、入力される基駆動信号dBをデジタル/アナログ変換し、変換されたアナログ信号を電圧VHVに応じた電圧値にD級増幅することで駆動信号COMBを生成する。そして、駆動信号出力回路51bは、生成した駆動信号COMBをプリントヘッド20に出力する。
すなわち、基駆動信号dAは、駆動信号COMAの波形を規定し、基駆動信号dBは、駆動信号COMBの波形を規定する。したがって、基駆動信号dA,dBは、駆動信号COMA,COMBの波形を規定することが可能な信号であればよく、例えば、アナログの信号であってもよい。なお、駆動信号出力回路51a,51bの詳細については後述する。また、図2の説明では、駆動回路50は、ヘッドユニット2に含まれるとして説明したが、駆動回路50は、制御ユニット10に含まれてもよい。この場合、駆動信号出力回路51a,51bのそれぞれから出力される駆動信号COMA,COMBは、ケーブル190を介して、プリントヘッド20に供給される。
また、駆動回路50は、電圧値が5.5V、6V等で一定の基準電圧信号VBSを生成し、プリントヘッド20に供給する。なお、基準電圧信号VBSは、圧電素子60の駆動の基準となる電位の信号であって、例えばグラウンド電位の信号であってもよい。
プリントヘッド20は、選択制御回路210と、複数の選択回路230と、複数の選択回路230のそれぞれに対応する複数の吐出部600と、を含む。選択制御回路210は、制御回路100から供給されるクロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、及びチェンジ信号CHに基づいて、駆動信号COMA,COMBの波形を選択又は非選択とするための選択信号を生成し複数の選択回路230のそれぞれに出力する。
各選択回路230には、駆動信号COMA,COMBと、選択制御回路210が出力する選択信号が入力される。そして、選択回路230は、入力される選択信号に基づいて、駆動信号COMA,COMBの波形を選択又は非選択とすることで、駆動信号COMA,COMBに基づく駆動信号VOUTを生成し、対応する吐出部600に出力する。
各吐出部600は、圧電素子60を含む。圧電素子60の一端には、対応する選択回路230から出力された駆動信号VOUTが供給される。また、圧電素子60の他端には、電圧値が例えば5.5Vで一定の基準電圧信号VBSが供給される。そして、吐出部600に含まれる圧電素子60は、一端に供給される駆動信号VOUTと、他端に供給される基準電圧信号VBSとの電位差に応じて駆動する。これにより、圧電素子60の駆動に応じた量のインクが吐出部600から吐出される。
ここで、圧電素子60が駆動素子の一例であり、圧電素子60に供給される駆動信号VOUTが駆動信号の一例である。また、前述の通り駆動信号VOUTは、駆動信号COMA,COMBの波形を選択又は非選択とすることで生成される。したがって、駆動信号COMA,COMBの少なくとも一方もまた駆動信号の一例である。そして、駆動信号COMA,COMBを出力する駆動信号出力回路51a,51bを含む駆動回路50が駆動回路の一例であり、圧電素子60に駆動信号VOUTが供給されることでインクを吐出するプリントヘッド20が液体吐出ヘッドの一例である。
1.3 吐出部の構成
次にプリントヘッド20が有する吐出部600の構成について説明する。図3は、プリントヘッド20が有する複数の吐出部600の内の1つの吐出部600の概略構成を示す図である。図3に示すように、吐出部600は、圧電素子60、振動板621、キャビティー631、及びノズル651を含む。
キャビティー631には、リザーバー641から供給されるインクが充填している。また、リザーバー641には、インクカートリッジ22から不図示のインクチューブ、及び供給口661を経由してインクが導入される。すなわち、キャビティー631には、対応するインクカートリッジ22に貯留されているインクが充填している。
振動板621は、図3において上面に設けられた圧電素子60の駆動によって変位する。そして、振動板621の変位に伴って、インクが充填されるキャビティー631の内部容積が拡大、縮小する。すなわち、振動板621は、キャビティー631の内部容積を変化させるダイヤフラムとして機能する。
ノズル651は、ノズルプレート632に設けられると共に、キャビティー631に連通する開孔部である。そして、キャビティー631の内部容積が変化することで、内部容積の変化に応じた量のインクが、ノズル651から吐出される。
圧電素子60は、圧電体601を一対の電極611,612で挟んだ構造である。このような構造の圧電体601は、電極611,612により供給される電圧の電位差に応じて、電極611,612の中央部分が、振動板621と共に上下方向に撓む。具体的には、圧電素子60の電極611には、駆動信号VOUTが供給される。また、圧電素子60の電極612には、基準電圧信号VBSが供給される。そして、圧電素子60は、駆動信号VOUTの電圧レベルが高くなると、上方向に撓み、駆動信号VOUTの電圧レベルが低くなると、下方向に撓む。
以上のように構成された吐出部600では、圧電素子60が上方向に撓むことで、振動板621が変位し、キャビティー631の内部容積が拡大する。その結果、インクがリザーバー641から引き込まれる。一方、圧電素子60が下方向に撓むことで、振動板621が変位し、キャビティー631の内部容積が縮小する。その結果、縮小の程度に応じた量のインクが、ノズル651から吐出される。すなわち、プリントヘッド20は、電極611と電極612とを含み、電極611と電極612との電位差により駆動する圧電素子60を有し、圧電素子60の駆動によりインクを吐出する。
ここで、圧電素子60は、図3に示す構造に限られず、吐出部600からインクが吐出できる構造であればよい。したがって、圧電素子60は、上述した屈曲振動の構成に限られず、例えば、縦振動を用いる構成でもよい。
1.4 プリントヘッドの構成及び動作
次にプリントヘッド20の構成及び動作について説明する。前述の通り、プリントヘッド20は、駆動回路50から出力された駆動信号COMA,COMBを、クロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、及びチェンジ信号CHに基づいて選択又は非選択とすることで、駆動信号VOUTを生成し、対応する吐出部600に供給する。そこで、プリントヘッド20の構成及び動作を説明するにあたり、まず、駆動信号COMA,COMBの波形の一例、及び駆動信号VOUTの波形の一例について説明する。
図4は、駆動信号COMA,COMBの波形の一例を示す図である。図4に示すように、駆動信号COMAは、ラッチ信号LATが立ち上がってからチェンジ信号CHが立ち上がるまでの期間T1に配置された台形波形Adp1と、チェンジ信号CHが立ち上がってからラッチ信号LATが立ち上がるまでの期間T2に配置された台形波形Adp2とを連続させた波形を含む。台形波形Adp1は、ノズル651から、小程度の量のインクを吐出させるための波形であり、台形波形Adp2は、ノズル651から、小程度の量よりも多い中程度の量のインクを吐出させるための波形である。
また、駆動信号COMBは、期間T1に配置された台形波形Bdp1と、期間T2に配置された台形波形Bdp2とを連続させた波形を含む。台形波形Bdp1は、ノズル651からインクを吐出させない波形であり、ノズル651の開孔部付近のインクを微振動させて、インク粘度の増大を防止するための波形である。また、台形波形Bdp2は、台形波形Adp1と同様に、ノズル651から小程度の量のインクを吐出させる波形である。
なお、台形波形Adp1,Adp2,Bdp1,Bdp2のそれぞれの開始タイミング及び終了タイミングでの電圧は、いずれも電圧Vcで共通である。すなわち、台形波形Adp1,Adp2,Bdp1,Bdp2のそれぞれは、電圧Vcで開始し電圧Vcで終了する波形となっている。また、期間T1と期間T2とからなる周期Taが、媒体Pに新たなドットを形成する印刷周期に相当する。
ここで、図4では、台形波形Adp1と台形波形Bdp2とが同じ波形であるとして図示しているが、台形波形Adp1と台形波形Bdp2とは異なる波形であってもよい。また、台形波形Adp1が吐出部600に供給された場合と、台形波形Bdp1が吐出部600に供給された場合とでは、共に対応するノズル651から小程度の量のインクが吐出されるとして説明を行うが、異なる量のインクが吐出されてもよい。すなわち、駆動信号COMA,COMBの波形は、図4に示す波形に限られるものではなく、プリントヘッド20が取り付けられるキャリッジ24の移動速度、インクカートリッジ22に貯留されるインクの性質、及び媒体Pの材質等に応じて、様々な波形が組み合わされてもよい。
図5は、駆動信号VOUTの波形の一例を示す図である。図5には、駆動信号VOUTの波形と、媒体Pに形成されるドットの大きさが「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」及び「非記録」のそれぞれの場合とを対比して示している。
図5に示すように、媒体Pに「大ドット」が形成される場合の駆動信号VOUTは、周期Taにおいて、期間T1に配置された台形波形Adp1と、期間T2に配置された台形波形Adp2とを連続させた波形となっている。この駆動信号VOUTが吐出部600に供給された場合、周期Taにおいて、対応するノズル651から、小程度の量のインクと中程度の量のインクとが吐出される。したがって、媒体Pには、それぞれのインクが着弾し合体することで大ドットが形成される。
媒体Pに「中ドット」が形成される場合の駆動信号VOUTは、周期Taにおいて、期間T1に配置された台形波形Adp1と、期間T2に配置された台形波形Bdp2とを連続させた波形となっている。この駆動信号VOUTが吐出部600に供給された場合、周期Taにおいて、対応するノズル651から、小程度の量のインクが2回吐出される。したがって、媒体Pには、それぞれのインクが着弾し合体することで中ドットが形成される。
媒体Pに「小ドット」が形成される場合の駆動信号VOUTは、周期Taにおいて、期間T1に配置された台形波形Adp1と、期間T2に配置された電圧Vcで一定の波形とを連続させた波形となっている。この駆動信号VOUTが吐出部600に供給された場合、周期Taにおいて、対応するノズル651から、小程度の量のインクが吐出される。したがって、媒体Pには、このインクが着弾して小ドットが形成される。
媒体Pにドットを形成しない「非記録」に対応する駆動信号VOUTは、周期Taにおいて、期間T1に配置された台形波形Bdp1と、期間T2に配置された電圧Vcで一定の波形とを連続させた波形となっている。この駆動信号VOUTが吐出部600に供給された場合、周期Taにおいて、対応するノズル651の開孔部付近のインクが微振動するのみで、インクは吐出されない。したがって、媒体Pには、インクが着弾せずドットが形成されない。
ここで、電圧Vcで一定の波形とは、駆動信号VOUTとして台形波形Adp1,Adp2,Bdp1,Bdp2のいずれも選択されていない場合において、直前の電圧Vcが容量性負荷である圧電素子60に保持された電圧からなる波形である。したがって、駆動信号VOUTとして台形波形Adp1,Adp2,Bdp1,Bdp2のいずれも選択されていない場合、電圧Vcが駆動信号VOUTとして吐出部600に供給されているといえる。
以上のような駆動信号VOUTは、選択制御回路210及び選択回路230の動作により駆動信号COMA,COMBの波形が選択又は非選択されることにより生成される。
図6は、選択制御回路210及び選択回路230の構成を示す図である。図6に示すように、選択制御回路210には、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及びクロック信号SCKが入力される。選択制御回路210には、シフトレジスター(S/R)212とラッチ回路214とデコーダー216との組が、m個の吐出部600の各々に対応して設けられている。すなわち、選択制御回路210は、m個の吐出部600と同数のシフトレジスター212とラッチ回路214とデコーダー216との組を含む。
印刷データ信号SIは、クロック信号SCKに同期した信号であって、m個の吐出部600の各々に対して、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」及び「非記録」のいずれかを選択するための2ビットの印刷データ[SIH,SIL]を含む、合計2mビットの信号である。入力される印刷データ信号SIは、m個の吐出部600に対応して、印刷データ信号SIに含まれる2ビット分の印刷データ[SIH,SIL]毎に、シフトレジスター212に保持される。具体的には、選択制御回路210は、m個の吐出部600に対応したm段のシフトレジスター212が互いに縦続接続されると共に、シリアルで入力された印刷データ信号SIが、クロック信号SCKに従って順次後段に転送される。なお、図6では、シフトレジスター212を区別するために、印刷データ信号SIが入力される上流側から順番に1段、2段、…、m段と表記している。
m個のラッチ回路214の各々は、m個のシフトレジスター212の各々で保持された2ビットの印刷データ[SIH,SIL]をラッチ信号LATの立ち上がりでラッチする。
図7は、デコーダー216におけるデコード内容を示す図である。デコーダー216は、ラッチ回路214によってラッチされた2ビットの印刷データ[SIH,SIL]に従い選択信号S1,S2を出力する。例えば、デコーダー216は、2ビットの印刷データ[SIH,SIL]が[1,0]の場合、選択信号S1の論理レベルを、期間T1,T2においてH,Lレベルとして出力し、選択信号S2の論理レベルを、期間T1,T2においてL,Hレベルとして選択回路230に出力する。
選択回路230は、吐出部600のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、プリントヘッド20が有する選択回路230の数は、吐出部600の総数と同じm個である。図8は、吐出部600の1個分に対応する選択回路230の構成を示す図である。図8に示すように、選択回路230は、NOT回路であるインバーター232a,232bとトランスファーゲート234a,234bとを有する。
選択信号S1は、トランスファーゲート234aにおいて丸印が付されていない正制御端に入力される一方で、インバーター232aによって論理反転されて、トランスファーゲート234aにおいて丸印が付された負制御端に入力される。また、トランスファーゲート234aの入力端には、駆動信号COMAが供給される。選択信号S2は、トランスファーゲート234bにおいて丸印が付されていない正制御端に入力される一方で、インバーター232bによって論理反転されて、トランスファーゲート234bにおいて丸印が付された負制御端に入力される。また、トランスファーゲート234bの入力端には、駆動信号COMBが供給される。そして、トランスファーゲート234a,234bの出力端が共通に接続され、駆動信号VOUTとして出力される。
具体的には、トランスファーゲート234aは、選択信号S1がHレベルの場合、入力端と出力端との間を導通とし、選択信号S1がLレベルの場合、入力端と出力端との間を非導通とする。また、トランスファーゲート234bは、選択信号S2がHレベルの場合、入力端と出力端との間を導通とし、選択信号S2がLレベルの場合、入力端と出力端との間を非導通とする。以上のように選択回路230は、選択信号S1,S2に基づいて駆動信号COMA,COMBの波形を選択することで、駆動信号VOUTを生成し出力する。
ここで、図9を用いて、選択制御回路210及び選択回路230の動作について説明する。図9は、選択制御回路210及び選択回路230の動作を説明するための図である。印刷データ信号SIは、クロック信号SCKに同期してシリアルで入力されて、吐出部600に対応するシフトレジスター212において順次転送される。そして、クロック信号SCKの入力が停止すると、各シフトレジスター212には、吐出部600の各々に対応した2ビットの印刷データ[SIH,SIL]が保持される。なお、印刷データ信号SIは、シフトレジスター212のm段、…、2段、1段の吐出部600に対応した順に入力される。
そして、ラッチ信号LATが立ち上がると、ラッチ回路214のそれぞれは、シフトレジスター212に保持されている2ビットの印刷データ[SIH,SIL]を一斉にラッチする。なお、図9において、LT1、LT2、…、LTmは、1段、2段、…、m段のシフトレジスター212に対応するラッチ回路214によってラッチされた2ビットの印刷データ[SIH,SIL]を示す。
デコーダー216は、ラッチされた2ビットの印刷データ[SIH,SIL]で規定されるドットのサイズに応じて、期間T1,T2のそれぞれにおいて、選択信号S1,S2の論理レベルを図7に示す内容で出力する。
具体的には、デコーダー216は、印刷データ[SIH,SIL]が[1,1]の場合、選択信号S1を期間T1,T2においてH,Hレベルとし、選択信号S2を期間T1,T2においてL,Lレベルとする。この場合、選択回路230は、期間T1において台形波形Adp1を選択し、期間T2において台形波形Adp2を選択する。その結果、図5に示す「大ドット」に対応する駆動信号VOUTが生成される。
また、デコーダー216は、印刷データ[SIH,SIL]が[1,0]の場合、選択信号S1を期間T1,T2においてH,Lレベルとし、選択信号S2を期間T1,T2においてL,Hレベルとする。この場合、選択回路230は、期間T1において台形波形Adp1を選択し、期間T2において台形波形Bdp2を選択する。その結果、図5に示す「中ドット」に対応する駆動信号VOUTが生成される。
また、デコーダー216は、印刷データ[SIH,SIL]が[0,1]の場合、選択信号S1を期間T1,T2においてH,Lレベルとし、選択信号S2を期間T1,T2においてL,Lレベルとする。この場合、選択回路230は、期間T1において台形波形Adp1を選択し、期間T2において台形波形Adp2,Bdp2のいずれも選択しない。その結果、図5に示す「小ドット」に対応する駆動信号VOUTが生成される。
また、デコーダー216は、印刷データ[SIH,SIL]が[0,0]の場合、選択信号S1を期間T1,T2においてL,Lレベルとし、選択信号S2を期間T1,T2においてH,Lレベルとする。この場合、選択回路230は、期間T1において台形波形Bdp1を選択し、期間T2において台形波形Adp2,Bdp2のいずれも選択しない。その結果、図5に示す「非記録」に対応する駆動信号VOUTが生成される。
以上のように、選択制御回路210、及び選択回路230は、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及びクロック信号SCKに基づいて、駆動信号COMA,COMBの波形を選択し、駆動信号VOUTとして吐出部600に出力する。
1.5 駆動信号出力回路の構成
次に、駆動信号COMA,COMBを出力する駆動信号出力回路51a,51bの構成、及び動作について説明する。ここで、駆動信号出力回路51aと駆動信号出力回路51bとは入力される信号、及び出力する信号のみが異なり、同様の構成である。したがって、以下の説明では、駆動信号出力回路51aの構成及び動作についてのみ説明を行い、駆動信号出力回路51bの構成及び動作についての説明は省略する。なお、図10には、駆動信号出力回路51aに入力される基駆動信号dA、基駆動信号dAが入力される端子dA-In、駆動信号出力回路51aから出力される駆動信号COMA、及び駆動信号COMAが出力される端子COMA-Outに加えて、駆動信号出力回路51bに入力される基駆動信号dB、基駆動信号dBが入力される端子dB-In、駆動信号出力回路51bから出力される駆動信号COMB、及び駆動信号COMBが出力される端子COMB-Outを図示している。
図10は、駆動信号出力回路51aの回路構成を示す図である。駆動回路50は、駆動信号出力回路51aにおいて基駆動信号dAを変調し、変調信号Msを出力する変調回路510と、変調信号Msを増幅し、増幅変調信号AMsを出力する増幅回路550と、増幅変調信号AMsを復調し、駆動信号COMAを出力する平滑回路560と、を有する。具体的には、図10に示すように、駆動信号出力回路51aは、変調回路510を含む集積回路500と、増幅回路550及び平滑回路560を含む出力回路580と、第1帰還回路570と、第2帰還回路572とを有する。
集積回路500は、端子In、端子Bst、端子Hdr、端子Sw、端子Gvd、端子Ldr、端子Gnd、及び端子Vbsを含む複数の端子を有する。そして、集積回路500は、当該複数の端子を介して集積回路500の外部と電気的に接続されている。
図10に示すように集積回路500は、DAC(Digital to Analog Converter)511、変調回路510、ゲートドライブ回路520、基準電圧生成回路530、電源回路590を含む。
電源回路590は、第1電圧信号DAC_HVと第2電圧信号DAC_LVとを生成し、DAC511に供給する。
DAC511は、端子dA-Inを介して入力される駆動信号COMAの波形を規定するデジタルの基駆動信号dAを、第1電圧信号DAC_HVと第2電圧信号DAC_LVとの間の電圧値のアナログ信号である基駆動信号aAに変換し、変調回路510に出力する。ここで、基駆動信号aAの電圧振幅の最大値は、第1電圧信号DAC_HVで規定され、最小値は、第2電圧信号DAC_LVで規定される。すなわち、第1電圧信号DAC_HVは、DAC511における高電圧側の基準電圧であり、第2電圧信号DAC_LVは、DAC511における低電圧側の基準電圧となる。そして、アナログの基駆動信号aAが増幅された信号が、駆動信号COMAとなる。つまり、基駆動信号aAは、駆動信号COMAの増幅前の目標となる信号に相当する。なお、本実施形態における基駆動信号aAの電圧振幅は、例えば、1V~2Vである。
変調回路510は、基駆動信号aAを変調した変調信号Msを生成し、ゲートドライブ回路520を介して出力回路580に含まれる増幅回路550に出力する。変調回路510は、加算器512,513、コンパレーター514、インバーター515、積分減衰器516、及び減衰器517を含む。
積分減衰器516は、端子Vfbを介して入力された端子COMA-Outの電圧、すなわち、駆動信号COMAを減衰すると共に積分し加算器512の-側の入力端に供給する。また、加算器512の+側の入力端には基駆動信号aAが入力される。そして、加算器512は、+側の入力端に入力された電圧から-側の入力端に入力された電圧を差し引き積分した電圧を加算器513の+側の入力端に供給する。
ここで、基駆動信号aAの電圧振幅の最大値は、前述の通り2V程度であるのに対して、駆動信号COMAの電圧の最大値は、40Vを超える場合がある。このため、積分減衰器516は、偏差を求めるにあたり両電圧の振幅範囲を合わせるために、端子Vfbを介して入力された駆動信号COMAの電圧を減衰させる。
そして、減衰器517は、端子Ifbを介して入力した駆動信号COMAの高周波成分を減衰した電圧を、加算器513の-側の入力端に供給する。また、加算器513の+側の入力端には、加算器512から出力された電圧が入力される。そして、加算器513は、+側の入力端に入力された電圧から、-側の入力端に入力された電圧を減算した電圧信号Asを、コンパレーター514に出力する。
この加算器513から出力される電圧信号Asは、基駆動信号aAの電圧から、端子Vfbに供給された信号の電圧を差し引き、さらに、端子Ifbに供給された信号の電圧を差し引いた電圧である。このため、加算器513から出力される電圧信号Asの電圧は、目標である基駆動信号aAの電圧から、駆動信号COMAの減衰電圧を差し引いた偏差を、駆動信号COMAの高周波成分で補正した信号となる。
コンパレーター514は、加算器513から出力される電圧信号Asに基づいて、パルス変調した変調信号Msを出力する。具体的には、コンパレーター514は、加算器513から出力される電圧信号Asが電圧上昇時であれば、後述する閾値Vth1以上になった場合にHレベルとなり、電圧信号Asが電圧下降時であれば、後述する閾値Vth2を下回った場合にLレベルとなる変調信号Msを出力する。ここで閾値Vth1,Vth2は、閾値Vth1>閾値Vth2という関係に設定されている。なお、変調信号Msは、基駆動信号dA,aAに合わせて周波数やデューティー比が変化する。そのため、減衰器517が感度に相当する変調利得を調整することで、変調信号Msの周波数やデューティー比の変化量を調整することができる。
コンパレーター514から出力された変調信号Msは、ゲートドライブ回路520に含まれるゲートドライバー521に供給される。また、変調信号Msは、インバーター515により論理レベルが反転された後、ゲートドライブ回路520に含まれるゲートドライバー522にも供給される。すなわち、ゲートドライバー521とゲートドライバー522に供給される信号の論理レベルは、互いに排他的な関係にある。
ここで、ゲートドライバー521及びゲートドライバー522に供給される信号の論理レベルは、同時にHレベルとはならないようにタイミングが制御されてもよい。すなわち、ここでいう排他的とは、厳密にいえば、ゲートドライバー521及びゲートドライバー522に供給される信号の論理レベルが同時にHレベルになることがないことを意味し、詳細には、後述する増幅回路550に含まれるトランジスターM1とトランジスターM2とが同時にオンすることがないことを意味する。
ゲートドライブ回路520は、ゲートドライバー521と、ゲートドライバー522とを含む。
ゲートドライバー521は、コンパレーター514から出力される変調信号Msをレベルシフトして、端子Hdrから増幅制御信号Hgdとして出力する。ゲートドライバー521の電源電圧のうち高位側は、端子Bstを介して印加される電圧であり、低位側は、端子Swを介して印加される電圧である。端子Bstは、コンデンサーC5の一端及び逆流防止用のダイオードD1のカソードに接続される。端子Swは、コンデンサーC5の他端に接続される。ダイオードD1のアノードは、端子Gvdに接続される。これにより、ダイオードD1のアノードには、不図示の電源回路から供給される例えば7.5Vの直流電圧である電圧Vmが供給される。したがって、端子Bstと端子Swとの電位差は、コンデンサーC5の両端の電位差、すなわち電圧Vmにおよそ等しくなる。そして、ゲートドライバー521は、入力される変調信号Ms従う端子Swに対して電圧Vmだけ大きな電圧の増幅制御信号Hgdを端子Hdrから出力する。
ゲートドライバー522は、ゲートドライバー521よりも低電位側で動作する。ゲートドライバー522は、コンパレーター514から出力された変調信号Msの論理レベルがインバーター515によって反転された信号をレベルシフトして、端子Ldrから増幅制御信号Lgdとして出力する。ゲートドライバー522の電源電圧のうち高位側は、電圧Vmが印加され、低位側は、端子Gndを介して例えば0Vのグラウンド電位が供給される。そして、ゲートドライバー522に入力される信号に従う端子Gndに対して電圧Vmだけ大きな電圧の増幅制御信号Lgdを端子Ldrから出力する。
ここで、変調信号とは、狭義には、変調信号Msであるが、デジタルの基駆動信号dAに基づくアナログの基駆動信号aAに応じてパルス変調したものであると考えれば、変調信号Msの論理レベルが反転された信号も変調信号に含まれる。すなわち、変調回路510から出力される変調信号には、ゲートドライバー521に入力される変調信号Msのみならず、ゲートドライバー522に入力される変調信号Msの論理レベルが反転させた信号や、変調信号Msに対してタイミングが制御された信号も含まれる。また、ゲートドライバー521が出力する増幅制御信号Hgdは、変調信号Msに従う信号であり、ゲートドライバー522が出力する増幅制御信号Lgdは、変調信号Msの論理レベルが反転された信号に従う信号である。したがって、変調信号には、ゲートドライバー521が出力する増幅制御信号Hgd、及びゲートドライバー522が出力する増幅制御信号Lgdも含まれる。
基準電圧生成回路530は、圧電素子60の電極612に供給される基準電圧信号VBSを生成し、集積回路500の端子Vbs及び駆動信号出力回路51aの端子VBS-Outを介して圧電素子60の電極612に出力する。基準電圧生成回路530は、例えば、バンドギャップ・リファレンス回路を含む定電圧回路で構成される。
ここで、図10において、基準電圧生成回路530は、駆動信号出力回路51aが有する集積回路500に含まれるとして説明したが、基準電圧生成回路530は、集積回路500の外部に構成されていてもよく、さらには、駆動信号出力回路51aの外部に構成されていてもよい。
出力回路580は、増幅回路550と平滑回路560とを有する。また、増幅回路550は、トランジスターM1とトランジスターM2とを含む。トランジスターM1のドレインは、端子Hdと電気的に接続されている。そして、トランジスターM1のドレインには、端子VHV-Inを介して電圧VHVが供給される。トランジスターM1のゲートは、抵抗R1の一端と電気的に接続され、抵抗R1の他端は、集積回路500の端子Hdrと電気的に接続されている。すなわち、トランジスターM1のゲートには、集積回路500の端子Hdrから出力される増幅制御信号Hgdが供給される。トランジスターM1のソースは、集積回路500の端子Swと電気的に接続されている。
トランジスターM2のドレインは、集積回路500の端子Swと電気的に接続されている。すなわち、トランジスターM2のドレインとトランジスターM1のソースとは、互いに電気的に接続されている。トランジスターM2のゲートは、抵抗R2の一端と電気的に接続され、抵抗R2の他端は、集積回路500の端子Ldrと電気的に接続されている。すなわち、トランジスターM2のゲートには、集積回路500の端子Ldrから出力される増幅制御信号Lgdが供給される。トランジスターM2のソースには、グラウンド電位が供給される。
以上のように構成された増幅回路550において、トランジスターM1がオフ、トランジスターM2がオンに制御されている場合、端子Swが接続されるノードの電圧は、グラウンド電位となる。したがって、端子Bstには電圧Vmが供給される。一方、トランジスターM1がオン、トランジスターM2がオフに制御されている場合、端子Swが接続されるノードの電圧は、電圧VHVとなる。したがって、端子Bstには電圧VHV+Vmの電位の電圧信号が供給される。
すなわち、トランジスターM1を駆動させるゲートドライバー521は、コンデンサーC5をフローティング電源として、トランジスターM1及びトランジスターM2の動作に応じて、端子Swの電位が0V又は電圧VHVに変化することで、Lレベルが電圧VHVの電位であって、且つ、Hレベルが電圧VHV+電圧Vmの電位の増幅制御信号HgdをトランジスターM1のゲートに供給する。
一方、トランジスターM2を駆動させるゲートドライバー522は、トランジスターM1及びトランジスターM2の動作に関係なく、Lレベルがグラウンド電位であって、且つ、Hレベルが電圧Vmの電位の増幅制御信号LgdをトランジスターM2のゲートに供給する。
以上のように、増幅回路550は、トランジスターM1と、トランジスターM2とで基駆動信号dA,aAが変調された変調信号Msを電圧VHVに基づいて増幅する。これにより、トランジスターM1のソース、及びトランジスターM2のドレインが共通に接続される接続点に増幅変調信号AMsが生成される。そして、増幅回路550で生成された増幅変調信号AMsは、平滑回路560に入力される。
平滑回路560は、増幅回路550から出力された増幅変調信号を平滑することで、駆動信号COMAを生成し、駆動信号出力回路51aから出力する。平滑回路560は、コイルL1とコンデンサーC1とを含む。
コイルL1の一端には、増幅回路550から出力された増幅変調信号AMsが入力される。コイルL1の他端は、駆動信号出力回路51aの出力となる端子COMA-Outと接続されている。すなわち、駆動信号出力回路51aは、端子COMA-Outを介してプリントヘッド20が有する選択回路230のそれぞれと接続されている。これにより、駆動信号出力回路51aから出力される駆動信号COMAが、選択回路230に供給される。また、コイルL1の他端は、コンデンサーC1の一端とも接続されている。そして、コンデンサーC1の他端には、グラウンド電位が供給されている。すなわち、コイルL1とコンデンサーC1とは、増幅回路550から出力される増幅変調信号AMsを平滑することにより復調し、復調された信号を駆動信号COMAとして出力する。ここで、増幅変調信号AMsを平滑することにより復調し、駆動信号COMAとして出力する平滑回路560が復調回路の一例である。
第1帰還回路570は、抵抗R3と抵抗R4とを含む。抵抗R3の一端は、駆動信号COMAが出力される端子COMA-Outと接続され、他端は、端子Vfb及び抵抗R4の一端と接続されている。抵抗R4の他端には端子VHV-Inを介して電圧VHVが供給される。これにより、端子Vfbには、端子COMA-Outから第1帰還回路570を通過した駆動信号COMAが、電圧VHVでプルアップされた状態で帰還する。
第2帰還回路572は、コンデンサーC2,C3,C4と、抵抗R5,R6を含む。コンデンサーC2の一端は、駆動信号COMAが出力される端子COMA-Outと接続され、他端は、抵抗R5の一端、及び抵抗R6の一端と接続されている。抵抗R5の他端にはグラウンド電位が供給される。これにより、コンデンサーC2と抵抗R5とがハイパスフィルター(High Pass Filter)として機能する。なお、ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、例えば約9MHzに設定される。また、抵抗R6の他端は、コンデンサーC4の一端、及びコンデンサーC3の一端と接続されている。コンデンサーC3の他端には、グラウンド電位が供給される。これにより、抵抗R6とコンデンサーC3とは、ローパスフィルター(Low Pass Filter)として機能する。なお、LPFのカットオフ周波数は、例えば約160MHzに設定される。このように、第2帰還回路572がハイパスフィルターとローパスフィルターと備えて構成されることで、第2帰還回路572は、駆動信号COMAの所定の周波数域を通過させるバンドパスフィルター(Band Pass Filter)として機能する。
そして、コンデンサーC4の他端は、集積回路500の端子Ifbと接続されている。これにより、端子Ifbには、バンドパスフィルターとして機能する第2帰還回路572を通過した駆動信号COMAの高周波成分のうち、直流成分がカットされた信号が帰還する。
ところで、端子COMA-Outから出力される駆動信号COMAは、増幅変調信号AMsを平滑回路560によって平滑された信号である。そして、駆動信号COMAは、端子Vfbを介して積分・減算された上で、加算器512に帰還される。よって、駆動信号出力回路51aは、帰還の遅延と、帰還の伝達関数で定まる周波数で自励発振する。
ただし、端子Vfbを介した帰還経路は、遅延量が大きいため、当該端子Vfbを介した帰還のみでは自励発振の周波数を駆動信号COMAの精度を十分に確保できるほど高くすることができない場合がある。そこで、端子Vfbを介した経路とは別に、端子Ifbを介して、駆動信号COMAの高周波成分を帰還する経路を設けることで、回路全体でみた場合における遅延を小さくしている。これにより、電圧信号Asの周波数は、端子Ifbを介した経路が存在しない場合と比較して、駆動信号COMAの精度を十分に確保できるほどに高くすることができる。
図11は、電圧信号Asと変調信号Msとの波形を、アナログの基駆動信号aAとの波形と関連付けて示す図である。図11に示されるように、電圧信号Asは三角波であり、その発振周波数は、基駆動信号aAの電圧に応じて変動する。具体的には、当該電圧が中間値である場合に最も高くなり、電圧が中間値から高くなる又は低くなるにつれて低くなる。
また、電圧信号Asの三角波の傾斜は、当該電圧が中間値付近であれば当該電圧の上昇と下降とでほぼ等しくなる。このため、電圧信号Asをコンパレーター514の閾値Vth1、Vth2と比較することで得られる変調信号Msのデューティー比は、ほぼ50%となる。そして、電圧信号Asの電圧が中間値から高くなると、電圧信号Asの下りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号MsがHレベルとなる期間は相対的に長くなり、変調信号Msのデューティー比が大きくなる。一方、電圧信号Asの電圧が中間値から低くなると、電圧信号Asの上りの傾斜が緩くなる。このため、変調信号MsがHレベルとなる期間が相対的に短くなり、変調信号Msのデューティー比が小さくなる。
ゲートドライバー521は、変調信号Msに基づいてトランジスターM1をオン又はオフに制御する。すなわち、ゲートドライバー521は、トランジスターM1を、変調信号MsがHレベルの場合にオンに制御し、変調信号MsがLレベルの場合にオフに制御する。ゲートドライバー522は、変調信号Msの論理反転信号に基づいてトランジスターM2をオン又はオフに制御する。すなわち、ゲートドライバー522は、トランジスターM2を、変調信号MsがHレベルの場合にオフに制御し、変調信号MsがLレベルの場合にオンに制御する。
したがって、増幅回路550から出力される増幅変調信号AMsを平滑回路560で平滑した駆動信号COMAの電圧値は、変調信号Msのデューティー比が大きくなるにつれて高くなり、デューティー比が小さくなるにつれて低くなる。すなわち、駆動信号COMAの波形は、デジタルの基駆動信号dAがアナログに変換された基駆動信号aAの電圧を拡大した波形となるように制御される。
また、駆動信号出力回路51aは、パルス密度変調を用いているため、変調周波数が固定のパルス幅変調に対して、デューティー比の変化幅を大きく取れる、という利点もある。駆動信号出力回路51aで用いることができる最小の正パルス幅、及び負パルス幅は、回路特性で制約される。そのため、周波数が固定されるパルス幅変調では、デューティー比の変化幅が所定の範囲で制限される。これに対し、パルス密度変調では、電圧信号Asの電圧が中間値から離れるにつれて、発振周波数が低くなり、その結果、電圧が高い領域においてデューティー比をより大きくすることが可能となる。また、当該電圧が低い領域にでは、デューティー比をより小さくすることが可能となる。したがって、自励発振型のパルス密度変調を採用することで、デューティー比の変化幅を、より広い範囲で確保することが可能となる。
ここで、駆動信号出力回路51aが出力する駆動信号COMAは、選択回路230において選択又は非選択とされることで、圧電素子60の電極611に供給される駆動信号VOUTとして圧電素子60に供給される。すなわち、駆動信号出力回路51aが出力する駆動信号COMAに基づく出力電流は、駆動信号VOUTとして供給される圧電素子60の数に応じて変化する。そして、駆動信号出力回路51aの出力電流が変化することで、駆動信号出力回路51aに入力される電圧VHVの電圧値が変動するおそれがある。その結果、電圧VHVに基づいて増幅することで生成される駆動信号COMAの波形精度が低下するおそれがある。
そのため、図10に示すように、端子VHV-Inには、駆動信号出力回路51aの出力電流が変化した場合の電圧VHVの電圧変動を低減するためのコンデンサーC6が電気的に接続される。このコンデンサーC6は、出力電流の変化に対して電圧VHVの電圧変動を低減するための比較的大きな容量であって、且つ電圧VHVの電圧値以上の耐圧を有することが求められる。そのため、コンデンサーC6としては、比較的大きな容量が得られ、且つ数十V以上の耐圧を有する電解コンデンサーが用いられる。これにより、駆動信号出力回路51aの出力電流の変化に対して、電圧VHVの電圧値が変動するおそれ低減することが可能となる。
また、集積回路500に含まれる基準電圧生成回路530は、圧電素子60の電極612に供給される基準電圧信号VBSを生成し、端子VBS-Outを介して出力する。この基準電圧信号VBSに基づいて駆動信号出力回路51aから出力される電流値は、駆動信号COMAが駆動信号VOUTとして供給される圧電素子60の数に応じて変化する。そのため、基準電圧信号VBSの電圧値も変動するおそれがあり、基準電圧信号VBSの電圧値が変動することで、圧電素子60の電極611と電極612との電位差にばらつきが生じるおそれがある。したがって、圧電素子60の駆動にばらつきが生じ、その結果、インクの吐出精度が低下するおそれがある。
そのため、図10に示すように、端子VBS-Outには、基準電圧信号VBSに基づいて駆動信号出力回路51aから出力される電流値が変化した場合における基準電圧信号VBSの電圧変動を低減するためのコンデンサーC7が電気的に接続される。このコンデンサーC7は、出力電流の変化に対して基準電圧信号VBSの電圧変動を低減するための比較的大きな容量であって、且つ基準電圧信号VBSの電圧値以上の耐圧を有することが求められる。そのため、コンデンサーC7としては、比較的大きな容量が得られ、且つ数V以上の耐圧を有する電解コンデンサーが用いられる。これにより、基準電圧信号VBSに基づいて駆動信号出力回路51aから出力される電流値の変化に対して、基準電圧信号VBSの電圧値が変動するおそれ低減することが可能となる。
1.6 駆動回路及び駆動信号出力回路が設けられた回路基板の構成
次に、駆動信号出力回路51aが実装された駆動信号出力回路基板40a、駆動信号出力回路51bが実装された駆動信号出力回路基板40b、及び駆動信号出力回路基板40a,40bが着脱可能に接続された駆動回路基板30の構成について説明する。
すなわち、駆動回路50は、駆動信号出力回路基板40a,40b、及び駆動回路基板30を含む。なお、以下の説明では、駆動信号出力回路51aの端子VHV-Inと電気的に接続されるコンデンサーC6をコンデンサーC6aと称し、駆動信号出力回路51aの端子VBS-Outと電気的に接続されるコンデンサーC7をコンデンサーC7aと称する場合がある。同様に、駆動信号出力回路51bの端子VHV-Inと電気的に接続されるコンデンサーC6をコンデンサーC6bと称し、駆動信号出力回路51bの端子VBS-Outと電気的に接続されるコンデンサーC7をコンデンサーC7bと称する場合がある。
図12は、駆動回路基板30の構成を示す平面図である。図12に示すように駆動回路基板30は、配線基板300と、コネクター310,320,330a,330bと、コンデンサーC6a,C6b,C7a,C7bとを有する。
配線基板300は、辺301と、辺301と向かい合って位置する辺302と、辺301及び辺302と交差する辺303と、辺303と向かい合って位置し辺301及び辺302と交差する辺304と、を含む略矩形の形状である。そして、配線基板300には、コネクター310,320,330a,330bと、コンデンサーC6a,C6b,C7a,C7bとが設けられている。また、配線基板300には、駆動信号出力回路基板40a,40bが着脱可能に接続される。
コネクター310は、辺303に沿った方向に並んで設けられる複数の端子311を有する。コネクター310には、上述した制御回路100が出力するクロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及び基駆動信号dA,dBを含む各種信号と、電圧出力回路110が出力する電圧VHVを含む各種電圧信号とが入力される。そして、コネクター310に入力されたクロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、基駆動信号dA,dB、及び電圧VHVの内、基駆動信号dA及び電圧VHVは、駆動信号出力回路基板40aに供給され、基駆動信号dB及び電圧VHVは、駆動信号出力回路基板40bに供給される。なお、基駆動信号dA,dB、及び電圧VHVに加えてクロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、及びチェンジ信号CHのそれぞれも、駆動信号出力回路基板40a,40bに入力されてもよい。
コネクター320は、コネクター310の辺301側に位置し、辺303に沿った方向に並んで設けられる複数の端子321を有する。コネクター320には、駆動信号出力回路基板40aに実装された駆動信号出力回路51aから出力される駆動信号COMA、駆動信号出力回路基板40bに実装された駆動信号出力回路51bから出力される駆動信号COMB、及び基準電圧信号VBSが入力される。また、コネクター320には、クロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、及びチェンジ信号CHが入力される。そして、コネクター320に入力された駆動信号COMA,COMB、基準電圧信号VBS、クロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、及びチェンジ信号CHを含む各種信号は、プリントヘッド20に供給される。
コンデンサーC6aは、コネクター310の辺304側に設けられている。また、コンデンサーC6bは、コンデンサーC6aの辺304側に設けられている。すなわち、コンデンサーC6a,C6bは、コネクター310の辺304側であって、辺303から辺304に向かう方向に沿って、コンデンサーC6a、コンデンサーC6bの順に並んで設けられている。
コンデンサーC7aは、コネクター320の辺304側であって、コンデンサーC6a,C6bよりも辺301側に設けられている。また、コンデンサーC7bは、コンデンサーC7aの辺304側であって、コンデンサーC6a,C6bよりも辺301側に設けられている。すなわち、コンデンサーC7a,C7bは、コネクター320の辺304側であって、コンデンサーC6a,C6bの辺301側において、辺303から辺304に向かう方向に沿って、コンデンサーC7a、コンデンサーC7bの順に並んで設けられている。
コネクター330aは、コネクター310の辺304側であって、コンデンサーC6a,C6bとコンデンサーC7a,C7bとの間に設けられている。また、コネクター330bは、コネクター330aの辺304側であって、コンデンサーC6a,C6bとコンデンサーC7a,C7bとの間に設けられている。すなわち、コネクター330a,330bは、コネクター310の辺304側であって、コンデンサーC6a,C6bの辺301側、且つコンデンサーC7a,C7bの辺302側に辺303から辺304に向かう方向に沿って、コネクター330a、コネクター330bの順に並んで設けられている。
駆動信号出力回路基板40aは、コネクター330aの辺301側において、配線基板300と着脱可能に接続される。具体的には、駆動信号出力回路基板40aの一辺側が、コネクター330aに挿入されると共に、駆動信号出力回路基板40aの他辺側に、配線基板300と接続されるネジ341a,342aが取り付けられることで、駆動信号出力回路基板40aは、配線基板300と着脱可能に接続される。同様に、駆動信号出力回路基板40bは、コネクター330bの辺301側において、配線基板300と着脱可能に接続される。具体的には、駆動信号出力回路基板40bの一辺側が、コネクター330bに挿入されると共に、駆動信号出力回路基板40bの他辺側に、配線基板300と接続されるネジ341b,342bが取り付けられることで、駆動信号出力回路基板40bは、配線基板300と着脱可能に接続される。
ここで、コネクター330aは、駆動信号出力回路基板40aの一辺が挿入されることで、駆動信号出力回路基板40aと電気的に接続するカードエッジコネクター等で構成されてもよく、同様に、コネクター330bは、駆動信号出力回路基板40bの一辺が挿入されることで、駆動信号出力回路基板40bと電気的に接続するカードエッジコネクター等で構成されてもよい。
次に、配線基板300に着脱可能に接続される駆動信号出力回路基板40a,40bの構成の詳細について図13を用いて説明する。図13は、駆動信号出力回路基板40a,40bの構成を示す平面図である。なお、駆動信号出力回路基板40aと、駆動信号出力回路基板40bとは、実装される回路が駆動信号出力回路51aであるか駆動信号出力回路51bであるかが異なるのみであり、同様の構成である。そのため、図13では、駆動信号出力回路基板40aの構成を例に説明を行い、駆動信号出力回路基板40bの説明は、簡略又は省略する。
図13に示すように、駆動信号出力回路基板40aは、圧電素子60を駆動するための駆動信号COMAを出力する駆動信号出力回路51aと、駆動信号COMAの基となる基駆動信号dA及び電圧VHVが入力される複数の端子410と、駆動信号出力回路51aと複数の端子410とが設けられた配線基板400とを有する。
配線基板400は、辺401と、辺401と向かい合って位置する辺402と、辺401及び辺402と交差する辺403と、辺403と向かい合って位置し辺401及び辺402と交差する辺404と、を含む略矩形の形状である。そして、図13に示すように、配線基板400において辺401及び辺402の長さは、辺403及び辺404よりも長い。換言すれば、配線基板400は、辺403及び辺404と、辺403及び辺404よりも長い辺401及び辺402とを含む。
複数の端子410は、配線基板400の辺403に沿った方向に並んで配線基板400に設けられている。複数の端子410は、駆動回路基板30が有するコネクター330aと電気的に接続する。すなわち、駆動信号出力回路基板40aが有する配線基板400の辺403が、コネクター330aに挿入されることで、複数の端子410とコネクター330aとが電気的に接続し、その結果、駆動信号出力回路基板40aと駆動回路基板30とが電気的に接続する。これにより、駆動信号出力回路基板40aには、複数の端子410を介して基駆動信号dA,dB、及び電圧VHVが入力される。
駆動信号出力回路51aは、配線基板400において、複数の端子410の辺404側に位置する。換言すれば、複数の端子410の少なくともいずれか1つと駆動信号出力回路51とは、辺401に沿った方向に並んで位置している。詳細には、前述の通り、駆動信号出力回路51は、集積回路500、増幅回路550、平滑回路560、第1帰還回路570、及び第2帰還回路572を有する。集積回路500は、複数の端子410の辺404側に位置している。増幅回路550は、集積回路500の辺404側に位置している。平滑回路560は、増幅回路550の辺404側に位置している。すなわち、集積回路500、増幅回路550、及び平滑回路560は、配線基板400に設けられた複数の端子410の辺404側において、辺403から辺404に向かう方向に沿って、集積回路500、増幅回路550、平滑回路560の順に並んで設けられている。
また、第1帰還回路570は、複数の端子410の辺404側において集積回路500の辺401側に位置している。第2帰還回路572は、第1帰還回路570の辺404側であって、集積回路500の辺401側に位置している。
以上のように、駆動信号出力回路基板40aには、駆動信号出力回路51aに含まれる変調回路510、増幅回路550、及び平滑回路560が設けられ、駆動信号出力回路基板40bには、駆動信号出力回路51bに含まれる変調回路510、増幅回路550、及び平滑回路560が設けられている。ここで、駆動信号出力回路基板40a及び駆動信号出力回路基板40bの少なくとも一方が回路基板に相当し、駆動信号出力回路基板40a及び駆動信号出力回路基板40bに含まれる配線基板400が基板の一例である。
また、配線基板400には、挿通孔441,442が設けられている。挿通孔441,442は、配線基板400における駆動信号出力回路51の辺404側に位置し、辺401から辺402に向かう方向に沿って挿通孔441、挿通孔442の順に設けられている。そして、挿通孔441には、ネジ341aが挿通され、挿通孔442には、ネジ342aが挿通される。この挿通孔441,442に挿通されたネジ341a,342aのそれぞれが、駆動回路基板30に締め付けられることで、駆動回路基板30に駆動信号出力回路基板40aが取り付けられる。
次に、駆動回路基板30と駆動信号出力回路基板40a,40bとの電気的接続の具体例について説明する。駆動回路基板30と駆動信号出力回路基板40a,40bとの電気的接続を説明するにあたり、まず図14を用いて、駆動信号出力回路基板40a,40bが有する配線基板400の構成について説明する。
図14は、配線基板400の構成を説明するための図である。図14に示すように、配線基板400は、基材491、絶縁層492、配線層493、及び保護層494を含む。
基材491は、面495と、面495とは異なる面496とを含む板状の部材であって、配線基板400の強度を担う。本実施形態における基材491は、熱伝導性に優れた金属を含んで構成される。すなわち、基材491は金属を含む。ここで、基材491に含まれる金属は、金属の中でも熱伝導性に優れた材料であって、例えば、銅及び銅合金や、アルミニウム及びアルミニウム合金などが用いられることが好ましい。すなわち、基材491は金属として銅を含むことが好ましい。
絶縁層492、配線層493、及び保護層494は、基材491の面495の法線方向に沿った方向において、絶縁層492、配線層493、保護層494の順に積層されている。換言すれば、配線基板400は、基材491と、基材491の面495の法線方向に積層された絶縁層492、配線層493、及び保護層494を含む。
配線層493は、銅又は銅合金を含んで構成された複数の配線を含む。各配線には、駆動信号出力回路51aに入力される基駆動信号dAが伝搬する配線、駆動信号出力回路51aに含まれる増幅回路550が出力する増幅変調信号AMsが伝搬する配線、駆動信号出力回路51aから出力される駆動信号COMAが伝搬する配線、駆動信号出力回路51aの基準電位を示すグラウンド信号が伝搬する配線等が含まれる。
絶縁層492は、基材491と配線層493との間に設けられている。これにより、配線層493で伝搬する複数の信号が基材491に含まれる金属により短絡するおそれが低減する。また、保護層494は、駆動信号出力回路51aに含まれる各種回路部品を配線基板400に実装する場合に使用されるハンダが、配線層493に形成されている配線に余分に付着したことに起因して、配線層393に設けられた配線間に短絡が生じるおそれを低減する。
ここで、配線基板400に含まれる基材491の厚さtin1は、絶縁層492の厚さtin2、配線層493の厚さtin3、及び保護層494の厚さtin4のいずれよりも厚い。すなわち、基材491の厚さtin1は、絶縁層492の厚さtin2よりも厚く、基材491の厚さtin1は、配線層493の厚さtin3よりも厚く、基材491の厚さtin1は、保護層494の厚さtin4よりも厚い。具体的には、基材491の厚さtin1が0.5mm~2.5mm程度であるのに対して、絶縁層492の厚さtin2、配線層493の厚さtin3、及び保護層494の厚さtin4は、それぞれが10μm~200μm程度となる。このように、基材491の厚さtin1を、絶縁層492の厚さtin2、配線層493の厚さtin3、及び保護層494の厚さtin4のいずれよりも厚くすることで、配線基板400の強度を保つことができる。
以上のように、本実施形態における配線基板400は、基材491と、基材491の面495に積層された絶縁層492、配線層493、及び保護層494を含んで構成されている。そして、増幅回路550及び平滑回路560に含まれる電子部品は、基材491に積層された配線層493に含まれる配線と増幅回路550及び平滑回路560は電気的に接続し、基材491に積層された保護層494の上部に位置している。すなわち、増幅回路550は、基材491の法線方向において、基材391の少なくとも一部と重なって位置し、平滑回路560は、基材491の法線方向において、基材391の少なくとも一部と重なって位置している。
ここで、増幅変調信号AMs及び駆動信号COMAの少なくとも一方が伝搬する配線を含む配線層493が第1層の一例であり、配線層493が積層されている基材491の面495が基材491の第1面の一例である。そして、基材491の面495が第1面の一例である。
次に、駆動回路基板30と駆動信号出力回路基板40a,40bとの電気的接続の具体例について図15を用いて説明する。図15は、図12に示すA-aで切断した場合の駆動回路基板30及び駆動信号出力回路基板40aの断面を示す図である。
図15に示すように、コネクター330aは、導電部331aを備える。導電部331aの一端は、配線基板300に設けられた配線393aと電気的に接続し、導電部331aの他端は、コネクター330aに挿入された駆動信号出力回路基板40aが有する配線基板400の配線層493に含まれる配線493aと電気的に接続する。これにより、駆動回路基板30で伝搬する基駆動信号dA、及び電圧VHVを含む各種信号が、駆動信号出力回路基板40aが有する配線層493に入力される。ここで、コネクター330aに含まれる導電部331aと電気的に接続する配線493aが、前述した配線基板400に設けられた複数の端子410に相当する。すなわち、コネクター330aは、駆動信号出力回路基板40aが有する複数の端子410のそれぞれに対応する複数の導電部331aを有する。
配線493aを介して駆動信号出力回路基板40aに入力された基駆動信号dA、及び電圧VHVの内、基駆動信号dAは、配線基板400の配線層493に設けられた配線493bを伝搬し、変調回路510を含む集積回路500に入力される。集積回路500は、前述の通り、入力される基駆動信号dAに基づく増幅制御信号Hgd,Lgdを生成し出力する。
集積回路500から出力された増幅制御信号Hgd,Lgdの内、増幅制御信号Lgdは、配線493cを伝搬し、増幅回路550に含まれるトランジスターM2に入力される。また、増幅制御信号Hgdは、配線層493に設けられた不図示の配線を伝搬し増幅回路550に含まれるトランジスターM1に入力される。
増幅回路550は、トランジスターM1,M2に入力される増幅制御信号Hgd,Lgdを電圧VHVに基づき動作する。これにより、増幅変調信号AMsを生成し、配線493dに出力する。
増幅回路550から出力された増幅変調信号AMsは、配線493dを伝搬し、平滑回路560に含まれるコイルL1の一端に入力される。平滑回路560は、コイルL1、及び不図示のコンデンサーC1により増幅変調信号AMsを復調することで、駆動信号COMAを生成し、配線493eに出力する。
配線493eは、挿通孔441に挿通されたネジ341aと電気的に接続する。ネジ341aは、スペーサー591a、及び配線基板300に設けられた挿通孔345aを挿通し、ナット344aにより締め付けられる。これにより、駆動回路基板30に駆動信号出力回路基板40aが固定される。また、ネジ341aがナット344aにより締め付けられることで、ナット344aは、配線基板300に設けられた配線393bと電気的に接続する。そして、配線393bが、図12に示すコネクター320と電気的に接続する。
これにより、平滑回路560から出力された駆動信号COMAは、配線493e、ネジ341a、ナット344a、及び配線393bを介して、コネクター320に入力される。そして、コネクター320に入力された駆動信号COMAは、プリントヘッド20に供給される。
ここで、配線基板400の配線層493に含まれる複数の配線の内、増幅変調信号AMsが伝搬する配線493d及び駆動信号COMAが伝搬する配線493eの少なくとも一方が、第1伝搬配線の一例である。
また、駆動回路基板30は、駆動信号出力回路基板40aが有する配線基板400と電気的に接続し、コネクター310から入力される基準電圧信号VBS、クロック信号SCK、印刷データ信号SI、ラッチ信号LAT、及びチェンジ信号CHをコネクター320に中継すると共に、基駆動信号dAを駆動信号出力回路基板40aに中継し、さらに、駆動信号出力回路基板40aから出力される駆動信号COMAをコネクター320に中継する。すなわち、配線基板400と電気的に接続され、プリントヘッド20への駆動信号COMAの伝搬を中継する駆動回路基板30が中継回路基板の一例である。
1.7 作用効果
以上のように構成された第1実施形態の液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bでは、圧電素子60を駆動する駆動信号COMA,COMBを出力する駆動回路50の内、駆動信号出力回路51aに含まれる変調回路510、増幅回路550、及び平滑回路560が設けられた配線基板400は、金属を含む基材491と、基材491に積層され、増幅変調信号AMsが伝搬する配線493d、及び駆動信号COMAが伝搬する配線493eの少なくとも一方が設けられた配線層493と、を含む。以上のように構成された液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bでは、配線層393に設けられた配線で伝搬する電流量の大きな増幅変調信号AMs、及び駆動信号COMAにより生じた熱は、基材491に伝導する。この場合において、基材491が熱伝導性に優れた金属を含み、配線層493よりも厚いが故に、配線層393に設けられた配線で伝搬する電流量の大きな増幅変調信号AMs、及び駆動信号COMAにより生じた熱は、基材491によって効率よく分散し放出される。すなわち、駆動回路50に生じた熱を効率よく放出することができる。
さらに、基材491が熱伝導性に優れた金属を含み、配線層493よりも厚いが故に、配線層393に設けられた配線で伝搬する電流量の大きな増幅変調信号AMs、及び駆動信号COMAにより生じた熱が発熱部品及び配線の近傍に局所的に集中するおそれが低減し、その結果、駆動回路50を構成する部品の特性劣化や、当該特性劣化に起因した駆動回路50の誤動作等が生じるおそれが低減する。
以上のような、駆動回路50に生じた熱を効率よく放出する効果や、駆動回路50を構成する部品の特性劣化や、当該特性劣化に起因した駆動回路50の誤動作等が生じるおそれが低減するといった効果は、基材491を構成する金属が熱伝導性に優れた銅を含み構成されている場合に、より顕著となる。
1.8 変形例
以上に説明した第1実施形態の液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bにおいて、配線基板400に含まれる基材491には、駆動回路50、及び駆動信号出力回路51a、51bの基準電位を示すグラウンド信号が供給されていてもよい。前述の通り、基材491の厚さtin1は、配線層393の厚さtin3と比較して厚い。そのため、金属で構成された基材491の抵抗率は、配線層393の抵抗率よりも小さい。このような抵抗率の小さな基材491に駆動回路50、及び駆動信号出力回路51a、51bの基準電位を示すグラウンド信号を供給することで、駆動回路50、及び駆動信号出力回路51a、51bの動作をさらに安定させることができる。
また、以上に説明した第1実施形態の液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bでは、駆動信号出力回路51aが駆動信号出力回路基板40aに含まれる配線基板400に実装され、駆動信号出力回路51bが駆動信号出力回路基板40bに含まれる配線基板400に実装されているとして説明したが、駆動信号出力回路51aと駆動信号出力回路51bとが共通の配線基板に実装されていてもよい。この場合であっても、第1実施形態の液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bと同様の作用効果を奏することができる。
さらに、駆動信号出力回路51aと駆動信号出力回路51bとが共通の配線基板であって、駆動回路基板30に実装されていてもよい。この場合、配線基板300の基材が金属を含む構成とすることで、第1実施形態の液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bと同様の作用効果を奏することができる。
2.第2実施形態
第2実施形態における液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bでは、配線基板400の基材491の両面に絶縁層、配線層、及び保護層が積層されている点で第1実施形態の液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bと異なる。
図16は、第2実施形態における配線基板400の構成を説明するための図である。
図16に示すように、第2実施形態における配線基板400は、基材491、絶縁層492-1,492-2、配線層493-1,493-2、及び保護層494-1,494-2を含む。そして、基材491の面495側に絶縁層492-1、配線層493-1、及び保護層494-1が積層され、基材491の面496側に絶縁層492-2、配線層493-2、及び保護層494-2が積層されている。すなわち、配線基板400は、基材491の面495と異なる面496に積層された配線層493-2を含み、配線層493-2には、基材491の面495に積層された配線層493-1が有する配線とは異なる信号が伝搬する配線が含まれる。
以上のように構成された配線基板400を有する駆動信号出力回路基板40a,40bでは、基材491の面495側、及び面496側の双方に駆動信号出力回路51a,51bを構成する回路、及び配線を設けることが可能となる。したがって、第1実施形態における駆動信号出力回路基板40a,40bと比較して、配線基板400の小型化が可能となる。
すなわち、第2実施形態における液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bでは、第1実施形態の液体吐出装置1、及び駆動信号出力回路基板40a,40bの作用効果に加え、駆動信号出力回路基板40a,40bが有する配線基板400の小型化が可能となる。
ここで、基材491の面495が第2実施形態の第1面の一例であり、面496が第2実施形態の第2面の一例であり、配線層493-1が第2実施形態の第1層の一例であり、配線層493-2が第2実施形態の第2層の一例である。そして、配線層493-1に含まれる配線が第2実施形態における第1伝搬配線の一例であり、配線層493-2に含まれる配線が第2実施形態における第2伝搬配線の一例である。
上述した実施形態及び変形例から以下の内容が導き出される。
液体吐出装置の一態様は、
駆動素子を有し、前記駆動素子に駆動信号が供給されることで液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記駆動信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
前記増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
を有し、
前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
前記基材は、金属を含み、
前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝搬配線を含み、
前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚い。
この液体吐出装置によれば、変調回路、増幅回路、及び復調回路が設けられた基板が第1伝搬配線を含む第1層よりも厚く、熱伝導性に優れた金属を含む基材を有することで、変調回路、増幅回路、及び復調回路で生じた熱は、当該基材を介して効率よく放出される。すなわち、駆動回路に生じた熱を効率よく放出することができる。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記基板は、前記基材の前記第1面と異なる第2面に積層された第2層を含み、
前記第2層は、前記第1伝搬配線を伝搬する信号と異なる信号が伝搬する第2伝搬配線を含んでもよい。
この液体吐出装置によれば、基板は、基材の第1面側に増幅変調信号及び駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝搬配線を含む第1層を有し、基材の第1面と異なる第2面側に第1伝搬配線を伝搬する信号と異なる信号が伝搬する第2伝搬配線を含む第2層を有する。これにより、基板に回路を実装することができる有効面積が増加し、駆動回路に生じた熱を効率よく放出しつつ、基板を小型化することができる。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記基材には、前記駆動回路の基準電位を示すグラウンド信号が供給されていてもよい。
この液体吐出装置によれば、
第1層よりも厚く、熱伝導性に優れた金属を含む基材にグランド電位を供給することで、駆動回路に生じた熱を効率よく放出しつつ、グラウンド電位を安定することができる。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記駆動回路は、前記基板と電気的に接続され、前記液体吐出ヘッドへの前記駆動信号の伝搬を中継する中継回路基板を有してもよい。
この液体吐出装置によれば、駆動回路が基板と電気的に接続される中継基板を有することで、発熱の大きな変調回路、増幅回路、及び復調回路で生じた熱を基板から放出しつつ、発熱の小さな回路構成を中継基板に位置することが可能となる。よって、金属を含む基材を有する基板を使用する面積を減らすことが可能となり、その結果、金属を含む基材を有する基板のみで構成された駆動回路に対して、基板のコストを低減することができる。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記増幅回路は、前記第1面の法線方向において、前記基材の少なくとも一部と重なって位置していてもよい。
この液体吐出装置によれば、増幅回路の少なくとも一部と重なって、金属を含む基材が位置することで、発熱の大きな増幅回路で生じた熱を効率よく放出することが可能となる。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記復調回路は、前記第1面の法線方向において、前記基材の少なくとも一部と重なって位置していてもよい。
この液体吐出装置によれば、復調回路の少なくとも一部と重なって、金属を含む基材が位置することで、発熱の大きな復調回路で生じた熱を効率よく放出することが可能となる。
前記液体吐出装置の一態様において、
前記基材は、前記金属として銅を含んでもよい。
この液体吐出装置によれば、基材に含まれる金属を熱伝導性に優れた銅とすることで、駆動回路に生じた熱をさらに効率よく放出することができる。
回路基板の一態様は、
基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
前記増幅変調信号を復調し、駆動信号を出力する復調回路と、
前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
を備え、
前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
前記基材は、金属を含み、
前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝搬配線を含み、
前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚い。
この回路基板によれば、変調回路、増幅回路、及び復調回路が設けられた基板が第1伝搬配線を含む第1層よりも厚く、熱伝導性に優れた金属を含む基材を有することで、変調回路、増幅回路、及び復調回路で生じた熱は、当該基材を介して効率よく放出される。すなわち、駆動回路に生じた熱を効率よく放出することができる。
以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能であり、例えば、実施形態及び変形例を適宜組み合わせることも可能である。
また、本発明は、実施形態及び変形例で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態及び変形例で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態及び変形例で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態及び変形例で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…液体吐出装置、2…ヘッドユニット、3…移動機構、4…搬送機構、10…制御ユニット、20…プリントヘッド、22…インクカートリッジ、24…キャリッジ、30…駆動回路基板、31…キャリッジモーター、32…キャリッジガイド軸、33…タイミングベルト、35…キャリッジモータードライバー、40a,40b…駆動信号出力回路基板、41…搬送モーター、42…搬送ローラー、43…プラテン、45…搬送モータードライバー、50…駆動回路、51,51a,51b…駆動信号出力回路、60…圧電素子、70…キャッピング部材、71…ワイパー部材、72…フラッシングボックス、80…メンテナンスユニット、81…クリーニング機構、82…ワイピング機構、90…リニアエンコーダー、100…制御回路、110…電圧出力回路、190…ケーブル、210…選択制御回路、212…シフトレジスター、214…ラッチ回路、216…デコーダー、230…選択回路、232a,232b…インバーター、234a,234b…トランスファーゲート、300…配線基板、301,302,303,304…辺、310…コネクター、311…端子、320…コネクター、321…端子、330a,330b…コネクター、331a…導電部、341a,341b,342a,342b…ネジ、344a…ナット、345a…挿通孔、391…基材、393…配線層、393a,393b…配線、400…配線基板、401,402,403,404…辺、410…端子、441,442…挿通孔、491…基材、492,492-1,492-2…絶縁層、493,493-1,493-2…配線層、493a,493b,493c,493d,493e…配線、494,494-1,494-2…保護層、495,496…面、500…集積回路、510…変調回路、512,513…加算器、514…コンパレーター、515…インバーター、516…積分減衰器、517…減衰器、520…ゲートドライブ回路、521,522…ゲートドライバー、530…基準電圧生成回路、550…増幅回路、560…平滑回路、570…第1帰還回路、572…第2帰還回路、580…出力回路、590…電源回路、591a…スペーサー、600…吐出部、601…圧電体、611,612…電極、621…振動板、631…キャビティー、632…ノズルプレート、641…リザーバー、651…ノズル、661…供給口、C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7…コンデンサー、D1…ダイオード、L1…コイル、M1,M2…トランジスター、P…媒体、R1,R2,R3,R4,R5,R6…抵抗

Claims (8)

  1. 駆動素子を有し、前記駆動素子に駆動信号が供給されることで液体を吐出する液体吐出
    ヘッドと、
    前記駆動信号を出力する駆動回路と、
    を備え、
    前記駆動回路は、
    基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
    前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
    前記増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
    前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
    を有し、
    前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
    前記基材は、金属を含み、
    前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝
    搬配線を含み、
    前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚
    前記基材には、前記駆動回路の基準電位を示すグラウンド信号が供給されている、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
  2. 駆動素子を有し、前記駆動素子に駆動信号が供給されることで液体を吐出する液体吐出
    ヘッドと、
    前記駆動信号を出力する駆動回路と、
    を備え、
    前記駆動回路は、
    基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
    前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
    前記増幅変調信号を復調し、前記駆動信号を出力する復調回路と、
    前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
    を有し、
    前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
    前記基材は、金属を含み、
    前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝
    搬配線を含み、
    前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚
    前記基材は、前記金属として銅を含む、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
  3. 前記基板は、前記基材の前記第1面と異なる第2面に積層された第2層を含み、
    前記第2層は、前記第1伝搬配線を伝搬する信号と異なる信号が伝搬する第2伝搬配線
    を含む、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
  4. 前記駆動回路は、前記基板と電気的に接続され、前記液体吐出ヘッドへの前記駆動信号
    の伝搬を中継する中継回路基板を有する、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  5. 前記増幅回路は、前記第1面の法線方向において、前記基材の少なくとも一部と重なっ
    て位置している、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  6. 前記復調回路は、前記第1面の法線方向において、前記基材の少なくとも一部と重なっ
    て位置している、
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  7. 基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
    前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
    前記増幅変調信号を復調し、駆動信号を出力する復調回路と、
    前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
    を備え、
    前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
    前記基材は、金属を含み、
    前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝
    搬配線を含み、
    前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚く、
    前記基材には、基準電位を示すグラウンド信号が供給されている、
    ことを特徴とする回路基板。
  8. 基駆動信号を変調し、変調信号を出力する変調回路と、
    前記変調信号を増幅し、増幅変調信号を出力する増幅回路と、
    前記増幅変調信号を復調し、駆動信号を出力する復調回路と、
    前記変調回路、前記増幅回路、及び前記復調回路が設けられた基板と、
    を備え、
    前記基板は、基材と、前記基材の第1面に積層された第1層とを含み、
    前記基材は、金属を含み、
    前記第1層は、前記増幅変調信号及び前記駆動信号の少なくとも一方が伝搬する第1伝
    搬配線を含み、
    前記基材の厚さは、前記第1層の厚さよりも厚く、
    前記基材は、前記金属として銅を含む、
    ことを特徴とする回路基板。
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