電容負(fù)載驅(qū)動電路以及液體噴射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電容負(fù)載驅(qū)動電路以及液體噴射裝置，可減少消耗功率。用調(diào)制電路(26)對驅(qū)動波形信號(WCOM)進行脈沖調(diào)制，用數(shù)字功率放大電路(28)對該調(diào)制信號進行功率放大，用平滑濾波器(29)使該功率放大調(diào)制信號(APWM)平滑化而作為驅(qū)動信號(COM)輸出，當(dāng)無需向作為電容負(fù)載的致動器(22)供給電流的驅(qū)動信號的電位不變化時，即驅(qū)動波形信號的電位不變化時，將動作停止信號/Disable設(shè)為低電平，使數(shù)字功率放大電路的高壓側(cè)開關(guān)元件(Q1)、低壓側(cè)開關(guān)元件(Q2)都為OFF狀態(tài)，通過停止數(shù)字功率放大電路的動作，能夠降低高壓側(cè)開關(guān)元件、低壓側(cè)開關(guān)元件以及平滑濾波器中的線圈(L)的功率消耗量。
【專利說明】電容負(fù)載驅(qū)動電路以及液體噴射裝置
[0001] 本申請是申請日為2010年06月24日、申請?zhí)枮?01010215552. 6、發(fā)明名稱為"液 體噴射裝置及液體噴射型打印裝置"的發(fā)明申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及對致動器施加驅(qū)動信號進而噴射液體的液體噴射裝置，例如適用于通 過從液體噴射頭的噴嘴噴射出微小的液體，在打印介質(zhì)上形成微粒（點），由此打印出規(guī)定 的文字、圖像等的液體噴射型打印裝置。

【背景技術(shù)】
[0003] 在液體噴射型打印裝置中，為了從液體噴射頭的噴嘴噴射液體，設(shè)置有壓電元件 等的致動器，需要對該致動器施加規(guī)定的驅(qū)動信號。該驅(qū)動信號由于是電位較高的信號，因 此必須通過功率放大電路對作為驅(qū)動信號的基準(zhǔn)的驅(qū)動波形信號進行功率放大。因此，在 下述專利文獻(xiàn)1中，使用與模擬功率放大器相比功率損失減小且能夠小型化的數(shù)字功率放 大電路，用調(diào)制電路對驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制而作為調(diào)制信號，用數(shù)字功率放大電路 對該調(diào)制信號進行功率放大而作為功率放大調(diào)制信號，用平滑濾波器使該功率放大調(diào)制信 號平滑化，作為驅(qū)動信號。
[0004] 【專利文獻(xiàn)1】日本特開2007-168172號公報
[0005] 在上述專利文獻(xiàn)1所記載的液體噴射型打印裝置中，在驅(qū)動信號的電位不變化 時，數(shù)字功率放大電路亦持續(xù)動作。由于作為液體噴射型打印裝置的致動器使用的壓電元 件為電容負(fù)載，故即便停止對致動器的電流供給，該致動器的電壓仍維持在停止前的電壓。 也就是說，在對致動器施加的驅(qū)動信號、或作為其基準(zhǔn)的驅(qū)動波形信號中存在電位不發(fā)生 變化的部分（時間），因此在驅(qū)動信號的電位不發(fā)生變化時不需要對致動器供給電流。然 而，在上述專利文獻(xiàn)1所記載的液體噴射型打印裝置中，即便在驅(qū)動信號的電位不發(fā)生變 化時，數(shù)字功率放大電路亦持續(xù)動作，存在數(shù)字功率放大電路以及平滑濾波器中耗費功率 的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是基于上述諸多問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種能夠降低消耗功率的 液體噴射裝置及使用液體噴射裝置的液體噴射型打印裝置。
[0007] 為了解決上述諸多問題，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，具備：調(diào)制電路，其 對作為致動器的驅(qū)動信號的基準(zhǔn)的驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制進而作為調(diào)制信號；數(shù)字功 率放大電路，其對上述調(diào)制信號進行功率放大進而作為功率放大調(diào)制信號；平滑濾波器，其 使上述功率放大調(diào)制信號平滑化進而作為上述驅(qū)動信號；以及功率放大停止單元，其在保 持上述致動器的電位為恒定時進行動作。
[0008] 根據(jù)該液體噴射裝置，由于當(dāng)保持致動器的電位為恒定時，即當(dāng)保持驅(qū)動波形信 號的電位為恒定時停止數(shù)字功率放大電路的動作，因此能夠降低數(shù)字功率放大電路以及平 滑濾波器中的功率消耗量。
[0009] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，上述數(shù)字功率放大電路具備開關(guān)元 件，上述功率放大停止單元，通過斷開上述數(shù)字功率放大電路的全部開關(guān)元件，停止上述數(shù) 字功率放大電路的動作。
[0010] 根據(jù)該液體噴射裝置，通過斷開數(shù)字功率放大電路的全部開關(guān)元件，能夠使該開 關(guān)元件成為高阻抗?fàn)顟B(tài)，由此能夠抑制來自作為電容負(fù)載的致動器的放電。
[0011] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，當(dāng)由上述功率放大停止單元停止數(shù)字 功率放大電路的動作時，上述調(diào)制電路停止上述調(diào)制信號的輸出。
[0012] 根據(jù)該液體噴射裝置，通過停止調(diào)制信號自身的輸出，削減了調(diào)制電路以及數(shù)字 功率放大電路的消耗功率。
[0013] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，上述調(diào)制電路使用第1調(diào)制頻率進行 上述驅(qū)動波形信號的脈沖調(diào)制，當(dāng)從上述驅(qū)動波形信號的電位變化的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成上述驅(qū)動 波形信號的電位不變化的狀態(tài)時，上述調(diào)制電路增加脈沖調(diào)制的調(diào)制頻率而使其高于上述 第1調(diào)制頻率。
[0014] 根據(jù)該液體噴射裝置，由于在停止數(shù)字功率放大電路的動作時，能夠抑制成為上 述驅(qū)動波形信號失真的原因的脈動電壓，因此能夠使電位不變化時的驅(qū)動信號的電位更接 近目標(biāo)值。
[0015] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，上述調(diào)制電路使用第1調(diào)制頻率進行 上述驅(qū)動波形信號的脈沖調(diào)制，當(dāng)從上述驅(qū)動波形信號的電位不變化的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成上述驅(qū) 動波形信號的電位變化的狀態(tài)時，上述調(diào)制電路增加脈沖調(diào)制的調(diào)制頻率而使其高于上述 第1調(diào)制頻率。
[0016] 根據(jù)該液體噴射裝置，在重啟數(shù)字功率放大電路的動作時，能夠抑制成為上述驅(qū) 動波形信號失真的原因的脈動電壓。
[0017] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，上述調(diào)制信號的高電平的期間為第1 期間，上述調(diào)制信號的低電平的期間為第2期間，當(dāng)從上述驅(qū)動波形信號的電位不變化的 狀態(tài)轉(zhuǎn)變成上述驅(qū)動波形信號的電位變化的狀態(tài)時，上述調(diào)制電路將剛開始后的調(diào)制信號 的高電平或低電平的期間設(shè)定為上述第1期間或第2期間的一半。
[0018] 根據(jù)該液體噴射裝置，能夠抑制在從驅(qū)動波形信號的電位不變化的狀態(tài)變化時成 為上述驅(qū)動波形信號失真的原因的脈動電壓。
[0019] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，上述功率放大停止單元，在上述數(shù)字 功率放大電路的動作停止中，暫時重啟上述數(shù)字功率放大電路的動作。
[0020] 根據(jù)該液體噴射裝置，能夠抑制由電容負(fù)載構(gòu)成的致動器的本身放電引起的電位 的下降。
[0021] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，具備存儲上述驅(qū)動波形信號的存儲 器，上述存儲器中存儲有驅(qū)動波形電位差數(shù)據(jù)。
[0022] 根據(jù)該液體噴射裝置，容易判定驅(qū)動波形信號的電位是否變化。
[0023] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，具備存儲上述驅(qū)動波形信號的存儲 器，上述存儲器中存儲有驅(qū)動波形電位數(shù)據(jù)和上述驅(qū)動波形信號的電位是否變化的信息。
[0024] 根據(jù)該液體噴射裝置，對于驅(qū)動波形信號的電位是否變化的判定本身不再需要。
[0025] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，具備存儲上述驅(qū)動波形信號的存儲 器，上述存儲器中存儲有驅(qū)動波形電位數(shù)據(jù)，上述功率放大停止單元算出從上述存儲器中 讀出的驅(qū)動波形電位數(shù)據(jù)的差，在上述差為〇時停止上述數(shù)字功率放大電路的動作。
[0026] 根據(jù)該液體噴射裝置，存儲器的容量可以較少。
[0027] 另外，本發(fā)明的液體噴射裝置，其特征在于，上述存儲器中存儲有基于上述調(diào)制電 路的調(diào)制頻率。
[0028] 根據(jù)該液體噴射裝置，能夠自如地設(shè)定調(diào)制頻率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是表示使用本發(fā)明的液體噴射裝置的液體噴射型打印裝置的一實施方式的 概略結(jié)構(gòu)主視圖。
[0030] 圖2是表示圖1的液體噴射型打印裝置所使用的液體噴射頭附近的平面圖。
[0031] 圖3是圖1的液體噴射型打印裝置的控制裝置的框圖。
[0032] 圖4是驅(qū)動各液體噴射頭內(nèi)的致動器的驅(qū)動信號的說明圖。
[0033] 圖5是開關(guān)控制器的框圖。
[0034] 圖6是致動器的驅(qū)動電路的框圖。
[0035] 圖7是表示圖6的驅(qū)動電路的一例的詳細(xì)的框圖。
[0036] 圖8是圖7的驅(qū)動電路中的調(diào)制信號、柵極-源極間信號、輸出信號的說明圖。
[0037] 圖9是圖8的調(diào)制信號的詳細(xì)的說明圖。
[0038] 圖10是圖9的調(diào)制信號的詳細(xì)的說明圖。
[0039] 圖11是表示驅(qū)動波形信號的一例的波形圖。
[0040] 圖12是表示本發(fā)明的第1實施方式的存儲器內(nèi)容的說明圖。
[0041] 圖13是根據(jù)圖12的存儲器內(nèi)容在圖7的控制器中執(zhí)行的運算處理的流程圖。
[0042] 圖14是表示本發(fā)明的第2實施方式的存儲器內(nèi)容的說明圖。
[0043] 圖15是根據(jù)圖14的存儲器內(nèi)容在圖7的控制器中執(zhí)行的運算處理的流程圖。
[0044] 圖16是表示本發(fā)明的第3實施方式的存儲器內(nèi)容的說明圖。
[0045] 圖17是根據(jù)圖16的存儲器內(nèi)容在圖7的控制器中執(zhí)行的運算處理的流程圖。
[0046] 圖18是表示圖6的驅(qū)動電路的其他例子的詳細(xì)的框圖。
[0047] 符號說明
[0048] 1...打印介質(zhì)；2...液體噴射頭；3...供紙部；4...輸送部；5...供紙輥； 6.. .輸送帶；7...電動馬達(dá)；8...驅(qū)動輥；9...從動輥；10...排紙部；11...頭固定板； 21.. .半橋輸出級；22...致動器；25...驅(qū)動波形信號發(fā)生電路；26...調(diào)制電路；28...數(shù) 字功率放大電路；29...平滑濾波器；30...柵極驅(qū)動電路；31...存儲器；32...控制器； 33. . . D/A轉(zhuǎn)換器；34...三角波振蕩器；35...比較器；65...頭驅(qū)動器。

【具體實施方式】
[0049] 接著，作為本發(fā)明的液體噴射裝置的第1實施方式，對應(yīng)用于液體噴射型打印裝 置的方式進行說明。
[0050] 圖1是第1實施方式的液體噴射型打印裝置的概略結(jié)構(gòu)圖，圖中，打印介質(zhì)1被從 圖中的左至右沿箭頭方向輸送，在該輸送途中的打印區(qū)域被打印的行式頭型打印裝置。
[0051] 圖1中的符號2是設(shè)置在打印介質(zhì)1的輸送線上方的多個液體噴射頭，其以在打 印介質(zhì)輸送方向呈2列的方式且在與打印介質(zhì)輸送方向交叉的方向上排列設(shè)置，并且被分 別固定在頭固定板11上。在各液體噴射頭2的最下面形成有多個噴嘴，將該面稱為噴嘴 面。如圖2所示，按照所噴射的液體的各種顏色，將噴嘴配設(shè)為在與打印介質(zhì)輸送方向交叉 的方向上呈列狀，將該列稱為噴嘴列，或?qū)⒃摿蟹较蚍Q為噴嘴列方向。此外，利用配設(shè)在與 打印介質(zhì)輸送方向交叉的方向的全部液體噴射頭2的噴嘴列，形成了遍及與打印介質(zhì)1的 輸送方向交叉的方向的寬度全長的行式頭。打印介質(zhì)1在經(jīng)過這些液體噴射頭2的噴嘴面 的下方時，從形成在噴嘴面的多個噴嘴噴射液體，進行打印。
[0052] 從未圖示的液體罐中經(jīng)由液體供給管向液體噴射頭2供給例如黃（Y)、品紅（M)、 青綠（C)、黑（K) 4色的墨水等液體。此外，通過從形成于液體噴射頭2的噴嘴同時對必要部 位噴射必要量的液體，在打印介質(zhì)1上形成了微小的點。通過按照各色來執(zhí)行該動作，僅使 被輸送部4輸送的打印介質(zhì)1一次通過即可進行基于1次通過的打印。
[0053] 作為從液體噴射頭2的噴嘴噴射液體的方法，有靜電方式、壓電方式、膜沸騰液體 噴射方式等，在第1實施方式中使用壓電方式。壓電方式是指當(dāng)對作為致動器的壓電元件 賦予驅(qū)動信號時，腔室內(nèi)的振動板位移而在腔室內(nèi)發(fā)生壓力變化，利用該壓力變化從噴嘴 噴射液體。此外，通過調(diào)整驅(qū)動信號的峰值、電壓增減斜度能夠調(diào)整液體的噴射量。此外， 本發(fā)明對于壓電方式以外的液體噴射方法，亦能同樣適用。
[0054] 在液體噴射頭2的下方設(shè)置有用于將打印介質(zhì)1沿輸送方向輸送的輸送部4。輸 送部4是通過在驅(qū)動輥8及從動輥9上卷繞輸送帶6而構(gòu)成的，未圖示的電動馬達(dá)連接于 驅(qū)動輥8。另外，在輸送帶6的內(nèi)側(cè)設(shè)置有用于將打印介質(zhì)1吸附到該輸送帶6的表面的 未圖示的吸附裝置。該吸附裝置使用例如利用負(fù)壓將打印介質(zhì)1吸附到輸送帶6的空氣吸 引裝置、以靜電力將打印介質(zhì)1吸附到輸送帶6的靜電吸附裝置等。因此，當(dāng)利用供紙輥5 從供紙部3將一張打印介質(zhì)1供給到輸送帶6上，并利用電動馬達(dá)對驅(qū)動輥8進行旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動時，輸送帶6會在打印介質(zhì)輸送方向上旋轉(zhuǎn)，利用吸附裝置將打印介質(zhì)1吸附在輸送帶6 上并進行輸送。在該打印介質(zhì)1的輸送過程中，從液體噴射頭2噴射液體來進行打印。打 印結(jié)束后的打印介質(zhì)1被排出到輸送方向下游側(cè)的排紙部10。此外，在上述輸送帶6中安 裝有例如由線性編碼器等構(gòu)成的打印基準(zhǔn)信號輸出裝置。該打印基準(zhǔn)信號輸出裝置，著眼 于使輸送帶6和吸附于其上而輸送的打印介質(zhì)1同步移動，在打印介質(zhì)1經(jīng)過輸送路徑中 的規(guī)定位置后，伴隨著輸送帶6的移動輸出與所要求的打印析像度相當(dāng)?shù)拿}沖信號，按照 該脈沖信號，從后述驅(qū)動電路向致動器輸出驅(qū)動信號，由此向打印介質(zhì)1上的規(guī)定位置噴 射規(guī)定顏色的液體，利用該點在打印介質(zhì)1上繪制出規(guī)定的圖像。
[0055] 在使用第1實施方式的液體噴射裝置的液體噴射型打印裝置內(nèi)，設(shè)置有用于控制 液體噴射型打印裝置的控制裝置。該控制裝置，如圖3所示，具備：用于讀取從主計算機60 輸入的打印數(shù)據(jù)的輸入接口 61、根據(jù)從該輸入接口 61輸入的打印數(shù)據(jù)執(zhí)行打印處理等的 運算處理的由微型計算機構(gòu)成的控制部62、對與上述供紙輥5連接的供紙輥馬達(dá)17進行驅(qū) 動控制的供紙輥馬達(dá)驅(qū)動器63、驅(qū)動控制液體噴射頭2的頭驅(qū)動器65、和對與上述驅(qū)動輥8 連接的電動馬達(dá)7進行驅(qū)動控制的電動馬達(dá)驅(qū)動器66,另外還具備連接供紙輥驅(qū)動器63、 頭驅(qū)動器65、電動馬達(dá)驅(qū)動器66與供紙輥馬達(dá)17、液體噴射頭2、電動馬達(dá)7的接口 67。
[0056] 控制部 62 具備 CPU (Central Processing Unit) 62a、RAM (Random Access Memory) 62c、ROM (Read-Only Memory) 62d。CPU62a 執(zhí)行對打印處理等的各種處理。 RAM(Random Access Memory)62c，對經(jīng)由輸入接口 61輸入的打印數(shù)據(jù)或用于執(zhí)行該打印 數(shù)據(jù)打印處理等的數(shù)據(jù)進行暫時存儲、或者暫時展開打印處理等的程序。ROM (Read-Only Memory) 62d，由對CPU62a執(zhí)行的控制程序等進行存儲的非易失性半導(dǎo)體存儲器構(gòu)成。該控 制部62,經(jīng)由輸入接口 61從主計算機60接收打印數(shù)據(jù)（圖像數(shù)據(jù)）。于是，CPU62a對該 打印數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的處理，算出從哪一噴嘴噴射液體或噴射多少液體的噴嘴選擇數(shù)據(jù)（驅(qū) 動脈沖選擇數(shù)據(jù)）。根據(jù)該打印數(shù)據(jù)、驅(qū)動脈沖選擇數(shù)據(jù)及來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)，對 供紙輥馬達(dá)驅(qū)動器63、頭驅(qū)動器65、電動馬達(dá)驅(qū)動器66輸出驅(qū)動信號及控制信號。利用上 述的驅(qū)動信號及控制信號，供紙輥馬達(dá)17、電動馬達(dá)7、液體噴射頭2內(nèi)的致動器22等分別 動作，執(zhí)行對打印介質(zhì)1的供紙及輸送，排紙、以及對打印介質(zhì)1的打印處理。此外，控制部 62內(nèi)的各構(gòu)成要素經(jīng)由未圖示的總線電連接。
[0057] 圖4中示出從使用第1實施方式的液體噴射裝置的液體噴射型打印裝置的控制裝 置向液體噴射頭2供給的、用于驅(qū)動由壓電元件構(gòu)成的致動器22的驅(qū)動信號COM的一例。 在第1實施方式中，形成電位以中間電位為中心變化的信號。該驅(qū)動信號C0M，是將驅(qū)動致 動器22來噴射液體的作為單位驅(qū)動信號的驅(qū)動脈沖PCOM按時序連接的信號。驅(qū)動脈沖 PCOM的升起部分為與噴嘴連通的腔室（壓力室）的容積增大而吸入液體（考慮液體的噴射 面的話，亦可稱為吸入彎液面）的階段。驅(qū)動脈沖PCOM的下降部分為縮小腔室的容積而擠 出液體（考慮液體的噴射面的話，亦可稱為擠出彎液面）的階段，擠出液體后，液體即從噴 嘴噴射出來。
[0058] 通過對由該電壓梯形波構(gòu)成的驅(qū)動脈沖PCOM的電壓增減斜度、峰值進行各種變 更，能夠使液體的吸入量、吸入速度、液體的擠出量、擠出速度變化，由此能夠使液體的噴射 量變化，進而獲得不同大小的點。因此，即便在將多個驅(qū)動脈沖PCOM按時序連結(jié)的情況下， 亦可從中選擇單獨的驅(qū)動脈沖PCOM對致動器22進行供給，噴射液體，或者選擇多個驅(qū)動脈 沖PCOM對致動器22供給，多次噴射液體，由此能夠得到各種大小的點。即，趁液體未干燥之 際將多個液體彈射到相同位置，會與噴射實際較大的液體的情況相同，能夠增大點的大小。 利用此類技術(shù)的組合能夠?qū)崿F(xiàn)多層調(diào)制。此外，圖4的左端的驅(qū)動脈沖PC0M1，僅憑借吸入 液體無法實現(xiàn)擠出。這被稱作微振動，被用于不噴射液體時抑制防止噴嘴的增粘的情況。
[0059] 除了上述驅(qū)動信號COM外，還從上述圖3的控制裝置對液體噴射頭2輸入驅(qū)動脈 沖選擇數(shù)據(jù)SI&SP、閂鎖信號LAT及溝道信號CH、時鐘信號SCK來作為控制信號。驅(qū)動脈沖 選擇數(shù)據(jù)SI&SP，根據(jù)打印數(shù)據(jù)選擇噴射的噴嘴，并且決定對壓電元件等致動器22的驅(qū)動 信號COM的連接時間。閂鎖信號LAT及溝道信號CH，在對全部噴嘴輸入噴嘴選擇數(shù)據(jù)后，根 據(jù)驅(qū)動脈沖選擇數(shù)據(jù)SI&SP使驅(qū)動信號COM與液體噴射頭2的致動器22連接。時鐘信號 SCK，向液體噴射頭2發(fā)送驅(qū)動脈沖選擇數(shù)據(jù)SI&SP作為串行信號。此外，此后，將驅(qū)動致動 器22的驅(qū)動信號的最小單位設(shè)為驅(qū)動脈沖PC0M，將驅(qū)動脈沖PCOM按時序連結(jié)的整個信號 記作驅(qū)動信號COM。即，以閂鎖信號LAT輸出一連串的驅(qū)動信號C0M，之后按照各溝道信號 CH輸出驅(qū)動脈沖PC0M。
[0060] 圖5中示出為了將驅(qū)動信號COM(驅(qū)動脈沖PC0M)向致動器22供給而設(shè)置在液體 噴射頭2內(nèi)的開關(guān)控制器的構(gòu)成。該開關(guān)控制器具備移位寄存器211、閂鎖電路212、電平 移位器（level shifter)213。移位寄存器211，對用于指定與噴射液體的噴嘴對應(yīng)的壓電 元件等致動器22的驅(qū)動脈沖選擇數(shù)據(jù)SI&SP進行保存。閂鎖電路212,暫時保存移位寄存 器211的數(shù)據(jù)。電平移位器213,通過對閂鎖電路212的輸出進行電平變換后供給到選擇開 關(guān)201中，從而將驅(qū)動信號COM連接于壓電元件等致動器22。
[0061] 對移位寄存器211依次輸入驅(qū)動脈沖選擇數(shù)據(jù)SI&SP，并且按照時鐘信號SCK的輸 入脈沖將存儲區(qū)域從初級依次移位到后級。閂鎖電路212,在噴嘴數(shù)的驅(qū)動脈沖選擇數(shù)據(jù) SI&SP被存儲在移位寄存器211后，利用輸入的閂鎖信號LAT鎖存移位寄存器211的各輸 出信號。保存在閂鎖電路212的信號，通過電平移位器213被變換成可對次級的選擇開關(guān) 201進行接通斷開的電壓電平。這是由于驅(qū)動信號COM與閂鎖電路212的輸出電壓相比為 高電壓、相應(yīng)地選擇開關(guān)201的動作電壓范圍也被設(shè)定得較高的緣故。因此，將利用電平移 位器213關(guān)閉選擇開關(guān)201的壓電元件等致動器22在驅(qū)動脈沖選擇數(shù)據(jù)SI&SP的連接時 間連接在驅(qū)動信號COM(驅(qū)動脈沖PCOM) (ON)。另外，當(dāng)移位寄存器211的驅(qū)動脈沖選擇數(shù) 據(jù)SI&SP被保存在閂鎖電路212后，將之后的打印信息輸入到移位寄存器211中，按照液體 的噴射時間依次更新閂鎖電路212的保存數(shù)據(jù)。此外，圖中的符號HGND是壓電元件等致動 器22的接地端。另外，利用該選擇開關(guān)201，在將壓電元件等致動器22從驅(qū)動信號COM (驅(qū) 動脈沖PC0M)上斷開（OFF)后，該致動器22的輸入電壓仍維持在斷開前的電壓。
[0062] 圖6中示出致動器22的驅(qū)動電路的概略結(jié)構(gòu)。該致動器驅(qū)動電路，設(shè)置在上述控 制電路內(nèi)的控制部62及頭驅(qū)動器65內(nèi)。第1實施方式的驅(qū)動電路構(gòu)成為具備驅(qū)動波形信 號發(fā)生電路25、調(diào)制電路26、數(shù)字功率放大電路28、和平滑濾波器29。驅(qū)動波形信號發(fā)生 電路25,根據(jù)預(yù)先存儲的驅(qū)動波形數(shù)據(jù)DWC0M，生成驅(qū)動信號COM(驅(qū)動脈沖PC0M)的原信 號、即作為控制致動器22的驅(qū)動的信號的基準(zhǔn)的驅(qū)動波形信號WC0M。調(diào)制電路26,對由驅(qū) 動波形信號發(fā)生電路25生成的驅(qū)動波形信號WCOM進行脈沖調(diào)制。數(shù)字功率放大電路28， 對由調(diào)制電路26進行過脈沖調(diào)制的調(diào)制信號進行功率放大。平滑濾波器29使由數(shù)字功率 放大電路28進行過功率放大的功率放大調(diào)制信號平滑化，并作為驅(qū)動信號COM向（驅(qū)動脈 沖PC0M)液體噴射頭2供給。該驅(qū)動信號COM(驅(qū)動脈沖PC0M)從上述選擇開關(guān)201向致 動器22供給。
[0063] 圖7中示出致動器驅(qū)動電路的構(gòu)成。圖7a示出驅(qū)動波形信號發(fā)生電路25及調(diào)制 電路26、圖7b示出數(shù)字功率放大電路28、平滑濾波器29及液體噴射頭2。驅(qū)動波形信號發(fā) 生電路25具備存儲器31、控制器32、D/A轉(zhuǎn)換器33。存儲器31存儲由數(shù)字電位數(shù)據(jù)等構(gòu) 成的驅(qū)動波形信號的驅(qū)動波形數(shù)據(jù)?？刂破?2,將從存儲器31讀取的驅(qū)動波形數(shù)據(jù)變換成 電壓信號并保持規(guī)定取樣周期量，同時對后述三角波振蕩器發(fā)出三角波信號的頻率、波形、 或波形輸出時間的指示。D/A轉(zhuǎn)換器33將從控制器32輸出的電壓信號進行模擬變換而作 為驅(qū)動波形信號WCOM輸出。此外，控制器32,還對數(shù)字功率放大電路28中的后述的柵極驅(qū) 動電路30輸出停止數(shù)字功率放大電路28的動作的動作停止信號/Disable。動作停止信號 /Disable被作為在低電平時停止數(shù)字功率放大電路28的動作的信號。
[0064] 另外，調(diào)制電路26使用公知的脈沖寬度調(diào)制（PWM:Pulse Width Modulation)電 路。該調(diào)制電路26具備根據(jù)從上述控制器32指示的頻率、波形、波形輸出時間輸出作為 基準(zhǔn)信號的三角波信號的三角波振蕩器34。對從上述D/A轉(zhuǎn)換器33輸出的驅(qū)動波形信號 WC0M、和從三角波振蕩器34輸出的三角波信號進行比較，當(dāng)驅(qū)動波形信號WCOM大于三角波 信號時，輸出作為占空比的脈沖占空比的調(diào)制信號。此外，將三角波信號（基準(zhǔn)信號）的頻 率定義為調(diào)制頻率（一般稱為載波頻率等）。另外，除此之外，對于調(diào)制電路26可以使用脈 沖密度調(diào)制（PDM)電路等公知的脈沖調(diào)制電路。
[0065] 數(shù)字功率放大電路28,具備半橋輸出級21、和柵極驅(qū)動電路30。半橋輸出級21實 質(zhì)上由用于放大功率的高壓側(cè)開關(guān)元件Ql及低壓側(cè)開關(guān)元件Q2構(gòu)成。柵極驅(qū)動電路30， 根據(jù)來自調(diào)制電路26的調(diào)制信號對高壓側(cè)開關(guān)元件Q1、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2的柵極-源極 間信號GH、GL進行調(diào)整。在數(shù)字功率放大電路28中，當(dāng)調(diào)制信號為高電平時，高壓側(cè)開關(guān) 元件Ql的柵極-源極間信號GH成為高電平、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2的柵極-源極間信號GL成 為低電平。也就是說，高壓側(cè)開關(guān)元件Ql處于連接狀態(tài)（0N)、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2處于非連 接狀態(tài)（OFF)，結(jié)果半橋輸出級21的輸出Va成為供給電壓VDD。另一方面，當(dāng)調(diào)制信號為 低電平時，高壓側(cè)開關(guān)元件Ql的柵極-源極間信號GH成為低電平、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2的 柵極-源極間信號GL成為高電平。也就是說，高壓側(cè)開關(guān)元件Ql處于OFF狀態(tài)、低壓側(cè)開 關(guān)元件Q2處于ON狀態(tài)，結(jié)果半橋輸出級21的輸出Va為0。
[0066] 當(dāng)像這樣對高壓側(cè)開關(guān)元件Ql及低壓側(cè)開關(guān)元件Q2進行數(shù)字驅(qū)動時，雖然ON狀 態(tài)下的開關(guān)元件中流過電流，但漏極-源極間的電阻值較小，幾乎不發(fā)生損失。另外，由于 OFF狀態(tài)下的開關(guān)元件中不流過電流，故不會發(fā)生損失。因此，該數(shù)字功率放大電路28的損 失本身非常小，能夠使用小型的MOSFET等的開關(guān)元件。
[0067] 此外，當(dāng)從上述控制器32輸出的動作停止信號/Disable處于低電平時，柵極驅(qū)動 電路30同時使高壓側(cè)開關(guān)元件Q1、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2成為OFF狀態(tài)。如上所述，當(dāng)數(shù)字功 率放大電路28動作時，高壓側(cè)開關(guān)元件Q1、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2都處于ON狀態(tài)。使高壓側(cè) 開關(guān)元件Ql、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2都為OFF狀態(tài)的情況，與停止數(shù)字功率放大電路28的動作 的意義相同，會將電氣上由作為電容負(fù)載的壓電元件構(gòu)成的致動器22維持在高阻抗?fàn)顟B(tài)。 當(dāng)致動器22被維持在高阻抗?fàn)顟B(tài)時，蓄積在作為電容負(fù)載的致動器22的電荷得到保持，維 持充放電狀態(tài)，或被抑制為極少的自身放電。
[0068] 對于平滑濾波器29使用由1個電容器C和線圈L構(gòu)成的2次的濾波器。利用該平 滑濾波器29,衰減并除去在上述調(diào)制電路26中生成的調(diào)制頻率、即脈沖調(diào)制的頻率成分， 輸出如上述那樣的波形特性的驅(qū)動信號COM(驅(qū)動脈沖PC0M)。此外，圖7中為便于理解而 進行了電路化表示，但亦可通過圖3的控制部62內(nèi)執(zhí)行的程序來形成驅(qū)動波形信號發(fā)生電 路25及調(diào)制電路26。平滑濾波器29能夠利用電路布線中發(fā)生的寄生電感、寄生電容、或致 動器等構(gòu)成，而并不是一定需要進行電路化。另外，存儲器31亦可形成在上述R0M62d內(nèi)。 [0069] 圖8中示出了第1實施方式中執(zhí)行的數(shù)字功率放大的控制方式。在圖8的上方作 為現(xiàn)有例例示出通常的數(shù)字功率放大的狀態(tài)，在圖8的下方示出了第1實施方式的數(shù)字功 率放大控制的實施例。一直以來，在執(zhí)行的通常的數(shù)字功率放大中，無論驅(qū)動信號COM的電 位是否變化，都始終使數(shù)字功率放大電路持續(xù)動作。例如、在音頻領(lǐng)域所使用的數(shù)字功率放 大電路，由于以輸入始終變化為前提，故不會停止動作。另一方面，由于壓電元件等致動器 22為電容負(fù)載，故當(dāng)驅(qū)動信號COM的電位不發(fā)生變化時，無需流過電流。但是，當(dāng)持續(xù)對數(shù) 字功率放大電路28的高壓側(cè)開關(guān)元件Q1、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2進行0N、0FF時，會在高壓側(cè) 開關(guān)元件Q1、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2和平滑濾波器29的線圈L中消耗功率。
[0070] 因此，在第1實施方式中，如下述表1的真值表所示那樣，當(dāng)驅(qū)動信號C0M(功率放 大以前的驅(qū)動波形信號WCOM中也相同）的電位不發(fā)生變化時，將動作停止信號/Disable 作為低電平而停止數(shù)字功率放大電路28的動作，使高壓側(cè)開關(guān)元件Q1、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2 都成為OFF狀態(tài)。當(dāng)高壓側(cè)開關(guān)元件Ql、低壓側(cè)開關(guān)元件Q2都處于OFF狀態(tài)時，作為電容 負(fù)載的致動器22被維持在高阻抗?fàn)顟B(tài)，保持在自身放電極少的狀態(tài)。另外，在第1實施方 式中，當(dāng)停止數(shù)字功率放大電路28的動作時，即驅(qū)動信號COM(驅(qū)動波形信號WC0M)的電位 不發(fā)生變化時，也不輸出調(diào)制信號PWM(維持在低電平）。由此，也能夠削減調(diào)制電路26、柵 極驅(qū)動電路30的消耗功率。
[0071] 【表1】
[0072]

【權(quán)利要求】
1. 一種電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 該電容負(fù)載驅(qū)動電路對電容負(fù)載施加驅(qū)動信號， 該電容負(fù)載驅(qū)動電路具備： 調(diào)制電路，其對驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制而作為調(diào)制信號； 數(shù)字功率放大電路，其包括第1晶體管和第2晶體管，對所述調(diào)制信號進行功率放大而 作為功率放大調(diào)制信號； 功率放大停止單元，其在所述驅(qū)動波形信號的一定電位的期間和所述驅(qū)動波形信號的 與所述一定電位不同的一定電位的期間，停止由所述數(shù)字功率放大電路進行的功率放大； 以及 平滑濾波器，其使由所述數(shù)字功率放大電路進行功率放大后的功率放大調(diào)制信號平滑 化而作為所述驅(qū)動信號， 所述功率放大停止單元通過將所述第1晶體管和所述第2晶體管都斷開，停止所述數(shù) 字功率放大電路的動作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 當(dāng)利用所述功率放大停止單元停止所述數(shù)字功率放大電路的動作時，所述調(diào)制電路停 止所述調(diào)制信號的輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述調(diào)制電路使用第1調(diào)制頻率進行所述驅(qū)動波形信號的脈沖調(diào)制，在增加所述脈沖 調(diào)制的調(diào)制頻率而使其高于所述第1調(diào)制頻率后，停止所述數(shù)字功率放大電路的動作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述調(diào)制電路使用第1調(diào)制頻率進行所述驅(qū)動波形信號的脈沖調(diào)制，在開始所述數(shù)字 功率放大電路的動作后，減少所述脈沖調(diào)制的調(diào)制頻率而使其低于所述第1調(diào)制頻率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述調(diào)制信號的高電平的期間為第1期間，所述調(diào)制信號的低電平的期間為第2期間， 當(dāng)開始所述數(shù)字功率放大電路的動作時，所述調(diào)制電路將調(diào)制信號的高電平或低電平 的期間設(shè)定為所述第1期間或所述第2期間的一半。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述功率放大停止單元在所述數(shù)字功率放大電路的動作停止中重啟所述數(shù)字功率放 大電路的動作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 具備存儲所述驅(qū)動波形信號的存儲器，所述存儲器中存儲有驅(qū)動波形電位差數(shù)據(jù)，所 述功率放大停止單元算出從所述存儲器中讀出的所述驅(qū)動波形電位數(shù)據(jù)的差，在所述差為 〇時停止所述數(shù)字功率放大電路的動作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述存儲器中存儲有基于所述調(diào)制電路的調(diào)制頻率。
9. 一種液體噴射裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1或2所述的電容負(fù)載驅(qū)動電路。
【文檔編號】B41J2/045GK104228345SQ201410377595
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2009年6月25日
【發(fā)明者】田端邦夫, 大島敦, 井出典孝, 宮崎新一, 吉野浩行 申請人:精工愛普生株式會社