專利名稱：噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置和驅(qū)動控制方法、噴墨打印機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過從多個噴嘴噴出多種顏色的液體墨液的微小墨 滴，將其微粒子(墨點ink dot)形成在印刷介質(zhì)上，來描繪規(guī)定的文字 與圖像的噴墨打印機。
背景技術(shù)：
由于這樣的噴墨打印機通常比較廉價、且容易得到高品質(zhì)的彩色印刷 物，所以，隨著個人計算機與數(shù)碼相機等的普及，除了辦公場所以外，在 一般的用戶中也廣泛普及。
這種噴墨打印機一般通過一體具有墨液盒(ink cartridge)和印字噴頭 的、被稱為托架(carriage)等的移動體，在印刷介質(zhì)上沿著與其搬送方向 交叉的方向往復移動，同時從其印字噴頭的噴嘴噴出(噴射)液體墨滴， 在印刷介質(zhì)上形成微小的墨點，從而在該印刷介質(zhì)上描繪規(guī)定的文字與圖 像，形成所希望的印刷物。并且，通過在該托架中具備包括黑色(black) 在內(nèi)的四種顏色(黃色、品紅色、藍綠色)的墨液盒與對應(yīng)每種顏色的印 字噴頭，除了黑白印刷之外，還能夠容易地進行組合了各種顏色的全色 (full color)印刷(進而在這些顏色中加入淺青色或淺品紅等的6色、7 色或8色的打印機也正在被實用化)。
而且，在這樣一邊沿著與印刷介質(zhì)的搬送方向交叉的方向使托架上的 噴墨頭往復移動， 一邊執(zhí)行印刷的類型的噴墨打印機中，為了干凈地印刷 一整頁，需要使噴墨頭往復運動10次左右甚至幾十次以上，因此，與其 他方式的印刷裝置、例如利用了電子寫真技術(shù)的激光打印機、復印機等相 比，存在著印刷時間長的缺點。
相對于此，在配置有與印刷介質(zhì)的寬度相同尺寸的長條噴墨頭(不需 要是一體的)、且不使用托架的類型的噴墨打印機中，由于不需要使噴墨 頭沿著印刷介質(zhì)的寬度方向移動，就能夠?qū)崿F(xiàn)一次通印(one pass printing)
的印刷，因此，可以進行與激光打印機同樣的高速印刷。另外， 一般將前 者方式的噴墨打印機稱作"多遍(串行)式噴墨打印機"，將后者方式的 噴墨打印機稱作"線狀噴頭型噴墨打印機"。
不過，在這種噴墨打印機中，被要求更高的灰度?；叶仁侵赣赡c表 示的像素中所包含的各色的濃度狀態(tài)，將與各像素的色濃度對應(yīng)的墨點的 大小稱為灰度度，將能夠由墨點表現(xiàn)的灰度度的數(shù)量稱為灰度數(shù)。高的灰 度意味著灰度數(shù)大。為了改變灰度度，需要改變設(shè)置于噴墨頭的執(zhí)行元件 用的驅(qū)動脈沖。例如，在執(zhí)行元件是壓電元件的情況下，如果增大對壓電 元件施加的電壓值，則壓電元件(準確而言是振動板)的變位量(形變) 增大，因此，可以利用該方法來改變墨點的灰度度。
鑒于此，在以下所列舉的專利文獻l中，通過對電壓波高值不同的多 個驅(qū)動脈沖進行組合連接，生成驅(qū)動信號，將該驅(qū)動信號公共輸出給設(shè)置 于噴墨頭的相同顏色的噴嘴的壓電元件，并根據(jù)該驅(qū)動信號，按每個噴嘴 選擇與應(yīng)該形成的墨點的灰度度對應(yīng)的驅(qū)動脈沖，將所選擇的驅(qū)動脈沖提 供給相應(yīng)的噴嘴的壓電元件，來噴出墨滴，由此實現(xiàn)被要求的墨點的灰度 度。
驅(qū)動信號(或驅(qū)動脈沖)的生成方法記載于下述專利文獻2的圖2中。
即，從存儲有驅(qū)動信號的數(shù)據(jù)的存儲器中讀出數(shù)據(jù)，利用D/A變換器將其
變換為模擬數(shù)據(jù)，通過電流放大器向噴墨頭供給驅(qū)動信號。電流放大器的
電路結(jié)構(gòu)如該圖3所示，由推挽(push-pull)連接的晶體管構(gòu)成，通過線 性驅(qū)動來放大驅(qū)動信號。但是，在這種構(gòu)成的電流放大器中，晶體管的線 性驅(qū)動自身效率較低，作為晶體管自身發(fā)熱的應(yīng)對措施，需要使用大型晶 體管，并且存在著需要晶體管的冷卻用散熱板等，導致電路規(guī)模增大的缺 點，尤其是冷卻用散熱板的大小在布局上成為大的障礙。
為了克服該缺點，在下述專利文獻3所述的噴墨打印機中，通過控制 DC/DC轉(zhuǎn)換器的參考電壓，生成了驅(qū)動信號。該情況下，由于使用了效率 良好的DC/DC轉(zhuǎn)換器，所以，不需要冷卻用的散熱單元，而且由于采用 了PWM信號，所以還能夠以簡單的低通濾波器構(gòu)成D/A變換器，從而可
以使電路規(guī)模小型化。
專利文獻l:特開平10—81013號公報專利文獻2:特開2004—306434號公報 專利文獻3:特開2005—35062號公報
然而，由于DC/DC轉(zhuǎn)換器原本是為了生成恒定電壓而設(shè)計的，所以， 在利用了該DC/DC轉(zhuǎn)換器的上述專利文獻3的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝 置中，存在著無法得到從噴墨頭良好地噴出墨滴所需要的驅(qū)動信號的波 形，例如早的上升或下降的問題。當然，在利用推挽式晶體管對執(zhí)行元件 驅(qū)動信號的電流進行放大的上述專利文獻2的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置 中，冷卻用散熱板過大，尤其是在噴嘴數(shù)、即執(zhí)行元件數(shù)多的線狀噴頭型 噴墨打印機中，存在著實質(zhì)上無法進行布局的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于上述問題而提出，其目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行 元件的驅(qū)動信號的早期上升、下降，并不需要冷卻用散熱板等冷卻單元， 且能夠防止驅(qū)動信號的失真與功率損耗等的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置。 [發(fā)明l]為了解決上述課題，發(fā)明1的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置具
有設(shè)置于噴墨頭的用于噴出液滴的多個噴嘴、與所述噴嘴對應(yīng)設(shè)置的執(zhí) 行元件、和對所述執(zhí)行元件施加驅(qū)動信號的驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元具備 驅(qū)動波形信號發(fā)生單元，其生成成為對所述執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的信 號的基準的驅(qū)動波形信號；調(diào)制單元，其對由所述驅(qū)動波形信號發(fā)生單元
生成的驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制；數(shù)字功率放大器，其對由所述調(diào)制單 元脈沖調(diào)制后的調(diào)制信號進行功率放大；和平滑濾波器，其使由所述數(shù)字 功率放大器功率放大后的功率放大調(diào)制信號平滑化，并作為驅(qū)動信號提供 給所述執(zhí)行元件。
根據(jù)本發(fā)明l所涉及的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，由于由驅(qū)動波形 信號發(fā)生單元生成成為對執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的信號的基準的驅(qū)動 波形信號，由調(diào)制單元脈沖調(diào)制該生成的驅(qū)動波形信號，利用數(shù)字功率放 大器功率放大該被脈沖調(diào)制的調(diào)制信號，并通過平滑濾波器使該功率放大 后的功率放大調(diào)制信號平滑化，并作為驅(qū)動信號提供給執(zhí)行元件，所以， 通過使平滑濾波器的濾波特性成為能夠只充分平滑化功率放大調(diào)制信號 成分的特性，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行元件的驅(qū)動信號的早期上升、下降，而且由于通過功率放大效率出色的數(shù)字功率放大器能夠高效地功率放大驅(qū)動 信號，所以，不需要冷卻用散熱板等冷卻單元。發(fā)明2的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置具有設(shè)置于噴墨頭的 用于噴出液滴的多個噴嘴、與所述噴嘴對應(yīng)設(shè)置的執(zhí)行元件、和對所述執(zhí) 行元件施加驅(qū)動信號的驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元具備驅(qū)動波形信號發(fā)生 單元，其生成成為對所述執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的信號的基準的驅(qū)動波 形信號；調(diào)制單元，其對由所述驅(qū)動波形信號發(fā)生單元生成的驅(qū)動波形信 號進行脈沖調(diào)制；數(shù)字功率放大器，其對由所述調(diào)制單元脈沖調(diào)制后的調(diào) 制信號進行功率放大；和平滑濾波器，其使由所述數(shù)字功率放大器功率放 大后的功率放大調(diào)制信號平滑化，并作為驅(qū)動信號提供給所述執(zhí)行元件； 所述調(diào)制單元具備根據(jù)驅(qū)動波形信號的輸入信號電平來變更脈沖調(diào)制方 法的脈沖調(diào)制方法變更單元。
作為脈沖調(diào)制方法，最為人們公知的是對模擬信號和基準三角波進行 比較來決定Hi—Lo的三角波比較型脈沖寬度調(diào)制。根據(jù)該三角波比較型 脈沖寬度調(diào)制，可以得到具有與輸入信號成比例的脈沖占空比的調(diào)制信 號。但是，如果利用基于該三角波比較型脈沖寬度調(diào)制的調(diào)制信號，對數(shù) 字功率放大器的兩個開關(guān)晶體管同時且反向進行ON—OFF控制，則功率 損耗大。因此，如果錯移開關(guān)晶體管的ON—OFF控制的定時，則在ON 占空比小的區(qū)域(-OFF占空比大)或OFF占空比小(二ON占空比大) 的區(qū)域，不會生成功率放大調(diào)制信號，將在驅(qū)動信號中產(chǎn)生形變。另一方 面，在自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制中，雖然具有在ON占空比小的區(qū)域和 OFF占空比小的區(qū)域，也可以生成功率放大調(diào)制信號的優(yōu)點，但反過來具 有下述缺點，即隨著接近占空比50%，脈沖頻率會增高，將導致開關(guān)損失 增大。
根據(jù)本發(fā)明2所涉及的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，由于由驅(qū)動波形 信號發(fā)生單元生成成為對執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的信號的基準的驅(qū)動 波形信號，由調(diào)制單元脈沖調(diào)制該生成的驅(qū)動波形信號，利用數(shù)字功率放 大器功率放大該被脈沖調(diào)制的調(diào)制信號，并通過平滑濾波器使該功率放大 后的功率放大調(diào)制信號平滑化，并作為驅(qū)動信號提供給執(zhí)行元件，所以， 通過使平滑濾波器的濾波特性成為能夠只充分平滑化功率放大調(diào)制信號
的高次諧波成分的特性，不僅能夠生成對執(zhí)行元件的正確驅(qū)動信號，而且 由于通過功率放大效率出色的數(shù)字功率放大器能夠高效地功率放大驅(qū)動 信號，所以，不需要冷卻用散熱板等冷卻單元。
另外，由于根據(jù)驅(qū)動波形信號的輸入信號電平變更脈沖調(diào)制方法，所
以，通過在ON占空比小(二OFF占空比大)的區(qū)域、驅(qū)動波形信號的輸 入信號電平小的區(qū)域與OFF占空比小(二ON占空比大)的區(qū)域、驅(qū)動波 形信號的輸入信號電平大的區(qū)域中，使用自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法， 在此之外的區(qū)域使用三角波比較型脈沖寬度調(diào)制方法，由此，可抑制驅(qū)動 信號的失真和功率損耗等。發(fā)明3的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置根據(jù)上述發(fā)明2提出， 其特征在于，所述脈沖調(diào)制方法變更單元，當所述驅(qū)動波形信號的輸入信 號電平是預(yù)先設(shè)定的區(qū)域的情況下，通過三角波比較型脈沖寬度調(diào)制方法 來進行脈沖調(diào)制，當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平比所述預(yù)先設(shè)定的 區(qū)域小的情況下，通過自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明3所涉及的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，由于當驅(qū)動波形 信號的輸入信號電平在預(yù)先設(shè)定的區(qū)域的情況下，通過三角波比較型脈沖 寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制，當驅(qū)動波形信號的輸入信號電平比所述預(yù) 先設(shè)定的區(qū)域小的情況下，通過自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖 調(diào)制，所以，能夠有效抑制驅(qū)動信號的失真和功率損耗等。發(fā)明4的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置根據(jù)上述發(fā)明2或3提 出，其特征在于，所述脈沖調(diào)制方法變更單元，當所述驅(qū)動波形信號的輸 入信號電平是預(yù)先設(shè)定的區(qū)域的情況下，通過三角波比較型脈沖寬度調(diào)制 方法來進行脈沖調(diào)制，當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平比所述預(yù)先設(shè) 定的區(qū)域大的情況下，通過自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào) 制。
根據(jù)本發(fā)明4所涉及的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，由于當驅(qū)動波形 信號的輸入信號電平在預(yù)先設(shè)定的區(qū)域的情況下，通過三角波比較型脈沖 寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制，當驅(qū)動波形信號的輸入信號電平比所述預(yù) 先設(shè)定的區(qū)域大的情況下，通過自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖 調(diào)制，所以，能夠有效抑制驅(qū)動信號的失真和功率損耗等。發(fā)明5的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動控制方法通過下述步驟來控
制執(zhí)行元件的驅(qū)動，所述步驟包括驅(qū)動波形信號發(fā)生步驟，用于生成成 為對所述執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的信號的基準的驅(qū)動波形信號，所述執(zhí) 行元件與設(shè)置于噴墨頭的用于噴出液滴的多個噴嘴對應(yīng)設(shè)置；調(diào)制步驟， 用于對所述驅(qū)動波形信號發(fā)生步驟中生成的驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制； 通過數(shù)字功率放大器對在所述調(diào)制步驟中被脈沖調(diào)制的調(diào)制信號進行功 率放大的步驟；和使由所述數(shù)字功率放大器功率放大后的功率放大調(diào)制信 號平滑化，并作為驅(qū)動信號提供給所述執(zhí)行元件的步驟。
根據(jù)本發(fā)明5所涉及的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動控制方法，與發(fā)明1同 樣，由于不僅能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行元件的驅(qū)動信號的早期上升、下降，而且可以 高效地功率放大驅(qū)動信號，所以，不需要冷卻用散熱板等的冷卻。發(fā)明6的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動控制方法的特征在于，所述
調(diào)制步驟當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平在預(yù)先設(shè)定的區(qū)域的情況 下，通過三角波比較型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制，當所述驅(qū)動波 形信號的輸入信號電平比所述預(yù)先設(shè)定的區(qū)域小或大的情況下，通過自激 振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明6所涉及的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動控制方法，與發(fā)明2 4 同樣，能夠有效抑制驅(qū)動信號的失真和功率損耗等。發(fā)明7的噴墨打印機，具備發(fā)明1 4中任一個所述的噴頭驅(qū)
動裝置。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置的線狀噴頭 (line head)型噴墨打印機的第一實施方式的概略構(gòu)成圖，(a)是俯視圖， (b)是主視圖。
圖2是圖1的噴墨打印機的控制裝置的模塊構(gòu)成圖。
圖3是圖2的驅(qū)動波形信號發(fā)生電路的模塊構(gòu)成圖。
圖4是圖3的波形存儲器的說明圖。
圖5是驅(qū)動波形信號生成的說明圖。
圖6是時間序列上連結(jié)的驅(qū)動波形信號或驅(qū)動信號的說明圖。
圖7是驅(qū)動信號輸出電路的模塊構(gòu)成圖。
圖8是將驅(qū)動信號與執(zhí)行元件連接的選擇部的框圖。
圖9是表示圖7的驅(qū)動信號輸出電路的調(diào)制電路、數(shù)字功率放大器、 平滑濾波器的詳細內(nèi)容的框圖。
圖10是圖9的調(diào)制電路的作用的說明圖。
圖11是圖9的數(shù)字功率放大器的作用的說明圖。
圖12表示本發(fā)明的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置的其他實施方式，是 驅(qū)動波形信號發(fā)生單元及調(diào)制單元的框圖。
圖13表示應(yīng)用了本發(fā)明的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置的線狀噴頭型 噴墨打印機的第二實施方式，是表示驅(qū)動信號輸出電路的調(diào)制電路、數(shù)字 功率放大器、平滑濾波器的詳細內(nèi)容的框圖。
圖14是利用了三角波比較型脈沖寬度調(diào)制電路的驅(qū)動信號輸出電路 的概略構(gòu)成圖。
圖15是利用了三角波比較型脈沖寬度調(diào)制電路的情況下的數(shù)字功率 放大器內(nèi)的MOSFET柵極信號的說明圖。
圖16是設(shè)置了死區(qū)時間時的數(shù)字功率放大器內(nèi)的MOSFET柵極信號
及輸出信號的說明圖。
圖17是基于圖16的柵極信號的輸入信號電平與脈沖占空比的關(guān)系的
說明圖。
圖18是基于圖17的脈沖占空比的驅(qū)動信號的失真的說明圖。 圖19是自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制電路的一個例子的說明圖。 圖20是自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制的頻率及脈沖寬度特性的說明圖。 圖21是圖13的調(diào)制電路的框圖。
圖22是圖21的脈沖寬度調(diào)制的頻率及脈沖寬度特性的說明圖。 圖23是表示本發(fā)明的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置的其他實施方式的 調(diào)制單元的框圖。
圖中l(wèi)一印刷介質(zhì)，2—第一噴墨頭，3 —第二噴墨頭，4一第一搬送 部，5 —第二搬送部，6 —第一搬送帶，7—第二搬送帶，8R、 8L—驅(qū)動輥， 9R、 9L一第一從動輥，IOR、 10L—第二從動輥，UR、 UL—電動馬達， 24—調(diào)制電路，25 —數(shù)字功率放大器，26—平滑濾波器，31 —比較器，32
一三角波振蕩器，33 —半橋驅(qū)動級，34—柵極驅(qū)動電路，41一存儲器控制 部，42—存儲部，43 —數(shù)值發(fā)生部，44一比較部，70—驅(qū)動波形信號發(fā)生 電路。
具體實施例方式
接著，參照附圖對本發(fā)明的噴墨打印機的第一實施方式進行說明。 圖1是本實施方式的噴墨打印機的概略構(gòu)成圖，圖la是其俯視圖， 圖lb是主視圖。圖1中，印刷介質(zhì)1從圖的右側(cè)向左側(cè)沿著圖中的箭頭 方向被搬送，表示了一種在其搬送途中的印字區(qū)域被印字的線狀噴頭型噴 墨打印機。其中，本實施方式的噴墨頭不是僅設(shè)置于一處、而是分為兩處 設(shè)置的。
圖中的符號2是在印刷介質(zhì)1的搬送方向上游側(cè)設(shè)置的第一噴墨頭， 符號3是同樣地設(shè)置在下游側(cè)的第二噴墨頭，在第一噴墨頭2的下方設(shè)置 有用于搬送印刷介質(zhì)1的第一搬送部4，在第二噴墨頭3的下方設(shè)置有第 二搬送部5。第一搬送部4由在與印刷介質(zhì)1的搬送方向交叉的方向(下 面也稱作噴嘴列方向)隔開規(guī)定間隔配置的4個第一搬送帶6構(gòu)成，第二 搬送部5同樣由在與印刷介質(zhì)1的搬送方向交叉的方向(噴嘴列方向)隔 開規(guī)定間隔配置的4個第二搬送帶7構(gòu)成。
4個第一搬送帶6和相同的4個第二搬送帶7被相互鄰接配置。本實 施方式中，將這些搬送帶6、 7區(qū)分為噴嘴列方向右側(cè)的兩個第一搬送帶6 及第二搬送帶7、和噴嘴列方向左側(cè)的兩個第一搬送帶6及第二搬送帶7。 即，在噴嘴列方向右側(cè)的兩個第一搬送帶6及第二搬送帶7的重疊部配置 有右側(cè)驅(qū)動輥8R，在噴嘴列方向左側(cè)的兩個第一搬送帶6及第二搬送帶7 的重疊部配置有左側(cè)驅(qū)動輥8L，由此，在上游側(cè)配置有右側(cè)第一從動輥 9R及左側(cè)第一從動輥9L，在下游側(cè)配置有右側(cè)第二從動輥IOR及左側(cè)第 二從動輥IOL。雖然這些輥可以看作一連串，但實質(zhì)上在圖la的中央部分 被分斷。并且，噴嘴列方向右側(cè)的兩個第一搬送帶6巻繞在右側(cè)驅(qū)動輥8R 及右側(cè)第一從動輥9R上，噴嘴列方向左側(cè)的兩個第一搬送帶6巻繞在左 側(cè)驅(qū)動輥8L及左側(cè)第一從動輥9L上，噴嘴列方向右側(cè)的兩個第二搬送帶 7巻繞在右側(cè)驅(qū)動輥8R及右側(cè)第二從動輥10R上，噴嘴列方向左側(cè)的兩個第二搬送帶7巻繞在左側(cè)驅(qū)動輥8L及左側(cè)第二從動輥10L上，右側(cè)驅(qū) 動輥8R上連接著右側(cè)電動馬達IIR，左側(cè)驅(qū)動輥8L上連接著左側(cè)電動馬 達IIL。因此，如果通過右側(cè)電動馬達UR旋轉(zhuǎn)驅(qū)動右側(cè)驅(qū)動輥8R，則 由噴嘴列方向右側(cè)的兩個第一搬送帶6構(gòu)成的第一搬送部4、及同樣由噴 嘴列方向右側(cè)的兩個第二搬送帶7構(gòu)成的第二搬送部5，相互同步且以相 同的速度移動，如果通過左側(cè)電動馬達11L旋轉(zhuǎn)驅(qū)動左側(cè)驅(qū)動輥8L，則 由噴嘴列方向左側(cè)的兩個第一搬送帶6構(gòu)成的第一搬送部4、及同樣由噴 嘴列方向左側(cè)的兩個第二搬送帶7構(gòu)成的第二搬送部5，相互同步且以相 同速度移動。其中，如果使右側(cè)電動馬達UR和左側(cè)電動馬達11L的旋轉(zhuǎn) 速度不同，則可以改變噴嘴列方向左右的搬送速度，具體而言，如果設(shè)右 側(cè)電動馬達11R的轉(zhuǎn)速比左側(cè)電動馬達11L的轉(zhuǎn)速大，則可以使噴嘴列方 向右側(cè)的搬送速度比左側(cè)大；如果設(shè)左側(cè)電動馬達11L的轉(zhuǎn)速比右側(cè)電動 馬達IIR的轉(zhuǎn)速大，則可以使噴嘴列方向左側(cè)的搬送速度比右側(cè)大。
第一噴墨頭2及第二噴墨頭3按黃色(Y)、品紅色(M)、藍綠色 (C)、黑色(K) 4種顏色的各個顏色，在印刷介質(zhì)1的搬送方向錯位配 置?？梢詮奈磮D示的各色的墨液容器，借助墨液供給管向各噴墨頭2、 3 供給墨液。在各噴墨頭2、 3中，沿著與印刷介質(zhì)1的搬送方向交叉的方 向形成有多個噴嘴(即噴嘴列方向)，通過從這些噴嘴同時向必要位置噴 出必要量的墨滴，會在印刷介質(zhì)l上輸出、形成微小的墨點。通過按各色 進行上述動作，可以只使由第一搬送部4及第二搬送部5搬送的印刷介質(zhì) l通過一次，來進行一次通印。即，這些噴墨頭2、 3的配置區(qū)域相當于印 字區(qū)域。
作為從噴墨頭的各噴嘴噴出、輸出墨液的方法，有靜電方式、壓電方 式、膜沸騰噴墨方式等。靜電方式是指如果對作為執(zhí)行元件的靜電間隙 (gap)賦予驅(qū)動信號，則腔(cavity)內(nèi)的振動板會變位，在腔內(nèi)將產(chǎn)生 壓力變化，基于該壓力變化從噴嘴噴出輸出墨滴。壓電方式是指如果對 作為執(zhí)行元件的壓電元件賦予了驅(qū)動信號，則腔內(nèi)的振動板會變位，在腔 內(nèi)將產(chǎn)生壓力變化，基于該壓力變化從噴嘴噴出輸出墨滴。膜沸騰噴墨方 式是指在腔內(nèi)具有微小的加熱器，使得墨液被瞬間加熱到30(TC以上成 為膜沸騰狀態(tài)，從而產(chǎn)生氣泡，基于該壓力變化從噴嘴噴出輸出墨滴。本
發(fā)明能夠應(yīng)用任意的墨液輸出方法，但特別優(yōu)選采用能夠通過調(diào)整驅(qū)動信 號的波高值或電壓增減斜率來調(diào)整墨滴的噴出量的壓電元件。
第一噴墨頭2的墨滴噴出用噴嘴僅形成在第一搬送部4的四個第一搬
送帶6之間，第二噴墨頭3的墨滴噴出用噴嘴僅形成在第二搬送部5的四 個第二搬送帶7之間。這是為了通過后述的清潔部對各噴墨頭2、 3進行 清潔，但如果這樣設(shè)置，則無法僅通過任意一方的噴墨頭進行基于一次通 印(one pass)的全面印刷。因此，為了對無法相互印字的部分進行補充， 將第一噴墨頭2和第二噴墨頭3沿著印刷介質(zhì)1的搬送方向錯移配置。
配置在第一噴墨頭2的下方的是對該第一噴墨頭2進行清潔的第一清 潔罩(cap) 12，配置在第二噴墨頭3的下方的是對該第二噴墨頭3進行 清潔的第二清潔罩13。各清潔罩12、 13都被形成為能夠在第一搬送部4 的四個第一搬送帶6之間、及第二搬送帶5的四個第二搬送帶7之間通過 的大小。這些清潔罩12、 13由對在噴墨頭2、 3的下面、即噴嘴面形成的 噴嘴迸行覆蓋，且能夠與該噴嘴面密接的方形有底罩體；配置在其底部的 墨液吸收體；與罩體的底部連接的管式泵(tube pump);和使罩體升降 的升降裝置構(gòu)成。因此，利用升降裝置使罩體上升，可與噴墨頭2、 3的 噴嘴面密接。如果在該狀態(tài)下利用管式泵使罩體內(nèi)成為負壓，則會從噴墨 頭2、 3的噴嘴面上開設(shè)的噴嘴吸出墨滴或氣泡，能夠?qū)娔^2、 3進行 清潔。在清潔結(jié)束之后，使清潔罩12、 13下降。
在第一從動輥9R、 9L的上游側(cè)設(shè)置有兩個為一對的門輥(gate roller) 14，用于對從給紙部15供給的印刷介質(zhì)1的給紙定時進行調(diào)整， 并且修正該印刷介質(zhì)1的歪斜(skew)。歪斜是指印刷介質(zhì)1相對搬送方 向的扭轉(zhuǎn)。而且，在給紙部15的上方設(shè)置有用于供給印刷介質(zhì)1的拾取 輥16。其中，圖中的符號17是驅(qū)動門輥14的門輥電機。
在驅(qū)動輥8R、 8L的下方配置有傳送帶帶電裝置19。該傳送帶帶電裝 置19由隔著驅(qū)動輥8R、8L與第一搬送帶6及第二搬送帶7抵接的帶電輥 20、將帶電輥20向第一搬送帶6及第二搬送帶7按壓的彈簧21、和對帶 電輥20賦予電荷的電源18構(gòu)成，從帶電輥20向第一搬送帶6及第二搬 送帶7賦予電荷，使它們帶電。 一般而言，由于這些帶類由中、高電阻體 或絕緣體構(gòu)成，所以，如果通過傳送帶帶電裝置19使其帶電，則對其表
面施加的電荷同樣會使由高電阻體或絕緣體構(gòu)成的印刷介質(zhì)1產(chǎn)生感應(yīng)極 化，通過由該感應(yīng)極化產(chǎn)生的電荷與帶表面的電荷之間所產(chǎn)生的靜電力， 可以將印刷介質(zhì)l吸附在帶上。另外，作為帶電單元可以是使電荷降低的
電暈管(corotron)。
因此，根據(jù)該噴墨打印機，如果利用傳送帶帶電裝置19使第一搬送 帶6及第二搬送帶7的表面帶電，并在該狀態(tài)下從門輥14供給印刷介質(zhì)1 ， 利用由未圖示的正齒輪或輥構(gòu)成的壓紙輥將印刷介質(zhì)1壓向第一搬送帶 6，則印刷介質(zhì)1會基于上述感應(yīng)極化的作用而被吸附在第一搬送帶6的 表面。如果在該狀態(tài)下利用電動馬達IIR、 11L對驅(qū)動輥8R、 8L進行旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動，則該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力會經(jīng)由第一搬送帶6傳遞到第一從動輥9R、 9L。
這樣，在吸附著印刷介質(zhì)1的狀態(tài)下向搬送方向下游側(cè)移動第一搬送 帶6，使印刷介質(zhì)1移動到第一噴墨頭2的下方，從該第一噴墨頭2上形 成的噴嘴噴出墨滴，來進行印字。如果基于該第一噴墨頭2的印字結(jié)束， 則向搬送方向下游側(cè)移動印刷介質(zhì)1，使其移動載置到第二搬送部5的第 二搬送帶7。如上所述，由于第二搬送帶7也通過傳送帶帶電裝置9使得 表面帶電，所以，印刷介質(zhì)1會基于上述感應(yīng)極化的作用被吸附于第二搬 送帶7的表面。
在該狀態(tài)下，向搬送方向下游側(cè)移動第二搬送帶7，使印刷介質(zhì)l移 動到第二噴墨頭3的下方，從形成于該第二噴墨頭的噴嘴噴出墨滴，來進 行印字。如果基于該第二噴墨頭的印字結(jié)束，則進一步向搬送方向下游側(cè) 移動印刷介質(zhì)1， 一邊利用未圖示的分離裝置使印刷介質(zhì)1從第二搬送帶 7的表面分離， 一邊將其排出到排紙部。
另外，在需要對第一及第二噴墨頭2、 3進行清潔時，如上所述，使 第一及第二清潔罩12、 13上升，通過讓罩體與第一及第二噴墨頭2、 3的 噴嘴面密接，并在該狀態(tài)下使罩體內(nèi)成為負壓，從而從第一及第二噴墨頭 2、 3的噴嘴吸出墨滴或氣泡來進行清潔，然后，使第一及第二清潔罩12、 13下降。
在所述噴墨打印機內(nèi)設(shè)置有用于控制自身的控制裝置。該控制裝置如 圖2所示，通過根據(jù)從個人計算機、數(shù)碼相機等主機60輸入的印刷數(shù)據(jù)， 控制印刷裝置與給紙裝置等，來對印刷介質(zhì)進行印刷處理。并且，包括
輸入接口部61，其用于接收從主機60輸入的印刷數(shù)據(jù)；控制部62，其由 根據(jù)從該輸入接口部61輸入的印刷數(shù)據(jù)來執(zhí)行印刷處理的微機構(gòu)成；門
輥電機驅(qū)動器63，其用于驅(qū)動控制門輥電機17;拾取輥電機驅(qū)動器64， 其對用于驅(qū)動拾取輥16的拾取輥電機51進行驅(qū)動控制；噴頭驅(qū)動器65， 其用于驅(qū)動控制噴墨頭2、 3;右側(cè)電動馬達驅(qū)動器66R，其用于驅(qū)動控制 右側(cè)電動馬達11R;左側(cè)電動馬達驅(qū)動器66L，其用于驅(qū)動控制左側(cè)電動 馬達UL;和接口67，其將各驅(qū)動器63 65、 66R、 66L的輸出信號，變 換為外部的門輥電機17、拾取輥電機51、噴墨頭2、 3、右側(cè)電動馬達IIR、 左側(cè)電動馬達11L所使用的控制信號，并進行輸出。
控制部62具備執(zhí)行印刷處理等各種處理的CPU (Central Processing Unit) 62a;暫時存儲經(jīng)由輸入接口 61輸入的印刷數(shù)據(jù)或執(zhí)行該印刷數(shù)據(jù) 印刷處理等時的各種數(shù)據(jù)，或暫時展開印刷處理等的應(yīng)用程序的RAM (Random Access Memory) 62c;和由對CPU62a所執(zhí)行的控制程序等進 行存儲的非易失性半導體存儲器構(gòu)成的ROM (Read—Only Memory) 62d。 如果該控制部62借助接口部61從主機60獲得了印刷數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))， 則CPU62a對該印刷數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的處理，輸出從哪個噴嘴噴出墨滴或噴 出何種程度墨滴的印字數(shù)據(jù)(驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)SI)，根據(jù)該印字數(shù)據(jù)及 來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)，向各驅(qū)動器63 65、 66R、 66L輸出控制信 號。如果從各驅(qū)動器63 65、 66R、 66L輸出控制信號，則這些控制信號 都被接口部67變換為驅(qū)動信號，使得與噴墨頭的多個噴嘴對應(yīng)的執(zhí)行元 件、門輥電機17、拾取輥電機51、右側(cè)電動馬達11R、左側(cè)電動馬達11L 分別動作，來執(zhí)行印刷介質(zhì)1的給紙及搬送、印刷介質(zhì)1的姿勢控制等。 其中，控制部62內(nèi)的各構(gòu)成要素經(jīng)由未圖示的總線被電連接。
另外，控制部62為了將用于形成后述的驅(qū)動信號的波形形成用數(shù)據(jù) DATA寫入到后述的波形存儲器701中，輸出寫入使能信號DEN、寫入時 鐘信號WCLK、寫入地址數(shù)據(jù)A0 A3，將16位的波形形成用數(shù)據(jù)DATA 寫入到波形存儲器701中，并且，向噴頭驅(qū)動器65輸出用于讀出在該 波形存儲器701中存儲的波形形成用數(shù)據(jù)DATA的讀出地址數(shù)據(jù)A0 A3 、 設(shè)定對從波形存儲器701讀出的波形形成用數(shù)據(jù)DATA進行鎖存的定時的 第一時鐘信號ACLK、設(shè)定用于對鎖存的波形數(shù)據(jù)進行加法運算的定時的
第二時鐘信號BCLK及清空鎖存數(shù)據(jù)的清空信號CLER。
噴頭驅(qū)動器65具備驅(qū)動波形信號產(chǎn)生電路70，其形成驅(qū)動波形信 號WCOM;和振蕩電路71，其輸出時鐘信號SCK。驅(qū)動波形信號產(chǎn)生電 路70如圖3所示，具備波形存儲器701，其將從控制部62輸入的驅(qū)動 波形信號生成用的波形形成用數(shù)據(jù)DATA，存儲到與規(guī)定的地址對應(yīng)的存 儲元件中；鎖存電路702，其通過所述第一時鐘信號ACLK對從該波形存 儲器701讀出的波形形成用數(shù)據(jù)DATA進行鎖存；加法器703，其使鎖存 電路702的輸出與從后述的鎖存電路704輸出的波形生成數(shù)據(jù)WDATA相 加；鎖存電路704，其根據(jù)上述第二時鐘信號BCLK對該加法器703的加 法輸出進行鎖存；和D/A變換器705，其將從該鎖存電路704輸出的波形 生成數(shù)據(jù)WDATA變換為模擬信號。其中，鎖存電路702、 704被輸入從 控制部62輸出的清空信號CLER，在該清空信號CLER處于off狀態(tài)時， 鎖存數(shù)據(jù)被清空。
波形存儲器701如圖4所示，在所指示的地址中分別排列有幾位的存 儲元件，與地址A0 A3—同存儲有波形數(shù)據(jù)DATA。具體而言，對由控 制部62指示的地址A0 A3，輸入時鐘信號WCLK和波形數(shù)據(jù)DATA， 基于寫入使能信號DEN的輸入，在存儲元件中存儲波形數(shù)據(jù)DATA。
接著，對該驅(qū)動波形信號發(fā)生電路70的驅(qū)動波形信號生成的原理進 行說明。首先，在上述的地址AO中寫入單位時間的電壓變化量為O的波 形數(shù)據(jù)。同樣，在地址A1中寫入+ AVl的波形數(shù)據(jù)、在地址A2中寫入 一AV2的波形數(shù)據(jù)，在地址A3中寫入+ AV3的波形數(shù)據(jù)。而且，基于 清空信號CLER使得鎖存電路702、 704的保存數(shù)據(jù)被清空。并且，驅(qū)動 波形信號WCOM基于波形數(shù)據(jù)上升到中間電位(偏移(offset))。
從該狀態(tài)開始，若如圖5所示那樣，讀入地址A1的波形數(shù)據(jù)、且輸 入第一時鐘信號ACLK，則可在鎖存電路702中保存+ AVl的數(shù)字數(shù)據(jù)。 所保存的+ AVl的數(shù)字數(shù)據(jù)經(jīng)過加法器703被輸入到鎖存電路704，在該 鎖存電路704中，與第二時鐘信號BCLK的上升同步，保存加法器703的 輸出。由于加法器703還被輸入鎖存電路704的輸出，所以，鎖存電路704 的輸出、即驅(qū)動信號COM以第二時鐘信號BCLK的上升的定時被逐次加 上+ AVl。該實例中，在時間寬度T1的期間中，讀入了地址A1的波形數(shù)據(jù)，結(jié)果，+AV1的數(shù)字數(shù)據(jù)被相加成為3倍。
接著，如果讀入地址AO的波形數(shù)據(jù)、且被輸入第一時鐘信號ACLK， 則鎖存電路702中保存的數(shù)字數(shù)據(jù)被切換為0。該0的數(shù)字數(shù)據(jù)與上述同 樣，經(jīng)由加法器703在第二時鐘信號BCLK的上升的定時被加法運算，但 由于數(shù)字數(shù)據(jù)為0，所以，實質(zhì)上保持著這之前的值。該實例中，在時間 寬度TO的期間中，驅(qū)動信號COM被保持為一定值。
然后，如果讀入地址A2的波形數(shù)據(jù)、且被輸入第一時鐘信號ACLK， 則鎖存電路702中保存的數(shù)字數(shù)據(jù)被切換為一AV2。該一AV2的數(shù)字數(shù) 據(jù)與上述同樣，經(jīng)過加法器703在第二時鐘信號BCLK的上升的定時被加 法運算，但由于數(shù)字數(shù)據(jù)為一AV2，所以，實質(zhì)上驅(qū)動信號COM對應(yīng)第 二時鐘信號被逐次減去一AV2。該實例中，在時間寬度T2的期間中，一 △V2的數(shù)字數(shù)據(jù)被減法運算為6倍。
如果利用D/A變換器705對如此生成的數(shù)字信號進行模擬變換，則可 以得到圖6所示的驅(qū)動波形信號WCOM。通過利用圖7所示的驅(qū)動信號 輸出電路對其進行功率放大，作為驅(qū)動信號COM提供給噴墨頭2、 3，能 夠?qū)υO(shè)置于各噴嘴的壓電元件等執(zhí)行元件進行驅(qū)動，從而可以從各噴嘴噴 出墨滴。該驅(qū)動信號輸出電路具備對由驅(qū)動波形信號發(fā)生電路70生成 的驅(qū)動波形信號WCOM進行脈沖調(diào)制的調(diào)制電路24、對被調(diào)制電路24 脈沖調(diào)制的調(diào)制(PWM)信號進行功率放大的數(shù)字功率放大器25、和使 被數(shù)字功率放大器25功率放大的調(diào)制(PWM)信號平滑化的平滑濾波器 26。
該驅(qū)動信號COM的上升部分是擴大與噴嘴連通的腔室(壓力室)的 容積、吸入墨液(如果考慮墨液的噴出面，則也可以說是吸入彎月面)的 階段，驅(qū)動信號COM的下降部分是縮小腔室的容積、擠出墨液(如果考 慮墨液的噴出面，則也可以說是擠出彎月面)的階段，擠出墨液的結(jié)果是， 從噴嘴噴出墨滴。順便說一句，也可根據(jù)上述說明容易地推測出，驅(qū)動信 號COM或驅(qū)動波形信號WCOM的波形能夠根據(jù)寫入到地址A0 A3的 波形數(shù)據(jù)0、十AV1、 一AV2、十AV3、第一時鐘信號ACLK、第二時 鐘信號BCLK進行調(diào)整。
通過對由該電壓梯形波構(gòu)成的驅(qū)動信號COM的電壓增減斜率、波高值進行各種變更，可以改變墨液的吸入量與吸入速度、墨液的擠出量與擠 出速度，由此，能夠使墨滴的噴出量變化而得到不同的墨點大小。因此，
如圖6所示，即使在時間序列上連結(jié)多個驅(qū)動信號COM的情況下，也能 夠通過從其中選擇單獨的驅(qū)動信號COM提供給壓電元件等執(zhí)行元件22， 來噴出墨滴；或選擇多個驅(qū)動信號COM提供給壓電元件等執(zhí)行元件22， 來多次噴出墨滴，從而能夠獲得各種墨點的大小。即，如果在墨液未干的 期間于相同的位置滴落多個墨滴，則實質(zhì)上與噴出大的墨滴的情況相同， 由此可以增大墨點的大小。通過這種技術(shù)的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)多灰度化。其 中，圖6的左端的驅(qū)動脈沖只吸入墨液不擠出。這被稱為微振動，用于在 不噴出墨滴的情況下防止噴嘴的干燥。
結(jié)果，在對噴墨頭2、 3輸入了由驅(qū)動信號輸出電路生成的驅(qū)動信號 COM、根據(jù)印刷數(shù)據(jù)選擇進行噴出的噴嘴并且決定壓電元件等執(zhí)行元件向 驅(qū)動信號COM的連接定時的驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)信號SI，且所有的噴嘴被 輸入了噴嘴選擇數(shù)據(jù)之后，根據(jù)驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)SI，將使驅(qū)動信號COM 與噴墨頭2、 3的執(zhí)行元件連接的鎖存信號LAT及通道信號CH、驅(qū)動信 號選擇數(shù)據(jù)信號SI作為串行信號，輸入用于對噴墨頭2、 3進行發(fā)送的時 鐘信號SCK。
接著，對連接從所述驅(qū)動信號輸出電路輸出的驅(qū)動信號COM與壓電 元件等執(zhí)行元件的構(gòu)成進行說明。圖8是連接驅(qū)動信號COM與壓電元件 等執(zhí)行元件的選擇部的框圖。該選擇部由保存驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)SI的移 位寄存器211、暫時保存移位寄存器211的數(shù)據(jù)的鎖存電路212、對鎖存 電路212的輸出進行電平變換的電平移動器213、和根據(jù)電平移動器的輸 出將驅(qū)動信號COM與壓電元件等執(zhí)行元件連接的選擇開關(guān)201構(gòu)成，其 中，所述驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)SI用于指定與應(yīng)該噴出墨滴的噴嘴對應(yīng)的壓
電元件等執(zhí)行元件。
移位寄存器211被依次輸入驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)信號SI，并且，對應(yīng)時
鐘信號SCK的輸入脈沖，使得存儲區(qū)域從初級依次向后級移動。鎖存電 路212在對應(yīng)噴嘴個數(shù)的驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)SI被存儲到移位寄存器211 中之后，基于被輸入的鎖存信號LAT對移位寄存器211的各輸出信號進 行鎖存。鎖存電路212中保存的信號被電平移動器213變換成能夠接通、斷開下一級的選擇開關(guān)201的電壓電平。其原因在于，驅(qū)動信號COM是 比鎖存電路212的輸出電壓高的電壓，與之對應(yīng)，選擇開關(guān)201的動作電 壓范圍也可以設(shè)定得高。因此，可通過電平移動器213關(guān)閉選擇開關(guān)201 的壓電元件等執(zhí)行元件，能夠以驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)SI的連接定時與驅(qū)動 信號COM連接。并且，在移位寄存器211的驅(qū)動信號選擇數(shù)據(jù)信號SI 被保存在鎖存電路212之后，向移位寄存器211輸入下一個印字數(shù)據(jù)，對 應(yīng)墨滴的噴出定時，依次更新鎖存電路212的保存數(shù)據(jù)。其中，圖中的符 號HGND是壓電元件等執(zhí)行元件的接地端。另外，根據(jù)該選擇開關(guān)201， 在將壓電元件等執(zhí)行元件從驅(qū)動信號COM斷開之后，該執(zhí)行元件22的輸 入電壓也能夠維持成斷開之前的電壓。
圖9表示上述的驅(qū)動信號輸出電路的從調(diào)制電路24到平滑濾波器26 的具體構(gòu)成。在對驅(qū)動波形信號WCOM進行脈沖調(diào)制的調(diào)制電路24中利 用了一般的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路。該脈沖寬度調(diào)制電路24由公知 的三角波振蕩器32、和對從該三角波振蕩器32輸出的三角波與驅(qū)動波形 信號WCOM進行比較的比較器31構(gòu)成。根據(jù)該調(diào)制電路24，如圖10所 示，在驅(qū)動波形信號WCOM為三角波以上時輸出成為Hi的調(diào)制信號，在 驅(qū)動波形信號WCOM小于三角波時輸出成為Lo的調(diào)制(PWM)信號。 另外，本實施方式中利用了脈沖寬度調(diào)制電路作為脈沖調(diào)制電路，但也可 以取代該脈沖寬度調(diào)制電路，而使用脈沖密度調(diào)制(PDM)電路。
數(shù)字功率放大器25具備半橋驅(qū)動級33，其實質(zhì)上由用于放大功率 的兩個MOSFETTrP、 TrN構(gòu)成；和柵極驅(qū)動電路34,其用于根據(jù)來自脈 沖寬度調(diào)制電路24的調(diào)制(PWM)信號，調(diào)整這些MOSFETTrP、 TrN 的柵極一源極間信號GP、 GN;半橋驅(qū)動級33通過將高邊側(cè)MOSFETTrP 和低邊側(cè)MOSFETTrN組合成推挽式而成。其中，在設(shè)高邊側(cè)MOSFETTrP 的柵極一源極間信號為GP，低邊側(cè)MOSFETTrN的柵極一源極間信號為 GN，半橋驅(qū)動級33的輸出為Va時，圖11表示了它們對應(yīng)調(diào)制(PWM) 信號是怎樣變化的。另外，為了導通這些MOSFETTrP、 TrN，各 MOSFETTrP、 TrN的柵極一源極間信號GP、 GN的電壓值Vgs被設(shè)為足 夠的電壓值。
由于當調(diào)制(PWM)信號為Hi電平時，高邊側(cè)MOSFETTrP的柵極
一源極間信號GP變?yōu)镠i電平，低邊側(cè)MOSFETTrN的柵極一源極間信 號GN變?yōu)長o電平，所以，高邊側(cè)MOSFETTrP處于導通狀態(tài)，低邊側(cè) MOSFETTrN處于截止狀態(tài)，結(jié)果，半橋驅(qū)動級33的輸出Va成為供給電 力VDD。另一方面，由于當調(diào)制(PWM)信號為Lo電平時，高邊側(cè) MOSFETTrP的柵極一源極間信號GP變?yōu)長o電平，低邊側(cè)MOSFETTrN 的柵極一源極間信號GN變?yōu)镠i電平，所以，高邊側(cè)MOSFETTrP處于 截止狀態(tài)，低邊側(cè)MOSFETTrN處于導通狀，結(jié)果，半橋驅(qū)動級33的輸 出Va為0。
該數(shù)字功率放大電路25的半橋驅(qū)動級33的輸出Va，經(jīng)由平滑濾波 器26作為驅(qū)動信號COM被提供給選擇開關(guān)201。平滑濾波器26由兩個 電感L1、 L2和兩個電容器C1、 C2的組合所形成的低通濾波器構(gòu)成。該 由低通濾波器構(gòu)成的平滑濾波器26被設(shè)計成，使數(shù)字功率放大器25的半 橋驅(qū)動級33的輸出Va的高次諧波成分、即功率放大調(diào)制(PWM)信號 成分充分衰減，且不使驅(qū)動信號成分COM (或驅(qū)動波形成分WCOM)衰 減。
如上所述，在數(shù)字功率放大器25的MOSFETTrP、 TrN被數(shù)字驅(qū)動的 情況下，由于MOSFET作為開關(guān)元件發(fā)揮作用，所以，會在導通狀態(tài)的 MOSFET中流動電流，但漏極一源極間的電阻值非常小，幾乎不產(chǎn)生功率 損耗。另外，由于在截止狀態(tài)的MOSFET中不流動電流，所以，不發(fā)生 功率損耗。因此，該數(shù)字功率放大器25中的功率損耗極小，可以使用小 型的MOSFET，從而不需要冷卻用散熱板等冷卻單元。順便提及，對晶體 管進行線性驅(qū)動時的效率為30%左右，而數(shù)字功率放大器的效率為90% 以上。另外，由于晶體管的冷卻用散熱板相對一個晶體管需要60mm見方 左右的大小，所以，如果不需要這樣的冷卻用散熱板，則十分有利于實際 的布局。
這樣，根據(jù)本實施方式的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，由于利用驅(qū)動 波形信號發(fā)生電路70生成成為對壓電元件等執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的 信號的基準的驅(qū)動波形信號WCOM,由脈沖寬度調(diào)制電路等調(diào)制電路24 對該生成的驅(qū)動波形信號WCOM進行脈沖調(diào)制，利用數(shù)字功率放大器25 功率放大該脈沖調(diào)制后的調(diào)制信號，并通過平滑濾波器26使該被功率放
大的功率放大調(diào)制信號平滑化后作為驅(qū)動信號提供給執(zhí)行元件，所以，通 過使平滑濾波器26的濾波特性成為能夠只充分平滑化功率放大調(diào)制信號 成分的特性，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行元件的驅(qū)動信號的早期上升、下降，而且
由于通過功率放大效率出色的數(shù)字功率放大器25能夠高效功率放大驅(qū)動
信號，所以，不需要冷卻用散熱板等冷卻單元。
圖12表示本發(fā)明的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置的驅(qū)動波形信號發(fā)生 單元及調(diào)制單元的其他實施方式。在圖3的驅(qū)動波形信號發(fā)生電路70中， 利用D/A變換器705對數(shù)字合成后的驅(qū)動波形信號進行了模擬變換并輸 出。與之相對，圖12中由存儲器控制部41從存儲部42讀出數(shù)字波形數(shù) 據(jù)，在比較部44中對該讀出的數(shù)字波形數(shù)據(jù)和相當于三角波的數(shù)值發(fā)生 部43的數(shù)值進行比較，來決定調(diào)制(PWM)信號的Hi、 Lo，并將其作為 調(diào)制(PWM)信號進行輸出。該情況下，由于到調(diào)制(PWM)信號的輸 出為止，全都以數(shù)字方式進行，所以，可以將存儲器控制部41、存儲部 42、數(shù)值發(fā)生部43、比較部44組入到CPU或門陣列(gate array)內(nèi)。該 情況下，存儲器控制部4K存儲部42相當于本發(fā)明的驅(qū)動波形信號發(fā)生 單元，數(shù)值發(fā)生部43、比較部44構(gòu)成調(diào)制單元。
接著，對本發(fā)明的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置的第二實施方式進行說 明。在本實施方式中，將上述第一實施方式中圖9的驅(qū)動信號輸出電路的 調(diào)制電路到平滑濾波器的構(gòu)成，變更為圖13的結(jié)構(gòu)。具體而言，變更了 調(diào)制電路24的內(nèi)容。下面針對該調(diào)制電路24的內(nèi)容進行說明。
圖14表示利用三角波比較型脈沖寬度調(diào)制電路41作為調(diào)制電路24 時的驅(qū)動信號輸出電路的概略構(gòu)成。該三角波比較型脈沖寬度調(diào)制電路41 由公知的三角波振蕩器32、和對從該三角波振蕩器32輸出的三角波與驅(qū) 動波形信號WCOM進行比較的比較器31構(gòu)成。根據(jù)該三角波比較型脈沖 寬度調(diào)制電路41，如上所述，在驅(qū)動波形信號WCOM為三角波以上時， 可以輸出Hi的調(diào)制信號，在驅(qū)動波形信號WCOM小于三角波時，可以輸 出Lo的調(diào)制(PWM)信號。
如果將來自該三角波比較型脈沖寬度電路41的調(diào)制信號設(shè)為IH及 IL，則如圖15所示，即使調(diào)制信號IH、 IL是完全的矩形波(脈沖)，柵 極驅(qū)動器34的輸出信號、即MOSFETTrP、 TrN的柵極信號GP、 GN也會
稍微產(chǎn)生上升時間Tr、下降時間Tf，從而成為梯形波狀。如上所述，由 于柵極信號GP、 GN同時反向(意味著發(fā)生了反相)，所以，產(chǎn)生了兩個 柵極信號GP、 GN交迭的時間。如果該柵極信號GP、 GN交迭，則半橋 驅(qū)動級33的MOSFETTrP、 TrN同時處于導通狀態(tài)，會流過直通短路電流， 產(chǎn)生功率損耗。該功率損耗被稱為遷移損失、或開關(guān)損失，由于每當 MOSFETTrP、 TrN導通一斷開時都產(chǎn)生該功率損耗，所以，頻率越高該 損失越大。
為了避免該損失，如圖16所示，只要在調(diào)制信號IH、 IL中設(shè)定死區(qū) 時間Td，錯移向柵極驅(qū)動器34的輸入定時，使來自柵極驅(qū)動器34的柵 極信號GP、 GN實質(zhì)上不交迭即可。然而，如果這樣做，則相對調(diào)制信號 IH、 IL的ON (HO時間，會縮短MOSFETTrP、 TrN的柵極信號GP、 GN 任意一個的ON (Hi)時間，即在ON占空比小(二OFF占空比大)的區(qū) 域，半橋驅(qū)動級33的輸出Va變?yōu)?，在OFF占空比小(=ON占空比大) 的區(qū)域，半橋驅(qū)動級33的輸出Va成為VDD。
如果將其捕捉為輸入信號電平、即驅(qū)動波形信號電平與脈沖占空比的 關(guān)系，則原本應(yīng)該如圖17中由虛線表示那樣，驅(qū)動波形信號電平與脈沖 占空比為線性關(guān)系，但變?yōu)閳D17中由實線表示那樣，在驅(qū)動波形信號電 平小的區(qū)域與大的區(qū)域中，脈沖占空比不是線性，而如圖18中實現(xiàn)所示 那樣，在驅(qū)動信號COM中產(chǎn)生了失真。
與之相對，自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路中，可以在驅(qū)動 波形信號電平小的區(qū)域與大的區(qū)域中增大脈沖寬度，結(jié)果，具有可以生成 半橋驅(qū)動級33的功率放大調(diào)制信號的優(yōu)點。圖19表示自激振蕩型脈沖寬 度調(diào)制電路42的一個例子，圖20表示自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制電路42 的輸出特性。在該自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制電路42中，如果輸入信號、 該情況下為驅(qū)動波形信號WCOM的電平減小，則三角波的頻率減小，結(jié) 果，在輸入信號、即驅(qū)動波形信號WCOM的輸入信號電平小的區(qū)域，可 以增大調(diào)制信號的脈沖寬度，由此，能夠生成半橋驅(qū)動級33的功率放大 調(diào)制信號。另外，如果利用反相器使該特性反相，則在輸入信號、即驅(qū)動 波形信號WCOM的輸入信號電平大的區(qū)域，也能夠增大調(diào)制信號的脈沖 寬度，由此，可生成半橋驅(qū)動級33的功率放大調(diào)制信號。但是，另一方面在自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制電路42中，由于在輸入信號、該情況下為 驅(qū)動波形信號WCOM的輸入信號電平的中央值，即占空比50%附近，三 角波的頻率變大，幵關(guān)晶體管的動作頻率也變大，所以，如上所述，開關(guān) 損失增大。而且，由于輸出Va的高次諧波成分的頻帶區(qū)域變寬，所以， 后級的平滑濾波器的設(shè)計變得困難。
鑒于此，本實施方式如圖21所示，在調(diào)制電路24內(nèi)并設(shè)了三角波比 較型脈沖寬度調(diào)制電路41和自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制電路42，向調(diào)制方 法選擇電路43所選擇的任意一個脈沖寬度調(diào)制電路輸入驅(qū)動波形信號 WCOM，將其輸出設(shè)為調(diào)制信號IH，將進而被反相器44反相的輸出設(shè)為 調(diào)制信號IL。調(diào)制方法選擇電路43參照驅(qū)動波形信號WCOM自身，來 選擇脈沖寬度調(diào)制電路。具體如圖22所示，在驅(qū)動波形信號WCOM的輸 入信號電平從低電壓規(guī)定值VL到高電壓規(guī)定值VH的規(guī)定區(qū)域中，選擇 三角波比較型脈沖寬度調(diào)制(PWM)方法，在驅(qū)動波形信號WCOM比規(guī) 定區(qū)域小的區(qū)域及大的區(qū)域，選擇自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制(PWM)方 法。
這樣，根據(jù)本實施方式的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，由于利用驅(qū)動 波形信號發(fā)生電路70生成成為對壓電元件等執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的 信號的基準的驅(qū)動波形信號WCOM，由脈沖寬度調(diào)制電路等調(diào)制電路24 對該生成的驅(qū)動波形信號WCOM進行脈沖調(diào)制，利用數(shù)字功率放大器25 功率放大該脈沖調(diào)制后的調(diào)制信號，并通過平滑濾波器26使該被功率放 大的功率放大調(diào)制信號平滑化后作為驅(qū)動信號提供給執(zhí)行元件，所以，通 過使平滑濾波器26的濾波特性成為能夠只充分平滑化功率放大調(diào)制信號 的高次諧波成分的特性，不僅能夠生成對執(zhí)行元件的正確驅(qū)動信號，而且 由于通過功率放大效率出色的數(shù)字功率放大器25能夠高效地功率放大驅(qū) 動信號，所以，不需要冷卻用散熱板等冷卻單元。
而且，由于根據(jù)驅(qū)動波形信號的輸入信號電平變更了脈沖調(diào)制方法， 所以，通過在ON占空比小(二OFF占空比大)的區(qū)域、驅(qū)動波形信號的 輸入信號電平小的區(qū)域與OFF占空比小(二ON占空比大)的區(qū)域、驅(qū)動 波形信號的輸入信號電平大的區(qū)域中，使用自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方 法，在此之外的區(qū)域使用三角波比較型脈沖寬度調(diào)制方法，由此，可抑制
輸出信號的失真和功率損耗等。
圖23中表示了調(diào)制電路24的另一個例子，作為本發(fā)明的噴墨打印機 的噴頭驅(qū)動裝置的其他實施方式。該實施方式中，在調(diào)制電路24內(nèi)并設(shè) 了脈沖寬度調(diào)制方法不同的第一脈沖寬度調(diào)制電路45和第二脈沖寬度調(diào) 制電路46，向由調(diào)制方法選擇電路43選擇的任意的脈沖寬度調(diào)制電路輸 入驅(qū)動波形信號WCOM，并將其輸出設(shè)為調(diào)制信號IH，將進而被反相器 44反相的輸出設(shè)為調(diào)制信號IL。調(diào)制方法選擇電路43根據(jù)個別的控制信 號，來選擇第一脈沖寬度調(diào)制電路45或第二脈沖寬度調(diào)制電路46。這樣， 所選擇的脈沖寬度調(diào)制方法不限定于上述的三角波比較型與自激振蕩型。 而且，脈沖寬度調(diào)制方法的選擇方法也可以根據(jù)個別的控制信號來進行。
另外，在上述實施方式中，僅詳細說明了以線狀噴頭型噴墨打印機為 對象，應(yīng)用本發(fā)明的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置的例子，但本發(fā)明的噴墨 打印機的噴頭驅(qū)動裝置能夠以多遍式打印機為代表，將所有類型的噴墨打 印機作為應(yīng)用對象。
權(quán)利要求
1、一種噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，具有設(shè)置于噴墨頭的用于噴出液滴的多個噴嘴、與所述噴嘴對應(yīng)設(shè)置的執(zhí)行元件、和對所述執(zhí)行元件施加驅(qū)動信號的驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元具備驅(qū)動波形信號發(fā)生單元，其生成成為對所述執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的信號的基準的驅(qū)動波形信號；調(diào)制單元，其對由所述驅(qū)動波形信號發(fā)生單元生成的驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制；數(shù)字功率放大器，其對由所述調(diào)制單元脈沖調(diào)制后的調(diào)制信號進行功率放大；和平滑濾波器，其使由所述數(shù)字功率放大器功率放大后的功率放大調(diào)制信號平滑化，并作為驅(qū)動信號提供給所述執(zhí)行元件。
2、 一種噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，具有設(shè)置于噴墨頭的用于噴 出液滴的多個噴嘴、與所述噴嘴對應(yīng)設(shè)置的執(zhí)行元件、和對所述執(zhí)行元件 施加驅(qū)動信號的驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元具備驅(qū)動波形信號發(fā)生單元，其生成成為對所述執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的信號的基準的驅(qū)動波形信號；調(diào)制單元，其對由所述驅(qū)動波形信號發(fā)生單元生成的驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制；數(shù)字功率放大器，其對由所述調(diào)制單元脈沖調(diào)制后的調(diào)制信號進行功 率放大；和平滑濾波器，其使由所述數(shù)字功率放大器功率放大后的功率放大調(diào)制 信號平滑化，并作為驅(qū)動信號提供給所述執(zhí)行元件；所述調(diào)制單元具備根據(jù)驅(qū)動波形信號的輸入信號電平來變更脈沖調(diào) 制方法的脈沖調(diào)制方法變更單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，其特征在于，所述脈沖調(diào)制方法變更單元，當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平在預(yù)先設(shè)定的區(qū)域的情況下，通過三角波比較型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈 沖調(diào)制，當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平比所述預(yù)先設(shè)定的區(qū)域小的 情況下，通過自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置，其特征在于，所述脈沖調(diào)制方法變更單元，當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平在 預(yù)先設(shè)定的區(qū)域的情況下，通過三角波比較型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈 沖調(diào)制，當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平比所述預(yù)先設(shè)定的區(qū)域大的 情況下，通過自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制。
5、 一種噴墨打印機的噴頭驅(qū)動控制方法，通過下述步驟來控制執(zhí)行元件的驅(qū)動，所述步驟包括驅(qū)動波形信號發(fā)生步驟，生成成為對所述執(zhí)行元件的驅(qū)動進行控制的 信號的基準的驅(qū)動波形信號，所述執(zhí)行元件與設(shè)置于噴墨頭的用于噴出液 滴的多個噴嘴對應(yīng)設(shè)置；調(diào)制步驟，對所述驅(qū)動波形信號發(fā)生步驟中生成的驅(qū)動波形信號進行脈沖調(diào)制；通過數(shù)字功率放大器對在所述調(diào)制步驟中脈沖調(diào)制后的調(diào)制信號進 行功率放大的步驟；和使由所述數(shù)字功率放大器功率放大后的功率放大調(diào)制信號平滑化，并 作為驅(qū)動信號提供給所述執(zhí)行元件的步驟。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動控制方法，其特征在于，所述調(diào)制步驟當所述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平在預(yù)先設(shè)定的區(qū) 域的情況下，通過三角波比較型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制，當所 述驅(qū)動波形信號的輸入信號電平比所述預(yù)先設(shè)定的區(qū)域小或大的情況下， 通過自激振蕩型脈沖寬度調(diào)制方法來進行脈沖調(diào)制。
7、 一種噴墨打印機，具備權(quán)利要求1 4中任一項所述的噴頭驅(qū)動裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行元件的驅(qū)動信號的早期上升、下降，并不需要冷卻用散熱板等的噴墨打印機的噴頭驅(qū)動裝置。利用調(diào)制電路(24)對從驅(qū)動波形信號發(fā)生電路(70)輸出的執(zhí)行元件驅(qū)動控制用的模擬驅(qū)動波形信號WCOM和三角波進行比較，來作為調(diào)制信號，通過數(shù)字功率放大器(25)功率放大該調(diào)制信號，利用平滑濾波器(26)使該功率放大后的功率放大調(diào)制信號平滑化，作為執(zhí)行元件的驅(qū)動信號COM。由于數(shù)字功率放大器(25)內(nèi)的MOSFET等晶體管被用作開關(guān)元件，所以，可減少功率損耗、不需要冷卻用散熱板。通過按照僅除去功率放大調(diào)制信號成分的方式設(shè)定平滑濾波器(26)的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動信號的早期上升、下降。
文檔編號B41J2/055GK101346234SQ2006800489
公開日2009年1月14日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者大島敦, 新川修, 波多野智, 田端邦夫, 鈴木俊行 申請人:精工愛普生株式會社