液體噴出裝置和電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種液體噴出裝置和電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，其課題在于，以能源效率高且抑制EMI的產(chǎn)生的方式對(duì)電容性負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。具備：作為電荷供給源的輔助電源電路(50)；通過(guò)輔助電源電路(50)而被施加了作為第一電壓的電壓(VH/6)的作為第一信號(hào)路徑的電源布線(511)；施加了作為高于第一電壓的第二電壓的電壓(2VH/6)的作為第二信號(hào)路徑的電源布線(512)；供給控制信號(hào)(Vin)的控制信號(hào)生成部(15)；以及根據(jù)控制信號(hào)(Vin)的電壓和壓電元件(40)的保持電壓(Vout)，而使用第一信號(hào)路徑或第二信號(hào)路徑來(lái)對(duì)壓電元件(40)和輔助電源電路(50)進(jìn)行電連接的連接路徑選擇部(30)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】液體噴出裝置和電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液體噴出裝置和電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 在噴出油墨而印刷圖像或文本的噴墨打印機(jī)中，已知一種使用了壓電元件(例如， piezo元件)的噴墨打印機(jī)。壓電元件對(duì)應(yīng)于印刷頭中的多個(gè)噴嘴中的各個(gè)噴嘴而設(shè)置，且 各自按照控制信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)，從而在預(yù)定的時(shí)刻使預(yù)定量的油墨從噴嘴噴出。若從電學(xué)方 面看，壓電元件為像電容器那樣的電容性負(fù)載，因此為了使各噴嘴的壓電元件動(dòng)作，而需要 供給充足的電流。
[0003] 因此，在現(xiàn)有技術(shù)中采用通過(guò)放大電路將原信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的控制信 號(hào)供給于印刷頭，從而驅(qū)動(dòng)壓電元件的結(jié)構(gòu)。作為放大電路，可舉出按AB級(jí)等對(duì)原信號(hào)進(jìn) 行電流放大的方式(線性放大，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)、利用脈沖寬度調(diào)制或脈沖密度調(diào)制等對(duì)原 信號(hào)進(jìn)行了調(diào)制后，用低通濾波器進(jìn)行解調(diào)的方式（D級(jí)放大，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)等。
[0004] 另外，除了通過(guò)放大電路將原信號(hào)進(jìn)行放大以外，還提出了以多個(gè)階段對(duì)施加于 壓電元件上的電壓進(jìn)行切換的方式（電壓切換方式，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3 )。
[0005] 然而，在線性放大中耗電量大，從而能量效率低。在D級(jí)放大中，雖然與線性放 大相比，能量效率較高，但由于以高頻率對(duì)大電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)，從而存在發(fā)生EMI (Electro Magnetic Interference:電磁干擾）的問(wèn)題。另外，在上述電壓切換方式中，雖然能夠?qū)崿F(xiàn) 節(jié)省電力，但由于每次輸入脈沖信號(hào)（CK)均要分階段切換施加于壓電元件上的電壓，因此 就施加于壓電元件上的電壓波形的初始電壓和終止電壓而言，無(wú)法選擇預(yù)先準(zhǔn)備好的多個(gè) 電壓以外的電壓。因此，在上述電壓切換方式中，存在難以精細(xì)地控制壓電元件的問(wèn)題。
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2009-190287號(hào)公報(bào)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2010-114711號(hào)公報(bào)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2004-153411號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此，本發(fā)明的幾個(gè)方式的目的之一在于，提供一種能量效率高、抑制EMI的發(fā) 生、精細(xì)地控制如壓電元件這樣的電容性負(fù)載的液體噴出裝置和電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。
[0010] 為了達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的液體噴出裝置的特征在于， 具備：噴出部，其包括噴出液體的噴嘴、與所述噴嘴連通的壓力室、和針對(duì)每個(gè)所述壓力室 而設(shè)置的壓電元件；電荷供給源；第一信號(hào)路徑，其通過(guò)所述電荷供給源而被施加第一電 壓；第二信號(hào)路徑，其通過(guò)所述電荷供給源而被施加與所述第一電壓相比較高的第二電壓； 控制信號(hào)生成部，其供給控制信號(hào)；以及連接路徑選擇部，其根據(jù)所述控制信號(hào)的電壓和所 述壓電元件的保持電壓，而使用所述第一信號(hào)路徑或所述第二信號(hào)路徑來(lái)對(duì)所述壓電元件 和所述電荷供給源進(jìn)行電連接。
[0011] 根據(jù)上述一個(gè)方式所涉及的液體噴出裝置，關(guān)于壓電元件的充電或放電，通過(guò)將 壓電元件與第一信號(hào)路徑或第二信號(hào)路徑進(jìn)行電連接來(lái)執(zhí)行，并且關(guān)于該電連接，由于不 僅考慮到控制信號(hào)的電壓，還考慮到壓電元件的保持電壓而進(jìn)行規(guī)定，因此能夠精細(xì)地控 制壓電元件。再有，根據(jù)上述一個(gè)方式所涉及的液體噴出裝置，關(guān)于壓電元件的充電和放 電，由于是分階段地進(jìn)行，因此與在電源電壓間一口氣地進(jìn)行的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，能夠提高能 量效率。另外，由于不像D級(jí)放大那樣對(duì)大電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)，因此能夠抑制EMI的發(fā)生。
[0012] 在上述方式所涉及的液體噴出裝置中，亦可采用如下結(jié)構(gòu)，即，具有檢測(cè)部，所述 檢測(cè)部對(duì)所述壓電元件的保持電壓是否低于所述第一電壓，或者是否高于等于所述第一電 壓且低于所述第二電壓進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由檢測(cè)部對(duì)壓電元件的保持電壓是否低于 第一電壓，或者是否高于等于第一電壓且低于第二電壓進(jìn)行檢測(cè)。再有，作為檢測(cè)部，既可 以單獨(dú)地分為對(duì)壓電元件的保持電壓是否低于第一電壓進(jìn)行檢測(cè)的部分，和對(duì)是否高于等 于第一電壓且低于第二電壓進(jìn)行檢測(cè)的部分，也可以以一體的方式進(jìn)行檢測(cè)。
[0013] 在上述方式所涉及的液體噴出裝置中，亦可采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，在低于所述第一電 壓時(shí)，所述連接路徑選擇部按照所述控制信號(hào)的電壓來(lái)控制經(jīng)由所述第一信號(hào)路徑向所述 壓電元件充電的電荷，而在高于等于所述第一電壓且低于所述第二電壓時(shí)，所述連接路徑 選擇部根據(jù)所述控制信號(hào)的電壓來(lái)控制經(jīng)由所述第一信號(hào)路徑從所述壓電元件放電的電 荷，或者控制經(jīng)由所述第二信號(hào)路徑向所述壓電元件充電的電荷。依據(jù)該結(jié)構(gòu)，按照控制信 號(hào)的電壓來(lái)控制向壓電兀件充電、和從壓電兀件放電的電荷。
[0014] 在上述方式所涉及的液體噴出裝置中，亦可采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，具有第一晶體管、 第二晶體管和第三晶體管，在低于所述第一電壓時(shí)，所述第一晶體管根據(jù)將所述控制信號(hào) 的電壓向低電位側(cè)移動(dòng)了預(yù)定值后的電壓，來(lái)控制經(jīng)由所述第一信號(hào)路徑向所述壓電元件 充電的電荷，在高于等于所述第一電壓且低于所述第二電壓時(shí)，所述第二晶體管根據(jù)將所 述控制信號(hào)的電壓向高電位側(cè)移動(dòng)了所述預(yù)定值后的電壓，來(lái)控制經(jīng)由所述第一信號(hào)路徑 從所述壓電元件放電的電荷，所述第三晶體管根據(jù)將所述控制信號(hào)的電壓向低電位側(cè)移動(dòng) 了所述預(yù)定值后的電壓，來(lái)控制經(jīng)由所述第二信號(hào)路徑向所述壓電元件充電的電荷。
[0015] 再有，在上述方式中，作為預(yù)定值，若第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管是 理想的，則可以為零，例如在為雙極晶體管時(shí)，優(yōu)選設(shè)定為相當(dāng)于偏壓的電壓，例如在為 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor :金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管）時(shí)，優(yōu)選設(shè)定為相當(dāng)于閾值電壓的電壓。
[0016] 在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為，當(dāng)不是低于所述第一電壓時(shí)，所述第一晶體管斷開(kāi)，當(dāng)不 是高于等于所述第一電壓且低于所述第二電壓時(shí)，所述第二晶體管和所述第三晶體管斷 開(kāi)。由此，由于在壓電元件的保持電壓不是低于第一電壓時(shí)，第一晶體管斷開(kāi)，故壓電元件 與第一信號(hào)路徑電隔離，另外，由于在不是高于等于第一電壓且低于第二電壓時(shí)，第二晶體 管和第三晶體管斷開(kāi)，故壓電元件與第二信號(hào)路徑電隔離。
[0017] 另外，在按照控制信號(hào)的電壓來(lái)控制向壓電元件充電的電荷的方式中，亦可采用 如下結(jié)構(gòu)，即，以將從所述控制信號(hào)的電壓中減去所述壓電元件所保持的電壓后的電壓按 預(yù)定數(shù)倍增而得到的電壓，來(lái)控制向所述壓電元件充電的電荷或從所述壓電元件放電的電 荷。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)負(fù)反饋控制，從而使由壓電元件所保持的電壓在短時(shí)間內(nèi)高精度 地隨動(dòng)于輸入信號(hào)的電壓。
[0018] 為了達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明的另一方式所涉及的電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路的特征 在于，使電容性負(fù)載反復(fù)進(jìn)行充電和放電，并具備：電荷供給源；第一信號(hào)路徑，其通過(guò)所 述電荷供給源而被施加第一電壓；第二信號(hào)路徑，其通過(guò)所述電荷供給源而被施加與所述 第一電壓相比較高的第二電壓；控制信號(hào)生成部，其供給控制信號(hào)；以及連接路徑選擇部， 其根據(jù)所述控制信號(hào)的電壓和所述電容性負(fù)載的保持電壓，而使用所述第一信號(hào)路徑或所 述第二信號(hào)路徑來(lái)對(duì)所述電容性負(fù)載和所述電荷供給源進(jìn)行電連接。
[0019] 關(guān)于電容性負(fù)載的充電或放電，通過(guò)將電容性負(fù)載與第一信號(hào)路徑或第二信號(hào)路 徑進(jìn)行電連接來(lái)執(zhí)行，并且關(guān)于該電連接，由于不僅考慮到控制信號(hào)的電壓，還考慮到電容 性負(fù)載的保持電壓而進(jìn)行規(guī)定，因此能夠精細(xì)地控制電容性負(fù)載。再有，根據(jù)上述電容性負(fù) 載驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)于電容性負(fù)載的充電和放電，由于是分階段地進(jìn)行，因此與在電源電壓間一 口氣地進(jìn)行的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，能夠提高能量效率。另外，由于不像D級(jí)放大那樣對(duì)大電流進(jìn) 行開(kāi)關(guān)，因此能夠抑制EMI的發(fā)生。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為表示印刷裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0021] 圖2為表示印刷頭中的噴出部的主要部位結(jié)構(gòu)的圖。
[0022] 圖3為表示供給于印刷頭的控制信號(hào)COM等的一個(gè)示例的波形圖。
[0023] 圖4為表示印刷裝置的主要部位結(jié)構(gòu)的框圖。
[0024] 圖5為表示印刷頭中的驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。
[0025] 圖6為驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作說(shuō)明圖。
[0026] 圖7為驅(qū)動(dòng)器中的電平移動(dòng)器的動(dòng)作說(shuō)明圖。
[0027] 圖8為用于說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器中的電流（電荷）的流動(dòng)的圖。
[0028] 圖9為用于說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器中的電流（電荷）的流動(dòng)的圖。
[0029] 圖10為用于說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器中的電流（電荷）的流動(dòng)的圖。
[0030] 圖11為用于說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器中的電流（電荷）的流動(dòng)的圖。
[0031] 圖12為驅(qū)動(dòng)器的充放電時(shí)的損耗的說(shuō)明圖。
[0032] 圖13為表示輔助電源電路的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。
[0033] 圖14為輔助電源電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。
[0034] 圖15為表示輔助電源電路的電壓變更的圖。
[0035] 圖16為表示驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用例(之1)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。
[0036] 圖17為表示驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用例(之2)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說(shuō)明。
[0038] 印刷裝置的總體結(jié)構(gòu)
[0039] 本發(fā)明的實(shí)施方式的印刷裝置為，根據(jù)從主機(jī)所供給的圖像數(shù)據(jù)而噴出液體的油 墨，從而在紙等被記錄材料上形成油墨點(diǎn)組，由此，印刷與該圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的圖像(包括文 字、圖形等）的噴墨打印機(jī)，即液體噴出裝置。
[0040] 圖1為表示印刷裝置1的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0041] 如該圖所示，印刷裝置1被構(gòu)成為，包括基于從主機(jī)所供給的圖像數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行用 于圖像的印刷的運(yùn)算處理的控制單元10、和具有多個(gè)噴嘴的印刷頭20。再有，控制單元10 和印刷頭20經(jīng)由柔性電纜190而電連接。另外，印刷頭20被裝載在能夠沿與被記錄材料 的輸送方向（副掃描方向）大致正交的方向（主掃描方向）移動(dòng)的滑架（圖不省略）上。
[0042] 控制單元10包括主控制部120、DAC (Digital to Analog Converter :數(shù)字模擬 轉(zhuǎn)換器）160和主電源電路180。
[0043] 主控制部120基于從主機(jī)所取得的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)執(zhí)行圖像展開(kāi)處理、顏色轉(zhuǎn)換處 理、墨色分版處理、半色調(diào)處理等用于印刷的運(yùn)算處理，并生成用于使油墨從印刷頭20的 噴嘴噴出的多種信號(hào)。在多種信號(hào)中，包含供給于DAC160的數(shù)字的控制數(shù)據(jù)dCOM及供給 于后述的頭控制部220的各種信號(hào)。
[0044] 再有，主控制部120所執(zhí)行的用于印刷的各運(yùn)算處理的內(nèi)容在印刷裝置的技術(shù)領(lǐng) 域中是眾所周知的事項(xiàng)，因此其說(shuō)明予以省略。另外，作為印刷裝置1，包括使裝載了印刷頭 20的滑架在主掃描方向上進(jìn)行移動(dòng)的滑架電機(jī)、用于在副掃描方向上對(duì)被記錄材料進(jìn)行輸 送的輸送電機(jī)等，另外，作為控制單元10,包括向這些電機(jī)供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)的結(jié)構(gòu)，同樣是眾 所周知的事項(xiàng)，因此其說(shuō)明予以省略。
[0045] DAC160將控制數(shù)據(jù)dCOM轉(zhuǎn)換為模擬的驅(qū)動(dòng)信號(hào)COM并供給于印刷頭20。
[0046] 主電源電路180向控制單元10的各部及印刷頭20供給電源電壓。特別是，主電 源電路180向印刷頭20供給V H、G，以作為相對(duì)于印刷頭20的電源電壓。
[0047] 再有，G (Ground)為接地電位，在該說(shuō)明中只要未特別進(jìn)行說(shuō)明，即作為電壓零的 基準(zhǔn)。另外，電壓￥11在實(shí)施方式中相對(duì)于接地電位G為高電位側(cè)。
[0048] 雖然未特別圖示，但從油墨容器經(jīng)由流道而向印刷頭20供給一種色或多種顏色 的油墨。印刷頭20除輔助電源電路50、頭控制部220和選擇部230以外，還包括驅(qū)動(dòng)器30 和壓電元件（piezo元件）40的多個(gè)組。
[0049] 頭控制部220按照從主控制部120所供給的各種信號(hào)，來(lái)控制選擇部230的選擇。
[0050] 選擇部230具有與驅(qū)動(dòng)器30和壓電元件40的多個(gè)組中的每個(gè)組對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)232， 各開(kāi)關(guān)232的一端相互連接，共同被供給控制信號(hào)C0M，而另一端分別與相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器30 的輸入端連接。各開(kāi)關(guān)232按照由頭控制部220進(jìn)行的控制而導(dǎo)通/斷開(kāi)，并且在導(dǎo)通時(shí)將 控制信號(hào)COM供給于驅(qū)動(dòng)器30,而在斷開(kāi)時(shí)切斷控制信號(hào)COM。因此，選擇部230按照頭控 制部220而選擇從控制單元10供給的控制信號(hào)C0M，并供給于驅(qū)動(dòng)器30。為了說(shuō)明方便起 見(jiàn)，將控制信號(hào)COM中按照頭控制部220而被選擇并供給于驅(qū)動(dòng)器30的控制信號(hào)記作Vin。
[0051] 驅(qū)動(dòng)器30按照從選擇部230供給的控制信號(hào)Vin，而使用由輔助電源電路50供給 的多個(gè)電壓和電源電壓V H、G來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電兀件40。
[0052] 壓電元件40的一端與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器30的輸出端連接，而壓電元件40的另一端共 同接地于接地電位G。因此，壓電元件40所保持的電壓兼具驅(qū)動(dòng)器30的輸出電壓的意義， 故而記作電壓Vout。
[0053] 關(guān)于輔助電源電路50的具體的結(jié)構(gòu)將在以后敘述，輔助電源電路50通過(guò)利用電 荷泵電路對(duì)由主電源電路180所供給的電源電壓V H、G進(jìn)行分壓和再分配，從而生成電壓 VH/6、2VH/6、3VH/6、4VH/6和5V H/6,并共同供給于多個(gè)驅(qū)動(dòng)器30。
[0054] 如上所述，壓電元件40與印刷頭20中的多個(gè)噴嘴中的各噴嘴對(duì)應(yīng)地設(shè)置，通過(guò)壓 電元件40的驅(qū)動(dòng)而使油墨噴出。因此，接下來(lái)簡(jiǎn)單地對(duì)用于通過(guò)對(duì)壓電元件40的驅(qū)動(dòng)而 使油墨噴出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0055] 圖2為表示在印刷頭20中，與一個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)的噴出部400的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0056] 如圖所示，噴出部400包括壓電元件40、振動(dòng)板421、空腔(壓力室)431、貯液器441 和噴嘴451。其中，振動(dòng)板421因在圖中被設(shè)置于上表面上的壓電元件40而變形，從而使充 填有油墨的空腔431的內(nèi)部容積擴(kuò)大或縮小。噴嘴451是與空腔431連通的開(kāi)口部。
[0057] 該圖中所示的壓電元件40 -般稱(chēng)為單晶（Monomorph)型，且為用一對(duì)電極411、 412夾持壓電體401的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)的壓電體401中，根據(jù)向電極411、412之間所施加 的電壓，電極411、412、振動(dòng)板421-起以圖中的中央部分相對(duì)于兩端部分在上下方向上彎 曲。此處，當(dāng)向上方彎曲時(shí)，空腔431的內(nèi)部容積將擴(kuò)大，因此油墨將從貯液器441中被引 入，而在向下方彎曲時(shí)，空腔431的內(nèi)部容積將縮小，因此油墨將從噴嘴451噴出。
[0058] 再有，壓電元件40不限于單晶型，也可以是雙晶型或?qū)訅盒偷龋恍铻槟軌蚴箟?電元件變形從而使油墨之類(lèi)的液體噴出的類(lèi)型即可。
[0059] 圖3為表示供給于印刷頭20的控制信號(hào)COM等的一個(gè)示例的圖。
[0060] 如該圖所示，控制信號(hào)COM中，從作為驅(qū)動(dòng)壓電元件40的信號(hào)的最小單位的驅(qū)動(dòng) 脈沖PC0M1至PC0M4在印刷周期Ta內(nèi)按時(shí)間序列連續(xù)。再有，控制信號(hào)COM實(shí)際上是以該 印刷周期Ta為一個(gè)周期的重復(fù)的波形。
[0061] 在該印刷期間Ta內(nèi)，在最初的第一個(gè)期間T1內(nèi)驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M1在列，在其次的第 二個(gè)期間T2內(nèi)，驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M2在列，在第三個(gè)期間T3內(nèi)，驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M3在列，在第四個(gè) 期間T4內(nèi)，驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M4在列。
[0062] 在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M2、PC0M3相互為大致相同的波形，若分別被供給 于壓電元件40,則為分別使噴嘴噴出預(yù)定量的、例如中等程度的量的油墨的波形。另外，驅(qū) 動(dòng)脈沖PC0M4為與驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M2 (PC0M3)不同的波形，若驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M4被供給于壓電 元件40,則為使噴嘴噴出比上述預(yù)定量少的量的油墨的波形。再有，驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M1是使噴 嘴的開(kāi)口部附近的油墨發(fā)生微振動(dòng)，從而防止油墨的粘度的增大的波形。因此，即使驅(qū)動(dòng)脈 沖PC0M1被供給于壓電元件40,也不會(huì)從噴嘴噴出油墨滴。
[0063] 另一方面，在由主控制部120供給的各種信號(hào)中，供給有針對(duì)每個(gè)像素而對(duì)從噴 嘴噴出的油墨量(灰度)進(jìn)行規(guī)定的兩比特的打印數(shù)據(jù)、對(duì)印刷周期Ta的開(kāi)始時(shí)刻進(jìn)行規(guī)定 的脈沖、對(duì)期間T2、T3、T4的開(kāi)始時(shí)刻進(jìn)行規(guī)定的脈沖等。
[0064] 頭控制部220按照由主控制部120所供給的各種信號(hào)，而針對(duì)每個(gè)驅(qū)動(dòng)器30以如 下的方式選擇控制信號(hào)C0M，并作為控制信號(hào)Vin而供給。
[0065] 圖3還圖示了對(duì)于兩比特的打印數(shù)據(jù)，控制信號(hào)COM如何被頭控制部220和選擇 部230選擇，并作為控制信號(hào)Vin而供給。
[0066] 詳細(xì)而言，與某個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)的打印數(shù)據(jù)例如為（11)時(shí)，頭控制部220在期間T2、T3 內(nèi)使與該噴嘴對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)232導(dǎo)通。因此，控制信號(hào)COM中的驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M2、PC0M3被選 擇，而成為控制信號(hào)Vin。如后文所述那樣，驅(qū)動(dòng)器30以隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin的電壓的方式 輸出電壓Vout，并對(duì)與該噴嘴對(duì)應(yīng)的壓電元件40進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，從該噴嘴分兩次噴出與 各自對(duì)應(yīng)的中等程度的量的油墨。因而，在被記錄材料上各個(gè)油墨噴落并合并的結(jié)果是，形 成大點(diǎn)。
[0067] 另外，與某個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)的打印數(shù)據(jù)為（01)時(shí)，頭控制部220在期間T3、T4內(nèi)使與 該噴嘴對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)232導(dǎo)通。因此，控制信號(hào)COM中的驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M3、PC0M4被選擇，而成 為控制信號(hào)Vin。由于通過(guò)隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin的電壓Vout而驅(qū)動(dòng)壓電元件40,故而從該 噴嘴分兩次噴出與各自對(duì)應(yīng)的中等程度和小程度的量的油墨。因而，在被記錄材料上各個(gè) 油墨噴落并合并的結(jié)果是，形成中點(diǎn)。
[0068] 另一方面，與某個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)的打印數(shù)據(jù)為（10)時(shí)，頭控制部220僅在期間T4內(nèi)使 與該噴嘴對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)232導(dǎo)通。因此，控制信號(hào)COM中的驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M4被選擇，而成為控 制信號(hào)Vin。由于通過(guò)隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin的電壓Vout而驅(qū)動(dòng)壓電元件40,故而從該噴嘴 僅噴出一次小程度的量的油墨。因而，在被記錄材料上形成小點(diǎn)。
[0069] 而且，與某個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)的打印數(shù)據(jù)為（00)時(shí)，頭控制部220僅在期間T1內(nèi)使與該 噴嘴對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)232導(dǎo)通。因此，控制信號(hào)COM中的驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M1被選擇，而成為控制信 號(hào)Vin。雖然通過(guò)隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin的電壓Vout而驅(qū)動(dòng)壓電元件40,但在期間T1內(nèi)噴 嘴的開(kāi)口部附近的油墨僅發(fā)生微振動(dòng)。因而，由于不噴出油墨，故而在被記錄材料上不會(huì)形 成點(diǎn)，即成為非記錄。
[0070] 通過(guò)根據(jù)這樣的打印數(shù)據(jù)，選擇控制信號(hào)COM并作為控制信號(hào)Vin而供給，從而呈 現(xiàn)出大點(diǎn)、中點(diǎn)、小點(diǎn)和非記錄這4種灰度。再有，這樣的選擇動(dòng)作是針對(duì)每個(gè)噴嘴而同時(shí) 并行地執(zhí)行的。另外，圖3所示的波形只不過(guò)是一個(gè)示例。
[0071] 圖4為表示在印刷裝置1中，著眼于一組驅(qū)動(dòng)器30和壓電元件40時(shí)的主要部位 結(jié)構(gòu)的框圖。
[0072] 供給于驅(qū)動(dòng)器30的控制信號(hào)Vin為，通過(guò)與該驅(qū)動(dòng)器30對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)232的導(dǎo)通 而從由DAC160進(jìn)行了轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)信號(hào)COM中選出的信號(hào)。因此，可以說(shuō)控制信號(hào)Vin是從 控制信號(hào)生成部15供給于該驅(qū)動(dòng)器30的，所述控制信號(hào)生成部15通過(guò)將作為驅(qū)動(dòng)器30 的前級(jí)的主控制部120、DAC160、選擇部230 (開(kāi)關(guān)232)作為一個(gè)模塊而形成。
[0073] 另一方面，輔助電源電路50根據(jù)電源電壓VH、G生成VH/6、2V H/6、3VH/6、4VH/6和 5Vh/6并供給于驅(qū)動(dòng)器30,驅(qū)動(dòng)器30使用電源電壓V H、G和電壓Vh/6、2Vh/6、3Vh/6、4V h/6、 5Vh/6,而將隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin的電壓的電壓Vout供給于壓電元件40,這一點(diǎn)如上文所 述。另外，電壓V H/6從輔助電源電路50經(jīng)由電源布線511而被供給于驅(qū)動(dòng)器30,同樣地， 電壓2VH/6、3V H/6、4VH/6、5VH/6經(jīng)由電源布線512、513、514、515供給于驅(qū)動(dòng)器30。
[0074] 再有，如圖4中括號(hào)內(nèi)所記載的那樣，輔助電源電路50相當(dāng)于電荷供給源，驅(qū)動(dòng)器 30相當(dāng)于連接路徑選擇部。另外，當(dāng)將電壓V H/6、2VH/6、…的各電壓設(shè)為第一電壓、第二電 壓、…時(shí)，電源布線511、512、…的各條布線相當(dāng)于第一信號(hào)路徑、第二信號(hào)路徑、…。
[0075] 驅(qū)動(dòng)器
[0076] 壓電元件40與印刷頭20中的多個(gè)噴嘴中的各個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)地設(shè)置，并且分別通過(guò) 與之成組的驅(qū)動(dòng)器30而被驅(qū)動(dòng)。
[0077] 圖5為表示對(duì)一個(gè)壓電元件40進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器30的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。
[0078] 如該圖所示，驅(qū)動(dòng)器30采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，包括運(yùn)算放大器32、單位電路34a? 34f和比較器38a?38e，并按照控制信號(hào)Vin而對(duì)壓電元件40進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0079] 當(dāng)包含電壓零在內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器30使用7種電壓，詳細(xì)而言，按從低至高的順序?yàn)殡?壓零(接地電位 G )、VH/6、2VH/6、3VH/6、4VH/6、5V H/6、VH。
[0080] 其中，除去電壓零和電壓VH后的5種電壓分別經(jīng)由各電源布線511、512、513、514、 515而從輔助電源電路50被供給。
[0081] 在作為驅(qū)動(dòng)器30的輸入端的、運(yùn)算放大器32的輸入端（+)，供給有從選擇部230 輸出的控制信號(hào)Vin。運(yùn)算放大器32的輸出信號(hào)分別被供給于單位電路34a?34f，并且 經(jīng)由電阻Rf而被負(fù)反饋到運(yùn)算放大器32的輸入端（一），而且還經(jīng)由電阻Rin而接地于接 地電位G。因此，運(yùn)算放大器32將控制信號(hào)Vin非反相放大（Ι+Rf/Rin)倍。
[0082] 運(yùn)算放大器32的電壓放大率可通過(guò)電阻Rf、Rin來(lái)設(shè)定，但為了方便起見(jiàn)，在此后 將Rf設(shè)為零，將Rin設(shè)為無(wú)窮大。即，以在此后將運(yùn)算放大器32的電壓放大率設(shè)定為" 1"， 從而控制信號(hào)Vin原封不動(dòng)地被供給于單位電路34a?34f這一前提進(jìn)行說(shuō)明。再有，電 壓放大率亦可為"1"以外。
[0083] 單位電路34a?34f以與所述7種電壓中的相鄰的兩個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的方式，按照電 壓從低至高的順序被設(shè)置。詳細(xì)而言，單位電路34a以與電壓零和電壓V H/6相對(duì)應(yīng)的方式 而被設(shè)置，單位電路34b以與電壓VH/6和電壓2VH/6相對(duì)應(yīng)的方式而被設(shè)置，單位電路34c 以與電壓2VH/6和電壓3VH/6相對(duì)應(yīng)的方式而被設(shè)置，單位電路34d以與電壓3V H/6和電壓 4VH/6相對(duì)應(yīng)的方式而被設(shè)置，單位電路34e以與電壓4VH/6和電壓5V H/6相對(duì)應(yīng)的方式而 被設(shè)置，單位電路34f以與電壓5VH/6和電壓VH相對(duì)應(yīng)的方式而被設(shè)置。
[0084] 單位電路34a?34f的電路結(jié)構(gòu)相互之間是相同的，包括電平移動(dòng)器36a?36f 中的對(duì)應(yīng)的某一個(gè)、雙極型的NPN型的晶體管341和PNP型的晶體管342。
[0085] 再有，關(guān)于單位電路34a?34f，在進(jìn)行非特定的一般性說(shuō)明時(shí)，僅以符號(hào)"34"進(jìn) 行說(shuō)明，同樣，關(guān)于電平移動(dòng)器36a?36f，在進(jìn)行非特定的一般性說(shuō)明時(shí)，僅以符號(hào)"36"進(jìn) 行說(shuō)明。
[0086] 電平移動(dòng)器36取使能（enable)狀態(tài)和非使能（disable)狀態(tài)中的某一狀態(tài)。詳 細(xì)而言，電平移動(dòng)器36在被供給于帶有圓圈標(biāo)記的負(fù)控制端的信號(hào)為L(zhǎng)電平，并且，被供給 于未帶有圓圈標(biāo)記的正控制端的信號(hào)為Η電平時(shí)，成為使能狀態(tài)，在凡此以外的情形時(shí)，成 為非使能狀態(tài)。
[0087] 如后文所述，上述7種電壓中的除去電壓零和電壓VH后的5種電壓，與各比較器 38a?38e--對(duì)應(yīng)。此處，當(dāng)著眼于某單位電路34時(shí)，在該單位電路34中的電平移動(dòng)器 36的負(fù)控制端，供給有與對(duì)應(yīng)于該單位電路34的兩個(gè)電壓中的高電位側(cè)的電壓相對(duì)應(yīng)的 比較器的輸出信號(hào)，而在電平移動(dòng)器36的正控制端，供給有與對(duì)應(yīng)于該單位電路的兩個(gè)電 壓中的低電位側(cè)的電壓相對(duì)應(yīng)的比較器的輸出信號(hào)。但是，單位電路34f中的電平移動(dòng)器 36f的負(fù)控制端被接地于相當(dāng)于L電平的電壓零的接地電位G，而單位電路34a中的電平移 動(dòng)器36a的正控制端被連接于供給相當(dāng)于Η電平的電壓V H的電源布線516。
[0088] 另外，電平移動(dòng)器36在使能狀態(tài)下，使所輸入的控制信號(hào)Vin的電壓向負(fù)方向移 動(dòng)預(yù)定值，再供給于晶體管341的基極端子，另一方面，使控制信號(hào)Vin的電壓向正方向移 動(dòng)預(yù)定值，再供給于晶體管342的基極端子。電平移動(dòng)器36在非使能狀態(tài)下，無(wú)論控制信 號(hào)Vin如何，均將使晶體管341斷開(kāi)的電壓，例如電壓V H供給于該晶體管341的基極端子， 并且將使晶體管342斷開(kāi)的電壓，例如電壓零供給于該晶體管342的基極端子。
[0089] 再有，作為預(yù)定值，設(shè)定為電流開(kāi)始流通于發(fā)射極端子中的基極一發(fā)射極間的電 壓(偏壓，約0. 6伏)。因此，預(yù)定值是根據(jù)晶體管341、342的特性所決定的性質(zhì)，若晶體管 341、342是理想的，則預(yù)定值為零。
[0090] 晶體管341的集電極端子與供給對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電壓中的高電位側(cè)電壓的電源布線 連接，晶體管342的集電極端子與供給低電位側(cè)電壓的電源布線連接。例如，在與電壓零和 電壓V H/6對(duì)應(yīng)的單位電路34a中，晶體管341的集電極端子與供給電壓VH/6的電源布線 511連接，晶體管342的集電極端子與電壓為零的接地電位G連接。另外，例如，在與電壓 VH/6和電壓2VH/6對(duì)應(yīng)的單位電路34b中，晶體管341的集電極端子與供給電壓2V H/6的電 源布線512連接，晶體管342的集電極端子與供給電壓VH/6的電源布線511連接。再有， 在與電壓5V H/6和電壓VH對(duì)應(yīng)的單位電路34f中，晶體管341的集電極端子與供給電壓VH 的電源布線516連接，晶體管342的集電極端子與供給電壓5VH/6的電源布線515連接。
[0091] 另一方面，在單位電路34a?34f中，晶體管341、342的各發(fā)射極端子共同連接于 壓電元件40的一端。因此，如上所述，晶體管341、342的各發(fā)射極端子的共用連接點(diǎn)作為 驅(qū)動(dòng)器30的輸出端而與壓電元件40的一端連接。
[0092] 比較器38a?38e與所述7種電壓中的除去電壓零和電壓VH后的5種電壓V h/6、 2Vh/6、3Vh/6、4Vh/6、5V h/6、VH相對(duì)應(yīng)，并對(duì)被供給兩個(gè)輸入端的電壓彼此的高低進(jìn)行比較， 且輸出表示該比較結(jié)果的信號(hào)。此處，在比較器38a?38e的兩個(gè)輸入端之中，一端被連接 于供給與自身對(duì)應(yīng)的電壓的電源布線，另一端與晶體管341、342的各發(fā)射極端子一起，共 同連接于壓電元件40的一端。例如，與電壓％/6對(duì)應(yīng)的比較器38a的兩個(gè)輸入端之中， 一端被連接于供給與自身對(duì)應(yīng)的電壓％/6的電源布線511，另外，例如，與電壓2V H/6對(duì)應(yīng) 的比較器38b的兩個(gè)輸入端之中，一端被連接于供給與自身對(duì)應(yīng)的電壓2VH/6的電源布線 512。
[0093] 各個(gè)比較器38a?38e在輸入端中的另一端的電壓Vout高于等于一端的電壓時(shí)， 將輸出作為Η電平的信號(hào)，而在電壓Vout低于一端的電壓時(shí)，將輸出作為L(zhǎng)電平的信號(hào)。
[0094] 具體而言，例如，比較器38a在電壓Vout高于等于電壓VH/6時(shí)，將輸出作為Η電 平的信號(hào)，而在低于電壓V H/6時(shí)，將輸出作為L(zhǎng)電平的信號(hào)。另外，例如，比較器38b在電 壓Vout高于等于電壓2VH/6時(shí)，將輸出作為Η電平的信號(hào)，而在低于電壓2V H/6時(shí)，將輸出 作為L(zhǎng)電平的信號(hào)。
[0095] 當(dāng)著眼于5種電壓中的一種時(shí)，與所著眼的該電壓對(duì)應(yīng)的比較器的輸出信號(hào)分別 被供給于以該電壓為高電位側(cè)電壓的單位電路的電平移動(dòng)器36的負(fù)輸入端、和以該電壓 為低電位側(cè)電壓的單位電路的電平移動(dòng)器36的正輸入端。
[0096] 例如，與電壓VH/6對(duì)應(yīng)的比較器38a的輸出信號(hào)分別被供給于以該電壓V H/6為高 電位側(cè)電壓而對(duì)應(yīng)的單位電路34a的電平移動(dòng)器36a的負(fù)輸入端、和以該電壓VH/6為低電 位側(cè)電壓而對(duì)應(yīng)的單位電路34b的電平移動(dòng)器36b的正輸入端。另外，例如，與電壓2V h/6 對(duì)應(yīng)的比較器38b的輸出信號(hào)分別被供給于以該電壓2Vh/6為高電位側(cè)電壓而對(duì)應(yīng)的單位 電路34b的電平移動(dòng)器36b的負(fù)輸入端、和以該電壓2V H/6為低電位側(cè)電壓而對(duì)應(yīng)的單位 電路34c的電平移動(dòng)器36c的正輸入端。
[0097] 接著，對(duì)驅(qū)動(dòng)器30的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0098] 首先，對(duì)相對(duì)于由壓電元件40所保持的電壓Vout，比較器38a?38e和電平移動(dòng) 器36成為怎樣的狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
[0099] 在電壓Vout高于等于電壓零且低于電壓VH/6的狀態(tài)(第一狀態(tài)沖，比較器38a? 38e的輸出信號(hào)全部為L(zhǎng)電平。因此，在第一狀態(tài)中，只有電平移動(dòng)器36a成為使能狀態(tài)，其 他電平移動(dòng)器36b?36f均成為非使能狀態(tài)。
[0100] 在電壓Vout高于等于電壓VH/6且低于電壓2VH/6的狀態(tài)(第二狀態(tài)）中，比較器 38a的輸出信號(hào)為Η電平，其他比較器38b?38e的輸出信號(hào)為L(zhǎng)電平。因此，在第二狀態(tài) 中，只有電平移動(dòng)器36b成為使能狀態(tài)，而其他電平移動(dòng)器36a、36c?36f均成為非使能狀 態(tài)。
[0101] 在電壓Vout高于等于電壓2VH/6且低于電壓3VH/6的狀態(tài)(第三狀態(tài)）中，比較器 38a、38b的輸出信號(hào)為Η電平，其他比較器38c?38e的輸出信號(hào)為L(zhǎng)電平。因此，在第三 狀態(tài)中，只有電平移動(dòng)器36c成為使能狀態(tài)，而其他電平移動(dòng)器36a、36b、36d?36f成為非 使能狀態(tài)。
[0102] 在電壓Vout高于等于電壓3VH/6且低于電壓4VH/6的狀態(tài)(第四狀態(tài)）中，比較器 38a、38b、38c的輸出信號(hào)為Η電平，其他比較器38d、38e的輸出信號(hào)為L(zhǎng)電平。因此，在第 四狀態(tài)中，只有電平移動(dòng)器36d成為使能狀態(tài)，而其他電平移動(dòng)器36a?36c、36e、36f均成 為非使能狀態(tài)。
[0103] 在電壓Vout高于等于電壓4VH/6且低于電壓5VH/6的狀態(tài)(第五狀態(tài)）中，比較器 38a?38d的輸出信號(hào)為Η電平，另一比較器38e的輸出信號(hào)為L(zhǎng)電平。因此，在第五狀態(tài) 中，只有電平移動(dòng)器36e成為使能狀態(tài)，而其他電平移動(dòng)器36a?36d、36f均成為非使能狀 態(tài)。
[0104] 在電壓Vout高于等于電壓5VH/6且低于電壓VH的狀態(tài)(第六狀態(tài)）中，比較器 38a?38e的輸出信號(hào)全部為Η電平。因此，在第六狀態(tài)中，只有電平移動(dòng)器36f成為使能 狀態(tài)，而其他電平移動(dòng)器36a?36d均成為非使能狀態(tài)。
[0105] 這樣，在第一狀態(tài)中只有電平移動(dòng)器36a成為使能狀態(tài)，以下同樣地，在第二狀態(tài) 中只有電平移動(dòng)器36b成為使能狀態(tài)，在第三狀態(tài)中只有電平移動(dòng)器36c成為使能狀態(tài)，在 第四狀態(tài)中只有電平移動(dòng)器36d成為使能狀態(tài)，在第五狀態(tài)中只有電平移動(dòng)器36e成為使 能狀態(tài)，在第六狀態(tài)中只有電平移動(dòng)器36f成為使能狀態(tài)。
[0106] 再有，關(guān)于從第一狀態(tài)至第六狀態(tài)，通過(guò)電壓Vout而進(jìn)行規(guī)定，但這可以換句話 說(shuō)成被保持(蓄積）于壓電元件40中的電荷的狀態(tài)。
[0107] 卻說(shuō)，在第一狀態(tài)中，當(dāng)電平移動(dòng)器36a處于使能狀態(tài)時(shí)，該電平移動(dòng)器36a將使 控制信號(hào)Vin向負(fù)方向電平移動(dòng)預(yù)定值后的電壓信號(hào)供給于單位電路34a中的晶體管341 的基極端子，并將使控制信號(hào)Vin向正方向電平移動(dòng)預(yù)定值后的電壓信號(hào)供給于單位電路 34a中的晶體管342的基極端子。
[0108] 此處，當(dāng)控制信號(hào)Vin的電壓比電壓Vout (發(fā)射極端子彼此之間的連接點(diǎn)電壓)高 時(shí)，與其差(基極一發(fā)射極間的電壓，嚴(yán)格地說(shuō)，為從基極一發(fā)射極間的電壓中減去預(yù)定值 后的電壓）對(duì)應(yīng)的電流從晶體管341的集電極端子流向發(fā)射極端子。因此，電壓Vout逐漸 上升而接近于控制信號(hào)Vin的電壓，當(dāng)最終電壓Vout與控制信號(hào)Vin的電壓相一致時(shí)，在 該時(shí)間點(diǎn)流通于晶體管341中的電流將變?yōu)榱恪?br> [0109] 另一方面，當(dāng)控制信號(hào)Vin的電壓比電壓Vout低時(shí)，與其差對(duì)應(yīng)的電流從晶體管 342的發(fā)射極端子流向集電極端子。因此，電壓Vout緩慢下降而接近于控制信號(hào)Vin的電 壓，當(dāng)電壓Vout與控制信號(hào)Vin的電壓相一致時(shí)，在該時(shí)間點(diǎn)流通于晶體管342中的電流 將變?yōu)榱恪?br> [0110] 因而，在第一狀態(tài)中，單位電路34a的晶體管341、342執(zhí)行使電壓Vout與控制信 號(hào)Vin相一致這樣的控制。
[0111] 另外,在第一狀態(tài)中，在單位電路34a以外的單位電路34b?34f內(nèi)，由于電平移 動(dòng)器36成為非使能狀態(tài)，因此向晶體管341的基極端子供給電壓V H，向晶體管342的基極 端子供給電壓零。因此，在第一狀態(tài)中，在單位電路34b?34f內(nèi)，由于晶體管341、342斷 開(kāi)，因此不會(huì)干涉電壓Vout的控制。
[0112] 再有，此處，對(duì)處于第一狀態(tài)時(shí)進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)于第二狀態(tài)?第六狀態(tài)也成為同 樣的動(dòng)作。詳細(xì)而言，根據(jù)保持于壓電元件40內(nèi)的電壓Vout，單位電路34a?34f的某一 個(gè)變得有效，并且變得有效的單位電路的晶體管341、342進(jìn)行控制，使得電壓Vout與控制 信號(hào)Vin相一致。因此，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)器30作為整來(lái)看時(shí)，電壓Vout成為隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin 的電壓的動(dòng)作。
[0113] 因而，如圖6 (a)所示，當(dāng)控制信號(hào)Vin例如從電壓零上升至電壓￥11時(shí)，電壓Vout 也隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin而從電壓零變化至電&VH。另外，如圖6 (b)所示，當(dāng)控制信號(hào)Vin 從電壓VH下降至電壓零時(shí)，電壓Vout也隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin而從電壓VH變化至電壓零。
[0114] 圖7為用于說(shuō)明電平移動(dòng)器的動(dòng)作的圖。
[0115] 當(dāng)控制信號(hào)Vin的電壓從電壓零上升變化至電壓VH時(shí)，電壓Vout也隨動(dòng)于控制 信號(hào)Vin而上升。在該上升過(guò)程中，當(dāng)電壓Vout為高于等于電壓零且低于電壓V H/6的第 一狀態(tài)時(shí)，電平移動(dòng)器36a成為使能狀態(tài)。因此，如圖7 (a)所不，通過(guò)電平移動(dòng)器36a而 使向晶體管341的基極端子供給的電壓(記作"P型")成為使控制信號(hào)Vin向負(fù)方向移動(dòng)預(yù) 定值后的電壓，向晶體管342的基極端子供給的電壓(記作"N型"）成為使控制信號(hào)Vin向 正方向移動(dòng)預(yù)定值后的電壓。另一方面，當(dāng)在第一狀態(tài)以外時(shí)，由于電平移動(dòng)器36a處于非 使能狀態(tài)，因此被供給于晶體管341的基極端子的電壓為V H，被供給于晶體管342的基極端 子的電壓為零。
[0116] 再有，圖7 (b)圖示了電平移動(dòng)器36b所輸出的電壓波形，圖7 (c)圖示了電平移 動(dòng)器36f所輸出的電壓波形。電平移動(dòng)器36b在電壓Vout為高于等于電壓VH/6且低于電 壓2V h/6的第二狀態(tài)時(shí)成為使能狀態(tài)，電平移動(dòng)器36f在電壓Vout為高于等于電壓5Vh/6 且低于電壓V H的第六狀態(tài)時(shí)成為使能狀態(tài)，只要留意這些方面，便無(wú)須作特別說(shuō)明。
[0117] 另外，關(guān)于控制信號(hào)Vin的電壓(或電壓Vout)的上升過(guò)程中的電平移動(dòng)器36c? 36e的動(dòng)作的說(shuō)明、以及關(guān)于控制信號(hào)Vin的電壓(或電壓Vout)的下降過(guò)程中的電平移動(dòng) 器36a?36f的動(dòng)作的說(shuō)明也予以省略。
[0118] 接著，關(guān)于單位電路34a?34f中的電流（電荷）的流動(dòng)，以單位電路34a、34b為 例，區(qū)分為充電時(shí)和放電時(shí)，而分別進(jìn)行說(shuō)明。
[0119] 圖8圖示了在第一狀態(tài)（電壓Vout為高于等于電壓零且小于電&VH/6的狀態(tài))時(shí)， 壓電元件40被充電時(shí)的動(dòng)作的圖。
[0120] 在第一狀態(tài)中，由于電平移動(dòng)器36a成為使能狀態(tài)，其他的電平移動(dòng)器36b?36f 成為非使能狀態(tài)，因此僅著眼于單位電路34a即可。
[0121] 在第一狀態(tài)中，當(dāng)控制信號(hào)Vin的電壓高于電壓Vout時(shí)，單位電路34a的晶體管 341中流通有與基極一發(fā)射極間的電壓對(duì)應(yīng)的電流。因而，單位電路34a的晶體管341作為 第一晶體管而發(fā)揮功能。再有，此時(shí)單位電路34a的晶體管342斷開(kāi)。
[0122] 此時(shí)，電流如圖中箭頭所示，按照電源布線511 -(單位電路34a的)晶體管341 - 壓電元件40的路徑流通，從而電荷被充電到壓電元件40內(nèi)。電壓Vout因該充電而上升。
[0123] 當(dāng)電壓Vout與控制信號(hào)Vin的電壓一致時(shí)，單位電路34a的晶體管341斷開(kāi)，因 此對(duì)壓電元件40的充電停止。
[0124] 另一方面，在控制信號(hào)Vin上升至電壓VH/6以上的情況下，由于電壓Vout隨動(dòng)于 控制信號(hào)Vin，因而也達(dá)到電壓V H/6以上，從而從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第二狀態(tài)（電壓Vout高于 等于電壓VH/6且小于電壓2V H/6的狀態(tài))。
[0125] 圖9為表示第二狀態(tài)中壓電元件40被充電時(shí)的動(dòng)作的圖。
[0126] 在第二狀態(tài)中，由于電平移動(dòng)器36b處于使能狀態(tài)，其他的電平移動(dòng)器36a、36c? 36f處于非使能狀態(tài)，因此僅著眼于單位電路34b即可。
[0127] 在第二狀態(tài)中，當(dāng)控制信號(hào)Vin高于電壓Vout時(shí)，單位電路34b的晶體管341中 將流通有與基極一發(fā)射極間的電壓對(duì)應(yīng)的電流。因而，單位電路34b的晶體管341作為第 三晶體管而發(fā)揮功能。再有，此時(shí)單位電路34b的晶體管342斷開(kāi)。
[0128] 此時(shí)，電流如圖中箭頭所示，按照電源布線512 -(單位電路34b的)晶體管341 - 壓電元件40的路徑流通，電荷被充電到壓電元件40內(nèi)。即，在第二狀態(tài)中壓電元件40被 充電的情況下，壓電元件40的一端經(jīng)由電源布線512而與輔助電源電路50電連接。
[0129] 這樣，當(dāng)電壓Vout上升時(shí)，若從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第二狀態(tài)，則電流的供給源從電 源布線511切換為電源布線512。
[0130] 當(dāng)電壓Vout與控制信號(hào)Vin -致時(shí)，由于單位電路34b的晶體管341斷開(kāi)，因此 對(duì)壓電元件40的充電停止。
[0131] 另一方面，在控制信號(hào)Vin上升至電壓2VH/6以上的情況下，由于電壓Vout隨動(dòng) 于控制信號(hào)Vin，因此也達(dá)到電壓2V H/6以上，其結(jié)果是，從第二狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第三狀態(tài)（電壓 Vout高于等于電壓2VH/6且低于電壓3VH/6的狀態(tài))。
[0132] 再有，雖然關(guān)于從第三狀態(tài)至第六狀態(tài)的充電動(dòng)作，未特別進(jìn)行圖示，但電流的供 給源分階段地切換為電源布線513、514、515、516。
[0133] 圖10為表示在第二狀態(tài)時(shí)，壓電元件40放電時(shí)的動(dòng)作的圖。
[0134] 在第二狀態(tài)中，電平移動(dòng)器36b成為使能狀態(tài)。在該狀態(tài)中，當(dāng)控制信號(hào)Vin低于 電壓Vout時(shí)，單位電路34b的晶體管342中將流通有與基極一發(fā)射極間的電壓對(duì)應(yīng)的電 流。因而，單位電路34b的晶體管341作為第二晶體管而發(fā)揮功能。再有，此時(shí)單位電路 34b的晶體管341斷開(kāi)。
[0135] 此時(shí)，電流如圖中箭頭所示，按照壓電元件40 -(單位電路34b的）晶體管342 - 電源布線511的路徑流通，電荷從壓電元件40被放電。即，在第一狀態(tài)中電荷被充電到壓 電元件40內(nèi)的情況下和第二狀態(tài)中電荷從壓電元件40被放電的情況下，壓電元件40的一 端經(jīng)由電源布線511而與輔助電源電路50電連接。另外，電源布線511在第一狀態(tài)的充電 時(shí)供給電流（電荷)，而在第二狀態(tài)的放電時(shí)回收電流（電荷)。
[0136] 再有，所回收的電荷被后述的輔助電源電路50再分配、再利用。
[0137] 當(dāng)電壓Vout與控制信號(hào)Vin -致時(shí)，由于單位電路34b的晶體管342斷開(kāi)，因此 壓電元件40的放電停止。
[0138] 另一方面，在控制信號(hào)Vin下降至小于電壓VH/6的情況下，由于電壓Vout隨動(dòng)于 控制信號(hào)Vin，因此也變得小于電壓VH/6,從第二狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第一狀態(tài)。
[0139] 圖11為表示在第一狀態(tài)時(shí)，壓電元件40放電時(shí)的動(dòng)作的圖。
[0140] 在第一狀態(tài)中，電平移動(dòng)器36a成為使能狀態(tài)。在該狀態(tài)中，當(dāng)控制信號(hào)Vin低于 電壓Vout時(shí)，單位電路34a的晶體管342流通有與基極一發(fā)射極間的電壓對(duì)應(yīng)的電流。
[0141] 再有，此時(shí)單位電路34a的晶體管341斷開(kāi)。
[0142] 另外，此時(shí)，電流如圖中箭頭所示，按照壓電元件40 -(單位電路34a的）晶體管 342 -接地電位G的路徑流通，從而電荷從壓電元件40被放電。
[0143] 此處，舉單位電路34a、34b為例，區(qū)分為充電時(shí)和放電時(shí)進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于單位電路 34c?34f，除了控制電流的晶體管341、342有所不同這一點(diǎn)以外，形成大致相同的動(dòng)作。
[0144] 即，電源布線512在第二狀態(tài)的充電時(shí)供給電流（電荷)，在第三狀態(tài)的放電時(shí)回收 電流（電荷)，電源布線513在第三狀態(tài)的充電時(shí)供給電流（電荷)，在第四狀態(tài)的放電時(shí)回收 電流（電荷)，電源布線514在第四狀態(tài)的充電時(shí)供給電流（電荷)，在第五狀態(tài)的放電時(shí)回收 電流（電荷)，電源布線515在第五狀態(tài)的充電時(shí)供給電流（電荷)，在第六狀態(tài)的放電時(shí)回收 電流（電荷)，電源布線516在第六狀態(tài)的充電時(shí)供給電流（電荷)，所回收的電荷通過(guò)輔助電 源電路50而被再分配、再利用。
[0145] 再有，在各狀態(tài)的放電路徑和充電路徑中，從壓電元件40的一端至晶體管341、 342中的發(fā)射極端子彼此間的連接點(diǎn)的路徑是共用的。
[0146] -般而言，當(dāng)將壓電兀件40這樣的電容性負(fù)載的電容設(shè)為C，將電壓振幅設(shè)為E 時(shí)，蓄積于電容性負(fù)載內(nèi)的能量P用下式表示，即，P= (C · E2) /2。
[0147] 壓電元件40因該能量P而變形并工作，但使油墨噴出的功量相對(duì)于能量P而言， 在1%以下。因而，壓電元件40可視作單純的電容。若以恒定的電源對(duì)電容C充電，則與 (C · E2) /2同等的能量被充電電路消耗。在放電時(shí)也有同等的能量被放電電路消耗。
[0148] 驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)
[0149] 在本實(shí)施方式中，當(dāng)將壓電元件40從電壓零充電至電壓VH時(shí)，要經(jīng)過(guò)如下六個(gè)階 段被充電，所述六個(gè)階段為，從電壓零至電壓V h/6，從電壓Vh/6至電壓2Vh/6，從電壓2Vh/6 至電壓3V h/6，從電壓3Vh/6至電壓4Vh/6，從電壓4Vh/6至電壓5V h/6，從電壓5Vh/6至電壓 VH。因此，在本實(shí)施方式中充電時(shí)的損耗只需圖12 (a)中相當(dāng)于打陰影的區(qū)域的面積的量 即可。詳細(xì)而言，在本實(shí)施方式中，壓電元件40中充電時(shí)的損耗與從電壓零一氣地充電至 電壓V H的線性放大比較，只需6/36 (=16. 7%)即可。
[0150] 另一方面，在本實(shí)施方式中，由于放電時(shí)也分階段進(jìn)行，因此放電時(shí)的損耗如用圖 12 (b)中相當(dāng)于打陰影區(qū)域的面積的量所示，與從電壓VH- 口氣地放電至電壓零的線性方 式相比，只需6/36 (=16. 7%)即可。
[0151] 但是，在本實(shí)施方式中，在作為放電時(shí)的損耗而被計(jì)入的電荷之中，除了從電壓 VH/6放電至電壓零的情形外，均被后述的輔助電源電路50回收并進(jìn)行再分配、再利用，因此 能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的低耗電化。
[0152] 再有，圖12不過(guò)是用于說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器30對(duì)壓電元件40的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作的概念圖。壓電 元件40實(shí)際上是通過(guò)控制信號(hào)COM中的從驅(qū)動(dòng)脈沖PC0M1至PC0M4之中選擇的信號(hào)而被 驅(qū)動(dòng)的，因此并不是始終以電壓零至電壓V H的振幅而被驅(qū)動(dòng)的。
[0153] 另外，在D級(jí)放大中，與線性放大進(jìn)行比較，能量效率高。其理由在于方面，S卩，輸 出級(jí)的有源元件在飽和狀態(tài)下動(dòng)作，從而幾乎不消耗電量；因由構(gòu)成低通濾波器的電感器 L所產(chǎn)生的磁能與由電容C所產(chǎn)生的能量的交換，從而不會(huì)在充電時(shí)產(chǎn)生線性放大那樣的 損耗；通過(guò)放電時(shí)的電流開(kāi)關(guān)，從而電流向電源再生等方面。
[0154] 然而，在實(shí)際的D級(jí)放大中，存在如下的問(wèn)題，S卩，輸出級(jí)的有源元件的電阻在飽 和狀態(tài)下也不為零；磁場(chǎng)泄漏；因電感器L的電阻成分而產(chǎn)生損耗；在調(diào)制時(shí)電感器L有時(shí) 會(huì)飽和等問(wèn)題。特別是在印刷頭20中，在由選擇部230從共用的控制信號(hào)COM中進(jìn)行選擇 并供給于多個(gè)壓電元件40的結(jié)構(gòu)中，從控制信號(hào)COM看到的負(fù)載電容的總量并非恒定，因 此不飽和的電感器L增加。
[0155] 在D級(jí)放大中，還存在波形品質(zhì)差、需要采取針對(duì)EMI的對(duì)策的問(wèn)題。關(guān)于波形品 質(zhì)，能夠通過(guò)追加虛設(shè)的電容或?yàn)V波器而得到改善，但追加的部分會(huì)導(dǎo)致耗電量的增加及 高成本。關(guān)于EMI，是由D級(jí)放大的開(kāi)關(guān)這一根本性問(wèn)題所導(dǎo)致的。即，這是由于在進(jìn)行開(kāi) 關(guān)時(shí)，不僅導(dǎo)通時(shí)所流通的電流與線性放大相比達(dá)到幾倍至十幾倍程度，而且隨此而放射 出的磁場(chǎng)的量也增多。為了應(yīng)對(duì)EMI，需要追加濾波器等，從而導(dǎo)致高成本。
[0156] 在本實(shí)施方式所涉及的印刷裝置1的驅(qū)動(dòng)器30中，由于相當(dāng)于輸出級(jí)的晶體管 341、342不進(jìn)行像D級(jí)放大那樣的開(kāi)關(guān)，另外，未使用電感器L，因此不會(huì)產(chǎn)生波形品質(zhì)差、 需要采取針對(duì)EMI的措施的問(wèn)題。
[0157] 另外，在本實(shí)施方式中，由于電壓Vout形成隨動(dòng)于控制信號(hào)Vin的電壓的動(dòng)作，因 此能夠精細(xì)地對(duì)壓電元件40進(jìn)行控制。即，關(guān)于施加于壓電元件40上的電壓Vout的起始 電壓和終止電壓，與用于驅(qū)動(dòng)的電壓V H/6、2VH/6、3VH/6、4VH/6和5V H/6無(wú)關(guān)。
[0158] 輔助電源電路
[0159] 圖13為表示輔助電源電路50的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。
[0160] 如該圖所示，輔助電源電路50被構(gòu)成為，包括開(kāi)關(guān)Swld、Swlu、Sw2d、Sw2u、Sw3d、 Sw3u、Sw4d、Sw4u、Sw5d、Sw5u 和電容元件 C12、C23、C34、C45、C56、Cl、C2、C3、C4、C5、C6。
[0161] 其中，開(kāi)關(guān)均為單刀雙擲，并按照控制信號(hào)A/B而將共用端子與端子a、b的某一個(gè) 連接。關(guān)于控制信號(hào)A/B，若進(jìn)行簡(jiǎn)化說(shuō)明，則是例如占空比為大約50%的脈沖信號(hào)，其頻率 相對(duì)于控制信號(hào)COM的頻率，例如被設(shè)定為20倍左右。這樣的控制信號(hào)A/B既可以由輔助 電源電路50中的內(nèi)部振蕩器（圖示省略）生成，也可以經(jīng)由柔性電纜190而從控制單元10 供給。
[0162] 另一方面，電容元件C12、C23、C34、C45、C56為用于電荷移動(dòng)，電容元件C1、C2、C3、 C4、C5用于備份。再有，電容兀件C6用于電源電壓VH的供給。
[0163] 所述開(kāi)關(guān)實(shí)際上是在半導(dǎo)體集成電路中組合晶體管而構(gòu)成的，電容元件相對(duì)于該 半導(dǎo)體集成電路而言是通過(guò)外接而被安裝的。再有，優(yōu)選為，在所述半導(dǎo)體集成電路中也形 成有所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器30的結(jié)構(gòu)。
[0164] 且說(shuō)，在輔助電源電路50中，供給電壓VH的電源布線516與電容元件C6的一端 和開(kāi)關(guān)Sw5u的端子a連接。開(kāi)關(guān)Sw5u的共用端子與電容元件C56的一端連接，電容元件 C56的另一端與開(kāi)關(guān)Sw5d的共用端子連接。開(kāi)關(guān)Sw5d的端子a與電容元件C5的一端和開(kāi) 關(guān)Sw4u的端子a連接。開(kāi)關(guān)Sw4u的共用端子與電容元件C45的一端連接，電容元件C45 的另一端與開(kāi)關(guān)Sw4d的共用端子連接。開(kāi)關(guān)Sw4d的端子a與電容元件C4的一端和開(kāi)關(guān) Sw3u的端子a連接。開(kāi)關(guān)Sw3u的共用端子與電容元件C34的一端連接，電容元件C34的另 一端與開(kāi)關(guān)Sw3d的共用端子連接。開(kāi)關(guān)Sw3d的端子a與電容元件C3的一端和開(kāi)關(guān)Sw2u 的端子a連接。開(kāi)關(guān)Sw2u的共用端子與電容元件C23的一端連接，電容元件C23的另一端 與開(kāi)關(guān)Sw2d的共用端子連接。開(kāi)關(guān)Sw2d的端子a與電容元件C2的一端和開(kāi)關(guān)Swlu的端 子a連接。開(kāi)關(guān)Swlu的共用端子與電容元件C12的一端連接，電容元件C12的另一端與開(kāi) 關(guān)Swld的共用端子連接。開(kāi)關(guān)Swld的端子a與電容元件C1的一端連接。
[0165] 電容元件C5的一端與電源布線515連接。同樣地，電容元件C4、C3、C2、C1的一 端分別與電源布線514、513、512、511連接。
[0166] 再有，開(kāi)關(guān)Sw5u、Sw4u、Sw3u、Sw2u、Swlu的各端子b與開(kāi)關(guān)Swld的端子a -起， 與電容元件Cl的一端連接。另外，電容元件06工5、04工3、02、(：1的各另一端與開(kāi)關(guān)5￥5(1、 Sw4d、Sw3d、Sw2d、Swld的各端子b共同接地于接地電位G。
[0167] 圖14為表示輔助電源電路50中的開(kāi)關(guān)的連接狀態(tài)的圖。
[0168] 各開(kāi)關(guān)根據(jù)控制信號(hào)A/B而取如下兩種狀態(tài)，S卩，共用端子與端子a連接的狀態(tài) (狀態(tài)A)，和共用端子與端子b連接的狀態(tài)(狀態(tài)B)。圖14 (a)和（b)分別用等效電路簡(jiǎn)易 地圖示了輔助電源電路50中的狀態(tài)A的連接、和狀態(tài)B的連接。
[0169] 在狀態(tài)A中，電容元件056、045、034、023、(：12、(：1在電壓￥11至接地電位6之間被 串聯(lián)連接。在狀態(tài)B中，由于電容元件C56、C45、C34、C23、C12、C1的一端彼此連接，因此這 些電容元件被并聯(lián)連接，從而使保持電壓均等化。
[0170] 因而，當(dāng)狀態(tài)A、B交替重復(fù)時(shí)，在狀態(tài)B時(shí)被均等化了的電壓VH/6,通過(guò)狀態(tài)A的 串聯(lián)連接而成為1?5倍，并分別被電容元件C1?C5保持，并且此時(shí)的保持電壓經(jīng)由電源 布線511?515而被供給于驅(qū)動(dòng)器30。
[0171] 此處，當(dāng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器30而使壓電元件40被充電時(shí)，在電容元件C1?C5中將顯現(xiàn) 出保持電壓下降的情況。由于保持電壓降低了的電容元件中通過(guò)狀態(tài)A的串聯(lián)連接而從電 源被補(bǔ)給電荷，并且通過(guò)狀態(tài)B的并聯(lián)連接的再分配而被均等化，因此從輔助電源電路50 的總體來(lái)看，以保持為電壓V H/6、2VH/6、3VH/6、4VH/6、5V H/6的方式而實(shí)現(xiàn)平衡。
[0172] 另一方面，當(dāng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器30而使壓電元件40被放電時(shí)，在電容元件C1?C5中將 顯現(xiàn)保持電壓上升的情況，但由于通過(guò)狀態(tài)A的串聯(lián)連接而排出電荷，并且通過(guò)狀態(tài)B的 并聯(lián)連接的再分配而被均等化，因此從輔助電源電路50的總體來(lái)看，以保持為V h/6、2Vh/6、 3Vh/6、4Vh/6、5V h/6的方式而實(shí)現(xiàn)平衡。再有，當(dāng)所排出的電荷無(wú)法被電容元件C56、C45、 C34、C23、C12、C1完全吸收而尚有剩余時(shí)，剩余的電荷將被電容元件C6吸收，即向電源系統(tǒng) 再生。因此，當(dāng)有壓電元件40以外的其他負(fù)載時(shí)，將被用于該負(fù)載的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)沒(méi)有其他負(fù) 載時(shí)，由于被包括電容元件C6在內(nèi)的其他電容元件吸收，因此電源電壓V H將上升，即產(chǎn)生 脈動(dòng)，但由于包括電容元件C6而增大了耦合電容器的電容量，從而在實(shí)用上能夠避免。
[0173] 當(dāng)將由這樣的輔助電源電路50所生成的電壓VH/6、2VH/6、3V H/6、4VH/6、5VH/6供給 于驅(qū)動(dòng)器30時(shí)，將能夠?qū)崿F(xiàn)低耗電量化，此外，還有如下優(yōu)點(diǎn)。即，在變更了從主電源電路 180所供給的電壓V H時(shí)，根據(jù)變更后的電壓VH，電壓VH/6、2VH/6、3V H/6、4VH/6、5VH/6也被變 更。
[0174] 電源電壓VH的振幅具有應(yīng)針對(duì)壓電元件40的單個(gè)性能而被設(shè)定的性質(zhì)。因此， 對(duì)于性能高(高效率的）的壓電元件40,如圖15 (a)中用等級(jí)A所示，只需以較低的振幅進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)即可。與此相對(duì)，對(duì)于性能低(低效率的）的壓電元件40,如用等級(jí)B所示，需要以較 大的振幅進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0175] 當(dāng)為了驅(qū)動(dòng)級(jí)別A、級(jí)別B雙方的壓電元件40,而按照級(jí)別B以較高的狀態(tài)將電壓 VH固定時(shí)，損耗將增加。特別是，當(dāng)對(duì)以低振幅就足以的級(jí)別A進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，浪費(fèi)較多。
[0176] 因此，如圖15 (b)所示，若按照壓電元件40的性能(效率）而恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定為電壓 VH，則特別是在對(duì)級(jí)別A進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，也能夠抑制無(wú)謂的損耗。
[0177] 在該輔助電源電路50中，當(dāng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器30而使壓電元件40被放電時(shí)，與用于該 放電的電源布線對(duì)應(yīng)的、電容元件C1?C6中的某一個(gè)的保持電壓暫時(shí)上升，但通過(guò)狀態(tài)A、 B的重復(fù)，從而以保持電壓VH/6的1?6倍的倍增電壓的方式而實(shí)現(xiàn)平衡。同樣地，當(dāng)壓電 元件40被充電時(shí)，與用于該充電的電源布線對(duì)應(yīng)的、電容元件C1?C6中的某一個(gè)的保持 電壓將暫時(shí)下降，但通過(guò)狀態(tài)A、B的重復(fù)，從而以保持電壓V H/6的1?6倍的倍增電壓的 方式而實(shí)現(xiàn)平衡。
[0178] 看到圖3中的控制信號(hào)COM (Vin)的電壓波形也可判別出，用于引入油墨的電壓 上升和用于使油墨噴出的電壓下降是一組，在印刷動(dòng)作中，該組被重復(fù)。因此，在輔助電源 電路50中，通過(guò)壓電元件40的放電而被回收的電荷在下次及之后的充電時(shí)被利用。
[0179] 因而，在本實(shí)施方式中，從印刷裝置1的總體來(lái)看時(shí)，通過(guò)從壓電元件40放電的電 荷的回收、再利用和驅(qū)動(dòng)器30中的分階段的充電、放電(參照?qǐng)D15)，從而能夠?qū)⑺牡?電力抑制得較低。
[0180] 再有，在輔助電源電路50中，在各開(kāi)關(guān)的共用端子從與端子a、b的一方的連接切 換到與另一方的連接時(shí)，若多個(gè)(在圖13為10個(gè))開(kāi)關(guān)存在特性偏差，則會(huì)產(chǎn)生不一齊切換 的狀態(tài)，從而有可能導(dǎo)致電容元件的兩端發(fā)生短路。例如，當(dāng)在切換時(shí)在開(kāi)關(guān)Swlu、Swld、 Sw2d中端子a與共用端子連接時(shí)，若產(chǎn)生在開(kāi)關(guān)Sw2u中端子b與共用端子連接的狀態(tài)，則 會(huì)導(dǎo)致電容元件C12、C23的串聯(lián)連接的兩端彼此發(fā)生短路。
[0181] 因此，優(yōu)選為，在開(kāi)關(guān)切換時(shí)，暫時(shí)經(jīng)過(guò)不與端子a、b中的任何一個(gè)連接的中立狀 態(tài)，從而抑制所述短路的發(fā)生的結(jié)構(gòu)。
[0182] 應(yīng)用、變形例
[0183] 本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，例如能夠?qū)崿F(xiàn)如下文所述這樣的各種應(yīng)用、變 形。再有，亦可在下述的應(yīng)用、變形的方式中任意地選擇的一個(gè)或適當(dāng)?shù)亟M合多個(gè)。
[0184] 負(fù)反饋控制
[0185] 圖16為表示實(shí)施方式的應(yīng)用例(之1)所涉及的驅(qū)動(dòng)器30的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的 圖。如該圖所示，在該應(yīng)用例中，采用如下結(jié)構(gòu)，即，壓電元件40的一端的電壓Vout被負(fù)反 饋到運(yùn)算放大器32的輸入端（一）。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)控制信號(hào)Vin的電壓與電壓Vout不同 時(shí)，向消除該不同的方向控制晶體管341、342。因此，即使在電平移動(dòng)器36a?36f或晶體 管341、342的響應(yīng)特性較差的情況下，亦能夠比較迅速地、高精度地使電壓Vout隨動(dòng)于控 制信號(hào)Vin。
[0186] 再有，優(yōu)選為，關(guān)于負(fù)反饋量，按照電平移動(dòng)器36a?36f或晶體管341、342的特 性而恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定的結(jié)構(gòu)。例如，在圖的示例中，運(yùn)算放大器32為輸出從控制信號(hào)Vin 的電壓中減去電壓Vout后的電壓的結(jié)構(gòu)，但也可以采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，該減去后的電壓乘 以恰當(dāng)?shù)南禂?shù)而供給于電平移動(dòng)器36a?36f的結(jié)構(gòu)。
[0187] 圖17為表示實(shí)施方式的另一應(yīng)用例(之2)所涉及的驅(qū)動(dòng)器30的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例 的圖。雖然在圖5所說(shuō)明過(guò)的驅(qū)動(dòng)器30中，將單位電路34a?34f的晶體管341、342設(shè)為 雙極型，但在圖17所示的應(yīng)用例(之2)中，將該晶體管341、342中的各晶體管設(shè)為P、N溝 道型的 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor :金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）351、352。
[0188] 在使用M0SFET35U352的情況下，只需在各漏端子與壓電元件40的一端之間，分 別設(shè)置防逆流用的二極管即可。另外，在使用M0SFET35U352的情況下，關(guān)于電平移動(dòng)器 36a?36f，成為如下結(jié)構(gòu)，即，當(dāng)處于使能狀態(tài)時(shí)，使控制信號(hào)Vin的電壓向負(fù)方向移動(dòng)相 當(dāng)于作為預(yù)定值的閾值電壓的量，再供給于P溝道型的M0SFET351的柵端子，另一方面，使 控制信號(hào)Vin的電壓向正方向移動(dòng)相當(dāng)于閾值電壓的量，再供給于N溝道型的M0SFET352 的柵端子。
[0189] 另外，在使用M0SFET351、352的情況下，可以應(yīng)用如圖16所示那樣的、對(duì)電壓Vout 進(jìn)行負(fù)反饋的結(jié)構(gòu)。
[0190] 驅(qū)動(dòng)對(duì)象
[0191] 在實(shí)施方式中，作為驅(qū)動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)對(duì)象舉噴出油墨的壓電元件40為例而進(jìn)行 了說(shuō)明。在本發(fā)明中，作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象并不限于壓電元件40,例如可應(yīng)用于超聲波電機(jī)、觸摸 屏、平面揚(yáng)聲器、液晶等的顯示器等具有電容性成分的全部負(fù)載中。
[0192] 單位電路的級(jí)數(shù)
[0193] 雖然在實(shí)施方式中，為如下結(jié)構(gòu)，即，以對(duì)應(yīng)于7種電壓中的相鄰的兩個(gè)電壓的方 式，按照電壓從低至高的順序設(shè)置了單位電路34a?34f的6級(jí)，但在本發(fā)明中，單位電路 的級(jí)數(shù)不限于此，只需為兩級(jí)以上即可。另外，至于電壓，也不一定需要是等間隔的。
[0194] 比較器
[0195] 雖然在實(shí)施方式中，為如下結(jié)構(gòu)，例如當(dāng)比較器38a的判別結(jié)果為偽(輸出信號(hào)為 L電平）時(shí)，將檢測(cè)為第一狀態(tài)，而當(dāng)比較器38a的判別結(jié)果為真(輸出信號(hào)為Η電平)，并且 比較器38b的判別結(jié)果為偽時(shí)，將檢測(cè)出第二狀態(tài)。即，檢測(cè)第一狀態(tài)、第二狀態(tài)的結(jié)構(gòu)不 是分別獨(dú)立，而是局部重復(fù)的結(jié)構(gòu)，且為用比較器38a?38e整體檢測(cè)第一狀態(tài)至第六狀態(tài) 的結(jié)構(gòu)。但不限于此，也可以為逐個(gè)檢測(cè)各狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。
[0196] 非使能狀態(tài)的電平移動(dòng)器
[0197] 雖然在實(shí)施方式中，非使能狀態(tài)的電平移動(dòng)器36a?36f采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，向晶 體管341 (351)的基極(柵極）端子供給電壓零，向晶體管342 (352)的基極(柵極）端子供 給電壓VH，但只要能夠使晶體管341、342斷開(kāi)，則不限定于此。例如，可以采用如下結(jié)構(gòu)，即， 當(dāng)電平移動(dòng)器36a?36f處于非使能狀態(tài)時(shí)，將使控制信號(hào)Vin的電壓向正方向移動(dòng)后的 斷開(kāi)信號(hào)供給于晶體管341 (351)的基極(柵極）端子，并將使控制信號(hào)Vin的電壓向負(fù)方 向移動(dòng)后的斷開(kāi)信號(hào)供給于晶體管342 (352)的基極(柵極）端子。
[0198] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于晶體管341 (351)、342 (352)的耐壓較低即可，因此能夠減小形 成在半導(dǎo)體基板上時(shí)的晶體管尺寸。
[0199] 符號(hào)說(shuō)明
[0200] 1…印刷裝置(液體噴出裝置）；1〇…控制單元；15…控制信號(hào)生成部；20…印刷頭； 30…驅(qū)動(dòng)器(連接路徑選擇部）；32…運(yùn)算放大器；34a?34f...單位電路；36a?36f…電平 移動(dòng)器；38a?38f···比較器；40···壓電兀件（電容性負(fù)載）；50···輔助電源電路（電荷供給 源）；341、342…晶體管；400…噴出部。
【權(quán)利要求】
1. 一種液體噴出裝置，其特征在于， 具備： 噴出部，其包括噴出液體的噴嘴、與所述噴嘴連通的壓力室、和針對(duì)每個(gè)所述壓力室而 設(shè)置的壓電元件； 電荷供給源； 第一信號(hào)路徑，其通過(guò)所述電荷供給源而被施加第一電壓； 第二信號(hào)路徑，其通過(guò)所述電荷供給源而被施加與所述第一電壓相比較高的第二電 壓； 控制信號(hào)生成部，其供給控制信號(hào)；以及 連接路徑選擇部，其根據(jù)所述控制信號(hào)的電壓和所述壓電元件的保持電壓，而使用所 述第一信號(hào)路徑或所述第二信號(hào)路徑來(lái)對(duì)所述壓電元件和所述電荷供給源進(jìn)行電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的液體噴出裝置，其特征在于， 具有檢測(cè)部，所述檢測(cè)部對(duì)所述壓電元件的保持電壓是否低于所述第一電壓，或者是 否高于等于所述第一電壓且低于所述第二電壓進(jìn)行檢測(cè)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的液體噴出裝置，其特征在于， 在低于所述第一電壓時(shí)，所述連接路徑選擇部按照所述控制信號(hào)的電壓來(lái)控制經(jīng)由所 述第一信號(hào)路徑向所述壓電元件充電的電荷， 而在高于等于所述第一電壓且低于所述第二電壓時(shí)，所述連接路徑選擇部根據(jù)所述控 制信號(hào)的電壓來(lái)控制經(jīng)由所述第一信號(hào)路徑從所述壓電元件放電的電荷，或者控制經(jīng)由所 述第二信號(hào)路徑向所述壓電元件充電的電荷。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 具有第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管， 在低于所述第一電壓時(shí)， 所述第一晶體管根據(jù)將所述控制信號(hào)的電壓向低電位側(cè)移動(dòng)了預(yù)定值后的電壓，來(lái)控 制經(jīng)由所述第一信號(hào)路徑向所述壓電元件充電的電荷， 在高于等于所述第一電壓且低于所述第二電壓時(shí)， 所述第二晶體管根據(jù)將所述控制信號(hào)的電壓向高電位側(cè)移動(dòng)了所述預(yù)定值后的電壓， 來(lái)控制經(jīng)由所述第一信號(hào)路徑從所述壓電元件放電的電荷， 所述第三晶體管根據(jù)將所述控制信號(hào)的電壓向低電位側(cè)移動(dòng)了所述預(yù)定值后的電壓， 來(lái)控制經(jīng)由所述第二信號(hào)路徑向所述壓電元件充電的電荷。
5. 如權(quán)利要求4所述的液體噴出裝置，其特征在于， 當(dāng)不是低于所述第一電壓時(shí)，所述第一晶體管斷開(kāi)， 當(dāng)不是高于等于所述第一電壓且低于所述第二電壓時(shí)，所述第二晶體管和所述第三晶 體管斷開(kāi)。
6. 如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于， 以將從所述控制信號(hào)的電壓中減去所述壓電元件所保持的電壓后的電壓按預(yù)定數(shù)倍 增而得到的電壓，來(lái)控制向所述壓電元件充電的電荷或從所述壓電元件放電的電荷。
7. -種電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，使電容性負(fù)載反復(fù)進(jìn)行充電和放電，并具 備： 電荷供給源； 第一信號(hào)路徑，其通過(guò)所述電荷供給源而被施加第一電壓； 第二信號(hào)路徑，其通過(guò)所述電荷供給源而被施加與所述第一電壓相比較高的第二電 壓； 控制信號(hào)生成部，其供給控制信號(hào)；以及 連接路徑選擇部，其根據(jù)所述控制信號(hào)的電壓和所述電容性負(fù)載的保持電壓，而使用 所述第一信號(hào)路徑或所述第二信號(hào)路徑來(lái)對(duì)所述電容性負(fù)載和所述電荷供給源進(jìn)行電連 接。
【文檔編號(hào)】B41J2/045GK104057707SQ201410106011
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】大塚修司, 喜友名正, 淺沼利文 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社