CN103722882B - 液体喷出装置以及液体喷出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体喷出装置以及液体喷出方法。抑制液体喷出稳定性的降低以及消耗电力的增大。液体喷出装置具备：基础驱动信号生成部，其生成基础驱动信号；信号调制部，其对基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号；信号放大部，其使用开关元件对调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号；信号转换部，其将调制驱动信号转换为驱动信号；压电元件，其利用驱动信号而变形；压力室，其利用压电元件的变形而膨胀或者收缩；以及喷嘴开口部，其与压力室连通。调制驱动信号所包含的交流成分的周期比基础驱动信号所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短、且比开关元件的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。

Description

液体喷出装置以及液体喷出方法

技术领域

本发明涉及液体喷出装置以及液体喷出方法。

背景技术

正在普及一种从设置于打印头的多个喷嘴向打印介质上喷出墨水来记录图像、文本的喷墨打印机。在这样的喷墨打印机中，例如与打印头的各喷嘴对应地被设置的压电元件根据驱动信号而被驱动，从而在规定的时刻从喷嘴喷出规定量的墨水。

上述驱动信号例如是通过脉冲宽度调制（PulseWidthModulation，PWM）方式、脉冲密度调制（PulseDensityModulation，PDM）方式、脉冲振幅调制（PulseAmplitudeModulation，PAM）等对模拟的基础驱动信号进行脉冲调制来生成数字的调制基础驱动信号，并对调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号，并对调制驱动信号进行平滑以转换为模拟信号亦即驱动信号而生成的（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开2010-114711号公报

上述的现有的喷墨打印机在提高墨水喷出稳定性以及抑制消耗电力的方面上存在提高的余地。

此外，上述的课题并不局限于喷墨打印机，对根据驱动信号喷出液体的液体喷出装置也是共同的课题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够实现为以下的实施方式。

（1）根据本发明的一实施方式，提供一种液体喷出装置。该液体喷出装置的特征在于，具备：基础驱动信号生成部，其生成基础驱动信号；信号调制部，其对上述基础驱动信号进行调制并生成调制基础驱动信号；信号放大部，其使用开关元件对上述调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号；信号转换部，其将上述调制驱动信号转换为驱动信号；压电元件，其利用上述驱动信号而变形；压力室，其利用上述压电元件的变形而膨胀或者收缩；以及喷嘴开口部，其与上述压力室连通，上述调制驱动信号所包含的交流成分的周期比上述基础驱动信号所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短、且比上述开关元件的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。根据该实施方式的液体喷出装置，能够抑制因驱动信号的波形再现性降低而导致液体的喷出稳定性降低，并且能够抑制因转换损失而导致的消耗电力量的增大。

（2）在上述实施方式的液体喷出装置中，上述信号调制部通过将上述基础驱动信号和由反复单一波形的三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，从而生成上述调制基础驱动信号，上述调制驱动信号所包含的交流成分的频率与上述比较信号的频率相等。根据该实施方式的液体喷出装置，在使用将基础驱动信号和由重复单一波形的三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，从而生成调制基础驱动信号的信号调制部的情况下，能够抑制因驱动信号的波形再现性降低而导致的液体的喷出稳定性降低，并且能够抑制基于转换损失导致的消耗电力量的增大。

（3）在上述实施方式的液体喷出装置中，上述信号调制部通过将上述基础驱动信号和频率根据上述基础驱动信号的电压而变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，从而生成上述调制基础驱动信号，在上述调制驱动信号中包含有多个频率的交流成分，与上述调制驱动信号所包含的交流成分的频率之中最大频率对应的周期比上述合计时间长，而与最小频率对应的周期比上述持续时间短。根据该实施方式的液体喷出装置，在使用将基础驱动信号和频率根据基础驱动信号的电压而变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入电压比较器，从而生成调制基础驱动信号的信号调制部的情况下，能够抑制因驱动信号的波形再现性降低而导致的液体的喷出稳定性降低，并且能够抑制基于转换损失而导致的消耗电力量的增大。

（4）在上述实施方式的液体喷出装置中，上述信号调制部以规定的采样频率对上述基础驱动信号的振幅进行脉冲化，从而生成上述调制基础驱动信号，上述调制驱动信号所包含的交流成分的频率与上述采样频率相等。根据该实施方式的液体喷出装置，在使用以规定的采样频率对基础驱动信号的振幅进行脉冲化从而生成调制基础驱动信号的信号调制部的情况下，能够抑制因驱动信号的波形再现性降低而导致液体的喷出稳定性降低，并且能够抑制基于转换损失导致的消耗电力量的增大。

（5）在上述实施方式的液体喷出装置中，上述驱动信号的周期与上述压力室的固有振动周期的整数倍大致相等。根据该实施方式的液体喷出装置，能够抑制基于驱动信号的每个周期的偏差导致的液体喷出稳定性的降低。

（6）在上述实施方式的液体喷出装置中，上述调制驱动信号所包含的交流成分之中包含最多的交流成分的频率与上述压电元件的固有振动频率的整数倍大致相等。根据该实施方式的液体喷出装置，能够提高压电元件的响应性。

（7）在上述实施方式的液体喷出装置中，上述压电元件依次迁移至施加有规定电压的通常状态、使上述压力室的体积膨胀的膨胀状态、保持上述膨胀了的压力室的体积的膨胀保持状态、使上述压力室的体积收缩的收缩状态、以及通过保持上述收缩了的压力室的体积的收缩保持状态从而使液滴从上述喷嘴开口部喷出，向上述收缩状态以及上述收缩保持状态下的上述压电元件施加上述驱动信号所使用的上述调制驱动信号中所包含的交流成分的周期的合计与上述压力室的固有振动周期大致相等。根据该实施方式的液体喷出装置，能够提高液体的喷出稳定性。

此外，本发明能够通过各种方式来实现，例如，能够通过液体喷出装置、液体喷出方法、液体喷出装置的控制方法、液体喷出装置用驱动电路等方式来实现。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式中的打印装置100的简要构成的说明图。

图2是表示在打印头140中使用的各种信号的一个例子的说明图。

图3是表示打印头140的开关控制器160的构成的说明图。

图4是表示用于生成打印装置100中的驱动信号COM的构成的说明图。

图5是表示信号调制电路82的构成的一个例子的说明图。

图6是表示使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a的构成的一个例子的说明图。

图7是表示使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a的振荡频率的说明图。

图8是表示使用了脉冲振幅调制的信号调制电路82b的构成的一个例子的说明图。

具体实施方式

A．实施方式：

图1是表示本发明的实施方式中的打印装置100的简要构成的说明图。本实施方式的打印装置100是通过喷出液体墨水而在打印介质上形成墨点群，由此来打印与从主机200供给的图像数据对应的图像（包括文字、图形等）的喷墨打印机。

打印装置100具备打印头140、和经由挠性扁平线缆139与打印头140连接的控制单元110。控制单元110具有：用于从主机200输入图像数据等的主机接口（IF）112、基于经由主机接口112输入的图像数据来执行用于打印图像的规定运算处理的主控制部120、对用于输送打印介质的送纸马达172进行驱动控制的送纸马达驱动器114、对打印头140进行驱动控制的打印头驱动器116、以及将各驱动器114、116分别与送纸马达172、打印头140连接的主接口（IF）119。头驱动器116包括主侧驱动电路80。

主控制部120包括执行各种运算处理的CPU（Centralprocessingunit中央处理器）122、暂时储存/展开程序、数据的RAM（Random-accessmemory随机存取存储器）124、以及储存供CPU122执行的程序等的ROM（Read-onlymemory只读存储器）126。主控制部120的各种功能通过CPU122在RAM124上读出并执行储存在ROM126中的程序而实现。此外，主控制部120可以具备电路，主控制部120的功能的至少一部分也可以通过主控制部120所具备的电路基于其电路构成进行动作而实现。

主控制部120若从主机200经由主接口112获取图像数据，则基于图像数据进行图像展开处理、颜色转换处理、墨水颜色分版处理、半色调处理之类的用于执行打印的运算处理，从而生成喷嘴选择数据（驱动信号选择数据），并基于驱动信号选择数据等向各驱动器114、116输出控制信号，其中，所述喷嘴选择数据规定从打印头140的哪个喷嘴喷出墨水，或者喷出何种程度量的墨水。此外，供主控制部120执行的用于执行打印的各运算处理的内容是在打印装置的技术领域中公知的事项，因此此处省略说明。各驱动器114、116分别输出用于对送纸马达172、打印头140的动作进行控制的信号。例如，打印头驱动器116对打印头140供给后述的基准时钟信号SCK、锁存信号LAT、驱动信号选择信号SI＆SP、以及信道信号CH。

从未图示的一个或者多个墨水容器向打印头140供给一个颜色或者多个颜色的墨水。打印头140具有头接口（IF）142、头侧驱动电路90、开关控制器160、以及喷出部150。头侧驱动电路90以及开关控制器160基于经由头接口142从控制单元110输入的各种信号进行动作。喷出部150具有喷出墨水的多个喷嘴开口部152、以及与多个喷嘴开口部152对应而设置的多个压电元件156。在本实施方式中，使用压电（piezo）器件作为压电元件156。喷嘴开口部152与供给墨水的压力室154连通。压电元件156按照经由头侧驱动电路90以及开关控制器160供给的驱动信号COM（后述）而变形，由此使压力室154膨胀或者收缩。若压力室154膨胀或者收缩而在压力室154内产生压力变化，则利用该压力变化而从对应的喷嘴开口部152喷出墨水。通过对压电元件156的驱动所使用的驱动信号COM的波高值、电压增减斜率进行调整，从而能够对墨水的喷出量（即、形成的点的大小）进行调整。

图2是表示在打印头140中使用的各种信号的一个例子的说明图。在图2（a）中，示出了驱动信号COM、锁存信号LAT、信道信号CH、以及驱动信号选择信号SI＆SP的一个例子。驱动信号COM是用于对在打印头140的喷出部150设置的压电元件156进行驱动的信号。驱动信号COM是作为对压电元件156进行驱动的驱动信号的最小单位（单位驱动信号）的驱动脉冲PCOM（驱动脉冲PCOM1～PCOM4）在时间序列上连续的信号。驱动信号COM的各周期Tcom内所包含的驱动脉冲PCOM1、PCOM2、PCOM3以及PCOM4四个驱动脉冲PCOM为一组，其与一个像素（打印像素）对应。

在图2（b）中，放大示出驱动脉冲PCOM2的一个例子。驱动脉冲PCOM2由膨胀要素E1、膨胀保持要素E2、喷出要素E3、收缩保持要素E4、以及减振要素E5构成。驱动脉冲PCOM3以及PCOM4也相同。各驱动脉冲PCOM的膨胀要素E1是用于通过使电位从相当于压电元件156的稳定状态的中间电位Vm上升至膨胀电位（最大电压）Vh而使压电元件156变形从而使压力室154的体积膨胀，吸入墨水（若在墨水的喷出面考虑，则也可以称为吸入弯液面）的部分。膨胀保持要素E2是保持膨胀电位Vh来维持压力室154的膨胀状态的部分。喷出要素E3是用于通过使电位从膨胀电位Vh下降至收缩电位（最小电压）Vl而使压电元件156变形从而使压力室154的体积收缩，挤出墨水（若在墨水的喷出面考虑，则也可以称为挤出弯液面）的部分。收缩保持要素E4是保持收缩电位Vl来维持压力室154的收缩状态的部分。减振要素E5是通过使电位从收缩电位Vl上升至中间电位Vm而使压电元件156返回到通常状态从而使压力室154的体积恢复为通常状态（若在墨水的喷出面考虑，则也可以称为抑制弯液面的振动）的部分。压电元件156按照各驱动脉冲PCOM的各要素，依次迁移至通常状态、使压力室154的体积膨胀的膨胀状态、对膨胀了的压力室154的体积进行保持的膨胀保持状态、使压力室154的体积收缩的收缩状态、对收缩了的压力室154的体积进行保持的收缩保持状态、以及使压力室154的体积恢复至通常状态的减振状态。从驱动脉冲PCOM2、PCOM3以及PCOM4中选择一个或者多个驱动脉冲PCOM并供给至压电元件156，从而能够形成各种大小的墨点。此外，在本实施方式中，在驱动信号COM中包含有被称为微振动的驱动脉冲PCOM1。驱动脉冲PCOM1应用于仅吸入墨水而不进行挤出的情况，例如抑制喷嘴开口部152的增粘的情况。另外，如后所述，驱动信号COM是通过对基础驱动信号WCOM进行放大而生成的，基础驱动信号WCOM的信号波形也与图2（a）所示的驱动信号COM的波形相同。

驱动信号选择信号SI＆SP是选择喷出墨水的喷嘴开口部152，并且决定使压电元件156向驱动信号COM连接的时刻的信号。锁存信号LAT以及信道信号CH是在所有喷嘴开口部152的喷嘴选择数据被输入之后，基于驱动信号选择信号SI＆SP而使驱动信号COM与打印头140的压电元件156连接的信号。如图2（a）所示，锁存信号LAT以及信道信号CH是与驱动信号COM同步的信号。即、锁存信号LAT是与驱动信号COM的开始时刻对应地成为高电平的信号，信道信号CH是与构成驱动信号COM的各驱动脉冲PCOM的开始时刻对应地成为高电平的信号。根据锁存信号LAT，开始输出一系列的驱动信号COM，根据信道信号CH，输出各驱动脉冲PCOM。另外，基准时钟信号SCK是用于将驱动信号选择信号SI＆SP作为串行信号并发送至打印头140的信号。即、基准时钟信号SCK是用于决定从打印头140的喷嘴开口部152喷出墨水的时刻的信号。

图3是表示打印头140的开关控制器160（图1）的构成的说明图。开关控制器160选择性地将驱动信号COM供给至压电元件156。开关控制器160具有保存驱动信号选择信号SI＆SP的移位寄存器162、暂时保存移位寄存器162的数据的锁存电路164、对锁存电路164的输出进行电平转换并供给至选择开关168的电平转换器166、以及将驱动信号COM与压电元件156连接的选择开关168。

驱动信号选择信号SI＆SP被依次输入移位寄存器162，根据基准时钟信号SCK的输入脉冲而存储的区域依次向后段移位。锁存电路164在与喷嘴数量相应的驱动信号选择信号SI＆SP被储存在移位寄存器162之后，根据输入的锁存信号LAT对移位寄存器162的各输出信号进行锁存。保存在锁存电路164中的信号被电平转换器166转换为能够切换（开/关）下一段的选择开关168的电压电平。与根据电平转换器166的输出信号而闭合（成为连接状态）的选择开关168对应的压电元件156在驱动信号选择信号SI＆SP的连接时刻与驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）连接。由此，压电元件156变形，从而从喷嘴喷出与驱动信号COM对应量的墨水。另外，在被输入至移位寄存器162的驱动信号选择信号SI＆SP被锁存电路164锁存之后，下一个驱动信号选择信号SI＆SP被输入至移位寄存器162，以与墨水的喷出时刻一致的方式对锁存电路164的保存数据依次进行更新。根据该选择开关168，将压电元件156从驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）切断之后，上述压电元件156的输入电压也被维持为刚切断之前的电压。此外，图3中的符号HGND是压电元件156的接地端。

图4是表示用于生成打印装置100中的驱动信号COM的构成的说明图。在图4中，适当地省略打印装置100的构成之中与驱动信号COM的生成无直接关系的构成的图示。在本实施方式中，驱动信号COM由控制单元110的主侧驱动电路80和打印头140的头侧驱动电路90生成。主侧驱动电路80包括基础驱动信号生成电路81、信号调制电路82、以及信号放大电路83。另外，头侧驱动电路90包括信号转换电路91。

基础驱动信号生成电路81是生成成为上述的驱动信号COM的基础的模拟信号亦即基础驱动信号WCOM的电路。基础驱动信号生成电路81例如，如日本特开2011-207234号公报所记载那样，构成为包括：将从主控制部120输入的波形形成用数据存储于与规定地址对应的存储元件的波形存储器；利用第一时钟信号对从波形存储器读出的波形形成用数据进行锁存的第一锁存电路；将第一锁存电路的输出与从后述的第二锁存电路输出的波形生成数据W相加的加法器；利用第二时钟信号对加法器的加法输出进行锁存的第二锁存电路；以及将从第二锁存电路输出的波形生成数据转换为模拟信号亦即基础驱动信号WCOM的D/A转换器。

信号调制电路82是从基础驱动信号生成电路81接受基础驱动信号WCOM，并进行针对基础驱动信号WCOM的脉冲调制而生成数字信号亦即调制基础驱动信号MS的电路。在本实施方式中，使用脉冲宽度调制（PWM）作为信号调制电路82中的调制方式。图5是表示信号调制电路82的构成的一个例子的说明图。如图5（a）所示，信号调制电路82包括输出由以规定频率重复单一波形的三角波（或者锯齿波）构成的比较信号的比较信号生成电路51、和将基础驱动信号WCOM与比较信号进行比较的电压比较器52。在图5（b）中示出了比较信号生成电路51的构成的一个例子。根据该信号调制电路82，生成在基础驱动信号WCOM为比较信号以上时成为Hi，而在基础驱动信号WCOM小于比较信号时成为Lo的调制基础驱动信号MS。

信号放大电路83是从信号调制电路82接受调制基础驱动信号MS，并对调制基础驱动信号MS进行功率放大而生成调制驱动信号MAS的电路（所谓的D级放大器）。信号放大电路83包括由两个实际用于对功率进行放大的开关元件（高压侧开关元件Q1以及低压侧开关元件Q2）构成的半桥输出段85、和基于来自信号调制电路82的调制基础驱动信号MS对开关元件Q1以及Q2的栅极-源极间信号GH以及GL进行调整的栅极驱动电路84。在信号放大电路83中，在调制基础驱动信号MS为高电平时，高压侧开关元件Q1的栅极-源极间信号GH成为高电平，高压侧开关元件Q1成为接通状态，低压侧开关元件Q2的栅极-源极间信号GL成为低电平，低压侧开关元件Q2成为断开状态，其结果，半桥输出段85的输出成为供给电压VDD。另一方面，在调制基础驱动信号MS为低电平时，高压侧开关元件Q1的栅极-源极间信号GH成为低电平，高压侧开关元件Q1成为断开状态，低压侧开关元件Q2的栅极-源极间信号GL成为高电平，低压侧开关元件Q2成为接通状态，其结果，半桥输出段85的输出为零。这样，在信号放大电路83中，通过基于调制基础驱动信号MS的高压侧开关元件Q1以及低压侧开关元件Q2的开关动作来进行功率放大，从而生成调制驱动信号MAS。

信号转换电路91是从信号放大电路83接受调制驱动信号MAS，并对调制驱动信号MAS进行平滑化而生成模拟信号亦即驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）的电路（所谓的平滑滤波器）。在本实施方式中，采用了使用电容器C与线圈L的组合的低通滤波器（低频通过滤波器）作为信号转换电路91。信号转换电路91使由信号调制电路82产生的调制频率成分衰减，而输出如上述那样的波形特性的驱动信号COM。由信号转换电路91生成的驱动信号COM经由开关控制器160的选择开关168被供给至喷出部150的压电元件156。

此处，在从信号放大电路83输出的调制驱动信号MAS中包含有出自基于信号调制电路82进行的脉冲调制的交流成分（也被称为纹波噪声）。在本实施方式中，使用脉冲宽度调制（PWM）作为信号调制电路82中的调制方式，因此调制驱动信号MAS中所包含的交流成分的频率与从比较信号生成电路51输出的比较信号的频率相等。换言之，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期与从比较信号生成电路51输出的比较信号的周期相等。

在本实施方式中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期比基础驱动信号WCOM所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短、且比信号放大电路83的开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。此外，基础驱动信号WCOM所包含的最大电压的持续时间是图2（b）所示的膨胀保持要素E2的持续时间，基础驱动信号WCOM所包含的最小电压的持续时间是图2（b）所示的收缩保持要素E4的持续时间。另外，开关元件Q1、Q2的接通延迟时间以及关断延迟时间根据所使用的开关元件的种类（产品编号）而被决定为唯一。在本实施方式中，对基础驱动信号WCOM的波形、使用的开关元件的种类、以及从比较信号生成电路51输出的比较信号的周期中的至少一个进行调整，以使调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期比基础驱动信号WCOM所包含的最大电压或者最小电压的继续时间短、且比开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。

若基础驱动信号WCOM所包含的最大电压（或者最小电压）的持续时间过短，则存在由信号放大电路83进行放大时波形产生形变，驱动信号COM的波形再现性降低，从而墨水的喷出稳定性降低的情况。在本实施方式中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期比基础驱动信号WCOM所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短（即、基础驱动信号WCOM所包含的最大电压或者最小电压的持续时间比调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期长），因此能够抑制由于驱动信号COM的波形再现性降低而导致墨水的喷出稳定性降低。

另外，若信号放大电路83的开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间较长，则开关损失增大。特别是，例如若为了实现高速高画质打印而在打印头140设置多个喷嘴开口部152，则压电元件156的数量也增多，因此打印头140的总静电电容增大，从而驱动打印头140的驱动所需的电流量也增大，开关损失容易增大。在本实施方式中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期比开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长（即、开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间比调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期短），因此能够抑制由开关损失所带来的消耗电力量的增大。

另外，在本实施方式中，驱动信号COM的周期Tcom（图2（a））与压力室154的固有振动周期的整数倍大致相等。因此，在本实施方式中，能够使驱动信号COM与压力室154内的墨水的状态（特别是弯液面的状态）的关系在各周期Tcom均处于大致相同的关系，并能够抑制由驱动信号COM的每个周期的偏差导致的墨水喷出稳定性的降低。此外，所谓压力室154的固有振动周期的整数倍包括压力室154的固有振动周期本身（压力室154的固有振动周期的一倍）。另外，所谓驱动信号COM的周期Tcom与压力室154的固有振动周期的整数倍相等意味着驱动信号COM的周期Tcom落入压力室154的固有振动周期的整数倍的90％～110％的范围内。压力室154的固有振动周期例如能够通过使用一边改变频率一边向压电元件156施加正弦波状的输入信号，并使用与输入同步发光的频闪观测器来观察喷嘴开口部152中的弯液面的动作，通过确定弯液面较大地振动的频率来进行测定。或者，压力室154的固有振动周期也能够通过对通常驱动进行的墨水喷出后的弯液面的残留振动进行观察来进行测定。

另外，在本实施方式中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分包含最多的交流成分的频率与压电元件156的固有振动频率的整数倍大致相等。因此，在本实施方式中，能够提高基于驱动信号COM的压电元件156的响应性。此外，在本实施方式中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分中之中包含最多的交流成分的频率与从比较信号生成电路51输出的比较信号的频率相同。压电元件156的固有振动频率能够通过使用激光位移计对压电元件156的振动状态进行观察来进行实际测量。或者，压电元件156的固有振动频率也能够通过对在向压电元件156施加电压时产生的反电动势进行测定来进行实际测量。

另外，在本实施方式中，用于对与驱动信号COM的喷出要素E3（图2（b））对应的收缩状态的压电元件156以及与驱动信号COM的收缩保持要素E4对应的收缩保持状态的压电元件156施加驱动信号COM的调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期的合计与压力室154的固有振动周期大致相等。因此，在本实施方式中，能够提高墨水的喷出稳定性。

B．变形例：

此外，本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内通过各种方式来实施，例如也能够进行如下那样的变形。

上述实施方式中的打印装置100的构成只是一个例子，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，使用脉冲宽度调制（PWM）作为信号调制电路82中的调制方式，但除此之外，也可以使用脉冲密度调制（PDM）作为信号调制电路82中的调制方式。图6是表示使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a的构成的一个例子的说明图。如图6所示，信号调制电路82a将基础驱动信号WCOM与频率根据基础驱动信号WCOM的电压而变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，从而生成调制基础驱动信号MS。通常，使用所谓的ΔΣ调制电路来执行脉冲密度调制，所谓的ΔΣ调制电路具备：比较器，其对输入信号与规定值进行比较，并在输入信号在规定值以上时输出成为高电平的信号；减法器，其对比较器的输入信号与输出信号之间的误差进行计算；延迟器，其使误差延迟；以及加减法器，其在原信号上加上或者减去被延迟的误差。但是，在图6所示的例子中，使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a不具有延迟器。构成为信号转换电路91的低通滤波器若改变表现则也是延迟器，因此如图6中作为VFB表示地那样，代替延迟器而使用LC低通滤波器输出（COM）作为延迟信号。另外，在图6所示的变形例中，追加有强调高频成分的电路（高通滤波器（HP-F）以及高频升压（G））与反馈高频成分的电路（表示为“IFB”）。即、在该例子中，信号调制电路82a接受由信号放大电路83放大后的调制信号作为反馈信号，并对生成的调制基础驱动信号MS进行修正。此外，信号调制电路82a也可以构成为使用包括使用了ΔΣ调制电路的电路，从而能够进行脉冲密度调制的其他电路。

在使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a中，如图7所示，振荡频率与基础驱动信号WCOM的电压电平（脉冲占空比）对应地变动。具体而言，信号调制电路82a中的振荡频率在基础驱动信号WCOM的电压电平为中间值的情况下变得最高，并随着基础驱动信号WCOM的电压电平从中间值变大或者变小而变低。即、信号调制电路82a中的振荡特性如下：在基础驱动信号WCOM的电压电平为规定的电平Lt以下的范围内，振荡频率伴随着基础驱动信号WCOM的电压电平增加而增加，在基础驱动信号WCOM的电压电平为规定的电平Lt以上的范围内，振荡频率伴随着基础驱动信号WCOM的电压电平增加而减少。

在图6所示的变形例中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的频率相当于信号调制电路82a的振荡频率，因此在调制驱动信号MAS中包含有多个频率的交流成分。在图6所示的变形例中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期之中最长周期（与最小频率f（b）对应的周期）比基础驱动信号WCOM所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期之中最短周期（与最大频率f（t）对应的周期）比信号放大电路83的开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。因此，在图6所示的变形例中，与上述实施方式相同，能够抑制因驱动信号COM的波形再现性降低而导致墨水的喷出稳定性降低，并且能够抑制由开关损失导致的消耗电力量的增大。

另外，在图6所示的变形例中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分之中包含最多的交流成分的频率与压电元件156的固有振动频率的整数倍大致相等，因此与上述实施方式同样、能够提高基于驱动信号COM的压电元件156的响应性。

另外，也可以使用脉冲振幅调制（PAM）作为信号调制电路82中的调制方式。图8是表示使用了脉冲振幅调制的信号调制电路82b的构成的一个例子的说明图。如图8所示，信号调制电路82b以规定的采样频率对基础驱动信号WCOM的振幅进行脉冲化，从而生成调制基础驱动信号MS。

具体而言，图8所示的信号调制电路82b构成为使用具有三个运算放大器（A1、A2、A3）的视频放大器IC1（例如，美国AnalogDevices公司制造的“ADA4856-3”）。运算放大器A1、A2、A3的每一个连接有两个电阻。通过图示的布线，运算放大器A1以及A3作为增益（放大度）为1的正转放大器而发挥作用，运算放大器A2作为增益为-1的反转放大器而发挥作用。IC2是BBM（Break-Before-Make：先开后合）型的高速多路转换器（例如，美国AnalogDevices公司制造的“ADG772”），并利用运算放大器A1的输出与运算放大器A2的输出来交替切换与运算放大器A3的输入连接的连接目标。IC2的控制用逻辑信号IN2的占空系数被保持为接近50%。由此，运算放大器A3的输出电压的平均值大致为0V。例如，在调制速度、即控制用逻辑信号的频率约为6MHz的情况下，输出电压的DC（直流）成分仅为平均4mV以下的低频偏置电压。开关的接点S2A与S2B双方典型地在5ns的tBBM（Break-Before-MakeTimeDelay：从切断至连接的延迟时间）内暂时变为断开。在控制频率为60MHz的情况下，各开关接通的时间应该为其一半周期的约8.3ns，但在实际的接通状态的期间存在tBBM，因此成为3.3ns。另外，若开关的接点S2A与S2B的接通时间存在差异，则其也作为DC成分出现在结果中。根据图8所示的电路，能够使输入至输入端子IN的基础驱动信号WCOM与各脉冲的振幅的绝对值为基础驱动信号WCOM的波形的瞬时电压电平相等，而生成作为其符号交替地改变为正负的脉冲振幅调制波的调制基础驱动信号MS。生成的调制基础驱动信号MS的波形的平均值大致为零V，因此成为能够通过变压器在绝缘的状态下容易传送的信号。此外，也可以使用进行MBB（Make-Before-Break：先接后断）型动作的其他多路转换器，作为图8的电路所使用的多路转换器。若是该类型的多路转换器，则频率为60MHz的导通期间也变为三倍以上，开关之间的接通时间的差所带来的影响也变小。此外，在使用MBB型的多路转换器的情况下，需要防止因运算放大器A1以及A2的输出短路而引起的过载，因此优选将表面安装电阻（例如约20Ω）插入运算放大器A1以及A2的输出。此外，信号调制电路82b也可以构成为使用能够进行脉冲振幅调制的其他的电路。

在图8所示的变形例中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的频率与上述采样频率相等。在图8所示的变形例中，与上述实施方式同样地，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期比基础驱动信号WCOM所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短、且比信号放大电路83的开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长，因此能够抑制由于驱动信号COM的波形再现性降低而导致墨水的喷出稳定性降低，并且能够抑制由于开关控制损失导致的消耗电力量的增大。

另外，在图8所示的变形例中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分中之中被最多包含的交流成分的频率与压电元件156的固有振动频率的整数倍大致相等，因此与上述实施方式同样地，能够提高基于驱动信号COM的压电元件156的响应性。

另外，在上述实施方式中例示的各种信号只是一个例子，能够进行各种变更。例如，在上述实施方式中，驱动信号COM是由多个梯形形状的波形构成的信号，但驱动信号COM可以是由多个矩形形状的波形构成的信号，也可以是包含曲线形状的波形的信号。

另外，在上述实施方式中，虽然将信号放大电路83配置于控制单元110的主侧驱动电路80内，但也可以将信号放大电路83配置于打印头140的头侧驱动电路90内。另外，在上述实施方式中，虽然将信号转换电路91配置于打印头140的头侧驱动电路90内，但也可以将信号转换电路91配置于将控制单元110与打印头140连接的挠性扁平线缆139上。

另外，在上述实施方式中，打印装置100从主机200接收图像数据来进行打印处理，但除此之外，打印装置100例如也可以基于从存储卡获取的图像数据、经由规定的接口从数字照相机获取的图像数据、通过扫描仪获取的图像数据等进行打印处理。另外，在上述实施方式中，接收了图像数据的打印装置100的主控制部120进行图像展开处理、颜色转换处理、墨水颜色分版处理、半色调处理之类的用于执行打印的运算处理，但上述的运算处理也可以通过主机200来执行。在该情况下，打印装置100接收由基于主机200的运算处理生成的打印指令，并执行基于打印指令的打印处理。另外，本发明也能够应用于打印时搭载打印头140的滑架往复移动的串行打印机，也能够应用于不伴随上述的往复移动的行式打印机。另外，本发明也能够应用于墨水容器与滑架一同往复移动的滑架装载式的打印机，也能够应用于将安装墨水容器的支架设置于与滑架不同的位置，从而从墨水容器经由挠性管等向打印头140供给墨水的滑架卸载式的打印机。另外，本发明也能够应用于使用墨水以外的液体（包括分散有功能材料的粒子的液体、凝胶等流体）在打印介质形成图像的打印装置。

另外，在上述实施方式中，可以将通过硬件实现的构成的一部分置换为软件，相反，也可以将通过软件实现的构成的一部分置换为硬件。另外，在本发明的功能的一部分或者全部均通过软件实现的情况下，该软件（计算机程序）能够以储存在计算机可读取的记录介质的形式提供。在本发明中，所谓“计算机可读取的记录介质”并不局限于软盘、CD-ROM这样的便携式记录介质，也包括各种RAM、ROM等计算机内的内部存储装置、硬盘等固定于计算机的外部存储装置。

符号说明

51…比较信号生成电路；52…电压比较器；80…主侧驱动电路；81…基础驱动信号生成电路；82…信号调制电路；83…信号放大电路；84…栅极驱动电路；85…半桥输出段；90…头侧驱动电路；91…信号转换电路；100…打印装置；110…控制单元；112…主接口；114…送纸马达驱动器；116…打印头驱动器；120…主控制部；122…CPU；124…RAM；126…ROM；139…挠性扁平线缆；140…打印头；142…头接口；150…喷出部；152…喷嘴开口部；154…压力室；156…压电元件；160…开关控制器；162…移位寄存器；164…锁存电路；166…电平转换器；168…选择开关；172…送纸马达；200…主机。

Claims (9)

1.一种液体喷出装置，其特征在于，

具备：

基础驱动信号生成部，其生成基础驱动信号；

信号调制部，其对所述基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号；

信号放大部，其使用开关元件对所述调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号；

信号转换部，其将所述调制驱动信号转换为驱动信号；

压电元件，其利用所述驱动信号而变形；

压力室，其利用所述压电元件的变形而膨胀或者收缩；以及

喷嘴开口部，其与所述压力室连通，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的周期比所述基础驱动信号所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短、且比所述开关元件的接通延迟时间和关断延迟时间的合计时间长。

2.根据权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述信号调制部通过将所述基础驱动信号和由重复单一波形的三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，从而生成所述调制基础驱动信号，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的频率与所述比较信号的频率相等。

3.根据权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述信号调制部将所述基础驱动信号和频率根据所述基础驱动信号的电压而变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，从而生成所述调制基础驱动信号，

在所述调制驱动信号中包含有多个频率的交流成分，

与所述调制驱动信号所包含的交流成分的频率之中最大频率对应的周期比所述合计时间长，而与最小频率对应的周期比所述持续时间短。

4.根据权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述信号调制部以规定的采样频率对所述基础驱动信号的振幅进行脉冲化，从而生成所述调制基础驱动信号，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的频率与所述采样频率相等。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述驱动信号的周期与所述压力室的固有振动周期的整数倍相等。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述调制驱动信号所包含的交流成分之中包含最多的交流成分的频率与所述压电元件的固有振动频率的整数倍相等。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述压电元件通过依次迁移至被施加规定电压的通常状态、使所述压力室的体积膨胀的膨胀状态、保持膨胀了的所述压力室的体积的膨胀保持状态、使所述压力室的体积收缩的收缩状态、以及保持收缩了的所述压力室的体积的收缩保持状态，从而使液滴从所述喷嘴开口部喷出，

向所述收缩状态以及所述收缩保持状态下的所述压电元件施加所述驱动信号所使用的所述调制驱动信号中所包含的交流成分的周期的合计与所述压力室的固有振动周期相等。

8.一种液体喷出方法，其特征在于，包括：

生成基础驱动信号的工序；

对所述基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号的工序；

使用开关元件对所述调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号的工序；

将所述调制驱动信号转换为驱动信号的工序；以及

通过利用所述驱动信号使压电元件变形来从与压力室连通的喷嘴开口部喷出液体的工序，所述压力室利用所述压电元件的变形而膨胀或者收缩，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的周期比所述基础驱动信号所包含的最大电压或者最小电压的持续时间短、且比所述开关元件的接通延迟时间和关断延迟时间的合计时间长。

9.根据权利要求8所述的液体喷出方法，其特征在于，

所述驱动信号的周期与所述压力室的固有振动周期的整数相等。