CN106313894B - 液体喷出装置以及头单元 - Google Patents

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Abstract

本发明以比较简单的结构对施加于压电元件的驱动信号进行D级放大。本发明具备:调制电路,其生成通过自激振荡而对源信号进行了脉冲调制的调制信号;晶体管对,其包括高压侧晶体管(M1)和低压侧晶体管(M2),且对调制信号进行放大而生成放大调制信号;低通滤波器,其包括电感器(L1)以及电容器(C1),且对放大调制信号进行平滑化而生成驱动信号;压电元件,其通过被施加有驱动信号而进行位移;空腔,其在内部被填充有液滴,且内部容积通过压电元件的位移而发生变化;喷嘴,其为了根据空腔的内部容积的变化而喷出空腔内的液体而被设置,高压侧晶体管(M1)与电容器(C1)之间的距离(Q1)长于电感器(L1)与电容器(C1)之间的距离(Q2)。

Description

液体喷出装置以及头单元
技术领域
本发明涉及一种液体喷出装置以及头单元。
背景技术
已知在喷出油墨从而对图像或文件进行印刷的喷墨打印机中,使用了压电元件(例如压电元件)。压电元件在头单元中以分别与多个喷嘴相对应的方式而被设置,并且分别通过根据驱动信号而被驱动,从而以预定的定时从喷嘴中喷出预定量的油墨(液体)而形成点。由于压电元件从电气性来看为像电容器这样的电容性负载,因此为了使各个喷嘴的压电元件进行工作而需要供给足够的电流。
因此,成为了如下结构,即,将通过放大电路而放大了的驱动信号向头单元进行供给,从而对压电元件进行驱动。虽然作为放大电路,能够列举出通过AB级等对放大前的源信号进行电流放大的方式,但由于能量效率较差,因此近年来提出了D级放大的方案(参照专利文献1)。如果采用直白的说法,则该D级放大为如下放大,即,对源信号进行脉冲宽度调制与脉冲密度调制,并且根据该调制信号而对在电源电压间串联插入的高压侧晶体管以及低压侧晶体管进行开关,并通过利用包括电感器(线圈)和电容器的低通滤波器(解调部)来对由该开关所产生的输出信号进行解调,从而对输入信号进行放大。
但是,为了利用通过D级放大而放大了的驱动信号来使压电元件喷出油墨,而需要将调制信号的频率提高某种程度。然而,这就被指出存在有如下问题,即,当根据较高频率的调制信号而对高压侧晶体管以及低压侧晶体管进行开关时,由于噪声等的影响而使工作变得不稳定。
专利文献1:日本特开2010-114711号公报
发明内容
因此,本发明的几个方式的目的之一在于,提供一种用于在对施加于压电元件上的驱动信号进行D级放大的液体喷出装置中,实现工作的稳定化的技术。
为了实现上述目的中的一个目的,本发明的一个方式所涉及的液体喷出装置的特征在于,具备:调制电路,其生成通过自激振荡而对源信号进行了脉冲调制的调制信号;晶体管对,其包括高压侧晶体管和低压侧晶体管,且对所述调制信号进行放大而生成放大调制信号;解调部,其包括电感器以及电容器,且对所述放大调制信号进行平滑化而生成驱动信号;压电元件,其通过被施加有所述驱动信号而进行位移;空腔,其在内部被填充有液滴,且内部容积通过所述压电元件的位移而发生变化;喷嘴,其为了根据所述空腔的内部容积的变化而喷出所述空腔内的液体而被设置,所述高压侧晶体管与所述电容器之间的距离长于所述电感器与所述电容器之间的距离。
根据该方式所涉及的液体喷出装置,由于高压侧晶体管与电容器分离,因此能够减少对高位侧电压进行开关时的噪声给电容器带来的影响。而且,由于电感器与电容器接近,因此寄生于电容器中的电感成分变小,从而能够减少调制信号的异常振荡(例如以假想的频率的2倍进行振荡)、或频率的偏差等的产生。
另外,这里所说的距离为,在被安装于电路基板上的状态下,例如,从一方的元件的外侧形状起到对方的元件的外侧形状为止的最短的长度。此外,源信号为,成为对压电元件的位移进行规定的驱动信号的源的信号、即调制前的信号,且为成为驱动信号的波形的基准的信号(包括所规定的信号,无论模拟、数字)。调制信号为,对源信号进行脉冲调制(例如脉冲宽度调制、脉冲密度调制等)而得到的数字信号。
但是,在上述一个方式所涉及的液体喷出装置中,当电感器与电容器之间的距离较短时,则存在有电感器的泄漏磁通给电容器带来影响的情况。因此,优选为如下结构,即,所述电感器与所述电容器之间的距离为3mm以上。
另一方面,当电感器与电容器之间的距离较长时,则存在有因寄生于电容器中的电感成分等而使作为输出的驱动信号的脉动变大,从而在不稳定方向上工作的情况。因此,优选为如下结构,即,所述电感器与所述电容器之间的距离为6mm以下。
在上述一个方式所涉及的液体喷出装置中,优选为如下结构,即,所述低压侧晶体管与所述电容器之间的距离短于所述高压侧晶体管与所述电容器之间的距离。根据该结构,能够使寄生于电容器中的电感成分等变小,并降低调制信号的异常振荡等的产生。
另外,在上述一个方式所涉及的液体喷出装置中,对放大调制信号进行平滑化而生成驱动信号,并通过被施加有驱动信号而使压电元件位移,从而使液体从喷嘴喷出。在此,当对用于使液体喷出装置喷出例如小点的驱动信号的波形进行频谱解析时,则可知其中包含有50KHz以上的频率成分。为了生成包括这种50KHz以上的频率成分的驱动信号,而需要将调制信号的频率设为1MHz以上。
在此,假如将调制信号的频率设为低于1MHz,则被再现的驱动信号的波形的边缘会变钝变圆。换言之,角部被去除而使波形变钝。当驱动信号的波形变钝时,根据波形的上升、下降沿而进行工作的压电元件的位移将变得缓慢,从而会产生喷出时的托尾或喷出不良等,进而使印刷的品质下降。
另一方面,如果将调制信号的频率设为高于8MHz,则驱动信号的波形的分辨率将被提高。但是,由于晶体管中的开关频率上升而使开关损耗变大,从而与AB级放大器等的线性放大相比,使得具有优势的省电性、发热节能性(heat generation saving properties)受损。
因此,在上述一个方式所涉及的液体喷出装置中,优选为,所述调制信号的频率为1MHz以上8MHz以下。
另外,本发明能够通过各种方式来实现,例如能够通过头单元的单体等、各种的方式来实现。
附图说明
图1为表示印刷装置的概要结构的图。
图2为表示印刷装置的结构的框图。
图3为表示头单元中的喷出部的结构的图。
图4为表示头单元中的喷嘴排列的图。
图5为用于对头单元中的选择控制部的工作进行说明的图。
图6为表示头单元中的选择控制部的结构的图。
图7为表示头单元中的解码器的解码内容的图。
图8为表示头单元中的选择部的结构的图。
图9为表示通过选择部而被选择的驱动信号的图。
图10为表示印刷装置中的驱动电路的结构的图。
图11为用于对驱动电路的工作进行说明的图。
图12为表示安装有驱动电路的电路基板的配线图案的俯视图。
图13为表示被安装在电路基板上的元件的配置的图。
图14为表示被安装在电路基板上的元件的位置关系的图。
图15为表示LC间的距离与脉动电压(宽度)之间的关系的图。
图16为表示LC间的距离与脉动电压(中心)之间的关系的图。
图17为用于对脉动电压进行说明的图。
具体实施方式
以下,参照附图来对用于实施本发明的方式进行说明。
该实施方式所涉及的印刷装置为,通过根据从外部的主计算机供给的图像数据而喷出油墨,从而在纸等的介质上形成墨点组,由此,对与该图像数据相对应的图像(包括文字、图形等)进行印刷的喷墨打印机,即液体喷出装置。
图1为表示印刷装置的内部的概要结构的立体图。
如该图所示,印刷装置1具备使移动体2在主扫描方向上进行移动(往复运动)的移动机构3。
移动机构3具有:成为移动体2的驱动源的滑架电机31、两端被固定的滑架导向轴32、以与滑架导向轴32大致平行的方式延伸并通过滑架电机31而被驱动的同步带33。
移动体2的滑架24以往复运动自如的方式被支承在滑架导向轴32上,并且被固定在同步带33的一部分上。因此,当通过滑架电机31而使同步带33正反运转时,移动体2将被滑架导向轴32所引导而进行往复运动。
此外,在移动体2中的、与介质P对置的部分上设置有头单元20。如下文所述,该头单元20为用于使墨滴(液滴)从多个喷嘴喷出的装置,并成为经由柔性电缆190而被供给有各种控制信号等的结构。
印刷装置1具备将介质P在压印板40上向副扫描方向进行输送的输送机构4。输送机构4具备作为驱动源的输送电机41和输送辊42,所述输送辊42通过输送电机41而进行旋转,从而将介质P向副扫描方向进行输送。
在介质P通过输送机构4而被输送的定时下,通过使头单元20向该介质P喷出墨滴,从而在介质P的表面上形成图像。
图2为表示印刷装置的电气结构的框图。
如该图所示,在印刷装置1中,控制单元10与头单元20经由柔性电缆190而被连接。
控制单元10具有:控制部100、滑架电机31、滑架电机驱动器35、输送电机41、输送电机驱动器45、两个驱动电路50-a、50-b、头单元20。其中,在从主计算机被供给有图像数据时,控制部100会输出用于对各个部进行控制的各种控制信号等。
详细而言,第一、控制部100对滑架电机驱动器35供给控制信号Ctr1,滑架电机驱动器35根据该控制信号Ctr1而对滑架电机31进行驱动。由此,对滑架24的主扫描方向的移动进行控制。
第二、控制部100对输送电机驱动器45供给控制信号Ctr2,输送电机驱动器45根据该控制信号Ctr2而对输送电机41进行驱动。由此,对由输送机构4实现的副扫描方向的移动进行控制。
第三、控制部100向两个驱动电路50-a、50-b中的一方的驱动电路50-a供给数字数据dA,向另一方的驱动电路50-b供给数字数据dB。在此,数据dA对向头单元20供给的驱动信号中的驱动信号COM-A的波形进行规定,数据dB对驱动信号COM-B的波形进行规定。
另外,虽然详细内容将在下文叙述,但驱动电路50-a在对数据dA进行模拟转换之后,将D级放大的驱动信号COM-A向头单元20进行供给。同样地,驱动电路50-b也在对数据dB进行模拟转换之后,将D级放大的驱动信号COM-B向头单元20进行供给。此外,对于驱动电路50-a、50-b而言,仅是所输入的数据以及所输出的驱动信号有所不同,如后述那样,电路结构是相同的。因此,在无需对驱动电路50-a、50-b进行特别区别的情况(例如在后述的对图10进行说明的情况)下,以下将省略“-(连字符)”,而仅将符号设为“50”来进行说明。
第四、控制部100向头单元20供给时钟信号Sck、数据信号Data、控制信号LAT、CH。
在头单元20中,设置有选择控制部210和多组选择部230以及压电元件(压电元件)60。
选择控制部210根据从控制部100被供给的控制信号等来指示针对各个选择部230而应该选择驱动信号COM-A、COM-B中的哪一个信号(或者,应该都不选择),选择部230根据选择控制部210的指示来选择驱动信号COM-A、COM-B并分别作为驱动信号而向压电元件60的一端进行供给。另外,在附图中,将该驱动信号的电压标记为Vout。
在该示例中,各个压电元件60的另一端共同被施加有电压VBS
压电元件60以分别与头单元20中的多个喷嘴相对应的方式而被设置。而且,压电元件60根据通过选择部230而被选择的驱动信号的电压Vout与电压VBS之差而进行位移,从而使油墨被喷出。因此,接下来,对用于通过对压电元件60的驱动而使油墨被喷出的结构进行简单说明。
图3为表示在头单元20中与一个喷嘴相对应的概要结构的图。
如图所示,头单元20包括:压电元件60、振动板621、空腔(压力室)631、贮液器641、喷嘴651。其中,振动板621通过图中被设置于上表面上的压电元件60而进行位移(弯曲振动),从而作为使填充有油墨的空腔631的内部容积放大或缩小的隔膜而发挥功能。喷嘴651为,被设置在喷嘴板632上,并且与空腔631连通的开孔部。
该图所示的压电元件60为,通过一对电极611、612而夹着压电体601的结构。在该结构的压电体601中,根据由电极611、612所施加的电压,在附图中,电极611、612、振动板621的中央部分一起相对于两端部分而向上下方向弯曲。具体而言,压电元件60成为如下结构,即,当驱动信号的电压Vout变高时向上方弯曲,另一方面,当电压Vout变低时向下方弯曲。在该结构中,如果向上方弯曲,则由于空腔631的内部容积扩大,因此油墨将从贮液器641中被吸引,另一方面,如果向下方弯曲,则由于空腔631的内部容积缩小,因此根据缩小的程度而使油墨从喷嘴651被喷出。
另外,压电元件60并不限于图示的结构,只要是能够使压电元件60变形从而使油墨这样的液体喷出的类型即可。此外,压电元件60并不限于弯曲振动,也可以是使用所谓的纵向振动的结构。
此外,压电元件60在头单元20中以与空腔631和喷嘴651相对应的方式而被设置,在图1中,该压电元件60还以与选择部230相对应的方式而被设置。因此,压电元件60、空腔631、喷嘴651以及选择部230的设定是针对每个喷嘴651而设置的。
图4的(a)为表示喷嘴651的排列的一个示例的图。
如该图所示,喷嘴651例如以两列按照如下方式进行排列。详细而言,在以一列来观察时,多个喷嘴651沿着副扫描方向而以间距Pv进行配置,另一方面,两列之间则成为如下关系,即,在主扫描方向上分离间距Ph且在副扫描方向上偏移间距Pv的一半。
另外,虽然喷嘴651在进行彩色印刷的情况下,例如沿着主扫描方向而设置有与C(蓝绿色)、M(品红色)、Y(黄色)、K(黑色)等各颜色相对应的图案,但在以下的说明中,为了简化说明,而对以单色来表现灰度的情况进行说明。
图4中的(b)为,用于对由该图4中的(a)所示的喷嘴排列所实施的图像形成的基本分辨率进行说明的图。另外,为了简化说明,该图为从喷嘴651喷出一次墨滴形成一个点的方法(第一方法)的示例,且涂黑的圆形标记表示通过墨滴的喷落而形成的点。
在头单元20于主扫描方向上以速度v进行移动时,如该图所示那样,通过墨滴的喷落而被形成的点的(主扫描方向上的)间隔D与该速度v具有如下关系。
即,在通过一次墨滴的喷出而形成一个点的情况下,点间隔D为,速度v除以油墨的喷出频率f所得到的值(=v/f),换言之,能够通过头单元20在墨滴被反复喷出的周期(1/f)内所移动的距离来表示。
另外,在图4的示例中,具有间距Ph相对于点间隔D而以系数n成比例的关系,从两列喷嘴651被喷出的墨滴,在介质P上以在同一列中对齐的方式而喷落。因此,如图4(b)所示那样,副扫描方向上的点间隔成为主扫描方向上的点间隔的一半。点的排列显然并不限定于图示的示例。
可是,为了实现高速印刷,只要单纯地提高头单元20在主扫描方向上进行移动的速度v即可。但是,如果仅仅只提高速度v,则点的间隔D会变长。因此,在确保某种程度的分辨率的基础上,为了实现高速印刷,而需要提高油墨的喷出频率f来增加每单位时间内所形成的点数。
此外,除了印刷速度以外,为了提高分辨率,只要增加在每单位面积中所形成的点数即可。但是,在增加点数的情况下,如果不将油墨设为少量,则不仅相邻的点彼此会结合,而且如果不提高油墨的喷出频率f,印刷速度就会下降。
如此,为了实现高速印刷以及高分辨率印刷,如上文所述那样,需要提高油墨的喷出频率f。
另一方面,作为在介质P上形成点的方法,除了使墨滴喷出一次形成一个点的方法之外,还具有如下方法,即,设为在单位期间内能够将墨滴喷出两次以上,并在单位期间内使被喷出的一个以上的墨滴喷落,并且通过使该喷落的一个以上的墨滴结合,从而形成一个点的方法(第二方法),或者不使这些两个以上的墨滴结合,而形成两个以上的点的方法(第三方法)。在以后的说明中,对利用上述第二方法来形成点的情况进行说明。
在本实施方式中,关于第二方法,假想了如下示例来进行说明。即,在本实施方式中,关于一个点,通过最多喷出两次油墨,从而表现出大点、中点、小点以及非记录的四个灰度。为了表现该四个灰度,在本实施方式中,准备了两种驱动信号COM-A、COM-B,并且在各个信号中,在一个周期内具有前半图案和后半图案。并成为如下结构,即,在一个周期内的前半周期或后半周期中,根据应该表现的灰度来选择(或不选择)驱动信号COM-A、COM-B,并将其向压电元件60进行供给。
因此,对驱动信号COM-A、COM-B进行说明,之后,对用于对驱动信号COM-A、COM-B进行选择的结构进行说明。另外,虽然驱动信号COM-A、COM-B是分别通过驱动电路50而被生成的,但是,为了便于说明,而在用于对驱动信号COM-A、COM-B进行选择的结构之后,对驱动电路50进行说明。
图5为表示驱动信号COM-A、COM-B的波形等的图。
如图所示,驱动信号COM-A成为使梯形波形Adp1与梯形波形Adp2连续的波形,所述梯形波形Adp1被配置于印刷周期Ta中的、从输出(上升)控制信号LAT起至输出控制信号CH为止的期间T1内,所述梯形波形Adp2被配置于印刷周期Ta中的、从输出控制信号CH起到输出下一个控制信号LAT为止的期间T2内。
在本实施方式中,梯形波形Adp1、Adp2互为大致相同的波形,且为如下波形,即,假设如果所述梯形波形Adp1、Adp2分别被供给至压电元件60的一端,则将从与该压电元件60相对应的喷嘴651中分别喷出预定量、具体而言为中程度的量的油墨的波形。
驱动信号COM-B成为使被配置于期间T1内的梯形波形Bdp1与被配置在期间T2内的梯形波形Bdp2连续的波形。在本实施方式中,梯形波形Bdp1、Bdp2为互不相同的波形。其中,梯形波形Bdp1为,用于使喷嘴651的开孔部附近的油墨进行微振动从而防止油墨的粘度的增大的波形。因此,即使假设梯形波形Bdp1被供给至压电元件60的一端,从与该压电元件60相对应的喷嘴651中也不会有墨滴被喷出。此外,梯形波形Bdp2成为与梯形波形Adp1(Adp2)不同的波形。并且为如下波形,即,假设如果梯形波形Bdp2被供给至压电元件60的一端,则将从与该压电元件60相对应的喷嘴651中喷出与上述预定量相比而较少的量的油墨。
另外,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2的开始定时下的电压与结束定时下的电压,均为共同的电压Vc。即,梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2分别成为以电压Vc开始且以电压Vc结束的波形。
图6为表示图2中的选择控制部210的结构的图。
如该图所示,从控制单元10向选择控制部210供给有时钟信号Sck、数据信号Data、控制信号LAT、CH。在选择控制部210中,移位寄存器(S/R)212、锁存电路214和解码器216的组,以分别与压电元件60(喷嘴651)相对应的方式而被设置。
数据信号Data在形成图像的一个点时对该点的尺寸进行规定。在本实施方式中,为了表现出非记录、小点、中点以及大点这四个灰度,而使数据信号Data由高阶位(MSB)以及低阶位(LSB)两位构成。
数据信号Data与时钟信号Sck同步,并以与头单元20的主扫描相一致且串行的方式从控制部100向每个喷嘴进行供给。用于对应于喷嘴而暂时保持两位的量的以串行的方式被供给的数据信号Data的结构为移位寄存器212。
详细而言,成为了如下结构,即,与压电元件60(喷嘴)相对应的级数的移位寄存器212互相级联连接,并且根据时钟信号Sck而将以串行的方式被供给的数据信号Data依次传送到后级。
另外,在将压电元件60的个数设为m(m为多个)时,为了区别移位寄存器212,而从供给数据信号Data的上游侧起按顺序标记为1级、2级、…、m级。
锁存电路214在控制信号LAT的上升沿上对通过移位寄存器212而被保持的数据信号Data进行锁存。
解码器216对通过锁存电路214而被锁存的两位的数据信号Data进行解码,并在每个由控制信号LAT和控制信号CH所规定的期间T1、T2内,输出选择信号Sa、Sb,从而对选择部230中的选择进行规定。
图7为表示解码器216中的解码内容的图。
在该图中,将被锁存的两位的印刷数据Data标记为(MSB、LSB)。解码器216具有如下含义,即,例如,如果被锁存的印刷数据Data为(0、1),则在期间T1内分别将选择信号Sa、Sb的逻辑电平设为H、L电平,在期间T2内分别将选择信号Sa、Sb的逻辑电平设为L、H电平并进行输出。
另外,选择信号Sa、Sb的逻辑电平通过电平移位器(省略图示)而被电平位移为,与时钟信号Sck、印刷数据Data、控制信号LAT、CH的逻辑电平相比为高振幅逻辑。
图8为表示与图2中的压电元件60(喷嘴651)的一个相对应的选择部230的结构的图。
如该图所示,选择部230具有反相器(NOT电路)232a、232b和传输门234a、234b。
来自解码器216的选择信号Sa被供给至传输门234a中未标注圆形标记的正控制端,并且通过反相器232a而被逻辑反转并被供给至传输门234a中标注有圆形标记的负控制端。同样地,选择信号Sb被供给至传输门234b的正控制端,并且通过反相器232b而被逻辑反转并被供给至传输门234b的负控制端。
在传输门234a的输入端上被供给有驱动信号COM-A,在传输门234b的输入端上被供给有驱动信号COM-B。传输门234a、234b的输出端彼此被共同连接,并且与所对应的压电元件60的一端连接。
如果选择信号Sa为H电平,则传输门234a使输入端与输出端之间导通(导通),如果选择信号Sa为L电平,则传输门234a使输入端与输出端之间非导通(断开)。同样地,传输门234b也根据选择信号Sb而使输入端与输出端之间导通、断开。
接下来,参照图5来对选择控制部210与选择部230的工作进行说明。
数据信号Data与时钟信号Sck同步并以串行方式从控制部100向每个喷嘴被供给,且所述数据信号Data在与喷嘴相对应的移位寄存器212中被依次传送。而且,当控制部100使时钟信号Sck的供给停止时,各个移位寄存器212将成为保持有与喷嘴相对应的数据信号Data的状态。另外,数据信号Data以与移位寄存器212中的最后m级、…、2级、1级的喷嘴相对应的顺序而被供给。
在此,当控制信号LAT上升时,各个锁存电路214一齐对被移位寄存器212所保持的数据信号Data进行锁存。在图5中,L1、L2、…、Lm表示数据信号Data为通过与1级、2级、…、m级的移位寄存器212相对应的锁存电路214而被锁存的数据信号Data。
解码器216根据由被锁存的数据信号Data所规定的点的尺寸,而分别在在期间T1、T2内以图7所示的那样的内容来输出选择信号Sa、Sb的逻辑电平。
即,第一、在该数据信号Data为(1、1)且对大点的尺寸进行规定的情况下,解码器216将选择信号Sa、Sb在期间T1内设为H、L电平,在期间T2内也设为H、L电平。第二、在该数据信号Data为(0、1)且对中点的尺寸进行规定的情况下,解码器216将选择信号Sa、Sb在期间T1内设为H、L电平,在期间T2内设为L、H电平。第三、在该数据信号Data为(1、0)且对小点的尺寸进行规定的情况下,解码器216将选择信号Sa、Sb在期间T1内设为L、L电平,在期间T2内设为L、H电平。第四、在该数据信号Data为(0、0)且对非记录进行规定的情况下,解码器216将选择信号Sa、Sb在期间T1内设为L、H电平,在期间T2内设为L、L电平。
图9为表示根据数据信号Data而被选择并被供给至压电元件60的一端的驱动信号的电压波形的图。
在数据信号Data为(1、1)时,由于选择信号Sa、Sb在期间T1内成为H、L电平,因此传输门234a被导通、传输门234b被断开。因此,在期间T1内驱动信号COM-A的梯形波形Adp1被选择。由于选择信号Sa、Sb即使在期间T2内也成为H、L电平,因此选择部230将选择驱动信号COM-A的梯形波形Adp2。
当以此方式在期间T1内选择梯形波形Adp1、在期间T2内选择梯形波形Adp2并作为驱动信号而向压电元件60的一端供给时,将从与该压电元件60相对应的喷嘴651分两次而喷出中程度的量的油墨。因此,油墨分别喷落在介质P上并合为一体,其结果为,形成了由数据信号Data所规定的那样的大点。
在数据信号Data为(0、1)时,由于选择信号Sa、Sb在期间T1内成为H、L电平,因此传输门234a被导通、传输门234b被断开。因此,在期间T1内驱动信号COM-A的梯形波形Adp1被选择。接下来,由于选择信号Sa、Sb在期间T2内成为L、H电平,因此驱动信号COM-B的梯形波形Bdp2被选择。
因此,将从喷嘴分两次而喷出中程度以及小程度的量的油墨。因此,油墨分别喷落在介质P上并合为一体,其结果为,形成了由数据信号Data所规定的那样的中点。
在数据信号Data为(1、0)时,由于选择信号Sa、Sb在期间T1内均成为L电平,因此传输门234a、234b被断开。因此,在期间T1内梯形波形Adp1、Bdp1中的任意一个均未被选择。在传输门234a、234b均被断开的情况下,从该传输门234a、234b的输出端之间的连接点到压电元件60的一端为止的路径成为未与任何部分电连接的高阻抗状态。但是,压电元件60由于自身所具有的电容性,而保持着传输门断开之前的电压(Vc-VBS)。
接下来,由于选择信号Sa、Sb在期间T2内成为L、H电平,因此驱动信号COM-B的梯形波形Bdp2被选择。因此,由于仅在期间T2内从喷嘴651喷出小程度的量的油墨,因此在介质P上形成了由数据信号Data所规定的那样的小点。
在数据信号Data为(0、0)时,由于选择信号Sa、Sb在期间T1内成为L、H电平,因此传输门234a被断开、传输门234b被导通。因此,在期间T1内驱动信号COM-B的梯形波形Bdp1被选择。接下来,由于选择信号Sa、Sb在期间T2内均成为L电平,因此梯形波形Adp2、Bdp2中的任意一个均未被选择。
因此,由于在期间T1内喷嘴651的开孔部附近的油墨仅进行微振动,油墨并未被喷出,因此,其结果为,并未形成点,即,成为由数据信号Data所规定的那样的非记录。
如此,选择部230根据由选择控制部210所发出的指示而对驱动信号COM-A、COM-B进行选择(或不选择),并向压电元件60的一端进行供给。因此,各个压电元件60将根据由数据信号Data所规定的点的尺寸而被驱动。
另外,图5所示的驱动信号COM-A、COM-B归根到底只是一个示例。实际上,根据头单元20的移动速度或介质P的性质等,能够使用预先准备的各种的波形的组合。
此外,虽然在此以压电元件60随着电压的上升而向上方弯曲的示例进行了说明,但当使向电极611、612供给的电压反转时,压电元件60将随着电压的上升而向下方弯曲。因此,在压电元件60随着电压的上升而向下方弯曲的结构中,附图中所例示的驱动信号COM-A、COM-B成为以电压Vc为基准而进行了反转的波形。
如此,在本实施方式中,一个点是以作为单位期间的周期Ta为单位而被形成在介质P上的。因此,在周期Ta内通过(最多)两次的墨滴的喷出而形成一个点的本实施方式中,油墨的喷出频率f为2/Ta,点间隔D为头单元的移动速度v除以油墨的喷出频率f(=2/Ta)而得到的值。
一般情况下,在单位期间T内墨滴能够被喷出Q(Q为2以上的整数)次,在通过该Q次的墨滴的喷出而形成一个点的情况下,油墨的喷出频率f能够表示为Q/T。
像本实施方式这样,在介质P上形成不同的尺寸的点的情况,与通过一次的墨滴的喷出而形成一个点的情况相比,即使为了形成一个点所需要的时间(周期)相同,也需要缩短用于一次喷出一次的墨滴的时间。
另外,关于不使两个以上的墨滴结合而形成两个以上的点的第三方法,无需进行特别说明。
接着,对驱动电路50-a、50-b进行说明。其中,如果对一方的驱动电路50-a进行概述,则其以如下方式而生成驱动信号COM-A。即,在驱动电路50-a中,第一、对从控制部100被供给的数据dA进行模拟转换,第二、对输出的驱动信号COM-A进行反馈,并且通过该驱动信号COM-A的高频成分而对基于该驱动信号COM-A的信号(衰减信号)与目标信号的偏差进行补正,并根据该被补正的信号而生成调制信号,第三、通过根据该调制信号来对晶体管进行开关从而生成放大调制信号,第四、通过低通滤波器而对该放大调制信号进行平滑化(解调),从而将该平滑化了的信号作为驱动信号COM-A而进行输出。
另一方的驱动电路50-b也是同样的结构,仅在根据数据dB而输出驱动信号COM-B这一点上有所不同。因此,在以下的图10中,不对驱动电路50-a、50-b进行区别,而作为驱动电路50来进行说明。
但是,关于所输入的数据与所输出的驱动信号,则标记为dA(dB)、COM-A(COM-B)等,并且设为表示如下情况,即,在驱动电路50-a的情况下,输入数据dA而输出驱动信号COM-A,在驱动电路50-b的情况下,输入数据dB而输出驱动信号COM-B。
图10为表示驱动电路50的电路结构的图。
如该图所示,除了LSI500与N沟道型的晶体管M1、M2以外,驱动电路50还由电阻与电容器等的各种的元件(部件)构成。
LSI(Large Scale Integration:大规模集成电路)500为,根据从控制部100经由管脚D0~D9而输入的10位的数据dA(dB),而分别向例如N沟道型的FET(Field EffectTransistor:场效应晶体管)的晶体管M1、M2输出栅极信号(gate signal)。为了输出这种栅极信号,LSI500包括DAC(Digital to Analog Converter:数字模拟转换器)502、加法器504、510、衰减器508、延迟器512、比较器520、栅极驱动器530。
DAC502将对驱动信号COM-A(COM-B)的波形进行规定的数据dA(dB)转换为模拟信号Aa,并向加法器504的输入端(+)供给。另外,该模拟信号Aa的电压振幅例如为0~2伏特左右,将该电压放大约20倍所得到的信号成为驱动信号COM-A(COM-B)。也就是说,模拟信号Aa为,成为驱动信号COM-A的放大前的目标的信号。
在加法器504的输入端(-)上被供给有经由管脚Vfb而输入的端子Out的电压,即驱动信号COM-A(COM-B)。
加法器504在对输入端(-)的电压进行积分、衰减的基础上,对输入端(+)的电压进行运算。详细而言,加法器504求取从输入端(+)的电压减去输入端(-)的积分、衰减电压所得到的偏差,并将表示该偏差的信号Ab向加法器510的输入端的一方供给。
另外,从DAC502到比较器520为止的电路的电源电压为,低振幅的3.3伏特。模拟信号Aa的电压最大为2伏特左右,相对于此,由于存在驱动信号COM-A的电压最大超过40伏特的情况,因此为了在求取偏差时使两电压的振幅范围一致,而使驱动信号COM-A(COM-B)的电压衰减。
衰减器508使经由管脚Ifb而输入的驱动信号COM-A(COM-B)的高频成分衰减,并向加法器510的输入端的另一方供给。由衰减器508实施的衰减与加法器504的输入端(-)相同,也是为了在对驱动信号COM-A(COM-B)进行反馈时,使电压振幅一致。加法器510将输入端的一方上的电压与另一方上的电压相加所得到的电压的信号As向延迟器512进行供给。
从加法器510被输出的信号As的电压为,在从表示目标的模拟信号Aa的电压中减去向管脚Vfb被供给的信号的衰减电压所得到的偏差上,加上向管脚Ifb被供给的信号的衰减电压所得到的电压。因此,由加法器510产生的信号As的电压能够称为,通过该驱动信号COM-A(COM-B)的高频成分,而对从作为目标的模拟信号Aa的电压中减去作为输出的驱动信号COM-A(COM-B)的衰减电压所得到的偏差进行补正的信号。
延迟器512向比较器520供给信号Ad,所述信号Ad为使信号As仅延迟后文所述的时间的信号。
比较器520根据通过延迟器512使之延迟所得到的信号Ad,而以如下方式输出脉冲调制了的调制信号Ms。详细而言,比较器520将输出如下的调制信号Ms,即,如果信号Ad处于电压上升时,则在成为电压阈值Vth1以上时变为H电平,如果信号Ad处于电压下降时,则在成为低于电压阈值Vth2时变为L电平。另外,如后文所述,电压阈值被设定为如下关系,即,Vth1>Vth2。
由比较器520产生的调制信号Ms被供给到栅极驱动器530。栅极驱动器530将调制信号Ms转换为高逻辑振幅并经由管脚Hdr以及电阻R1而向晶体管M1的栅极电极供给,并且,将对调制信号Ms的逻辑电平进行了反转而得到的信号转换为高逻辑振幅并经由管脚Ldr以及电阻R2而向晶体管M2的栅极电极供给。
因此,被供给到晶体管M1、M2的栅极电极上的栅极信号的逻辑电平成为互相排他性的关系。
另外,栅极驱动器530所输出的两个栅极信号的逻辑电平,实际上,也能够以不必同时成为H电平的方式(即,以N沟道型的晶体管M1、M2不同时导通的方式)来实施定时控制。因此,这里所说的排他性,严格来说,是指不同时成为H电平(以晶体管M1、M2来说,则为不同时导通)的意思。
另外,虽然这里所说的调制信号狭义而言为调制信号Ms,但是如果考虑到是根据信号Aa而进行脉冲调制并对晶体管M1、M2进行驱动的信号,则向晶体管M1供给的栅极信号与向晶体管M2供给的栅极信号也包含于调制信号中。即,在根据信号Aa而进行了脉冲调制的调制信号中,不仅包括调制信号Ms,而且还包括使该调制信号Ms的逻辑电平进行了反转而得到信号、与被实施了定时控制而得到的信号。
另外,由于比较器520输出调制信号Ms,因此能够将到该比较器520为止的电路,即DAC502、加法器504、510、衰减器508、延迟器512和比较器520称为生成调制信号Ms的调制电路。
此外,虽然在图10所示的结构中,通过DAC502而将数字的数据dA(dB)转换为模拟的信号Aa,但也可以不经由DAC502,而例如根据由控制部100作出的指示而从外部电路接收信号Aa的供给。由于无论是数字的数据dA(dB)还是模拟的信号Aa,均对生成驱动信号COM-A(COM-B)的波形时的目标值进行规定,因此作为源信号并没有差异。
在晶体管M1、M2中的、高位侧的晶体管M1(高压侧晶体管)中,在漏极上被施加有电压Vh(例如42伏特)。对于低位侧的晶体管M2(低压侧晶体管)而言,源极与大地连接。
由于在该示例中晶体管M1、M2分别设为N沟道型,因此如果栅极信号为H电平则将导通。因此,在晶体管M1的源极与晶体管M2的漏极之间的连接点Sd、即电感器L1的一端上,会出现放大了调制信号Ms的调制放大信号。因此,作为晶体管对的晶体管M1、M2将输出放大了调制信号Ms的调制放大信号。
电感器L1的另一端为,在该驱动电路50中成为输出的端子Out,驱动信号COM-A(COM-B)从该端子Out经由柔性电缆190(参照图1以及图2)而被供给到头单元20。
此外,端子Out分别与电容器C1的一端、电容器C7的一端和电阻R4的一端相连接。其中,电容器C1的另一端与大地连接。因此,由电感器L1和电容器C1而构成了LPF(Low PassFilter:低通滤波器)550,并作为对出现在晶体管M1、M2的连接点上的放大调制信号进行平滑化并解调的解调部而发挥功能。
电阻R4的另一端与管脚Vfb以及电阻R23的一端连接,在该电阻R23的另一端上被施加有电压Vh。由此,来自端子Out的驱动信号COM-A(COM-B)被上拉并反馈于管脚Vfb上。
虽然电阻R4、R23相对于LSI500而被外置,但也可以采用内置于LSI500内的结构。
电容器C7的另一端与电阻R18的一端和电阻R10的一端连接。其中,电阻R18的另一端与大地连接。因此,电容器C7和电阻R18作为HPF(High Pass Filter:高通滤波器)而发挥功能,所述HPF使来自端子Out的驱动信号COM-A(COM-B)中的、截止频率以上的高频成分通过。另外,HPF的截止频率被设定为,例如约9MHz。
此外,电阻R10的另一端与电容器C5的一端和电容器C8的一端连接。其中,电容器C8的另一端与大地连接。因此,电阻R10和电容器C8作为LPF(Low Pass Filter:低通滤波器)而发挥功能,所述LPF使通过了上述HPF的信号成分中的、截止频率以下的低频成分通过。另外,LPF的截止频率被设定为,例如约160MHz。
由于上述HPF的截止频率被设定为低于上述LPF的截止频率,因此HPF和LPF作为BPF(Band Pass Filter:带通滤波器)560而发挥功能,所述BPF使驱动信号COM-A(COM-B)中的、预定的频带的频率成分通过。
电容器C5的另一端与LSI500的管脚Ifb连接。由此,通过了上述BPF的驱动信号COM-A(COM-B)的高频率成分中的、直流成分被截断并反馈于管脚Ifb上。
另外,在该驱动电路50中,作为反馈路径而具有经由管脚Vfb的路径和经由管脚Ifb的路径这两个路径。其中,作为对自激振荡的频率进行规定的路径而成为支配性的路径的是,经由管脚Ifb的路径。因此,在称为反馈电路的情况下,意指参与经由管脚Ifb的路径的电路,具体而言,所说的是LPF550、BPF560。
从端子Out被输出的驱动信号COM-A(COM-B)为,通过LPF550对晶体管M1、M2的连接点Sd中的放大调制信号进行平滑化而得到的信号。该驱动信号COM-A(COM-B)经由管脚Vfb而被反馈到加法器504中,并作为信号Ab而被输出,所述信号Ab为所述驱动信号COM-A(COM-B)与作为目标的信号Aa之间的偏差。
在此,为了便于说明,在假想了将经由管脚Ifb的反馈和由延迟器512实施的延迟除外的结构时,由于驱动信号COM-A(COM-B)在经由管脚Vfb而被积分、衰减的基础上,被反馈到加法器504中,因此调制信号Ms将以由经由该反馈路径、即经由LPF550和加法器504的路径的传递函数所决定的频率而进行自激振荡。
但是,由于经由管脚Vfb的反馈路径的延迟量较大,因此仅在经由该管脚Vfb的反馈中,无法将自激振荡的频率提高到能够充分地确保驱动信号COM-A(COM-B)的波形精度的程度。
因此,在本实施方式中,除了经由管脚Vfb的路径以外,还通过设置经由管脚Ifb而对驱动信号COM-A(COM-B)的高频成分进行反馈的路径,从而减小以电路整体来观察时的延迟。因此,在信号Ab上加上驱动信号COM-A(COM-B)的高频成分所得到的信号As的频率,与不存在经由管脚Ifb的路径的情况相比而变高(即,自激振荡的频率变高),从而在驱动信号COM-A(COM-B)中减少了脉动成分,进而提高了波形的精度。
图11为表示相对于模拟信号Aa的波形的、信号As与调制信号Ms之间的理想关系的图。
如该图所示,信号As为三角波,其振荡频率根据模拟信号Aa的电压(输入电压)而发生变动。具体而言,所述信号As的振动频率在输入电压为中间值的情况下最高,并随着输入电压从中间值起变高或变低而降低。另外,信号As(Ad)为自激振荡信号。
此外,只要输入电压在中间值附近,则在信号As中三角波的倾斜于上升沿(电压的上升)与下降沿(电压的下降)处就大致相等。因此,作为通过比较器520而将信号As与电压阈值Vth1、Vth2进行比较的结果的调制信号Ms的占空比成为大致50%。当输入电压从中间值起变高时,信号As的下降沿的倾斜将变缓。因此,调制信号Ms成为H电平的期间相对变长,从而使占空比变大。另一方面,随着输入电压从中间值起变低,信号As的上升沿的倾斜变缓。因此,调制信号Ms成为L电平的期间相对变短,从而使占空比变小。
因此,调制信号Ms成为了如下这样的脉冲密度调制信号。即,调制信号Ms的占空比在输入电压的中间值处为大致50%,并随着输入电压变得高于中间值而变大,随着输入电压低于中间值而变小。
栅极驱动器530如上述那样根据调制信号Ms而使晶体管M1、M2导通/断开。即,如果调制信号Ms为H电平,则栅极驱动器530使晶体管M1导通,并且使晶体管M2断开,另一方面,如果调制信号Ms为L电平,则栅极驱动器530使晶体管M1断开,并且使晶体管M2导通。
因此,通过电感器L1以及电容器C1来对晶体管M1、M2的连接点Sd中的放大调制信号进行平滑化而得到的驱动信号COM-A(COM-B)的电压,随着调制信号Ms的占空比变大而变高,且随着占空比变小而变低。因此,其结果为,驱动信号COM-A(COM-B)以成为放大了模拟信号Aa的电压的信号的方式被控制,并被输出。
由于该驱动电路50使用脉冲密度调制,因此与调制频率固定的脉冲宽度调制相比而具有较大地取得占空比的变化幅度的这一优点。
即,由于通过电路整体而能够进行处理的最小的正脉冲宽度和负脉冲宽度被其电路特性所限制,因此在频率固定的脉冲宽度调制中,作为占空比的变化幅度而只能够确保预定的范围(例如从10%到90%的范围)。相对于此,在脉冲密度调制中,由于振荡频率随着输入电压从中间值离开而变低,因此在输入电压较高的区域内能够进一步增大占空比,而且,在输入电压较低的区域能够进一步减小占空比。因此,在自激振荡型脉冲密度调制中,作为占空比的变化幅度,而能够确保更宽广的范围(例如从5%到95%的范围)。
此外,驱动电路50为自激振荡,无需像他激振荡(separately-excitedoscillation)那样具有生成较高频率的载波的电路。因此,具有容易实现处理高电压的电路以外的、也就是LSI500所承担的功能的集成化这一优点。
驱动电路50为,将LSI与电容器、电阻等的各种元件安装于电路基板上的结构。因此,接下来,对在什么样的电路基板上如何配置、安装构成驱动电路50的元件进行说明。
图12为表示在俯视观察电路基板时的、该电路基板的配线图案的图,图13为以与图12所示的配线图案的关系来表示被安装于该电路基板上的元件的配置的图。
如图13所示,在电路基板上安装有构成驱动电路50的LSI500、晶体管M1、M2、电感器L1、电容器C1、C5、C7、C8、电阻R4、R10、R18、R23。
在图12以及图13中,从LSI500的管脚Hdr输出的栅极信号经由电阻R1(在图12、图13中省略了)而被供给至晶体管M1的栅极电极。从管脚Ldr输出的栅极信号以同样的方式经由电阻R2(在图12、图13中省略了)而被供给至晶体管M2的栅极电极。
被连接于电容器C1的另一端上的端子X1、被连接于晶体管M2的源极上的端子X2、被连接于电阻R18的另一端上的端子X3、以及被连接于电容器C8的另一端上的端子X4成为分别与接地图案连接的结构。
此外,在包括被连接于电感器L1的另一端上的端子X5与被连接于电容器C1的一端上的端子X6的图案(输出、端子Out)中,设置有通孔N1。另一方面,在包括被连接于电容器C7的一端上的端子X7和被连接于电阻R4的一端上的端子X8的图案中,设置有通孔N2。
虽然在图10的电路图中,从端子Out起分为两个系统,并反馈至LSI500的管脚Vfb、Ifb,但实际上,如图12所示,成为如下结构,即,从被设置于包括端子Out的图案中的通孔N1起,依次经由内插的配线图案(省略图示)、通孔N2而分岔为电阻R4的一端和电容器C7的一端。其中,电阻R4侧的路径被反馈至管脚Vfb,电容器C7侧的路径被反馈至管脚Ifb。
这里所说的内插的配线图案是指,在将图12所示的配线图案设为第一层时,由除该第一层以外的层所构成的配线图案。
在包括被连接于晶体管M1的漏极上的端子X10的图案中,设置有通孔N3。此外,在包括被连接于电阻R23的另一端上的端子X11的图案中,设置有通孔N4。这些通孔N3、N4与省略了图示的内插图案连接,并分别被施加有电压Vh。
在包括被连接于晶体管M1的源极上的端子X12和被连接于晶体管M2的漏极上的端子X13的图案(图10的连接点Sd)中,设置有通孔N6。在包括被连接于电感器L1的一端上的端子X14的图案中,设置有通孔N7。通孔N6与通孔N7经由内插的配线图案(图示省略)而互相电连接。
如此,在本实施方式中,通过将各种元件安装在电路基板上,从而构成了驱动电路50。在此,LPF550以接近作为输出的端子Out的方式而配置。
图14为用于对这种配置进行说明的图。
如该图所示,构成LPF550的电容器C1以与晶体管M1相比更接近电感器L1的方式而配置。换言之,从电容器C1到晶体管M1为止的距离Q1被配置为,长于从电容器C1到电感器L1为止的距离Q2。
另外,这里所说的元件间的距离为,在元件被安装于电路基板上的状态下,例如从一方的元件的外侧形状起到对方的元件的外侧形状为止的最短的长度。因此,假设元件彼此紧贴,则该元件的距离为零。
根据这种配置,由于晶体管M1与电容器C1分离,因此降低了晶体管M1对高位侧电压进行开关时的噪声给电容器C1带来的影响。此外,由于电感元件L1与电容器C1接近,因此寄生于电容器C1的电感成分变小。虽然当该电感成分变大时,会发生调制信号进行异常振荡或频率产生偏差等情况,而使工作变得不稳定,但在本实施方式中,由于该电感成分被抑制得较小,因此能够实现工作的稳定化。
而且,由于晶体管M2与电容器C1之间的距离Q3短于晶体管M1与电容器C1之间的距离Q1,因此电容器C1的另一端与晶体管M2的源极之间的配线图案、寄生于该电容器C1中的电感成分与电阻成分变小,从而抑制了异常振荡等。
另外,虽然从减小了寄生于电容器C1中的电感成分的观点来说,只要将电感元件L1与电容器C1之间的距离设为零即可,但是,来自电感器L1的泄漏磁通的影响会波及电容器C1,从而产生调制信号的异常振荡或频率的偏差等,由此在稳定性上有所欠缺。
另一方面,如果电感元件L1与电容器C1之间的距离较长,则如上文所述那样,寄生于电容器C1中的电感成分会变大,从而使工作变得不稳定。
图15以及图16均为用于对针对被安装在电路基板上的电感元件L1与电容器C1之间的距离Q2的影响进行说明的图。详细而言,图15为表示针对距离Q2的驱动信号的脉动电压(宽度)的特性的图,图16为表示针对距离Q2的驱动信号的脉动电压(中心)的特性的图。
另外,图17为用于对驱动信号的脉动电压(宽度、中心)进行说明的图。如图17所示那样,将在伴随着脉动而变化的驱动信号的波形中的、从顶部到底部为止的电压设为脉动电压(宽度)。此外,在该驱动信号的波形中,在将该底部设为零电压的基准时,将从该顶部起到底部为止的中点的电压设为脉动电压(中心)。
虽然在驱动电路50中,通过LPF550对放大调制信号进行解调从而输出驱动信号,但如在图17中将一部分放大而图示的那样,该驱动信号的脉动并未被完全去除,而是有所残留。当该脉动较大时,则容易产生调制信号的异常振荡等。
如图15以及图16所示那样,虽然当电感元件L1与电容器C1之间的距离Q2从0.0mm起逐渐增大时,脉动电压(宽度、中心)逐渐下降,但是在不足3.0mm时,由来自电感器L1的泄漏磁通所产生的影响始终波及电容器C1,从而使脉动电压(宽度、中心)处于较高的状态,由此容易产生调制信号的异常振荡等。
当距离Q2为3.0mm以上时,由来自电感器L1的泄漏磁通所产生的影响变小,脉动电压(宽度、中心)变低,从而能够实现工作的稳定化。但是,当距离Q2超过6.0mm时,接地的配线图案与寄生于电容器C1中的电感成分变大,脉动电压(宽度、中心)变高,从而容易产生调制信号的异常振荡等。此外,当距离Q2变长时,则需要将电路空间拓宽为必需以上,从而阻碍了电路规模的缩小化。
因此,可以说,对于电感元件L1与电容器C1之间的距离Q2而言,期望为3.0mm以上6.0mm以下。
如此,根据本实施方式,由于通过驱动基板上的元件的配置而能够实现驱动电路的工作的稳定化,因此无需追加另外的元件或电路等,从而能够抑制高成本。
本发明并不限定于上述的实施方式,例如能够进行如下所述的各种变形、应用。另外,如下所叙的变形、应用的方式也能够任意地选择一个或适当组合多个。
虽然在实施方式中,驱动电路50被设为在调制信号Ms的生成时,反馈通过LPF550对放大调制信号进行平滑化而得到的驱动信号COM-A(COM-B)的结构,但也可以反馈调制信号Ms本身。例如,虽然并未特别进行图示,但也可以设为如下结构,即,对调制信号Ms与输入信号As之间的误差进行计算,并且对使该误差延迟的信号与作为目标的信号Aa相加或相减,从而设为比较器520的输入的结构。
另外,由于出现在晶体管M1、M2的连接点Sd上的放大调制信号,仅逻辑振幅与调制信号Ms不同,因此可以设为例如在对放大调制信号进行衰减的基础上,以与调制信号Ms相同的方式进行反馈的结构。
此外,虽然在图2所示的实施方式中,为了便于说明而采用了将喷嘴的个数设为较少并通过两个驱动电路50-a、50-b来分别输出驱动信号COM-A、COM-B的结构,但也可以进一步设置输出驱动信号COM-C、COM-D、…的驱动电路。即,驱动电路的个数并不限于“2”。
对于印刷装置1而言,也可以不为在使具有多个喷嘴651的头单元在主扫描方向上进行往复运动的同时喷出油墨的形式,而为具备多个使喷嘴在相对于副扫描方向而正交或倾斜的方向上排列的头单元,并使头单元固定于筐体上的、所谓的行式打印机。
虽然在实施方式中,作为驱动电路50的驱动对象,而以喷出油墨的压电元件60为示例而进行了说明,但作为驱动对象,并不限定于压电元件60,例如也可以为超声波电机、触摸面板、平板扬声器、液晶显示器等的电容性负载。即,驱动电路50只要是对这种容量性负载进行驱动的电路即可。
符号说明
1…印刷装置(液体喷出装置);10…控制单元;20…头单元;50…驱动电路;60…压电元件;520…比较器;L1…电感器;C1…电容器;M1、M2…晶体管;600…喷出部;631…空腔;651…喷嘴。

Claims (6)

1.一种液体喷出装置,其特征在于,具备:
调制电路,其生成通过自激振荡而对源信号进行了脉冲调制的调制信号;
晶体管对,其包括高压侧晶体管和低压侧晶体管,且对所述调制信号进行放大而生成放大调制信号;
解调部,其包括电感器以及电容器,且对所述放大调制信号进行平滑化而生成驱动信号;
压电元件,其通过被施加有所述驱动信号而进行位移;
空腔,其在内部被填充有液滴,且内部容积通过所述压电元件的位移而发生变化;
喷嘴,其为了根据所述空腔的内部容积的变化而喷出所述空腔内的液体而被设置,
所述驱动信号被反馈到所述调制电路中,
所述高压侧晶体管与所述电容器之间的距离长于所述电感器与所述电容器之间的距离。
2.如权利要求1所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述电感器与所述电容器之间的距离为3mm以上。
3.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述电感器与所述电容器之间的距离为6mm以下。
4.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述低压侧晶体管与所述电容器之间的距离短于所述高压侧晶体管与所述电容器之间的距离。
5.如权利要求1或2所述的液体喷出装置,其特征在于,
所述自激振荡的频率为1MHz以上8MHz以下。
6.一种头单元,其特征在于,具备:
压电元件,其通过被施加有驱动信号而进行位移;
空腔,其在内部被填充有液滴,且内部容积通过所述压电元件的位移而发生变化;
喷嘴,其为了根据所述空腔的内部容积的变化而喷出所述空腔内的液体而被设置,
在所述头单元中,
所述驱动信号为,通过包括电感器和电容器的解调部而将放大调制信号平滑化了的信号,
所述放大调制信号为,通过包括高压侧晶体管和低压侧晶体管的晶体管对而对调制信号进行放大从而生成的信号,
所述调制信号为,通过调制电路的自激振荡而对源信号进行脉冲调制从而生成的信号,
所述驱动信号被反馈到所述调制电路中,
所述高压侧晶体管与所述电容器之间的距离长于所述电感器与所述电容器之间的距离。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6520574B2 (ja) * 2015-08-27 2019-05-29 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置およびヘッドユニット
JP6836120B2 (ja) * 2016-08-08 2021-02-24 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置および駆動回路
JP7238581B2 (ja) * 2019-04-26 2023-03-14 セイコーエプソン株式会社 圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置およびロボット
JP7306167B2 (ja) * 2019-08-29 2023-07-11 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置、及び回路基板
JP7537294B2 (ja) * 2021-01-29 2024-08-21 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置
JP2022154996A (ja) * 2021-03-30 2022-10-13 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置
JP2022154995A (ja) * 2021-03-30 2022-10-13 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1746668A (zh) * 2004-09-08 2006-03-15 株式会社日本自动车部品综合研究所 物理量传感器及其制造方法
CN1853452A (zh) * 2003-12-05 2006-10-25 揖斐电株式会社 多层印制线路板
CN1897443A (zh) * 2005-07-11 2007-01-17 三星电机株式会社 压电致动器驱动电路
CN101043768A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 株式会社理光 升压电路、电源单元以及使用其的成像装置
CN200976570Y (zh) * 2006-11-24 2007-11-14 华中科技大学 高频功率放大电路
JP2012126097A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Seiko Epson Corp ヘッドユニット、印刷装置、及び、印刷方法
CN104070803A (zh) * 2013-03-25 2014-10-01 精工爱普生株式会社 液体喷射装置以及印刷装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002034528A1 (ja) * 2000-10-24 2004-03-04 松下電器産業株式会社 波形生成回路及びインクジェットヘッド駆動回路並びにインクジェット式記録装置
US8287069B2 (en) * 2005-12-22 2012-10-16 Seiko Epson Corporation Head drive device and drive control method of ink jet printer, and ink jet printer
JP2010114711A (ja) 2008-11-07 2010-05-20 Seiko Epson Corp 電力増幅装置
JP5728962B2 (ja) 2011-01-18 2015-06-03 セイコーエプソン株式会社 容量性負荷駆動回路および流体噴射装置
JP6044269B2 (ja) 2011-11-04 2016-12-14 ヤマハ株式会社 自励発振型d級アンプおよび自励発振型d級アンプの自励発振周波数制御方法
JP2013146968A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Seiko Epson Corp 液体吐出装置および液体吐出方法
JP6071033B2 (ja) 2012-03-19 2017-02-01 株式会社リコー 液滴吐出装置及び粒子製造装置
JP6390207B2 (ja) * 2013-08-30 2018-09-19 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置、印刷ヘッドユニット、および駆動基板

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1853452A (zh) * 2003-12-05 2006-10-25 揖斐电株式会社 多层印制线路板
CN1746668A (zh) * 2004-09-08 2006-03-15 株式会社日本自动车部品综合研究所 物理量传感器及其制造方法
CN1897443A (zh) * 2005-07-11 2007-01-17 三星电机株式会社 压电致动器驱动电路
CN101043768A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 株式会社理光 升压电路、电源单元以及使用其的成像装置
CN200976570Y (zh) * 2006-11-24 2007-11-14 华中科技大学 高频功率放大电路
JP2012126097A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Seiko Epson Corp ヘッドユニット、印刷装置、及び、印刷方法
CN104070803A (zh) * 2013-03-25 2014-10-01 精工爱普生株式会社 液体喷射装置以及印刷装置

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