CN107405916A - 液体喷射装置、驱动器电路和头单元 - Google Patents

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Abstract

一种液体喷射装置，包括：喷射部，其包括在施加驱动信号时位移的压电元件，并且在压电元件位移时喷射液体；比较器单元，其包括第一比较器部和第二比较器部，接收输入信号和驱动信号，并且输出第一控制信号和第二控制信号；和晶体管对，其包括基于第一控制信号来控制的第一晶体管和基于第二控制信号来控制的第二晶体管，并输出驱动信号，第一比较器部比较第一比较信号和第二比较信号并输出第一控制信号，第一比较信号是通过对输入信号和驱动信号之一进行偏移而获得的信号，第二比较器部比较第三比较信号和第四比较信号并输出第二控制信号，以及第三比较信号是通过对输入信号和驱动信号之一进行偏移而获得的信号。

Description

液体喷射装置、驱动器电路和头单元
技术领域
本发明涉及液体喷射装置、驱动器电路和头单元。
背景技术
喷射墨水以打印图像或文件的喷墨打印机可以利用压电元件(压力元件)。将压电元件提供给与多个喷嘴中的每一个相对应的头单元，并根据驱动信号驱动，使得在预定时刻从每个喷嘴喷射预定量的墨水(液体)以形成点。由于压电元件以与电容器相同的方式电性地用作容性负载，因此为了操作与每个喷嘴相对应的压电元件，需要提供足够量的电流。
因此，源驱动信号通常由放大器电路放大，并作为驱动信号提供给头单元以驱动压电元件。放大器电路可以被配置为对源驱动信号执行AB类电流放大操作等(线性放大操作(参照专利文献1))。然而，由于线性放大操作消耗大量的电力，并且能量效率差，所以近年来已经提出了执行D类放大操作的放大器电路(参见专利文献2)。D类放大操作被设计为对输入信号进行脉宽调制或脉冲密度调制，根据调制信号操作(开关)串联插入在电源电压之间的高侧晶体管和低侧晶体管，并且以低通滤波器对结果输出信号进行滤波(解制)以放大输入信号。
引文列表
PTL 1:JP-A-2009-190287
PTL2:JP-A-2010-114711
发明内容
技术问题
与线性放大操作相比，D类放大操作实现了高能量效率，但是低通滤波器消耗了相当大的电力。因此，期望在功耗方面实现进一步改进。
本发明的若干方案的目的是提供一种实现功耗降低的液体喷射装置、驱动器电路和头单元。
解决问题的技术方案
根据本发明的一个方案，实现上述目的的液体喷射装置包括：
喷射部，其包括在施加驱动信号时位移的压电元件，并且在所述压电元件位移时喷射液体；
比较器单元，其包括第一比较器部和第二比较器部，接收输入信号和所述驱动信号，并且输出第一控制信号和第二控制信号；和
晶体管对，其包括基于所述第一控制信号来控制的第一晶体管和基于所述第二控制信号来控制的第二晶体管，并输出所述驱动信号，
所述第一比较器部比较第一比较信号和第二比较信号并输出所述第一控制信号，
所述第一比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号，
所述第二比较器部比较第三比较信号和第四比较信号并输出所述第二控制信号，以及
所述第三比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号。
根据该液体喷射装置，由于不需要提供低通滤波器(即，电力不被低通滤波器消耗)，因此与利用D类放大操作的情况相比可以降低功耗。
该液体喷射装置可以被配置为使得所述第二比较信号是通过将所述输入信号和所述驱动信号中的另一个偏移包括0V的电压而获得的信号，以及所述第四比较信号是通过将所述输入信号和所述驱动信号中的另一个偏移包括0V的电压而获得的信号。
该液体喷射装置优选地被配置为使得所述第一晶体管和所述第二晶体管中的每一个都是场效应晶体管。
液体喷射装置可以进一步包括第一偏移部，其通过第一电压降低所述输入信号，或者通过所述第一电压提高所述驱动信号；和第二偏移部，其通过第二电压提高所述输入信号，或者通过所述第二电压降低所述驱动信号。
该液体喷射装置可以被配置为使得当所述驱动信号的电压低于通过从所述输入信号的电压减去所述第一电压而获得的电压时，所述第一比较器部将所述第一控制信号设定为使所述第一晶体管导通的信号；以及当所述驱动信号的电压等于或高于通过将所述第二电压加到所述输入信号的电压而获得的电压时，所述第二比较器部将所述第二控制信号设定为使所述第二晶体管导通的信号。
根据该结构，当所述驱动信号的电压等于或高于通过从所述输入信号的电压减去所述第一电压而获得的电压，并且低于通过将所述第二电压加到所述输入信号的电压而获得的电压时，第一晶体管和第二晶体管被关断。
该液体喷射装置可以被配置为使得所述第一比较器部包括第一差动对，其包括第三晶体管和第四晶体管，所述输入信号被输入到所述第三晶体管的栅极，并且所述驱动信号被输入到所述第四晶体管的栅极，所述第二比较器部包括第二差动对，其包括第五晶体管和第六晶体管，所述输入信号被输入到所述第五晶体管的栅极，并且所述驱动信号被输入到所述第六晶体管的栅极，所述第三晶体管和所述第四晶体管的特性不同，以及所述第四晶体管和所述第五晶体管的特性不同。更具体地，构成差动对的晶体管可以被设计为在通道尺寸(宽度或长度)、掺杂量、连接配置(串联或并联)、所连接的晶体管数量、其组合等方面不相同。
该液体喷射装置可以被配置为当所述驱动信号的电压低于通过从所述输入信号的电压减去第一电压而获得的电压时，所述第一比较器部将所述第一控制信号设定为使所述第一晶体管导通的信号；以及当所述驱动信号的电压等于或高于通过将第二电压加到所述输入信号的电压而获得的电压时，所述第二比较器部将所述第二控制信号设定为使所述第二晶体管导通的信号。根据该结构，当所述驱动信号的电压等于或高于通过从所述输入信号的电压减去第一电压而获得的电压，并且所述驱动信号的电压低于通过将第二电压加到所述输入信号的电压而获得的电压时，第一晶体管和第二晶体管被关断。
该液体喷射装置优选地被配置为使得输入信号是通过对作为所述驱动信号的源的源驱动信号执行电压放大操作而获得的信号。
注意，本文所用的术语“液体喷射装置”是指喷射液体的装置。液体喷射装置可以是打印机、三维打印机(3D打印机)、为布料染色的装置(染色机)等。
本发明可以以除液体喷射装置之外的各种形式或构造来实现。例如，本发明可以以驱动诸如压电元件的容性负载的驱动器电路、提供给液体喷射装置的头单元等的形式来实现。
附图说明
[图1]图1示出了根据第一实施方式的打印机的示意性构造。
[图2A]图2A示出了头单元的喷嘴布置等。
[图2B]图2B示出了头单元的喷嘴布置等。
[图3]图3是示出了头单元的主要部分的构造的剖视图。
[图4]图4示出了打印机的电气配置。
[图5]图5示出了驱动信号等的波形。
[图6]图6示出了选择控制部的配置。
[图7]图7示出了解码器的解码结果。
[图8]图8示出了选择部的配置。
[图9]图9示出了由选择部选择并提供给压电元件的驱动信号。
[图10]图10示出驱动器电路的配置。
[图11]图11示出了驱动器电路的操作。
[图12]图12示出了驱动器电路的操作。
[图13]图13示出了以输入信号和输出信号之间的关系对晶体管进行的操作。
[图14]图14示出了第一偏移部和第二偏移部的另一示例。
[图15]图15示出了打印机中包括的驱动器电路的配置(第二实施方式)。
[图16A]图16A示出了包括在驱动器电路中的比较器221的配置。
[图16B]图16B示出了包括在驱动器电路中的比较器222的配置。
[图17]图17示出了标准比较器的配置。
具体实施方式
下面以打印机为示例参考附图描述本发明的示例性实施方式。
第一实施方式
图1示出了根据第一实施方式的打印机的示意性构造的外观立体图。
打印机1是一种类型的液体喷射装置，其通过喷射墨水(即液体)在介质P(例如纸)上形成墨点，以打印图像(包括字符、图形等)。
如图1所示，打印机1包括使滑架20沿主扫描方向(X方向)移动(往复运动)的移动机构6。
移动机构6包括移动滑架20的滑架电动机61、固定在每个端部的滑架引导轴62和大致平行于滑架引导轴62而延伸的同步齿型带63，并由滑架电动机61驱动。
滑架20由滑架引导轴62往复运动地支撑，并且固定在同步齿型带63的一部分上。因此，当同步齿型带63通过滑架电动机61向前和向后移动时，滑架20在由滑架引导轴62引导的同时往复运动。
打印头22设置在滑架20上。打印头22包括多个喷嘴，其设置在与介质P相对的区域中，并独立地沿着Z方向喷射墨水。注意，为了实现彩色打印，打印头22被示意性地分成四个块。每个块喷射黑色(Bk)墨水、青色(C)墨水、品红色(M)墨水或黄色(Y)墨水。
包括驱动信号的各种控制信号等通过柔性扁平电缆190从主板(图1中未示出)被提供给滑架20。
打印机1包括将介质P进给到滚筒80上的进给机构8。进给机构8包括进给电动机81(即，驱动源)以及由进给电动机81旋转的进给辊82并将介质P沿副扫描方向(Y方向)进给。
通过重复根据打印数据从打印头22的喷嘴喷出墨水并且通过进给机构8与滑架20的主扫描操作同步地进给介质P的操作，将图像形成到介质P的表面。
在第一实施方式中，通过移动滑架20来实现主扫描操作。注意，主扫描操作可以通过移动介质P来实现，或者可以通过移动滑架20和介质P来实现。介质P和滑架20(打印头22)相对于彼此移动就足够了。
图2A示出了当从介质P观察时打印头22的墨水喷射平面。如图2A所示，打印头22包括四个头单元3。四个头单元3分别对应于黑色(Bk)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)，并且布置在X方向(即主扫描方向)。
图2B示出了设置到一个头单元3的喷嘴的布置。
如图2B所示，一个头单元3设置有布置成两列的多个喷嘴N。为了便于说明，这些喷嘴列被称为喷嘴列Na和Nb。
喷嘴列Na和Nb中的每一个包括沿着Y方向以间距P1布置的多个喷嘴N。喷嘴列Na和Nb在Y方向上以间距P2隔开。属于喷嘴列Na的喷嘴N和属于喷嘴列Nb的喷嘴N在Y方向上偏移间距P1的一半。
与通过将喷嘴N布置成一排的情况相比，通过将喷嘴N布置成两个喷嘴列Na和Nb从而使属于喷嘴列Na的喷嘴N和属于喷嘴列Nb的喷嘴N在Y方向上偏移间距P1的一半，可以使Y方向上的分辨率基本上翻倍。
注意，为了便于说明，提供给一个头单元3的喷嘴N的数量被称为m(m是等于或大于2的整数)。
头单元3具有如下构造，其中柔性电路板连接到致动器基板，并且驱动器IC安装在柔性电路板上。下面描述致动器基板的结构。
图3是示出沿图2B中的线g-g截取的致动器基板40的结构的剖视图。
如图3所示，致动器基板40为如下结构，其中，沿流道基板42的-Z方向侧面设置有压力室基板44和隔膜46，并且在流道基板42的+Z方向侧面上设置有喷嘴板41。
致动器基板40的每个元件是在Y方向上延伸的大致平板状的构件，并且例如由粘合剂固定。流道基板42和压力室基板44例如由单晶硅基板形成。
喷嘴N形成在喷嘴板41中。对应于属于喷嘴列Na的喷嘴的结构和对应于属于喷嘴列Nb的喷嘴的结构在Y方向上偏移间距P1的一半，但是形成为彼此大致对称。下面将描述致动器基板40的结构，同时关注喷嘴列Na。
流道基板42是形成墨水流道的平板状材料。在流道基板42中形成有开口422、供给流道424和连通流道426。供给流道424和连通流道426根据喷嘴形成。开口422连续地形成在多个喷嘴上，并且相应颜色的墨水被供给到开口422。开口422用作液体贮液器Sr，例如，液体贮液器Sr的底部由喷嘴板41形成。更具体地，喷嘴板41固定在流道基板42的底部，以封闭形成在流道基板42中的开口422、供给流道424和连通流道426。
隔膜46设置在压力室基板44的与流道基板42相对的表面上。隔膜46是能够弹性振动的平板状构件。例如，隔膜46是包括由弹性材料(例如氧化硅)形成的弹性膜和由绝缘材料(例如氧化锆)形成的绝缘膜的层压体。隔膜46和流道基板42在压力室基板44的每个开口422内彼此间隔面对。由每个开口422形成并位于流道基板42和隔膜46之间的空间用作空腔442，其向墨水施加压力。每个空腔442通过形成在流道基底42中的连通流道426与喷嘴N连通。
压电元件Pzt形成在隔膜46的与压力室基板44相对的表面上，压电元件Pzt对应于每个喷嘴N(空腔442)而设定。
压电元件Pzt包括形成在隔膜46的表面上且设置为由多个压电元件Pzt共用的驱动电极72；形成在驱动电极72的表面上的压电体74；和驱动电极76，其形成在压电体74的表面上并与各压电元件Pzt对应地设置。压电体74夹在驱动电极72和76之间的区域用作压电元件Pzt。
例如，通过包括热处理(煅烧)的方法形成压电体74。具体地说，通过在其上形成有驱动电极72的隔膜46的表面上涂覆压电材料来形成压电体74，通过在煅烧炉内部执行热处理来煅烧压电材料，并形成(例如等离子体研磨)对应于每个压电元件Pzt的经煅烧的压电材料。
注意，对应于喷嘴列Nb的压电元件Pzt还包括驱动电极72、压电体74和驱动电极76。
虽然上面已经描述了驱动电极72(共用驱动电极)设置在压电体74下方并且驱动电极76(独立驱动电极)设置在压电体74上方的例子，但是驱动电极72可以设置在压电体74上方，并且驱动电极76可以设置在压电体74的下方。
驱动器IC可以直接安装在致动器基板40上。
如下所述，与应该喷射的墨水量对应的驱动信号的电压Vout被独立地施加到压电元件Pzt的驱动电极76(即一端)，并且施加压电元件Pzt的驱动电极72(即另一端)共用的电压VBS保持信号。
因此，压电元件Pzt对应于施加在驱动电极72和76之间的电压而向上或向下变形。更具体地，压电元件Pzt的中心部分相对于每个端部，在通过驱动电极76施加的驱动信号的电压Vout降低时向上变形，并且在电压Vout增加时向下变形。
当压电元件Pzt的中心部分向上变形时，空腔442的内部容积增加(即，发生压力下降)，并且墨水从液体贮液器Sr被引入。另一方面当压电元件Pzt的中心部分向下变形时，空腔442的内部容积降低(即，发生压力增加)，并且从喷嘴N喷出的墨滴对应于空腔442的内部容积的降低。具体而言，当对压电元件Pzt施加适当的驱动信号时，由于压电元件Pzt的位移，墨水从喷嘴N喷出。因此，至少压电元件Pzt、空腔442和喷嘴N形成喷射墨水的喷射部。
下面描述打印机1的电气配置。
图4是示出打印机1的电气结构的框图。
如图4所示，打印机1具有如下构造，其中，头单元3连接到主板100。头单元3大致分为致动器基板40和驱动器IC 50。
主板100将控制信号Ctr、驱动信号COM-A和驱动信号COM-B提供给驱动器IC 50，并且通过线路550将电压VBS(偏移电压)保持信号提供给致动器基板40。
注意，打印机1具有设置有四个头单元3的构造，并且主板100独立于彼此地控制四个头单元3。除了由每个头单元3喷射的墨水的颜色之外，四个头部单元3彼此相同。为便于描述，下面的描述集中在一个头单元3上。
如图4所示，主板100包括控制部110、D/A转换器(DAC)113a和113b、电压放大器115a和115b、驱动器电路120a和120b以及偏移电压产生电路130。
控制部110是包括CPU、RAM、ROM等的微型计算机。当表示打印目标图像的图像数据已经从主计算机等提供时，控制部110执行预定程序以输出控制每个部分的各种控制信号等。
具体地，控制部110重复地将数字数据dA提供给DAC 113a，并且重复地将数字数据dB提供给DAC 113b。数据dA表示(限定)提供给头单元3的驱动信号COM-A的波形，而数据dB表示(限定)提供给头单元3的驱动信号COM-B的波形。
DAC 113a将数据dA转换为模拟数据，并将模拟数据提供给电压放大器115a。DAC113b将数据dB转换为模拟数据，并将模拟数据提供给电压放大器115b。
电压放大器115a对由DAC 113a转换的模拟信号执行电压放大操作，并将所得到的信号Ain提供给驱动器电路120a。电压放大器115b对由DAC 113b转换的模拟信号执行电压放大操作，并将所得信号Bin提供给驱动器电路120b。
具体地，对由DAC 113a(113b)转换的信号(源驱动信号)进行由电压放大器115a(115b)执行的电压放大操作，并作为信号Ain(Bin)输入到驱动器电路120a(120b)。
稍后描述驱动器电路120a的细节。驱动器电路120a是电压跟随器。驱动器电路120a增加高阻抗信号Ain对压电元件Pzt(即，容性负载)的驱动能力(即，将高阻抗信号Ain转换为低阻抗信号)，并输出所得到的信号作为驱动信号COM-A。类似地，驱动器电路120b输出信号Bin作为低阻抗驱动信号COM-B。
由DAC 113a(113b)转换的信号的振幅范围为约0V至约3V，并且驱动信号COM-A(COM-B)的振幅范围为约0V至约40V。因此，电压放大器115a(115b)对由DAC 113a(113b)转换的信号执行电压放大操作，并将所得到的信号提供给驱动器电路120a(120b)(电压跟随器)。
注意，驱动器电路120a和120b具有相同的电路配置，仅输入信号以及待输出的驱动信号的波形不同。
控制部110以与对移动机构6和进给机构8执行的控制过程同步的方式将各种控制信号Ctr提供给头单元3。注意，提供给头单元3的控制信号Ctr包括例如表示从喷嘴N喷射的墨水的量的打印数据、用于传送打印数据的时钟信号、以及表示打印周期等的时刻信号。
控制部110控制移动机构6和进给机构8。用于控制移动机构6和进给机构8的配置在本领域中是已知的，并且省略其描述。
包括在主板100中的偏移电压产生电路130产生电压VBS保持信号，并通过线路550输出电压VBS保持信号。注意，电压VBS用于将设置在致动器基板40上的多个压电元件Pzt的每一个的另一端保持在恒定状态。
包括在头单元3中的驱动器IC 50包括选择控制部510和与压电元件Pzt一一对应的选择部520。选择控制部510控制由每个选择部520执行的选择操作。更具体地，选择控制部510与对应于头单元3的几个喷嘴(压电元件Pzt)的时钟信号同步地临时存储从控制部110提供的打印数据，并且指示每个选择部520根据由时刻信号表示的打印周期的开始时刻处的打印数据选择驱动信号COM-A或COM-B。
每个选择部520根据选择控制部510发出的指令来选择驱动信号COM-A或COM-B(或者不选择驱动信号COM-A和COM-B)，并将所选择的驱动信号COM-A或COM-B应用到相应的压电元件Pzt的一端作为电压Vout驱动信号。
将压电元件Pzt设置到致动器基板40，以与喷嘴N(参见上文)具有一对一的关系。每个压电元件Pzt的另一端共同连接，并且由偏移电压产生电路130产生的电压VBS通过线路550施加到每个压电元件Pzt的另一端。
在第一实施方式中，墨水从每个喷嘴N喷射直到两次，使得每个点可以表示四个灰度级(大点、中点、小点和不记录)。在第一实施方式中，在一个周期内提供驱动信号COM-A和COM-B，并且提供前半部分图案和后半图案以便表示上述四个灰度级。根据在一个周期内的前半时段和后半时段间的每一个中的目标灰度级来选择驱动信号COM-A或COM-B(或者不选择驱动信号COM-A和COM-B)，并被提供给压电元件Pzt。
下面描述驱动信号COM-A和COM-B以及选择控制部510和选择驱动信号COM-A或COM-B的选择部520的特定配置。
图5示出了驱动信号COM-A和COM-B等的波形。
如图5所示，驱动信号COM-A具有梯形波形Adp1和梯形波形Adp2重复交替出现的波形，梯形波形Adp1在打印周期Ta的时段T1中被提供，当输出控制信号LAT(上升)时，时段T1开始，且在输出控制信号CH时时段T1结束，并且梯形波形Adp2在打印周期Ta的时段T2中被提供，当输出控制信号CH时，时段T2开始，且当输出控制信号LAT时时段T2结束。
在第一实施方式中，梯形波形Adp1和Adp2几乎彼此相同。当每个梯形波形Adp1和Adp2被提供给压电元件Pzt的一端时，从对应于压电元件Pzt的喷嘴N喷出预定量(即中等量)的墨水。
驱动信号COM-B具有如下波形，其中，在时段T1中提供的梯形波形Bdp1和在时段T2中提供的梯形波形Bdp2交替重复出现。在第一实施方式中，梯形波形Bdp1和Bdp2彼此不同。梯形波形Bdp1是通过细微地振动位于喷嘴N附近的墨水来防止墨水粘度增加的波形。因此，即使梯形波形Bdp1被提供给压电元件的一端Pzt，墨滴不会从对应于压电元件Pzt的喷嘴N喷出。梯形波形Bdp2与梯形波形Adp1(Adp2)不同。当梯形波形Bdp2被提供给压电元件Pzt的一端时，墨水从与压电元件Pzt相对应的喷嘴N以比上述预定量小的量喷出。
注意，梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1和Bdp2的开始时刻处的电压和梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1和Bdp2的结束时刻处的电压是相同的(即，电压Vcen)。具体地，梯形波形Adp1、Adp2、Bdp1和Bdp2以电压Vcen开始，并以电压Vcen结束。
梯形波形Adp1的最大电压值约为40V。
图6是表示图4中所示的选择控制部510的配置。
如图6所示，时钟信号Sck、打印数据SI以及控制信号LAT和CH被提供给选择控制部510。选择控制部510具有如下配置，其中，对应于每个压电元件Pzt(喷嘴N)而提供了一组移位寄存器(S/R)512、锁存电路514和解码器516。
打印数据SI表示在打印周期Ta中应由头单元3的每个喷嘴N形成的点。在第一实施方式中，对应于一个喷嘴的打印数据包括最高有效位(MSB)和最低有效位(LSB)，使得每个点可以表示四个灰度级(不记录、小点、中点、和大点)。
在进给介质P的同时，与时钟信号Sck同步地提供对应于每个喷嘴N(压电元件Pzt)的打印数据SI。移位寄存器512临时存储对应于喷嘴N的2位打印数据SI。
更具体地，分别对应于m个压电元件Pzt(喷嘴)的移位寄存器512(总共为m个级)被级联连接，并且提供给位于图6中左侧的第一级移位寄存器512的打印数据SI以与时钟信号Sck同步地依次传送到后级(下游侧)。
在图6中，从提供打印数据SI的上游侧依次提供第一级移位寄存器512、第二级移位寄存器512…和第m级移位寄存器512。
锁存电路514在控制信号LAT的上升沿锁存存储在移位寄存器512中的打印数据SI。
解码器516解码由锁存电路514锁存的2位打印数据SI，并且在由控制信号LAT和控制信号CH定义的每个时段T1和T2中输出选择信号Sa和Sb，以控制由选择部520执行的选择操作。
图7示出了解码器516的解码结果。
在图7中，锁存的2位打印数据SI由(MSB，LSB)表示。例如，当锁存的打印数据SI为(0，1)时，解码器516在时段T1中输出设定为H电平的选择信号Sa和设定为L电平的选择信号Sb，并在时段T2中输出设定为L电平的选择信号Sa和设定为H电平的选择信号Sb。
注意，选择信号Sa和Sb的逻辑电平由电平位移器(图中未示出)偏移，以具有与时钟信号Sck、打印数据SI、和控制信号LAT和CH的逻辑电平相比较高的幅度。
图8示出了图4中的选择部520的配置。
如图8所示，选择部520包括反相器(NOT电路)522a和522b、以及传输门524a和524b。
来自解码器516的选择信号Sa被提供给传输门524a的正控制端，并且也在由反相器522a(在逻辑上)反相之后被提供给传输门524a的负控制端(由圆圈指示)。类似地，来自解码器516的选择信号Sb被提供给传输门524b的正控制端，并且也在由反相器522b(在逻辑上)反相之后被提供给传输门524b的负控制端。
驱动信号COM-A被提供给传输门524a的输入端子，并且驱动信号COM-B被提供给传输门524b的输入端子。传输门524a的输出端子和传输门524b的输出端子共同连接到相应的压电元件Pzt的一端。
传输门524a被配置为使得，输入端子和输出端子在选择信号Sa被设定为H电平时被连接(ON，开)，并且在选择信号Sa被设定为L级时被关断(OFF，关)。类似地，传输门524b被配置为使得输入端子和输出端子根据选择信号Sb是设定为H电平还是L电平而连接(ON)或关断(OFF)。
如图5所示，与时钟信号Sck同步地对应于每个喷嘴提供打印数据SI，并且打印数据SI顺序地传送到与每个喷嘴对应的移位寄存器512。当时钟信号Sck的供给已经停止时，与每个喷嘴相对应的打印数据SI被存储在每个移位寄存器512中。
当控制信号LAT上升时，每个锁存电路514同时锁存存储在相应的移位寄存器512中的打印数据SI。如图5所示，对应于LI、L2…和Lm的数字表示由锁存电路514锁存的打印数据SI，其对应于第一级移位寄存器512、第二级移位寄存器512…和第m级移位寄存器512。
解码器516输出如图7所示的在时段T1和T2的每一个中对应于由锁存的打印数据SI表示的点尺寸的选择信号Sa和Sa的逻辑电平。
具体地，当打印数据SI为(1，1)(即，大点尺寸)时，解码器516在时段T1中将选择信号Sa和Sb分别设定为H电平和L电平，并且还在时段T2中将选择信号Sa和Sb分别设定为H电平和L电平。当打印数据SI为(0，1)(即，中点大小)时，解码器516在时段T1中将选择信号Sa和Sb分别设定为H电平和L电平，并在时段T2中将选择信号Sa和Sb分别设定为L电平和H电平。当打印数据SI为(1，0)(即，小点尺寸)时，解码器516在时段T1中将选择信号Sa和Sb设定为L电平，并在时段T2中将选择信号Sa和Sb分别设定为L电平和H电平。当打印数据SI为(0，0)(即不记录)时，解码器516在时段T1中将选择信号Sa和Sb分别设定为L电平和H电平，并在时段T2中将选择信号Sa和Sb设定为L电平。
图9示出了对应打印数据SI选择的驱动信号的电压波形，并提供给压电元件Pzt的一端。
当打印数据SI为(1，1)时，选择信号Sa和Sb在时段T1中分别被设定为H电平和L电平。因此，传输门524a导通，传输门524b关断。因此，选择部520在时段T1中选择驱动信号COM-A的梯形波形Adp1。由于选择信号Sa和Sb在时段T2中分别被设定为H电平和L电平，所以选择部520选择驱动信号COM-A的梯形波形Adp2。
当在时段T1中选择的梯形波形Adp1和在时段T2中选择的梯形波形Adp2被提供给压电元件Pzt的一端作为驱动信号时，中等量的墨水从对应于压电元件Pzt的喷嘴N喷射两次。墨滴到达介质P并联合形成由打印数据SI表示的大点。
当打印数据SI为(0，1)时，选择信号Sa和Sb在时段T1中分别被设定为H电平和L电平。因此，传输门524a导通，传输门524b关断。因此，选择部520在时段T1中选择驱动信号COM-A的梯形波形Adp1。由于选择信号Sa和Sb在时段T2中分别被设定为L电平和H电平，所以选择部520选择驱动信号COM-B的梯形波形Bdp2。
因此，中等量的墨水和少量的墨水分别从喷嘴喷出。墨滴到达介质P并联合形成由打印数据SI表示的介质点。
当打印数据SI为(1，0)时，选择信号Sa和Sb在时段T1中被设定为L电平。因此，传输门524a和524b关断。在这种情况下，在时段T1中不选择梯形波形Adp1和Bdp1。当传输门524a和524b关断时，从传输门524a的输出端子和传输门524b的输出端子的连接点到压电元件Pzt的一端的路径被设定为高阻抗状态(即电关断状态)。然而，在传输门关断前一刻的电压(Vcen-VBS)由于其电容而被保持在压电元件Pzt的端部之间。
由于选择信号Sa和Sb在时段T2中也被分别设定为L电平和H电平，所以选择部520选择驱动信号COM-B的梯形波形Bdp2。因此，仅在时段T2内从喷嘴N喷出少量的墨水，以形成由介质P上的打印数据SI表示的小点。
当打印数据SI为(0，0)时，选择信号Sa和Sb分别在时段T1中被设定为L电平和H电平。因此，传输门524a关断，传输门524b导通。因此，选择部520在时段T1中选择驱动信号COM-B的梯形波形Bdp1。由于选择信号Sa和Sb在时段T2中被设定为L电平，所以不选择梯形波形Adp2和Bdp2。
因此，由于在时段T1中仅在喷嘴N附近细微地振动墨水(即，墨水不喷射)，所以不形成点(即，由打印数据SI表示的不记录)。
因此，选择部520根据选择控制部510发出的指令选择驱动信号COM-A或COM-B(或不选择驱动信号COM-A和COM-B)，并且将选择的驱动信号COM-A或COM-B施加到压电元件Pzt的一端。因此，对应于由打印数据SI表示的点尺寸驱动每个压电元件Pzt。
注意，图5中所示的驱动信号COM-A和COM-B仅仅是一个例子。对应于介质P的特性和进给速度等而使用预先提供的各种波形的组合。
上面已经描述了压电元件Pzt随着电压降低而向上变形的示例。当施加到驱动电极72和76的电压反转时，随着电压的降低，压电元件Pzt向下变形。因此，当使用其中压电元件Pzt随着电压降低而向下变形的配置时，附图中所示的驱动信号COM-A和COM-B具有关于电压Vcen反转的波形。
下面以输出驱动信号COM-A的驱动器电路120a为例，对主板100中包含的驱动器电路120a，120b进行说明。
图10是示出驱动器电路120a的配置的电路图。
如图10所示，驱动器电路120a包括参考电源211和212、比较器221和222、晶体管231和232以及电容器241。
参考电源(第一偏移部)211产生(输出)正极端子和负极端子之间的电压V1。参考电源211的正极端子连接到端子N1，来自电压放大器115a(参见图4)的信号Ain的电压Vin提供给端子N1，并且参考电源211的负极端子被连接到比较器221的负极输入端子(-)。因此，通过从电压Vin(输入信号)中减去电压V1获得的电压(Vin-V1)被施加到比较器221的负极输入端子(-)。比较器221的正极输入端子(+)连接到输出驱动信号COM-A的端子N2。
比较器(第一比较器部)221输出对应于施加到正极输入端子(+)的电压和施加到负极输入端子(-)的电压之间的比较结果的信号Gt1作为第一控制信号。更具体地，在施加到正极输入端子(+)的电压Out(即，驱动信号COM-A的电压)等于或高于施加到负极输入端子(-)的电压(Vin-V1)时，比较器221输出被设定为H电平的信号Gt1，并且在电压Out低于电压(Vin-V1)时，比较器221输出被设定为L电平的信号Gt1。
将施加到比较器221的负极输入端子(-)的电压(Vin-V1)的信号称为“第一比较信号”，并将施加到比较器221的正极输入端子(+)的电压Out的信号称为“第二比较信号”(偏移电压＝0)。
参考电源(第二偏移部)212在正极端子和负极端子之间产生(输出)电压V2。参考电源212的负极端子连接到端子N1，且参考电源212的正极端子连接到比较器222的负极输入端子(-)。因此，通过将电压V2加到电压Vin(输入信号)上而获得的电压(Vin+V2)被施加到比较器221的负极输入端子(-)。比较器(第二比较器部)221的正极输入端子(+)连接到端子N2。
比较器222输出与施加到正极输入端子(+)的电压和施加到负极输入端子(-)的电压之间的比较结果对应的信号Gt2作为第二控制信号。更具体地，在施加到正极输入端子(+)的电压Out等于或高于施加到负极输入端子(-)的电压(Vin+V2)时，比较器222输出被设定为H电平的信号Gt2，并且在电压Out低于电压(Vin+V2)时，比较器222输出被设定为L电平的信号Gt2。
施加到比较器222的负极输入端子(-)的电压(Vin+V2)的信号被称为“第三比较信号”，并且施加到比较器222的正极输入端子(+)的电压Out的信号被称为“第四比较信号”(偏移电压＝0)。
比较器221和222形成比较器单元。
与晶体管232成对的晶体管(第一晶体管)231例如是P沟道型场效应晶体管。来自电源的高电位侧电压VH被施加到晶体管231的源极端子，晶体管231的漏极端子连接到端子N2，并且从比较器221输出的信号Gt1被提供给晶体管231的栅极端子。
晶体管(第二晶体管)232例如是N沟道型场效应晶体管。来自电源的低电位侧电压VL施加到晶体管232的源极端子，晶体管232的漏极端子连接到端子N2，并且从比较器222输出的信号Gt2被提供给晶体管232的栅极端子。
具体地，晶体管231和232电性串联地插入电源电压之间，并且从作为晶体管231和232的连接点的端子N2输出驱动信号COM-A。
注意，例如，将接地电压Gnd(＝0V)用作低电位侧电压VL。当使用电压VH和接地电压Gnd作为电源电压时，信号Gt1和Gt2的H电平对应于电压VH，信号Gt1和Gt2的L电平对应于接地电压Gnd。
电容器241的一端连接到端子N2，并且电容器241的另一端连接到设定为恒定电位(例如电压VBS)的线路550。
根据具有上述配置的驱动器电路120a，当端子N2处的电压Out低于电压(Vin-V1)时，信号Gt1被设定为L电平，并且晶体管231导通，使得电压Out增加。另一方面，当电压Out等于或高于电压(Vin+V2)时，信号Gt2被设定为H电平，并且晶体管232导通，使得电压Out降低。结果，驱动器电路120a实现使电压Vout跟随电压Vin的控制处理。
下面详细描述该控制过程。
图11和图12示出了相对于信号Ain的电压Vin的变化的驱动信号COM-A(即，电压Out)的变化。
由于在对驱动信号COM-A进行阻抗转换之前信号Ain(电压Vin)具有梯形波形，电压Vin以其中电压Vin增加并变为恒定的第一样式、其中电压Vin已经持续降低的第二样式、其中电压Vin降低并变为恒定的第三样式、或其中电压Vin已经持续增加的第四样式变化。注意，电压Vin不一定按照这个顺序改变。
图11的左侧示出了当电压Vin以第一样式变化时电压Out的波形。
当电压Vin增加时，电压(Vin-V1)随着电压Vin的增加而增加。当电压Out变得低于随着电压Vin的增加而增加的电压(Vin-V1)时，信号Gt1被设定为L电平，并且晶体管231导通(ON)，使得电压Out增加。然而，由于电压Out立即变为等于或高于电压(Vin-V1)，信号Gt1被设定为H电平，且晶体管231被关断(OFF)。由于当电压Vin增加时重复这样的操作，所以如图11中的虚线所示，电压Out理想地以阶梯状样式变化。然而，由于提供驱动信号COM-A的线路、电感部件、压电元件Pzt(负载)和电容器241(负载)的电阻而相对于端子N2在输出侧形成积分电路，因此与阶梯状波形相比，电压Out的实际波形具有圆角。
由于当电压Vin变为恒定时，电压(Vin-V1)变得恒定，所以电压Out通过压电元件Pzt(负载)和电容器241(负载)被保持在晶体管231关断时的值。
图11的右侧示出了当电压Vin以第二样式变化时电压Out的波形。
当电压Vin已经持续降低时，电压(Vin+V2)随着电压Vin的降低而降低。当已经恒定的电压Out变得等于或高于随着电压Vin的降低而降低的电压(Vin+V2)时，晶体管232导通(ON)，使得电压Out降低。然而，由于电压Out立即变得低于电压(Vin+V2)，所以晶体管232被关断(OFF)。由于当电压Vin降低时重复这样的操作，所以如图11中的虚线所示，电压Out理想地以阶梯状样式变化。然而，由于积分电路，电压Out的实际波形具有圆角。
图12的左侧示出了当电压Vin以第三样式变化时的电压Out的波形。当电压Vin降低并变得恒定时，电压(Vin+V2)也变为恒定，并且电压Out保持在晶体管232关断时的值。
图12的右侧示出了当电压Vin以第四样式变化时的电压Out的波形。当恒定电压Vin已经增加时，电压(Vin-V1)随着电压Vin的增加而增加。已经恒定的电压Out低于随着电压Vin的增加而增加的电压(Vin-V1)。后续操作与关于上述第一样式所描述的相同。
图13示出了相对于电压(Out-Vin)的变化，晶体管231或232被导通的区域。
如图13所示，当电压(Out-Vin)变得低于电压-V1时，仅晶体管231被导通，而当电压(Out-Vin)变得等于或高于电压V2时，仅晶体管232被导通。
当电压(Out-Vin)等于或高于电压-V1并且低于电压V2时，晶体管231和232被关断。具体来说，驱动器电路120a具有其中电压Out不变化的区域(死区)。在第一实施方式中，由于死区，电压Out相对于电压Vin具有等于或小于负方向上的电压V1的误差和等于或小于正方向上的电压V2的误差。注意，可以通过适当地设定由参考电源211产生的电压V1和由参考电源212产生的电压V2来降低误差。具体地，例如，当通过将电压V1和V2设定为约0.1V而使驱动信号COM-A的波形具有约40V的幅度，则该误差可以降低到实用水平。
注意，驱动器电路120b以与驱动器电路120a相同的方式被配置并操作。
根据与第一实施方式结合使用的驱动器电路120a和120b，由于在调制输入信号时产生三角波形等的电路和用于解调的低通滤波器(在使用D类放大方法时)是不必要的，可以简化电路配置并降低功耗。
由于当输入信号的电压恒定时晶体管231和232不导通，因此可以防止由于切换不必要地消耗电力的问题。
因此，驱动器电路120a和120b使得可以进一步降低功耗，同时简化电路配置。
上面已经采用例子描述了第一实施方式，其中电压Vin通过参考电源211被偏移电压V1，并通过参考电源212被偏移电压V2。注意，这样的偏移量配置不一定由诸如电源(电池)的设备来实现，因为通过在正方向和负方向上偏移电压Vin(或电压Out(稍后描述))可以获得两个电压就足够了。例如，可以如下所述组合诸如二极管和电阻器的多个元件。
图14示出用于通过在正向和负方向上偏移电压Vin来获得电压(Vin+V2)和(Vin-V1)的配置示例(第一偏移部和第二偏移部的另一示例)。
根据图14所示的示例，可以通过用电阻器对从通过用二极管D1的正向电压在正方向上对电压Vin进行偏移而获得的电压至用二极管D2的正向电压在负方向上对电压Vin进行偏移而获得的电压的范围进行划分而获得电压(Vin+V2)和(Vin-V1)。
第二实施方式
下面描述第二实施方式。注意，与上述第一实施方式相同的元件由相同的附图标记(符号)表示，并且适当地省略其详细描述。
图15示出了根据第二实施方式的包括在打印机1中的驱动器电路120a的配置。
图15中所示的驱动器电路120a与图10中所示的驱动器电路120a不同在于没有提供用于对电压Vin进行偏移的参考电源211和212。在第二实施方式中，在比较器221和222中包括对电压Vin进行偏移的结构。
更具体地说，当电压Out(即驱动信号COM-A的电压)等于或高于通过用电压V1在负方向上对电压Vin进行偏移而获得的电压(Vin-V1)时，比较器221输出被设定为H电平的信号Gt1(第一控制信号)，并且当电压Out低于电压(Vin-V1)时输出设定为L电平的信号Gt1。在第二实施方式中，将电压(Vin-V1)的信号称为“第一比较信号”，且将电压Out的信号称为“第二比较信号”(偏移电压＝0)。
同样地，当电压Out等于或高于通过用电压V2在正方向上对电压Vin进行而获得的电压(Vin+V2)时，比较器222输出被设定为H电平的信号Gt2(第二控制信号)，并且当电压Out低于电压(Vin+V2)时，输出设定为L电平的信号Gt2。在第二实施方式中，将电压(Vin+V2)的信号称为“第三比较信号”，且将电压Out的信号称为“第四比较信号”(偏移电压＝0)。
在描述比较器221和222的细节之前，将描述标准比较器的配置。注意，本文中使用的术语“标准比较器”是指这样一种比较器，当施加到正极输入端子(+)的电压等于或高于施加到负极输入端子(-)的电压时输出设定为H电平的信号，并且当施加到正极输入端子(+)的电压低于施加到负极输入端子的电压(-)时，输出设定为L电平的信号。
图17示出了标准比较器的配置的示例。
如图17所示，标准比较器包括晶体管Q1和Q2，其构成差动对，施加到正极输入端子(+)的电压Vin(+)和施加到负极输入端子(-)的电压Vin(-)分别施加到该差动对，晶体管Q3和Q4用作有源负载，晶体管Q5用于单端转换，以及晶体管Q7和Q8，其由于流经晶体管Q6的电流I而起到下拉电阻器的作用。
当Vin(+)≧Vin(-)时，电流流过晶体管Q1(即，构成差动对的晶体管中的一个)，并且晶体管Q2(即，构成差动对的晶体管中的另一个)被关断。因此，通过晶体管Q1向晶体管Q5的栅极施加电压，使晶体管Q5导通，并将输出信号Cout被设定为H电平。
当Vin(+)<Vin(-)时，电流流过晶体管Q2，且晶体管Q1被关断。因此，由于电流流过晶体管Q4，不通过晶体管Q3向晶体管Q5的栅极施加电压，使晶体管Q5被关断，并且输出信号Cout被设定为L电平。
注意，例如当Vin(+)＝Vin(-)时，输出信号Cout被设定为H电平。
图16A示出了根据第二实施方式的比较器221的配置的示例。
在图16A中，图17中所示的的晶体管Q2被串联连接的晶体管Q2a和Q2b代替。晶体管Q2a和Q2b中的每一个被设计成使得相对于栅极电压，电流在源极和漏极之间流动的特性几乎与晶体管Q1的相同。当串联连接的晶体管Q2a和Q2b被认为是一个晶体管Q2时，晶体管Q1和Q2的特性不同(即，相比于晶体管Q2，电流更容易流过晶体管Q1)。更具体地，当施加到正极输入端子(+)的电压Out变得等于或高于比施加到负极输入端子的电压Vin低电压α的电压(Vin-α)时，电流流过晶体管Q1，并且输出信号Gt1被设定为H电平。
在图16A所示的比较器221(第一比较器部)中，串联连接并对应于晶体管Q2(输入信号的电压Vin输入其栅极)的晶体管Q2a和Q2b对应于第三晶体管，并且晶体管Q1(驱动信号的电压Out输入其栅极)对应于第四晶体管。
串联连接并对应于晶体管Q2的晶体管的数量不限于2。例如，串联连接的晶体管的数量被设定为使得电压α等于电压V1，使得当电压Out等于或高于电压(Vin-V1)时，信号Gt1被设定为H电平，并且当电压Out低于电压(Vin-V1)时信号Gt1被设定为L电平。
图16B示出了根据第二实施方式的比较器222的配置的示例。
在图16B中，图17中所示的晶体管Q2被并联连接的晶体管Q2c和Q2d代替。晶体管Q2c和Q2d各被设计成使得相对于栅极电压，电流在源极和漏极之间流动的特性几乎与晶体管Q1的相同。当并联连接的晶体管Q2c和Q2d被认为是一个晶体管Q2时，晶体管Q1和Q2的特性不同(即，相比于晶体管Q2，电流容易流过晶体管Q1)。更具体地，当施加到正极输入端子(+)的电压Out已经变得等于或高于比施加到负极输入端子的电压Vin高电压β的电压(Vin-β)时，电流流过晶体管Q1，并且输出信号Gt2被设定为H电平。
在图16B所示的比较器222(第二比较器部)中，并联连接并对应于晶体管Q2(输入信号的电压Vin输入其栅极)的晶体管Q2c和Q2d对应于第五晶体管，且晶体管Q1(驱动信号的电压Out输入其栅极)对应于第六晶体管。
并联连接并对应于晶体管Q2的晶体管的数量不限于2。例如，并联连接的晶体管的数量被设定为使得电压β等于电压V2，从而当电压Out等于或高于电压(Vin+V2)时，信号Gt2被设定为H电平，并且当电压Out低于电压(Vin+V2)时，信号Gt2被设定为L电平。
将比较器221和222配置成使得形成差动对的晶体管Q1和Q2的特性不同就足够了。具体地，晶体管Q1和Q2可以被设计为在串联或并联连接的晶体管的数量、沟道尺寸、掺杂量等方面不同。
根据具有上述结构的驱动器电路120a，由于当端子N2处的电压Out低于电压(Vin-V1)时，电压Out增加，当电压Out等于或高于电压(Vin+V2)时，电压Out降低，因此驱动器电路120a实施以与上述第一实施方式相同的方式使电压Vout跟随电压Vin的控制处理。
注意，驱动器电路120b以与驱动器电路120a相同的方式被配置并操作。
应用示例、修改等
本发明不限于上述实施方式(例如，第一实施方式和第二实施方式)。可以由上述实施方式作出如下所述的各种应用和修改。可以适当地组合以下应用和修改。
<沟道类型和晶体管等>
虽然已经以其中晶体管231为P沟道型晶体管并且晶体管232为N沟道型晶体管为例描述了上述实施方式，但是晶体管231和232可以均是P沟道型晶体管或均是N沟道型晶体管。
虽然已经以其中晶体管231和232为能被导通或关断的开关器件(开关元件)为例描述了上述实施方式，但是本发明不限于此。例如，可以根据栅极-源极电压来改变漏极电流(即源极和漏极之间的电阻)。晶体管231(232)由信号Gt1(Gt2)控制就足够了。
<偏移电压>
已经采用例子描述了上述实施方式，其中包括在驱动器电路120a中的比较器221确定电压Out是否等于或高于电压(Vin-V1)(或者电压Out是否低于电压(Vin-V1))。
具体来说，以比较器221判定是否Out≧Vin-V1(或是否Out<Vin-V1)为例描述了上述实施方式。
由于可以将表达式“Out≧Vin-V1”和“Out<Vin-V1”分别转换为“Out+V1≧Vin”和“Out+V1<Vin”，所以比较器221可以确定电压(Out+V1)是否等于或高于电压Vin(或者电压(Out+V1)是否低于电压Vin)。
例如，也可以将表达“Out≧Vin-V1”和“Out<Vin-V1”分别变换为“Out+V1/2≧Vin-V1/2”和“Out+V1/2<Vin-V1/2”。
因此，比较器221可以确定电压(Out+V1/2)是否等于或高于电压(Vin-V1/2)(或者电压(Out+V1/2)低于电压(Vin-V1/2))。
总之，比较器221被配置为对如下获得的电压进行比较就足够了，即，通过对电压Vin和电压Out的至少一个的电平进行移位，以电压V1对电压Vin(输入信号)和电压Out(驱动信号)(输出)中的一个相对于另一个进行偏移而获得的电压。
已经以比较器222确定是否Out≧Vin+V2(或者是否为Out<Vin+V2)为例描述了上述实施方式。
因为表达式“Out≧Vin+V2”和“Out<Vin+V2”可以分别转换为“Out-V2≧Vin”和“Out-V2<Vin”，比较器222可以确定电压(Out-V2)是否等于或高于电压Vin(或者电压(Out-V2)是否低于电压Vin)。
例如，也可以将表达式“Out≧Vin+V2”和“Out<Vin+V2”分别变换为“Out-V2/2≧Vin+V2/2”和“Out-V2/2<Vin+V2/2”。
因此，比较器222可以确定电压(Out-V2/2)是否等于或高于电压(Vin+V2/2)(或者电压(Out-V2/2)是否低于电压(Vin+V2/2))。
总之，比较器222被配置为对如下获得的电压进行比较就足够了，即，通过对电压Vin和电压Out的至少一个的电平进行移位，以电压V2对电压Vin(输入信号)和电压Out(驱动信号)(输出)中的一个相对于另一个进行偏移而获得的电压。
<电压放大操作>
已经以由电压放大器115a(115b)对通过DAC 113a(113b)转换的信号(源驱动信号)执行电压放大操作并且被输入到驱动器电路120a(120b)作为信号Ain(Bin)为示例描述了上述实施方式。如果驱动信号COM-A(COM-B)(输出)以预定因数降低电压，并且反馈到比较器221和222，以及串联插入在对应于输出电压的电源电压之间的两个晶体管用通过对比较器221和222输出的电平进行移位而获得的信号来控制，则可以将源驱动信号直接与已降低电压的驱动信号进行比较。在这种情况下，不需要提供电压放大器115a和115b。
<其他>
虽然已经以液体喷射装置为打印机的实例来描述了上述实施方式，但是液体喷射装置可以是通过喷射液体形成三维物体的三维打印机、通过喷射液体来对布料染色的染色机等。
虽然已经以其中驱动器电路120a(120b)驱动用于喷射墨水的压电元件Pzt为例描述了上述实施方式，但是当驱动器电路120a与打印机分开使用时，驱动器电路120a不必驱动压电元件Pzt。例如，也可以将驱动器电路120a应用于用于超声波电动机、触摸面板、静电扬声器、液晶面板等的任意容性负载。
附图标记列表
1：打印机(液体喷射装置)，3：头单元，50：驱动器IC，120a，120b：驱动器电路，211，212：参考电源，221，222：比较器，231，232：晶体管，442：空腔，100：主板，550：线路，Pzt：压电元件，N：喷嘴。

Claims (10)

1.一种液体喷射装置，包括：
喷射部，其包括在施加驱动信号时位移的压电元件，并且在所述压电元件位移时喷射液体；
比较器单元，其包括第一比较器部和第二比较器部，接收输入信号和所述驱动信号，并且输出第一控制信号和第二控制信号；和
晶体管对，其包括基于所述第一控制信号来控制的第一晶体管和基于所述第二控制信号来控制的第二晶体管，并输出所述驱动信号，
所述第一比较器部比较第一比较信号和第二比较信号并输出所述第一控制信号，
所述第一比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号，
所述第二比较器部比较第三比较信号和第四比较信号并输出所述第二控制信号，以及
所述第三比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号。
2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，
所述第二比较信号是通过将所述输入信号和所述驱动信号中的另一个偏移包括0V的电压而获得的信号，以及
所述第四比较信号是通过将所述输入信号和所述驱动信号中的另一个偏移包括0V的电压而获得的信号。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷射装置，
所述第一晶体管和所述第二晶体管中的每一个都是场效应晶体管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射装置，进一步包括：
第一偏移部，其通过第一电压降低所述输入信号，或者通过所述第一电压提高所述驱动信号；和
第二偏移部，其通过第二电压提高所述输入信号，或者通过所述第二电压降低所述驱动信号。
5.根据权利要求4所述的液体喷射装置，
当所述驱动信号的电压低于通过从所述输入信号的电压减去所述第一电压而获得的电压时，所述第一比较器部将所述第一控制信号设定为使所述第一晶体管导通的信号；以及
当所述驱动信号的电压等于或高于通过将所述第二电压加到所述输入信号的电压而获得的电压时，所述第二比较器部将所述第二控制信号设定为使所述第二晶体管导通的信号。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射装置，
所述第一比较器部包括第一差动对，其包括第三晶体管和第四晶体管，所述输入信号被输入到所述第三晶体管的栅极，并且所述驱动信号被输入到所述第四晶体管的栅极，
所述第二比较器部包括第二差动对，其包括第五晶体管和第六晶体管，所述输入信号被输入到所述第五晶体管的栅极，并且所述驱动信号被输入到所述第六晶体管的栅极，
所述第三晶体管和所述第四晶体管的特性不同，以及
所述第四晶体管和所述第五晶体管的特性不同。
7.根据权利要求6所述的液体喷射装置，
当所述驱动信号的电压低于通过从所述输入信号的电压减去第一电压而获得的电压时，所述第一比较器部将所述第一控制信号设定为使所述第一晶体管导通的信号；以及
当所述驱动信号的电压等于或高于通过将第二电压加到所述输入信号的电压而获得的电压时，所述第二比较器部将所述第二控制信号设定为使所述第二晶体管导通的信号。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的液体喷射装置，
所述输入信号是通过对作为所述驱动信号的源的源驱动信号执行电压放大操作而获得的信号。
9.一种驱动器电路，其以驱动信号驱动容性负载，所述驱动器电路包括：
比较器单元，其包括第一比较器部和第二比较器部，接收输入信号和所述驱动信号，并输出第一控制信号和第二控制信号；以及
晶体管对，其包括基于所述第一控制信号来控制的第一晶体管和基于所述第二控制信号来控制的第二晶体管，并且输出所述驱动信号，
所述第一比较器部比较第一比较信号和第二比较信号并输出所述第一控制信号，
所述第一比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号，
所述第二比较器部比较第三比较信号和第四比较信号并输出所述第二控制信号，以及
所述第三比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号。
10.一种头单元，其包括在施加驱动信号时位移的压电元件，并且在所述压电元件位移时喷射液体，所述头单元由驱动器电路来驱动，所述驱动器电路包括：
比较器单元，其包括第一比较器部和第二比较器部，接收输入信号和所述驱动信号，并且输出第一控制信号和第二控制信号；和
晶体管对，其包括基于所述第一控制信号来控制的第一晶体管和基于所述第二控制信号来控制的第二晶体管，并输出所述驱动信号，
所述第一比较器部比较第一比较信号和第二比较信号并输出所述第一控制信号，
所述第一比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号，
所述第二比较器部比较第三比较信号和第四比较信号并输出所述第二控制信号，以及
所述第三比较信号是通过对所述输入信号和所述驱动信号之一进行偏移而获得的信号。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10411688B1 (en) * 2018-06-24 2019-09-10 Plsense Ltd. Ultra-low power driver of reference voltage
JP7142590B2 (ja) * 2019-03-01 2022-09-27 東芝テック株式会社 液体吐出装置の駆動回路及び液体吐出装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1396580A (zh) * 2001-07-06 2003-02-12 日本电气株式会社 驱动电路和液晶显示装置
CN1483577A (zh) * 2002-07-31 2004-03-24 精工爱普生株式会社 液滴喷出头的驱动装置及驱动方法和制膜装置及制膜方法
CN101714869A (zh) * 2008-09-30 2010-05-26 英特赛尔美国股份有限公司 相倍增器
CN102602173A (zh) * 2011-01-18 2012-07-25 精工爱普生株式会社 流体喷射装置和医疗设备
US20120229542A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Ricoh Company, Ltd. Inkjet head and inkjet print device
US8919902B2 (en) * 2012-03-19 2014-12-30 Ricoh Company, Ltd. Droplet discharging device and particle manufacturing device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1185935B (it) 1985-09-18 1987-11-18 Sgs Microelettronica Spa Stradio di uscita cmos a grande escursione di tensione e con stabilizzazione della corrente di rifoso
JP3178494B2 (ja) * 1993-11-17 2001-06-18 新日本無線株式会社 Ｍｏｓｆｅｔ電力増幅器
US5488322A (en) * 1994-08-29 1996-01-30 Kaplinsky; Cecil H. Digital interface circuit with dual switching points for increased speed
US5959475A (en) 1998-01-13 1999-09-28 Xerox Corporation Complementary push-pull CMOS source follower analog video buffer
JP2001260358A (ja) * 2000-03-17 2001-09-25 Nec Corp インクジェット記録ヘッドの駆動装置及びその方法
WO2006025575A1 (ja) * 2004-09-01 2006-03-09 Seiko Epson Corporation 印刷装置
TWI294355B (en) * 2006-06-27 2008-03-11 Ind Tech Res Inst Piezoelectric fluid injection devices and calibration and driving methods thereof
JP2008104965A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッドの制御方法、描画方法及び液滴吐出装置
US7857413B2 (en) * 2007-03-01 2010-12-28 Applied Materials, Inc. Systems and methods for controlling and testing jetting stability in inkjet print heads
JP5105070B2 (ja) 2008-02-14 2012-12-19 セイコーエプソン株式会社 容量性負荷の駆動回路及び液体吐出装置
JP2010114711A (ja) 2008-11-07 2010-05-20 Seiko Epson Corp 電力増幅装置
JP4957756B2 (ja) * 2009-06-25 2012-06-20 セイコーエプソン株式会社 容量性負荷駆動回路、液体噴射装置および印刷装置
WO2014035408A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Replaceable printing component with factory identity code
CN104085193B (zh) * 2014-07-08 2016-07-06 北京美科艺数码科技发展有限公司 喷头保护电路及喷头控制板

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1396580A (zh) * 2001-07-06 2003-02-12 日本电气株式会社 驱动电路和液晶显示装置
CN1483577A (zh) * 2002-07-31 2004-03-24 精工爱普生株式会社 液滴喷出头的驱动装置及驱动方法和制膜装置及制膜方法
CN101714869A (zh) * 2008-09-30 2010-05-26 英特赛尔美国股份有限公司 相倍增器
CN102602173A (zh) * 2011-01-18 2012-07-25 精工爱普生株式会社 流体喷射装置和医疗设备
US20120229542A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Ricoh Company, Ltd. Inkjet head and inkjet print device
US8919902B2 (en) * 2012-03-19 2014-12-30 Ricoh Company, Ltd. Droplet discharging device and particle manufacturing device

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