CN111204134A - 驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法 - Google Patents

驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111204134A
CN111204134A CN201911134753.0A CN201911134753A CN111204134A CN 111204134 A CN111204134 A CN 111204134A CN 201911134753 A CN201911134753 A CN 201911134753A CN 111204134 A CN111204134 A CN 111204134A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
circuit
voltage
voltage signal
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911134753.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111204134B (zh
Inventor
高木哲男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN111204134A publication Critical patent/CN111204134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111204134B publication Critical patent/CN111204134B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04541Specific driving circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0452Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits reducing demand in current or voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0455Details of switching sections of circuit, e.g. transistors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04551Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits using several operating modes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04588Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits using a specific waveform
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04593Dot-size modulation by changing the size of the drop
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04596Non-ejecting pulses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

本发明所提供的驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法减小了因压电元件的压电特性下降而引起压电元件的动作不良的可能性。该驱动电路对包括压电元件且通过压电元件的驱动而喷出液体的喷出头进行驱动,所述压电元件具有被供给有第一电压信号的第一电极和被供给有第二电压信号的第二电极,并通过第一、第二电极的电位差而驱动,驱动电路具备:第一电压信号生成电路,其输出第一电压信号;第二电压信号生成电路,其输出第二电压信号;开关电路,其从一端被输入有第一电压信号,且另一端与第一电极电连接,在从电源接通后所转移的第一模式向对压电元件进行驱动的第二模式转移的转移期间内,第一电压信号的电压值接近第二电压信号的电压值。

Description

驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法
技术领域
本发明涉及一种驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法。
背景技术
在喷出油墨等的液体从而对图像或文件进行印刷的喷墨打印机等的液体喷出装置中,已知有一种使用了例如压电性元件等的压电元件的装置。压电元件在打印头中,以与喷出油墨的多个喷嘴以及对从喷嘴被喷出的油墨进行贮留的空腔相对应的方式而设置。而且,通过压电元件根据驱动信号进行位移,从而使被设置于压电元件与空腔之间的振动板发生挠曲,由此使空腔的容积发生变化。由此,预定量的油墨以预定的定时而从喷嘴被喷出,并在介质上形成点。
在专利文献1中公开了一种如下的液体喷出装置,所述液体喷出装置通过相对于根据上部电极和下部电极之间的电位差而进行位移的压电元件,而向上部电极供给根据印刷数据而生成的驱动信号,并向下部电极供给基准电压,并且利用选择电路等的开关电路来对是否供给驱动信号进行控制,从而对压电元件的位移进行控制,并喷出油墨。
像专利文献1所记载的这样的根据压电元件的位移而喷出油墨的液体喷出装置中所使用的压电元件,其在被装配至打印头上之前,会被实施对压电元件所具有的压电体施加预定的直流电场而使极化方向一致的极化处理。通过该极化处理,从而显现出压电体的压电特性。
但是,当在被施加了极化处理的压电元件上被供给了与实施该极化处理的直流电场相反方向的电场时,在压电体中在通过极化处理而被一致了的极化方向上会产生紊乱。这样的极化方向的紊乱使压电元件的压电特性下降,其结果为,有可能引起压电元件的动作不良。
专利文献1:日本特开2017-043007号公报
发明内容
本发明所涉及的驱动电路的一个方式为,
一种驱动电路,其为对包括压电元件且通过所述压电元件的驱动而喷出液体的喷出头进行驱动的驱动电路,所述压电元件具有被供给有第一电压信号的第一电极和被供给有第二电压信号的第二电极,并且通过所述第一电极和所述第二电极的电位差而进行驱动,所述驱动电路具备:
第一电压信号生成电路,其输出所述第一电压信号;
第二电压信号生成电路,其输出所述第二电压信号;
开关电路,其从一端被输入有所述第一电压信号,并且另一端与所述第一电极电连接,
在从电源接通后所转移的第一模式向对所述压电元件进行驱动的第二模式转移的转移期间内,所述第一电压信号的电压值接近所述第二电压信号的电压值。
在所述驱动电路的一个方式中,也可以采用如下的方式,即:
在所述转移期间内,
所述第一电压信号生成电路在电源电压被供给至所述开关电路之后,开始进行所述第一电压信号的输出,
所述第二电压信号生成电路在所述电源电压被供给所述开关电路之后,开始进行所述第二电压信号的输出。
在所述驱动电路的一个方式中,也可以采用如下的方式,即:
在向所述开关电路供给所述电源电压之前,所述开关电路断开。
本发明所涉及的液体喷出装置的一个方式为,
一种液体喷出装置具备:
喷出头,其包括压电元件,并通过所述压电元件的驱动而喷出液体,其中,所述压电元件具有被供给有第一电压信号的第一电极和被供给有第二电压信号的第二电极,并且通过所述第一电极和所述第二电极之间的电位差而进行驱动;
驱动电路,其对所述喷出头进行驱动,
所述驱动电路包括:
第一电压信号生成电路,其输出所述第一电压信号;
第二电压信号生成电路,其输出所述第二电压信号;
开关电路,其从一端被输入有所述第一电压信号,并且另一端与所述第一电极电连接,
在从电源接通后所转移的第一模式向对所述压电元件进行驱动的第二模式转移的转移期间内,所述第一电压信号的电压值接近所述第二电压信号的电压值。
本发明所涉及的驱动方法的一个方式为,
一种驱动方法,其为对包括压电元件且通过所述压电元件的驱动而喷出液体的喷出头进行驱动的驱动电路的驱动方法,所述压电元件具有被供给有第一电压信号的第一电极和被供给有第二电压信号的第二电极,并且通过所述第一电极和所述第二电极的电位差而进行驱动,在所述驱动方法中,
所述驱动电路具备:
第一电压信号生成电路,其输出所述第一电压信号;
第二电压信号生成电路,其输出所述第二电压信号;
开关电路,其从一端被输入有所述第一电压信号,并且另一端与所述第一电极电连接,
并且所述驱动方法具有:
第一步骤,其在电源接通后进行转移;
第二步骤,其对所述压电元件进行驱动;
转移步骤,其从所述第一步骤向第二步骤进行转移,
在所述转移步骤中,所述第一电压信号的电压值接近所述第二电压信号的电压值。
附图说明
图1为表示液体喷出装置的概要结构的立体图。
图2为表示液体喷出装置的电气结构的框图。
图3为表示驱动信号COM的一个示例的图。
图4为表示驱动信号选择控制电路的电气结构的框图。
图5为表示选择电路的电气结构的电路图。
图6为表示解码器中的解码内容的图。
图7为用于对选择控制电路的动作进行说明的图。
图8为表示喷出部的概要结构的剖视图。
图9为表示多个喷嘴的配置的一个示例的图。
图10为用于对压电元件以及振动板的位移和喷出的关系进行说明的图。
图11为表示驱动电路的结构的框图。
图12为表示VHV控制电路的结构的一个示例的图。
图13为用于对输出控制部的动作进行说明的图。
图14为示意性地表示构成传输门的晶体管的截面图。
图15为用于对驱动电路的启动时的顺序控制进行说明的状态转变图。
图16为用于对驱动电路的动作停止时的顺序控制进行说明的状态转变图。
具体实施方式
以下,使用附图来对本发明的优选的实施方式进行详细说明。所使用的附图为,便于进行说明的图。另外,以下所说明的实施的方式并非对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当限定。此外,在下文中所说明的结构的全部内容,不一定都是本发明的必须结构要件。
1.液体喷出装置的结构
作为本实施方式所涉及的液体喷出装置的一个示例的印刷装置为,通过根据从外部的主计算机被供给的图像数据而喷出油墨,从而在纸等的印刷介质上形成点,进而对包括与该图像数据相应的文字、图形等在内的图像进行印刷的喷墨打印机。
图1为表示液体喷出装置1的概要结构的立体图。在图1中,图示了介质P被输送的方向X、与方向X交叉且移动体2进行往复移动的方向Y、喷出油墨的方向Z。另外,在本实施方式中,方向X、方向Y、方向Z作为相互正交的轴而进行说明。
如图1所示,液体喷出装置1具备移动体2、和使移动体2沿着方向Y而进行往复移动的移动机构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、与滑架导向轴32大致平行地延伸并通过滑架电机31而被驱动的同步齿型带33。
移动体2所包含的滑架24以往复移动自如的方式被支承于滑架导向轴32上,并且被固定在同步齿型带33的一部分上。而且,通过由滑架电机31对同步齿型带33进行驱动,从而使移动体2被滑架导向轴32引导并沿着方向Y进行往复移动。此外,在移动体2中的、与介质P对置的部分上,设置有具有大量的喷嘴的头单元20。在头单元20中,经由电缆190而被供给有控制信号等。而且,头单元20根据被供给的控制信号,从而从喷嘴中作为液体的一个示例而喷出油墨。
液体喷出装置1具备使介质P沿着方向X而在压印板40上被输送的输送机构4。输送机构4具备作为驱动源的输送电机41、通过输送电机41而进行旋转从而沿着方向X输送介质P的输送辊42。而且,在介质P通过输送机构4而被输送的定时下,通过头单元20喷出油墨,从而在介质P的表面上形成了图像。
图2为表示液体喷出装置1的电气结构的框图。如图2所示,液体喷出装置1具有控制单元10以及头单元20。控制单元10和头单元20通过柔性扁平电缆(FFC)等的电缆190而被电连接。
控制单元10具备控制电路100、滑架电机驱动器35、输送电机驱动器45以及电压生成电路90。而且,控制电路100根据从主计算机被供给的图像数据,而供给用于对各种结构进行控制的多个控制信号等。
具体而言,控制电路100相对于滑架电机驱动器35而供给控制信号CTR1。滑架电机驱动器35根据控制信号CTR1而对滑架电机31进行驱动。由此,控制了图1所示的滑架24的方向Y上的移动。此外,控制电路100相对于输送电机驱动器45而供给控制信号CTR2。输送电机驱动器45根据控制信号CTR2而对输送电机41进行驱动。由此,控制了由图1所示的输送机构4所实施的介质P的方向X上的移动。
此外,控制电路100相对于头单元20而供给两个时钟信号SCK、CLK、印刷数据信号SI、锁存信号LAT、转换信号CH和驱动数据信号DATA。
电压生成电路90生成例如DC42V的电压VHV。而且,电压生成电路90将电压VHV向控制单元10所包含的各种结构以及头单元20进行供给。
头单元20具备喷出头21、和对喷出头21进行驱动的驱动电路50。此外,驱动电路50包括驱动控制电路51、VHV控制电路70以及驱动信号选择控制电路80。
在驱动控制电路51中,被供给有电压VHV、驱动数据信号DATA以及时钟信号CLK。驱动控制电路51通过将基于驱动数据信号DATA的信号进行D级放大,从而生成驱动信号COM,并将其供给至驱动信号选择控制电路80。此外,驱动控制电路51生成对电压VHV进行降压而得到的例如DC5V的基准电压信号VBS,并供给至喷出头21。此外,驱动控制电路51根据驱动数据信号DATA而生成VHV控制信号VHV_CNT,并供给至VHV控制电路70。此外,驱动控制电路51在驱动控制电路51中产生了异常的情况下,生成表示该异常的错误信号ERR,并输出至控制电路100。
在VHV控制电路70中,被供给有电压VHV以及VHV控制信号VHV_CNT。VHV控制电路70根据VHV控制信号VHV_CNT,而将向驱动信号选择控制电路80供给的电压VHV-TG的电位切换为电压VHV或者切换为地电位。
在驱动信号选择控制电路80中,被供给有时钟信号SCK、印刷数据信号SI、锁存信号LAT、转换信号CH、电压VHV-TG以及驱动信号COM。驱动信号选择控制电路80根据时钟信号SCK、印刷数据信号SI、锁存信号LAT以及转换信号CH而对是选择驱动信号COM或者是设为非选择进行切换,并作为驱动信号VOUT而向喷出头21输出。
喷出头21包括多个含有压电元件60的喷出部600,并且被供给有驱动信号VOUT以及基准电压信号VBS。驱动信号VOUT被供给至压电元件60的一端,基准电压信号VBS被供给至压电元件60的另一端。压电元件60根据驱动信号VOUT和基准电压信号VBS的电位差而进行驱动。而且,喷出部600喷出与该位移相应的量的油墨。
另外,关于上述的驱动电路50以及喷出头21的详细情况,将在后文进行叙述。此外,在图2中,液体喷出装置1被设为具备一个头单元20而进行了说明,但是也可以具备多个头单元20,而且,头单元20也可以具备多个喷出头21。
2.驱动信号选择电路的结构以及动作
接下来,对驱动信号选择控制电路80的结构以及动作进行说明。首先,利用图3来对向驱动信号选择控制电路80被供给的驱动信号COM的一个示例进行说明。此后,利用图4至图7,对驱动信号选择控制电路80的结构以及动作进行说明。
图3为表示驱动信号COM的一个示例的图。在图3中,示出了从锁存信号LAT上升起到转换信号CH上升为止的期间T1、在期间T1之后直到下一个转换信号CH上升为止的期间T2、和在期间T2之后直到锁存信号LAT上升为止的期间T3。另外,由该期间T1、T2、T3构成的周期成为在介质P上形成新的点的周期Ta。
如图3所示,驱动控制电路51在期间T1内生成电压波形Adp。在电压波形Adp被供给至压电元件60的情况下,将从所对应的喷出部600喷出预定量、具体而言为中程度的量的油墨。此外,驱动控制电路51在期间T2内生成电压波形Bdp。在电压波形Bdp被供给至压电元件60的情况下,将从所对应的喷出部600喷出与上述预定量相比较少的小程度的量的油墨。此外,驱动控制电路51在期间T3内生成电压波形Cdp。在电压波形Cdp被供给至压电元件60的情况下,压电元件60在油墨不会从所对应的喷出部600被喷出的程度上进行位移。因此,在介质P上未形成点。该电压波形Cdp为,用于使喷出部600的喷嘴开孔部附近的油墨进行微振动从而防止油墨的粘度增大的电压波形。在以下的说明中,将为了防止油墨的粘度增大而使压电元件60在油墨不会从喷出部600被喷出的程度进行位移的情况称为“微振动”。
在此,电压波形Adp、电压波形Bdp以及电压波形Cdp的开始定时下的电压值以及结束定时下的电压值均为电压Vc且是共同的。即,电压波形Adp、Bdp、Cdp为,电压值以电压Vc开始并以电压Vc结束的电压波形。因此,驱动控制电路51输出电压波形Adp、Bdp、Cdp在周期Ta内连续的电压波形的驱动信号COM。
而且,通过在压电元件60上,在期间T1、T2内被供给有电压波形Adp、Bdp且在期间T3内未供给有电压波形Cdp,从而在周期Ta内从喷出部600喷出中程度的量的油墨和小程度的量的油墨。由此,在介质P上形成了“大点”。此外,通过在压电元件60上,在期间T1内被供给有电压波形Adp且在期间T2、T3内未供给有电压波形Bdp、Cdp,从而在周期Ta内从喷出部600喷出中程度的量的油墨。由此,在介质P上形成了“中点”。此外,通过在压电元件60上,在期间T1、T3内未供给有电压波形Adp、Cdp且在期间T2内被供给有电压波形Bdp,从而在周期Ta内从喷出部600喷出小程度的量的油墨。由此,在介质P上形成了“小点”。此外,通过在压电元件60上,在期间T1、T2内未供给有电压波形Adp、Bdp且在期间T3内被供给有电压波形Cdp,从而在周期Ta内油墨未从喷出部600喷出而是进行微振动。在该情况下,在介质P上没有形成有点。
图4为表示驱动信号选择控制电路80的电气结构的框图。驱动信号选择控制电路80通过在期间T1、T2、T3的各个期间内,切换是否选择驱动信号COM所包含的电压波形Adp、Bdp、Cdp,从而在周期Ta内生成驱动信号VOUT并输出。如图4所示,驱动信号选择控制电路80包括选择控制电路210以及多个选择电路230。
在选择控制电路210中,被供给有时钟信号SCK、印刷数据信号SI、锁存信号LAT、转换信号CH以及电压VHV-TG。在选择控制电路210中,移位寄存器212(S/R)、锁存电路214和解码器216的组以与喷出部600的每一个相对应的方式被设置。即,在头单元20中,设置有数量与喷出部600的总数n相等的移位寄存器212、锁存电路214和解码器216的组。
移位寄存器212针对所对应的每个喷出部600,而临时保持印刷数据信号SI所包含的2位的印刷数据[SIH、SIL]。详细而言,与喷出部600相对应的级数的移位寄存器212相互被级联连接,并且以串行的方式被供给的印刷数据信号SI根据时钟信号SCK而依次向后级传输。另外,在图4中,为了对移位寄存器212进行区分,而从被供给有印刷数据信号SI的上游侧起依次标记为1级、2级、…、n级。
n个锁存电路214的每一个在锁存信号LAT的上升沿上对在所对应的移位寄存器212中所保持的印刷数据[SIH、SIL]进行锁存。n个解码器216的每一个对通过所对应的锁存电路214而被锁存的2位的印刷数据[SIH、SIL]进行解码,从而生成选择信号S,并向选择电路230供给。
选择电路230以与喷出部600的每一个相对应的方式被设置。即,一个头单元20所具有的选择电路230的数量与头单元20所包含的喷出部600的总数n相同。选择电路230根据从解码器216被供给的选择信号S,而对驱动信号COM的向压电元件60的供给进行控制。
图5为表示与喷出部600的一个的量相对应的选择电路230的电气结构的电路图。如图5所示那样,选择电路230具有反相器232以及传输门234。此外,在传输门234中,包括作为NMOS晶体管的晶体管235以及作为PMOS晶体管的晶体管236。
选择信号S从解码器216向晶体管235的栅极端子被供给。此外,选择信号S通过反相器232而被逻辑反转,并且也向晶体管236的栅极端子被供给。晶体管235的漏极端子以及晶体管236的源极端子与作为一端的端子TG-In相连接。驱动信号COM从端子TG-In被输入。而且,晶体管235以及晶体管236通过根据选择信号S而被控制为导通或断开,从而驱动信号VOUT从作为与晶体管235的源极端子以及晶体管236的漏极端子共同连接的另一端的端子TG-Out被输出。端子TG-Out与压电元件60的后述的第一电极611电连接。另外,在以下的说明中,有时会将晶体管235以及晶体管236被控制为导通状态的情况称为导通(on),将晶体管235以及晶体管236被控制为不导通状态的情况称为断开(off)。在此,传输门234为开关电路的一个示例。
接下来,利用图6来对解码器216的解码内容进行说明。图6为表示解码器216中的解码内容的图。在解码器216中,被输入有2位的印刷数据[SIH、SIL]、锁存信号LAT以及转换信号CH。
解码器216在印刷数据[SIH、SIL]为对“大点”进行规定的[1、1]的情况下,在期间T1、T2、T3内输出成为H、H、L电平的选择信号S。此外,解码器216在印刷数据[SIH、SIL]为对“中点”进行规定的[1、0]的情况下,在期间T1、T2、T3内输出成为H、L、L电平的选择信号S。此外,解码器216在印刷数据[SIH、SIL]为对“小点”进行规定的[0、1]的情况下,在期间T1、T2、T3内输出成为L、H、L电平的选择信号S。此外,解码器216在印刷数据[SIH、SIL]为对“微振动”进行规定的[0、0]的情况下,在期间T1、T2、T3内输出成为L、L、H电平的选择信号S。在此,选择信号S的逻辑电平通过未图示的电平转换器而被电平转换为基于电压VHV-TG的高振幅逻辑。
利用图7,对在以上说明的驱动信号选择控制电路80中生成基于驱动信号COM的驱动信号VOUT,并向喷出头21所包含的喷出部600被供给的动作进行说明。
图7为用于对驱动信号选择控制电路80的动作进行说明的图。如图7所示那样,印刷数据信号SI以串行的方式与时钟信号SCK同步地向驱动信号选择控制电路80被供给,并在与喷出部600相对应的移位寄存器212中被依次传送。而且,当时钟信号SCK的供给停止时,与喷出部600相对应的印刷数据[SIH、SIL]被保持在移位寄存器212的每一个中。另外,印刷数据信号SI以与移位寄存器212中最终n级、…、2级、1级的喷出部600相对应的顺序被供给。
在此,当锁存信号LAT上升时,锁存电路214的每一个一齐对被保持于所对应的移位寄存器212中的印刷数据[SIH、SIL]进行锁存。在图7中,LT1、LT2、…、LTn表示通过与1级、2级、…、n级的移位寄存器212相对应的锁存电路214而被锁存的印刷数据[SIH、SIL]。
解码器216根据由被锁存的印刷数据[SIH、SIL]所规定的点的尺寸,而在期间T1、T2、T3的每一个中输出遵照图6所示的内容的逻辑电平的选择信号S。
在印刷数据[SIH、SIL]为[1、1]的情况下,选择电路230根据选择信号S,而在期间T1内选择电压波形Adp,在期间T2内选择电压波形Bdp,在期间T3内不选择电压波形Cdp。其结果为,生成与图7所示的大点相对应的驱动信号VOUT。此外,在印刷数据[SIH、SIL]为[1、0]的情况下,选择电路230根据选择信号S,而在期间T1内选择电压波形Adp,在期间T2内不选择电压波形Bdp,且在期间T3内不选择电压波形Cdp。其结果为,生成与图7所示的中点相对应的驱动信号VOUT。此外,在印刷数据[SIH、SIL]为[0、1]的情况下,选择电路230根据选择信号S,而在期间T1内不选择电压波形Adp,在期间T2内选择电压波形Bdp,在期间T3内不选择电压波形Cdp。其结果为,生成与图7所示的小点相对应的驱动信号VOUT。此外,在印刷数据[SIH、SIL]为[0、0]的情况下,选择电路230根据选择信号S,在期间T1内不选择电压波形Adp,在期间T2内选择电压波形Bdp,在期间T3内不选择电压波形Cdp。其结果为,生成与图7所示的微振动相对应的驱动信号VOUT。
在此,驱动信号COM为第一电压信号的一个示例。此外,通过将驱动信号COM所包含的电压波形Adp、Bdp、Cdp设为选择或非选择而生成的驱动信号VOUT也为第一电压信号的一个示例。
3.喷出部的结构以及动作
接下来,对喷出头21所包含的喷出部600的结构以及动作进行说明。图8为,表示以包含喷出部600在内的方式对喷出头21进行剖切的喷出部600的概要结构的剖视图。如图8所示,喷出头21包括喷出部600和贮液器641。
油墨从供给口661被导入至贮液器641中。此外,贮液器641针对油墨的每种颜色而被设置。
喷出部600包括压电元件60、振动板621、空腔631以及喷嘴651。其中,振动板621作为如下的隔膜而发挥功能,所述隔膜为,被设置于空腔631和压电元件60之间,且通过被设置于上表面上的压电元件60的驱动而进行位移,从而使被填充有油墨的空腔631的内部容积扩大或缩小的隔膜。喷嘴651为,被设置于喷嘴板632上,并且与空腔631连通的开孔部。空腔631作为内部被填充有油墨并通过压电元件60的位移而使内部容积发生变化的压力室而发挥功能。喷嘴651与空腔631连通,并根据空腔631的内部容积的变化而喷出空腔631内的油墨。
压电元件60为,通过一对第一电极611和第二电极612而夹持了压电体601的结构。在第一电极611上被供给有驱动信号VOUT,在第二电极612上被供给有基准电压信号VBS。这种结构的压电元件60根据第一电极611和第二电极612之间的电位差而进行驱动。而且,伴随着压电元件60的驱动,从而第一电极611、第二电极612以及振动板621的中央部分相对于两端部分而在上下方向上进行位移。而且,伴随着振动板621的位移,从而油墨从喷嘴651被喷出。即,喷出头21包括通过被供给有驱动信号COM的第一电极611和被供给有基准电压信号VBS的第二电极之间的电位差而进行驱动的压电元件60,并且通过该压电元件60的驱动而喷出油墨。在此,向第二电极612被供给的基准电压信号VBS为第二电压信号的一个示例。
图9为,表示沿着方向Z俯视观察液体喷出装置1时的、被设置于喷出头21上的多个喷嘴651的配置的一个示例的图。另外,在图9中,头单元20被设为具备四个喷出头21来进行说明。
如图9所示,在各喷出头21上,形成有在预定方向上以列状被设置的由多个喷嘴651构成的喷嘴列L。各个喷嘴列L通过沿着方向X而以列状被配置的n个喷嘴651而被形成。在此,图9所示的喷嘴列L为一个示例,也可以为不同的结构。例如,也可以以在各个喷嘴列L中从端部开始数第偶数个喷嘴651和第奇数个喷嘴651在方向Y上的位置不同的方式交错状地配置n个喷嘴651。此外,各个喷嘴列L也可以被形成在与方向X不同的方向上。此外,也可以在各个喷出头21上形成有“2”个以上的喷嘴列L。
在此,在各个喷出头21中,形成喷嘴列L的n个喷嘴651以每一英寸300个以上的高密度而被设置。因此,在喷出头21中,压电元件60也与n个喷嘴651相对应地高密度地被设置n个。此外,优选为,在n个压电元件60中所使用的压电体601为,厚度在例如1μm以下的薄膜。由此,能够增大相对于第一电极611与第二电极612之间的电位差的压电元件60的位移量。
接下来,利用图10来对从喷嘴651被喷出的油墨的喷出动作进行说明。图10为,用于对向压电元件60供给有驱动信号VOUT时的、压电元件60以及振动板621的位移与喷出之间的关系进行说明的图。在图10的(1)中,示意性地示出了作为驱动信号VOUT而被供给有电压Vc时的压电元件60以及振动板621的位移。此外,在图10的(2)中,示意性地示出了向压电元件60被供给的驱动信号VOUT的电压值以从电压Vc起接近基准电压信号VBS的方式被控制时的、压电元件60以及振动板621的位移。此外,在图10的(3)中,示意性地示出了向压电元件60被供给的驱动信号VOUT的电压值以与电压Vc相比偏离基准电压信号VBS的方式被控制时的、压电元件60以及振动板621的位移。
在图10的(1)所示的状态下,压电元件60以及振动板621根据被供给至第一电极611的驱动信号VOUT和被供给至第二电极612的基准电压信号VBS之间的电位差,而在方向Z上挠曲。此时,作为驱动信号VOUT,电压Vc被供给至第一电极611。如前文所述那样,电压Vc为电压波形Adp、Bdp、Cdp的开始定时以及结束定时洗的电压值。即,图10的(1)所示的压电元件60以及振动板621的状态,成为在液体喷出装置1实施印刷的状态下的压电元件60的基准状态。
而且,在驱动信号VOUT的电压值以接近于基准电压信号VBS的电压值的方式被控制的情况下,如图10的(2)所示,压电元件60以及振动板621的沿着方向Z而产生的位移被减小。此时,空腔631的内部容积扩大,油墨被从贮液器641吸入至空腔631中。
此后,驱动信号VOUT的电压值以从基准电压信号VBS的电压值偏离的方式被控制。此时,如图10的(3)所示,压电元件60以及振动板621的沿着方向Z的位移增加。此时,空腔631的内部容积缩小,从而被填充于空腔631中的油墨从喷嘴651被喷出。
在本实施方式中,在喷出头21喷出油墨的情况下,压电元件60通过被供给有驱动信号VOUT,从而反复进行图10的(1)~(3)的状态。由此,从喷嘴651喷出油墨,并在介质P上形成点。另外,对于图10的(1)~(3)所示的压电元件60以及振动板621的位移而言,随着向第一电极611被供给的驱动信号VOUT和向第二电极612被供给的基准电压信号VBS之间的电位差变大,从而沿着方向Z而变大。换而言之,喷出头21根据向压电元件60的第一电极611被供给的驱动信号VOUT和向第二电极612被供给的基准电压信号VBS之间的电位差,而对从喷嘴651被喷出的油墨的喷出量进行控制。
另外,图10所示的相对于驱动信号VOUT的压电元件60以及振动板621的位移归根结底仅为一个示例,例如,也可以采用如下方式,即,在驱动信号VOUT和基准电压信号VBS之间的电位差较大的情况下,油墨从贮液器641被吸入至空腔631,在驱动信号VOUT和基准电压信号VBS之间的电位差变小的情况下,被填充于空腔631中的油墨从喷嘴651被喷出。
在此,由于压电元件60的压电体601被形成作为单晶体是很困难的,因此被形成作为铁电体的微晶的集合即多晶体。由于在制造时,各个微晶的自发极化的方向自发地朝向离散的方向,因此压电体601的压电特性并未显现。因此,在压电元件60被装配在喷出头21上之前,将实施对压电体601施加预定的直流电场而使极化方向一致的极化处理。通过该极化处理,从而使压电体601的压电特性显现。
在本实施方式中,在压电元件60的第一电极611的电位高于第二电极612的电位的情况下,在压电元件60上被施加有与压电体601的极化处理时相同极性的电场。此外,在压电元件60的第一电极611的电位低于第二电极612的电位的情况下,在压电元件60上被施加有与压电体601的极化处理时相反极性的电场。另外,在以下的说明中,有时会将与极化处理时相同极性的电场称为相同极性电场,将与极化处理时相反极性的电场称为相反极性电场。
当在压电元件60上被施加有相反极性电场时,在压电体601上通过极化处理而被一致的极化方向发生紊乱。由于这样的极化方向的紊乱使压电特性下降,因此有可能会引起压电元件60的动作不良。例如,由于压电体601为多晶体,因此在制造过程或极化处理的过程中会产生局部性的应力集中等,从而具有潜在的微小的裂纹。向压电元件60的相反极性电场的施加,并不会阻止使压电体601的极化方向紊乱的情况,而且还有可能因极化方向的变化的方法因每个微晶而不同,从而使微少裂纹生长并引起压电体601的破坏。尤其是,在薄膜的压电体601中,生长的裂纹易于在厚度方向上贯穿。当裂纹在厚度方向上贯穿时,第一电极611与第二电极612之间会产生电气短路,从而使压电元件60的功能受到损害。
另外,虽然对于向压电元件60的相反极性电场的施加而言,如果要是短时间以及低电场的情况,是容许的,但是,如果长时间持续地向压电元件60施加相反极性电场,则压电元件60的功能受到损害的可能性会变高。因此,在液体喷出装置1的启动时等,如果压电元件60的第一电极611的电位与第二电极612的电位相比变低,则会长时间持续地进行向压电元件60的相反极性电场的施加,从而有可能使压电元件60的功能受到损害。
4.驱动电路的结构以及动作
接下来,对驱动电路50的结构进行说明。图11为表示驱动电路50的结构的框图。驱动电路50具有驱动控制电路51、VHV控制电路70和驱动信号选择控制电路80。此外,驱动控制电路51包括集成电路500、驱动信号输出电路550和电阻555、556。在此,驱动信号选择控制电路80的结构如前文所述,从而省略其说明。此外,在图11中,图示了驱动信号选择控制电路80的各种结构之中的、通过将驱动信号COM设为选择或者不选择从而生成驱动信号VOUT的选择电路230所包含的传输门234。
VHV控制电路70根据VHV控制信号VHV_CNT,从而对是将向驱动信号选择控制电路80进行供给的电压VHV-TG的电位设为电压VHV还是设为接地的电位进行切换。
图12为表示VHV控制电路70的结构的一个示例的图。如图12所示,VHV控制电路70包括晶体管71、72、73以及电阻74、75。另外,在以下的说明中,将晶体管71设为PMOS晶体管,将晶体管72、73设为NMOS晶体管来进行说明。
晶体管71的源极端子与电阻74的一端相连接,并且被供给有电压VHV。晶体管71的栅极端子与电阻74的另一端以及晶体管72的漏极端子共同连接。晶体管71的漏极端子与电阻75的一端相连接。此外,在晶体管72的栅极端子上,被供给有电压Vdd。晶体管72的源极端子与晶体管73的栅极端子相连接,并且被供给有VHV控制信号VHV_CNT。此外,晶体管73的漏极端子与电阻75的另一端相连接。晶体管73的源极端子被接地。在此,电压Vdd为任意的电压值的直流电压信号。
以如上方式构成的VHV控制电路70根据VHV控制信号VHV_CNT,从而对是将电压VHV作为电压VHV-TG而向驱动信号选择控制电路80进行供给,还是将地电位作为电压VHV-TG而向驱动信号选择控制电路80进行供给来进行切换。换而言之,VHV控制电路70对向驱动信号选择控制电路80以及传输门234供给的电压VHV-TG进行控制。
具体而言,在被输入有L电平的VHV控制信号VHV_CNT的情况下,晶体管73被控制为断开,晶体管72被控制为导通。因此,在晶体管71的栅极端子上,经由晶体管72而被输入有L电平的信号。因此,晶体管71被控制为导通。其结果为,经由晶体管71而被供给的电压VHV作为电压VHV-TG而向驱动信号选择控制电路80以及传输门234被供给。
另一方面,在被输入有H电平的VHV控制信号VHV_CNT的情况下,晶体管73被控制为导通。此时,在晶体管72的漏极端子以及晶体管71的栅极端子上,经由电阻74而被供给有电压VHV。因此,晶体管71被控制为断开。其结果为,驱动信号选择控制电路80经由电阻75以及晶体管72而与地连接。换而言之,在驱动信号选择控制电路80中,经由电阻75以及晶体管72,从而地电位作为电压VHV-TG而向驱动信号选择控制电路80以及传输门234被供给。在此,电压VHV-TG为传输门234的电源电压的一个示例。
返回至图11,集成电路500包括:放大控制信号生成电路502、电压生成部400、SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)部410、寄存器部420、PLC(ProgrammableLogic Controller,可编程逻辑控制器)430、状态解码器440、检测解码器450、输出控制部460、上升微分电路470、初始化控制部480以及异常标记部490。
电压生成部400根据电压VHV而生成电压GVDD。电压GVDD被输入至包括后述的栅极驱动部540在内的集成电路500的各种结构中。
放大控制信号生成电路502根据对从端子DATA-In被输入的驱动数据信号DATA所包含的驱动信号COM的信号波形进行规定的数据信号,从而生成放大控制信号Hgd、Lgd。放大控制信号生成电路502包括DAC接口(DAC_I/F:Digital to Analog ConverterInterface,数模转换器接口)510、DAC部520、调制部530、栅极驱动部540。
在DAC接口510中,被输入有从端子DATA-In供给的驱动数据信号DATA、和从端子CLK-In供给的时钟信号CLK。DAC接口510根据时钟信号CLK而对驱动数据信号DATA进行积算,并生成对驱动信号COM的波形进行规定的例如10bit的驱动数据dA。在DAC部520中,被输入有驱动数据dA。DAC部520将被输入的驱动数据dA转换为模拟信号的基本驱动信号aA。该基本驱动信号aA为,成为驱动信号COM的放大前的目标的信号。在调制部530中,被输入有基本驱动信号aA。调制部530向基本驱动信号aA输出被实施了脉冲宽度调制的调制信号Ms。在栅极驱动部540中,被输入有电压VHV、GVDD以及调制信号Ms。栅极驱动部540根据电压GVDD而对被输入的调制信号Ms进行放大,并且生成根据电压VHV而电平转换为高振幅逻辑的放大控制信号Hgd、和将被输入的调制信号Ms的逻辑电平反转并根据电压GVDD而放大了的放大控制信号Lgd。即,放大控制信号Hgd和放大控制信号Lgd的逻辑电平成为互斥。放大控制信号Hgd经由端子Hg-Out而从集成电路500被输出,并被输入至驱动信号输出电路550中。同样地,放大控制信号Lgd经由端子Lg-Out而从集成电路500被输出,并被输入至驱动信号输出电路550中。
驱动信号输出电路550通过根据放大控制信号Hgd、Lgd而进行动作,从而输出驱动信号COM。驱动信号输出电路550包括晶体管551、552、线圈553以及电容器554。另外,晶体管551、552分别为,例如N沟道型的FET(Field Effect Transistor,场效应晶体管)。
在晶体管551的漏极端子上,被供给有电压VHV。在晶体管551的栅极端子上,经由端子Hg-Out而被供给有放大控制信号Hgd。晶体管551的源极端子与晶体管552的漏极端子电连接。此外,在晶体管552的栅极端子上,经由端子Lg-Out而被供给有放大控制信号Lgd。晶体管552的源电极与地连接。以如上方式连接的晶体管551根据放大控制信号Hgd而进行动作,晶体管552根据放大控制信号Lgd而进行动作。即,晶体管551和晶体管552成为排他性地导通。由此,在晶体管551的源极端子和晶体管552的漏极端子的连接点上,生成了根据电压VHV而将调制信号Ms放大的放大调制信号。即,晶体管551和晶体管552作为放大电路而发挥功能。
线圈553的一端与晶体管551的源极端子以及晶体管552的漏极端子共同连接。此外,线圈553的另一端与电容器554的一端连接。电容器554的另一端与地连接。即,线圈553和电容器554构成了低通过滤器。而且,通过向该低通过滤器供给放大调制信号,从而对放大调制信号进行解调,并生成驱动信号COM。由驱动信号输出电路550生成的驱动信号COM被输入至作为传输门234的一端的端子TG-In上。
在此,将包括集成电路500所包含的放大控制信号生成电路502和驱动信号输出电路550在内的结构,称为根据驱动数据信号DATA而生成驱动信号COM的驱动信号生成电路501。该驱动信号生成电路501为第一电压信号生成电路的一个示例。
返回至集成电路500的说明,SPI部410包括数据保持部411、地址保持部412以及访问控制部413。在SPI部410中,被输入有从端子DATA-In供给的驱动数据信号DATA、和从端子CLK-In供给的时钟信号CLK。向SPI部410输入的驱动数据信号DATA包括:被保持于后述的寄存器部420所具有的多个寄存器中的数据信号、表示应该对该数据信号进行保持的寄存器的地址的地址信号、和对向寄存器部420的访问进行控制的访问控制信号。
数据保持部411对驱动数据信号DATA中的被保持于多个寄存器中的数据信号进行保持。此外,地址保持部412对驱动数据信号DATA中的地址信号进行保持。访问控制部413根据驱动数据信号DATA中的访问控制信号,而向寄存器部420输出被保持于数据保持部411中的数据信号和被保持于地址保持部412中的地址信号。
在此,从端子DATA-In被供给的驱动数据信号DATA以及从端子CLK-In被供给的时钟信号CLK,例如通过未图示的多路复用器以及选择信号来切换是应该向SPI部410输入的信号,还是应该向放大控制信号生成电路502输入的信号。此外,从端子DATA-In被供给的驱动数据信号DATA以及从端子CLK-In被供给的时钟信号CLK也可以根据驱动数据信号DATA的特定位所包含的数据来切换是应该向SPI部410输入的信号,还是应该向放大控制信号生成电路502输入的信号。
寄存器部420包括:地址解码器421、顺序寄存器422、状态寄存器423、检测寄存器425、426、427以及其他的控制寄存器424。在地址解码器421中,被输入有被保持于地址保持部412中的地址信号。而且,地址解码器421输出表示使被保持于数据保持部411中的数据信号保持在顺序寄存器422、状态寄存器423、检测寄存器425、426、427以及其他控制寄存器424中的哪一个中的写入控制信号。
顺序寄存器422以及状态寄存器423保持对从端子DATA-In被输入的驱动电路50的动作状态进行规定的数据信号。具体而言,顺序寄存器422保持表示从端子DATA-In被输入的驱动数据信号DATA中的、由后述的PLC430所实施的开始驱动电路50的顺序控制的数据信号。在此,作为被保持于顺序寄存器422中的表示开始的数据信号,可列举出表示应该进行状态转变的转变目标的数据信号等。
状态寄存器423对如下数据信号进行保持,所述数据信号为,从端子DATA-In被输入的驱动数据信号DATA中的、表示控制电路100判断为需要进行不基于由PLC430实施的顺序控制的特别的控制的情况下的、驱动电路50的当前的动作状态的数据信号。此外,状态寄存器423对如下数据信号进行保持,所述数据信号为,从端子DATA-In被输入的驱动数据信号DATA中的、在液体喷出装置1的电源接通时等表示驱动电路50的初始动作状态的数据信号。而且,在状态寄存器423中,还对如下数据信号进行保持,所述数据信号为,表示通过由PLC430所实施的顺序控制而转变的当前的动作状态的数据信号。即,状态寄存器423对表示驱动电路50的当前的动作状态的数据信号进行保持。
其他控制寄存器424根据写入控制信号,从而对用于使上述的驱动电路50的顺序控制开始的数据信号、以及表示驱动电路50的当前的动作状态的数据信号以外的各种数据信号进行保持。例如,其他控制寄存器424也可以根据作为驱动数据信号DATA而被输入的数据信号、表示顺序控制的开始的数据信号、表示驱动电路50的当前的动作状态的数据信号等,从而对用于控制在驱动信号生成电路501中所生成的驱动信号COM的电压值的数据信号进行保持。此外,其他控制寄存器424也可以包括被分配给多个地址的多个寄存器。
检测寄存器425、426、427根据写入控制信号,从而对如下数据信号进行保持,所述数据信号为,用于对被保持在顺序寄存器422、状态寄存器423以及其他控制寄存器424中的各种数据信号是否正常进行判断的预定的代码的数据信号。
检测寄存器425对如下数据信号进行保持,所述数据信号为,用于对被保持于顺序寄存器422中的数据信号有无异常进行判断的预定的代码的数据信号。此外,检测寄存器425被设置于与顺序寄存器422相同的地址。如前文所述,在顺序寄存器422中,保持有表示液体喷出装置1的顺序控制的开始的数据信号。因此,在被保持于顺序寄存器422内的数据信号中产生了异常的情况下,液体喷出装置1有可能进行非意图的顺序动作,其结果为,有可能会导致油墨的喷出精度、印刷质量的下降以及液体喷出装置1的故障。通过将检测寄存器425和顺序寄存器422设置在相同的地址上,从而能够根据被保持于检测寄存器425中的数据信号是否是预定的代码,而对被保持于顺序寄存器422中的数据信号有无异常进行判断。由此,能够提高作为重要的数据信号之一的、被保持于顺序寄存器422中的数据信号的异常的有无的检测精度。
检测寄存器426对如下数据信号进行保持,所述数据信号为,用于对被保持于状态寄存器423中的数据信号的异常的有无进行判断的预定的代码的数据信号。此外,检测寄存器426被设置于与状态寄存器423相同的地址。在状态寄存器423中,保持有表示液体喷出装置1的顺序控制中的当前的动作状态的数据信号。因此,在被保持于状态寄存器423中的数据信号中产生了异常的情况下,液体喷出装置1有可能被控制为与实际的动作状态不同的动作,其结果为,有可能会导致油墨的喷出精度、印刷质量的下降以及液体喷出装置1的故障。通过将检测寄存器426和状态寄存器423设置在相同的地址上,从而能够根据被保持于检测寄存器426中的数据信号是否是预定的代码,而对被保持于状态寄存器423中的数据信号的异常的有无进行判断。由此,能够精度良好地对作为重要的数据信号之一的、被保持于状态寄存器423中的数据信号的异常的有无进行检测。
检测寄存器427被设置于任意的地址。在液体喷出装置1以及驱动电路50在容易受到干扰噪声的影响的环境下进行动作的情况下,由于该干扰噪声的影响,被保持于检测寄存器427中的预定的代码的数据信号被改写。即,能够根据被保持于检测寄存器427中的数据信号是否为预定的代码,从而对被保持在其他控制寄存器424所包含的寄存器中的数据信号是否正常进行检测。另外,检测寄存器427可以在寄存器部420中被设置为多个,也可以被设置于与其他控制寄存器424中的任意一个相同的地址上。
检测解码器450对被保持于检测寄存器425、426、427的每一个中的数据信号是否为预定的代码进行检测。而且,检测解码器450在被保持于检测寄存器425、426、427的每一个中的数据信号中的任意一个与预定的代码不同的情况下,输出表示被保持于检测寄存器425、426、427中的数据信号异常的H电平的异常检测信号Reg-e。
上升微分电路470对异常检测信号Reg-e的上升进行检测,并向初始化控制部480以及异常标记部490输出在检测寄存器425、426、427所保持的数据信号中产生了异常的情况的信号。在检测出了检测寄存器425、426、427所保持的数据信号的异常的情况下,初始化控制部480对被保持于顺序寄存器422、状态寄存器423、其他控制寄存器424以及检测寄存器425、426、427中的数据信号进行初始化。此外,在检测出了检测寄存器425、426、427所保持的数据信号的异常的情况下,在异常标记部490中,设立表示在驱动电路50中产生了异常的主旨的异常标记。而且,驱动电路50根据该异常标记而生成图2所示的错误信号ERR,并向控制电路100输出。
PLC430根据顺序寄存器422所保持的数据信号,而执行驱动电路50的顺序控制。而且,向状态寄存器423输出与当前的动作状态相应的数据信号。具体而言,在顺序寄存器422中,保持有表示应该进行状态转变的转变目标的数据信号。PLC430从当前的动作状态起朝向被保持于顺序寄存器422中的应该进行转变的转变目标而执行预定的顺序控制。
状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号,而生成控制信号CNT1、CNT2、CNT3,并向输出控制部460输出。在此,输出控制部460包括放电部560、基准电压生成部570和VHV控制部580。控制信号CNT1被输入至输出控制部460所包含的放电部560中。放电部560根据控制信号CNT1而对是否向传输门234的端子TG-In供给驱动信号COM进行控制。此外,控制信号CNT2被输入至基准电压生成部570中。基准电压生成部570根据控制信号CNT2而对基准电压信号VBS的输出进行控制。此外,控制信号CNT3被输入至VHV控制部580中。VHV控制部580输出基于控制信号CNT3的逻辑电平的VHV控制信号VHV_CNT。
5.输出控制部的构成以及动作
在此,根据被保持于顺序寄存器422以及状态寄存器423中的至少任意一个中的数据信号,而对由状态解码器440所输出的控制信号CNT1、CNT2、CNT3所实施的输出控制部460中的驱动电路50的输出的控制进行说明。在此,输出控制部460为输出控制电路的一个示例。
图13为用于对基于控制信号CNT1、CNT2、CNT3的输出控制部460的动作进行说明的图。另外,在图13中用虚线表示的二极管241、242、243、244表示被形成于传输门234中的寄生二极管。
放电部560通过根据控制信号CNT1而对是否向传输门234的端子TG-In供给驱动信号COM进行控制,从而对驱动信号VOUT的向压电元件60的供给进行控制。换而言之,集成电路500所包含的放电部560根据被保持于顺序寄存器422以及状态寄存器423中的至少任意一个中的数据信号,而对向压电元件60的驱动信号COM的供给进行控制。
具体而言,放电部560包括电阻561、作为NMOS晶体管的晶体管562和反相器563。电阻561的一端经由集成电路500的端子Com-Dis以及电阻555而与传输门234的端子TG-In电连接。此外,电阻561的另一端与晶体管562的漏极端子电连接。晶体管562的源极端子与地连接。此外,在晶体管562的栅极端子上,经由反相器563而被输入有控制信号CNT1。
当在放电部560中被输入有H电平的控制信号CNT1的情况下,晶体管562的漏极端子和源极端子之间被控制为不导通。因此,经由将被供给有驱动信号COM的传输门234的端子TG-In和地电连接的电阻555、561以及晶体管562的路径被控制为高阻抗。其结果为,在传输门234的端子TG-In上,被供给有驱动信号COM。另一方面,在放电部560中被输入有L电平的控制信号CNT1的情况下,晶体管562的漏极端子和源极端子之间被控制为导通。因此,传输门234的端子TG-In经由电阻555、561而与地电连接。其结果为,向传输门234的端子TG-In被供给的驱动信号COM的电压值被控制为经由电阻555、561的地电位。
如上文所述那样,放电部560通过对是否根据控制信号CNT1而将被供给有驱动信号COM的节点a与地连接了进行切换,从而对是否向传输门234的端子TG-In供给驱动信号COM进行控制。
基准电压生成部570根据控制信号CNT2而对基准电压信号VBS的输出进行控制。换而言之,集成电路500所包含的基准电压生成部570根据被保持于顺序寄存器422以及状态寄存器423中的至少任意一个中的数据信号,而对向第二电极612的基准电压信号VBS的供给进行控制。
基准电压生成部570包括:比较器571、晶体管572、573、电阻574、575、576以及反相器577。另外,在以下的说明中,将晶体管452设为PMOS晶体管,而且将晶体管453设为NMOS晶体管来进行说明。
在比较器571的输入端(-)上,被供给有基准电压Vref。此外,比较器571的输入端(+)与电阻574的一端以及电阻575的一端共同连接。比较器571的输出端与晶体管572的栅极端子连接。在晶体管572的源极端子上,被供给有电压GVDD。晶体管572的漏极端子与电阻574的另一端、电阻576的一端以及输出有基准电压信号VBS的端子VBS-Out共同连接。电阻576的另一端与晶体管573的漏极端子连接。在晶体管573的栅极端子上,经由反相器577而被输入有控制信号CNT2。晶体管573的源极端子、以及电阻575的另一端与地连接。
在以如上方式被构成的基准电压生成部570中,在向比较器571的输入端(+)供给的电压大于向比较器571的输入端(-)供给的基准电压Vref的情况下,比较器571输出H电平的信号。此时,晶体管572被控制为断开。因此,在端子VBS-Out上,未被供给有电压GVDD。另一方面,在向比较器571的输入端(+)供给的电压小于向比较器571的输入端(-)供给的基准电压Vref的情况下,比较器571输出L电平的信号。此时,晶体管572被控制为导通。因此,在端子VBS-Out上,被供给有电压GVDD。即,基准电压生成部570通过以由电阻574、575对基准电压信号VBS进行分压而得到的电压值和基准电压Vref相等的方式使比较器571进行动作,从而生成基于电压GVDD的恒定的电压值的基准电压信号VBS。
在基准电压生成部570中被输入有H电平的控制信号CNT2的情况下,晶体管573被控制为不导通。因此,经由对端子VBS-Out和地进行电连接的电阻576以及晶体管573的路径被控制为高阻抗。其结果为,从端子VBS-Out被输出有基准电压信号VBS。另一方面,在基准电压生成部570中被输入有L电平的控制信号CNT2的情况下,晶体管573被控制为导通。其结果为,端子VBS-Out经由电阻576而与地电连接。其结果为,在压电元件60的第二电极612上,未被供给有基准电压信号VBS。
如上文所述那样,基准电压生成部570通过根据控制信号CNT2而对是否将被供给有基准电压信号VBS的节点b与地连接进行切换,从而对是否向压电元件60的第二电极612供给基准电压信号VBS进行控制。在此,输出基准电压信号VBS的基准电压生成部570为第二电压信号生成电路的一个示例。
VHV控制部580生成VHV控制信号VHV_CNT,所述VHV控制信号VHV_CNT为,用于对是将VHV控制电路70中的电压VHV-TG的电位设为电压VHV还是设为地电位的切换进行控制的信号。即,集成电路500所包含的VHV控制部580根据被保持于顺序寄存器422以及状态寄存器423中的至少任意一个中的数据信号,而对向传输门234的电压VHV-TG的供给进行控制。
VHV控制部580包括晶体管581。在此,晶体管581作为NMOS晶体管来进行说明。在晶体管581的栅极端子上,被输入有控制信号CNT3。晶体管581的漏极端子经由集成电路500的端子VHV_CNT-Out而与VHV控制电路70的晶体管73的栅极端子电连接。晶体管581的源极端子与地连接。
当在VHV控制部580中被输入有H电平的控制信号CNT3的情况下,晶体管581被控制为导通。因此,VHV控制部580输出L电平的VHV控制信号VHV_CNT。其结果为,如前文所述那样,电压VHV作为电压VHV-TG而向驱动信号选择控制电路80以及传输门234被供给。另一方面,当在VHV控制部580中被输入有L电平的控制信号CNT3的情况下,晶体管581被控制为不导通。因此,VHV控制部580输出H电平的VHV控制信号VHV_CNT。其结果为,如前文所述那样,地电位作为电压VHV-TG而向驱动信号选择控制电路80以及传输门234被供给。
在此,利用图14来对在传输门234中产生的寄生二极管进行说明。图14为示意性地表示构成传输门234的晶体管235、236的截面图。
图14如所示,晶体管235包括多晶硅252、N型扩散层253、254以及多个电极。N型扩散层253、254以在P基板251上相互分离的方式被形成。此外,多晶硅252经由未图示的绝缘层而被形成于N型扩散层253和N型扩散层254之间。而且,在多晶硅252上形成有电极255,在N型扩散层253中形成有电极256,在N型扩散层254中形成有电极257。在此,电极255作为晶体管235的栅极端子而发挥功能,电极256、257中的任意一方作为晶体管235的漏极端子而发挥功能,另一方作为晶体管235的源极端子而发挥功能。另外,在以下的说明中,将电极256作为漏极端子、将电极257作为源极端子来进行说明。
在以如上方式被构成的晶体管235中,分别在P基板251和N型扩散层253的接触面以及P基板251和N型扩散层254的接触面上形成有PN结。因此,在晶体管235中,形成有将P基板251设为阳极且将N型扩散层253设为阴极的二极管243、和将P基板251设为阳极且将N型扩散层254设为阴极的二极管244。
此外,在P基板251上,形成有电极258。由于晶体管235被形成于P基板251上,因此电极258作为晶体管235的背栅端子而发挥功能。在此,电极258与地连接。因此,二极管243、244的阳极端子均与地连接。
晶体管236包括N阱261、多晶硅262、P型扩散层263、264以及多个电极。P型扩散层263、264以在被形成于P基板251中的N阱261上相互分离的方式被形成。此外,多晶硅262经由未图示的绝缘层而被形成于P型扩散层263和P型扩散层264之间。在多晶硅262上形成有电极265。此外,在P型扩散层263上形成有电极266。此外,在P型扩散层264上形成有电极267。在此,电极265作为晶体管236的栅极端子而发挥功能,电极266、267中的任意一方作为晶体管236的漏极端子而发挥功能,另一方作为晶体管236的源极端子而发挥功能。另外,在以下的说明中,将电极266设为漏极端子、将电极267设为源极端子来进行说明。
在以如上方式被构成的晶体管236中,分别在N阱261和P型扩散层263的接触面以及N阱261和P型扩散层264的接触面上形成有PN结。因此,在晶体管236中,形成有将P型扩散层263设为阳极且将N阱261设为阴极的二极管242、和将P型扩散层264设为阳极且将N阱261设为阴极端子的二极管241。
此外,在N阱261上,形成有电极268。由于晶体管236被形成在N阱261上,因此电极268作为晶体管236的背栅端子而发挥功能。另外,在电极268上被供给有电压VHV-TG。因此,在二极管241、242的阴极端子上均被供给有电压VHV-TG。
返回至图13,在VHV控制电路70输出L电平的VHV控制信号VHV_CNT的情况下,电压VHV作为电压VHV-TG而向驱动信号选择控制电路80以及传输门234被供给。因此,二极管242的阳极端子的电位与阴极端子的电位相比变小。即,二极管242被控制为高阻抗。因此,被储存于节点c中的电荷被保持于节点c中。另一方面,在VHV控制电路70输出了H电平的VHV控制信号VHV_CNT的情况下,地电位作为电压VHV-TG而被向驱动信号选择控制电路80以及传输门234供给。因此,二极管242的阳极端子的电位大于阴极端子的电位。其结果为,被储存于节点c中的电荷经由二极管242而向地被释放。
如以上所述那样,VHV控制部580通过根据控制信号CNT3而对向包括传输门234在内的驱动信号选择控制电路80的电压VHV-TG的供给进行控制,从而对被储存于节点c中的电荷的保持或者释放进行控制。
6.液体喷出装置以及驱动电路的顺序控制
在以如上方式被构成的驱动电路50中,PLC430根据上文所述被保持于顺序寄存器422中的数据信号来执行顺序控制。在此,对驱动电路50的顺序控制进行说明。图15为,用于对驱动电路50的启动时的顺序控制进行说明的状态转变图。
当在液体喷出装置1上接通电源时,在顺序寄存器422中保持有用于使之转变为休眠模式M1的数据信号。然后,PLC430使驱动电路50转变为休眠模式,并且使状态寄存器423保持表示休眠模式M1的数据信号。
状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号,而将控制信号CNT1、CNT2、CNT3分别设为L电平。由此,压电元件60的第一电极611和第二电极612这双方的电荷被释放,第一电极611以及第二电极612均成为地电位。换而言之,第一电极611和第二电极612的电位成为大致相等。另外,在液体喷出装置1上刚刚接通电源之后,被保持于状态寄存器423中的数据信号也可以为,将作为驱动数据信号DATA而从控制电路100被供给的数据信号基于写入控制信号而被保持的数据信号。在此,控制电路100在电压VHV作为电压VHV-TG被供给至传输门234之前的休眠模式M1中,将传输门234控制为断开。
在从控制电路100被供给有用于使状态转变为使之对压电元件60进行驱动的驱动模式M2的驱动数据信号DATA的情况下,在顺序寄存器422中保持有基于该驱动数据信号DATA的数据信号。然后,PLC430执行启动顺序S100。
通过执行启动顺序S100,从而PLC430使驱动电路50的动作状态转变为状态S110,并且使状态寄存器423保持表示状态S110的数据信号。
在状态S110中,驱动电路50根据检测解码器450的输出而对被保持于检测寄存器425、426、427中的数据信号、以及其他的驱动电路50的各部的动作是否正常进行确认。此后,状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT3设为H电平。由此,开始进行向驱动信号选择控制电路80的电压VHV-TG的供给,图13所示的节点c被控制为高阻抗。然后,PLC430在状态S110下待机固定期间。
PLC430在以状态S110待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为状态S120,并且使状态寄存器423保持表示状态S120的数据信号。
在状态S120中,驱动电路50根据检测解码器450的输出而对被保持于检测寄存器425、426、427中的数据信号以及其他的驱动电路50的各部的动作是否正常进行确认。此后,状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT2设为H电平。由此,开始进行基准电压信号VBS的生成。即,基准电压生成部570在电压VHV作为电压VHV-TG而被供给至传输门234之后,开始进行基准电压信号VBS的生成。此时,由于传输门234被控制为断开、且图13所示的节点c被控制为高阻抗,因此伴随着基准电压信号VBS被供给至压电元件60的第二电极612,从而第一电极611的电位也上升。因此,压电元件60的第一电极611和第二电极612的电位以大致相等的状态而上升。由此,减少了相反极性电场被施加于压电元件60上的可能性,并且减少了在压电元件60中产生非意图的位移的可能性。然后,PLC430在状态S120下待机固定期间。
PLC430在以状态S120待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为状态S130,并且使状态寄存器423保持表示状态S130的数据信号。
在状态S130中,驱动电路50根据检测解码器450的输出而对被保持于检测寄存器425、426、427中的数据信号以及其他的驱动电路50的各部的动作是否正常进行确认。此后,状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT1设为H电平。由此,图13所示的节点a的放电停止。然后,开始进行驱动信号生成电路501的动作。即,驱动信号生成电路501在电压VHV作为电压VHV-TG而被供给至传输门234之后,开始进行驱动信号COM的输出。此时,驱动信号生成电路501根据被保持于其他控制寄存器424中的数据信号,从而作为驱动信号COM,而生成恒定的电压值的电压Vos。在此,电压Vos被设定为与基准电压信号VBS的设定电压值相同的电压值。换而言之,在状态S130中,驱动信号COM的电压值以接近于基准电压信号VBS的电压值的方式被控制。然后,PLC430在状态S130下待机固定期间。
PLC430在以状态S130而待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为驱动模式M2,并且使状态寄存器423保持表示驱动模式M2的数据信号。控制电路100在转变为驱动模式M2之后,将传输门234控制为导通。此时,在传输门234的端子TG-In侧,作为驱动信号COM而被供给有与基准电压信号VBS同等的电位的恒定的电压值的电压Vos,在传输门234的端子TG-Out侧,被供给有与基准电压信号VBS同等的恒定的电位的电压。因此,即使在传输门234刚被控制为导通之后,也减少了在压电元件60的第一电极611和第二电极612之间产生相反极性电场的可能性。而且,驱动信号生成电路501根据从控制电路100被输入的驱动数据信号DATA而将驱动信号COM的电压值控制为电压Vc。此后,控制电路100将传输门234控制为断开。由此,压电元件60以图10的(1)所示的状态被保持。
如以上方式那样,驱动电路50在从电源接通后转移的休眠模式M1转移为对压电元件60进行驱动的驱动模式M2的状态S110、S120、S130下,以驱动信号COM的电压值接近于基准电压信号VBS的电压值的方式被控制。在此,休眠模式M1为第一模式的一个示例,驱动模式M2为第二模式的一个示例。此外,从休眠模式M1转移至驱动模式M2时的顺序控制中的状态S110、S120、S130为转移期间的一个示例。此外,休眠模式M1中的驱动电路50的驱动方法为第一步骤的一个示例,驱动模式M2中的驱动电路50的驱动方法为第二步骤的一个示例,状态S110、S120、S130中的驱动电路50的驱动方法为转移步骤的一个示例。
此外,驱动电路50具有固定输出模式M3,所述固定输出模式M3为,在未对压电元件60进行驱动的待机状态下从主计算机被供给了图像数据的情况下,能够相对于休眠模式M1而在短时间内转变为驱动模式M2的模式。在驱动模式M2中,在从控制电路100向驱动电路50供给有用于使状态转变为固定输出模式M3的驱动数据信号DATA的情况下,在顺序寄存器422中保持有基于该驱动数据信号DATA的数据信号。然后,PLC430执行固定顺序S200。由此,驱动电路50转变为固定输出模式M3。在该固定输出模式M3中,驱动信号生成电路501停止动作,在未图示的电压生成电路中所生成的恒定电压的信号被供给至节点a。由此,能够使因驱动信号生成电路501的开关动作而实现的消耗电力的减少、和短时间内的向驱动模式M2的转变的并存。
此外,在固定输出模式M3中,在从控制电路100向驱动电路50供给有用于使状态转变为驱动模式M2的驱动数据信号DATA的情况下,在顺序寄存器422中保持有基于该驱动数据信号DATA的数据信号。然后,PLC430执行恢复顺序S300。由此,驱动信号生成电路501开始进行动作,并且驱动电路50的动作状态转变为驱动模式M2。
接下来,对驱动电路50的动作停止时的顺序控制进行说明。图16为,用于对驱动电路50的动作停止时的顺序控制进行说明的状态转变图。如图16所示,驱动电路50具有第一停止顺序S400、第二停止顺序S500、第三停止顺序S600以及寄存器异常停止顺序S700。
第一停止顺序S400在正常动作中,使驱动电路50的动作状态从驱动模式M2转变为休眠模式M1。具体而言,在驱动模式M2中,在从控制电路100供给了用于使状态转变为休眠模式M1的驱动数据信号DATA的情况下,在顺序寄存器422中保持有基于该驱动数据信号DATA的数据信号,从而PLC430执行第一停止顺序S400。
通过执行第一停止顺序S400,从而PLC430使驱动电路50的动作状态转变为状态S410,并且使状态寄存器423保持表示状态S410的数据信号。状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT2设为L电平。由此,停止了基准电压信号VBS的向压电元件60的供给。因此,被储存于压电元件60的第二电极612中的电荷被释放,从而减少了在驱动电路50的动作停止时相反极性电场被施加于压电元件60上的可能性。此外,在状态S410下,驱动信号生成电路501根据被保持于其他控制寄存器424中的数据信号,作为驱动信号COM而生成电压Vos。然后,PLC430使驱动电路50的动作状态在状态S410下待机固定期间。
PLC430在以状态S410待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为状态S420,并且使状态寄存器423保持表示状态S420的数据信号。状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT1设为L电平。由此,被储存于图13所示的节点a中的电荷被释放。此外,在状态S410下,驱动信号生成电路501停止动作。然后,PLC430使驱动电路50的动作状态在状态S420下待机固定期间。由此,压电元件60的第一电极611以及第二电极612均成为地电位。因此,减少了相反极性电场被施加于压电元件60上的可能性、以及在压电元件60中产生非意图的位移的可能性。
PLC430在以状态S420待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为状态S430,并且使状态寄存器423保持表示状态S430的数据信号。状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT3设为L电平。由此,被储存于图13所示的节点c中的电荷经由二极管242而向地释放。然后,PLC430使驱动电路50的动作状态在状态S420下待机固定期间。
PLC430在以状态S430待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为休眠模式M1,并且使状态寄存器423保持表示休眠模式M1的数据信号。控制电路100在转变为休眠模式M1之后,传输门234控制为断开。即,在休眠模式M1中,在地电位被供给至压电元件60的第一电极611以及第二电极612这两方上的状态下被保持。由此,减少了在休眠模式M1中因在压电元件60的第一电极611、第二电极612上被施加有非意图的电压而引起的、在压电元件60中产生了非意图的位移的可能性。
在产生了由过电流造成的熔丝熔断等的驱动电路50的动作异常的情况下,第二停止顺序S500使驱动电路50的动作状态从驱动模式M2转变为休眠模式M1。具体而言,在驱动模式M2中,在因产生了驱动电路50的动作异常,从而控制电路100将用于使状态转变为休眠模式M1的驱动数据信号DATA供给至驱动电路50的情况下,基于该驱动数据信号DATA的数据信号被保持于顺序寄存器422中,从而PLC430执行第二停止顺序S500。
通过执行第二停止顺序S500,从而PLC430使驱动电路50的动作状态转变为状态S510,并且使状态寄存器423保持表示状态S510的数据信号。状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT2设为L电平。由此,基准电压信号VBS的向压电元件60的供给被停止。因此,在驱动电路50的动作停止时,减少了相反极性电场被施加于压电元件60上的可能性。此外,在状态S510中,驱动信号生成电路501作为驱动信号COM而生成地电位的电压V0。然后,PLC430使驱动电路50的动作状态在状态S510下待机固定期间。
PLC430在以状态S510待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为状态S420,并且使状态寄存器423保持表示状态S420的数据信号。此后,驱动电路50与第一停止顺序同样地转变状态S420、状态S430、休眠模式M1和动作状态。以上所说明的第二停止顺序S500在产生了由过电流造成的熔丝熔断等的驱动电路50的动作异常的情况下被执行。通过在状态S510下将驱动信号生成电路501所生成的驱动信号COM设为地电位的电压V0,从而能够减少该动作异常的影响。
第三停止顺序S600使驱动电路50的动作状态从固定输出模式M3转变为休眠模式M1。具体而言,在固定输出模式M3中,在从控制电路100供给了用于使状态转变为休眠模式M1的驱动数据信号DATA的情况下,在顺序寄存器422中保持有基于该驱动数据信号DATA的数据信号,从而PLC430执行第三停止顺序S600。
通过执行第三停止顺序S600,从而PLC430使驱动电路50的动作状态转变为状态S510,并且使状态寄存器423保持表示状态S510的数据信号。状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号,而将控制信号CNT2设为L电平。由此,停止了基准电压信号VBS的向压电元件60的供给。然后,PLC430使驱动电路50的动作状态在状态S610下待机固定期间。
PLC430在以状态S610待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为状态S620,并且使状态寄存器423保持表示状态S620的数据信号。状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT1设为L电平。然后,PLC430使驱动电路50的动作状态在状态S620下待机固定期间。
PLC430在以状态S620待机固定期间之后,使驱动电路50的动作状态转变为状态S430,并且使状态寄存器423保持表示状态S430的数据信号。此后,驱动电路50与第一停止顺序同样地转变状态S430、休眠模式M1和动作状态。如以上方式那样,第三停止顺序S600在如下这点上第一停止顺序S400以及第二停止顺序S500有所不同,即,在固定输出模式M3中,由于驱动信号生成电路501停止动作,因此不包含驱动信号生成电路501的动作的停止等这一点。此外,即使由于在固定输出模式M3中驱动信号生成电路501停止动作,从而在固定输出模式M3中产生了由过电流造成的熔丝熔断等的驱动电路50的动作异常的情况下,第三停止顺序S600也可以执行同样的顺序控制。
在寄存器异常停止顺序S700中,在检测解码器450检测出了被保持于包含顺序寄存器422、状态寄存器423在内的控制寄存器的任意一个中的数据信号的异常的情况下,使驱动电路50的动作状态转变为休眠模式M1。具体而言,在驱动模式M2中,在根据检测解码器450的输出而判断为被保持于检测寄存器425、426、427中的数据信号的任意一个为异常的情况下,初始化控制部480对被保持于顺序寄存器422、状态寄存器423、其他控制寄存器424以及检测寄存器425、426、427中的数据信号进行初始化。然后,通过使被保持于顺序寄存器422中的信号被初始化,从而PLC430执行寄存器异常停止顺序S700。
通过执行寄存器异常停止顺序S700,从而PLC430使驱动电路50的动作状态转变为状态S710,并且使状态寄存器423保持表示状态S510的数据信号。在此,在状态S710中被保持于状态寄存器中的数据信号,也可以为被初始化的数据信号,此外,也可以为根据通过转变为状态S710而被初始化的数据信号从而被变更的数据信号。状态解码器440根据被保持于状态寄存器423中的数据信号,从而将控制信号CNT1、CNT2、CNT3全部设为L电平。由此,被储存于节点a、节点c中的电荷被释放,并且停止基准电压信号VBS生成。然后,PLC430将驱动电路50的动作状态在状态S710下待机固定期间之后,使之转变为休眠模式M1。
在此,虽然在状态S710下,基于被保持于状态寄存器423中的数据信号而将控制信号CNT1、CNT2、CNT3全部设为L电平,但优选为,根据控制信号CNT3而被生成的VHV控制信号VHV_CNT是在VHV控制部580中,在控制信号CNT3转变为L电平之后延迟固定期间而被生成的。在向传输门234被供给的电压VHV-TG与基准电压信号VBS相比先成为地电位的情况下,则有可能在压电元件60中产生相反极性电场。通过在控制信号CNT3转变为L电平之后延迟固定期间而生成VHV控制信号VHV_CNT,从而减少了电压VHV-TG与基准电压信号VBS相比先成为地电位的可能性,其结果为,减少了在压电元件60中产生相反极性电场的可能性。
7.作用效果
如以上说明的那样,在本实施方式的液体喷出装置1中,在对喷出头21进行驱动的驱动电路50从休眠模式M1转移至驱动模式M2的转移期间内,在驱动电路50的动作状态所转变的状态S110、S120、S130下,驱动信号生成电路501所生成的驱动信号COM的电位以接近于基准电压生成部570所生成的基准电压信号VBS的电位的方式被控制。因此,在液体喷出装置1转变为对压电元件60进行驱动的驱动模式M2时,减小了在压电元件60的第一电极611与第二电极612之间产生的电位差。由此,减小了高电场的相反极性电场被施加于压电元件60上的可能性。因此,减小了在压电元件60所包含的压电体601中产生极化方向的紊乱的可能性,其结果为,减小了产生压电元件60的压电特性的下降以及压电元件60的动作不良的可能性。
此外,在本实施方式中的液体喷出装置1中,在对喷出头21进行驱动的驱动电路50从休眠模式M1转移至驱动模式M2的转移期间内,在驱动电路50的动作状态所转变的状态S110、S120、S130下,驱动信号生成电路501在将向传输门234供给的电压VHV-TG的电位设为电压VHV之后,开始进行驱动信号COM的输出,基准电压生成部570在将向传输门234供给的电压VHV-TG的电位设为电压VHV之后,开始进行基准电压信号VBS的输出。由此,被形成于传输门234中的寄生二极管被控制为高阻抗。因此,能够减小第一电极611的电位受到该寄生二极管的影响的可能性。因此,减小了在压电元件60所包含的压电体601中产生极化方向的紊乱的可能性,其结果为,减小了产生压电元件60的压电特性的下降、以及压电元件60的动作不良的可能性。
8.改变例
虽然在以上所说明的液体喷出装置1中,设为如下打印机、即在对介质P进行输送的同时,通过搭载了喷出头21的滑架24以与介质P的输送方向交叉的方式进行往复移动,从而向介质P喷出油墨而实施印刷的串行式的喷墨打印机而实施了说明,但也可以为如下的打印机、即在喷出头21中由多个喷嘴651形成的喷嘴列L相对于介质P的宽度方向而以足够的长度被形成,并通过使介质P在该喷嘴列L的油墨喷出方向的下侧被输送,从而向介质P喷出油墨而实施印刷的行式的喷墨打印机。
此外,虽然被设置于以上所说明的液体喷出装置1中的驱动信号生成电路501采用将向基本驱动信号aA施行了脉冲宽度调制的调制信号Ms放大,之后,通过进行解调而生成驱动信号COM的D级放大电路而实施了说明,但也可以为,通过A级放大、B级放大、AB级放大等而将基本驱动信号aA放大,并生成驱动信号COM的结构。
以上,虽然对本实施方式或改变例进行了说明,但是本发明并不限于这些实施方式,在不脱离其主旨的范围中能够以各种方式而实施。例如,也能够适当地对上述的实施方式进行组合。
本发明包含与在实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构,或者目的以及效果相同的结构)。此外,本发明包含对实施方式中所说明的结构的非本质性的部分进行置换而得到的结构。此外,本发明包含与实施方式中所说明的结构起到了相同的作用效果的结构或者能够实现相同的目的的结构。此外,本发明包含向实施方式中所说明的结构附加了公知技术而得到的结构。
符号说明
1…液体喷出装置;2…移动体;3…移动机构;4…输送机构;10…控制单元;20…头单元;21…喷出头;24…滑架;31…滑架电机;32…滑架导向轴;33…同步齿型带;35…滑架电机驱动器;40…压印板;41…输送电机;42…输送辊;45…输送电机驱动器;50…驱动电路;51…驱动控制电路;60…压电元件;70…VHV控制电路;71、72、73…晶体管;74、75…电阻;80…驱动信号选择控制电路;90…电压生成电路;100…控制电路;190…电缆;210…选择控制电路;212…移位寄存器;214…锁存电路;216…解码器;230…选择电路;232…反相器;234…传输门;235、236…晶体管;241、242、243、244…二极管;251…P基板;252…多晶硅;253、254…N型扩散层;255、256、257、258…电极;261…N阱;262…多晶硅;263、264…P型扩散层;265、266、267、268…电极;400…电压生成部;410…SPI部;411…数据保持部;412…地址保持部;413…访问控制部;420…寄存器部;421…地址解码器;422…顺序寄存器;423…状态寄存器;424…其他控制寄存器;425、426、427…检测寄存器;440…状态解码器;450…检测解码器;452、453…晶体管;460…输出控制部;470…上升微分电路;480…初始化控制部;490…异常标记部;500…集成电路;501…驱动信号生成电路;502…放大控制信号生成电路;510…DAC接口;520…DAC部;530…调制部;540…栅极驱动部;550…驱动信号输出电路;551、552…晶体管;553…线圈;554…电容器;555、556…电阻;560…放电部;561…电阻;562…晶体管;563…反相器;570…基准电压生成部;571…比较器;572、573…晶体管;574、575、576…电阻;577…反相器;580…VHV控制部;581…晶体管;600…喷出部;601…压电体;611…第一电极;612…第二电极;621…振动板;631…空腔;632…喷嘴板;641…贮液器;651…喷嘴;661…供给口;L…喷嘴列;P…介质。

Claims (5)

1.一种驱动电路,其特征在于,其为对包括压电元件且通过所述压电元件的驱动而喷出液体的喷出头进行驱动的驱动电路,所述压电元件具有被供给有第一电压信号的第一电极和被供给有第二电压信号的第二电极,并且通过所述第一电极和所述第二电极的电位差而进行驱动,所述驱动电路具备:
第一电压信号生成电路,其输出所述第一电压信号;
第二电压信号生成电路,其输出所述第二电压信号;
开关电路,其从一端被输入有所述第一电压信号,并且另一端与所述第一电极电连接,
在从电源接通后所转移的第一模式向对所述压电元件进行驱动的第二模式转移的转移期间内,所述第一电压信号的电压值接近所述第二电压信号的电压值。
2.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,
在所述转移期间内,
所述第一电压信号生成电路在电源电压被供给至所述开关电路之后,开始进行所述第一电压信号的输出,
所述第二电压信号生成电路在所述电源电压被供给至所述开关电路之后,开始进行所述第二电压信号的输出。
3.如权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,
在向所述开关电路供给所述电源电压之前,所述开关电路断开。
4.一种液体喷出装置,其特征在于,具备:
喷出头,其包括压电元件,并通过所述压电元件的驱动而喷出液体,其中,所述压电元件具有被供给有第一电压信号的第一电极和被供给有第二电压信号的第二电极,并且通过所述第一电极和所述第二电极之间的电位差而进行驱动;
驱动电路,其对所述喷出头进行驱动,
所述驱动电路包括:
第一电压信号生成电路,其输出所述第一电压信号;
第二电压信号生成电路,其输出所述第二电压信号;
开关电路,其从一端被输入有所述第一电压信号,并且另一端与所述第一电极电连接,
在从电源接通后所转移的第一模式向对所述压电元件进行驱动的第二模式转移的转移期间内,所述第一电压信号的电压值接近所述第二电压信号的电压值。
5.一种驱动方法,其特征在于,其为对包括压电元件且通过所述压电元件的驱动而喷出液体的喷出头进行驱动的驱动电路的驱动方法,所述压电元件具有被供给有第一电压信号的第一电极和被供给有第二电压信号的第二电极,并且通过所述第一电极和所述第二电极的电位差而进行驱动,在所述驱动方法中,
所述驱动电路具备:
第一电压信号生成电路,其输出所述第一电压信号;
第二电压信号生成电路,其输出所述第二电压信号;
开关电路,其从一端被输入有所述第一电压信号,并且另一端与所述第一电极电连接,
并且所述驱动方法具有:
第一步骤,其在电源接通后进行转移;
第二步骤,其对所述压电元件进行驱动;
转移步骤,其从所述第一步骤向第二步骤进行转移,
在所述转移步骤中,所述第一电压信号的电压值接近所述第二电压信号的电压值。
CN201911134753.0A 2018-11-22 2019-11-19 驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法 Active CN111204134B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018219361A JP7151416B2 (ja) 2018-11-22 2018-11-22 駆動回路、液体吐出装置及び駆動方法
JP2018-219361 2018-11-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111204134A true CN111204134A (zh) 2020-05-29
CN111204134B CN111204134B (zh) 2021-10-01

Family

ID=68762371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911134753.0A Active CN111204134B (zh) 2018-11-22 2019-11-19 驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10850504B2 (zh)
EP (1) EP3695969B1 (zh)
JP (1) JP7151416B2 (zh)
CN (1) CN111204134B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115848045A (zh) * 2021-09-24 2023-03-28 株式会社理光 喷墨记录方法和及喷墨记录装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7487603B2 (ja) 2020-08-06 2024-05-21 セイコーエプソン株式会社 駆動回路、及び液体吐出装置
JP7517043B2 (ja) 2020-09-30 2024-07-17 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置、及び集積回路装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1106748A (zh) * 1993-06-16 1995-08-16 精工爱普生株式会社 喷墨记录设备及其驱动方法
CN1339161A (zh) * 1999-10-04 2002-03-06 精工爱普生株式会社 半导体集成电路,墨水匣以及喷墨记录装置
US20060023013A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-02 Fuji Photo Film Co., Ltd. Drive circuit of piezoelectric element, driving method thereof, liquid ejection apparatus and image forming apparatus
CN203496469U (zh) * 2013-09-30 2014-03-26 北京美科艺数码科技发展有限公司 一种喷墨打印装置
US20140125723A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting apparatus
CN104029487A (zh) * 2013-03-06 2014-09-10 株式会社东芝 喷墨头以及喷墨记录装置
US20160167367A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Seiko Epson Corporation Liquid discharging apparatus, head unit, integrated circuit device for capacitive load driving, capacitive load driving circuit, and control method of liquid discharging apparatus
US20170057221A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting apparatus and head unit
CN108472949A (zh) * 2015-12-25 2018-08-31 精工爱普生株式会社 喷头单元控制电路
CN110303769A (zh) * 2018-03-20 2019-10-08 精工爱普生株式会社 液体喷出装置以及驱动信号生成电路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4706289B2 (ja) 2004-03-31 2011-06-22 セイコーエプソン株式会社 印刷ヘッド駆動回路
JP2010125765A (ja) 2008-11-28 2010-06-10 Brother Ind Ltd 液体吐出ヘッド
JP2013063581A (ja) 2011-09-16 2013-04-11 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置
US10780690B2 (en) * 2018-03-20 2020-09-22 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting apparatus and drive signal generation circuit

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1106748A (zh) * 1993-06-16 1995-08-16 精工爱普生株式会社 喷墨记录设备及其驱动方法
CN1339161A (zh) * 1999-10-04 2002-03-06 精工爱普生株式会社 半导体集成电路,墨水匣以及喷墨记录装置
US20060023013A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-02 Fuji Photo Film Co., Ltd. Drive circuit of piezoelectric element, driving method thereof, liquid ejection apparatus and image forming apparatus
US20140125723A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting apparatus
CN104029487A (zh) * 2013-03-06 2014-09-10 株式会社东芝 喷墨头以及喷墨记录装置
CN203496469U (zh) * 2013-09-30 2014-03-26 北京美科艺数码科技发展有限公司 一种喷墨打印装置
US20160167367A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Seiko Epson Corporation Liquid discharging apparatus, head unit, integrated circuit device for capacitive load driving, capacitive load driving circuit, and control method of liquid discharging apparatus
US20170057221A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting apparatus and head unit
CN108472949A (zh) * 2015-12-25 2018-08-31 精工爱普生株式会社 喷头单元控制电路
CN110303769A (zh) * 2018-03-20 2019-10-08 精工爱普生株式会社 液体喷出装置以及驱动信号生成电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115848045A (zh) * 2021-09-24 2023-03-28 株式会社理光 喷墨记录方法和及喷墨记录装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111204134B (zh) 2021-10-01
EP3695969A1 (en) 2020-08-19
JP2020082479A (ja) 2020-06-04
US20200164638A1 (en) 2020-05-28
US10850504B2 (en) 2020-12-01
JP7151416B2 (ja) 2022-10-12
EP3695969B1 (en) 2022-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111204134B (zh) 驱动电路、液体喷出装置以及驱动方法
CN107867067B (zh) 液体喷出装置
CN110091600B (zh) 液体喷出装置
CN110303767B (zh) 液体喷出装置
US11292251B2 (en) Drive circuit and liquid ejecting apparatus
JP7131331B2 (ja) 駆動回路、集積回路、及び液体吐出装置
US10889108B2 (en) Print head, liquid ejection apparatus, and piezoelectric element control circuit
US10894402B2 (en) Driving circuit, integrated circuit, and liquid discharge apparatus
JP7259542B2 (ja) 駆動回路、及び液体吐出装置
JP7099281B2 (ja) 駆動回路、集積回路、及び液体吐出装置
JP2002273874A (ja) インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置及び駆動方法
CN110920253B (zh) 打印头控制电路、打印头及液体喷出装置
US10857789B2 (en) Print head, liquid ejection apparatus, and piezoelectric element control circuit
CN113442584B (zh) 打印头驱动电路、印刷装置
US11446924B2 (en) Liquid ejecting apparatus, drive circuit, and integrated circuit
JP7552358B2 (ja) 液体吐出装置、及び電源回路
JP7314721B2 (ja) 駆動回路、及び液体吐出装置
US10821726B2 (en) Print head, liquid ejection apparatus, and piezoelectric element control circuit
CN110920256B (zh) 打印头控制电路、打印头以及液体喷出装置
US20210197552A1 (en) Liquid ejecting apparatus, drive circuit, and integrated circuit
JP2007143277A (ja) 圧電素子の駆動回路および液体吐出装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant