JP2009131990A - 容量性負荷の駆動装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズルアクチュエータ22を駆動するための駆動波形信号WCOMの変調信号をプッシュプル接続されたスイッチング素子対により電力増幅し、その電力増幅変調信号をインダクタLで平滑化して出力するにあたり、インダクタLに接続されるノズルアクチュエータ22の負荷静電容量とダミー負荷静電容量27との和が所定の範囲内に保たれるように、インダクタLに接続する負荷静電容量及びダミー負荷静電容量27を選択すると共に、インダクタLから負荷静電容量に出力される駆動信号COMの通過帯域の周波数特性が平坦になるように当該駆動信号COMをフィルタリング処理して帰還し、その帰還信号と駆動波形信号WCOMと差分値をパルス変調する。
【選択図】図4
Description
液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂1パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、デジタル電力増幅器を用いて電力増幅する場合の特性変化を抑制防止すると共に、ダンピング抵抗による電力損失を回避することが可能な容量性負荷の駆動装置及びその駆動方法を提供することを目的とするものである。
本発明の容量性負荷の駆動装置によれば、インダクタ及び負荷静電容量及びダミー負荷静電容量で構成されるローパスフィルタをなす共振回路の位相遅れを補償して負帰還制御系の安定性を確保することができる。
本発明の容量性負荷の駆動装置によれば、電力増幅器側から見た合計負荷静電容量を常時一定に保つことができ、出力駆動信号の特性変化を防止することができる。
また、本発明の容量性負荷の駆動装置は、前記インダクタに接続する負荷静電容量とダミー負荷静電容量との選択の組み合わせ方によって、インダクタに接続する負荷静電容量とダミー負荷静電容量の合計静電容量が変動するのに伴って、前記インダクタから負荷静電容量に出力される駆動信号の通過帯域の周波数特性が変動する場合に、前記負荷選択制御回路によってインダクタに接続される負荷静電容量及びダミー負荷静電容量の接続情報に基づいて、前記駆動信号の通過帯域の周波数特性の変動を小さくするように、前記駆動波形信号をフィルタリング処理する逆フィルタを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の容量性負荷の駆動装置は、ダンピング抵抗を介装することなく、前記インダクタ及び負荷静電容量を接続することを特徴とするものである。
本発明の容量性負荷の駆動装置によれば、ダンピング抵抗による電力損失を回避することができる。
また、本発明の容量性負荷の駆動装置は、前記負荷静電容量が液体噴射ヘッドの各ノズルに対応する圧電素子であることを特徴とするものである。
本発明の容量性負荷の駆動装置によれば、液体噴射ヘッドからの液体噴射特性の変化を抑制防止することができる。
図1は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図1aは、その平面図、図1bは正面図である。図1において、印刷媒体1は、図の右から左に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印字領域で印字される、ラインヘッド型印刷装置である。
また、ノズルアクチュエータ22の静電容量と同じ容量のダミー負荷静電容量27をノズルアクチュエータ22の数と同数備え、1つのノズルアクチュエータ22の静電容量と1つのダミー負荷静電容量27とそれらを切換える1つの選択スイッチ23とで1つの負荷単位を構成することにより、デジタル電力増幅器側28から見た合計負荷静電容量を常時一定に保つことができ、出力駆動信号COMの特性変化を防止することができる。
また、負荷静電容量を液体噴射ヘッド2,3の各ノズルに対応するノズルアクチュエータ(圧電素子)とすることで、液体噴射ヘッド2,3からの液体噴射特性の変化を抑制防止することができる。
各選択スイッチ23は、負荷選択制御回路24によって個別にON/OFF制御される。負荷選択制御回路24は、制御部62からのノズル選択データに基づいて、駆動信号COMが図3に示すような駆動パルスPCOMの時系列である場合に、必要な駆動パルスPCOMがノズルアクチュエータ22に印加されるように選択スイッチ23をON/OFFする。つまり、この場合の選択スイッチ23のON/OFF制御、即ちノズルアクチュエータ22の選択制御は、駆動パルスPCOM毎に行われる。ここで負荷選択制御回路24は、ONされるノズルアクチュエータ22の選択スイッチ23の数がN個であるとき、D=K−trunc{(N−1)/J}で与えられる数分のダミー負荷静電容量27の選択スイッチ23をONする。ここでtruncは、小数部を切り捨て、整数部を返す関数である。例えばONされるノズルアクチュエータ22の選択スイッチ23の数Nが100個であるときは、D=3−trunc(99/90)=2となり、2個分のダミー負荷静電容量27の選択スイッチ23をONにする。当然ながら、この場合の選択スイッチ23のON/OFF制御、即ちダミー負荷静電容量27の選択制御も、駆動パルスPCOM毎に行われる。
例えば、負荷の数が0個から30個まで変動する場合、31個から60個まで変動する場合、61個から90個まで変動する場合に、前記の逆フィルタF1からF3を使用しない、つまりフィルタリング処理を行わない場合の駆動信号COM(駆動パルスPCOM)のそれぞれの周波数特性の一例を図10aに示す。なお、図10aでは、負荷の数が0個から30個まで変動する際の代表特性として15個の場合の周波数特性を、31個から60個まで変動する際の代表特性として45個の場合の周波数特性を、61個から90個まで変動する際の代表特性として75個の場合の周波数特性を図示している。このように、負荷であるノズルアクチュエータ22の静電容量が0個から90個まで変動すると、図10aに示すように駆動信号COM(駆動パルスPCOM)の周波数特性は変動する。
また、前記実施形態のような液体噴射型印刷装置に限らず、容量性負荷を駆動する駆動信号をデジタル電力増幅器で増幅するものであれば、如何様な容量性負荷の駆動にも適用することができる。
Claims (8)
- 複数の負荷静電容量を駆動するための基準となる駆動波形信号をパルス変調する変調回路と、プッシュプル接続されたスイッチング素子対により前記変調回路でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器と、前記デジタル電力増幅器で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化し、前記複数の負荷静電容量に向けて出力するインダクタと、複数のダミー負荷静電容量と、前記インダクタに接続される負荷静電容量とダミー負荷静電容量との和が所定の範囲内に保たれるように、当該インダクタに接続する負荷静電容量とダミー負荷静電容量とをそれぞれ選択する負荷選択制御回路と、前記インダクタから前記負荷静電容量に出力される駆動信号の通過帯域の周波数特性が平坦になるように当該駆動信号をフィルタリング処理し、帰還信号として前記変調回路に帰還する帰還回路とを備え、前記変調回路は、前記駆動波形信号と帰還信号との差分値をパルス変調することを特徴とする容量性負荷の駆動回路。
- 前記帰還回路は、前記インダクタ及び負荷静電容量及びダミー負荷静電容量で構成される共振回路の共振周波数近傍の帯域の位相を進ませる、請求項1に記載の容量性負荷の駆動回路。
- 1つの負荷静電容量と同じ容量のダミー負荷静電容量を負荷静電容量の数と同数備え、1つの負荷静電容量と1つのダミー負荷静電容量とそれらを切換える1つの切換えスイッチとで1つの負荷単位を構成することを特徴とする請求項1又は2に記載の容量性負荷の駆動回路。
- 複数の負荷静電容量の合計容量と同じ容量のダミー負荷静電容量を複数(K個)備え、前記負荷選択制御回路は、全て(M個)の負荷静電容量のうちのN個(ただし0≦N≦M)を選択して前記インダクタに接続するとともに、K個のダミー負荷静電容量のうちのD個(ただし0≦D≦K)を選択して前記インダクタに接続するように構成されており、前記インダクタに接続する負荷静電容量の数(N)が0からMまで変動する際の、N個の負荷静電容量とD個のダミー負荷静電容量の合計静電容量の変動幅が、1個のダミー負荷の静電容量値以下となるように、前記インダクタに接続する負荷静電容量とダミー負荷静電容量とをそれぞれ選択するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の容量性負荷の駆動回路。
- 前記インダクタに接続する負荷静電容量とダミー負荷静電容量との選択の組み合わせ方によって、インダクタに接続する負荷静電容量とダミー負荷静電容量の合計静電容量が変動するのに伴って、前記インダクタから負荷静電容量に出力される駆動信号の通過帯域の周波数特性が変動する場合に、前記負荷選択制御回路によってインダクタに接続される負荷静電容量及びダミー負荷静電容量の接続情報に基づいて、前記駆動信号の通過帯域の周波数特性の変動を小さくするように、前記駆動波形信号をフィルタリング処理する逆フィルタを備えたことを特徴とする請求項4に記載の容量性負荷の駆動回路。
- ダンピング抵抗を介装することなく、前記インダクタ及び負荷静電容量を接続することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の容量性負荷の駆動回路。
- 前記負荷静電容量が液体噴射ヘッドの各ノズルに対応する圧電素子であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の容量性負荷の駆動回路。
- 複数の負荷静電容量を駆動するための基準となる駆動波形信号をパルス変調し、そのパルス変調された変調信号をプッシュプル接続されたスイッチング素子対により電力増幅し、その電力増幅された電力増幅変調信号をインダクタで平滑化して前記複数の負荷静電容量に向けて出力する容量性負荷の駆動方法において、前記インダクタに接続される負荷静電容量とダミー負荷静電容量との和が所定の範囲内に保たれるように、当該インダクタに接続する負荷静電容量とダミー負荷静電容量とをそれぞれ選択すると共に、インダクタから負荷静電容量に出力される信号の通過帯域の周波数特性が平坦になるように当該駆動信号をフィルタリング処理して帰還し、その帰還信号と前記駆動波形信号と帰還信号との差分値をパルス変調することを特徴とする容量性負荷の駆動方法。
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