液体喷出装置制造方法

液体喷出装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种液体喷出装置，其课题在于，降低液体喷出装置的电路所需要的耐电压性能或耐电流性能。印刷装置（100A）具备多个压电元件（40）、多个驱动器（30）和辅助电源部（50）。多个压电元件（40）中的每一个通过充电和放电而使液滴从喷嘴喷出。多个驱动器（30）与多个压电元件（40）一一对应地设置。各驱动器（30）将多个电压选择性地供给压电元件（40）。辅助电源部（50）生成多个电压，并共同供给于多个驱动器。
【专利说明】液体喷出装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种喷出液滴的技术。

【背景技术】
[0002] 目前提出了一种印刷装置，其通过对与印刷头的各喷嘴对应的压电元件进行驱 动，从而从各喷嘴喷出油墨的液滴。例如，在专利文献1中公开了一种印刷装置，其配置与 多个压电兀件 对应的多个开关(传输门），并通过各开关而针对每个压电兀件选择共用 的控制信号来供给各压电元件。
[0003] 如专利文献1那样，在将共用控制信号选择性地供给各压电元件的结构中，即使 在同时驱动多个(例如全部）的压电元件的情况下，为了将恰当的波形的控制信号供给各压 电元件，也需要将极大的电流的控制信号供给印刷头。因而，需要充分地确保利用于控制信 号的供给的电路的耐电压性能和耐电流性能，从而存在难以缩小电路规模的问题。
[0004] 专利文献1 :日本特开2013-006424号公报


【发明内容】

[0005] 考虑到以上事项，本发明的目的在于，降低所需要的耐电压性能或耐电流性能。
[0006] 为了解决以上的课题，本发明的液体喷出装置具备：第一喷出部和第二喷出部，包 括喷出液体的喷嘴、与所述喷嘴连通的压力室、针对每个所述压力室而设置并通过与驱动 信号相对应的充电和放电而使液滴从该喷嘴喷出的压电元件；第一连接路径选择部，其与 所述第一喷出部对应地设置，并将多个电压选择性地供给于所述第一喷出部；第二连接路 径选择部，其与所述第二喷出部对应地设置，并将多个电压选择性地供给于所述第二喷出 部；以及电压生成部，其相对于所述第一连接路径选择部和所述第二连接路径选择部而生 成并供给共用的所述多个电压。在以上的结构中，设置有与第一喷出部对应的第一连接路 径选择部和与第二喷出部对应的第二连接路径选择部，第一连接路径选择部将由电压生成 部供给的多个电压选择性地供给于第一喷出部，并且第二连接路径选择部将由电压生成部 供给的多个电压选择性地供给第二喷出部。因而，具有与通过每个喷嘴的开关逐个地对多 个喷嘴共用的控制信号进行选择并供给于压电元件的结构相比，电路所要求的耐电压性能 和耐电流性能有所降低(而且电路规模缩小）的优点。
[0007] 本发明的优选方式所涉及的液体喷出装置具备：控制信号供给部，其供给控制信 号；第一开关，其与所述第一连接路径选择部对应地设置，并对所述控制信号向所述第一连 接路径选择部的供给/切断进行控制；以及第二开关，其与所述第二连接路径选择部对应 地设置，并对所述控制信号向所述第二连接路径选择部的供给/切断进行控制，所述第一 连接路径选择部根据从所述第一开关供给的控制信号，而将所述多个电压选择性地供给于 所述第一喷出部，所述第二连接路径选择部根据从所述第二开关供给的控制信号，而将所 述多个电压选择性地供给于所述第二喷出部。在以上的结构中，通过多个开关中的各个开 关对共用的控制信号的供给/切断进行控制，从而根据被供给于各连接路径选择部的控制 信号，多个电压被选择性地供给于压电元件。因而，具有与针对每个喷出部而逐个地生成控 制信号的结构相比，装置结构及控制处理被简化的优点。
[0008] 本发明的优选方式所涉及的液体喷出装置具备：第一控制信号供给部，其与所述 第一连接路径选择部对应地设置，并生成控制信号而供给于该第一连接路径选择部；以及 第二控制信号供给部，其与所述第二连接路径选择部对应地设置，并生成控制信号而供给 于该第二连接路径选择部，所述第一连接路径选择部根据从所述第一控制信号供给部供给 的控制信号，而将所述多个电压选择性地供给于所述第一喷出部，所述第二连接路径选择 部根据从所述第二控制信号供给部供给的控制信号，而将所述多个电压选择性地供给于所 述第二喷出部。在以上的方式中，由于针对每个喷出部而设置的控制信号供给部逐个地生 成控制信号，因此例如能够针对每个喷出部而对控制信号进行调节以补偿各压电元件特性 的不同。
[0009] 本发明的优选方式所涉及的液体喷出装置具备：第一信号路径，其通过所述电压 生成部而被施加第一电压；和第二信号路径，其通过所述电压生成部而被施加与所述第一 电压相比较高的第二电压，所述第一连接路径选择部根据所述控制信号的电压和所述压电 元件的保持电压，而通过所述第一信号路径或所述第二信号路径来对所述第一喷出部和所 述电压生成部进行电连接，所述第二连接路径选择部根据所述控制信号的电压和所述压电 元件的保持电压，而通过所述第一信号路径或所述第二信号路径来对所述第二喷出部和所 述电压生成部进行电连接。在以上的方式中，关于压电元件的充电或放电，通过将压电元件 与第一信号路径或第二信号路径进行电连接来执行，并且关于该电连接，由于不仅考虑到 控制信号的电压，还考虑到压电元件的保持电压而进行规定，因此能够通过精细的电压来 控制压电元件。再有，关于压电元件的充电和放电，由于是分阶段地进行，因此与在电源电 压间一口气地进行的现有结构相比，能够提高能量效率。另外，由于不像D级放大那样对大 电流进行开关，因此能够抑制EMI (Electro Magnetic Interference:电磁干扰）的发生。 [0010] 本发明的优选方式所涉及的液体喷出装置具备检测部，所述检测部对所述压电元 件的保持电压是否低于所述第一电压，或者是否高于等于所述第一电压且低于所述第二电 压进行检测。在以上的方式中，由检测部对压电元件的保持电压是否低于第一电压，或者是 否高于等于第一电压且低于第二电压进行检测。再有，作为检测部，既可以单独地分为对压 电元件的保持电压是否低于第一电压进行检测的部分，和对是否高于等于第一电压且低于 第二电压进行检测的部分，也可以以一体的方式进行检测。
[0011] 在本发明的优选方式中，在低于所述第一电压时，包括第一连接路径选择部和第 二连接路径选择部在内的多个连接路径选择部中的各个连接路径选择部按照所述控制信 号的电压来控制经由所述第一信号路径向所述压电元件充电的电荷，而在高于等于所述第 一电压且低于所述第二电压时，包括第一连接路径选择部和第二连接路径选择部在内的多 个连接路径选择部中的各个连接路径选择部根据所述控制信号的电压来控制经由所述第 一信号路径从所述压电元件放电的电荷，或者控制经由所述第二信号路径向所述压电元件 充电的电荷。根据上述方式，按照控制信号的电压来控制向压电兀件充电、和从压电兀件放 电的电荷。
[0012] 在本发明的优选方式中，所述多个连接路径选择部的各个连接路径选择部具有第 一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，在低于所述第一电压时，所述第一晶体管根据将所述 控制信号的电压向低电位侧移动了预定值后的电压，来控制经由所述第一信号路径向所述 压电元件充电的电荷，在高于等于所述第一电压且低于所述第二电压时，所述第二晶体管 根据将所述控制信号的电压向高电位侧移动了所述预定值后的电压，来控制经由所述第一 信号路径从所述压电元件放电的电荷，所述第三晶体管根据将所述控制信号的电压向低电 位侧移动了所述预定值后的电压，来控制经由所述第二信号路径向所述压电元件充电的 电荷。再有，在上述方式中，作为预定值，若第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管是理想 的，则可以为零，例如在为双极晶体管时，优选设定为相当于偏压的电压，例如在为MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor :金属氧化物半导体场效应晶体 管）时，优选设定为相当于阈值电压的电压。
[0013] 在本发明的优选方式中，当不是低于所述第一电压时，所述第一晶体管断开，当不 是高于等于所述第一电压且低于所述第二电压时，所述第二晶体管和所述第三晶体管断 开。在以上的方式中，由于在压电兀件的保持电压不是低于第一电压时，第一晶体管断开， 故压电元件与第一信号路径电隔离，另外，由于在不是高于等于第一电压且低于第二电压 时，第二晶体管和第三晶体管断开，故压电元件与第二信号路径电隔离。
[0014] 在本发明的优选方式中，所述多个连接路径选择部中的各个连接路径选择部以将 从所述控制信号的电压中减去所述压电元件所保持的电压后的电压按预定数倍增而得到 的电压，来控制向所述压电元件充电的电荷或从所述压电元件放电的电荷。根据以上的方 式，能够通过负反馈控制，从而使由压电元件所保持的电压在短时间内高精度地随动于输 入信号的电压。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1为表示印刷装置的概要结构的图。
[0016] 图2为控制信号的说明图。
[0017] 图3为表示印刷头中的喷出部的主要部位结构的图。
[0018] 图4为印刷头的局部的框图。
[0019] 图5为表示印刷头中的驱动器的结构的一个示例的图。
[0020] 图6为驱动器的动作说明图。
[0021] 图7为驱动器中的电平移动器的动作说明图。
[0022] 图8为用于说明驱动器中的电流（电荷）流动的图。
[0023] 图9为用于说明驱动器中的电流（电荷）流动的图。
[0024] 图10为用于说明驱动器中的电流（电荷）流动的图。
[0025] 图11为用于说明驱动器中的电流（电荷）流动的图。
[0026] 图12为驱动器的充放电时的损耗的说明图。
[0027] 图13为表示辅助电源部的结构的一个示例的图。
[0028] 图14为辅助电源部的动作说明图。
[0029] 图15为表示第二实施方式中的印刷装置的概要结构的图。
[0030] 图16为表示驱动器的应用例(之1)的结构的一个示例的图。
[0031] 图17为表示驱动器的应用例(之2)的结构的一个示例的图。

【具体实施方式】
[0032] 第一实施方式
[0033] 图1为本发明的第一实施方式所涉及的印刷装置100A的框图。第一实施方式的 印刷装置100A为，通过将油墨的液滴（以下称为"墨滴"）喷出到印刷用纸等被记录材料上， 从而将图像印刷到被记录材料上的液体喷出装置。
[0034] 如图1所示，印刷装置100A具备控制单元10、印刷头20和FFC (Flexible Flat Cable :柔性扁平电缆)70。在由控制单元10所进行的控制下，从印刷头20的多个喷嘴中的 各喷嘴将墨滴喷出到被记录材料上。第一实施方式的印刷装置100A为，于在与被记录材料 的输送方向（副扫描方向）交叉的方向（主扫描方向）上移动的滑架（图不省略）上装载了印 刷头20的串行型的喷墨打印机。控制单元10被设置在滑架外的控制基板（图示省略）上。 FFC70是将控制单元10与印刷头20进行电连接的挠性布线基板。
[0035] 控制单元10为，执行用于对通过从主机（图示省略)供给的图像数据所指示的图像 进行印刷的运算处理和控制处理的要素，并具备印刷数据生成部120、控制信号供给部140 和主电源部180。
[0036] 主电源部180生成电源电压VH和接地电位（Ground)G。接地电位G相当于电压的 基准值（电压零)，电源电压％是接地电位G的高电位侧的电压。电源电压V H和接地电位G 经由FFC70供给于印刷头20。
[0037] 图1的印刷数据生成部120和控制信号供给部140例如通过执行被存储于RAM等 存储电路中的程序的运算处理装置（CPU)或各种逻辑电路来实现。再有，对输送被记录材 料的输送机构进行控制的要素及对使滑架移动的移动机构进行控制的要素也被设置于控 制单元10内，但在图1中为了方便起见，图示予以省略。
[0038] 印刷数据生成部120通过对从主机供给的图像数据执行各种运算处理(例如，图 像展开处理、颜色转换处理、色分版处理、半色调处理等）从而生成印刷数据DP。印刷数据 DP针对印刷头20的每个喷嘴而对墨滴喷出的有无和墨滴的喷出量进行指定。印刷数据生 成部120所生成的印刷数据DP经由FFC70供给于印刷头20。
[0039] 控制信号供给部140生成用于使墨滴从印刷头20的各个喷嘴喷出的控制信号COM (COMA、COMB)。第一实施方式的控制信号供给部140被构成为，包括生成控制信号COMA的 第一生成部141和生成控制信号COMB的第二生成部142。第一生成部141和第二生成部 142各自具备生成数字的控制信号dCOM的波形生成部144和将控制信号dCOM转换为模拟 的控制信号COM (C0MA、C0MB)的D/A转换器145。如图2例示的那样，控制信号COMA和控 制信号COMB分别为，在每个印刷周期（1个周期）Ta内将多个驱动脉冲按照时间序列进行 配置的电压信号。控制信号COMA和控制信号COMB的波形不同。再有，亦可采用仅将一个 系统的控制信号COM从控制单元10供给于印刷头20的构成、或将控制信号COMA和控制信 号COMB各信号作为差动信号而从控制单元10供给于印刷头20的结构。
[0040] 如图1所示，印刷头20具备头控制部220、选择部230、元件驱动部240、辅助电源 部50和压电元件组260。压电元件组260具备与不同的喷嘴对应的多个压电元件40。各 压电元件40为，设置于经由流路而被供给油墨的空腔(油墨室)上的电容性负载。通过电压 的供给而进行的充电和放电，压电元件40变形，从而空腔容积发生变动，其结果是，从与该 压电元件40对应的喷嘴喷出墨滴。
[0041] 图3为表示与印刷头20中的一个喷嘴部分对应的喷出部400的概略结构的图。如 图3所示，喷出部400包括压电元件40、振动板421、空腔(压力室）431、贮液器441和喷嘴 451。其中，振动板421通过设置于图中上表面上的压电元件40而发生变形，从而使充填有 油墨的空腔431的内部容积扩大/缩小。喷嘴451为与空腔431连通的开口部。
[0042] 该图中所示的压电元件40 -般称为单晶（Monomorph)型，且为用一对电极411、 412夹持压电体401的结构。在该结构的压电体401中，根据向电极411、412之间所施加 的电压，电极411、412、振动板421-起以图中的中央部分相对于两端部分在上下方向上弯 曲。此处，当向上方弯曲时，空腔431的内部容积将扩大，因此油墨将从贮液器441中被引 入，而在向下方弯曲时，空腔431的内部容积将缩小，因此油墨将从喷嘴451喷出。再有，压 电元件40不限于单晶型，也可以是双晶型或层压型等，只需为能够使压电元件变形从而使 油墨之类的液体喷出的类型即可。
[0043] 元件驱动部240为对多个压电元件40中的各个元件进行驱动的要素，如图1所 示，被构成为，包括与压电元件组260内的不同的压电元件对应的多个(与压电元件40相同 数目）的驱动器30。即，元件驱动部240的各驱动器30与压电元件组260的各压电元件40 一一对应，印刷头20包括压电元件40和驱动器30的多个组。各压电元件40的一端被连 接于与该压电元件40对应的驱动器30的输出端，各压电元件40的另一端被接地于接地电 位G。
[0044] 选择部230具备与不同的压电元件40对应的多个(与压电元件40相同数目）的开 关232。各开关232与驱动器30和压电元件40的各组一一对应。向选择部230的各开关 232的输入端共同供给控制信号供给部140所生成的控制信号COMA和控制信号C0MB，各开 关232的输出端被连接于与该开关232对应的驱动器30的输入端。各开关232选择控制 信号COMA和控制信号COMB的某个信号，而供给于驱动器30。
[0045] 图1的头控制部220根据从印刷数据生成部120供给的印刷数据DP，而对选择部 230的多个开关232中的各个开关进行控制。具体而言，如图2所示，头控制部220在时间 轴上对控制信号COMA和控制信号COMB的印刷周期Ta进行划分而形成的多个区间t中的 各个区间内，使各开关232选择控制信号COMA和控制信号COMB的某个信号。因而，在每个 区间t选择性地抽取控制信号COMA和控制信号COMB中的一方而得到的控制信号Vin，从开 关232供给于后级的驱动器30。
[0046] 图1的辅助电源部50为，利用从控制单元10的主电源部180所供给的电压VH而 生成多个电压的电压生成部(升压电路)。第一实施方式的辅助电源部50通过由电荷泵电 路对电压V H进行分压和再分配，从而如图4所示，生成该电压VH的1/6倍电压（Vh/6)、2/6 倍电压（2Vh/6 )、3/6倍电压（3Vh/6 )、4/6倍电压（4Vh/6 )、5/6倍电压（5Vh/6 )。辅助电源部 50所生成的多个电压被共同供给于元件驱动部240的多个驱动器30。即，多个驱动器30 共用辅助电源部50。各驱动器30为，利用从辅助电源部50所供给的多个电压，根据从选择 部230所供给的控制信号Vin而对压电元件40进行驱动的电路(连接路径选择部)。具体 而言，随动于控制信号Vin的电压而发生变动的电压Vout从各驱动器30被供给于压电元 件40。由于压电元件40的一端被接地，因此电压Vout相当于被压电元件40保持的电压。
[0047] 驱动器
[0048] 图5为表示第一实施方式中对一个压电元件40进行驱动的驱动器30的结构的一 个示例的图。如图5所示，驱动器30利用包括电压零在内的7种电压，详细而言按从低至 高的顺序为电压零(接地电位G)、VH/6、2VH/6、3VH/6、4V H/6、5VH/6、VH，而生成电压Vout。电 压Vh/6经由电源布线511从辅助电源部50被供给于驱动器30,同样地，电压2V h/6、3Vh/6、 4Vh/6、5Vh/6经由电源布线512、513、514、515从辅助电源部50被供给于各驱动器30。如图 5所示，驱动器30包括运算放大器32、单位电路34a?34f和比较器38a?38e，并按照控 制信号Vin而对压电元件40进行驱动。
[0049] 在作为驱动器30的输入端的、运算放大器32的输入端（+)，供给有从选择部230 输出的控制信号Vin。运算放大器32的输出信号分别被供给于单位电路34a?34f，并且 经由电阻Rf而被负反馈到运算放大器32的输入端（一），而且还经由电阻Rin而接地于接 地电位G。因此，运算放大器32将控制信号Vin非反相放大（Ι+Rf/Rin)倍。
[0050] 运算放大器32的电压放大率可通过电阻Rf、Rin来设定，但为了方便起见，在此后 将Rf设为零，将Rin设为无穷大。即，以在此后将运算放大器32的电压放大率设定为" 1"， 从而控制信号Vin原封不动地被供给于单位电路34a?34f这一前提进行说明。再有，电 压放大率亦可为"1"以外。
[0051] 单位电路34a?34f以与所述7种电压中的相邻的两个电压对应的方式，按照电 压从低至高的顺序被设置。详细而言，单位电路34a以与电压零和电压V H/6相对应的方式 而被设置，单位电路34b以与电压VH/6和电压2VH/6相对应的方式而被设置，单位电路34c 以与电压2VH/6和电压3VH/6相对应的方式而被设置，单位电路34d以与电压3V H/6和电压 4VH/6相对应的方式而被设置，单位电路34e以与电压4VH/6和电压5V H/6相对应的方式而 被设置，单位电路34f以与电压5VH/6和电压VH相对应的方式而被设置。
[0052] 单位电路34a?34f的电路结构相互之间是相同的，包括电平移动器36a?36f 中的对应的某一个、双极型的NPN型的晶体管341和PNP型的晶体管342。
[0053] 再有，关于单位电路34a?34f，在进行非特定的一般性说明时，仅以符号"34"进 行说明，同样，关于电平移动器36a?36f，在进行非特定的一般性说明时，仅以符号"36"进 行说明。
[0054] 电平移动器36取使能（enable)状态和非使能（disable)状态中的某一状态。详 细而言，电平移动器36在被供给于带有圆圈标记的负控制端的信号为L电平，并且，被供给 于未带有圆圈标记的正控制端的信号为Η电平时，成为使能状态，在凡此以外的情形时，成 为非使能状态。
[0055] 如后文所述，上述7种电压中的除去电压零和电压VH后的5种电压，与各比较器 38a?38e--对应。此处，当着眼于某单位电路34时，在该单位电路34中的电平移动器 36的负控制端，供给有与对应于该单位电路34的两个电压中的高电位侧的电压相对应的 比较器的输出信号，而在电平移动器36的正控制端，供给有与对应于该单位电路的两个电 压中的低电位侧的电压相对应的比较器的输出信号。但是，单位电路34f中的电平移动器 36f的负控制端被接地于相当于L电平的电压零的接地电位G，而单位电路34a中的电平移 动器36a的正控制端被连接于供给相当于Η电平的电压V H的电源布线516。
[0056] 另外，电平移动器36在使能状态下，使所输入的控制信号Vin的电压向负方向移 动预定值，再供给于晶体管341的基极端子，另一方面，使控制信号Vin的电压向正方向移 动预定值，再供给于晶体管342的基极端子。电平移动器36在非使能状态下，无论控制信 号Vin如何，均将使晶体管341断开的电压，例如电压VH供给于该晶体管341的基极端子， 并且将使晶体管342断开的电压，例如电压零供给于该晶体管342的基极端子。
[0057] 再有，作为预定值，设定为电流开始流通于发射极端子中的基极一发射极间的电 压(偏压，约0. 6伏)。因此，预定值是根据晶体管341、342的特性所决定的性质，若晶体管 341、342是理想的，则预定值为零。
[0058] 晶体管341的集电极端子与供给对应的两个电压中的高电位侧电压的电源布线 连接，晶体管342的集电极端子与供给低电位侧电压的电源布线连接。例如，在与电压零和 电压V H/6对应的单位电路34a中，晶体管341的集电极端子与供给电压VH/6的电源布线 511连接，晶体管342的集电极端子与电压为零的接地电位G连接。另外，例如，在与电压 VH/6和电压2VH/6对应的单位电路34b中，晶体管341的集电极端子与供给电压2V H/6的电 源布线512连接，晶体管342的集电极端子与供给电压VH/6的电源布线511连接。再有， 在与电压5V H/6和电压VH对应的单位电路34f中，晶体管341的集电极端子与供给电压VH 的电源布线516连接，晶体管342的集电极端子与供给电压5VH/6的电源布线515连接。
[0059] 另一方面，在单位电路34a?34f中，晶体管341、342的各发射极端子共同连接于 压电元件40的一端。因此，如上所述，晶体管341、342的各发射极端子的共用连接点作为 驱动器30的输出端而与压电元件40的一端连接。
[0060] 比较器38a?38e与所述7种电压中的除去电压零和电压VH后的5种电压V H/6、 2VH/6、3VH/6、4VH/6、5V H/6、VH相对应，并对被供给两个输入端的电压彼此的高低进行比较， 且输出表示该比较结果的信号。此处，在比较器38a?38e的两个输入端之中，一端被连接 于供给与自身对应的电压的电源布线，另一端与晶体管341、342的各发射极端子一起，共 同连接于压电元件40的一端。例如，与电压％/6对应的比较器38a的两个输入端之中， 一端被连接于供给与自身对应的电压％/6的电源布线511，另外，例如，与电压2V H/6对应 的比较器38b的两个输入端之中，一端被连接于供给与自身对应的电压2VH/6的电源布线 512。
[0061] 各个比较器38a?38e在输入端中的另一端的电压Vout高于等于一端的电压时， 将输出作为Η电平的信号，而在电压Vout低于一端的电压时，将输出作为L电平的信号。
[0062] 具体而言，例如，比较器38a在电压Vout高于等于电压VH/6时，将输出作为Η电 平的信号，而在低于电压V H/6时，将输出作为L电平的信号。另外，例如，比较器38b在电 压Vout高于等于电压2VH/6时，将输出作为Η电平的信号，而在低于电压2V H/6时，将输出 作为L电平的信号。
[0063] 当着眼于5种电压中的一种时，与所着眼的该电压对应的比较器的输出信号分别 被供给于以该电压为高电位侧电压的单位电路的电平移动器36的负输入端、和以该电压 为低电位侧电压的单位电路的电平移动器36的正输入端。
[0064] 例如，与电压VH/6对应的比较器38a的输出信号分别被供给于以该电压V H/6为高 电位侧电压而对应的单位电路34a的电平移动器36a的负输入端、和以该电压VH/6为低电 位侧电压而对应的单位电路34b的电平移动器36b的正输入端。另外，例如，与电压2V h/6 对应的比较器38b的输出信号分别被供给于以该电压2Vh/6为高电位侧电压而对应的单位 电路34b的电平移动器36b的负输入端、和以该电压2V H/6为低电位侧电压而对应的单位 电路34c的电平移动器36c的正输入端。
[0065] 接着，对驱动器30的动作进行说明。
[0066] 首先，对相对于由压电元件40所保持的电压Vout，比较器38a?38e和电平移动 器36成为怎样的状态进行说明。
[0067] 在电压Vout高于等于电压零且低于电压VH/6的状态(第一状态冲，比较器38a? 38e的输出信号全部为L电平。因此，在第一状态中，只有电平移动器36a成为使能状态，其 他电平移动器36b?36f均成为非使能状态。
[0068] 在电压Vout高于等于电压VH/6且低于电压2VH/6的状态(第二状态）中，比较器 38a的输出信号为Η电平，其他比较器38b?38e的输出信号为L电平。因此，在第二状态 中，只有电平移动器36b成为使能状态，而其他电平移动器36a、36c?36f均成为非使能状 态。
[0069] 在电压Vout高于等于电压2VH/6且低于电压3VH/6的状态(第三状态）中，比较器 38a、38b的输出信号为Η电平，其他比较器38c?38e的输出信号为L电平。因此，在第三 状态中，只有电平移动器36c成为使能状态，而其他电平移动器36a、36b、36d?36f成为非 使能状态。
[0070] 在电压Vout高于等于电压3VH/6且低于电压4VH/6的状态(第四状态）中，比较器 38a、38b、38c的输出信号为Η电平，其他比较器38d、38e的输出信号为L电平。因此，在第 四状态中，只有电平移动器36d成为使能状态，而其他电平移动器36a?36c、36e、36f均成 为非使能状态。
[0071] 在电压Vout高于等于电压4VH/6且低于电压5VH/6的状态(第五状态）中，比较器 38a?38d的输出信号为Η电平，另一比较器38e的输出信号为L电平。因此，在第五状态 中，只有电平移动器36e成为使能状态，而其他电平移动器36a?36d、36f均成为非使能状 态。
[0072] 在电压Vout高于等于电压5VH/6且低于电压VH的状态(第六状态）中，比较器 38a?38e的输出信号全部为Η电平。因此，在第六状态中，只有电平移动器36f成为使能 状态，而其他电平移动器36a?36d均成为非使能状态。
[0073] 这样，在第一状态中只有电平移动器36a成为使能状态，以下同样地，在第二状态 中只有电平移动器36b成为使能状态，在第三状态中只有电平移动器36c成为使能状态，在 第四状态中只有电平移动器36d成为使能状态，在第五状态中只有电平移动器36e成为使 能状态，在第六状态中只有电平移动器36f成为使能状态。
[0074] 再有，关于从第一状态至第六状态，通过电压Vout而进行规定，但这可以换句话 说成被保持(蓄积）于压电元件40中的电荷的状态。
[0075] 却说，在第一状态中，当电平移动器36a处于使能状态时，该电平移动器36a将使 控制信号Vin向负方向电平移动预定值后的电压信号供给于单位电路34a中的晶体管341 的基极端子，并将使控制信号Vin向正方向电平移动预定值后的电压信号供给于单位电路 34a中的晶体管342的基极端子。
[0076] 此处，当控制信号Vin的电压比电压Vout (发射极端子彼此之间的连接点电压)高 时，与其差(基极一发射极间的电压，严格地说，为从基极一发射极间的电压中减去预定值 后的电压）对应的电流从晶体管341的集电极端子流向发射极端子。因此，电压Vout逐渐 上升而接近于控制信号Vin的电压，当最终电压Vout与控制信号Vin的电压相一致时，在 该时间点流通于晶体管341中的电流将变为零。
[0077] 另一方面，当控制信号Vin的电压比电压Vout低时，与其差对应的电流从晶体管 342的发射极端子流向集电极端子。因此，电压Vout缓慢下降而接近于控制信号Vin的电 压，当电压Vout与控制信号Vin的电压相一致时，在该时间点流通于晶体管342中的电流 将变为零。
[0078] 因而，在第一状态中，单位电路34a的晶体管341、342执行使电压Vout与控制信 号Vin相一致这样的控制。
[0079] 另外，在第一状态中，在单位电路34a以外的单位电路34b?34f内，由于电平移 动器36成为非使能状态，因此向晶体管341的基极端子供给电压V H，向晶体管342的基极 端子供给电压零。因此，在第一状态中，在单位电路34b?34f内，由于晶体管341、342断 开，因此不会干涉电压Vout的控制。
[0080] 再有，此处，对处于第一状态时进行了说明，但对于第二状态?第六状态也成为同 样的动作。详细而言，根据保持于压电元件40内的电压Vout，单位电路34a?34f的某一 个变得有效，并且变得有效的单位电路的晶体管341、342进行控制，使得电压Vout与控制 信号Vin相一致。因此，当将驱动器30作为整来看时，电压Vout成为随动于控制信号Vin 的电压的动作。
[0081] 因而，如图6 (a)所示，当控制信号Vin例如从电压零上升至电压￥11时，电压Vout 也随动于控制信号Vin而从电压零变化至电&VH。另外，如图6 (b)所示，当控制信号Vin 从电压VH下降至电压零时，电压Vout也随动于控制信号Vin而从电压VH变化至电压零。
[0082] 图7为用于说明电平移动器的动作的图。
[0083] 当控制信号Vin的电压从电压零上升变化至电压VH时，电压Vout也随动于控制 信号Vin而上升。在该上升过程中，当电压Vout为高于等于电压零且低于电压V H/6的第 一状态时，电平移动器36a成为使能状态。因此，如图7 (a)所不，通过电平移动器36a而 使向晶体管341的基极端子供给的电压(记作"P型")成为使控制信号Vin向负方向移动预 定值后的电压，向晶体管342的基极端子供给的电压(记作"N型"）成为使控制信号Vin向 正方向移动预定值后的电压。另一方面，当在第一状态以外时，由于电平移动器36a处于非 使能状态，因此被供给于晶体管341的基极端子的电压为V H，被供给于晶体管342的基极端 子的电压为零。
[0084] 再有，图7 (b)图示了电平移动器36b所输出的电压波形，图7 (c)图示了电平移 动器36f所输出的电压波形。电平移动器36b在电压Vout为高于等于电压VH/6且低于电 压2V h/6的第二状态时成为使能状态，电平移动器36f在电压Vout为高于等于电压5Vh/6 且低于电压V H的第六状态时成为使能状态，只要留意这些方面，便无须作特别说明。
[0085] 另外，关于控制信号Vin的电压(或电压Vout)的上升过程中的电平移动器36c? 36e的动作的说明、以及关于控制信号Vin的电压(或电压Vout)的下降过程中的电平移动 器36a?36f的动作的说明也予以省略。
[0086] 接着，关于单位电路34a?34f中的电流（电荷）的流动，以单位电路34a、34b为 例，区分为充电时和放电时，而分别进行说明。
[0087] 图8图示了在第一状态（电压Vout为高于等于电压零且小于电&VH/6的状态)时， 压电元件40被充电时的动作的图。
[0088] 在第一状态中，由于电平移动器36a成为使能状态，其他的电平移动器36b?36f 成为非使能状态，因此仅着眼于单位电路34a即可。
[0089] 在第一状态中，当控制信号Vin的电压高于电压Vout时，单位电路34a的晶体管 341中流通有与基极一发射极间的电压对应的电流。因而，单位电路34a的晶体管341作为 第一晶体管而发挥功能。再有，此时单位电路34a的晶体管342断开。
[0090] 此时，电流如图中箭头所示，按照电源布线511 -(单位电路34a的)晶体管341 - 压电元件40的路径流通，从而电荷被充电到压电元件40内。电压Vout因该充电而上升。
[0091] 当电压Vout与控制信号Vin的电压一致时，单位电路34a的晶体管341断开，因 此对压电元件40的充电停止。
[0092] 另一方面，在控制信号Vin上升至电压VH/6以上的情况下，由于电压Vout随动于 控制信号Vin，因而也达到电压V H/6以上，从而从第一状态转移至第二状态（电压Vout高于 等于电压VH/6且小于电压2V H/6的状态)。
[0093] 图9为表示第二状态中压电元件40被充电时的动作的图。
[0094] 在第二状态中，由于电平移动器36b处于使能状态，其他的电平移动器36a、36c? 36f处于非使能状态，因此仅着眼于单位电路34b即可。
[0095] 在第二状态中，当控制信号Vin高于电压Vout时，单位电路34b的晶体管341中 将流通有与基极一发射极间的电压对应的电流。因而，单位电路34b的晶体管341作为第 三晶体管而发挥功能。再有，此时单位电路34b的晶体管342断开。
[0096] 此时，电流如图中箭头所示，按照电源布线512 -(单位电路34b的)晶体管341 - 压电元件40的路径流通，电荷被充电到压电元件40内。即，在第二状态中压电元件40被 充电的情况下，压电元件40的一端经由电源布线512而与辅助电源部50电连接。
[0097] 这样，当电压Vout上升时，若从第一状态转移至第二状态，则电流的供给源从电 源布线511切换为电源布线512。
[0098] 当电压Vout与控制信号Vin -致时，由于单位电路34b的晶体管341断开，因此 对压电元件40的充电停止。
[0099] 另一方面，在控制信号Vin上升至电压2VH/6以上的情况下，由于电压Vout随动 于控制信号Vin，因此也达到电压2V H/6以上，其结果是，从第二状态转移至第三状态（电压 Vout高于等于电压2VH/6且低于电压3VH/6的状态)。
[0100] 再有，虽然关于从第三状态至第六状态的充电动作，未特别进行图示，但电流的供 给源分阶段地切换为电源布线513、514、515、516。
[0101] 图10为表示在第二状态时，压电元件40放电时的动作的图。
[0102] 在第二状态中，电平移动器36b成为使能状态。在该状态中，当控制信号Vin低于 电压Vout时，单位电路34b的晶体管342中将流通有与基极一发射极间的电压对应的电 流。因而，单位电路34b的晶体管341作为第二晶体管而发挥功能。再有，此时单位电路 34b的晶体管341断开。
[0103] 此时，电流如图中箭头所示，按照压电元件40 -(单位电路34b的）晶体管342 - 电源布线511的路径流通，电荷从压电元件40被放电。即，在第一状态中电荷被充电到压 电元件40内的情况下和第二状态中电荷从压电元件40被放电的情况下，压电元件40的一 端经由电源布线511而与辅助电源部50电连接。另外，电源布线511在第一状态的充电时 供给电流（电荷)，而在第二状态的放电时回收电流（电荷)。
[0104] 再有，所回收的电荷被后述的辅助电源部50再分配、再利用。
[0105] 当电压Vout与控制信号Vin -致时，由于单位电路34b的晶体管342断开，因此 压电元件40的放电停止。
[0106] 另一方面，在控制信号Vin下降至小于电压VH/6的情况下，由于电压Vout随动于 控制信号Vin，因此也变得小于电压V H/6,从第二状态转移至第一状态。
[0107] 图11为表示在第一状态时，压电元件40放电时的动作的图。
[0108] 在第一状态中，电平移动器36a成为使能状态。在该状态中，当控制信号Vin低于 电压Vout时，单位电路34a的晶体管342流通有与基极一发射极间的电压对应的电流。
[0109] 再有，此时单位电路34a的晶体管341断开。
[0110] 另外，此时，电流如图中箭头所示，按照压电元件40 -(单位电路34a的）晶体管 342 -接地电位G的路径流通，从而电荷从压电元件40被放电。
[0111] 且说，此处，举单位电路34a、34b为例，区分为充电时和放电时进行说明，对于单 位电路34c?34f，除了控制电流的晶体管341、342有所不同这一点以外，形成大致相同的 动作。
[0112] S卩，电源布线512在第二状态的充电时供给电流（电荷)，在第三状态的放电时回收 电流（电荷)，电源布线513在第三状态的充电时供给电流（电荷)，在第四状态的放电时回收 电流（电荷)，电源布线514在第四状态的充电时供给电流（电荷)，在第五状态的放电时回收 电流（电荷)，电源布线515在第五状态的充电时供给电流（电荷)，在第六状态的放电时回收 电流（电荷)，电源布线516在第六状态的充电时供给电流（电荷)，所回收的电荷通过辅助电 源部50而被再分配、再利用。
[0113] 再有，在各状态的放电路径和充电路径中，从压电元件40的一端至晶体管341、 342中的发射极端子彼此间的连接点的路径是共用的。
[0114] 一般而言，当将压电元件40这样的电容性负载的电容设为C，将电压振幅设为E 时，蓄积于电容性负载内的能量P用下式表示，即，P= (C · E2) /2。
[0115] 压电元件40因该能量P而变形并工作，但使油墨喷出的功量相对于能量P而言， 在1%以下。因而，压电元件40可视作单纯的电容。若以恒定的电源对电容C充电，则与 (C · E2) /2同等的能量被充电电路消耗。在放电时也有同等的能量被放电电路消耗。
[0116] 驱动器的优点
[0117] 在第一实施方式中，当将压电元件40从电压零充电至电压％时，要经过如下六 个阶段被充电，所述六个阶段为，从电压零至电压V H/6,从电压VH/6至电压2VH/6,从电压 2VH/6至电压3V H/6,从电压3VH/6至电压4VH/6,从电压4VH/6至电压5V H/6,从电压5VH/6至 电压VH。因此，在第一实施方式中充电时的损耗只需图12 (a)中相当于打阴影的区域的面 积的量即可。详细而言，在第一实施方式中，压电兀件40中充电时的损耗与从电压零一气 地充电至电压V H的线性放大相比，只需6/36 (=16. 7%)即可。
[0118] 另一方面，在第一实施方式中，由于放电时也分阶段进行，因此放电时的损耗如用 图12 (b)中相当于打阴影区域的面积的量所示，与从电压VH- 口气地放电至电压零的线 性方式相比，只需6/36 (=16. 7%)即可。
[0119] 但是，在第一实施方式中，在作为放电时的损耗而被计入的电荷之中，除了从电压 VH/6放电至电压零的情形外，均被后述的辅助电源部50回收并进行再分配、再利用，因此能 够实现进一步的低耗电化。
[0120] 再有，在通过每个喷嘴的开关而逐个地对多个压电元件共用的一个系统的控制信 号进行选择并直接供给于压电元件的专利文献1的结构（以下称为"对比例"）中，即使在 将控制信号同时供给多个压电元件的情况下，为了将恰当波形的控制信号供给于各压电元 件，也需要充分地确保控制信号的路径上的电流量。因而，对传输控制信号的布线及选择控 制信号的各开关，均要求有充分的耐电压性能和耐电流性能，从而存在电路规模难以缩小 的问题。在第一实施方式中，由于针对每个压电元件40而设置的驱动器30通过上述结构 和动作从控制信号Vin生成电压Vout并供给于压电元件40,因此与对比例相比，控制信号 COM (COMA、COMB)的路径上的电流量大幅度削减。因而，与对比例相比，传输控制信号COM 的FFC70的布线及选择部230的各开关232所要求的耐电压性能和耐电流性能降低。艮P， 根据第一实施方式，能够实现电路规模的缩小。另外，由于选择部230的各开关232不消耗 电力，因此还具有能够避免选择部230的发热的优点。
[0121] 另外，在D级放大中，与线性放大进行比较，能量效率高。其理由在于方面，S卩，输 出级的有源元件在饱和状态下动作，从而几乎不消耗电量；因由构成低通滤波器的电感器 L所产生的磁能与由电容C所产生的能量的交换，从而不会在充电时产生线性放大那样的 损耗；通过放电时的电流开关，从而电流向电源再生等方面。
[0122] 然而，在实际的D级放大中，存在如下的问题，S卩，输出级的有源元件的电阻在饱 和状态下也不为零；磁场泄漏；因电感器L的电阻成分而产生损耗；在调制时电感器L有时 会饱和等问题。
[0123] 在D级放大中，还存在波形品质差、需要采取针对EMI的对策的问题。关于波形品 质，能够通过追加虚设的电容或滤波器而得到改善，但追加的部分会导致耗电量的增加及 高成本。关于EMI，是由D级放大的开关这一根本性问题所导致的。即，这是由于在进行开 关时，不仅导通时所流通的电流与线性放大相比达到几倍至十几倍程度，而且随此而放射 出的磁场的量也增多。为了应对EMI，需要追加滤波器等，从而导致高成本。
[0124] 在第一实施方式所涉及的印刷装置1的驱动器30中，由于相当于输出级的晶体管 341、342不进行像D级放大那样的开关，另外，未使用电感器L，因此不会产生波形品质差、 需要采取针对EMI的措施的问题。
[0125] 另外，在第一实施方式中，由于电压Vout形成随动于控制信号Vin的电压的动作， 因此能够以精细的电压对压电元件40进行控制。即，关于施加于压电元件40上的电压Vout 的起始电压和终止电压，与用于驱动的电压VH/6、2VH/6、3VH/6、4V H/6和5VH/6无关。
[0126] 辅助电源部
[0127] 图13为表示辅助电源部50的结构的一个示例的图。
[0128] 如该图所示，辅助电源部50被构成为，包括开关Swld、Swlu、Sw2d、Sw2u、Sw3d、 Sw3u、Sw4d、Sw4u、Sw5d、Sw5u 和电容元件 C12、C23、C34、C45、C56、Cl、C2、C3、C4、C5、C6。
[0129] 其中，开关均为单刀双掷，并按照控制信号A/B而将共用端子与端子a、b的某一个 连接。关于控制信号A/B，若进行简化说明，则是例如占空比为大约50%的脉冲信号，其频率 相对于控制信号COM的频率，例如被设定为20倍左右。这样的控制信号A/B既可以由辅助 电源部50中的内部振荡器（图示省略）生成，也可以经由FFC70而从控制单元10供给。
[0130] 另一方面，电容元件C12、C23、C34、C45、C56为用于电荷移动，电容元件C1、C2、C3、 C4、C5用于备份。再有，电容兀件C6用于电源电压VH的供给。
[0131] 所述开关实际上是在半导体集成电路中组合晶体管而构成的，电容元件相对于该 半导体集成电路而言是通过外接而被安装的。再有，优选为，在所述半导体集成电路中也形 成有所述多个驱动器30的结构。
[0132] 且说，在辅助电源部50中，供给电压VH的电源布线516与电容元件C6的一端和 开关Sw5u的端子a连接。开关Sw5u的共用端子与电容元件C56的一端连接，电容元件C56 的另一端与开关Sw5d的共用端子连接。开关Sw5d的端子a与电容元件C5的一端和开关 Sw4u的端子a连接。开关Sw4u的共用端子与电容元件C45的一端连接，电容元件C45的另 一端与开关Sw4d的共用端子连接。开关Sw4d的端子a与电容元件C4的一端和开关Sw3u 的端子a连接。开关Sw3u的共用端子与电容元件C34的一端连接，电容元件C34的另一端 与开关Sw3d的共用端子连接。开关Sw3d的端子a与电容元件C3的一端和开关Sw2u的端 子a连接。开关Sw2u的共用端子与电容元件C23的一端连接，电容元件C23的另一端与开 关Sw2d的共用端子连接。开关Sw2d的端子a与电容元件C2的一端和开关Swlu的端子a 连接。开关Swlu的共用端子与电容元件C12的一端连接，电容元件C12的另一端与开关 Swld的共用端子连接。开关Swld的端子a与电容元件C1的一端连接。
[0133] 电容元件C5的一端与电源布线515连接。同样地，电容元件C4、C3、C2、C1的一 端分别与电源布线514、513、512、511连接。
[0134] 再有，开关Sw5u、Sw4u、Sw3u、Sw2u、Swlu的各端子b与开关Swld的端子a -起， 与电容元件Cl的一端连接。另外，电容元件06工5、04工3、02、(：1的各另一端与开关5￥5(1、 Sw4d、Sw3d、Sw2d、Swld的各端子b共同接地于接地电位G。
[0135] 图14为表示辅助电源部50中的开关的连接状态的图。
[0136] 各开关根据控制信号A/B而取如下两种状态，S卩，共用端子与端子a连接的状态 (状态A)，和共用端子与端子b连接的状态(状态B)。图14 (a)和（b)分别用等效电路简易 地图示了辅助电源部50中的状态A的连接、和状态B的连接。
[0137] 在状态A中，电容元件056、045、034、023、(：12、(：1在电压￥11至接地电位6之间被 串联连接。在状态B中，由于电容元件C56、C45、C34、C23、C12、C1的一端彼此连接，因此这 些电容元件被并联连接，从而使保持电压均等化。
[0138] 因而，当状态A、B交替重复时，在状态B时被均等化了的电压VH/6,通过状态A的 串联连接而成为1?5倍，并分别被电容元件C1?C5保持，并且此时的保持电压经由电源 布线511?515而被供给于驱动器30。
[0139] 此处，当通过驱动器30而使压电元件40被充电时，在电容元件C1?C5中将显现 出保持电压下降的情况。由于保持电压降低了的电容元件中通过状态A的串联连接而从电 源被补给电荷，并且通过状态B的并联连接的再分配而被均等化，因此从辅助电源部50的 总体来看，以保持为电压V H/6、2VH/6、3VH/6、4VH/6、5V H/6的方式而实现平衡。
[0140] 另一方面，当通过驱动器30而使压电元件40被放电时，在电容元件C1?C5中将 显现保持电压上升的情况，但由于通过状态A的串联连接而排出电荷，并且通过状态B的 并联连接的再分配而被均等化，因此从辅助电源部50的总体来看，以保持为V h/6、2Vh/6、 3Vh/6、4Vh/6、5V h/6的方式而实现平衡。再有，当所排出的电荷无法被电容元件C56、C45、 C34、C23、C12、C1完全吸收而尚有剩余时，剩余的电荷将被电容元件C6吸收，即向电源系统 再生。因此，当有压电元件40以外的其他负载时，将被用于该负载的驱动。当没有其他负 载时，由于被包括电容元件C6在内的其他电容元件吸收，因此电源电压V H将上升，即产生 脉动，但由于包括电容元件C6而增大了耦合电容器的电容量，从而在实用上能够避免。如 可从以上说明所理解的那样，辅助电源部50 (电容元件(：1、02乂3、04、05)作为向各驱动器 30 (各压电元件40)供给电荷的要素（电荷供给源）而发挥功能。
[0141] 在该辅助电源部50中，当通过驱动器30而使压电元件40被放电时，与用于该放 电的电源布线对应的、电容元件C1?C6中的某一个的保持电压暂时上升，但通过状态A、B 的重复，从而以保持电压VH/6的1?6倍的倍增电压的方式而实现平衡。同样地，当压电 元件40被充电时，与用于该充电的电源布线对应的、电容元件C1?C6中的某一个的保持 电压将暂时下降，但通过状态A、B的重复，从而以保持电压V H/6的1?6倍的倍增电压的 方式而实现平衡。
[0142] 看到图4中的控制信号COM (Vin)的电压波形也可判别出，用于引入油墨的电压 上升和用于使油墨喷出的电压下降是一组，在印刷动作中，该组被重复。因此，在辅助电源 部50中，通过压电元件40的放电而被回收的电荷在下次及之后的充电时被利用。
[0143] 因而，在第一实施方式中，从印刷装置100A的总体来看时，通过从压电元件40放 电的电荷的回收、再利用和驱动器30中的分阶段的充电、放电，从而能够将所消耗的电力 抑制得较低。
[0144] 再有，在辅助电源部50中，在各开关的共用端子从与端子a、b的一方的连接切换 到与另一方的连接时，若多个(在图13为10个）开关存在特性偏差，则会产生不一齐切换 的状态，从而有可能导致电容元件的两端发生短路。例如，当在切换时在开关Swlu、Swld、 Sw2d中端子a与共用端子连接时，若产生在开关Sw2u中端子b与共用端子连接的状态，则 会导致电容元件C12、C23的串联连接的两端彼此发生短路。
[0145] 因此，优选为，在开关切换时，暂时经过不与端子a、b中的任何一个连接的中立状 态，从而抑制所述短路的发生的结构。
[0146] 第二实施方式
[0147] 图15为第二实施方式所涉及的印刷装置100B的框图。如图15所示，第二实施方 式的印刷装置100B为如下结构，S卩，将第一实施方式的印刷装置100A的控制单元10中的 印刷数据生成部120和控制信号供给部140置换为控制部160,并且将印刷头20的头控制 部220和选择部230置换为信号生成部280的结构。再有，在以下例示的各方式中，关于作 用及功能与第一实施方式相同的要素，沿用在第一实施方式的说明中所参照的符号并适当 地省略各要素的详细的说明。
[0148] 图15的信号生成部280为向元件驱动部240的各驱动器30供给控制信号Vin的 要素，并具备与不同的压电元件40对应的多个(与压电元件40相同数目）的控制信号供给 部282。即，各控制信号供给部282与驱动器30和压电元件40的各组一一对应。第二实 施方式的控制信号供给部282为生成控制信号Vin供给于后级的驱动器30的要素，并被构 成为，包括波形生成部284和D/A转换器286。波形生成部284与第一实施方式的波形生 成部144同样地，生成数字的控制信号dCOM。D/A转换器286与第一实施方式的D/A转换 器145同样地，将波形生成部284所生成的控制信号dCOM转换为模拟的控制信号Vin，并供 给于驱动器30。即，在第一实施方式中，多个压电元件40共用的控制信号COM通过选择部 230而被分配给多个驱动器30中的每一个，与此相对，在第二实施方式中，通过各控制信号 供给部282而针对每个压电元件40以相互独立的方式生成控制信号Vin，并供给于各驱动 器30。
[0149] 控制单元10的控制部160将各控制信号供给部282应生成的控制信号Vin根据 图像数据（印刷数据DP)而依次指示给多个控制信号供给部282中的每一个。具体而言，控 制部160对各控制信号供给部282在每个印刷周期Ta指示控制信号Vin，以便各压电元件 40使与图像数据对应的喷出量的墨滴从喷嘴喷出。由于根据来自控制部160的指示，各控 制信号供给部282逐个地生成控制信号Vin，因此各控制信号供给部282所生成的控制信号 Vin在时间轴上的波形及位置(相位)有可能不同。即，针对每个压电元件40而逐个地调节 通过压电元件40而形成的墨滴的喷出量(用墨滴在被记录材料上所形成的点的直径）及喷 出时机(被记录材料上的墨滴的喷落位置)。
[0150] 在第二实施方式中，由于针对每个压电元件40而设置的驱动器30从控制信号Vin 生成电压Vout并供给于压电元件40,因此与第一实施方式同样地，也具有如下优点，S卩，与 对比例相比，能够降低各布线及各电路所要求的耐电压性能和耐电流性能。另外，在第二实 施方式中，各控制信号供给部282针对每个压电元件40而逐个地生成控制信号Vin。因而， 具有如下优点，即，例如根据各喷出部400的特性(例如压电元件40的转换效率)，针对每个 压电元件40而调节控制信号Vin的波形和位置，从而能够降低各压电元件40的特性不同 的影响。
[0151] 应用、变形例
[0152] 本发明并不限定于上述实施方式，例如能够实现如下文所述这样的各种应用、变 形。再有，亦可在下述的应用、变形的方式中任意地选择的一个或适当地组合多个。
[0153] 负反馈控制
[0154] 图16为表示实施方式的应用例(之1)所涉及的驱动器30的结构的一个示例的 图。如该图所示，在该应用例中，采用如下结构，即，压电元件40的一端的电压Vout被负反 馈到运算放大器32的输入端（一）。在该结构中，当电压Vout与控制信号Vin的电压不同 时，向消除该不同的方向控制晶体管341、342。因此，即使在电平移动器36a?36f或晶体 管341、342的响应特性较差的情况下，亦能够比较迅速地、高精度地使电压Vout随动于控 制信号Vin。
[0155] 再有，优选为，关于负反馈量，按照电平移动器36a?36f或晶体管341、342的特 性而恰当地进行设定的结构。例如，在图的示例中，运算放大器32为输出从控制信号Vin 的电压中减去电压Vout后的电压的结构，但也可以采用如下结构，S卩，该减去后的电压乘 以恰当的系数而供给于电平移动器36a?36f的结构。
[0156] 图17为表示实施方式的另一应用例(之2)所涉及的驱动器30的结构的一个示例 的图。虽然在图5所说明过的驱动器30中，将单位电路34a?34f的晶体管341、342设为 双极型，但在图17所示的应用例(之2)中，将该晶体管341、342中的各晶体管设为P、N沟 道型的 M0SFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor :金属氧化物半 导体场效应晶体管）351、352。
[0157] 在使用M0SFET35U352的情况下，只需在各漏端子与压电元件40的一端之间，分 别设置防逆流用的二极管即可。另外，在使用M0SFET351、352的情况下，关于电平移动器 36a?36f，成为如下结构，即，当处于使能状态时，使控制信号Vin的电压向负方向移动相 当于作为预定值的阈值电压的量，再供给于P沟道型的M0SFET351的栅端子，另一方面，使 控制信号Vin的电压向正方向移动相当于阈值电压的量，再供给于N沟道型的M0SFET352 的栅端子。
[0158] 另外，在使用M0SFET351、352的情况下，可以应用如图16所示那样的、对电压Vout 进行负反馈的结构。
[0159] 驱动对象
[0160] 在实施方式中，作为驱动器30的驱动对象举压电元件40为例而进行了说明。在 本发明中，作为驱动对象并不限于压电元件40,例如可应用于超声波电机、触摸屏、平面扬 声器、液晶等的显示器等具有电容性成分的全部负载中。
[0161] 单位电路的级数
[0162] 虽然在实施方式中，为如下结构，即，以对应于7种电压中的相邻的两个电压的方 式，按照电压从低至高的顺序设置了单位电路34a?34f的6级，但在本发明中，单位电路 的级数不限于此，只需为两级以上即可。另外，至于电压，也不一定需要是等间隔的。
[0163] 比较器
[0164] 虽然在实施方式中，为如下结构，例如当比较器38a的判别结果为伪(输出信号为 L电平）时，将检测为第一状态，而当比较器38a的判别结果为真(输出信号为Η电平)，并且 比较器38b的判别结果为伪时，将检测出第二状态。即，检测第一状态、第二状态的结构不 是分别独立，而是局部重复的结构，且为用比较器38a?38e整体检测第一状态至第六状态 的结构。但不限于此，也可以为逐个检测各状态的结构。
[0165] 非使能状态的电平移动器
[0166] 虽然在实施方式中，非使能状态的电平移动器36a?36f采用如下结构，S卩，向晶 体管341 (351)的基极(栅极）端子供给电压零，向晶体管342 (352)的基极(栅极）端子供 给电压VH，但只要能够使晶体管341、342断开，则不限定于此。例如，可以采用如下结构，即， 当电平移动器36a?36f处于非使能状态时，将使控制信号Vin的电压向正方向移动后的 断开信号供给于晶体管341 (351)的基极(栅极）端子，并将使控制信号Vin的电压向负方 向移动后的断开信号供给于晶体管342 (352)的基极(栅极）端子。
[0167] 根据该结构，由于晶体管341 (351)、342 (352)的耐压较低即可，因此能够减小形 成在半导体基板上时的晶体管尺寸。
[0168] 符号说明
[0169] 100…印刷装置(液体喷出装置）；10…控制单元；120…印刷数据生成部；140…控 制信号供给部；180…主电源部；20…印刷头；30…驱动器(连接路径选择部）;32…运算放大 器；34a?34f…单位电路；36a?36f…电平移动器；38a?38f…比较器；40…压电元件； 50…辅助电源部（电压生成部）；341、342…晶体管；220…头控制部；230…选择部；240…元 件驱动部；400…喷出部。
【权利要求】
1. 一种液体喷出装置，具备： 第一喷出部和第二喷出部，包括喷出液体的喷嘴、与所述喷嘴连通的压力室、针对每个 所述压力室而设置并通过与驱动信号相对应的充电和放电而使液滴从该喷嘴喷出的压电 元件； 第一连接路径选择部，其与所述第一喷出部对应地设置，并将多个电压选择性地供给 于所述第一喷出部； 第二连接路径选择部，其与所述第二喷出部对应地设置，并将多个电压选择性地供给 于所述第二喷出部；以及 电压生成部，其相对于所述第一连接路径选择部和所述第二连接路径选择部而生成并 供给共用的所述多个电压。
2. 如权利要求1所述的液体喷出装置，其中， 具备：控制信号供给部，其供给控制信号； 第一开关，其与所述第一连接路径选择部对应地设置，并对所述控制信号向所述第一 连接路径选择部的供给/切断进行控制；以及 第二开关，其与所述第二连接路径选择部对应地设置，并对所述控制信号向所述第二 连接路径选择部的供给/切断进行控制， 所述第一连接路径选择部根据从所述第一开关供给的控制信号，而将所述多个电压选 择性地供给于所述第一喷出部， 所述第二连接路径选择部根据从所述第二开关供给的控制信号，而将所述多个电压选 择性地供给于所述第二喷出部。
3. 如权利要求1所述的液体喷出装置，其中， 具备：第一控制信号供给部，其与所述第一连接路径选择部对应地设置，并生成控制信 号而供给于该第一连接路径选择部；以及 第二控制信号供给部，其与所述第二连接路径选择部对应地设置，并生成控制信号而 供给于该第二连接路径选择部， 所述第一连接路径选择部根据从所述第一控制信号供给部供给的控制信号，而将所述 多个电压选择性地供给于所述第一喷出部， 所述第二连接路径选择部根据从所述第二控制信号供给部供给的控制信号，而将所述 多个电压选择性地供给于所述第二喷出部。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的液体喷出装置，其中， 具备：第一信号路径，其通过所述电压生成部而被施加第一电压；和 第二信号路径，其通过所述电压生成部而被施加与所述第一电压相比较高的第二电 压， 所述第一连接路径选择部根据所述控制信号的电压和所述压电元件的保持电压，而通 过所述第一信号路径或所述第二信号路径来对所述第一喷出部和所述电压生成部进行电 连接， 所述第二连接路径选择部根据所述控制信号的电压和所述压电元件的保持电压，而通 过所述第一信号路径或所述第二信号路径来对所述第二喷出部和所述电压生成部进行电 连接。
【文档编号】B41J2/045GK104057705SQ201410103407
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】大塚修司, 喜友名正, 浅沼利文 申请人:精工爱普生株式会社