液體噴出裝置、頭單元、電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)用集成電路裝置及電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液體噴出裝置、頭單元、電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)用集成電路裝置及電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種在通過(guò)噴出油墨而印刷圖像或文本的噴墨式打印機(jī)等液體噴出裝置中使用壓電元件(例如piezo element)的技術(shù)。壓電元件在頭單元中對(duì)應(yīng)于多個(gè)噴嘴中的各個(gè)噴嘴而被設(shè)置，通過(guò)壓電元件分別根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)，從而在預(yù)定的定時(shí)從噴嘴噴出預(yù)定量的油墨(液體)，進(jìn)而形成點(diǎn)。由于從電學(xué)角度出發(fā)，壓電元件為如電容器這樣的電容性負(fù)載，因此為了使各噴嘴的壓電元件進(jìn)行動(dòng)作而需要供給足夠的電流。
[0003]因此，在上述的液體噴出裝置中，成為如下的結(jié)構(gòu)，S卩，向頭單元(噴墨式噴頭)供給由放大電路進(jìn)行了放大的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而對(duì)壓電元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。雖然作為放大電路，可列舉出通過(guò)AB級(jí)等而對(duì)放大前的源信號(hào)進(jìn)行電流放大的方式，但是由于能效較差，因此近年來(lái)提出了 D級(jí)放大器(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0004]為了通過(guò)噴墨式噴頭用的D級(jí)放大器來(lái)獲得噴出精度(使輸出波形高精度化)，需要與音頻用的D級(jí)放大器相比在20倍以上的高振蕩頻率(I?8MHz)。然而，由于該高振蕩頻率，具有容易受到各種噪聲的影響的特征。因此，本申請(qǐng)的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在噴墨用的D級(jí)放大器中，為了減少噪聲，在音頻用中探討的重要性較小的IC內(nèi)的部件布局較為重要。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-114711號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于以上這種技術(shù)課題而完成的。根據(jù)本發(fā)明的幾種方式，能夠提供一種可提高液體的噴出精度的液體噴出裝置、頭單元、電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)用集成電路裝置及電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]本發(fā)明是為了解決前述的課題的至少一部分而完成的，并能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。
[0008]應(yīng)用例I
[0009]本應(yīng)用例所涉及的液體噴出裝置具備:低電壓系統(tǒng)電路塊，其包含調(diào)制部，所述調(diào)制部生成對(duì)源信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制而得到的調(diào)制信號(hào)；晶體管，其生成所述調(diào)制信號(hào)被放大而得到的放大調(diào)制信號(hào)；第一高電壓系統(tǒng)電路塊，其接受來(lái)自所述低電壓系統(tǒng)電路塊的信號(hào)并進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作；第二高電壓系統(tǒng)電路塊，其不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作；低通濾波器，其對(duì)所述放大調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；壓電元件，其通過(guò)被施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移；空腔，其內(nèi)部填充有液體，并且內(nèi)部容積通過(guò)所述壓電元件的位移而發(fā)生變化；噴嘴，其與所述空腔連通，并根據(jù)所述空腔的內(nèi)部容積的變化而將所述空腔內(nèi)的所述液體作為液滴而噴出，所述第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在所述低電壓系統(tǒng)電路塊與所述第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間。
[0010]根據(jù)本應(yīng)用例，由于不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在低電壓系統(tǒng)電路塊與進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間，因此能夠抑制因第一高電壓系統(tǒng)電路塊的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的噪聲對(duì)低電壓系統(tǒng)電路塊造成影響的情況。如此，低電壓系統(tǒng)電路塊所包含的調(diào)制部能夠生成精度$父尚的調(diào)制?目號(hào)。因此，由于能夠尚精度地控制被施加于壓電元件上的電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可提高液體的噴出精度的液體噴出裝置。
[0011]應(yīng)用例2
[0012]在上述的液體噴出裝置中，可以采用如下方式，S卩，所述低電壓系統(tǒng)電路塊包含生成所述源信號(hào)的源信號(hào)生成部。
[0013]根據(jù)本應(yīng)用例，低電壓系統(tǒng)電路塊所包含的源信號(hào)生成部能夠生成精度較高的源信號(hào)。因此，由于能夠高精度地控制被施加于壓電元件上的電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可提高液體的噴出精度的液體噴出裝置。
[0014]應(yīng)用例3
[0015]在上述的液體噴出裝置中，可以采用如下方式，S卩，所述第一高電壓系統(tǒng)電路塊包含柵極驅(qū)動(dòng)器和升壓電路中的至少一方，所述柵極驅(qū)動(dòng)器基于所述調(diào)制信號(hào)而生成對(duì)所述晶體管進(jìn)行控制的放大控制信號(hào)。
[0016]根據(jù)本應(yīng)用例，由于第一高電壓系統(tǒng)電路塊所包含的柵極驅(qū)動(dòng)器或升壓電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，因此有可能成為噪聲源。通過(guò)將第二高電壓系統(tǒng)電路塊配置在這些電路與低電壓系統(tǒng)電路塊之間，從而低電壓系統(tǒng)電路塊所包含的調(diào)制部能夠生成精度較高的調(diào)制信號(hào)。因此，由于能夠高精度地控制被施加于壓電元件上的電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可提高液體的噴出精度的液體噴出裝置。
[0017]應(yīng)用例4
[0018]在上述的液體噴出裝置中，可以采用如下方式，S卩，所述升壓電路為電荷栗電路。
[0019]根據(jù)本應(yīng)用例，與使用開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器電路以作為升壓電路的情況相比，能夠抑制噪聲的產(chǎn)生。因此，由于能夠高精度地控制被施加于壓電元件上的電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可提高液體的噴出精度的液體噴出裝置。
[0020]應(yīng)用例5
[0021]在上述的液體噴出裝置中，可以采用如下方式，S卩，所述第二高電壓系統(tǒng)電路塊包含第一電源部，所述第一電源部向所述壓電元件的與被施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的端子不同的端子施加恒定電壓信號(hào)。
[0022]根據(jù)本應(yīng)用例，由于第二高電壓系統(tǒng)電路塊包含電位穩(wěn)定的第一電源部，從而能夠提高噪聲的屏蔽效果。因此，由于能夠高精度地控制被施加于壓電元件上的電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可提高液體的噴出精度的液體噴出裝置。
[0023]應(yīng)用例6
[0024]在上述的液體噴出裝置中，可以采用如下方式，S卩，所述低電壓系統(tǒng)電路塊包含第二電源部，所述第二電源部向所述第一高電壓系統(tǒng)電路塊以及所述第二高電壓系統(tǒng)電路塊中的至少一方進(jìn)行電源供給。
[0025]根據(jù)本應(yīng)用例，低電壓系統(tǒng)電路塊所包含的第二電源部能夠生成精度較高的電源電壓。因此，由于能夠高精度地控制被施加于壓電元件上的電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可提高液體的噴出精度的液體噴出裝置。
[0026]應(yīng)用例7
[0027]在上述的液體噴出裝置中，可以采用如下方式，S卩，所述調(diào)制信號(hào)的振蕩頻率在IMHz以上且8MHz以下。
[0028]在上述的液體噴出裝置中，對(duì)放大調(diào)制信號(hào)進(jìn)行平滑化并生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且通過(guò)施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)而使壓電元件進(jìn)行位移，從而從噴嘴噴出液體。在此，如果對(duì)用于使液體噴出裝置噴出例如小點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形進(jìn)行頻譜分析，則可判斷出包含有50kHz以上的頻率成分。為了生成這種包含50kHz以上的頻率成分的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，需要將調(diào)制信號(hào)的頻率(自激振蕩的頻率)設(shè)為IMHz以上。
[0029]如果將該頻率設(shè)為低于1MHz，則再現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的沿將會(huì)鈍化而變得圓滑。換言之，角消失而使波形鈍化。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形鈍化時(shí)，根據(jù)波形的上升沿、下降沿而進(jìn)行動(dòng)作的壓電元件的位移將會(huì)變得緩慢，從而產(chǎn)生噴出時(shí)的托尾或噴出不良等，由此使印刷的品質(zhì)下降。
[0030]另一方面，如果將自激振蕩的頻率設(shè)為高于8MHz，則驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的分辨率會(huì)提高。但是，由于晶體管的開(kāi)關(guān)頻率上升，從而開(kāi)關(guān)損耗將會(huì)變大，由此與AB級(jí)放大器等的線性放大相比具有優(yōu)越性的省電性、低發(fā)熱性將會(huì)受損。
[0031]因此，在上述的液體噴出裝置中，調(diào)制信號(hào)的頻率優(yōu)選在IMHz以上且8MHz以下。
[0032]應(yīng)用例8
[0033]本應(yīng)用例所涉及的頭單元具備:低電壓系統(tǒng)電路塊，其包含調(diào)制部，所述調(diào)制部生成對(duì)源信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制而得到的調(diào)制信號(hào)；晶體管，其生成所述調(diào)制信號(hào)被放大而得到的放大調(diào)制信號(hào)；第一高電壓系統(tǒng)電路塊，其接受來(lái)自所述低電壓系統(tǒng)電路塊的信號(hào)并進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作；第二高電壓系統(tǒng)電路塊，其不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作；低通濾波器，其對(duì)所述放大調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；壓電元件，其通過(guò)被施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移；空腔，其內(nèi)部填充有液體，并且內(nèi)部容積通過(guò)所述壓電元件的位移而發(fā)生變化；噴嘴，其與所述空腔連通，并根據(jù)所述空腔的內(nèi)部容積的變化而將所述空腔內(nèi)的所述液體作為液滴而噴出，所述第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在所述低電壓系統(tǒng)電路塊與所述第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間。
[0034]根據(jù)本應(yīng)用例，由于不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在低電壓系統(tǒng)電路塊與進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間，因此能夠抑制因第一高電壓系統(tǒng)電路塊的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的噪聲對(duì)低電壓系統(tǒng)電路塊造成影響的情況。由此，低電壓系統(tǒng)電路塊所包含的調(diào)制部能夠生成精度$父尚的調(diào)制?目號(hào)。因此，由于能夠尚精度地控制被施加于壓電元件上的電壓，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可提高液體的噴出精度的頭單元。
[0035]應(yīng)用例9
[0036]本應(yīng)用例所涉及的電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)用集成電路裝置具備:低電壓系統(tǒng)電路塊，其包含調(diào)制部，所述調(diào)制部生成對(duì)源信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制而得到的調(diào)制信號(hào)；第一高電壓系統(tǒng)電路塊，其接受來(lái)自所述低電壓系統(tǒng)電路塊的信號(hào)并進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作；第二高電壓系統(tǒng)電路塊，其不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，所述第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在所述低電壓系統(tǒng)電路塊與所述第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間。
[0037]根據(jù)本應(yīng)用例，由于不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在低電壓系統(tǒng)電路塊與進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間，因此能夠抑制因第一高電壓系統(tǒng)電路塊的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的噪聲對(duì)低電壓系統(tǒng)電路塊造成影響的情況。由此，低電壓系統(tǒng)電路塊所包含的調(diào)制部能夠生成精度較高的調(diào)制信號(hào)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)可高精度地控制被施加于電容性負(fù)載上的電壓的電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)用集成電路裝置。
[0038]應(yīng)用例10
[0039]本應(yīng)用例所涉及的電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路具備:低電壓系統(tǒng)電路塊，其包含調(diào)制部，所述調(diào)制部生成對(duì)源信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制而得到的調(diào)制信號(hào)；晶體管，其生成所述調(diào)制信號(hào)被放大而得到的放大調(diào)制信號(hào)；第一高電壓系統(tǒng)電路塊，其接受來(lái)自所述低電壓系統(tǒng)電路塊的信號(hào)并進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作；第二高電壓系統(tǒng)電路塊，其不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作；低通濾波器，其對(duì)所述放大調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；電容性負(fù)載，其被施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在所述低電壓系統(tǒng)電路塊與所述第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間。
[0040]根據(jù)本應(yīng)用例，由于不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第二高電壓系統(tǒng)電路塊被配置在低電壓系統(tǒng)電路塊與進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第一高電壓系統(tǒng)電路塊之間，因此能夠抑制因第一高電壓系統(tǒng)電路塊的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的噪聲對(duì)低電壓系統(tǒng)電路塊造成影響的情況。由此，低電壓系統(tǒng)電路塊所包含的調(diào)制部能夠生成精度較高的調(diào)制信號(hào)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)可高精度地控制被施加于電容性負(fù)載上的電壓的電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1為表示液體噴出裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。
[0042]圖2為表示液體噴出裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0043]圖3為表示頭單元中的噴出部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0044]圖4為表示頭單元中的噴嘴排列的圖。
[0045]圖5為用于對(duì)頭單元中的選擇控制部的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0046]圖6為表示頭單元中的選擇控制部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0047]圖7為表示頭單元中的解碼器的解碼內(nèi)容的圖。
[0048]圖8為表示頭單元中的選擇