CN103722883A - 液体喷出装置以及液体喷出方法 - Google Patents

Abstract

液体喷出装置具备基础驱动信号生成部，其生成基础驱动信号；信号调制部，其对基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号；信号放大部，其使用开关元件对调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号；信号转换部，其将调制驱动信号转换为驱动信号；以及打印头，其包括根据驱动信号而变形的压电元件、随着压电元件的变形而膨胀以及收缩的周期Tc的亥姆霍兹共振频率的压力室、和与压力室连通的喷嘴开口部。驱动信号包括使压力室以Tc以下的时间膨胀的第1区间、将膨胀状态保持Tc的1／2以下的时间的第2区间、使压力室收缩的第3区间。调制驱动信号所包含的交流成分的周期是第1区间的长度、第2区间的长度、以及第3区间的长度的公约数。

Description

液体喷出装置以及液体喷出方法

技术领域

本发明涉及液体喷出装置以及液体喷出方法。

背景技术

将墨从设在打印头的多个喷嘴喷出到打印介质上来记录图像、文件的喷墨打印机被广泛普及。在这样的喷墨打印机中，例如与打印头的各喷嘴对应地设置的压电元件按照驱动信号被驱动，从而在规定的时刻从喷嘴喷出规定量的墨。

例如，通过脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）方式或脉冲密度调制（Pulse Density Modulation，PDM）方式、脉冲振幅调制（Pulse Density Modulation，PAM）等对模拟基础驱动信号进行脉冲调制来生成数字调制基础驱动信号，再对调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号，并对调制驱动信号进行平滑化来转换为模拟信号的驱动信号，从而生成上述驱动信号（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开2010－114711号公报

在上述的以往的喷墨打印机中，调制驱动信号中包括起因于脉冲调制的交流成分，所以存在因该交流成分而墨喷出稳定性降低的情况，并在消耗电力的抑制这一点有提高的余地。另外，在以往的喷墨打印机中，在使用了驱动信号的打印头的驱动时，存在因弯液面（meniscus）的恢复而产生墨滴（称为“卫星液滴”），画质降低的情况。

此外，这样的课题并不局限于喷墨打印机，是根据驱动信号来喷出液体的液体喷出装置共同的课题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下方式实现。

（1）根据本发明的一种方式，提供一种液体喷出装置。该液体喷出装置具备基础驱动信号生成部，其生成基础驱动信号；信号调制部，其对上述基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号；信号放大部，其使用开关元件对上述调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号；信号转换部，其将上述调制驱动信号转换为驱动信号；以及打印头，其包括根据上述驱动信号而变形的压电元件、随着上述压电元件的变形而膨胀以及收缩的具有周期Tc的亥姆霍兹共振频率的压力室、和与上述压力室连通的喷出液体的喷嘴开口部。上述驱动信号包括使上述压力室以上述Tc以下的时间膨胀的第1区间、对使上述压力室膨胀的状态保持上述Tc的1／2以下的时间的第2区间、以及使处于膨胀状态的上述压力室收缩的第3区间。上述调制驱动信号所包含的交流成分的周期是上述第1区间的长度、上述第2区间的长度、以及上述第3区间的长度的公约数。根据该方式的液体喷出装置，能够抑制由于区间的切换点因调制驱动信号所包含的交流成分变得不清楚、而驱动信号的波形再现性降低、墨的喷出稳定性降低，并且能够防止卫星液滴的喷出。

（2）在上述方式的液体喷出装置中也可以是，上述第3区间的长度在上述Tc以上，或者，实质上与上述Tc相同。根据该方式的液体喷出装置，能够抑制弯液面的振荡，更有效地防止卫星液滴的喷出。

（3）在上述方式的液体喷出装置中也可以是，上述第1区间的长度在上述Tc的1／2以下。根据该方式的液体喷出装置，即使在喷出比较小的直径的液滴的情况下，也能够防止卫星液滴的喷出。

（4）在上述方式的液体喷出装置中也可以是，上述调制驱动信号所包含的交流成分的周期比上述开关元件的接通延迟时间和关断延迟时间的合计时间长。根据该方式的液体喷出装置，能够抑制转换损耗所引起的电力消耗量的增大。

（5）在上述方式的液体喷出装置中也可以是，上述信号调制部通过将上述基础驱动信号和由重复单一波形的三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，生成上述调制基础驱动信号，且上述调制驱动信号所包含的交流成分的周期与上述比较信号的周期相等。根据该方式的液体喷出装置，使用通过将基础驱动信号与由重复单一的波形的三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器来生成调制基础驱动信号的信号调制部的情况下，能够抑制驱动信号的波形再现性降低、墨的喷出稳定性降低，并且能够防止卫星液滴的喷出。

（6）在上述方式的液体喷出装置中也可以是，上述信号调制部通过将上述基础驱动信号和频率根据上述基础驱动信号的电压变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器来生成上述调制基础驱动信号，且上述调制驱动信号包含多个频率的交流成分，上述调制驱动信号所包含的交流成分的频率中包含最多的交流成分的频率的周期是上述第1区间的长度、上述第2区间的长度、以及上述第3区间的长度的公约数。根据该方式的液体喷出装置，使用通过将基础驱动信号和频率根据基础驱动信号的电压变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器来生成调制基础驱动信号的信号调制部的情况下，能够抑制驱动信号的波形再现性降低、墨的喷出稳定性降低，并且能够防止卫星液滴的喷出。

此外，本发明能够以各种方式实现，例如，能够以液体喷出装置、液体喷出方法、液体喷出装置的控制方法、以及液体喷出装置用驱动电路等方式实现。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的打印装置100的概略构成的说明图。

图2是表示使用于打印头140的各种信号的一个例子的说明图。

图3是表示打印头140的开关控制器160的构成的说明图。

图4是表示打印装置100中的用于生成驱动信号COM的构成的说明图。

图5是表示信号调制电路82的构成的一个例子的说明图。

图6是表示使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a的构成的一个例子的说明图。

图7是表示使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a的振荡频率的说明图。

具体实施方式

A.实施方式：

图1是表示本发明的实施方式的打印装置100的概略构成的说明图。本实施方式的打印装置100是通过喷出液体墨在打印介质上形成墨点群，由此，打印与从主机200供给的图像数据对应的图像（包括文字、图形等）的喷墨打印机。

打印装置100具备打印头140、和经由挠性扁平电缆139与打印头140连接的控制单元110。控制单元110具有：主机接口（IF）112，其用于从主机200输入图像数据等；主控制部120，其基于经由主机接口112输入的图像数据执行用于图像的打印的规定运算处理；送纸马达驱动器114，其驱动控制用于打印介质的输送的送纸马达172；打印头驱动器116，其驱动控制打印头140；以及主接口（IF）119，其分别将各驱动器114、116和送纸马达172、打印头140连接起来。打印头驱动器116包括主侧驱动电路80。

主控制部120包括执行各种运算处理的CPU122、暂时储存展开程序、数据的RAM124、以及储存CPU122执行的程序等的ROM126。主控制部120的各种功能通过CPU122将储存在ROM126中的程序读出到RAM124上并执行来实现。此外，主控制部120也可以具备电气电路，主控制部120的功能的至少一部分也可以通过主控制部120具备的电气电路基于其电路构成进行动作来实现。

主控制部120若经由主机接口112从主机200获取图像数据，则基于图像数据进行图像展开处理、颜色转换处理、墨分色处理、半色调处理等用于打印执行的运算处理，从而生成规定从打印头140的哪个喷嘴喷出墨，或者，喷出何种程度的量的墨的喷嘴选择数据（驱动信号选择数据），并基于驱动信号选择数据等向各驱动器114、116输出控制信号。此外，主控制部120执行的用于打印执行的各运算处理的内容在打印装置的技术领域是公知事项，所以这里省略说明。各驱动器114、116分别输出用于控制送纸马达172、打印头140的动作的信号。例如，打印头驱动器116对打印头140供给后述的基准时钟信号SCK、闩锁信号LAT、驱动信号选择信号SI＆SP、以及信道信号CH。

在打印头140中从未图示的一个或者多个墨容器供给一种颜色或者多种颜色的墨。打印头140具有打印头接口（IF）142、打印头侧驱动电路90、开关控制器160、以及喷出部150。打印头侧驱动电路90以及开关控制器160基于经由打印头接口142从控制单元110输入的各种信号进行动作。喷出部150具有喷出墨的多个喷嘴开口部152、和与多个喷嘴开口部152对应设置的多个压电元件156。在本实施方式中，使用压电元件作为压电元件156。喷嘴开口部152与供给墨的压力室154连通。压电元件156按照经由打印头侧驱动电路90以及开关控制器160供给的驱动信号COM（后述）变形，从而使压力室154膨胀或者收缩。若压力室154膨胀或者收缩而压力室154内产生压力变化，则因该压力变化而从对应的喷嘴开口部152喷出墨。通过调整使用于压电元件156的驱动的驱动信号COM的峰值、电压增减梯度，能够调整墨的喷出量（即形成的点的大小）。

这里，若将起因于压力室154的墨的压缩性的流体柔量设为Ci，将形成压力室154的材料本身（例如，弹性板、喷嘴板）的刚性柔量设为Cv，将喷嘴开口部152的惯性设为Mn，将向压力室154供给墨的墨供给口的惯性设为Ms，则压力室154的亥姆霍兹共振频率f以下式表示。

f＝1／2π×√｛（Mn＋Ms）／（Mn×Ms）（Ci＋Cv）｝

另外，若将弯液面（meniscus）的柔量设为Cn，则弯液面的固有振动周期Tm以下式表示。

Tm＝2π×√｛（Mn＋Ms）Cn｝

另外，若将压力室154的体积设为V，将墨的密度设为ρ，将墨中的音速设为c，则流体柔量Ci以下式表示。

Ci＝V／ρc²

并且压力室154的刚性柔量Cv与向压力室154施加单位压力时的压力室154的静态变形率一致。

因压电元件156的伸长以及收缩而在弯液面所产生的振动的周期Tc实质上与用亥姆霍兹共振频率f的倒数所获得的周期相同。如果列举具体例，则流体柔量Ci为5×10^-21m⁵N^-1、刚性柔量Cv为5×10^-21m⁵N^-1、喷嘴开口部152的惯性Mn为1×10⁸kgm^-4、墨供给口的惯性Ms为1×10⁸kgm^-4时的亥姆霍兹共振频率f为225kHz，周期Tc为4.4μs。

图2是表示使用于打印头140的各种信号的一个例子的说明图。图2（a）示出驱动信号COM、闩锁信号LAT、信道信号CH、以及驱动信号选择信号SI＆SP的一个例子。驱动信号COM是用于驱动设在打印头140的喷出部150中的压电元件156的信号。驱动信号COM是作为驱动压电元件156的驱动信号的最小单位（单位驱动信号）的驱动脉冲PCOM（驱动脉冲PCOM1～PCOM4）在时间序列上连续的信号。驱动信号COM的各周期Tcom内所包含的驱动脉冲PCOM1、PCOM2、PCOM3以及PCOM4四个驱动脉冲PCOM的组与一个像素（打印像素）对应。

图2（b）放大表示驱动脉冲PCOM2的一个例子。驱动脉冲PCOM2包括第1区间的信号即膨胀要素E1、继第1区间的第2区间的信号即膨胀保持要素E2、和继第2区间的第3区间的信号即喷出要素E3。驱动脉冲PCOM3以及PCOM4也相同。各驱动脉冲PCOM的膨胀要素E1是用于使电位从相当于压电元件156的稳态的中间电位Vm上升到膨胀电位（最大电压）Vh来使压电元件156变形从而使压力室154的体积膨胀，导入墨（如果以墨的喷出面考虑，也可以说导入弯液面）的部分。膨胀保持要素E2是保持膨胀电位Vh来维持压力室154的膨胀状态的部分。喷出要素E3是用于使电位从膨胀电位Vh下降到中间电位Vm来使压电元件156变形从而使压力室154的体积收缩，导出墨（如果以墨的喷出面考虑，也可以说导出弯液面）的部分。另外，图2（b）中除了本实施方式的驱动脉冲PCOM2以外，也示出了调制基础驱动信号MS以及比较例的驱动脉冲（PCOM2），但这些后述。压电元件156按照各驱动脉冲PCOM的各要素依次转换稳态、使压力室154的体积膨胀的膨胀状态、保持膨胀的压力室154的体积的膨胀保持状态、以及使压力室154的体积收缩的收缩状态。通过从驱动脉冲PCOM2、PCOM3以及PCOM4中选择一个或者多个驱动脉冲PCOM供给给压电元件156，能够形成各种大小的墨点。此外，在本实施方式中，驱动信号COM包括被称为微振动的驱动脉冲PCOM1。驱动脉冲PCOM1用于仅导入墨而不进行导出的情况，例如抑制喷嘴开口部152的增粘的情况。另外，如后述那样，驱动信号COM是通过对基础驱动信号WCOM进行放大而生成的，基础驱动信号WCOM的信号波形也与图2（a）所示的驱动信号COM的波形相同。

驱动信号选择信号SI＆SP是选择喷出墨的喷嘴开口部152，并且决定使压电元件156与驱动信号COM连接的时刻的信号。闩锁信号LAT以及信道信号CH是在被输入全部的喷嘴开口部152的喷嘴选择数据之后，基于驱动信号选择信号SI＆SP来使驱动信号COM与打印头140的压电元件156连接起来的信号。如图2（a）所示，闩锁信号LAT以及信道信号CH是与驱动信号COM同步的信号。即，闩锁信号LAT是与驱动信号COM的开始时刻对应而成为高电平的信号，信道信号CH是与构成驱动信号COM的各驱动脉冲PCOM的开始时刻对应而成为高电平的信号。根据闩锁信号LAT开始一系列的驱动信号COM的输出，根据信道信号CH输出各驱动脉冲PCOM。另外，基准时钟信号SCK是用于将驱动信号选择信号SI＆SP作为串行信号发送给打印头140的信号。即，基准时钟信号SCK是使用于从打印头140的喷嘴开口部152喷出墨的时刻的决定的信号。

图3是表示打印头140的开关控制器160（图1）的构成的说明图。开关控制器160有选择地将驱动信号COM供给给压电元件156。开关控制器160具有保存驱动信号选择信号SI＆SP的移位寄存器162、暂时保存移位寄存器162的数据的闩锁电路164、对闩锁电路164的输出进行电平转换并供给给选择开关168的电平转换器166、以及将驱动信号COM与压电元件156连接的选择开关168。

在移位寄存器162中，依次输入驱动信号选择信号SI＆SP，且根据基准时钟信号SCK的输入脉冲存储的区域依次向后级移位。闩锁电路164在与喷嘴数量对应的驱动信号选择信号SI＆SP被储存到移位寄存器162之后，按照输入的闩锁信号LAT来对移位寄存器162的各输出信号闩锁。保存在闩锁电路164中的信号通过电平转换器166转换为能够切换下一级的选择开关168（开/关）的电压电平。与通过电平转换器166的输出信号闭合（成为连接状态）的选择开关168对应的压电元件156在驱动信号选择信号SI＆SP的连接时刻与驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）连接。由此，压电元件156变形，并从喷嘴喷出与驱动信号COM对应的量的墨。另外，在输入至移位寄存器162的驱动信号选择信号SI＆SP被闩锁在闩锁电路164之后，下一个驱动信号选择信号SI＆SP被输入至移位寄存器162，与墨的喷出时刻配合地依次更新闩锁电路164的保存数据。根据该选择开关168，即使将压电元件156与驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）分开后，该压电元件156的输入电压也被维持为分开之前的电压。此外，图3中的附图标记HGND是压电元件156的接地端。

图4是表示打印装置100中的用于生成驱动信号COM的构成的说明图。在图4中，适当地省略打印装置100的构成内与驱动信号COM的生成无直接关系的构成的图示。在本实施方式中，驱动信号COM由控制单元110的主侧驱动电路80和打印头140的打印头侧驱动电路90生成。主侧驱动电路80包括基础驱动信号生成电路81、信号调制电路82、以及信号放大电路83。另外，打印头侧驱动电路90包括信号转换电路91。

基础驱动信号生成电路81是生成成为上述的驱动信号COM的基础的作为模拟信号的基础驱动信号WCOM的电路。基础驱动信号生成电路81例如，如日本特开2011－207234号公报所记载的那样，构成为包括波形存储器，其将从主控制部120输入的波形形成用数据存储于与规定的地址对应的存储元件；第1闩锁电路，其根据第1时钟信号对从波形存储器读出的波形形成用数据进行闩锁；加法器，其对第1闩锁电路的输出与从后述的第2闩锁电路输出的波形生成数据W进行相加；第2闩锁电路，其根据第2时钟信号对加法器的相加输出进行闩锁；以及D／A转换器，其将从第2闩锁电路输出的波形生成数据转换为作为模拟信号的基础驱动信号WCOM。

信号调制电路82是从基础驱动信号生成电路81接受基础驱动信号WCOM，并进行针对基础驱动信号WCOM的脉冲调制来生成作为数字信号的调制基础驱动信号MS的电路。在本实施方式中，作为信号调制电路82的调制方式，使用脉冲宽度调制（PWM）。图5是表示信号调制电路82的构成的一个例子的说明图。如图5（a）所示，信号调制电路82包括输出由以规定的频率重复单一波形的三角波（或者锯齿波）构成的比较信号的比较信号生成电路51、和比较基础驱动信号WCOM与比较信号的电压比较器52。图5（b）示出比较信号生成电路51的构成的一个例子。根据该信号调制电路82，生成基础驱动信号WCOM在比较信号以上时成为高电平、基础驱动信号WCOM未满比较信号时成为低电平的调制基础驱动信号MS。

信号放大电路83是从信号调制电路82接受调制基础驱动信号MS，并对调制基础驱动信号MS进行电力放大来生成调制驱动信号MAS的电路（所谓的D级放大器）。信号放大电路83包括由实质上用于对电力进行放大的两个开关元件（高压侧开关元件Q1以及低压侧开关元件Q2）构成的半桥输出级85、和基于来自信号调制电路82的调制基础驱动信号MS来调整开关元件Q1以及Q2的栅极－源极间信号GH以及GL的栅极驱动电路84。在信号放大电路83中，调制基础驱动信号MS为高电平时，高压侧开关元件Q1因栅极－源极间信号GH变为高电平而成为接通状态，低压侧开关元件Q2因栅极－源极间信号GL变为低电平而成为断开状态，其结果，半桥输出级85的输出成为供给电压VDD。另一方面，调制基础驱动信号MS为低电平时，高压侧开关元件Q1因栅极－源极间信号GH变为低电平而成为断开状态，低压侧开关元件Q2因栅极－源极间信号GL变为高电平而成为接通状态，其结果，半桥输出级85的输出成为0。这样，在信号放大电路83中，通过基于调制基础驱动信号MS的高压侧开关元件Q1以及低压侧开关元件Q2的转换动作进行电力放大，生成调制驱动信号MAS。

信号转换电路91是从信号放大电路83接受调制驱动信号MAS，并对调制驱动信号MAS进行平滑化来生成作为模拟信号的驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）的电路（所谓的平滑滤波器）。在本实施方式中，作为信号转换电路91，采用使用了电容器C和线圈L的组合的低通滤波器（低频通过滤波器）。信号转换电路91使信号调制电路82所产生的调制频率成分衰减，输出上述那样的波形特性的驱动信号COM。由信号转换电路91生成的驱动信号COM经由开关控制器160的选择开关168供给给喷出部150的压电元件156。

这里，从信号放大电路83输出的调制驱动信号MAS包含来自信号调制电路82的脉冲调制的交流成分（也称为波纹电压噪声）。在本实施方式中，使用脉冲宽度调制（PWM）作为信号调制电路82的调制方式，所以调制驱动信号MAS所包含的交流成分的频率与从比较信号生成电路51输出的比较信号的频率相等。换句话说，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期与从比较信号生成电路51输出的比较信号的周期（图2（b）的周期Tp）相等。

在本实施方式中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期（Tp）是图2（b）所示的驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）中的第1区间（膨胀要素E1）的长度、第2区间（膨胀保持要素E2）的长度、以及第3区间（喷出要素E3）的长度的公约数。即，第1区间的长度、第2区间的长度和第3区间的长度的任意一个均为调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期（Tp）的整数倍。在本实施方式中，对基础驱动信号WCOM的波形与从比较信号生成电路51输出的比较信号的周期的至少一方进行调整，以使调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期（Tp）成为第1区间的长度、第2区间的长度和第3区间的长度的公约数。

驱动信号COM取决于信号调制电路82的调制频率，即、从驱动信号COM的某个区间向其它的区间的切换时刻被限定于调制驱动信号MAS所包含的交流成分的各周期的任意一个的切换时刻。因此，如图2（b）所示的比较例的驱动脉冲（PCOM2），调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期（Tp）不是驱动信号COM的第1区间的长度、第2区间的长度和第3区间的长度的任意一个的约数的情况下，存在区间（要素）的切换点因调制驱动信号MAS所包含的交流成分而变得不清楚，驱动信号COM的波形再现性降低、墨的喷出稳定性降低的情况。在本实施方式中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期成为第1区间的长度、第2区间的长度和第3区间的长度的公约数，所以能够抑制驱动信号COM的波形再现性降低、墨的喷出稳定性降低。

另外，在本实施方式中，使驱动信号COM（驱动脉冲PCOM）的第1区间（膨胀要素E1）的长度在与压力室154的亥姆霍兹共振频率f对应的周期Tc以下，使第2区间（膨胀保持要素E2）的长度在周期Tc的1／2以下。

若使驱动信号COM的第1区间（膨胀要素E1）的长度在周期Tc以下，换句话说，若快速导入弯液面，则在弯液面上产生周期Tc的振动。该Tc振动以附随周期Tm的弯液面固有振动的方式进行振动，所以有可能因Tm振动接近喷嘴开口部152的Tc振动峰值，从喷嘴开口部152较大地***的弯液面分离，作为速度非常慢的卫星液滴被喷出。该卫星液滴不仅速度慢，而且相对于瞄准的喷出时刻延迟地喷出，所以大大地降低打字质量，所以希望不喷出。在本实施方式中，通过使驱动信号COM的第2区间（膨胀保持要素E2）的长度在周期Tc的1／2以下，如以下所说明的，防止该卫星液滴的喷出。

如日本特开平9－226106号公报所记载的，若使驱动信号COM的第2区间（膨胀保持要素E2）的长度在周期Tc的1／2以下，则墨速度比所希望的墨速度快。在本实施方式中，通过使第2区间（膨胀保持要素E2）的长度在周期Tc的1／2以下，即使降低施加给压电元件156的电压也能够实现所希望的墨速度，能够将弯液面的残留振动抑制到所需要的最小限度，防止卫星液滴的喷出。

另外，对于本实施方式的喷出方法的墨飞行方式来说，卫星液滴（球状的墨滴从弯液面分离时产生的雾状的墨滴）的尾巴（卫星液滴的棒状的飞行）较短，所以在打印介质着落的墨滴的形状接近于圆形，打字质量提高。这是因为通过收缩压力室154而向墨滴施加导出方向的力，卫星液滴也被加速而速度提高。另外，在本实施方式的液滴喷出方法中，喷出后的弯液面残留振动较小，所以弯液面的衰减以短时间完成，在喷出下一个墨滴的时刻的弯液面能够一直保持为恒定的状态，能够防止因弯液面的偏差而引起的墨飞行方向弯曲。

另外，在本实施方式中，优选使驱动信号COM的第3区间（喷出要素E3）的长度在周期Tc以上，或者，实质上与周期Tc相同。这样做的话，能够抑制弯液面的振荡，进一步有效地防止卫星液滴的喷出。

另外，在本实施方式中，优选使驱动信号COM的第1区间（膨胀要素E1）的长度在周期Tc的1／2以下。这样做的话，在喷出比较小的直径的墨滴的情况下，也能够防止卫星液滴的喷出。

另外，在本实施方式中，优选调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期比信号放大电路83的开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。此外，开关元件Q1、Q2的接通延迟时间以及关断延迟时间根据使用的开关元件的种类（产品编号）而唯一地决定。若信号放大电路83的开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长，则开关损耗增大。特别是，例如若为了实现高速高画质打印，在打印头140设置较多的喷嘴开口部152，则压电元件156的个数也增多，所以打印头140的总静电电容增大，打印头140的驱动所需要的电流量也增大，开关损耗容易增大。若使调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期比开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长（即，若使开关元件Q1、Q2的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间比调制驱动信号MAS所包含的交流成分的周期短），则能够抑制因开关损耗而引起的电力消耗量的增大。

B.变形例：

此外，该发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内在各种方式下实施，例如也能够如以下那样进行变形。

上述实施方式中的打印装置100的构成仅是一个例子，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，使用脉冲宽度调制（PWM）作为信号调制电路82的调制方式，但也可以取而代之，使用脉冲密度调制（PDM）。图6是表示使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a的构成的一个例子的说明图。如图6（a）所示，信号调制电路82a通过将基础驱动信号WCOM、和频率根据基础驱动信号WCOM的电压变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入电压比较器，生成调制基础驱动信号MS。一般来说，使用具备如下部件的所谓ΔΣ调制电路来执行脉冲密度调制，即、具备比较输入信号与规定值并在输入信号在规定值以上时输出成为高电平的信号的比较器、计算比较器的输入信号与输出信号的误差的减法器、使误差延迟的延迟器、以及在原信号加上或者减去延迟的误差的加减法器。然而，在如图6所示的例子中，使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a不具有延迟器。作为信号转换电路91构成的低通滤波器若改变表达则也为延迟器，所以如图6作为VFB所示，代替延迟器而使用LC低通滤波器输出（COM）作为延迟信号。另外，在图6所示的变形例中，追加了强调高频成分的电路（高通滤波器（HP－F）以及高频升压（G））、和反馈高频成分的电路（以“IFB”表示）。即，在该例子中，信号调制电路82a将被信号放大电路83放大后的调制信号作为反馈信号接受，并修正生成的调制基础驱动信号MS。此外，信号调制电路82a也可以构成为使用包括使用了ΔΣ调制电路的电路、能够进行脉冲密度调制的其他电路。

在使用了脉冲密度调制的信号调制电路82a中，如图7所示，振荡频率根据基础驱动信号WCOM的电压电平（脉冲占空比）而变动。具体而言，信号调制电路82a的振荡频率在基础驱动信号WCOM的电压电平为中间值的情况下成为最高，随着基础驱动信号WCOM的电压电平从中间值变大或者变小而降低。即，信号调制电路82a的振荡特性是基础驱动信号WCOM的电压电平在规定的电平Lt以下的范围内随着基础驱动信号WCOM的电压电平增加，振荡频率增加，且基础驱动信号WCOM的电压电平在规定的电平Lt以上的范围随着基础驱动信号WCOM的电压电平增加，振荡频率减少的特性。

在图6所示的变形例中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的频率与信号调制电路82a的振荡频率相当，所以调制驱动信号MAS包含多个频率的交流成分。在图6所示的变形例中，调制驱动信号MAS所包含的交流成分的频率中，包含最多的交流成分的频率的周期成为驱动信号COM的第1区间（膨胀要素E1）的长度、第2区间（膨胀保持要素E2）的长度、以及第3区间（喷出要素E3）的长度的公约数。因此，在图6所示的变形例中，与上述实施方式相同，能够抑制区间（要素）的切换点因调制驱动信号MAS所包含的交流成分而不清楚、驱动信号COM的波形再现性降低、墨的喷出稳定性降低。

另外，在上述实施方式中所例示的各种信号仅是一个例子，能够进行各种变更。例如，在上述实施方式中，驱动信号COM的各驱动脉冲PCOM由第1区间的膨胀要素E1、第2区间的膨胀保持要素E2和第3区间的喷出要素E3三个要素构成，但各驱动脉冲PCOM除了这三个要素还可以包含其他的要素。另外，在上述实施方式中，驱动信号COM是由多个梯形形状的波形构成的信号，但驱动信号COM可以是由多个矩形形状的波形构成的信号，也可以是包含曲线状的波形的信号。

另外，在上述实施方式中，信号放大电路83配置在控制单元110的主侧驱动电路80内，但信号放大电路83也可以配置在打印头140的打印头侧驱动电路90内。另外，在上述实施方式中，信号转换电路91配置在打印头140的打印头侧驱动电路90内，但信号转换电路91也可以配置在连结控制单元110与打印头140的挠性扁平电缆139上。

另外，在上述实施方式中，打印装置100从主机200接收图像数据进行打印处理，但代替此，打印装置100也可以例如基于从存储卡获取的图像数据、经由规定的接口从数字照相机获取的图像数据、通过扫描仪获取的图像数据等进行打印处理。另外，在上述实施方式中，接收了图像数据的打印装置100的主控制部120进行图像展开处理、颜色转换处理、墨分色处理、半色调处理等用于打印执行的运算处理，但这些运算处理也可以通过主机200来执行。该情况下，打印装置100接收通过主机200的运算处理而生成的打印指令，并执行按照打印指令的打印处理。另外，本发明能够应用于打印时安装打印头140的滑架往复移动的串行打印机，也能够应用于不伴有那样的往复移动的行式打印机。另外，本发明能够应用于墨容器与滑架一起往复移动的滑架装载（On-carriage）方式的打印机，也能够应用于安装墨容器的支架设于与滑架不同的位置，经由挠性软管等从墨容器向打印头140供给墨的非滑架装载（Off-carriage）方式的打印机。另外，本发明也能够应用于使用墨以外的液体（包括功能材料的粒子被分散的液状体、凝胶体等流状体）在打印介质上形成图像的打印装置。

另外，在上述实施方式中，可以将通过硬件实现的构成的一部分置换为软件，相反，也可以将通过软件实现的构成的一部分置换为硬件。另外，本发明的功能的一部分或者全部由软件实现的情况下，其软件（计算机程序）能够以储存在计算机能够读取的记录介质的形式进行提供。在该发明中，所谓的“计算机能够读取的记录介质”并不局限于软盘、CD－ROM这样的便携式记录介质，也包括各种RAM、ROM等计算机内的内部存储装置、硬盘等固定于计算机的外部存储装置。

附图标记说明

51…比较信号生成电路；52…电压比较器；80…主侧驱动电路；81…基础驱动信号生成电路；82…信号调制电路；83…信号放大电路；84…栅极驱动电路；85…半桥输出级；90…打印头侧驱动电路；91…信号转换电路；100…打印装置；110…控制单元；112…主机接口；114…送纸马达驱动器；116…打印头驱动器；120…主控制部；122…CPU；124…RAM；126…ROM；139…挠性扁平电缆；140…打印头；142…打印头接口；150…喷出部；152…喷嘴开口部；154…压力室；156…压电元件；160…开关控制器；162…移位寄存器；164…闩锁电路；166…电平转换器；168…选择开关；172…送纸马达；200…主机。

Claims (7)

1.一种液体喷出装置，其特征在于，具备：

基础驱动信号生成部，其生成基础驱动信号；

信号调制部，其对所述基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号；

信号放大部，其使用开关元件对所述调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号；

信号转换部，其将所述调制驱动信号转换为驱动信号；以及

打印头，其包括根据所述驱动信号而变形的压电元件、随着所述压电元件的变形而膨胀以及收缩的具有周期Tc的亥姆霍兹共振频率的压力室、和与所述压力室连通的喷出液体的喷嘴开口部，

其中，所述驱动信号包括使所述压力室以所述Tc以下的时间膨胀的第1区间、对使所述压力室膨胀的状态保持所述Tc的1／2以下的时间的第2区间、以及使处于膨胀状态的所述压力室收缩的第3区间，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的周期是所述第1区间的长度、所述第2区间的长度、以及所述第3区间的长度的公约数。

2.根据权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述第3区间的长度在所述Tc以上，或者，实质上与所述Tc相同。

3.根据权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述第1区间的长度在所述Tc的1／2以下。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的周期比所述开关元件的接通延迟时间与关断延迟时间的合计时间长。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述信号调制部通过将所述基础驱动信号和由重复单一波形的三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，生成所述调制基础驱动信号，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的周期与所述比较信号的周期相等。

6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的液体喷出装置，其特征在于，

所述信号调制部通过将所述基础驱动信号和根据所述基础驱动信号的电压而频率发生变化的由三角波或者锯齿波构成的比较信号输入至电压比较器，从而生成所述调制基础驱动信号，

所述调制驱动信号包含多个频率的交流成分，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的频率中包含最多的交流成分的频率的周期是所述第1区间的长度、所述第2区间的长度、以及所述第3区间的长度的公约数。

7.一种液体喷出方法，其特征在于，具备：

生成基础驱动信号的工序；

对所述基础驱动信号进行调制来生成调制基础驱动信号的工序；

使用开关元件对所述调制基础驱动信号进行放大来生成调制驱动信号的工序；

将所述调制驱动信号转换为驱动信号的工序；以及

通过所述驱动信号使压电元件变形，从而从与根据所述压电元件的变形而膨胀以及收缩的具有周期Tc的亥姆霍兹共振频率的压力室连通的喷嘴开口部喷出液体的工序，

其中，所述驱动信号包括使所述压力室以所述Tc以下的时间膨胀的第1区间、对使所述压力室膨胀的状态保持所述Tc的1／2以下的时间的第2区间、以及使处于膨胀状态的所述压力室收缩的第3区间，

所述调制驱动信号所包含的交流成分的周期是所述第1区间的长度、所述第2区间的长度、以及所述第3区间的长度的公约数。

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