[發明專利]液體噴射裝置、醫療設備

有效

• 申請號: 201110334849.9
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102529370A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 大島敦;田端邦夫;吉野浩行;井出典孝
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B41J2/045
• 分類號: B41J2/045
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及驅動電容成分變動的電容性負載的技術、或者切換驅動電容成分不同的多個電容性負載的技術。

背景技術

諸如搭載于噴墨打印機的噴射頭等具有多個施加預定的驅動信號進行動作的致動器。在使用模擬放大電路生成該驅動信號時，在電路內流過較大的電流，因而消耗較大的功率。結果，不僅功率效率下降，而且電路基板增大，并且由于被消耗的功率變為熱量，因而需要較大的散熱片，使得基板更加大型化。

因此，提出了這樣的技術(專利文獻1)，不直接將模擬的驅動信號放大，而是將作為驅動信號基準的驅動波形信號暫時轉換為調制信號，將所得到的調制信號放大，然后通過平滑濾波器得到被放大后的驅動信號。調制信號的放大僅需切換開關的接通/斷開即可實現。另外，平滑濾波器能夠使用組合了線圈和電容器的LC電路實現，因而在原理上不消耗功率。因此，根據提案的技術，不需消耗較大的功率即可生成驅動信號，結果，不僅功率效率提高，而且能夠使電路基板小型化。但是，在提案的技術中，由于用LC電路構成平滑濾波器，因而導致產生高頻帶的諧振特性，難以得到目標的驅動信號。為了抑制這種諧振特性，有在平滑濾波器中插入電阻的方法，但是在電流通過電阻時將消耗功率，因而大大抹殺了提高功率效率并使電路基板小型化的最初目的。

因此，提出了這樣的技術(專利文獻2)，用A/D轉換器對施加給致動器的驅動信號進行轉換，對微分運算等穩定化處理采用數字信號處理，由此抑制諧振特性，得到穩定的驅動信號。根據這種技術，通過構成根據數字驅動信號和數字負載電壓信號來估計流向壓電元件的電流的大小的狀態穩定機構，能夠抑制平滑濾波器的諧振特性，而無需使用電阻。

【專利文獻1】日本特開2007-168172號公報

【專利文獻2】日本特開2010-46989號公報

但是，在提案的技術中，這種狀態穩定機構的數字信號處理比較復雜，完成處理需要十幾～幾十時鐘，因而負反饋用的延遲時間變長。例如，在數字信號處理IC的時鐘頻率為幾十MHz的情況下，完成處理需要數百ns～數μs的時間，因而在想要將驅動信號的頻率成分提高到數百kHz時，相對于作為其倒數的周期成分的數μs，包括數字信號處理在內的整體延遲時間達到180度以上的相位延遲，使得該負反饋系統的穩定性下降。并且，在要驅動的電容性負載的確定被變更時，存在驅動信號失真的問題。這是基于以下原因而形成的。例如，在搭載于噴墨打印機的噴射頭中驅動壓電元件來噴射油墨，但同時驅動的壓電元件的數量根據要打印的圖像而大幅變動。由于壓電元件是具有電容成分的電容性負載，因而待驅動的壓電元件的數量增加等同于用于生成驅動信號的平滑濾波器的電容器容量增加，在電容器容量增加時，平滑濾波器的頻率特性變化。結果，所得到的驅動信號受其影響而失真?；蛘?，例如在諸如切換使用特性不同的附件的裝置中，在采用壓電元件作為內置于附件中的致動器的情況下，也產生相同的問題。即，壓電元件的電容成分的大小根據所安裝的附件而不同，因而有可能引發平滑濾波器的頻率特性變化，進而導致驅動信號失真。

發明內容

本發明正是為了解決現有技術存在的上述問題的至少一部分問題而提出的，其目的在于提供一種技術，能夠抑制平滑濾波器的諧振特性，在將驅動信號的頻率成分設定為高達數百kHz的情況下，也能夠應對外部干擾生成穩定的高精度的驅動信號，而且功率效率提高，使電路基板小型化。

為了解決上述問題的至少一部分問題，本發明的電容性負載驅動電路采用如下結構。即，

一種液體噴射裝置，其具有用于噴射液體的致動器、和生成用于驅動該致動器的驅動信號的電容性負載驅動電路，該電容性負載驅動電路具有：

驅動波形信號產生電路，以數字信號的形式輸出作為所述驅動信號的基準的驅動波形信號；

數字運算電路，對所述驅動波形信號負反饋根據根據施加給所述電容性負載的驅動信號以數字信號的形式生成的數字補償信號負反饋給所述驅動波形信號，并對所得的信號進行數字運算，從而生成信號；

調制電路，對所述數字運算電路的輸出進行脈沖調制，由此生成調制信號；

數字功率放大電路，對所述調制信號進行功率放大，并生成功率放大調制信號；

平滑濾波器，對所述功率放大調制信號進行平滑處理，由此生成施加給所述電容性負載的所述驅動信號；

模擬補償電路，對施加給所述電容性負載的所述驅動信號實施預定的模擬補償處理，以便使所述驅動信號所包含的頻帶中的增益特性變平坦；以及