[发明专利]静电电容性致动器的驱动装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及用于喷墨头等的静电电容性致动器的驱动装置。

背景技术

喷墨头具有多个静电电容性致动器、即压电元件来作为墨水吐出用的致动器。因此，喷墨头需要用于高速地驱动这些静电电容性致动器的驱动装置。

驱动装置首先将由直流电源供给的恒定电压通过驱动电路沿正向施加给致动器，对致动器进行充电。此时，假设从直流电源输出的电压为E、电荷为Q，则从直流电源取出的能量为“Q*E”，储存在致动器的能量为“(Q*E)/2”。这些能量“Q*E”与能量“(Q*E)/2”之差“(Q*E)/2”被充电路上的电阻成分消耗，变为热量。

接着，驱动装置暂时停止对致动器的通电。之后，驱动装置使致动器中储存的能量“(Q*E)/2”放出，对致动器进行放电。此时，从致动器放出的能量“(Q*E)/2”被放电电路上的电阻成分消耗，变为热量。

接着，驱动装置对致动器施加来自直流电源的反向的恒定电压，对致动器进行充电。此时，能量“(Q*E)/2”也被充电路上的电阻成分消耗，变为热量。然后，在再次暂时停止对致动器的通电后，使致动器中储存的能量“(Q*E)/2”放出，对致动器进行放电。通过以上那样的充/放电顺序，驱动装置驱动致动器。

这样，驱动装置是通过正向通电及反向通电来驱动致动器的结构。即、利用正向通电对致动器充电后，再利用反向通电对致动器充电，从而作为致动器的振幅，能够得到相当于直流电源的输出电压“E”的2倍的电压电平“2E”的振幅。

在利用正向通电的充电与利用反向通电的充电之间，驱动装置使致动器的电压放电到零[V]附近。如果在利用正向通电的充电期间与利用反向通电的充电期间之间加入放电期间，则与从利用正向通电的充电立即转变为利用反向通电的充电的情况、或使用输出电压的2倍的值、仅以单向通电对致动器充电的情况相比，功率消耗变为一半(专利文献1)。

然而，加入了放电期间的情况下的消耗功率的削减量到未加入放电期间的情况下的功率消耗的一半。为了进一步削减加入了放电期间的情况下的功率消耗，需要增加电源的数目而进行多段的放电。然而在该情况下，虽然功率消耗得到了减小，但存在驱动装置的结构变得复杂这样的问题。

于是，本申请的发明者提出了同时使用了驱动电源和中间电压源的新的功率消耗削减方法(专利文献2)。

专利文献1：日本特开2000-185400号公报

专利文献2：日本特开2010-018028号公报

发明内容

本发明的实施方式提供能够通过与文献2不同的方法比文献1更多削减功率消耗的静电电容性致动器的驱动装置。

根据本发明的一个实施方式，静电电容性致动器的驱动装置具备：第一电压源，输出用于对静电电容性致动器充电的第一电压；第二电压源，输出用于对致动器充电的第二电压；以及驱动单元，按照一系列的充/放电顺序切换：将从第一电压源输出的第一电压供给至致动器的第一充电、将从第一电压源输出的第一电压与从所述第二电压源输出的第二电压的合计电压供给至致动器的第二充电、使通过第一充电及第二充电的作用而积蓄于致动器的电荷放出并导入第二电压源的第一放电、以及不将积蓄于致动器的电荷导入第二电压源而使其放出的第二放电，其中，通过第二充电从第二电压源输出的电荷量与通过第一放电导入第二电压源的电荷量相等。

附图说明

图1是第一实施方式中的驱动装置的电路结构图。

图2是表示在第一实施方式中开关控制器所使用的数据表的示意图。

图3是在第一实施方式中第一顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图4是在第一实施方式中第二顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图5是在第一实施方式中第三顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图6是在第一实施方式中第四顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图7是第二实施方式中的驱动装置的电路结构图。

图8是表示第二实施方式中开关控制器所使用的数据表的示意图。

图9是在第二实施方式中第一顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图10是在第二实施方式中第二顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图11是在第二实施方式中第三顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图12是在第二实施方式中第四顺序模式执行时的驱动装置的状态图。

图13是第三实施方式中的驱动装置的电路结构图。

图14是在第三实施方式中开关控制器所使用的数据表的示意图。