[发明专利]液体喷射装置、医疗设备

说明书

技术领域

本发明涉及驱动电容成分变动的电容性负载的技术、或者切换驱动电容成分不同的多个电容性负载的技术。

背景技术

诸如搭载于喷墨打印机的喷射头等具有多个施加预定的驱动信号进行动作的致动器。在使用模拟放大电路生成该驱动信号时，在电路内流过较大的电流，因而消耗较大的功率。结果，不仅功率效率下降，而且电路基板增大，并且由于被消耗的功率变为热量，因而需要较大的散热片，使得基板更加大型化。

因此，提出了这样的技术(专利文献1)，不直接将模拟的驱动信号放大，而是将作为驱动信号基准的驱动波形信号暂时转换为调制信号，将所得到的调制信号放大，然后通过平滑滤波器得到被放大后的驱动信号。调制信号的放大仅需切换开关的接通/断开即可实现。另外，平滑滤波器能够使用组合了线圈和电容器的LC电路实现，因而在原理上不消耗功率。因此，根据提案的技术，不需消耗较大的功率即可生成驱动信号，结果，不仅功率效率提高，而且能够使电路基板小型化。但是，在提案的技术中，由于用LC电路构成平滑滤波器，因而导致产生高频带的谐振特性，难以得到目标的驱动信号。为了抑制这种谐振特性，有在平滑滤波器中插入电阻的方法，但是在电流通过电阻时将消耗功率，因而大大抹杀了提高功率效率并使电路基板小型化的最初目的。

因此，提出了这样的技术(专利文献2)，用A/D转换器对施加给致动器的驱动信号进行转换，对微分运算等稳定化处理采用数字信号处理，由此抑制谐振特性，得到稳定的驱动信号。根据这种技术，通过构成根据数字驱动信号和数字负载电压信号来估计流向压电元件的电流的大小的状态稳定机构，能够抑制平滑滤波器的谐振特性，而无需使用电阻。

【专利文献1】日本特开2007-168172号公报

【专利文献2】日本特开2010-46989号公报

但是，在提案的技术中，这种状态稳定机构的数字信号处理比较复杂，完成处理需要十几～几十时钟，因而负反馈用的延迟时间变长。例如，在数字信号处理IC的时钟频率为几十MHz的情况下，完成处理需要数百ns～数μs的时间，因而在想要将驱动信号的频率成分提高到数百kHz时，相对于作为其倒数的周期成分的数μs，包括数字信号处理在内的整体延迟时间达到180度以上的相位延迟，使得该负反馈系统的稳定性下降。并且，在要驱动的电容性负载的确定被变更时，存在驱动信号失真的问题。这是基于以下原因而形成的。例如，在搭载于喷墨打印机的喷射头中驱动压电元件来喷射油墨，但同时驱动的压电元件的数量根据要打印的图像而大幅变动。由于压电元件是具有电容成分的电容性负载，因而待驱动的压电元件的数量增加等同于用于生成驱动信号的平滑滤波器的电容器容量增加，在电容器容量增加时，平滑滤波器的频率特性变化。结果，所得到的驱动信号受其影响而失真。或者，例如在诸如切换使用特性不同的附件的装置中，在采用压电元件作为内置于附件中的致动器的情况下，也产生相同的问题。即，压电元件的电容成分的大小根据所安装的附件而不同，因而有可能引发平滑滤波器的频率特性变化，进而导致驱动信号失真。

发明内容

本发明正是为了解决现有技术存在的上述问题的至少一部分问题而提出的，其目的在于提供一种技术，能够抑制平滑滤波器的谐振特性，在将驱动信号的频率成分设定为高达数百kHz的情况下，也能够应对外部干扰生成稳定的高精度的驱动信号，而且功率效率提高，使电路基板小型化。

为了解决上述问题的至少一部分问题，本发明的电容性负载驱动电路采用如下结构。即，

一种液体喷射装置，其具有用于喷射液体的致动器、和生成用于驱动该致动器的驱动信号的电容性负载驱动电路，该电容性负载驱动电路具有：

驱动波形信号产生电路，以数字信号的形式输出作为所述驱动信号的基准的驱动波形信号；

数字运算电路，对所述驱动波形信号负反馈根据根据施加给所述电容性负载的驱动信号以数字信号的形式生成的数字补偿信号负反馈给所述驱动波形信号，并对所得的信号进行数字运算，从而生成信号；

调制电路，对所述数字运算电路的输出进行脉冲调制，由此生成调制信号；

数字功率放大电路，对所述调制信号进行功率放大，并生成功率放大调制信号；

平滑滤波器，对所述功率放大调制信号进行平滑处理，由此生成施加给所述电容性负载的所述驱动信号；

模拟补偿电路，对施加给所述电容性负载的所述驱动信号实施预定的模拟补偿处理，以便使所述驱动信号所包含的频带中的增益特性变平坦；以及