专利名称：液体喷出装置及其驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及喷墨方式的打印机等所使用的液体喷出装置及其驱动电路。
背景技术：
喷墨方式的打印机等所使用的液体喷出装置所谓的喷墨头由引导液体即油墨的多个压力室、向这些压力室施加油墨导入用的压力以及油墨喷出用的压力的多个静电电容负载例如压电元件、用于对这些压电元件施加驱动电压的多个电极、在与上述各压力室相对应的位置上分别具有油墨喷出用喷嘴的喷嘴板(也称为孔板)、保护该喷嘴板的罩板 (mask plate)等。分别由压电元件和各电极形成电容性致动器(actuator)。为了释放因与记录介质之间的接触等而产生的静电，罩板接地。但是，由于罩板接地，因此在压力室内的电极与罩板之间产生较大的电位差。如果使用水性油墨，则因该电位差，压力室内的油墨中的水分发生电解，有可能在油墨中产生气泡或凝聚物等异物、或电极溶解而腐蚀。如果产生异物，则油墨从压力室向喷嘴的流动性变差，最坏的情况下喷嘴被异物堵塞，将不能喷出油墨。由于电位差的影响油墨也会变质。虽然也考虑了使对致动器的驱动电压下降，以缩小电极与罩板之间的电位差，但如果这样，致动器的动作将变慢，不能充分提高油墨喷出速度，发生不能喷出高粘度油墨的不良情况。众所周知的措施是用绝缘膜包覆电极的方法(例如专利文献1)。先行技术文献专利文献专利文献1 日本特开2004-148604号公报即使形成绝缘膜，也不能完全杜绝在绝缘膜产生的针孔(pin hole)。电流通过该针孔从电极向油墨侧泄漏，结果会导致上述那样的电解。即使最初阶段是微小的电流泄漏， 但如果持续长期会变成不能忽视的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种可以足够快地驱动致动器，且可以消除压力室内的液体中产生异物的不良情况、电极的溶解或腐蚀、液体变质等不良情况的液体喷出装置及其驱动电路。本发明的实施方式的液体喷出装置包括致动器，通过充放电而工作，向压力室施加液体导入用和液体喷出用的压力；以及驱动电路，将具有夹着地电位的正电位和负电位的直流电压输出作为对致动器进行充放电用的驱动电压。
图1是各实施方式的喷墨头的整体结构的示意图。图2是图1的主要部分的示意图。
图3表示图1的各压力室及其周边部的扩大图。图4表示图3的一个压力室的扩大状态的图。图5是将如图4所示扩大后的压力室复原到正常状态的示意图。图6是将如图5所示地复原到正常状态后的压力室的缩小状态的示意图。图7是表示各实施方式的驱动电路的结构以及步骤STO的动作的图。图8是表示第一实施方式的驱动电路中的逻辑控制电路的图。图9是表示第一实施方式的步骤STl的动作的图。图10是表示第一实施方式的步骤ST2的动作的图。图11是表示第一实施方式的步骤ST3的动作的图。图12是表示第一实施方式的驱动电路中的各部分的电压波形的图。图13是表示第一实施方式的步骤ST4的动作的图。图14是表示第二实施方式的驱动电路中的逻辑控制电路的图。图15是表示第二实施方式的步骤STl的动作的图。图16是表示第二实施方式的步骤ST2的动作的图。图17是表示第二实施方式的步骤ST3的动作的图。图18是表示第二实施方式的步骤ST4的动作的图。图19是表示第二实施方式的步骤ST5的动作的图。图20是表示第二实施方式的步骤ST6的动作的图。图21是表示第二实施方式的步骤ST7的动作的图。图22是表示第二实施方式的步骤ST8的动作的图。图23是表示第二实施方式的驱动电路中的各部分的电压波形的图。
具体实施例方式[1]第一实施方式以下参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1示出了液体喷出装置即喷墨头的整体结构，图2示出了卸下该喷墨头的喷嘴板后的状态。在沿着由压电部件形成的基座1的上面的一侧边缘的区域上埋设有板状的压电部件2。该压电部件2的端面与基座1的侧面形成为同一面。在沿着基座1的下面的一侧边缘的区域上也埋设有板状的压电部件2。该压电部件2的端面与基座1的侧面形成为同一面。在这些压电部件2的端面和基座1的侧面，配置有由绝缘性部件形成的喷嘴板 (也称为孔板)3。喷嘴板3具有沿着基座1的上面侧的压电部件2排列的油墨喷出用(液体喷出用)的多个喷嘴4，且具有沿着基座1的下面侧的压电部件2排列的同样的油墨喷出用的多个喷嘴4。在基座1的上面侧的压电部件2的端面与基座1的侧面重合的部分且与上述各喷嘴4对应的位置上，形成有多个切口 11。从这些切口 11到压电部件2的上面形成有槽状的压力室12。通过存在于这些压力室12相互间的压电部件2和基座1形成极化方向彼此处于相反的状态且在与各压力室12的排列方向直交的方向上重合的一对压电元件(静电电容负载)。通过该一对压电元件构成向各压力室12施加油墨导入用(液体导入用)和油墨喷出用(液体喷出用)的压力的静电电容式致动器13。这些电容式致动器13成为隔开各压力室12的壁。如图3所示，在各压力室12的内周面、即在各静电电容式致动器13的侧面部和各压力室12的底部，安装有用于向各静电电容式致动器13附加驱动电压的电极14。并且， 为了防止这些电极14与各压力室13内的油墨(液体)相接触，各电极14的表面被绝缘膜 15所包覆。在基座1的下缘侧也同样设置有多个压力室12、多个静电电容式致动器13、多个电极14以及绝缘膜15。用盖5闭塞基座1的上面侧的压电部件2的各压力室12。在该盖5上设置有油墨流入口 6，流入该油墨流入口 6的油墨(液体)被导向上述各压力室12。从各压力室12内的电极14导出多个导电部件7，这些导电部件7与电路基板8连接。在电路基板8上装载有向各静电电容式致动器13输出驱动电压的驱动电路9。在喷嘴板3的周边部安装有接地的保护用的罩板10。该罩板10是金属制的，在内侧具有开口 10a。在图1中罩板10与喷嘴板3分离，但实际上罩板10以面接触的状态被安装在喷嘴板3上。在该罩板10上连接有导线(地线)21的一端，该导线21的另一端与电路基板8上的接地线(导电图案)8a连接。各静电电容式致动器13分别具有静电电容C01、C12、...。下面为了便于说明，将具有静电电容COl的静电电容式致动器13称为致动器C01、将具有静电电容C12的静电电容式致动器13称为致动器C12。这些致动器C01、C12、...通过上述驱动电路9被充放电驱动，从而致动器C01、C12、...重复进行图3至图6所示的变形和复原。图3是表示未向致动器COl、C12施加驱动电压的正常状态。如果位于压力室12 两侧的致动器C01、C12被向彼此相反方向充电，则如图4所示，致动器C01、C12就向彼此分离的方向变形。随着该变形，压力室12扩大，油墨被导入压力室12。之后，一旦致动器C01、 C12放电，则如图5所示，致动器C01、C12复原到正常状态。随着该复原，压力室12内的压力提高，压力室12内的油墨从喷嘴4喷出。然后，致动器C01、C12被向图4的反方向充电， 从而如图6所示，致动器C01、C12向彼此接近的方向变形。并且，通过致动器C01、C12被放电，从而致动器C01、C12复原到图3的正常状态。图6的变形和向图3的复原是用于抑制由于喷出而在压力室12内的油墨产生的振动的减震(damping)。在图7中示出了上述驱动电路9的具体结构。输出例如IOV的直流电压Vaa的直流电源(第一直流电源)31和同样输出直流电压Vaa的直流电源(第二直流电源)32彼此串联。该直流电源31、32之间的相互连接点接地。直流电源31、32的串联电路的输出电压士Vaa( = 2 · Vaa)成为后述的对致动器的驱动电压。该驱动电压士Vaa具有夹着地电位的正电位和负电位的振幅(可变幅度)，可在士7V 士 18V左右的范围内任意选择以便可以对应各种油墨。输出直流电压Vcc的直流电源(第三直流电源)33的负极接地。该直流电压Vcc 成为对后述的P型MOS晶体管P00、P01、P02、...的背栅极的偏压以及对后述驱动器42、缓冲器43、44的驱动电压。作为该直流电源Vcc值，例如选择高于直流电源Vaa的值。如上所述，由于驱动电压士Vaa选定在士7V 士 18V左右的可变幅度，因此，例如选定估计可避免因电极电位的过冲导致闩锁(latch up)的24V为适当值。
在直流电源31的正极(+Vaa)和地线(士0)之间连接有第一半导体元件(第一开关)例如P型MOS晶体管POO的源漏极间与第二半导体元件(第二开关)例如N型MOS晶体管mo的漏源极间的串联电路。在该P型MOS晶体管POO和N型MOS晶体管NlO之间的相互连接点与直流电源23的负极(-Vaa)之间连接有第三半导体元件(第三开关)例如N 型MOS晶体管N20的漏源极间。P型MOS晶体管POO的背栅极与直流电源33的正极(+Vcc)连接。N型MOS晶体管N10、N20各自的背栅极与直流电源32的负极(-Vaa)连接。P型MOS晶体管POO和N型 MOS晶体管NlO之间的相互连接点成为输出端子OutO。该输出端子OutO与致动器COl的
一端连接。通过这些P型MOS晶体管POO和N型MOS晶体管N10、N20构成开关电路(第一开关电路)，该开关电路(第一开关电路)有选择地形成对致动器COl的一端充放电用的通电路。如果P型MOS晶体管POO导通(ON)且N型MOS晶体管N10、N20截止(OFF)，则致动器 COl的一端变为+Vaa电位。如果P型MOS晶体管P00和N型MOS晶体管N20截止且N型 MOS晶体管NlO导通，则致动器COl的一端变为接地电位(零)。如果P型MOS晶体管P00 和N型MOS晶体管NlO截止且N型MOS晶体管N20导通，则致动器COl的一端变为-Vaa电位。在直流电源31的正极(+Vaa)和地线(士0)之间连接有第四半导体元件(第四开关)例如P型MOS晶体管POl的源漏极间与第五半导体元件(第五开关)例如N型MOS晶体管mi的漏源极间的串联电路。在该P型MOS晶体管POl和N型MOS晶体管Nll之间的相互连接点与直流电源32的负极(-Vaa)之间连接有第六半导体元件(第六开关)例如N 型MOS晶体管N21的漏源极间。P型MOS晶体管POl的背栅极与直流电源33的正极(+Vcc)连接。N型MOS晶体管N11、N21各自的背栅极与直流电源32的负极(-Vaa)连接。P型MOS晶体管POl和N型 MOS晶体管Nll之间的相互连接点成为输出端子Outl。该输出端子Outl与致动器COl的
另一端连接。通过这些P型MOS晶体管POl和N型MOS晶体管N11、N21构成开关电路(第二开关电路)，该开关电路(第二开关电路)有选择地形成对致动器COl的另一端充放电用的通电路。如果P型MOS晶体管POl导通且N型MOS晶体管附1、N21截止，则致动器COl的另一端变为+Vaa电位。如果P型MOS晶体管POl和N型MOS晶体管N21截止且N型MOS晶体管Nll导通，则致动器COl的另一端变为接地电位(零)。如果P型MOS晶体管POl和 N型MOS晶体管Nll截止且N型MOS晶体管N21导通，则致动器COl的另一端变为-Vaa电位。另外，P型MOS晶体管POl也作为针对相邻的致动器C12的第一半导体元件而发挥功能。N型MOS晶体管N11、N21也作为针对相邻的致动器C12的第二半导体元件和第三半导体元件而发挥功能。S卩，由P型MOS晶体管POl和N型MOS晶体管mi、N21构成的开关电路也作为有选择地形成针对相邻的致动器C12的一端充放电用的通电路的开关电路(第一开关电路)而发挥功能。在直流电源31的正极(+Vaa)和地线(士0)之间连接有第四半导体元件例如P型 MOS晶体管P02的源漏极间与第五半导体元件例如N型MOS晶体管W2的漏源极间的串联电路。在该P型MOS晶体管P02和N型MOS晶体管N12之间的相互连接点与直流电源31 的负极(-Vaa)之间连接有第六半导体元件例如N型MOS晶体管N22的漏源极间。P型MOS晶体管P02的背栅极与直流电源33的正极(+Vcc)连接。N型MOS晶体管N12、N22各自的背栅极与直流电源32的负极(-Vaa)连接。P型MOS晶体管P02和N型 MOS晶体管N12之间的相互连接点成为输出端子0ut2。该输出端子0ut2与致动器C12的另一端连接。通过这些P型MOS晶体管P02和N型MOS晶体管N12、N22形成开关电路(第二开关电路)，该开关电路(第二开关电路)有选择地形成针对致动器C12的另一端充放电用的通电路。另外，P型MOS晶体管P02也作为针对相邻的致动器C12的第一半导体元件而发挥功能。N型MOS晶体管N12、N22也作为针对相邻的致动器C23的第二半导体元件和第三半导体元件而发挥功能。即，由P型MOS晶体管P02和N型MOS晶体管附2、N22构成的开关电路也作为有选择地形成对相邻的致动器C23的一端充放电用的通电路的开关电路(第一开关电路)而发挥功能。对其余的致动器也构成同样的开关电路。另一方面，40是主控制部，其向上述各开关电路输出通用的控制信号WVA、WVB,同时向各开关电路输出单个的控制信号Em、EN2、EN3、...。向与各开关电路对应的多个逻辑控制电路41提供这些驱动控制信号。主控制部40和各逻辑控制电路41根据直流电压Vdd工作。在各逻辑控制电路41中，与上述MOS晶体管POO、N12, N22的开关电路对应的逻辑控制电路41由图8所示的多个逻辑控制电路组成，根据控制信号WVA、WVB、ENl输出用于导通、截止驱动上述MOS晶体管P00、ΝΙΟ、N20的驱动控制信号DRl
、DRl [1]、DRl [2]。 与上述MOS晶体管P01、mi、N21的开关电路对应的逻辑控制电路41也通过相同的结构输出驱动控制信号01 2
、01 2[1]、01 2[2]。与上述MOS晶体管P02、附2、N22的开关电路对应的逻辑控制电路41也通过相同的结构输出驱动控制信号DR3
、DR3[1]、DR3[2]。所输出的驱动控制信号分别经由驱动器42和缓冲器43、44，成为针对各MOS晶体管的栅极的驱动信号。在图7、图9至图12中示出了该驱动电路9的动作。另外，在图13中将驱动电路 9的各部分的电压波形表示作为步骤STO至ST4。如果对全部致动器的动作进行说明则篇幅过长，因此以致动器C01、C12的驱动为主进行说明。首先，如图7所示，在步骤STO，MOS晶体管附0、附1、附2导通，通过接地形成针对致动器C01、C12的闭合电路(放电路径)。输出端子0ut0、0utl、0ut2成为地电位。此时， 致动器CO1、Cl2是图3所示的正常状态。如图9所示，在步骤ST1，MOS晶体管POO、P02、N21导通。在这种情况下，输出端子0ut0、0ut2从地电位上升至+Vaa电位，输出端子Outl从地电位下降为-Vaa电位。从而输出端子OutO与输出端子Outl之间的电压士Vaa( = 2 · · Vaa = 20V)被施加给致动器 COl。输出端子0ut2与输出端子Outl之间的电压士Vaa( = 2 · -Vaa = 20V)被施加给致动器C12。由此，致动器C01、C12分别被充电了电压2 · · Vaa0通过该充电，如图4所示，致动器C01、C12向彼此分离的方向变形。随着该变形，与喷嘴4对应的压力室12扩大，油墨被导入压力室12。如图10所示，在步骤ST2，MOS晶体管P10、N11、N21导通。在这种情况下，被充电电压2 · -Vaa的致动器COl的一端经由输出端子OutO和MOS晶体管NlO与地面导通，同时该致动器COl的另一端经由输出端子Outl和MOS晶体管Nll与地面导通，通过接地形成针对致动器COl的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器COl的充电电压2〃Vaa 放电。同样，邻接的致动器C12的一端经由MOS晶体管附2与地面导通，同时该致动器C12 的另一端经由输出端子Outl和MOS晶体管Nll与地面导通，形成针对致动器C12的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器C12的充电电压2 · *Vaa放电。如图5所示，通过该放电，致动器C01、C12复原到正常状态。随着该复原，压力室 12内的压力上升，压力室12内的油墨被从喷嘴4喷出。如图11所示，在步骤ST3，M0S晶体管P01、N20、N22导通。在这种情况下，输出端子Outl成为+Vaa电位，输出端子OutO、0ut2成为-Vaa。从而输出端子Outl与输出端子 OutO之间的电压士Vaa( = 2 · -Vaa = 20V)被施加给致动器CO1。输出端子Outl与输出端子0ut2之间的电压士Vaa( = 2 -Vaa = 20V)被施加给致动器C12。由此，致动器C01、 C12被分别充电电压2· · Vaa0如图6所示，通过该充电，致动器C01、C12向彼此接近的方向变形。如图12所示，在步骤ST4，与步骤STO同样地，MOS晶体管N10、N11、N21导通。在这种情况下，充电了电压2 · · Vaa后的致动器COl的另一端经由输出端子Outl和MOS晶体管Nll与地面导通，同时该致动器Wl的一端经由输出端子OutO和MOS晶体管NlO与地面导通，通过接地形成针对致动器COl的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器 COl的充电电压2· · Vaa放电。同样，邻接的致动器C12的一端经由输出端子Outl和MOS 晶体管mi与地面导通，同时该致动器C12的另一端经由输出端子0ut2和MOS晶体管N12 与地面导通，通过接地形成针对致动器C12的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器C12的充电电压2· .Vaa放电。通过该放电，致动器C01、C12向图3所示的正常状态复原。步骤ST3的变形和步骤ST4的复原是用于抑制因喷出压力室12内的油墨而产生的振动的减震。如上所述，将夹着地电位具有正电位+Vaa和负电位-Vaa的直流电压士 Vaa(= 2 · -Vaa = 20V)提供作为针对致动器C01、C12进行充放电用的驱动电压，从而可以将在电极14与喷嘴板10之间产生的电位差抑制为驱动电压士Vaa的一半(=10V)。也就是说， 驱动电压为正电位时产生的电位差是驱动电压士Vaa的一半即Vaa( = 10V)。驱动电压为负电位时产生的电位差也是驱动电压士Vaa的一半即Vaa( = 10V)。通过将在电极14与喷嘴板10之间产生的电位差抑制在驱动电压士Vaa的一半， 从而可以抑制压力室12内的油墨中的水分发生电解的不良情况。通过防止电解，从而可以防止在油墨中产生气泡或凝聚物等异物、或电极14溶解或腐蚀这样的不良情况。由于电位差不大，所以也可以防止油墨变质。进而可以防止异物或油墨堵塞喷嘴4这样的不良情况。仅依靠抑制电位差，驱动电压士Vaa的电压幅度本身不会降低，因此可以用足够的速度驱动致动器C01、C12。因此，可以充分提高油墨喷出速度，且也能可靠地喷出高粘度的油墨。
即使在包覆形成在电极14上的绝缘膜15上产生针孔的情况下，由于在电极14与罩板10之间产生的电位差不大，因此可以将来自针孔的泄漏电流抑制在最小限度。通过该抑制，不易发生上述电解或由此引起的不良情况，喷墨头的使用寿命有所提高。另外，可以使喷出油墨时和待机时(正常状态)的驱动电压的平均值几乎为零V。[2]第二实施方式如图14所示，在驱动电路9的逻辑控制电路41中添加了延时电路51、52以及跟随该延时电路51、52的输出而动作的多个逻辑电路。 其他结构由于与第一实施方式相同。因此省略其说明。在图7、图15至图22中示出了驱动电路9的动作。另外，在图23中将驱动电路9 的各部分的电压波形表示作为步骤STO至ST8。首先，如图7所示，在步骤STO中^05晶体管附0力11力12导通，通过接地形成针对致动器C01、C12的闭合电路(放电路径)。输出端子OutO、OutU 0ut2变为地电位。此时，致动器COl、C12是图3所示的正常状态。如图15所示，在步骤STl，MOS晶体管ΝΙΟ、N12、N21导通。在这种情况下，输出端子OutO、0ut2保持地电位(零)，输出端子Outl从地电位变为-Vaa电位。从而输出端子 OutO与输出端子Outl之间的电压Vaa被施加给致动器C01。输出端子0ut2与输出端子 Outl之间的电压Vaa被施加给致动器C12。因此，致动器C01、C12分别被充电电压Vaa。如图16所示，在步骤ST2，M0S晶体管P00、P02、N21导通。在这种情况下，输出端子OutO、0ut2从地电位上升到+Vaa电位，输出端子Outl保持-Vaa电位。从而输出端子 OutO与输出端子Outl之间的电压士Vaa( = 2 · -Vaa = 20V)被施加给致动器COl。输出端子0ut2的输出电压与输出端子Outl之间的电压+Vaa ( = 2 · -Vaa = 20V)被施加给致动器C12。因此，致动器C01、C12继续充电，致动器C01、C12分别被充电电压2 · · Vaa0如图4所示，通过该步骤ST1、ST2的充电，致动器C01、C12向彼此分离的方向变形。通过该变形，与喷嘴4对应的压力室12扩大，油墨被导入该压力室12。如图17所示，在步骤ST3，MOS晶体管P00、P02、mi导通。在这种情况下，充电了电压2 · · Vaa的致动器COl的一端经由输出端子OutO和MOS晶体管P00与直流电源31 的正极(+Vaa)导通，该致动器COl的另一端经由输出端子Outl和MOS晶体管附1与地线导通。由于致动器⑶1的充电电压2 · "Vaa高于直流电源31的直流电压Vaa，因此致动器COl的充电电荷向直流电源31放电。同样地，充电了电压2· · Vaa的致动器C12的另一端经由输出端子0ut2和MOS晶体管P02与直流电源31的正极(+Vaa)导通，该致动器 C12的一端经由输出端子Outl和MOS晶体管Nll与地线导通。由于致动器C12的充电电压 2 · -Vaa高于来自直流电源31的直流电压Vaa，因此致动器C12的充电电荷向直流电源31 放电。随着该放电，致动器⑶1、C12的充电电压从2 · · Vaa向Vaa下降。如图18所示，在步骤ST4，M0S晶体管附0、附1、附2导通。在这种情况下，剩下充电电压Vaa的致动器COl的一端和另一端与地线导通，通过接地形成针对致动器COl的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器COl继续放电。与此同时，剩下充电电压Vaa 的致动器C12的一端和另一端与地线导通，通过接地形成针对致动器C12的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器C12继续放电。通过这样继续放电，致动器C01、C12的电压从Vaa成为零。
如图5所示，通过该步骤ST3、ST4的放电，致动器C01、C12复原到正常状态。通过该复原，压力室12内的压力上升，压力室12内的油墨从喷嘴4喷出。如图19所示，在步骤ST5，M0S晶体管N20、mi、N22导通。在这种情况下，输出端子Outl变为地电位，输出端子0ut0、0ut2变为-Vaa电位。从而输出端子Outl与输出端子 OutO之间的电压被施加给致动器COl。输出端子Outl与输出端子0ut2之间的电压被施加给致动器C12。因此，致动器C01、C12分别被充电电压Vaa。如图20所示，在步骤ST6，M0S晶体管P01、N20、N22导通。在这种情况下，输出端子Outl从地电位上升到+Vaa电位，输出端子OutO、0ut2保持-Vaa电位。从而输出端子 Outl与输出端子OutO之间的电压2 · · Vaa被施加给致动器COl。输出端子Outl与输出端子0ut2之间的电压2 · · Vaa被施加给致动器C12。通过这样，致动器C01、C12继续充电，致动器COl、C12分别被充电电压2 · · Vaa0如图6所示，通过该步骤ST5、ST6的充电，致动器COl、C12向彼此接近的方向变形。如图21所示，在步骤ST7，M0S晶体管poi、mo、m2导通。在这种情况下，充电了电压2 -Vaa的致动器COl的另一端经由输出端子Outl和MOS晶体管POl与直流电源31的正极(+Vaa)导通，该致动器COl的一端经由输出端子OutO和MOS晶体管NlO与地线导通。 通过这样，致动器COl的充电电荷向直流电源31放电。同样地，经过充电了电压2 · -Vaa 的致动器C12的一端经由输出端子Outl和MOS晶体管POl与直流电源31的正极(+Vaa) 导通，该致动器C12的另一端经由输出端子0ut2和MOS晶体管N12与地线导通。通过这样，致动器C12的充电电荷向直流电源31放电。随着该放电，致动器C01、C12的充电电压从2 · · Vaa向Vaa下降。如图22所示，在步骤ST8，M0S晶体管附0、附1、附2导通。在这种情况下，剩下充电电压Vaa的致动器COl的另一端经由输出端子Outl和MOS晶体管Nll与地线导通，同时该致动器COl的一端经由输出端子OutO和MOS晶体管NlO与地线导通，通过接地形成针对致动器COl的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器COl继续放电。同样，邻接的致动器C12的一端经由输出端子Outl和MOS晶体管mi与地线导通，与此同时，该致动器C12的另一端经由输出端子0ut2和MOS晶体管N12与地线导通，通过接地形成针对致动器C12的闭合电路(放电路径)。通过该闭合电路，致动器C12继续放电。通过这样继续放电，致动器C01、C12的电压从Vaa成为零。如图3所示，通过该步骤ST7、ST8的放电，致动器C01、C12复原到正常状态。上述步骤ST3、ST6的变形和步骤ST7、ST8的复原是用于抑制由于喷出而压力室 12内的油墨产生的振动的减震。如上所述，将夹着地电位具有正电位+Vaa和负电位-Vaa的直流电压士 Vaa(= 2· . Vaa = 20V)供给作为对致动器C01、C12进行充放电用的驱动电压，从而可以得到与第一实施方式相同的效果。尤其是在该第二实施方式中，在步骤ST1、ST2中进行两个阶段充电，在步骤ST3、 ST4中进行两个阶段放电，因此电流消耗减少，可减少功耗。在步骤ST5、ST6中进行两个阶段的充电，在步骤ST7、ST8中进行两个阶段的放电，因此电流消耗也减少，可实现功耗的减少。
此外，在上述各实施方式中，虽然使用MOS晶体管作为多个半导体元件，但只要是 具有相同的功能的元件，并不仅限于MOS晶体管，也可以使用其他元件。虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子而示出的， 并不限定发明的范围。这些新的实施方式能够用其他的各种各样的方式实施，只要在不脱 离发明的要点的范围内，能够进行各种各样的省略、替换、变更。这些实施方式及其变形均 包含在发明的范围和要点内，同时包含在本发明的保护范围中记载的发明以及与其同等的 范围内。符号说明1 基座2压电部件3喷嘴板4喷嘴5盖6 油墨流入口7导电部件8 电路基板9驱动电路12压力室13静电电容式致动器14电极15绝缘膜31直流电源(第一直流电源)32直流电源(第二直流电源) 33直流电源(第三直流电源)P00、P01、P02 P 型 MOS 晶体管(第一开关)N10.N1UN12 N 型 MOS 晶体管(第二开关)N20、N21、N22 N型MOS晶体管(第三开关)40主控制部41逻辑控制电路42驱动器43、44缓冲器
权利要求
1.一种液体喷出装置，其特征在于，包括致动器，通过充放电而工作，向压力室施加液体导入用和液体喷出用的压力；以及驱动电路，将具有夹着地电位的正电位和负电位的直流电压输出作为对所述致动器进行充放电用的驱动电压。
2.根据权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于， 所述压力室是隔着所述致动器排列的多个压力室，所述致动器是以极化方向处于彼此相反的状态且在与所述各压力室的排列方向直交的方向上重合的一对压电元件，所述致动器隔开所述各压力室。
3.根据权利要求2所述的液体喷出装置，其特征在于， 所述液体喷出装置还包括电极，设置在所述致动器的侧面部，所述电极用于向所述致动器施加驱动电压；以及绝缘膜，包覆所述电极的表面，以使所述电极与所述压力室内的液体不接触。
4.根据权利要求1所述的液体喷出装置，其特征在于， 所述液体喷出装置还包括喷嘴板，在与所述压力室对应的位置上具有液体喷出用的喷嘴；以及罩板，设置在所述喷嘴板上，所述罩板是接地的保护用的罩板。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷出装置，其特征在于， 所述驱动电路包括第一直流电源和第二直流电源，所述第一直流电源和所述第二直流电源彼此串联且所述第一直流电源和所述第二直流电源之间相互连接点接地；第一开关电路，具有在所述第一直流电源的正极和地线之间连接的第一开关和第二开关的串联电路、以及在所述第一开关和所述第二开关之间的相互连接点与所述第二直流电源的负极之间连接的第三开关，所述第一开关电路有选择地形成对所述致动器的一端充放电用的通电路；以及第二开关电路，具有在所述第一直流电源的正极和地线之间连接的第四开关和第五开关的串联电路、以及在所述第四开关和所述第五开关之间的相互连接点与所述第二直流电源的负极之间连接的第六开关，所述第二开关电路有选择地形成对所述致动器的另一端充放电用的通电路。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷出装置，其特征在于，所述驱动电路包括第一直流电源和第二直流电源，所述第一直流电源和所述第二直流电源彼此串联且所述第一直流电源和所述第二直流电源之间相互连接点接地； 第三直流电源，所述第三直流电源的负极接地；第一开关电路，具有在所述第一直流电源的正极和地线之间连接的第一半导体元件和第二半导体元件的串联电路、以及在所述第一半导体元件和所述第二半导体元件之间的相互连接点与所述第二直流电源的负极之间连接的第三半导体元件，所述第一开关电路使第一半导体元件的背栅极与所述第三直流电源的正极连接，使第二半导体元件和第三半导体元件的背栅极与所述第二直流电源的负极连接，且有选择地形成对所述致动器的一端充放电用的通电路；以及第二开关电路，具有在所述第一直流电源的正极和地线之间连接的第四半导体元件和第五半导体元件的串联电路、以及在所述第四半导体元件和所述第五半导体元件之间的相互连接点与所述第二直流电源的负极之间连接的第六半导体元件，所述第二开关电路使第四半导体元件的背栅极与所述第三直流电源的正极连接，使第五半导体元件和第六半导体元件的背栅极与所述第二直流电源的负极连接，且有选择地形成对所述致动器的另一端充放电用的通电路。
7. 一种液体喷出装置的驱动电路，其特征在于，在包括通过充放电而工作并向压力室施加液体导入用和液体喷出用的压力的致动器的液体喷出装置中，将具有夹着地电位的正电位和负电位的直流电压输出作为对所述致动器进行充放电用的驱动电压。
全文摘要
一种液体喷出装置及其驱动电路，其可以足够快地驱动致动器，且可以消除压力室内的液体中产生异物的不良情况、电极的溶解或腐蚀、液体变质等不良情况。其中，将具有夹着地电位的正电位和负电位的直流电压输出作为对致动器进行充放电用的驱动电压。
文档编号B41J2/045GK102529368SQ2011102683
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月9日 优先权日2010年12月13日
发明者仁田昇, 吉丸朝久, 日吉光幸, 木村守 申请人:东芝泰格有限公司