JP2004025645A - Piezoelectric element drive device, liquid discharging device, and piezoelectric element driving method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧を印加する電極の集積度の高い圧電素子を駆動する圧電素子駆動装置、液体吐出装置及び圧電素子駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気信号を文字、図形等の画像へ変換し、紙材、布、プラスチック等の記録媒体へ記録するインクジェット装置等のプリンタ、印刷機、複写機等の画像記録装置の印字ヘッドには、インク吐出素子等の液体吐出素子である圧電素子が用いられている。この圧電素子は、圧電効果(ピエゾ効果)によって電気信号を機械的変位に変換し、負荷に作用し、駆動させるデバイスであって、例えば、チタン酸バリウム系、ジルコン酸チタン酸鉛系の圧電セラミック振動子等である。
【0003】
図5は、従来の圧電素子駆動装置及び液体吐出装置を説明するための図であって、インクジェット装置1−2の記録ヘッド20を液体吐出孔側から見た表面図である。
記録ヘッド20は、複数のインクが充填された圧力室22a〜22g(以下、これらの圧力室をまとめて「圧力室22」という。以下、陽極24及び作用部231において同じ。)を備える基板21と、基板21の端面に固着されている圧電素子板23とを備えている。
【0004】
圧電素子板23の圧力室22側の外側面には、個々の圧力室22a〜22gに対応して陽極24a〜24gと、陽極の間に陰極25とが設けられ、この陰極に対向する反対側の外側面には、陰極25が陽極24と対向するように設けられている。陰極25は、電位が同一(例えばアース)の共通電極であり、駆動電極である陽極24に電圧が印加されることによって、圧電素子板23内に陽極24から陰極25への電界が生じる。陽極24及び陰極25は、スクリーン印刷によってニッケルを配置し、金めっきを施したものであって、極間のピッチが(例えば0.508mmとなるように)一定で配置されている。なお、他に蒸着、スパッタによって陽極24及び陰極25を生成しても良い。
圧電素子板23は、図5において上下方向に分極されている一体構成の圧電素子である。
【0005】
図6は、圧電素子板の理想的な作用を説明する図であって、図6(a)は、一の陽極に駆動電圧を印加した場合の圧電素子板内の理想的な電界、図6(b)は、圧電素子板の理想的な機械的変位を示している。
インクジェット装置1−2の動作時に、これらの電極24,25に接続されている図示しないインクジェット装置1−2の制御部は、全ての陽極24に各駆動信号を同じタイミングで出力することによって、個々の陽極24に所定の駆動電圧(0値を含む)を印加している。図6(a)に示すように、この駆動電圧によって圧電素子板23内には陽極24から陰極25への電界が生じ、図6(b)に示すように、圧電効果により、一の陽極24aに対応する圧電素子板23の作用部231aが駆動電圧の値に応じて斜め方向に伸縮する。
【0006】
作用部231aは、対応する陽極24aに駆動電圧が印加された場合に圧電効果によって機械的変位の生じる圧電素子板23の外側面の部分であって、この機械的変位によって、圧力室22等の外部の作用対象に対して作用する部分である。全ての陽極24a〜24gに対応する圧電素子板23の作用部231a〜231g(231c〜231gは、図示しない。)は、それぞれ駆動電圧の値に応じて伸縮し、対応する各圧力室22a〜22gに作用する。
【0007】
図5に示すように、記録ヘッド20は、この圧電素子板23の作用部231a歪み(機械的変位)により、陽極24aに対応する圧力室22aの容積を変化させることで圧力室22内に充填されているインクの振動流を発生させ、圧力室22aの一面に外部に開口するように設けられているノズル221aからインク滴を噴出する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際には、図7(a)に示すように、陽極24aによる電界は、対応する作用部231aだけでなく、近傍に位置する作用部231bにも影響を与えるという問題があった。また、近年、陽極24間のピッチ(ノズル221のピッチ)は、解像度の向上を図るため、狭めることが要求され、陽極24が密になるにつれ、この問題が一層顕在化していた。
つまり、二つの隣接する陽極24a,24bに同時に駆動電圧を印加した場合には、一の陽極24aが作り出す電界が他方の陽極24bが作り出す電界に影響し、図7(b)に示すように、陽極24bに対応する圧電素子板23の作用部分231bが理想(#1破線)よりも大きな駆動(#2実線)をしてしまうという問題があった。この結果、圧電素子板23は、陽極24aが対応する圧力室22aのみならず、周辺の他の圧力室22bにも干渉し、記録ヘッド20は、設定以上のインクを吐出してしまうという問題があった。
【0009】
本発明の課題は、圧電素子の駆動精度を向上することが可能な圧電素子駆動装置、液体吐出装置及び圧電素子駆動方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項1の発明は、外部に作用する複数の作用部(231)を有する、一体構成の圧電素子(23)又は配列された複数の圧電素子と、前記圧電素子の外側面に配置されている共通電極(25)と、この外側面に対向する外側面に配置され、個々の前記作用部に対応する複数の駆動電極(24)と、個々の前記駆動電極及び前記共通電極間に所定の駆動電圧を印加する電圧印加手段(10,20)とを備え、前記電圧印加手段によって印加された駆動電圧に応じて前記作用部に機械的変位を生じさせる圧電素子駆動装置であって、前記電圧印加手段は、対応する前記作用部が重複する複数の前記駆動電極に対してタイミングをずらして駆動電圧を印加すること、を特徴とする圧電素子駆動装置(1)である。
【0011】
請求項2の発明は、請求項1に記載の圧電素子駆動装置において、前記電圧印加手段は、隣接して配置されている複数の前記駆動電極に対してタイミングをずらして周期的に駆動電圧を印加すること、を特徴とする圧電素子駆動装置(1)である。
【0012】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の圧電素子駆動装置において、前記電圧印加手段は、前記複数の駆動電極を規則的に間引いた形で分けられた複数のグループ毎にタイミングをずらして周期的に駆動電圧を印加すること、を特徴とする圧電素子駆動装置(1)である。
【0013】
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の圧電素子駆動装置において、前記電圧印加手段は、2つの前記駆動電極に同時に駆動電圧を印加した場合に、一方の前記駆動電極に対応する前記作用部において、一方の前記駆動電極によって生じる機械的変位に他方の前記駆動電極によって生じる機械的変位が重複し、全体の機械的変位が一定以上であるときに、前記2つの駆動電極に対してタイミングをずらして周期的に駆動電圧を印加すること、を特徴とする圧電素子駆動装置(1)である。
【0014】
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の圧電素子駆動装置と、前記複数の作用部に対応し、液体が充填され、この液体吐出のための吐出孔(211)がその一面に外部に開口するように配置されている複数の液体室(22)とを備え、前記液体室は、対応する前記作用部の機械的変位による作用を受けてその容積が変化し、前記吐出孔から液体を吐出すること、を特徴とする液体吐出装置(1)である。
【0015】
請求項6の発明は、外部に作用する複数の作用部を有する、一体構成の圧電素子又は配列された複数の圧電素子と、前記圧電素子の外側面に配置されている共通電極と、この外側面に対向する外側面に配置され、個々の前記作用部に対応する複数の駆動電極とを備え、前記個々の駆動電極及び前記共通電極間に印加された電圧に応じて前記個々の作用部に機械的変位を生じさせる圧電素子駆動方法であって、一の前記駆動電極及び前記共通電極間に所定の駆動電圧を印加する第1の電圧印加手順と、対応する前記作用部が前記一の駆動電極と重複する他の駆動電極及び前記共通電極間に前記第1の電圧印加手順とタイミングをずらして所定の駆動電圧を印加する第2の電圧印加手順とを備え、前記第1及び第2の電圧印加手順を周期的に行うこと、を特徴とする圧電素子駆動方法である。
【0016】
請求項7の発明は、請求項6に記載の圧電素子駆動方法において、前記第1の電圧印加手順は、前記複数の駆動電極を規則的に間引いた形で分けられた複数のグループのうちの第1のグループに含まれる駆動電極及び前記共通電極間に所定の駆動電圧を印加し、前記第2の電圧印加手順は、前記第1のグループと異なる第2のグループに含まれる駆動電極及び前記共通電極間に、前記第1の電圧印加手順とタイミングをずらして所定の駆動電圧を印加すること、を特徴とする圧電素子駆動方法である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
(実施形態)
なお、前述した従来例と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図1は、本発明による圧電素子駆動装置及び液体吐出装置を備えるインクジェット装置を示すブロック図である。
図1に示すように、インクジェット装置1は、制御部10と、制御部10に接続された記録ヘッド20、ユーザインターフェイスである操作パネル30、記録ヘッド20の記録媒体に対する相対位置の移動を行う走査モータ40等を備え、外部のホストコンピュータ2から受信した電気信号を記録媒体へ画像等として記録する画像記録装置である。
【0018】
実施形態における圧電素子駆動装置及び液体吐出装置は、制御部10及び記録ヘッド20によって構成される。
制御部10は、このインクジェット装置1全体を統括制御するCPU11と、不揮発性の読み出し専用メモリであって、OS、実行環境等の必要な情報を格納しているROM12と、揮発性メモリであって、CPU11の作業領域として使用されるRAM13と、入出力インターフェイスであるI/Oポート14と、ヘッドドライバ15と、走査モータ40を駆動制御するモータドライバ16とを備えている。CPU11、ROM12、RAM13及びI/Oポート14は、互いに接続され、I/Oポート14には、ヘッドドライバ15、モータドライバ16、外部のホストコンピュータ2等が接続されている。
【0019】
制御部10は、CPU11が所定のプログラムを実行することによって、ヘッドドライバ15を介して、記録ヘッド20の各圧力室22a〜22g(作用部231a〜231g)に対応する各陽極24a〜24gにそれぞれ所定の駆動信号を出力し、駆動電圧を印加する電圧印加手段を実現する。
【0020】
図2は、本発明による圧電素子駆動装置、液体吐出装置の動作及び圧電素子駆動方法の実施形態を示すグラフであって、図2(a)は、制御部10による駆動信号供給のタイミングを示し、図2(b)は、従来の制御部による駆動信号供給のタイミングを示している。
図2(b)に示すように、従来の制御部は、各駆動信号を同一のタイミングですべての陽極24に供給する。
【0021】
一方、図2(a)に示すように、制御部10は、すべての陽極24を規則的に間引いた形で分けられた3つのグループ毎に、タイミングをずらして各駆動信号(周波数;2kHz、周期500μs)を供給する。つまり、第1のグループの陽極24a,25d,25gに対しては、従来と同様のタイミング(遅延なし)で各駆動信号を供給し、第2のグループの陽極24b,25e及び第3のグループの陽極24c,25fに対しては、それぞれ所定の時間(0.1〜0.5μs)ずつ遅延させた各駆動信号を供給する。
【0022】
なお、本実施形態においては、レザードップラー振動計を用いて圧電素子板23の振動検出の実験を事前に行った。
先ず、一の陽極24a及び陰極25間に駆動電圧を印加した場合に、これによって生じた電界が他のどの陽極24b,24c,…,まで影響を及ぼすかを調査するため、作用部231の振動検出を行った。すなわち、他のいずれの陽極24b,24c,…に対応する作用部231b,231c,…,にまで機械的変位を生じさせるか、各陽極24a〜24gに対応する作用部231a〜231gが重複するかを調査した。
【0023】
駆動電圧を印加した電極24aから一定の影響を与える電極24cまでの電極数(重複する作用部231の数)が3であると判明したため、全ての陽極24a〜24gを規則的に間引いて、この電極数である3のグループに分けた。なお、一定の影響とは、2つの陽極(一の陽極24aと他の陽極24b)に同時に駆動電圧を印加した場合に、
一の陽極24bに対応する作用部231bにおいて、陽極24bによって生じる機械的変位に陽極24aによって生じる機械的変位が重複し、全体の機械的変位が一定以上であって、圧力室22bから所定の量以上のインクを吐出してしまう等、外部への作用が一定以上となる場合である。
【0024】
また、同様の調査により、0.1〜0.5μsのタイミングで各グループの駆動信号を遅延させた場合に、一の陽極24aによる電界が、対応する作用部231a以外の作用部231b等へ与える影響が少ない等、駆動評価がよいと判明した。
【0025】
図3は、記録ヘッドのインク吐出の動作を説明するための図であって、記録ヘッド20をノズル側から見た表面図である。説明の便宜上、すべてのノズル211からインクを吐出する場合(すべての陽極24a〜25gに駆動電圧が印加された場合)の制御部10の動作について説明する。なお、図3(a)〜図3(c)に示す記録ヘッド20は、記録媒体に対して同一の位置にある。
制御部10は、図2に示すように、複数の陽極24を規則的に間引いた形で分けられた3つのグループ毎に、個々の陽極24に対応した駆動信号を出力するタイミングを所定の時間(0.1〜0.5μs)ずつずらすことによって、3つのグループ毎に異なるタイミングで駆動電圧を印加する。
【0026】
図3(a)に示すように、先ず、第1のグループに分けられた陽極24a,24d,24gに駆動電圧が印加され、ノズル211a,211d,211gからインクが吐出される。図3(b)及び図3(c)に示すように、その後、第2のグループの陽極24b,25e及び第3のグループの陽極24c,25fにそれぞれ所定の時間遅延したタイミングで駆動電圧が印加され、ノズル211b,211e及びノズル211c,211fから所定の時間遅延したタイミングでインクが吐出される。この結果、図3(d)に示すように、見かけ上は、すべてのノズル211a〜211gから従来と同様にインクが吐出される。
【0027】
図4は、圧電素子板の作用について説明する図である。
制御部10は、隣接する陽極24に対してタイミングをずらして駆動電圧を印加するため、図4に示すように、隣接する陽極24a,24bによる電界が同時に発生することはない。つまり、作用部231bにおいて、複数の陽極24による機械的変位が重複することはない。なお、陽極24aに駆動電圧が印加された場合に作用部231bに変位が生じないのが理想であるが[図4(b)、#1]、実際には、作用部231bには、機械的変位が生じる[図4(b)、#2]。しかし、この機械的変位は、圧力室22bからインクを吐出させるほどではない。
【0028】
このように本実施形態によれば、制御部10は、対応する作用部231が重複する複数の陽極24に対してタイミングをずらして駆動電圧を印加するため、作用部231の圧力室22への作用の精度(駆動精度)を向上することが可能であり、インクジェット装置1のインク吐出の精度を向上することが可能となった。また、制御部10は、実験結果に基づいた所定の時間だけ駆動電圧印加のタイミングをずらすため、一層の精度の向上を図ることが可能となった。
【0029】
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。例えば、駆動電極である陽極24a〜25gを3つのグループに分けたが、2つのグループであってもよく、4以上のグループであってもよい。複数であれば、グループ数は限定されない。
また、本実施形態のようにグループ数が各陽極24に対応する各作用部231の重複等の各陽極24の電界による相互影響の調査結果に基づいて設定したものであれば、一層よい。
【0030】
本発明による圧電素子駆動装置、液体吐出装置を構成する圧電素子として、一体構成の圧電素子板23を用いたが、複数の作用部231を有する配列された複数の圧電素子であってもよい。例えば、各駆動電極(陽極)24が配置された複数の圧電素子が配列されたものであってもよい。
また、インクジェット装置1は、1列に並んだ7つのノズル211a〜211g、このノズル211a〜211gに対応する作用部231a〜231g及び陽極24a〜24gを有する記録ヘッド20を備えるが、このノズル211等の数及び列数は、これに限られるものではない。
【0031】
本発明による圧電素子駆動装置を構成する制御部10、圧電素子板23、陽極(駆動電極)24及び陰極(共通電極)25、また、本発明による液体吐出装置を構成する制御部10及び記録ヘッド20を備えるインクジェット装置1について実施形態に記載したが、これに限られず、印刷機、複写機等の他の画像記録装置等、圧電素子駆動装置又は液体吐出装置を構成するこれら各部を備えた機器であってもよい。同様の効果を得ることが可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、対応する作用部が重複する複数の駆動電極に対してタイミングをずらして駆動電圧を印加するため、作用部の外部への作用精度である駆動精度を向上することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧電素子駆動装置及び液体吐出装置を備えるインクジェット装置を示すブロック図である。
【図2】本発明による圧電素子駆動装置、液体吐出装置の動作及び圧電素子駆動方法の実施形態を示すグラフである。
【図3】記録ヘッドのインク吐出の動作を説明するための図である。
【図4】圧電素子板の作用について説明する図である。
【図5】従来の圧電素子駆動装置及び液体吐出装置を説明するための図である。
【図6】圧電素子板の理想的な作用を説明する図である。
【図7】従来の圧電素子板の作用を説明する図である。
【符号の説明】
1,1−2 インクジェット装置
2 ホストコンピュータ
10 制御部
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 I/Oポート
15 ヘッドドライバ
16 モータドライバ
20 記録ヘッド
21 基板
22 圧力室
23 圧電素子板
24 陽極
25 陰極
30 操作パネル
40 走査モータ
221 ノズル
231 作用部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric element driving apparatus, a liquid ejection apparatus, and a piezoelectric element driving method for driving a piezoelectric element having a high degree of integration of electrodes to which a voltage is applied.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a print head of an image recording device such as an ink jet device that converts an electric signal into an image such as a character or a graphic and records the image on a recording medium such as paper, cloth, and plastic, a printing machine, and a copying machine includes: A piezoelectric element, which is a liquid ejection element such as an ink ejection element, is used. This piezoelectric element is a device that converts an electric signal into mechanical displacement by a piezoelectric effect (piezo effect), acts on a load, and drives the load. For example, a barium titanate-based or lead zirconate titanate-based piezoelectric ceramic A vibrator or the like.
[0003]
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional piezoelectric element driving device and a conventional liquid ejection device, and is a front view of the
The
[0004]
On the outer surface of the
The
[0005]
FIG. 6 is a diagram for explaining an ideal operation of the piezoelectric element plate. FIG. 6A shows an ideal electric field in the piezoelectric element plate when a driving voltage is applied to one anode. (B) shows an ideal mechanical displacement of the piezoelectric element plate.
During operation of the ink jet device 1-2, the control unit of the ink jet device 1-2 (not shown) connected to these
[0006]
The
[0007]
As shown in FIG. 5, the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in practice, as shown in FIG. 7A, there is a problem that the electric field generated by the
That is, when a driving voltage is simultaneously applied to two
[0009]
An object of the present invention is to provide a piezoelectric element driving device, a liquid ejection device, and a piezoelectric element driving method capable of improving the driving accuracy of a piezoelectric element.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problem by the following means. In addition, in order to facilitate understanding, the description will be given with reference numerals corresponding to the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this. That is, according to the first aspect of the present invention, an integrated piezoelectric element (23) or a plurality of arranged piezoelectric elements having a plurality of operating portions (231) acting externally, and a plurality of arranged piezoelectric elements are arranged on an outer surface of the piezoelectric element. A common electrode (25), a plurality of drive electrodes (24) disposed on the outer surface facing the outer surface, and corresponding to the individual acting portions, and a predetermined distance between the individual drive electrode and the common electrode. And a voltage applying means (10, 20) for applying a driving voltage of the piezoelectric element driving apparatus, wherein the piezoelectric element driving device causes a mechanical displacement of the action section according to the driving voltage applied by the voltage applying means. The voltage applying means applies a drive voltage to a plurality of the drive electrodes, the corresponding action portions of which overlap with each other, at a shifted timing, and is a piezoelectric element drive device (1).
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the piezoelectric element driving device according to the first aspect, the voltage applying means periodically applies a drive voltage to a plurality of the drive electrodes arranged adjacently at a shifted timing. And a piezoelectric element driving device (1).
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the piezoelectric element driving device according to the first or second aspect, the voltage applying means is provided for each of a plurality of groups in which the plurality of drive electrodes are regularly thinned out. A piezoelectric element driving device (1) characterized in that a driving voltage is periodically applied at a shifted timing.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the piezoelectric element driving device according to any one of the first to third aspects, when the voltage applying unit applies a driving voltage to the two driving electrodes simultaneously, In the working portion corresponding to one of the drive electrodes, when the mechanical displacement caused by the one drive electrode overlaps with the mechanical displacement caused by the other drive electrode, and the total mechanical displacement is equal to or more than a certain value. And a drive voltage is periodically applied to the two drive electrodes with a shift in timing, thereby providing a piezoelectric element drive device (1).
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric element driving device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the plurality of acting portions are filled with a liquid, and the liquid is discharged. A plurality of liquid chambers (22) arranged so that holes (211) are open to the outside on one surface thereof, wherein the liquid chambers have a volume that is affected by mechanical displacement of the corresponding working section. And the liquid is discharged from the discharge hole.
[0015]
The invention according to claim 6 is a piezoelectric element having a plurality of acting parts acting externally, a piezoelectric element of an integrated structure or a plurality of arranged piezoelectric elements, a common electrode arranged on the outer surface of the piezoelectric element, A plurality of drive electrodes arranged on the outer side surface facing the side surface and corresponding to the individual working portions, wherein the individual working portions are provided in accordance with a voltage applied between the individual drive electrodes and the common electrode. A piezoelectric element driving method for causing a mechanical displacement, wherein a first voltage application step of applying a predetermined driving voltage between one of the driving electrodes and the common electrode, and the corresponding action unit is the one driving A first voltage application procedure between the other drive electrode overlapping the electrode and the common electrode, and a second voltage application procedure for applying a predetermined drive voltage at a shifted timing, wherein the first and second voltage application procedures are performed. Perform voltage application procedure periodically When a piezoelectric element drive method comprising.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, in the piezoelectric element driving method according to the sixth aspect, the first voltage application step includes a step of selectively dividing the plurality of drive electrodes into a plurality of groups. A predetermined driving voltage is applied between the driving electrodes included in the first group and the common electrode, and the second voltage applying step includes the driving electrodes included in the second group different from the first group and the driving electrodes included in the second group. A method for driving a piezoelectric element, characterized in that a predetermined drive voltage is applied between common electrodes at a timing shifted from the first voltage application procedure.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.
(Embodiment)
Note that the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those of the above-described conventional example, and redundant description will be omitted as appropriate.
FIG. 1 is a block diagram showing an ink jet apparatus including a piezoelectric element driving device and a liquid ejection device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the
[0018]
The piezoelectric element driving device and the liquid ejection device according to the embodiment include a control unit 10 and a
The control unit 10 includes a
[0019]
When the
[0020]
FIG. 2 is a graph showing the operation of the piezoelectric element driving device, the liquid ejection device, and the piezoelectric element driving method according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 2B shows the timing of driving signal supply by the conventional control unit.
As shown in FIG. 2B, the conventional control unit supplies each drive signal to all the
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 2A, the control unit 10 shifts the timing of each drive signal (frequency: 2 kHz, 3 kHz) for each of three groups in which all the
[0022]
In the present embodiment, an experiment for detecting the vibration of the
First, when a drive voltage is applied between one
[0023]
Since the number of electrodes (the number of overlapping action portions 231) from the
In the working
[0024]
Further, according to the same investigation, when the drive signal of each group is delayed at a timing of 0.1 to 0.5 μs, the electric field generated by one
[0025]
FIG. 3 is a diagram for explaining the ink discharging operation of the recording head, and is a front view of the
As shown in FIG. 2, the control unit 10 sets a timing for outputting a drive signal corresponding to each
[0026]
As shown in FIG. 3A, first, a driving voltage is applied to the
[0027]
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the piezoelectric element plate.
Since the control unit 10 applies the drive voltage to the
[0028]
As described above, according to the present embodiment, the control unit 10 applies the drive voltage to the plurality of
[0029]
(Modified form)
Various modifications and changes are possible without being limited to the embodiment described above, and these are also within the equivalent scope of the present invention. For example, the
Further, it is more preferable that the number of groups is set based on the result of the investigation of the mutual influence of the electric field of each
[0030]
Although the
In addition, the
[0031]
The control unit 10, the
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the drive voltage is applied to a plurality of overlapping drive electrodes with the corresponding action portions shifted in timing, so that the drive accuracy, which is the action accuracy to the outside of the action portion, is applied. It became possible to improve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an ink jet apparatus including a piezoelectric element driving device and a liquid ejection device according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an operation of a piezoelectric element driving device, a liquid ejection device, and a piezoelectric element driving method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an ink discharging operation of the recording head.
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of a piezoelectric element plate.
FIG. 5 is a view for explaining a conventional piezoelectric element driving device and a liquid ejection device.
FIG. 6 is a diagram illustrating an ideal function of a piezoelectric element plate.
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of a conventional piezoelectric element plate.
[Explanation of symbols]
1,1-2
12 ROM
13 RAM
14 I / O port 15 Head driver 16
Claims (7)
前記電圧印加手段は、対応する前記作用部が重複する複数の前記駆動電極に対してタイミングをずらして駆動電圧を印加すること、
を特徴とする圧電素子駆動装置。Having a plurality of acting portions acting externally, a piezoelectric element of an integral configuration or a plurality of arranged piezoelectric elements, a common electrode disposed on the outer surface of the piezoelectric element, and an outer surface opposed to this outer surface A plurality of drive electrodes corresponding to the respective action portions, and a voltage application unit for applying a predetermined drive voltage between each of the drive electrodes and the common electrode, wherein the drive electrodes are applied by the voltage application unit. A piezoelectric element driving device that causes a mechanical displacement in the action portion according to a driving voltage,
The voltage applying unit applies a drive voltage at a different timing to a plurality of the drive electrodes having the corresponding acting portions overlapping;
A piezoelectric element driving device characterized by the above-mentioned.
前記電圧印加手段は、隣接して配置されている複数の前記駆動電極に対してタイミングをずらして周期的に駆動電圧を印加すること、
を特徴とする圧電素子駆動装置。The piezoelectric element driving device according to claim 1,
The voltage applying unit periodically applies a drive voltage to the plurality of drive electrodes arranged adjacent to each other at a shifted timing;
A piezoelectric element driving device characterized by the above-mentioned.
前記電圧印加手段は、前記複数の駆動電極を規則的に間引いた形で分けられた複数のグループ毎にタイミングをずらして周期的に駆動電圧を印加すること、
を特徴とする圧電素子駆動装置。The piezoelectric element driving device according to claim 1 or 2,
The voltage applying unit periodically applies a drive voltage by shifting the timing for each of a plurality of groups divided in a form in which the plurality of drive electrodes are regularly thinned out,
A piezoelectric element driving device characterized by the above-mentioned.
前記電圧印加手段は、2つの前記駆動電極に同時に駆動電圧を印加した場合に、一方の前記駆動電極に対応する前記作用部において、一方の前記駆動電極によって生じる機械的変位に他方の前記駆動電極によって生じる機械的変位が重複し、全体の機械的変位が一定以上であるときに、前記2つの駆動電極に対してタイミングをずらして周期的に駆動電圧を印加すること、
を特徴とする圧電素子駆動装置。The piezoelectric element driving device according to any one of claims 1 to 3,
The voltage applying unit is configured such that, when a driving voltage is simultaneously applied to the two driving electrodes, the mechanical displacement caused by one of the driving electrodes in the working portion corresponding to one of the driving electrodes causes the other of the driving electrodes When the mechanical displacements caused by the overlap are overlapped and the total mechanical displacement is equal to or more than a certain value, a drive voltage is periodically applied to the two drive electrodes by shifting the timing,
A piezoelectric element driving device characterized by the above-mentioned.
前記複数の作用部に対応し、液体が充填され、この液体吐出のための吐出孔がその一面に外部に開口するように配置されている複数の液体室とを備え、
前記液体室は、対応する前記作用部の機械的変位による作用を受けてその容積が変化し、前記吐出孔から液体を吐出すること、
を特徴とする液体吐出装置。A piezoelectric element driving device according to any one of claims 1 to 4,
A plurality of liquid chambers corresponding to the plurality of acting portions, filled with a liquid, and including a plurality of liquid chambers arranged so that a discharge hole for discharging the liquid is opened to the outside on one surface thereof,
The volume of the liquid chamber is changed by the action of the mechanical displacement of the corresponding action section, and the liquid is discharged from the discharge hole.
A liquid discharge device characterized by the above-mentioned.
一の前記駆動電極及び前記共通電極間に所定の駆動電圧を印加する第1の電圧印加手順と、
対応する前記作用部が前記一の駆動電極と重複する他の駆動電極及び前記共通電極間に前記第1の電圧印加手順とタイミングをずらして所定の駆動電圧を印加する第2の電圧印加手順とを備え、
前記第1及び第2の電圧印加手順を周期的に行うこと、
を特徴とする圧電素子駆動方法。Having a plurality of acting portions acting externally, a piezoelectric element of an integral configuration or a plurality of arranged piezoelectric elements, a common electrode disposed on the outer surface of the piezoelectric element, and an outer surface opposed to this outer surface A plurality of drive electrodes arranged and corresponding to the individual working parts, and a piezoelectric element for causing a mechanical displacement in the individual working parts according to a voltage applied between the individual drive electrodes and the common electrode. An element driving method,
A first voltage application procedure of applying a predetermined drive voltage between the one drive electrode and the common electrode;
A second voltage applying step of applying a predetermined driving voltage at a different timing from the first voltage applying step and the timing between the common electrode and another driving electrode corresponding to the one driving electrode and overlapping the one driving electrode; With
Periodically performing the first and second voltage application procedures;
A piezoelectric element driving method, comprising:
前記第1の電圧印加手順は、前記複数の駆動電極を規則的に間引いた形で分けられた複数のグループのうちの第1のグループに含まれる駆動電極及び前記共通電極間に所定の駆動電圧を印加し、
前記第2の電圧印加手順は、前記第1のグループと異なる第2のグループに含まれる駆動電極及び前記共通電極間に、前記第1の電圧印加手順とタイミングをずらして所定の駆動電圧を印加すること、
を特徴とする圧電素子駆動方法。The piezoelectric element driving method according to claim 6,
The first voltage application step includes the steps of: applying a predetermined drive voltage between the drive electrode and the common electrode included in a first group of a plurality of groups in which the plurality of drive electrodes are regularly thinned out. And apply
The second voltage applying step includes applying a predetermined driving voltage between the driving electrodes and the common electrode included in a second group different from the first group at a timing shifted from the first voltage applying step. To do,
A piezoelectric element driving method, comprising:
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JP2002185860A JP2004025645A (en) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | Piezoelectric element drive device, liquid discharging device, and piezoelectric element driving method |
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- 2002-06-26 JP JP2002185860A patent/JP2004025645A/en active Pending
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