JP2818425B2 - 圧電アクチエータ励振方式 - Google Patents
圧電アクチエータ励振方式Info
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Description
係り、特に印字ヘツドの駆動源に用いられる圧電アクチ
エータの励振方式に関するものである。
ドに使用される圧電アクチエータの励振方式の一例を第
4図に示し説明する。
で、この圧電アクチエータ21の一方の電極は接地されて
おり、他方の電極はコイル22を介してスイツチ回路23に
接続されると共に放電用抵抗24を介してスイツチ回路25
に接続されている。
スの立上り時間内にだけ、コイル22を介して励振電圧を
圧電アクチエータ21に印加する。このコイル22と圧電ア
クチエータ21の直列回路に励振電圧が印加されると、充
電電流が徐々に流れはじめて、ピークに達した後は徐々
に下がりはじめゼロを通過すると、今度は逆方向に放電
電流が流れはじめる。
れると共に徐々に上昇し、電流がゼロになつた時点でピ
ーク電圧となる。ピーク電圧以降は放電電流が流れるこ
とによつて圧電アクチエータ21の端子電圧は徐々に低下
する。そして、放電の過程においては、制動信号を操作
することによつてスイツチ回路25が導通状態となり、放
電用抵抗24とコイル22および圧電アクチエータ21の直列
回路となり放電電流がこの閉回路を流れ、圧電アクチエ
ータ21に蓄積されていたエネルギーは放電用抵抗24で熱
エネルギーに変換され消費される。
周期によつて1ドツトが印字される。
アクチエータとコイルおよび放電用抵抗で閉回路を構成
し、放電電流を流すことによつて、圧電アクチエータに
蓄積された静電エネルギーを放電用抵抗で消費して熱エ
ネルギーに変換していた。
性のものが必要とされ、プリンタが小型化できずコスト
が高くなるという課題があつた。
給する励振電源と、入力側がこの励振電源に接続された
第1のスイッチ手段と、一方の端子がこの第1のスイッ
チ手段の出力側に接続されかつ電流変化に基づきエネル
ギーを蓄積するコイルと、往復動を行う機械機構に接続
されるとともに2つの電極がそれぞれコイルの他方の端
子と接地とに接続されかつ電極間に印加される励振電圧
に応じて寸法歪を発生し機械機構の往復動を駆動する圧
電アクチエータと、アノードがコイルの一方の端子に接
続された第1のダイオードと、アノードがコイルの一方
の端子に接続されカソードが励振電源に接続された第2
のダイオードと、圧電アクチエータの寸法歪の制動タイ
ミングを示す制動信号を出力する制動信号発生手段と、
この制動信号発生手段に接続されるとともに第1のダイ
オードのカソードと接地との間に接続されかつ制動信号
に応答して導通状態および遮断状態となり圧電アクチエ
ータ、コイルおよび第1のダイオードによる閉回路を開
閉することにより圧電アクチエータの充電電荷を第2の
ダイオードを介して放電させる第2のスイッチ手段とを
備え、第1のスイッチ手段は励振電圧の印加タイミング
を示す駆動信号に応答してコイルを介し圧電アクチエー
タに励振電圧を印加する手段であり、制動信号の出力開
始から少なくとも圧電アクチエータの充電電荷の放電が
終了するまでの時間に第2のスイッチ手段による閉回路
の開閉が少なくとも1回行われるようにしたものであ
る。
エータの充電電荷に基づき圧電アクチエータからコイル
を介して第1のダイオードに流れる電流ループが形成さ
れ、コイルにエネルギーが蓄積される。次に第2のスイ
ッチ手段が遮断状態になると、コイルに蓄積されたエネ
ルギーが第2のダイオードから放電される。
る。
実施例を示すブロック図である。
ら供給される。4はスイッチ回路で、入力側が励振電源
に接続されている。このスイッチ回路4は、励振電圧の
印加タイミングを示す駆動信号に応答して、後述するコ
イル3を介し圧電アクチエータ1に励振電圧を印加する
第1のスイッチ手段を構成している。3は電流変化に基
づきエネルギーを蓄積するコイルで、一方の端子がスイ
ッチ回路4の出力側に接続されている。
う機械機構2に接続されるとともに2つの電極がそれぞ
れコイル3の他方の端子と接地とに接続されている。こ
の圧電アクチエータ1は、電極間に印加される励振電圧
に応じて寸法歪を発生し機械機構2の往復動を駆動する
ように構成されている。
がコイル2の一方の端子に接続されている。7は第2の
ダイオードで、アノードがコイル2の一方の端子に接続
され、カソードが励振電源に接続されている。
を示す制動信号は制動信号発生回路(図示せず)から供
給される。5はスイッチ回路で、この制動信号発生回路
に接続されるとともに、ダイオード6のカソードと接地
との間に接続されている。このスイッチ回路5は、制動
信号に応答して導通状態および遮断状態となり、圧電ア
クチエータ1、コイル2およびダイオード6による閉回
路を開閉することにより、圧電アクチエータ1の充電電
荷をダイオード7を介して放電させる第2のスイッチ手
段を構成している。
ル3と圧電アクチエータ1とで直列回路を形成し、駆動
信号によつて操作されるスイッチ回路4によつて励振電
圧を印加し、放電の過程においては、圧電アクチエータ
1とコイル3とで閉回路を構成し、この回路の開閉を制
動信号によつて操作するスイツチ回路5を有しており、
制動信号の出力開始から少なくとも圧電アクチエータ1
の充電電荷の放電が終了するまでの時間に、スイツチ回
路5の開閉を少なくとも1回以上繰り返すことによつ
て、圧電アクチエータ1の端子電圧を制御するように構
成されている。
流電流が流れるので、これらのスイツチ回路4,5に対す
る逆方向電流をバイパス(側流)するためのダイオード
7あるいは8を接続して、交流電流を流し得るようスイ
ツチ回路4あるいはスイツチ回路5を構成している。ま
た、圧電アクチエータ1の充電電荷の放電を行う際に生
ずる逆バイアス電圧が圧電アクチエータ1に加わるのを
防止するためのダイオード9を第1図に示すように圧電
アクチエータ1に並列に接続している。
で、(a)は駆動信号を示したものであり、(b)は制
動信号、(c)は電圧Vb、(d)は電流I、(e)は圧
電アクチエータ1の寸法歪を示したものである。
説明する。
れる。スイッチ回路4は、駆動信号(第2図(a)参
照)の立上り時間内にだけ導通状態となり、立下り時間
内は遮断状態になるとすると、スイツチ回路が4が導通
状態のときにはコイル3を介して励振電圧が圧電アクチ
エータ1に印加され、スイツチ回路4が遮断状態のとき
にはスイツチ回路4の出力端の電圧Vaはゼロとなる。な
お、スイツチ回路5もスイツチ回路4と同様に立上り時
間内に導通状態で立下り時間内は遮断状態になるとす
る。
4が高レベル(H)電圧の駆動信号によつて導通状態に
なると、これに応じてスイツチ回路4の出力端には励振
電圧とほぼ等しい高さの電圧があらわれる。
続されているので、このコイル3を介して圧電アクチエ
ータ1に流れる電流は正弦波状の電流となる。また、励
振電源とコイル3と圧電アクチエータ1とからなる直列
閉回路が形成されるので、圧電アクチエータ1の端子電
圧Vbは、理想的には0から2V0まで上昇し、コイル3の
インダクタンスと圧電アクチエータ1の容量とで決まる
周波数で振動する。ただし、駆動信号のパルス幅は圧電
アクチエータ1の寸法歪(第2図(e)参照)の往復動
の一周期の約半分に選定されており、これは圧電アクチ
エータ1の端子電圧Vb(第2図(c)参照)がピークに
達する時間とほぼ一致している。
ークに達するまでが充電過程である。
端子電圧Vbが励振電圧と等しくなるまで電流はダイオー
ド7を通じて励振電源へともどる。このときスイツチ回
路4とスイツチ回路5は遮断状態である。
となることによつて逆流電流防止用ダイオード6の一端
が接地される。これによって圧電アクチエータ1、コイ
ル3および逆流電流防止用ダイオード6からなる直列閉
路が形成され、圧電アクチエータ1からコイル3を通っ
てダイオード6の方向に放電電流が流れる。このとき、
コイル3には電流変化に基づくエネルギーが蓄積され
る。ここでスイッチ回路5が遮断状態となると、コイル
3に蓄積されたエネルギーはダイオード7を通って励振
電源に流れ、励振電源によって回収される。このスイッ
チ回路5の導通と遮断とを繰り返すことによって、圧電
アクチエータ1の充電電荷は完全に放電される。この制
動信号を操作してスイツチ回路5が導通状態となる時間
と導通状態になる繰り返し周期を調節することによつて
放電する電流量を変化させて、圧電体アクチエータ1の
端子電圧Vbを制御することができる。
号によつて行う実施例を示すブロツク図である。
分を示し、10はプログラマブルタイマ、11は発振器、12
はプログラマブルマルチバイブレータである。そして、
このプログラマブルタイマ10、発振器11およびプログラ
マブルマルチバイブレータ12によって制動信号発生回路
が構成され、これによって制動信号の出力開始から少な
くとも圧電アクチエータ1の充電電荷の放電が終了する
までの時間のスイッチ回路5の開閉の繰り返し周期、開
閉の繰り返しの数および開閉の時間比をプログラマブル
に設定することができる。
電された充電電荷を放電する際に、圧電アクチエータと
コイルおよび逆流電流防止用ダイオードによる閉回路を
用いて放電電流の導通と遮断を制御するため、従来用い
ていた高耐電力,高信頼性の放電用抵抗を使用すること
なく、圧電アクチエータ励振回路を構成できるようにな
る。したがつて、プリンタ装置の小型化,低コスト化が
実現できる効果がある。
するため励振電源の供給効率の向上が実現できるという
効果がある。
施例を示すブロツク図、第2図は第1図の動作説明に供
するタイムチヤート、第3図は第1図における第2のス
イツチ回路の開閉を制御信号によつて行う実施例を示す
ブロツク図、第4図は従来の圧電アクチエータ励振方式
の一例を示すブロツク図である。 1……圧電アクチエータ、2……機械機構、3……コイ
ル、4,5……スイツチ回路、6……逆流電流防止用ダイ
オード。
Claims (2)
- 【請求項1】励振電圧を供給する励振電源と、 入力側が前記励振電源に接続された第1のスイッチ手段
と、 一方の端子が前記第1のスイッチ手段の出力側に接続さ
れかつ電流変化に基づきエネルギーを蓄積するコイル
と、 往復動を行う機械機構に接続されるとともに2つの電極
がそれぞれ前記コイルの他方端子と接地とに接続されか
つ前記電極間に印加される前記励振電圧に応じて寸法歪
を発生し前記機械機構の往復動を駆動する圧電アクチエ
ータと、 アノードが前記コイルの一方の端子に接続された第1の
ダイオードと、 アノードが前記コイルの一方の端子に接続されたカソー
ドが前記励振電源に接続された第2のダイオードと、 前記圧電アクチエータの寸法歪の制動タイミングを示す
制動信号を出力する制動信号発生手段と、 前記制動信号発生手段に接続されるとともに前記第1の
ダイオードのカソードと接地との間に接続されかつ前記
制動信号に応答して前記圧電アクチエータ、前記コイル
および前記第1のダイオードによる閉回路を開閉し前記
圧電アクチエータの充電電荷を前記第2のダイオードを
介して放電させる第2のスイッチ手段とを備え、 前記第1のスイッチ手段は、前記励振電圧の印加タイミ
ングを示す駆動信号に応答して前記コイルを介して前記
圧電アクチエータに前記励振電圧を印加する手段であ
り、 前記制動信号の出力開始から少なくとも前記圧電アクチ
エータの充電電荷の放電が終了するまでの時間に、前記
第2のスイッチ手段による前記閉回路の開閉が少なくと
も1回行われることを特徴とする圧電アクチエータ励振
方式。 - 【請求項2】請求項1において、 前記制御信号発生手段は、前記制動信号の出力開始から
少なくとも前記圧電アクチエータの充電電荷の放電が終
了するまでの時間の前記第2のスイッチ手段の前記閉回
路の開閉の繰り返し周期、前記開閉の繰り返しの数およ
び前記開閉の時間比がプログラマブルに設定される手段
を含むことを特徴とする圧電アクチエータ励振方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29837088A JP2818425B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 圧電アクチエータ励振方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29837088A JP2818425B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 圧電アクチエータ励振方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02145344A JPH02145344A (ja) | 1990-06-04 |
JP2818425B2 true JP2818425B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=17858813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29837088A Expired - Lifetime JP2818425B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 圧電アクチエータ励振方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2818425B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19733560B4 (de) * | 1997-08-02 | 2007-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements |
JP3116886B2 (ja) | 1998-01-16 | 2000-12-11 | 日本電気株式会社 | ピエゾ駆動回路 |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP29837088A patent/JP2818425B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02145344A (ja) | 1990-06-04 |
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