JP5842417B2 - 圧電素子駆動回路、および流体噴射装置 - Google Patents
圧電素子駆動回路、および流体噴射装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5842417B2 JP5842417B2 JP2011148900A JP2011148900A JP5842417B2 JP 5842417 B2 JP5842417 B2 JP 5842417B2 JP 2011148900 A JP2011148900 A JP 2011148900A JP 2011148900 A JP2011148900 A JP 2011148900A JP 5842417 B2 JP5842417 B2 JP 5842417B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- circuit
- voltage
- signal
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 60
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 31
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 31
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 26
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 11
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
- A61M5/14244—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body
- A61M5/14276—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body specially adapted for implantation
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
圧電素子に対して所定の駆動信号を印加することによって、該圧電素子を駆動する圧電素子駆動回路であって、
前記駆動信号の基準となる駆動波形信号を出力する駆動波形信号出力回路と、
前記駆動波形信号と、前記圧電素子に印加された駆動信号を用いて生成された帰還信号との差分を取ることによって誤差信号を生成する演算回路と、
電源から電力の供給を受けて前記誤差信号を電力増幅することによって、前記電源の発生する電源電圧と該電源のグランド電圧との間で電圧が変化する電力増幅信号を生成する電力増幅回路と、
前記電力増幅回路と前記圧電素子とを接続して、該電力増幅回路からの前記電力増幅信号を前記駆動信号として該圧電素子に供給する誘導性素子と、
前記誘導性素子からの前記駆動信号に対して、位相を進ませる補償である位相進み補償を行った信号を前記帰還信号として前記演算回路に負帰還させる位相進み補償回路と
を備え、
前記位相進み補償回路は、前記圧電素子に印加される前記駆動信号の最低電圧が、前記電源のグランド電圧よりも低い電圧となる回路である
ことを特徴とする。
流体が流入する流体室と、前記流体室を変形させる圧電素子と、前記流体室に流入された流体を噴射する噴射ノズルとを有する脈動発生部とを備え、
上述した本願発明の圧電素子駆動回路から出力された前記駆動信号を前記圧電素子に印加することによって、前記流体室に流入した流体が前記噴射ノズルから噴射される流体噴射装置として把握することも可能である。
A.装置構成:
B.圧電素子駆動回路の回路構成:
C.圧電素子駆動回路の動作:
D.変形例:
図1は、本実施例の圧電素子駆動回路200を搭載した流体噴射装置100の構成を示した説明図である。図示されているように流体噴射装置100は、大きく分けると、流体を噴射する噴射ユニット110と、噴射ユニット110から噴射される流体を噴射ユニット110に向けて供給する流体供給手段120と、噴射ユニット110および流体供給手段120の動作を制御する制御ユニット130などから構成されている。
図2は、本実施例の圧電素子駆動回路200の回路構成を示した説明図である。図示されているように、圧電素子駆動回路200は大きく分けると、駆動信号の基準となる駆動波形信号(以下、WCOM)を出力する駆動波形信号発生回路(駆動波形信号出力回路)210と、駆動波形信号発生回路210から受け取ったWCOMと後述する帰還信号(以下、dCOM)とに基づいて誤差信号(以下、dWCOM)を出力する演算回路220と、演算回路220からのdWCOMを電力増幅して電力増幅信号(以下、Vs)を生成する電力増幅回路235と、電力増幅回路235からVsを受け取って、駆動信号(以下、COM)として噴射ユニット110の圧電素子116に供給するコイル250(誘導性素子)と、コイル250から圧電素子116に供給されたCOMに対して位相を進ませる補償を加えて、dCOM(帰還信号)を生成する位相進み補償回路270とを備えている。ここで、電力増幅回路235は、演算回路220からのdWCOMをパルス変調して変調信号(以下、MCOM)に変換する変調回路230と、変調回路230からのMCOMを電力増幅して電力増幅信号(Vs)を生成するデジタル電力増幅回路240とを備えている。
以上のような構成を有する本実施例の圧電素子駆動回路200は、残留歪みを解消するための別電源を備えていないにも拘わらず、圧電素子116に生じる残留歪みを速やかに解消することができるという優れた特性を有している(詳細には後述する)。その結果、回路の大型化あるいは複雑化を招くことなく、高い繰り返し周波数で(すなわち短い時間間隔で)圧電素子116を駆動することが可能となる。以下では、こうした優れた特性が得られる理由を説明するが、その準備として、圧電素子116に生じる残留歪みによって圧電素子116の実質的な変形量が少なくなってしまう現象について簡単に説明する。
以上に説明した実施例あるいは変形例では、コイル250と圧電素子116とによって平滑フィルター260が構成されるものとして説明した。しかし、圧電素子116に対して並列に接続されるようにコンデンサーを設けておき、このコンデンサーと、コイル250と、圧電素子116とによって平滑フィルター260を構成するようにしても良い。
112…流体噴射管、 113…第2ケース、 114…第1ケース、
115…流体室、 116…圧電素子、 120…流体供給手段、
121…第1接続チューブ、 122…第2接続チューブ、 123…流体容器、
130…制御ユニット、 200…圧電素子駆動回路、
210…駆動波形信号発生回路、 220…演算回路、 230…変調回路、
235…電力増幅回路、 240…デジタル電力増幅回路、 250…コイル、
252…コンデンサー、 260…平滑フィルター、 270…位相進み補償回路
Claims (5)
- 圧電素子に対して駆動信号を印加することによって、該圧電素子を駆動する圧電素子駆動回路であって、
前記駆動信号の基準となる駆動波形信号を出力する駆動波形信号出力回路と、
前記駆動波形信号と、前記圧電素子に印加された駆動信号を用いて生成された帰還信号との差分を取ることによって誤差信号を生成する演算回路と、
電源から電力の供給を受けて前記誤差信号を電力増幅することによって、前記電源の発生する電源電圧と該電源のグランド電圧との間で電圧が変化する電力増幅信号を生成する電力増幅回路と、
前記電力増幅回路と前記圧電素子とを接続して、該電力増幅回路からの前記電力増幅信号を前記駆動信号として該圧電素子に供給する誘導性素子と、
前記誘導性素子からの前記駆動信号に対して、位相を進ませる補償である位相進み補償を行った信号を前記帰還信号として前記演算回路に負帰還させる位相進み補償回路と
を備え、
前記位相進み補償回路は、前記圧電素子に印加される前記駆動信号の最低電圧が、前記電源のグランド電圧よりも低い電圧となる回路である
ことを特徴とする圧電素子駆動回路。 - 請求項1に記載の圧電素子駆動回路であって、
前記位相進み補償回路は、前記圧電素子に印加される前記駆動信号の最低電圧と前記グランド電圧との電圧差が、前記駆動信号の最高電圧と前記グランド電圧との電圧差の1〜2割の値となる回路である
ことを特徴とする圧電素子駆動回路。 - 請求項1または2に記載の圧電素子駆動回路であって、
前記圧電素子に対して並列に接続された容量性素子を更に備える圧電素子駆動回路。 - 請求項1ないし請求項3に記載の圧電素子駆動回路であって、
前記電力増幅回路は、
前記誤差信号をパルス変調することによって変調信号を生成する変調回路と、
前記電源から電力の供給を受けて前記変調信号をデジタル電力増幅することによって、前記電力増幅信号を生成するデジタル電力増幅回路と、を備えることを特徴とする圧電素子駆動回路。 - 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電素子駆動回路と、
流体が流入する流体室と、前記流体室を変形させる圧電素子と、前記流体室に流入された流体を噴射する噴射ノズルとを有する脈動発生部と
を備え、
前記圧電素子駆動回路から出力される前記駆動信号が前記圧電素子に印加されることによって、前記流体室に流入した流体が前記噴射ノズルから噴射される流体噴射装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011148900A JP5842417B2 (ja) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | 圧電素子駆動回路、および流体噴射装置 |
US13/541,335 US20130011282A1 (en) | 2011-07-05 | 2012-07-03 | Piezoelectric element drive circuit and liquid ejecting apparatus |
CN201210230300.XA CN102862388B (zh) | 2011-07-05 | 2012-07-04 | 压电元件驱动电路以及流体喷射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011148900A JP5842417B2 (ja) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | 圧電素子駆動回路、および流体噴射装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013014084A JP2013014084A (ja) | 2013-01-24 |
JP2013014084A5 JP2013014084A5 (ja) | 2014-07-24 |
JP5842417B2 true JP5842417B2 (ja) | 2016-01-13 |
Family
ID=47438766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011148900A Expired - Fee Related JP5842417B2 (ja) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | 圧電素子駆動回路、および流体噴射装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130011282A1 (ja) |
JP (1) | JP5842417B2 (ja) |
CN (1) | CN102862388B (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6213720B2 (ja) * | 2013-08-20 | 2017-10-18 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、その制御方法およびプログラム |
JP6206655B2 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-10-04 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置およびヘッドユニット |
JP2016141070A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、ヘッドユニット、容量性負荷駆動回路および容量性負荷駆動回路の制御方法 |
JP6641889B2 (ja) * | 2015-10-30 | 2020-02-05 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置及び液体吐出システム |
DK3537488T3 (da) * | 2018-03-07 | 2021-01-18 | Polight Asa | Bestemmelse og påføring af en spænding på en piezoelektrisk aktuator |
JP7131252B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2022-09-06 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置及び駆動回路 |
JP7363302B2 (ja) * | 2019-09-30 | 2023-10-18 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、駆動回路、及び集積回路 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10250917B3 (de) * | 2002-10-31 | 2004-06-03 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines Einspritzventils mit einem piezoelektrischen Aktor sowie Steuergerät |
JP2005080424A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Taiyo Yuden Co Ltd | 電源装置 |
JP4639922B2 (ja) * | 2004-04-20 | 2011-02-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 容量性負荷の駆動回路及び方法、液滴吐出装置、液滴吐出ユニット、インクジェットヘッドの駆動回路 |
DE102004046080A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors insbesondere einer Kraftstoffeinspritzanlage eines Kraftfahrzeuges |
JP4770361B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2011-09-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 容量性負荷の駆動回路、及び液滴吐出装置 |
JP5056360B2 (ja) * | 2006-11-15 | 2012-10-24 | セイコーエプソン株式会社 | D級アンプの制御回路および液体噴射装置、印刷装置 |
JP4492693B2 (ja) * | 2007-12-19 | 2010-06-30 | 富士ゼロックス株式会社 | 容量性負荷の駆動回路及び液滴噴射装置 |
DE102008013590A1 (de) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Epcos Ag | Verfahren zum Betrieb eines Piezoelements |
JP5471325B2 (ja) * | 2009-11-10 | 2014-04-16 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射装置及び印刷装置及び手術具 |
-
2011
- 2011-07-05 JP JP2011148900A patent/JP5842417B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-07-03 US US13/541,335 patent/US20130011282A1/en not_active Abandoned
- 2012-07-04 CN CN201210230300.XA patent/CN102862388B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130011282A1 (en) | 2013-01-10 |
CN102862388B (zh) | 2016-08-10 |
JP2013014084A (ja) | 2013-01-24 |
CN102862388A (zh) | 2013-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5842417B2 (ja) | 圧電素子駆動回路、および流体噴射装置 | |
JP5728962B2 (ja) | 容量性負荷駆動回路および流体噴射装置 | |
JP4492693B2 (ja) | 容量性負荷の駆動回路及び液滴噴射装置 | |
JP4639922B2 (ja) | 容量性負荷の駆動回路及び方法、液滴吐出装置、液滴吐出ユニット、インクジェットヘッドの駆動回路 | |
JP2017043007A (ja) | 液体吐出装置およびヘッドユニット | |
US8857935B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and liquid ejecting method | |
JP5644399B2 (ja) | 容量性負荷駆動回路および液体噴射装置 | |
JP2013038457A (ja) | 増幅回路、ヘッド駆動回路、及び、液体噴射装置 | |
US9088270B2 (en) | Capacitive load drive circuit, fluid ejection device and medical device | |
US8692590B2 (en) | Capacitive load drive circuit, liquid injector, and medical device | |
JP6075532B2 (ja) | 容量性負荷駆動回路、液体噴射型印刷装置、液体噴射装置、流体輸送装置および医療機器 | |
JP5736939B2 (ja) | 容量性負荷駆動回路及び流体噴射装置 | |
JP5845598B2 (ja) | 負荷駆動回路および流体噴射装置 | |
US8894171B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and liquid ejecting method | |
JP5849516B2 (ja) | 液体噴射装置、印刷装置、及び医療機器 | |
JP2012235201A (ja) | 容量性負荷駆動回路及び液体噴射装置 | |
JP5724437B2 (ja) | 電圧出力回路 | |
JP5862137B2 (ja) | 脈動発生装置用制御装置および液体噴射装置 | |
JP2012143280A (ja) | 容量性負荷駆動回路 | |
JP5880755B2 (ja) | 流体噴射装置 | |
JP5625785B2 (ja) | 容量性負荷駆動回路および液体噴射装置 | |
JP5764917B2 (ja) | 容量性負荷駆動回路、配線及び液体噴射装置 | |
JP2015180553A (ja) | 液体噴射装置、印刷装置、及び医療機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140606 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140606 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150512 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150630 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151020 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5842417 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |