JP6417592B2 - Liquid ejection device, head unit and control circuit - Google Patents
Liquid ejection device, head unit and control circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP6417592B2 JP6417592B2 JP2014257000A JP2014257000A JP6417592B2 JP 6417592 B2 JP6417592 B2 JP 6417592B2 JP 2014257000 A JP2014257000 A JP 2014257000A JP 2014257000 A JP2014257000 A JP 2014257000A JP 6417592 B2 JP6417592 B2 JP 6417592B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- electrode
- piezoelectric element
- drive signal
- protection circuit
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
本発明は、圧電素子の駆動によって液体をノズルから吐出させる液体吐出装置、及び同液体吐出装置を構成するヘッドユニットに関する。 The present invention relates to a liquid ejection device that ejects liquid from a nozzle by driving a piezoelectric element, and a head unit that constitutes the liquid ejection device.
従来、圧電素子の駆動によって液体をノズルから吐出させる液体吐出装置として、例えば特許文献１に記載の装置が提案されている。こうした液体吐出装置には、同液体吐出装置の本体に固定されている制御回路と、複数の圧電素子を有するヘッドユニットとが設けられており、制御回路から出力された各種の信号は、フレキシブルフラットケーブルを通じてヘッドユニットに転送される。 Conventionally, for example, an apparatus described in Patent Document 1 has been proposed as a liquid ejection apparatus that ejects liquid from a nozzle by driving a piezoelectric element. Such a liquid ejection device is provided with a control circuit fixed to the main body of the liquid ejection device and a head unit having a plurality of piezoelectric elements, and various signals output from the control circuit are flexible flat. It is transferred to the head unit through the cable.
例えば、制御回路は、駆動信号を生成して出力する駆動信号出力部を備えている。そして、この駆動信号出力部から出力された駆動信号が圧電素子に入力されることによって圧電素子が駆動し、液体の一例であるインクがノズルから吐出される。 For example, the control circuit includes a drive signal output unit that generates and outputs a drive signal. Then, when the drive signal output from the drive signal output unit is input to the piezoelectric element, the piezoelectric element is driven, and ink, which is an example of a liquid, is ejected from the nozzle.
なお、圧電素子は、第１の電極と第２の電極とを有しており、この２つの電極の電位差に応じた電流が流れて駆動するようになっている。そして、第１の電極の電位と第２の電極の電位との差分である電位差が大きくなりすぎると、圧電素子の動作不良や破損を招くおそれがある。 The piezoelectric element has a first electrode and a second electrode, and is driven by a current flowing according to the potential difference between the two electrodes. If the potential difference, which is the difference between the potential of the first electrode and the potential of the second electrode, becomes too large, the piezoelectric element may malfunction or be damaged.
そこで、圧電素子を保護する方法の一例として、バリスタを、圧電素子に対して電気的に並列に接続する方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法によれば、圧電素子の第１の電極に駆動信号が入力されるに際し、第１の電極と第２の電極との電位差が大きくなりすぎると、バリスタの抵抗が急激に下がり、バリスタに電流が流れるようになる。その結果、上記の電位差が許容範囲内に収まり、圧電素子が適切に保護される。 Therefore, as an example of a method of protecting the piezoelectric element, a method of connecting a varistor electrically in parallel with the piezoelectric element has been proposed (see Patent Document 2). According to this method, when the drive signal is input to the first electrode of the piezoelectric element, if the potential difference between the first electrode and the second electrode becomes too large, the resistance of the varistor decreases rapidly, Current will flow. As a result, the above-described potential difference is within an allowable range, and the piezoelectric element is appropriately protected.
ここで、駆動信号出力部からは、図１５に示すように、電位が変動する駆動信号ＡＶＤが出力されることがある。この駆動信号ＡＶＤにおいて、電位の最大値を最大電位ＡＶＨとし、電位の最小値を最小電位ＡＶＬとするものとする。 Here, as shown in FIG. 15, a drive signal AVD whose potential varies may be output from the drive signal output unit. In this drive signal AVD, the maximum potential value is the maximum potential AVH, and the minimum potential value is the minimum potential AVL.
そして、こうした駆動信号ＡＶＤにノイズが重畳し、ノイズが重畳している駆動信号ＡＶＤが圧電素子の第１の電極に入力されることがある。駆動信号ＡＶＤの圧電素子への入力を許容しつつも、圧電素子の保護を図るためには、上記の最小電位ＡＶＬよりも小さい負の制限電位を第１の制限電位ＡＶＴｈ１とし、上記の最大電位ＡＶＨよりも大きい正の制限電位を第２の制限電位ＡＶＴｈ２とした場合、第１の電極の電位が第１の制限電位ＡＶＴｈ１よりも小さい電位になったり、第１の電極の電位が第２の制限電位ＡＶＴｈ２よりも大きい電位になったりすることを制限することが望ましい。 In some cases, noise is superimposed on the drive signal AVD, and the drive signal AVD on which the noise is superimposed is input to the first electrode of the piezoelectric element. In order to protect the piezoelectric element while allowing the input of the drive signal AVD to the piezoelectric element, the negative limit potential smaller than the minimum potential AVL is set as the first limit potential AVTh1, and the maximum potential is set. When the positive limit potential larger than AVH is set as the second limit potential AVTh2, the potential of the first electrode becomes smaller than the first limit potential AVTh1, or the potential of the first electrode is equal to the second limit potential AVTh2. It is desirable to restrict the potential from becoming higher than the limit potential AVTh2.
こうした課題を解消する方法の一例として、特許文献２に記載されるように、こうした駆動信号ＡＶＤが入力される圧電素子に対して、バリスタを電気的に並列に接続する方法を挙げることができるが、この場合には以下に示すような課題が新たに生じうる。すなわち、バリスタによって、例えば、第１の電極の電位が、第１の制限電位ＡＶＴｈ１よりも小さい電位になることを制限するようにしたとする。なお、第１の制限電位ＡＶＴｈ１に「−１」を乗じた値を「バリスタ制限電位ＡＶＴｈ１１」という。こうしたバリスタ制限電位ＡＶＴｈ１１は正の値となる。 As an example of a method for solving such a problem, as described in Patent Document 2, a method of electrically connecting a varistor in parallel to a piezoelectric element to which such a drive signal AVD is input can be cited. In this case, the following problems may newly arise. In other words, for example, it is assumed that the varistor restricts the potential of the first electrode from being lower than the first limiting potential AVTh1. A value obtained by multiplying the first limit potential AVTh1 by “−1” is referred to as “varistor limit potential AVTh11”. Such a varistor limit potential AVTh11 is a positive value.
すると、図１６に示すように、第１の電極の電位が第１の制限電位ＡＶＴｈ１よりも小さくなることが、バリスタによって制限されるようになる。しかし、バリスタ制限電位ＡＶＴｈ１１は上記最大電位ＡＶＨよりも小さいため、第１の電極の電位がバリスタ制限電位ＡＶＴｈ１１よりも大きくなることが、バリスタによって不要に制限されてしまう。そのため、正常な駆動信号ＡＶＤを圧電素子の第１の電極に入力させることができないために圧電素子を適切に駆動させることができず、結果として、ノズルからの液体の吐出不良を招くおそれがある。 Then, as shown in FIG. 16, the varistor limits the potential of the first electrode to be lower than the first limit potential AVTh1. However, since the varistor limit potential AVTh11 is smaller than the maximum potential AVH, the varistor restricts the potential of the first electrode to be larger than the varistor limit potential AVTh11 unnecessarily. For this reason, since the normal drive signal AVD cannot be input to the first electrode of the piezoelectric element, the piezoelectric element cannot be driven appropriately, and as a result, there is a risk of inadequate liquid ejection from the nozzle. .
本発明の目的は、圧電素子に駆動信号が入力される場合に、同圧電素子の保護を図りつつもノズルからの液体の吐出不良の発生を抑制することができる液体吐出装置及びヘッドユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid ejection apparatus and a head unit that can suppress the occurrence of defective liquid ejection from a nozzle while protecting the piezoelectric element when a drive signal is input to the piezoelectric element. There is to do.
上記目的を達成するための液体吐出装置は、駆動信号を出力する駆動信号出力部と、前記駆動信号出力部から前記駆動信号が入力されることにより駆動する圧電素子と、前記圧電素子に対して電気的に並列に接続されている保護回路と、を備え、前記圧電素子の駆動によって液体をノズルから吐出させる液体吐出装置において、前記圧電素子の２つの電極のうち、前記駆動信号が入力される電極を第１の電極とし、他方の電極を第２の電極とし、前記第１の電極の電位と前記第２の電極の電位との差分を電位差とした場合、前記保護回路は、前記電位差が過大になることを制限する過電圧制限素子と、前記過電圧制限素子に対して電気的に直列に接続されている整流ダイオードと、を有する。 A liquid ejection apparatus for achieving the above object includes a drive signal output unit that outputs a drive signal, a piezoelectric element that is driven by the drive signal being input from the drive signal output unit, and the piezoelectric element And a protection circuit that is electrically connected in parallel. In a liquid ejection apparatus that ejects liquid from a nozzle by driving the piezoelectric element, the drive signal is input from two electrodes of the piezoelectric element. When the electrode is the first electrode, the other electrode is the second electrode, and the difference between the potential of the first electrode and the potential of the second electrode is a potential difference, the protection circuit An overvoltage limiting element that limits an excessive voltage; and a rectifier diode that is electrically connected in series to the overvoltage limiting element.
上記構成によれば、過電圧制限素子に加えて整流ダイオードを保護回路に設けることにより、保護回路に一方向への電流が流れることは許容するものの、保護回路に他方向への電流が流れることを制限することができる。すなわち、圧電素子の第１の電極の電位が第２の電極の電位よりも大きくなりすぎること、及び、第１の電極の電位が第２の電極の電位よりも小さくなりすぎることのうち何れか一方を、保護回路によって制限することができる。また、上記構成では、圧電素子に対してバリスタのみを電気的に並列に接続する場合とは異なり、正常な駆動信号の圧電素子への入力が制限される事象が生じにくくなる。したがって、圧電素子に駆動信号が入力される場合に、同圧電素子の保護を図りつつもノズルからの液体の吐出不良の発生を抑制することができるようになる。 According to the above configuration, by providing a rectifier diode in the protection circuit in addition to the overvoltage limiting element, a current in one direction is allowed to flow in the protection circuit, but a current in the other direction flows in the protection circuit. Can be limited. That is, either the potential of the first electrode of the piezoelectric element is too large than the potential of the second electrode, or the potential of the first electrode is too small than the potential of the second electrode. One can be limited by a protection circuit. In the above configuration, unlike the case where only the varistor is electrically connected in parallel to the piezoelectric element, an event in which the input of a normal drive signal to the piezoelectric element is less likely to occur. Therefore, when a drive signal is input to the piezoelectric element, it is possible to suppress the occurrence of defective liquid ejection from the nozzle while protecting the piezoelectric element.
上記液体吐出装置において、前記圧電素子の前記第１の電極の電位の変化と、前記圧電素子の伸縮する方向との関係が切り替わる電位を変化点電位とした場合、前記過電圧制限素子は、前記第１の電極の電位が前記変化点電位を超えることを制限することが好ましい。 In the liquid ejection apparatus, when the potential at which the relationship between the change in the potential of the first electrode of the piezoelectric element and the direction in which the piezoelectric element expands and contracts is set as a change point potential, the overvoltage limiting element is It is preferable to limit the potential of one electrode from exceeding the change point potential.
圧電素子の第１の電極の電位が変化点電位を超えると、圧電素子や圧電素子を支持している支持部材の破損、支持部材からの圧電素子の離脱などが発生し、ノズルからの液体吐出の不良を招くおそれがある。この点、上記構成では、過電圧制限素子によって、第１の電極の電位が変化点電位を超えないように、圧電素子への信号の入力が制限される。したがって、圧電素子を適切に保護することができるようになる。 When the potential of the first electrode of the piezoelectric element exceeds the change point potential, breakage of the piezoelectric element or the supporting member supporting the piezoelectric element, detachment of the piezoelectric element from the supporting member, etc. occurs, and liquid discharge from the nozzle There is a risk of causing defects. In this regard, in the above configuration, the input of a signal to the piezoelectric element is limited by the overvoltage limiting element so that the potential of the first electrode does not exceed the changing point potential. Accordingly, the piezoelectric element can be appropriately protected.
上記液体吐出装置において、前記圧電素子の使用が許可されている前記第１の電極の電位の上限を上限電位とし、前記圧電素子の使用が許可されている前記第１の電極の電位の下限を下限電位とした場合、前記駆動信号出力部は、電位の最大値である最大電位が前記上限電位よりも小さく、且つ電位の最小値である最小電位が前記下限電位よりも大きい前記駆動信号を出力するようになっており、前記最小電位と前記下限電位との差分は、前記最大電位と前記上限電位との差分よりも小さく、前記過電圧制限素子は、前記第１の電極の電位が制限電位以上であるときには電流が流れることを禁止し、前記第１の電極の電位が前記制限電位よりも小さいときには電流が流れることを許容する素子であり、前記制限電位は、前記最小電位よりも小さく且つ前記下限電位よりも大きいことが好ましい。 In the liquid ejecting apparatus, an upper limit of the potential of the first electrode permitted to use the piezoelectric element is set as an upper limit potential, and a lower limit of the potential of the first electrode permitted to use the piezoelectric element is determined. When the lower limit potential is set, the drive signal output unit outputs the drive signal in which the maximum potential that is the maximum value of the potential is smaller than the upper limit potential and the minimum potential that is the minimum value of the potential is greater than the lower limit potential. The difference between the minimum potential and the lower limit potential is smaller than the difference between the maximum potential and the upper limit potential, and the overvoltage limiting element has a potential of the first electrode equal to or higher than the limit potential. Is an element that prohibits the flow of current when it is, and allows the current to flow when the potential of the first electrode is smaller than the limit potential. The limit potential is smaller than the minimum potential. Ku and is preferably greater than the lower limit voltage.
第１の電極の電位が上限電位を上回ったり下限電位を下回ったりすることは、第１の電極の電位と第２の電極の電位との差分である電位差が過大になるため、圧電素子の保護の観点上、望ましくない。そこで、上記構成では、上記最小電位と下限電位との差分が上記最大電位と上限電位との差分よりも小さいため、過電圧制限素子によって、第１の電極の電位が下限電位を下回ることを制限している。すなわち、第１の電極の電位が制限電位よりも小さくなるような信号が圧電素子に入力される場合には、保護回路に電流が流れるようになり、第１の電極の電位が制限電位よりも小さくなることが制限される。これにより、圧電素子を適切に保護することができる。また、上記最大電位と上限電位との差分は比較的大きい。そのため、ノイズが重畳している駆動信号が圧電素子に入力される場合であっても、第１の電極の電位が大きくなることを制限しなくても第１の電極の電位が上限電位を上回る事象が生じにくい。したがって、第１の電極の電位が大きくなることを制限しなくても、圧電素子の保護と同圧電素子の適切な駆動とを両立させることができるようになる。 If the potential of the first electrode exceeds the upper limit potential or falls below the lower limit potential, the potential difference, which is the difference between the potential of the first electrode and the potential of the second electrode, becomes excessive. From the point of view, it is not desirable. Therefore, in the above configuration, since the difference between the minimum potential and the lower limit potential is smaller than the difference between the maximum potential and the upper limit potential, the overvoltage limiting element limits the potential of the first electrode below the lower limit potential. ing. That is, when a signal that causes the potential of the first electrode to be smaller than the limit potential is input to the piezoelectric element, a current flows through the protection circuit, and the potential of the first electrode is less than the limit potential. It is limited to become smaller. Thereby, a piezoelectric element can be protected appropriately. The difference between the maximum potential and the upper limit potential is relatively large. For this reason, even when a drive signal on which noise is superimposed is input to the piezoelectric element, the potential of the first electrode exceeds the upper limit potential without limiting the potential of the first electrode to increase. The event is difficult to occur. Therefore, it is possible to achieve both protection of the piezoelectric element and appropriate driving of the piezoelectric element without limiting the increase in the potential of the first electrode.
上記液体吐出装置において、前記圧電素子の使用が許可されている前記第１の電極の電位の上限を上限電位とし、前記圧電素子の使用が許可されている前記第１の電極の電位の下限を下限電位とした場合、前記駆動信号出力部は、電位の最大値である最大電位が前記上限電位よりも小さく、且つ電位の最小値である最小電位が前記下限電位よりも大きい前記駆動信号を出力するようになっており、前記最大電位と前記上限電位との差分は、前記最小電位と前記下限電位との差分よりも小さく、前記過電圧制限素子は、前記第１の電極の電位が制限電位以下であるときには電流が流れることを禁止し、前記第１の電極の電位が前記制限電位よりも大きいときには電流が流れることを許容する素子であり、前記制限電位は、前記最大電位よりも大きく且つ前記上限電位よりも大きいことが好ましい。 In the liquid ejecting apparatus, an upper limit of the potential of the first electrode permitted to use the piezoelectric element is set as an upper limit potential, and a lower limit of the potential of the first electrode permitted to use the piezoelectric element is determined. When the lower limit potential is set, the drive signal output unit outputs the drive signal in which the maximum potential that is the maximum value of the potential is smaller than the upper limit potential and the minimum potential that is the minimum value of the potential is greater than the lower limit potential. The difference between the maximum potential and the upper limit potential is smaller than the difference between the minimum potential and the lower limit potential, and the overvoltage limiting element has a potential of the first electrode equal to or lower than the limit potential. Is an element that prohibits the flow of current when it is, and allows the current to flow when the potential of the first electrode is greater than the limit potential. The limit potential is greater than the maximum potential. Ku and is preferably larger than the upper limit voltage.
第１の電極の電位が上限電位を上回ったり下限電位を下回ったりすることは、第１の電極の電位と第２の電極の電位との差分である電位差が過大になるため、圧電素子の保護の観点上、望ましくない。そこで、上記構成では、上記最大電位と上限電位との差分が上記最小電位と下限電位との差分よりも小さいため、過電圧制限素子によって、第１の電極の電位が上限電位を上回ることを制限している。すなわち、第１の電極の電位が制限電位よりも大きくなるような信号が圧電素子に入力される場合には、保護回路に電流が流れるようになり、第１の電極の電位が制限電位よりも大きくなることが制限される。これにより、圧電素子を適切に保護することができる。また、上記最小電位と下限電位との差分は比較的大きい。そのため、ノイズが重畳している駆動信号が圧電素子に入力される場合であっても、第１の電極の電位が小さくなることを制限しなくても第１の電極の電位が下限電位を下回る事象が生じにくい。したがって、第１の電極の電位が小さくなることを制限しなくても、圧電素子の保護と同圧電素子の適切な駆動とを両立させることができるようになる。 If the potential of the first electrode exceeds the upper limit potential or falls below the lower limit potential, the potential difference, which is the difference between the potential of the first electrode and the potential of the second electrode, becomes excessive. From the point of view, it is not desirable. Therefore, in the above configuration, since the difference between the maximum potential and the upper limit potential is smaller than the difference between the minimum potential and the lower limit potential, the overvoltage limiting element restricts the potential of the first electrode from exceeding the upper limit potential. ing. That is, when a signal that causes the potential of the first electrode to be greater than the limit potential is input to the piezoelectric element, a current flows through the protection circuit, and the potential of the first electrode is greater than the limit potential. It is limited to become large. Thereby, a piezoelectric element can be protected appropriately. Further, the difference between the minimum potential and the lower limit potential is relatively large. For this reason, even when a drive signal in which noise is superimposed is input to the piezoelectric element, the potential of the first electrode falls below the lower limit potential without limiting the potential of the first electrode to be small. The event is difficult to occur. Therefore, even if it does not restrict | limit that the electric potential of a 1st electrode becomes small, it becomes possible to make compatible the protection of a piezoelectric element, and the appropriate drive of the same piezoelectric element.
上記液体吐出装置において、前記過電圧制限素子はツェナーダイオードであり、前記ツェナーダイオードのアノードに前記整流ダイオードのアノードが電気的に直列に接続されていることが好ましい。 In the liquid ejecting apparatus, it is preferable that the overvoltage limiting element is a Zener diode, and an anode of the rectifier diode is electrically connected in series to an anode of the Zener diode.
上記構成によれば、ツェナーダイオードを有する保護回路によって、第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか一方を制限することができる。一方、第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか他方については、保護回路によって制限されない。 According to the above configuration, the protection circuit having a Zener diode can limit either the potential of the first electrode being too high or the potential of the first electrode being too low. . On the other hand, the protection circuit does not limit either one of the potential of the first electrode being too high and the potential of the first electrode being too low.
上記液体吐出装置において、前記過電圧制限素子は、バリスタであることが好ましい。
上記構成によれば、バリスタと整流ダイオードとを電気的に直列に接続することにより、第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか一方を制限することができる。一方、第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか他方については、保護回路によって制限されない。
In the liquid ejection apparatus, the overvoltage limiting element is preferably a varistor.
According to the above configuration, the varistor and the rectifier diode are electrically connected in series, so that the potential of the first electrode becomes too large and the potential of the first electrode becomes too small. Either one can be restricted. On the other hand, the protection circuit does not limit either one of the potential of the first electrode being too high and the potential of the first electrode being too low.
上記液体吐出装置において、前記第２の電極は、前記駆動信号の基準となる基準電圧と同電位となっていることが好ましい。
圧電素子を使用する電圧の領域には、第１の電極の電位の変化量と、圧電素子の伸縮量との関係がほぼ一定となる線形領域がある。こうした線形領域で圧電素子を制御することにより、同圧電素子の制御性、ひいてはノズルからの液体の吐出量の制御性を高めることができる。この点、上記構成では、圧電素子の第２の電極を接地させないで、同第２の電極を、基準電位と同電位とするようにしている。これにより、基準電位を適切に設定することにより、上記の線形領域で圧電素子を制御することが可能となる。
In the liquid ejection apparatus, it is preferable that the second electrode has the same potential as a reference voltage serving as a reference for the drive signal.
There is a linear region where the relationship between the amount of change in potential of the first electrode and the amount of expansion / contraction of the piezoelectric element is substantially constant in the voltage region using the piezoelectric element. By controlling the piezoelectric element in such a linear region, it is possible to improve the controllability of the piezoelectric element, and consequently the controllability of the liquid discharge amount from the nozzle. In this regard, in the above-described configuration, the second electrode of the piezoelectric element is not grounded, and the second electrode is set to the same potential as the reference potential. As a result, the piezoelectric element can be controlled in the linear region by appropriately setting the reference potential.
上記液体吐出装置は、前記保護回路とは異なる他の保護回路をさらに備え、前記保護回路は、前記第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、前記第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか一方を制限し、前記他の保護回路は、前記第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、前記第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか他方を制限することが好ましい。 The liquid ejection device further includes another protection circuit different from the protection circuit, and the protection circuit has a potential of the first electrode that is too high and a potential of the first electrode is reduced. One of the two is too limited, and the other protection circuit is either one of the potential of the first electrode becoming too large and the potential of the first electrode becoming too small. Is preferably limited.
上記構成によれば、保護回路及び他の保護回路によって、第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、第１の電極の電位が小さくなりすぎることの双方を適切に制限することができる。 According to the above configuration, the protection circuit and other protection circuits can appropriately limit both the potential of the first electrode becoming too large and the potential of the first electrode becoming too small. .
上記液体吐出装置は、前記保護回路とは異なる他の保護回路をさらに備え、前記他の保護回路は、前記圧電素子に過電流が流れることを制限するように構成されていることが好ましい。 It is preferable that the liquid ejection device further includes another protection circuit different from the protection circuit, and the other protection circuit is configured to restrict an overcurrent from flowing through the piezoelectric element.
上記構成によれば、圧電素子への過電流の入力が他の保護回路によって制限される。したがって、圧電素子の過電流の入力に起因する圧電素子の破損を抑制することができるようになる。 According to the above configuration, the input of overcurrent to the piezoelectric element is limited by the other protection circuit. Accordingly, it is possible to suppress the damage of the piezoelectric element due to the input of the overcurrent of the piezoelectric element.
上記液体吐出装置は、前記圧電素子が設けられているヘッドユニットを備え、前記駆動信号出力部は前記液体吐出装置の本体に固定されており、前記保護回路は、前記ヘッドユニットに設けられていることが好ましい。 The liquid ejecting apparatus includes a head unit provided with the piezoelectric element, the drive signal output unit is fixed to a main body of the liquid ejecting apparatus, and the protection circuit is provided in the head unit. It is preferable.
駆動信号出力部からヘッドユニットに駆動信号が転送される過程で、同駆動信号にノイズが重畳することがある。このようにノイズが重畳している駆動信号を圧電素子の第１の電極に入力させると、第１の電極の電位と第２の電極の電位との差分である電位差が過大になる可能性がある。この点、上記構成では、ヘッドユニットに保護回路を設けているため、転送過程の駆動信号にノイズが重畳したとしても、上記電位差が過大になることが抑制され、結果として、圧電素子を適切に保護することができるようになる。 In the process in which the drive signal is transferred from the drive signal output unit to the head unit, noise may be superimposed on the drive signal. When a drive signal in which noise is superimposed in this way is input to the first electrode of the piezoelectric element, the potential difference that is the difference between the potential of the first electrode and the potential of the second electrode may be excessive. is there. In this regard, in the above configuration, since the protection circuit is provided in the head unit, even if noise is superimposed on the driving signal in the transfer process, the potential difference is suppressed from being excessive, and as a result, the piezoelectric element is appropriately configured. Can be protected.
上記液体吐出装置は、前記圧電素子が設けられているヘッドユニットを備え、前記駆動信号出力部は前記液体吐出装置の本体に固定されており、前記保護回路は、前記液体吐出装置の本体に固定されていることが好ましい。 The liquid ejecting apparatus includes a head unit provided with the piezoelectric element, the drive signal output unit is fixed to the main body of the liquid ejecting apparatus, and the protection circuit is fixed to the main body of the liquid ejecting apparatus. It is preferable that
駆動信号出力部の駆動不良などによって誤った駆動信号が出力されることがある。誤った駆動信号の波形は、正常な駆動信号の波形とは異なっており、誤った駆動信号が圧電素子にそのまま入力されると、第１の電極の電位と第２の電極の電位との差分である電位差が過大になるおそれがある。この点、上記構成では、液体吐出装置の本体に保護回路が設けられているため、駆動信号出力部から誤った駆動信号が出力されたとしても、保護回路によって、上記電位差が過大になることが抑制され、ひいては圧電素子を適切に保護することができる。 An incorrect drive signal may be output due to a drive failure of the drive signal output unit. The waveform of the wrong drive signal is different from the waveform of the normal drive signal. When the wrong drive signal is input to the piezoelectric element as it is, the difference between the potential of the first electrode and the potential of the second electrode. There is a possibility that the potential difference is excessive. In this regard, in the above configuration, since the protection circuit is provided in the main body of the liquid ejection device, the potential difference may be excessive due to the protection circuit even if an erroneous drive signal is output from the drive signal output unit. It is suppressed, and by extension, the piezoelectric element can be appropriately protected.
また、上記目的を達成するためのヘッドユニットは、駆動信号が入力される圧電素子と、前記圧電素子に対して電気的に並列に接続されている保護回路と、を備え、前記圧電素子の駆動によって液体をノズルから吐出させるヘッドユニットにおいて、前記保護回路は、前記圧電素子への過電圧の印加を制限する過電圧制限素子と、前記過電圧制限素子に対して電気的に直列に接続される整流ダイオードと、を有する。 In addition, a head unit for achieving the above object includes a piezoelectric element to which a driving signal is input and a protection circuit electrically connected in parallel to the piezoelectric element, and drives the piezoelectric element. In the head unit that discharges the liquid from the nozzles, the protection circuit includes an overvoltage limiting element that limits application of an overvoltage to the piezoelectric element, and a rectifier diode that is electrically connected in series to the overvoltage limiting element. Have.
上記構成によれば、液体吐出装置のヘッドユニットとして、上記ヘッドユニットを採用することにより、上記液体吐出装置と同等の作用及び効果を得ることができるようになる。 According to the above configuration, by adopting the head unit as the head unit of the liquid ejecting apparatus, it is possible to obtain the same operation and effect as the liquid ejecting apparatus.
（第１の実施形態）
以下、液体吐出装置及びヘッドユニットを具体化した第１の実施形態を図１〜図６に従って説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a liquid ejection device and a head unit are embodied will be described with reference to FIGS.
図１には、液体吐出装置の一例であるインクジェット式のプリンター１１が図示されている。図１に示すように、プリンター１１は液体吐出装置の本体としてのフレーム１２を備え、このフレーム１２内には、媒体の一例である用紙Ｐを支持する支持部材１３と、フレーム１２の長手方向に延びるガイド部材１４とが設けられている。このガイド部材１４は、ガイド部材１４の延びる方向でもある走査方向Ｘに往復移動可能な状態でキャリッジ１５を支持している。このキャリッジ１５には、ヘッドユニットの一例を構成する吐出ヘッド１６が設けられている。また、キャリッジ１５には、吐出ヘッド１６に供給する液体の一例であるインクを収容した複数（本実施形態では４つ）の液体収容体１７が着脱可能に装着されている。 FIG. 1 illustrates an ink jet printer 11 which is an example of a liquid ejecting apparatus. As shown in FIG. 1, the printer 11 includes a frame 12 as a main body of the liquid ejection apparatus. In the frame 12, a support member 13 that supports a sheet P that is an example of a medium, and a longitudinal direction of the frame 12 are provided. An extending guide member 14 is provided. The guide member 14 supports the carriage 15 in a state in which the guide member 14 can reciprocate in the scanning direction X, which is also the direction in which the guide member 14 extends. The carriage 15 is provided with an ejection head 16 that constitutes an example of a head unit. The carriage 15 is detachably mounted with a plurality (four in this embodiment) of liquid containers 17 that store ink, which is an example of liquid supplied to the ejection head 16.
フレーム１２の長手方向に延びる壁部には、駆動プーリー１８及び従動プーリー１９が回転自在な状態で支持されている。駆動プーリー１８には、キャリッジ１５を往復移動させる際の動力源となるキャリッジモーター２０の出力軸が連結されている。また、これら一対のプーリー１８，１９には、無端状のタイミングベルト２１が掛装されている。そして、キャリッジモーター２０の駆動力がタイミングベルト２１を通じてキャリッジ１５に伝達されることにより、キャリッジ１５が、ガイド部材１４にガイドされながら走査方向Ｘに往復移動する。 A driving pulley 18 and a driven pulley 19 are supported on the wall portion extending in the longitudinal direction of the frame 12 in a rotatable state. An output shaft of a carriage motor 20 serving as a power source when the carriage 15 is reciprocated is connected to the drive pulley 18. Further, an endless timing belt 21 is hung on the pair of pulleys 18 and 19. Then, the driving force of the carriage motor 20 is transmitted to the carriage 15 through the timing belt 21, so that the carriage 15 reciprocates in the scanning direction X while being guided by the guide member 14.
また、プリンター１１には、用紙Ｐを搬送する搬送ユニット２２が設けられている。この搬送ユニット２２の駆動によって、走査方向Ｘと交差（好ましくは、直交）する方向である搬送方向Ｙに用紙Ｐが支持部材１３上を搬送される。 Further, the printer 11 is provided with a transport unit 22 that transports the paper P. By driving the transport unit 22, the paper P is transported on the support member 13 in a transport direction Y that is a direction intersecting (preferably orthogonal) with the scanning direction X.
また、フレーム１２内において、キャリッジ１５の移動領域における一端部となる非印刷領域には、吐出ヘッド１６を含むインク供給系のメンテナンスを行うためのメンテナンス装置２３が設けられている。 In the frame 12, a maintenance device 23 for performing maintenance of the ink supply system including the ejection head 16 is provided in a non-printing region that is one end of the moving region of the carriage 15.
次に、図２を参照し、吐出ヘッド１６においてインクを吐出する構成について説明する。
図２（ａ）に示すように、吐出ヘッド１６は、ケース本体３０を備えている。このケース本体３０には、図中下方に開口する凹部３０１が形成されている。そして、ケース本体３０の図中下端にノズルプレート３１と一対の蓋部材３２とを固定することにより、凹部３０１の開口が閉塞されている。なお、ノズルプレート３１には、インクを吐出する複数のノズル３１１が形成されており、このノズルプレート３１の図中右側及び左側の双方に蓋部材３２が配置されている。
Next, a configuration for ejecting ink in the ejection head 16 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2A, the discharge head 16 includes a case body 30. The case body 30 has a recess 301 that opens downward in the figure. And the opening of the recessed part 301 is obstruct | occluded by fixing the nozzle plate 31 and a pair of cover member 32 to the lower end of the case main body 30 in the figure. The nozzle plate 31 is formed with a plurality of nozzles 311 for ejecting ink, and lid members 32 are arranged on both the right and left sides of the nozzle plate 31 in the drawing.
また、ケース本体３０の凹部３０１内には、流路形成部材３３と、流路形成部材３３の図中下部に接合されている連通板３４とが設けられている。流路形成部材３３には複数の圧力発生室３３１が形成されており、液体収容体１７からインクが各圧力発生室３３１内に供給される。また、連通板３４には複数の連通孔３４１が形成されている。そして、１つの連通孔３４１は、１つの圧力発生室３３１と１つのノズル３１１とを連通させている。 Further, in the recess 301 of the case body 30, a flow path forming member 33 and a communication plate 34 joined to the lower portion of the flow path forming member 33 in the figure are provided. A plurality of pressure generating chambers 331 are formed in the flow path forming member 33, and ink is supplied from the liquid container 17 into each pressure generating chamber 331. A plurality of communication holes 341 are formed in the communication plate 34. One communication hole 341 allows one pressure generation chamber 331 and one nozzle 311 to communicate with each other.
また、ケース本体３０の凹部３０１内において、流路形成部材３３の図中上部には、弾性膜３５が設けられており、流路形成部材３３の各圧力発生室３３１の上部開口が弾性膜３５によって閉塞されている。そして、こうした弾性膜３５の図中上面には絶縁体膜３６が設けられており、この絶縁体膜３６上に複数の圧電素子４０が設けられている。 In addition, in the recess 301 of the case body 30, an elastic film 35 is provided in the upper part of the flow path forming member 33 in the figure, and the upper opening of each pressure generating chamber 331 of the flow path forming member 33 is the elastic film 35. It is blocked by An insulating film 36 is provided on the upper surface of the elastic film 35 in the figure, and a plurality of piezoelectric elements 40 are provided on the insulating film 36.
図２（ｂ）に示すように、圧電素子４０は、圧電体層４３と、後述する駆動信号ＣＯＭが入力される第１の電極４１と、後述する基準電圧信号ＶＢＳが入力される第２の電極４２とを有している。なお、第２の電極４２は複数の圧電素子４０に共通する電極である一方、第１の電極４１は各圧電素子４０で独立する個別の電極である。そして、第１の電極４１の電位と第２の電極４２の電位との差分を電位差とした場合、この電位差に基づいて圧電体層４３が駆動される。このように圧電体層４３が駆動されると、絶縁体膜３６及び弾性膜３５が変動して圧力発生室３３１内の圧力が変動する。すると、圧力発生室３３１内のインクが連通孔３４１を通じてノズル３１１内に流れ、ノズル３１１からインクが吐出される。 As shown in FIG. 2B, the piezoelectric element 40 includes a piezoelectric layer 43, a first electrode 41 to which a drive signal COM described later is input, and a second electrode to which a reference voltage signal VBS described later is input. Electrode 42. The second electrode 42 is an electrode common to the plurality of piezoelectric elements 40, while the first electrode 41 is an individual electrode independent of each piezoelectric element 40. When the difference between the potential of the first electrode 41 and the potential of the second electrode 42 is a potential difference, the piezoelectric layer 43 is driven based on this potential difference. When the piezoelectric layer 43 is driven in this way, the insulator film 36 and the elastic film 35 are changed, and the pressure in the pressure generating chamber 331 is changed. Then, the ink in the pressure generation chamber 331 flows into the nozzle 311 through the communication hole 341, and the ink is ejected from the nozzle 311.
なお、流路形成部材３３の凹部３０１の底面と絶縁体膜３６との間には、保護基板３７が設けられている。この保護基板３７には、圧電素子４０を保護するための空間である保護空間３７１が形成されている。保護空間３７１は図中下方に開放されており、この保護空間３７１内に、圧電素子４０の少なくとも一部が収容されている。そして、この保護空間３７１内では圧電素子４０の変形が許容されている。 A protective substrate 37 is provided between the bottom surface of the recess 301 of the flow path forming member 33 and the insulator film 36. A protective space 371 that is a space for protecting the piezoelectric element 40 is formed on the protective substrate 37. The protective space 371 is open downward in the figure, and at least a part of the piezoelectric element 40 is accommodated in the protective space 371. In the protection space 371, the piezoelectric element 40 is allowed to deform.
次に、図３を参照し、プリンター１１の電気的構成の一部について説明する。
図３に示すように、プリンター１１は、フレーム１２に固定されている制御回路５０と、ヘッド駆動回路６１とを備えている。このヘッド駆動回路６１が、吐出ヘッド１６とともに「ヘッドユニット６０」の一例を構成している。
Next, a part of the electrical configuration of the printer 11 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the printer 11 includes a control circuit 50 fixed to the frame 12 and a head drive circuit 61. The head driving circuit 61 constitutes an example of the “head unit 60” together with the ejection head 16.
制御回路５０には、プリンター１１を制御するマイクロコンピューター５１と、駆動信号ＣＯＭを出力する駆動信号出力部の一例である駆動信号出力回路５２と、基準電圧信号ＶＢＳを出力するバイアス電源回路５３とが設けられている。マイクロコンピューター５１は、ＣＰＵ及びメモリーなどで構成されており、モーターなどを制御している。 The control circuit 50 includes a microcomputer 51 that controls the printer 11, a drive signal output circuit 52 that is an example of a drive signal output unit that outputs a drive signal COM, and a bias power supply circuit 53 that outputs a reference voltage signal VBS. Is provided. The microcomputer 51 includes a CPU and a memory, and controls a motor and the like.
駆動信号出力回路５２から出力された駆動信号ＣＯＭ、及びバイアス電源回路５３から出力された基準電圧信号ＶＢＳは、フレキシブルフラットケーブル５５を構成する信号線を通じてヘッドユニット６０に転送される。そして、駆動信号ＣＯＭは、ヘッド駆動回路６１を通じて圧電素子４０の第１の電極４１に入力され、基準電圧信号ＶＢＳは、圧電素子４０の第２の電極４２に入力される。 The drive signal COM output from the drive signal output circuit 52 and the reference voltage signal VBS output from the bias power supply circuit 53 are transferred to the head unit 60 through a signal line constituting the flexible flat cable 55. The drive signal COM is input to the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 through the head drive circuit 61, and the reference voltage signal VBS is input to the second electrode 42 of the piezoelectric element 40.
ヘッド駆動回路６１には、圧電素子４０と同数のスイッチング素子が設けられている。そして、駆動させる圧電素子４０に対応するスイッチング素子をオン状態とすることにより、対応するスイッチング素子がオン状態になっている圧電素子４０の第１の電極４１に、駆動信号ＣＯＭが入力される。 The head drive circuit 61 is provided with the same number of switching elements as the piezoelectric elements 40. Then, by turning on the switching element corresponding to the piezoelectric element 40 to be driven, the drive signal COM is input to the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 in which the corresponding switching element is on.
また、ヘッドユニット６０には、各圧電素子４０に対して電気的に並列に接続されている保護回路７０が設けられている。この保護回路７０は、ツェナーダイオード７１と、このツェナーダイオード７１に電気的に直列に接続されている整流ダイオード７２とを備えている。このツェナーダイオード７１が、圧電素子４０の第１の電極４１の電位と第２の電極４２の電位との差分である電位差が過大となることを制限する「過電圧制限素子」の一例である。なお、本明細書では、「電位」とは、グランド「０（零）Ｖ」を基準とした電位のことをいうものとする。 The head unit 60 is provided with a protection circuit 70 that is electrically connected to each piezoelectric element 40 in parallel. The protection circuit 70 includes a Zener diode 71 and a rectifier diode 72 electrically connected to the Zener diode 71 in series. This Zener diode 71 is an example of an “overvoltage limiting element” that limits the potential difference that is the difference between the potential of the first electrode 41 and the potential of the second electrode 42 of the piezoelectric element 40 from being excessive. Note that in this specification, “potential” refers to a potential with reference to the ground “0 (zero) V”.
保護回路７０において、整流ダイオード７２のカソードが圧電素子４０の第１の電極４１に電気的に接続され、整流ダイオード７２のアノードがツェナーダイオード７１のアノードに電気的に接続されている。また、ツェナーダイオード７１のカソードが第２の電極４２に電気的に接続されている。 In the protection circuit 70, the cathode of the rectifier diode 72 is electrically connected to the first electrode 41 of the piezoelectric element 40, and the anode of the rectifier diode 72 is electrically connected to the anode of the zener diode 71. Further, the cathode of the Zener diode 71 is electrically connected to the second electrode 42.
これにより、第１の電極４１の電位が小さくなりすぎるような信号、すなわち第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲよりも小さくなるような信号が第１の電極４１に入力されるときには、ツェナーダイオード７１に電流が流れる。すなわち、保護回路７０には、ツェナーダイオード７１、整流ダイオード７２の並ぶ方向に電流が流れる。その結果、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲよりも小さくなることが抑制され、第１の電極４１の電位と第２の電極４２の電位との差分である電位差が過大になることが抑制される。一方、第１の電極４１の電位が大きくなりすぎても、保護回路７０に電流が流れることは、整流ダイオード７２によって規制されている。すなわち、保護回路７０は、第１の電極４１の電位が大きくなりすぎることによって上記電位差が過大になることを許容している。 Accordingly, when a signal that makes the potential of the first electrode 41 too small, that is, a signal that makes the potential of the first electrode 41 smaller than the limit potential VR is input to the first electrode 41, a Zener A current flows through the diode 71. That is, a current flows through the protection circuit 70 in the direction in which the Zener diode 71 and the rectifier diode 72 are arranged. As a result, the potential of the first electrode 41 is suppressed from becoming smaller than the limit potential VR, and the potential difference that is the difference between the potential of the first electrode 41 and the potential of the second electrode 42 may be excessive. It is suppressed. On the other hand, even if the potential of the first electrode 41 becomes too large, the rectifier diode 72 restricts the current from flowing through the protection circuit 70. That is, the protection circuit 70 allows the potential difference to be excessive due to the potential of the first electrode 41 becoming too large.
ここで、図４を参照し、圧電素子４０の特性について説明する。
図４には、圧電素子４０の第１の電極４１の電位と、圧電素子４０の変位量との関係が図示されている。図４に示すように、第１の電極４１の電位が「０（零）」よりも大きい場合、圧電素子４０の変位量は、第１の電極４１の電位が大きくなるほど多くなる。これに対し、第１の電極４１の電位が「０（零）」よりも小さい場合、第１の電極４１の電位が負の値である分極電位ＶＬに達するまでは、圧電素子４０の変位量は、第１の電極４１の電位が小さくなるほど小さくなる、すなわち圧電素子４０は収縮する。しかし、第１の電極４１の電位が分極電位ＶＬに達すると、圧電素子４０の変位量は、第１の電極４１の電位が小さくなるほど大きくなる、すなわち圧電素子４０は伸長する。すなわち、この分極電位ＶＬが、圧電素子４０の第１の電極４１の電位の変化と、圧電素子４０の伸縮する方向との関係が切り替わる電位である「変化点電位」に相当する。
Here, the characteristics of the piezoelectric element 40 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows the relationship between the potential of the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 and the amount of displacement of the piezoelectric element 40. As shown in FIG. 4, when the potential of the first electrode 41 is larger than “0 (zero)”, the displacement amount of the piezoelectric element 40 increases as the potential of the first electrode 41 increases. On the other hand, when the potential of the first electrode 41 is smaller than “0 (zero)”, the displacement amount of the piezoelectric element 40 until the potential of the first electrode 41 reaches the polarization potential VL that is a negative value. Becomes smaller as the potential of the first electrode 41 becomes smaller, that is, the piezoelectric element 40 contracts. However, when the potential of the first electrode 41 reaches the polarization potential VL, the displacement amount of the piezoelectric element 40 increases as the potential of the first electrode 41 decreases, that is, the piezoelectric element 40 expands. That is, the polarization potential VL corresponds to a “change point potential” that is a potential at which the relationship between the change in the potential of the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 and the direction in which the piezoelectric element 40 expands and contracts.
このような分極電位ＶＬを含む領域で圧電素子４０を制御する場合、圧電素子４０の破損、圧電素子４０を支持する部材（例えば、絶縁体膜３６）の破損、絶縁体膜３６からの圧電素子４０の剥離などが発生するおそれがある。そのため、こうした領域で圧電素子４０を制御することは望ましくない。 When the piezoelectric element 40 is controlled in such a region including the polarization potential VL, the piezoelectric element 40 is damaged, the member supporting the piezoelectric element 40 (for example, the insulator film 36), the piezoelectric element from the insulator film 36 For example, there is a risk of peeling of 40. Therefore, it is not desirable to control the piezoelectric element 40 in such a region.
また、図４に示すように、第１の電極４１の電位が大きくなるにつれて圧電素子４０の変位量が多くなる領域であっても、第１の電極４１の電位の変化量に対する圧電素子４０の変位量である変位速度が相違する。すなわち、第１の電極４１の電位が第１の電位ＶＳ１未満である場合、第１の電極４１の電位が大きいほど上記変位速度が大きくなる。また、第１の電極４１の電位が、第１の電位ＶＳ１より大きい第２の電位ＶＳ２よりも大きい場合、第１の電極４１の電位が大きいほど上記変位速度が小さくなる。言い換えると、第１の電極４１の電位が、第１の電位ＶＳ１以上であって且つ第２の電位ＶＳ２以下である場合、上記変位速度がほぼ一定となる。すなわち、第１の電位ＶＳ１以上であって且つ第２の電位ＶＳ２以下の電位の領域が、「線形領域」に相当する。 In addition, as shown in FIG. 4, even in a region where the displacement amount of the piezoelectric element 40 increases as the potential of the first electrode 41 increases, the piezoelectric element 40 changes with respect to the change amount of the potential of the first electrode 41. The displacement speed, which is the displacement amount, is different. That is, when the potential of the first electrode 41 is less than the first potential VS1, the displacement speed increases as the potential of the first electrode 41 increases. When the potential of the first electrode 41 is higher than the second potential VS2 that is higher than the first potential VS1, the displacement speed decreases as the potential of the first electrode 41 increases. In other words, when the potential of the first electrode 41 is equal to or higher than the first potential VS1 and equal to or lower than the second potential VS2, the displacement speed is substantially constant. That is, a region having a potential that is equal to or higher than the first potential VS1 and equal to or lower than the second potential VS2 corresponds to a “linear region”.
こうした線形領域で圧電素子４０を制御することにより、圧電素子４０の制御性、すなわちノズル３１１からのインクの吐出量の制御性を高めることができる。そこで、本実施形態では、基準電圧信号ＶＢＳの電位である基準電位ＶＢは、第１の電位ＶＳ１よりも大きく、且つ第２の電位ＶＳ２よりも小さい値に決定されている。すなわち、圧電素子４０の第２の電極４２の電位は、基準電位ＶＢと同電位となっている。 By controlling the piezoelectric element 40 in such a linear region, the controllability of the piezoelectric element 40, that is, the controllability of the ink ejection amount from the nozzle 311 can be improved. Therefore, in the present embodiment, the reference potential VB, which is the potential of the reference voltage signal VBS, is determined to be a value that is larger than the first potential VS1 and smaller than the second potential VS2. That is, the potential of the second electrode 42 of the piezoelectric element 40 is the same as the reference potential VB.
次に、図４及び図５を参照し、駆動信号ＣＯＭについて説明する。
図４及び図５に示すように、駆動信号ＣＯＭの電位は、基準電位ＶＢよりも大きくなったり、小さくなったりする。駆動信号ＣＯＭにおける電位の最大値を「最大電位ＶＣｍａｘ」とし、電位の最小値を「最小電位ＶＣｍｉｎ」とする。
Next, the drive signal COM will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
As shown in FIGS. 4 and 5, the potential of the drive signal COM becomes larger or smaller than the reference potential VB. The maximum value of the potential in the drive signal COM is “maximum potential VCmax”, and the minimum value of the potential is “minimum potential VCmin”.
なお、図５に示すように、本実施形態のヘッドユニット６０で採用されている圧電素子４０では、第１の電極４１の電位が上限電位ＶＬＵ以上になること、及び、第１の電極４１の電位が下限電位ＶＬＤ以下になることは、圧電素子の保護の関係上、望ましくない。なお、上限電位ＶＬＵは、上記の第２の電位ＶＳ２と同電位であってもよいし、第２の電位ＶＳ２よりも大きい電位であってもよい。また、下限電位ＶＬＤは、負の電位であり、上記分極電位ＶＬよりも大きい電位であれば、上記第１の電位ＶＳ１と同電位であってもよいし、第１の電位ＶＳ１よりも小さい電位であってもよい。 As shown in FIG. 5, in the piezoelectric element 40 employed in the head unit 60 of the present embodiment, the potential of the first electrode 41 is equal to or higher than the upper limit potential VLU, and the first electrode 41 It is not desirable for the potential to be lower than the lower limit potential VLD because of protection of the piezoelectric element. The upper limit potential VLU may be the same potential as the second potential VS2, or may be a potential that is higher than the second potential VS2. Further, the lower limit potential VLD is a negative potential and may be the same potential as the first potential VS1 or a potential smaller than the first potential VS1 as long as it is a potential higher than the polarization potential VL. It may be.
駆動信号ＣＯＭの最大電位ＶＣｍａｘは上限電位ＶＬＵよりも小さく、駆動信号ＣＯＭの最小電位ＶＣｍｉｎは下限電位ＶＬＤよりも大きい。しかも、最小電位ＶＣｍｉｎと下限電位ＶＬＤとの差分ΔＶ１は、最大電位ＶＣｍａｘと上限電位ＶＬＵとの差分ΔＶ２よりも小さい。すなわち、駆動信号ＣＯＭにノイズが重畳し、ノイズが重畳している駆動信号ＣＯＭが第１の電極４１に入力される場合、第１の電極４１の電位が下限電位ＶＬＤを下回る可能性は十分にある一方で、第１の電極４１の電位が上限電位ＶＬＵを上回る可能性は非常に低い。そのため、図５に示すように、上記保護回路を構成するツェナーダイオード７１の制限電位ＶＲは、最小電位ＶＣｍｉｎと下限電位ＶＬＤとの間の値に決定されている。そして、ツェナーダイオード７１は、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲ以上であるときには保護回路７０に電流が流れることを禁止し、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲよりも小さいときには保護回路７０に電流が流れることを許容している。 The maximum potential VCmax of the drive signal COM is smaller than the upper limit potential VLU, and the minimum potential VCmin of the drive signal COM is larger than the lower limit potential VLD. Moreover, the difference ΔV1 between the minimum potential VCmin and the lower limit potential VLD is smaller than the difference ΔV2 between the maximum potential VCmax and the upper limit potential VLU. That is, when noise is superimposed on the drive signal COM and the drive signal COM on which noise is superimposed is input to the first electrode 41, there is a sufficient possibility that the potential of the first electrode 41 is lower than the lower limit potential VLD. On the other hand, the possibility that the potential of the first electrode 41 exceeds the upper limit potential VLU is very low. Therefore, as shown in FIG. 5, the limit potential VR of the Zener diode 71 constituting the protection circuit is determined to be a value between the minimum potential VCmin and the lower limit potential VLD. The Zener diode 71 prohibits a current from flowing through the protection circuit 70 when the potential of the first electrode 41 is equal to or higher than the limit potential VR, and protects when the potential of the first electrode 41 is lower than the limit potential VR. A current is allowed to flow through the circuit 70.
ちなみに、駆動信号ＣＯＭの最大電位ＶＣｍａｘ及び最小電位ＶＣｍｉｎは、基準電位ＶＢによって決まる。すなわち、図４及び図５に示す例よりも基準電位ＶＢを大きくすると、最大電位ＶＣｍａｘ及び最小電位ＶＣｍｉｎが大きくなる。反対に、図４及び図５に示す例よりも基準電位ＶＢを小さくすると、最大電位ＶＣｍａｘ及び最小電位ＶＣｍｉｎが小さくなる。 Incidentally, the maximum potential VCmax and the minimum potential VCmin of the drive signal COM are determined by the reference potential VB. That is, when the reference potential VB is made larger than in the examples shown in FIGS. 4 and 5, the maximum potential VCmax and the minimum potential VCmin are increased. On the contrary, when the reference potential VB is made smaller than those shown in FIGS. 4 and 5, the maximum potential VCmax and the minimum potential VCmin are reduced.
次に、図６を参照し、圧電素子４０に駆動信号ＣＯＭが入力される際の作用について説明する。なお、前提として、駆動信号出力回路５２からヘッドユニット６０に転送される過程で駆動信号ＣＯＭにノイズが重畳するものとする。 Next, the operation when the drive signal COM is input to the piezoelectric element 40 will be described with reference to FIG. It is assumed that noise is superimposed on the drive signal COM in the process of being transferred from the drive signal output circuit 52 to the head unit 60.
図６に示すように、第１のタイミングｔ１１で、圧電素子４０の第１の電極４１には、電位が小さくなるようなノイズが重畳している駆動信号ＣＯＭが入力される。保護回路７０が設けられていない場合、第１の電極４１の電位は、下限電位ＶＬＤを下回る可能性がある。この点、本実施形態のヘッドユニット６０には、保護回路７０が圧電素子４０に対して電気的に並列に接続されている。そのため、このようにノイズが重畳している駆動信号ＣＯＭが第１の電極４１に入力され、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲを下回りそうなときには、保護回路７０に電流が流れるようになり、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲよりも小さくならない。すなわち、第１の電極４１の電位が下限電位ＶＬＤを下回る事象の発生が回避される。これにより、圧電素子４０への過電圧の印加が回避される。 As shown in FIG. 6, at the first timing t <b> 11, the drive signal COM on which noise that decreases the potential is superimposed is input to the first electrode 41 of the piezoelectric element 40. When the protection circuit 70 is not provided, the potential of the first electrode 41 may be lower than the lower limit potential VLD. In this respect, the protection circuit 70 is electrically connected in parallel to the piezoelectric element 40 in the head unit 60 of the present embodiment. Therefore, when the drive signal COM in which noise is superimposed in this way is input to the first electrode 41 and the potential of the first electrode 41 is likely to be lower than the limit potential VR, a current flows through the protection circuit 70. Thus, the potential of the first electrode 41 does not become lower than the limit potential VR. That is, the occurrence of an event in which the potential of the first electrode 41 falls below the lower limit potential VLD is avoided. Thereby, application of an overvoltage to the piezoelectric element 40 is avoided.
以上、上記構成及び作用によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）保護回路７０には、ツェナーダイオード７１に加えて整流ダイオード７２が設けられている。これにより、保護回路７０に一方向への電流が流れることは許容するものの、保護回路７０に他方向への電流が流れることを規制することができる。すなわち、圧電素子４０の第１の電極４１の電位が小さくなりすぎることを保護回路７０によって制限し、圧電素子４０の第１の電極４１の電位が大きくなることを保護回路７０によって制限しないようにすることができる。また、本実施形態では、圧電素子４０に対してバリスタのみを電気的に並列に接続する場合とは異なり、正常な駆動信号ＣＯＭの圧電素子４０への入力が制限される事象が生じにくくなる。したがって、圧電素子４０に駆動信号ＣＯＭが入力される場合に、同圧電素子４０の保護を図りつつもノズル３１１からのインクの吐出不良の発生を抑制することができる。
As mentioned above, according to the said structure and effect | action, the following effects can be acquired.
(1) In addition to the Zener diode 71, the protection circuit 70 is provided with a rectifier diode 72. As a result, although the current flowing in one direction is allowed to flow through the protection circuit 70, the current flowing in the other direction through the protection circuit 70 can be restricted. That is, the protection circuit 70 restricts the potential of the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 from becoming too small, and the protection circuit 70 does not restrict the potential of the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 from increasing. can do. Further, in the present embodiment, unlike the case where only the varistor is electrically connected in parallel to the piezoelectric element 40, an event in which the input of the normal drive signal COM to the piezoelectric element 40 is less likely to occur. Therefore, when the drive signal COM is input to the piezoelectric element 40, it is possible to suppress the occurrence of defective ink ejection from the nozzle 311 while protecting the piezoelectric element 40.
（２）本実施形態では、上記最小電位ＶＣｍｉｎと下限電位ＶＬＤとの差分が、上記最大電位ＶＣｍａｘと上限電位ＶＬＵとの差分よりも大きいため、保護回路７０によって、第１の電極４１の電位が下限電位ＶＬＤを下回りにくくしている。この下限電位ＶＬＤは、分極電位ＶＬよりは大きい電位である。そのため、ノイズが重畳している駆動信号ＣＯＭが第１の電極４１に入力されるときでも、保護回路７０によって第１の電極４１の電位が分極電位ＶＬを下回ることが回避され、圧電素子４０を適切に保護することができる。 (2) In the present embodiment, since the difference between the minimum potential VCmin and the lower limit potential VLD is larger than the difference between the maximum potential VCmax and the upper limit potential VLU, the protection circuit 70 causes the potential of the first electrode 41 to be increased. It is difficult to fall below the lower limit potential VLD. This lower limit potential VLD is a potential larger than the polarization potential VL. Therefore, even when the drive signal COM on which noise is superimposed is input to the first electrode 41, the protection circuit 70 prevents the potential of the first electrode 41 from falling below the polarization potential VL, and the piezoelectric element 40 is turned on. Can be properly protected.
（３）その一方で、上記最大電位ＶＣｍａｘと上限電位ＶＬＵとの差分は比較的大きいため、ノイズの重畳している駆動信号ＣＯＭが第１の電極４１に入力され、第１の電極４１の電位が大きくなっても、この電位が上限電位ＶＬＵ以上になることはほとんどない。そのため、本実施形態では、保護回路７０は、第１の電極４１の電位が最大電位ＶＣｍａｘよりも大きくなることを制限していない。このように第１の電極４１の電位が大きくなることが不要に制限しないことにより、圧電素子４０への正常な駆動信号ＣＯＭの入力が、保護回路７０によって妨げられない。したがって、正常な駆動信号ＣＯＭがヘッドユニット６０に転送された場合には、圧電素子４０を適切に駆動させることができ、ひいてはノズル３１１からインクを適切に吐出させることができる。 (3) On the other hand, since the difference between the maximum potential VCmax and the upper limit potential VLU is relatively large, the drive signal COM on which noise is superimposed is input to the first electrode 41, and the potential of the first electrode 41 is Even if becomes larger, this potential hardly becomes higher than the upper limit potential VLU. Therefore, in the present embodiment, the protection circuit 70 does not restrict the potential of the first electrode 41 from becoming higher than the maximum potential VCmax. Thus, since the potential of the first electrode 41 is not unnecessarily restricted, normal input of the drive signal COM to the piezoelectric element 40 is not hindered by the protection circuit 70. Therefore, when a normal drive signal COM is transferred to the head unit 60, the piezoelectric element 40 can be driven appropriately, and ink can be appropriately discharged from the nozzle 311.
（４）なお、圧電素子４０の第２の電極４２の電位は、基準電位ＶＢと同電位となっている。しかも、基準電位ＶＢは、第１の電位ＶＳ１よりも大きく且つ第２の電位ＶＳ２よりも小さい値に決定されている。そのため、圧電素子４０を線形領域（図４参照）で制御することができる。すなわち、第１の電極４１の電位を、最大電位ＶＣｍａｘと最小電位ＶＣｍｉｎとの間で変動させることができる。したがって、ノズル３１１からのインクの吐出量を適切に制御することができる。 (4) The potential of the second electrode 42 of the piezoelectric element 40 is the same as the reference potential VB. In addition, the reference potential VB is determined to be a value larger than the first potential VS1 and smaller than the second potential VS2. Therefore, the piezoelectric element 40 can be controlled in a linear region (see FIG. 4). That is, the potential of the first electrode 41 can be varied between the maximum potential VCmax and the minimum potential VCmin. Therefore, the amount of ink discharged from the nozzle 311 can be appropriately controlled.
（５）本実施形態では、ヘッドユニット６０に保護回路７０が設けられている。そのため、駆動信号出力回路５２からヘッドユニット６０に転送される過程で駆動信号ＣＯＭにノイズが重畳したとしても、保護回路７０によって圧電素子４０を保護することができる。 (5) In this embodiment, the protection circuit 70 is provided in the head unit 60. Therefore, even if noise is superimposed on the drive signal COM in the process of being transferred from the drive signal output circuit 52 to the head unit 60, the piezoelectric element 40 can be protected by the protection circuit 70.
（第２の実施形態）
次に、液体吐出装置を具体化した第２の実施形態を図７に従って説明する。なお、第２の実施形態では、保護回路７０の位置が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment in which the liquid ejection apparatus is embodied will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the position of the protection circuit 70 is different from that of the first embodiment. Therefore, in the following description, parts different from those of the first embodiment will be mainly described, and the same member configuration as that of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted. To do.
図７に示すように、保護回路７０は、液体吐出装置の本体であるフレーム１２に固定されている制御回路５０に設けられている。このような配置態様であっても、保護回路７０は、圧電素子４０に対して電気的に並列に接続されている。すなわち、保護回路７０の整流ダイオード７２のカソードが、駆動信号ＣＯＭが流れる信号線に電気的に接続されており、ツェナーダイオード７１のカソードが、基準電圧信号ＶＢＳが流れる信号線に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 7, the protection circuit 70 is provided in the control circuit 50 that is fixed to the frame 12 that is the main body of the liquid ejection apparatus. Even in such an arrangement mode, the protection circuit 70 is electrically connected in parallel to the piezoelectric element 40. That is, the cathode of the rectifier diode 72 of the protection circuit 70 is electrically connected to the signal line through which the drive signal COM flows, and the cathode of the Zener diode 71 is electrically connected to the signal line through which the reference voltage signal VBS flows. ing.
以上、上記構成によれば、上記第１の実施形態の効果（１）〜（４）と同等の効果に加え、以下に示す効果をさらに得ることができる。
（６）駆動信号出力回路５２の駆動不良などによって誤った駆動信号ＣＯＭが出力されることがある。誤った駆動信号ＣＯＭの波形は、正常な駆動信号の波形と大きく異なっている。そのため、誤った駆動信号ＣＯＭが圧電素子４０にそのまま入力されると、第１の電極４１の電位と第２の電極４２の電位との差分である電位差が過大になるおそれがある。この点、本実施形態では、駆動信号出力回路５２の出力側に保護回路７０が設けられているため、駆動信号出力回路５２から誤った駆動信号ＣＯＭが出力されたとしても、保護回路７０によって、上記電位差が過大になることを抑制することができる。
As mentioned above, according to the said structure, in addition to the effect (1)-(4) effect of the said 1st Embodiment, the effect shown below can further be acquired.
(6) An erroneous drive signal COM may be output due to a drive failure of the drive signal output circuit 52 or the like. The waveform of the incorrect drive signal COM is greatly different from the waveform of a normal drive signal. Therefore, if an incorrect drive signal COM is input to the piezoelectric element 40 as it is, the potential difference that is the difference between the potential of the first electrode 41 and the potential of the second electrode 42 may become excessive. In this regard, in this embodiment, since the protection circuit 70 is provided on the output side of the drive signal output circuit 52, even if an incorrect drive signal COM is output from the drive signal output circuit 52, the protection circuit 70 It is possible to suppress the potential difference from becoming excessive.
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・保護回路は、整流ダイオード７２のアノードがツェナーダイオード７１のアノードに電気的に接続されているのであれば、例えば図８に示すように、整流ダイオード７２とツェナーダイオード７１との間に抵抗７３が介在する構成の保護回路７０Ａであってもよい。こうした構成の保護回路７０Ａを採用することにより、保護回路７０Ａに電流が流れすぎる事象の発生を抑制することができ、整流ダイオード７２及びツェナーダイオード７１を保護することが可能となる。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
If the anode of the rectifier diode 72 is electrically connected to the anode of the Zener diode 71, the protection circuit has a resistor 73 between the rectifier diode 72 and the Zener diode 71 as shown in FIG. It may be a protection circuit 70A having an intervening configuration. By employing the protection circuit 70A having such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of an event in which an excessive current flows in the protection circuit 70A, and to protect the rectifier diode 72 and the Zener diode 71.
・保護回路は、図９に示すように、過電圧制限素子としてバリスタ７４を備える保護回路７０Ｂであってもよい。この保護回路７０Ｂでは、バリスタ７４に整流ダイオード７２が電気的に直列に接続されている。そのため、こうした保護回路７０Ｂを、圧電素子４０に対して電気的に並列に接続することにより、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。 As shown in FIG. 9, the protection circuit may be a protection circuit 70B including a varistor 74 as an overvoltage limiting element. In this protection circuit 70B, a rectifier diode 72 is electrically connected in series to a varistor 74. Therefore, by connecting such a protection circuit 70B electrically in parallel to the piezoelectric element 40, it is possible to obtain the same effects as those of the above embodiments.
・上記各実施形態では、保護回路７０は、圧電素子４０の第１の電極４１の電位が小さくなりすぎることを抑制している。そこで、図１０に示すように、圧電素子４０の第１の電極４１の電位が大きくなりすぎることを抑制するために、他の保護回路１７０を、圧電素子４０に対して電気的に並列に接続させてもよい。他の保護回路１７０は、過電圧制限素子の一例であるツェナーダイオード１７１のアノードが整流ダイオード１７２のアノードに接続された構成としてもよい。このとき、ツェナーダイオード１７１のカソードが圧電素子４０の第１の電極４１に電気的に接続され、整流ダイオード１７２のカソードが圧電素子４０の第２の電極４２に電気的に接続されるようにすることが好ましい。もちろん、他の保護回路１７０は、ツェナーダイオード１７１の代わりにバリスタを過電圧制限素子として用いた構成であってもよい。 In each of the above embodiments, the protection circuit 70 suppresses the potential of the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 from becoming too small. Therefore, as shown in FIG. 10, in order to prevent the potential of the first electrode 41 of the piezoelectric element 40 from becoming too large, another protection circuit 170 is electrically connected to the piezoelectric element 40 in parallel. You may let them. Another protection circuit 170 may be configured such that the anode of a Zener diode 171 that is an example of an overvoltage limiting element is connected to the anode of a rectifier diode 172. At this time, the cathode of the Zener diode 171 is electrically connected to the first electrode 41 of the piezoelectric element 40, and the cathode of the rectifier diode 172 is electrically connected to the second electrode 42 of the piezoelectric element 40. It is preferable. Of course, the other protection circuit 170 may have a configuration in which a varistor is used as an overvoltage limiting element instead of the Zener diode 171.
そして、図１１に示すように、ツェナーダイオード１７１は、駆動信号ＣＯＭの最大電位ＶＣｍａｘよりも大きく且つ上限電位ＶＬＵよりも小さい制限電位ＶＲ２を有する構成であることが好ましい。この構成によれば、駆動信号ＣＯＭにノイズが重畳することにより、第１の電極４１の電位が大きくなるような場合であっても、他の保護回路１７０によって、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲ２よりも大きくなることを抑制することができる。こうした構成を採用することにより、圧電素子４０の保護構成が多少複雑化するものの、圧電素子４０を保護しつつもノズル３１１からのインクの吐出不良を抑制することができる。 As shown in FIG. 11, it is preferable that the Zener diode 171 has a limit potential VR2 that is larger than the maximum potential VCmax of the drive signal COM and smaller than the upper limit potential VLU. According to this configuration, even when the potential of the first electrode 41 increases due to noise superimposed on the drive signal COM, the potential of the first electrode 41 is increased by the other protection circuit 170. It can be suppressed that the potential becomes higher than the limit potential VR2. By adopting such a configuration, the protection configuration of the piezoelectric element 40 is somewhat complicated, but it is possible to suppress defective ejection of ink from the nozzle 311 while protecting the piezoelectric element 40.
・駆動信号ＣＯＭとしては、例えば図１２に示すように、最大電位ＶＣｍａｘと上限電位ＶＬＵとの第２の差分ΔＶ２が、最小電位ＶＣｍｉｎと下限電位ＶＬＤとの第１の差分ΔＶ１よりも小さくなるような信号が採用されることもある。この場合、上記最小電位ＶＣｍｉｎと下限電位ＶＬＤとの差分は比較的大きいため、ノイズが重畳している駆動信号ＣＯＭが第１の電極４１に入力されて同第１の電極４１の電位が小さくなっても、この電位が下限電位ＶＬＤ以下になることはほとんどない。 As the drive signal COM, for example, as shown in FIG. 12, the second difference ΔV2 between the maximum potential VCmax and the upper limit potential VLU is smaller than the first difference ΔV1 between the minimum potential VCmin and the lower limit potential VLD. May be used. In this case, since the difference between the minimum potential VCmin and the lower limit potential VLD is relatively large, the drive signal COM on which noise is superimposed is input to the first electrode 41 and the potential of the first electrode 41 becomes small. However, this potential hardly falls below the lower limit potential VLD.
そこで、保護回路として、図１３に示すような保護回路７０Ｃを採用するようにしてもよい。すなわち、保護回路７０Ｃは、ツェナーダイオード７１のカソードが圧電素子４０の第１の電極４１に電気的に接続され、整流ダイオード７２のカソードが圧電素子４０の第２の電極４２に電気的に接続されている。そして、ツェナーダイオード７１として、制限電位ＶＲが、上限電位ＶＬＵよりも小さく且つ最大電位ＶＣｍａｘよりも大きくなるような素子を採用するようにしてもよい。このツェナーダイオード７１は、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲ以下であるときには保護回路７０Ｃに電流が流れることを禁止し、第１の電極４１の電位が制限電位ＶＲよりも大きいときには保護回路７０Ｃに電流が流れることを許容することとなる。 Therefore, a protection circuit 70C as shown in FIG. 13 may be employed as the protection circuit. That is, in the protection circuit 70 </ b> C, the cathode of the Zener diode 71 is electrically connected to the first electrode 41 of the piezoelectric element 40, and the cathode of the rectifier diode 72 is electrically connected to the second electrode 42 of the piezoelectric element 40. ing. Then, as the Zener diode 71, an element in which the limiting potential VR is smaller than the upper limit potential VLU and larger than the maximum potential VCmax may be employed. The Zener diode 71 prohibits a current from flowing through the protection circuit 70C when the potential of the first electrode 41 is equal to or lower than the limit potential VR, and the protection circuit when the potential of the first electrode 41 is higher than the limit potential VR. It will allow current to flow through 70C.
こうした構成では、第１の電極４１の電位が最大電位ＶＣｍａｘよりも大きくなることは制限し、第１の電極４１の電位が最小電位ＶＣｍｉｎよりも小さくなることが制限されない。このように第１の電極４１の電位が小さくなることが不要に制限されないため、圧電素子４０に正常な駆動信号ＣＯＭが入力されることを、保護回路７０Ｃによって妨げることはない。したがって、正常な駆動信号ＣＯＭがヘッドユニット６０に転送された場合には、圧電素子４０を適切に駆動させることができ、ひいてはノズル３１１からインクを適切に吐出させることができる。 In such a configuration, the potential of the first electrode 41 is limited to be higher than the maximum potential VCmax, and the potential of the first electrode 41 is not limited to be lower than the minimum potential VCmin. As described above, since the potential of the first electrode 41 is not unnecessarily limited, the protection circuit 70 </ b> C does not prevent the normal drive signal COM from being input to the piezoelectric element 40. Therefore, when a normal drive signal COM is transferred to the head unit 60, the piezoelectric element 40 can be driven appropriately, and ink can be appropriately discharged from the nozzle 311.
・図１４に示すように、圧電素子４０への過電流が流れることを制限する他の保護回路１７０Ａを、圧電素子４０に対して電気的に直列に接続させるようにしてもよい。この他の保護回路１７０Ａは、駆動信号ＣＯＭが流れる信号線に配置される抵抗１７３を有している。この構成によれば、圧電素子４０への過電流の入力が他の保護回路１７０Ａによって制限される。したがって、圧電素子４０の過電流の入力に起因する圧電素子４０の破損を抑制することができる。 As shown in FIG. 14, another protection circuit 170 </ b> A that restricts the overcurrent flowing to the piezoelectric element 40 may be electrically connected to the piezoelectric element 40 in series. The other protection circuit 170A has a resistor 173 arranged on a signal line through which the drive signal COM flows. According to this configuration, the input of overcurrent to the piezoelectric element 40 is limited by the other protection circuit 170A. Therefore, damage to the piezoelectric element 40 due to the input of overcurrent of the piezoelectric element 40 can be suppressed.
・圧電素子４０の第２の電極４２の電位を、「０（零）Ｖ」と同電位としてもよい。この場合、第２の電極４２を接地させることが好ましい。
・上記各実施形態では、インクを吐出させるための駆動素子として、薄膜型の圧電素子を例示したが、駆動素子として他のタイプの圧電素子を採用してもよい。例えば、駆動素子として、縦振動型の圧電素子や厚膜型の圧電素子を採用するようにしてもよい。
The potential of the second electrode 42 of the piezoelectric element 40 may be the same potential as “0 (zero) V”. In this case, the second electrode 42 is preferably grounded.
In each of the above embodiments, the thin film type piezoelectric element is exemplified as the driving element for ejecting ink. However, other types of piezoelectric elements may be employed as the driving element. For example, a longitudinal vibration type piezoelectric element or a thick film type piezoelectric element may be employed as the driving element.
・液体吐出装置を、複数の吐出ヘッドを備えるラインヘッド型のプリンターに具体化してもよいし、媒体へのインク吐出時に、複数の吐出ヘッドを一方向に移動させつつ同各吐出ヘッドからインクを吐出させるラテラルスキャン型のプリンターに具体化してもよい。そして、このように複数の吐出ヘッドを備えるプリンターにあっては、制御回路５０に保護回路を設けることが好ましい。 -The liquid ejection device may be embodied in a line head type printer having a plurality of ejection heads, or when ejecting ink onto a medium, a plurality of ejection heads are moved in one direction while ink is ejected from each ejection head. The invention may be embodied in a lateral scan type printer to be ejected. In such a printer having a plurality of ejection heads, it is preferable to provide a protection circuit in the control circuit 50.
・液体吐出装置は、インク以外の他の液体を吐出する液体吐出装置であってもよい。なお、液体吐出装置から微小量の液滴となって吐出される液体の状態としては、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体は、液体吐出装置から吐出させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状体を含むものとする。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなども含むものとする。液体の代表的な例としては上記各実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体吐出装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を吐出する液体吐出装置がある。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液体吐出装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置であってもよい。また、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液体吐出装置であってもよい。 The liquid ejecting apparatus may be a liquid ejecting apparatus that ejects liquid other than ink. Note that the state of the liquid ejected as a minute amount of liquid droplets from the liquid ejection device includes those in the form of particles, tears, and threads. The liquid here may be any material that can be discharged from the liquid discharge device. For example, it may be in a state in which the substance is in a liquid phase, such as a liquid with high or low viscosity, sol, gel water, other inorganic solvents, organic solvents, solutions, liquid resins, liquid metals (metal melts ). Further, not only a liquid as one state of a substance but also a substance in which particles of a functional material made of a solid such as a pigment or a metal particle are dissolved, dispersed or mixed in a solvent is included. Typical examples of the liquid include ink and liquid crystal as described in the above embodiments. Here, the ink includes general water-based inks and oil-based inks, and various liquid compositions such as gel inks and hot melt inks. Specific examples of the liquid ejection device include, for example, a liquid that contains materials such as electrode materials and color materials used in the manufacture of liquid crystal displays, EL (electroluminescence) displays, surface-emitting displays, color filters, and the like in a dispersed or dissolved form. There is a liquid ejection device that ejects water. Further, it may be a liquid ejecting apparatus for ejecting biological organic materials used for biochip production, a liquid ejecting apparatus for ejecting liquid as a sample used as a precision pipette, a printing apparatus, a micro dispenser, or the like. In addition, a transparent resin liquid such as UV curable resin is used to form a liquid ejection device that ejects lubricating oil pinpoint to precision machines such as watches and cameras, and micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements. It may be a liquid discharge device that discharges the liquid onto the substrate. Further, it may be a liquid discharge apparatus that discharges an etching solution such as acid or alkali in order to etch a substrate or the like.
１１…液体吐出装置の一例であるプリンター、１２…液体吐出装置の本体としてのフレーム、３１１…ノズル、４０…圧電素子、４１…第１の電極、４２…第２の電極、５２…駆動信号出力回路、６０…ヘッドユニット、７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ…保護回路、７１…過電圧制限素子の一例であるツェナーダイオード、７２…整流ダイオード、７４…過電圧制限素子の一例であるバリスタ、１７０…他の保護回路、１７０Ａ…他の保護回路、ＣＯＭ…駆動信号、ＶＢ…基準電位、ＶＣｍａｘ…最大電位、ＶＣｍｉｎ…最小電位、ＶＬ…変化点電位としての分極電位、ＶＬＤ…下限電位、ＶＬＵ…上限電位、ＶＲ…制限電位 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Printer which is an example of a liquid discharge apparatus, 12 ... Frame as a main body of a liquid discharge apparatus, 311 ... Nozzle, 40 ... Piezoelectric element, 41 ... 1st electrode, 42 ... 2nd electrode, 52 ... Drive signal output Circuit: 60 ... Head unit, 70, 70A, 70B, 70C ... Protection circuit, 71 ... Zener diode as an example of overvoltage limiting element, 72 ... Rectifier diode, 74 ... Varistor as an example of overvoltage limiting element, 170 ... Others Protective circuit, 170A: other protective circuit, COM: drive signal, VB: reference potential, VCmax: maximum potential, VCmin: minimum potential, VL: polarization potential as change point potential, VLD: lower limit potential, VLU: upper limit potential, VR: Limit potential
Claims (11)
前記駆動信号出力部から前記駆動信号が入力されることにより駆動する圧電素子と、
前記圧電素子に対して電気的に並列に接続されている保護回路と、
前記圧電素子の駆動によって液体を吐出するノズルと、
を備え、
前記圧電素子は、前記駆動信号が入力される第１の電極と、前記第１の電極と異なる第２の電極と、を有し、
前記保護回路は、バリスタと、前記バリスタに対して電気的に直列に接続されている整流ダイオードと、を有する
ことを特徴とする液体吐出装置。 A drive signal output unit for outputting a drive signal ;
A piezoelectric element that is driven when the drive signal is input from the drive signal output unit ;
A protection circuit electrically connected in parallel to the piezoelectric element ;
A nozzle for discharging liquid by driving the piezoelectric element;
With
The piezoelectric element includes a first electrode to which the drive signal is input, and a second electrode different from the first electrode ,
The protective circuit includes a varistor and a rectifier diode electrically connected in series to the varistor .
前記バリスタは、前記第１の電極の電位が前記変化点電位を超えることを制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。 When the potential at which the relationship between the change in potential of the first electrode of the piezoelectric element and the direction in which the piezoelectric element expands and contracts is taken as the change point potential,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the varistor restricts the potential of the first electrode from exceeding the change point potential.
前記最小電位と前記下限電位との差分は、前記最大電位と前記上限電位との差分よりも小さく、
前記バリスタは、前記第１の電極の電位が制限電位以上であるときには電流が流れることを禁止し、前記第１の電極の電位が前記制限電位よりも小さいときには電流が流れることを許容し、
前記制限電位は、前記最小電位よりも小さく且つ前記下限電位よりも大きい
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。 When the upper limit of the potential of the first electrode allowed to use the piezoelectric element is set as the upper limit potential, and the lower limit of the potential of the first electrode allowed to use the piezoelectric element is set as the lower limit potential, The drive signal output unit outputs the drive signal in which a maximum potential that is a maximum value of potential is smaller than the upper limit potential and a minimum potential that is a minimum value of potential is greater than the lower limit potential ;
The difference between the minimum potential and the lower limit potential is smaller than the difference between the maximum potential and the upper limit potential,
The varistor prohibits a current from flowing when the potential of the first electrode is equal to or higher than a limit potential, and allows a current to flow when the potential of the first electrode is smaller than the limit potential ;
The liquid discharge apparatus according to claim 1, wherein the limiting potential is smaller than the minimum potential and larger than the lower limit potential.
前記最大電位と前記上限電位との差分は、前記最小電位と前記下限電位との差分よりも小さく、
前記バリスタは、前記第１の電極の電位が制限電位以下であるときには電流が流れることを禁止し、前記第１の電極の電位が前記制限電位よりも大きいときには電流が流れることを許容し、
前記制限電位は、前記最大電位よりも大きく且つ前記上限電位よりも小さい
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。 When the upper limit of the potential of the first electrode allowed to use the piezoelectric element is set as the upper limit potential, and the lower limit of the potential of the first electrode allowed to use the piezoelectric element is set as the lower limit potential, The drive signal output unit outputs the drive signal in which a maximum potential that is a maximum value of potential is smaller than the upper limit potential and a minimum potential that is a minimum value of potential is greater than the lower limit potential ;
The difference between the maximum potential and the upper limit potential is smaller than the difference between the minimum potential and the lower limit potential,
The varistor prohibits current from flowing when the potential of the first electrode is less than or equal to a limit potential, and allows current to flow when the potential of the first electrode is greater than the limit potential ;
The liquid discharge apparatus according to claim 1, wherein the limit potential is larger than the maximum potential and smaller than the upper limit potential.
ことを特徴とする請求項１〜 請求項４のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。 The second electrode is grounded;
Liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
前記保護回路は、前記第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、前記第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか一方を制限し、
前記他の保護回路は、前記第１の電極の電位が大きくなりすぎること、及び、前記第１の電極の電位が小さくなりすぎることのうち何れか他方を制限する
ことを特徴とする請求項１〜 請求項５のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。 Further comprising another protection circuit different from the protection circuit,
The protection circuit limits either one of the potential of the first electrode becoming too large and the potential of the first electrode becoming too small,
The other protection circuit restricts either one of the potential of the first electrode becoming too high and the potential of the first electrode becoming too low. The liquid ejection device according to any one of claims 5 to 6.
前記他の保護回路は、前記圧電素子に過電流が流れることを制限するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜 請求項６のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。 Further comprising another protection circuit different from the protection circuit,
The liquid ejection device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the other protection circuit is configured to restrict an overcurrent from flowing through the piezoelectric element.
前記保護回路は、前記ヘッドユニットに設けられている
ことを特徴とする請求項１〜 請求項７のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。 Comprising a head unit provided with the piezoelectric element, the drive signal output unit is fixed to the main body of the liquid ejection device;
The protection circuit, a liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that provided on the head unit.
前記保護回路は、前記液体吐出装置の本体に固定されている
ことを特徴とする請求項１〜 請求項８のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。 Comprising a head unit provided with the piezoelectric element, the drive signal output unit is fixed to the main body of the liquid ejection device;
The protection circuit, a liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 8, characterized in that fixed to the main body of the liquid ejection apparatus.
前記圧電素子に対して電気的に並列に接続されている保護回路と、
前記圧電素子の駆動によって液体を吐出するノズルと、
を備え、
前記保護回路は、バリスタと、前記バリスタに対して電気的に直列に接続される整流ダイオードと、を有する
ことを特徴とするヘッドユニット。 A piezoelectric element to which a drive signal is input ;
A protection circuit electrically connected in parallel to the piezoelectric element ;
A nozzle for discharging liquid by driving the piezoelectric element;
With
The protection circuit includes a varistor and a rectifier diode electrically connected in series to the varistor .
前記圧電素子に対して電気的に並列に接続される保護回路と、A protection circuit electrically connected in parallel to the piezoelectric element;
を備え、With
前記保護回路は、バリスタと、前記バリスタに対して電気的に直列に接続されている整流ダイオードと、を有するThe protection circuit includes a varistor and a rectifier diode electrically connected in series to the varistor.
ことを特徴とする制御回路。A control circuit characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014257000A JP6417592B2 (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Liquid ejection device, head unit and control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014257000A JP6417592B2 (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Liquid ejection device, head unit and control circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016117182A JP2016117182A (en) | 2016-06-30 |
| JP6417592B2 true JP6417592B2 (en) | 2018-11-07 |
Family
ID=56242669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014257000A Active JP6417592B2 (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Liquid ejection device, head unit and control circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6417592B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6862118B2 (en) * | 2016-07-26 | 2021-04-21 | キヤノン株式会社 | Liquid discharge head |
| JP2018202713A (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-27 | セイコーエプソン株式会社 | Large-format printer |
| TWI666552B (en) * | 2018-02-01 | 2019-07-21 | 緯創資通股份有限公司 | Modular apparatus and control method thereof |
| JP7314721B2 (en) * | 2019-08-30 | 2023-07-26 | セイコーエプソン株式会社 | Drive circuit and liquid ejection device |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4836332U (en) * | 1971-09-04 | 1973-05-01 | ||
| JPS611278A (en) * | 1984-06-11 | 1986-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Piezoelectric actuator |
| JPH0255524A (en) * | 1988-08-15 | 1990-02-23 | Nec Corp | Protection circuit for communication equipment |
| JPH07190232A (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-28 | Jidosha Kiki Co Ltd | Noise absorption circuit |
| JPH0953176A (en) * | 1995-08-15 | 1997-02-25 | Sony Corp | Dc reactive sputtering system |
| JP4700456B2 (en) * | 2005-09-26 | 2011-06-15 | 太平洋セメント株式会社 | Piezoelectric actuator with protection mechanism and protection mechanism unit |
| US7361966B2 (en) * | 2006-02-13 | 2008-04-22 | Lexmark International, Inc. | Actuator chip for inkjet printhead with electrostatic discharge protection |
| JP2006320023A (en) * | 2006-08-07 | 2006-11-24 | Toshiba Corp | Transceiver integrated high-frequency signal apparatus |
| JP2010105299A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Seiko Epson Corp | Liquid discharge apparatus, and liquid discharge head |
-
2014
- 2014-12-19 JP JP2014257000A patent/JP6417592B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016117182A (en) | 2016-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101457457B1 (en) | Ink jet printing | |
| JP6417592B2 (en) | Liquid ejection device, head unit and control circuit | |
| US8657415B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and control method thereof | |
| JP5657255B2 (en) | Ink jet printer and driving method thereof | |
| US8814299B2 (en) | Fluid discharge device, nozzle inspection method, and medium on which nozzle inspection program is recorded | |
| JP2010241003A (en) | Liquid droplet delivering head | |
| JP2012101476A (en) | Liquid ejection device | |
| JP6613840B2 (en) | Inspection method of liquid discharge head and liquid discharge apparatus | |
| EP3162566A1 (en) | Inkjet head and inkjet printer | |
| JP2010105300A (en) | Liquid discharge apparatus | |
| JP2009233946A (en) | Liquid ejection device | |
| JP2010105299A (en) | Liquid discharge apparatus, and liquid discharge head | |
| JP2012179810A (en) | Liquid ejecting apparatus | |
| JP2004306529A (en) | Liquid-droplet ejector | |
| KR100744569B1 (en) | Patterning Head Apparatus of Inkjet System and Patterning Method Thereof | |
| JP2004276366A (en) | Liquid droplet discharging device and bubble amount detection method | |
| JP2007030327A (en) | Liquid droplet ejection head, long head, and liquid droplet ejection device | |
| US11845291B2 (en) | Liquid discharge apparatus and control method for liquid discharge apparatus | |
| JP5387848B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus | |
| US20240181776A1 (en) | Liquid Ejecting Head And Liquid Ejecting Apparatus | |
| JP5619361B2 (en) | Fluid ejecting apparatus and fluid ejecting apparatus cleaning method | |
| US20220234353A1 (en) | Inkjet head and inkjet recording device | |
| JP2010241002A (en) | Liquid droplet delivering head | |
| JP5516005B2 (en) | Fluid ejection device and maintenance method for fluid ejection device | |
| JP2010194867A (en) | Fluid jetting apparatus and maintenance method for fluid jetting apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170809 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180522 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180523 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180719 |
|
| 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: 20180904 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20180905 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180917 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6417592 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |