JPH04310747A - Drive circuit for ink jet print head - Google Patents
Drive circuit for ink jet print headInfo
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに用いる印字ヘッドの駆動回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive circuit for a print head used in an inkjet printer.
【０００２】0002
【従来の技術】従来のインクジェット式印字ヘッドの駆
動回路を図１１により説明する。図１１は１個の電歪素
子６００を駆動する１個の駆動回路を示す。ここでトラ
ンジスタ６０１及びトランジスタ６０２は、６０７の駆
動信号発生手段により選択的に、電歪素子６００に充電
及び放電を行うものであり、抵抗６０４、６０５は充電
及び放電速度を決定するものである。このような充放電
を選択的に行うことにより電歪素子を伸長させ、インク
滴を吐出させ、記録するものであった。2. Description of the Related Art A drive circuit for a conventional ink jet print head will be explained with reference to FIG. FIG. 11 shows one drive circuit that drives one electrostrictive element 600. Here, the transistor 601 and the transistor 602 selectively charge and discharge the electrostrictive element 600 by a drive signal generating means 607, and the resistors 604 and 605 determine the charging and discharging speed. By selectively performing such charging and discharging, the electrostrictive element was expanded and ink droplets were ejected to record.
【０００３】しかしながら、圧電素子１個につき図１１
に示す回路１個が必要となり、素子数が多くコストが高
くなる課題があった。However, for each piezoelectric element,
One circuit shown in Fig. 1 is required, and there is a problem that the number of elements is large and the cost is high.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
課題に鑑み、部品点数を減らしＩＣ化を容易にし、安価
なインクジェット式印字ヘッドの駆動回路を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide an inexpensive drive circuit for an inkjet print head that reduces the number of parts and facilitates integration into ICs.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、電歪素子の充放電を行う充放電手
段と、前記電歪素子と前記充放電手段が接続される対向
電極に、双方向に電流が流れ、かつどちらか一方向、ま
たは両方向に流れる電流値を可変することのできる切り
替え手段と、記録信号により該切り替え手段を選択する
選択手段とを具備し、前記電歪素子、切り替え手段を一
組とする複数組が、前記充放電手段の出力と各組の電歪
素子との接続を共通電極とすることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides charging and discharging means for charging and discharging an electrostrictive element, and a counter electrode to which the electrostrictive element and the charging and discharging means are connected. , comprising a switching means in which a current flows in both directions and can vary the value of the current flowing in either one direction or both directions, and a selection means for selecting the switching means based on a recording signal, and the electrostrictive element , a plurality of sets including one set of switching means are characterized in that the output of the charging/discharging means and the electrostrictive element of each set are connected to a common electrode.
【０００６】[0006]
【実施例】図１に本発明に於けるインクジェット式印字
ヘッドの駆動回路の実施例を示す。図１に於て、１は走
査電圧発生回路、２はシフトクロック、３は記録信号、
４はラッチ信号である。また１０、１１、１２、・・・
は圧電素子、２０、２１、２２、・・・はトランジスタ
、３０、３１、３２、・・・はダイオード、４０、４１
、４２、・・・はラッチ、５０、５１、５２、・・・は
シフトレジスタである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of a driving circuit for an inkjet print head according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a scanning voltage generation circuit, 2 is a shift clock, 3 is a recording signal,
4 is a latch signal. Also 10, 11, 12,...
are piezoelectric elements, 20, 21, 22, ... are transistors, 30, 31, 32, ... are diodes, 40, 41
, 42, . . . are latches, and 50, 51, 52, . . . are shift registers.
【０００７】図２に走査電圧発生回路１の一例を示す。
１０１乃至１０３はＰＮＰ形トランジスタ、１０４乃至
１０７、はＮＰＮ形トランジスタ、１０８乃至１１０は
抵抗、１１１はコンデンサ、１１２、１１３は制御信号
、１１４は走査電圧出力である。FIG. 2 shows an example of the scanning voltage generating circuit 1. 101 to 103 are PNP type transistors, 104 to 107 are NPN type transistors, 108 to 110 are resistors, 111 is a capacitor, 112 and 113 are control signals, and 114 is a scanning voltage output.
【０００８】図２の走査電圧発生回路を図３のタイムチ
ャートにより説明する。The scanning voltage generating circuit shown in FIG. 2 will be explained with reference to the time chart shown in FIG.
【０００９】（ａ）制御信号１１２をＨｉｇｈレベルに
することによりＮＰＮ形トランジスタ１０４をオン状態
にすると、ＰＮＰ形トランジスタ１０１は、コンデンサ
１１１の電圧が電源電圧ＶＨに達するまで定電流Ｉｒを
流す。尚、電源電圧ＶＨに達するとＩｒは零になる。こ
の時ＰＮＰ形トランジスタ１０２は電流制限の役目をす
る。(a) When the NPN transistor 104 is turned on by setting the control signal 112 to High level, the PNP transistor 101 causes a constant current Ir to flow until the voltage of the capacitor 111 reaches the power supply voltage VH. Note that Ir becomes zero when it reaches the power supply voltage VH. At this time, the PNP transistor 102 serves as a current limiter.
【００１０】（ｂ）次に、制御信号１１２をＬｏｗレベ
ルにし、制御信号１１３をＨｉｇｈレベルにする。ＮＰ
Ｎ形トランジスタ１０５は、コンデンサ１１１の電圧が
ＧＮＤに達するまで定電流Ｉｆを流す。この時ＮＰＮ形
トランジスタ１０６は電流制限の役目をする。この時Ｎ
ＰＮ形トランジスタ１０７とＰＮＰ形トランジスタ１０
３は充電及び、放電時の電流駆動能力を補償する。(b) Next, the control signal 112 is set to Low level, and the control signal 113 is set to High level. NP
N-type transistor 105 allows constant current If to flow until the voltage of capacitor 111 reaches GND. At this time, the NPN transistor 106 serves as a current limiter. At this time N
PN type transistor 107 and PNP type transistor 10
3 compensates for current drive capability during charging and discharging.
【００１１】以上の動作により図３に示す走査電圧出力
１１４を出力する。この時走査電圧出力１１４の立ち上
がり時定数Ｔｒは抵抗１０８の抵抗値をＲｒ、コンデン
サ１１１の容量をＣ、ＰＮＰ形トランジスタ１０１のベ
ースエミッタ間電圧をＶＢＥとした時以下の式により得
られる。By the above operation, the scanning voltage output 114 shown in FIG. 3 is output. At this time, the rise time constant Tr of the scanning voltage output 114 is obtained by the following equation, where the resistance value of the resistor 108 is Rr, the capacitance of the capacitor 111 is C, and the base-emitter voltage of the PNP transistor 101 is VBE.
【００１２】Ｉｒ＝ＶＢＥ÷Ｒｒ （１）Ｔ
ｒ＝Ｃ×ＶＨ÷Ｉｒ （２）
また同様に走査電圧出力１１４の立ち下がり時定数Ｔｆ
も抵抗１１０の抵抗値をＲｆ、コンデンサの容量をＣ、
ＮＰＮ形トランジスタ１０６のベースエミッタ間電圧を
ＶＢＥとした時以下の式により得られる。[0012]Ir=VBE÷Rr (1)T
r=C×VH÷Ir (2) Similarly, the falling time constant Tf of the scanning voltage output 114
The resistance value of the resistor 110 is Rf, the capacitance of the capacitor is C,
When the base-emitter voltage of the NPN transistor 106 is VBE, it is obtained by the following equation.
【００１３】Ｉｆ＝ＶＢＥ÷Ｒｒ （３）Ｔ
ｆ＝Ｃ×ＶＨ÷Ｉｆ （４）
但しコンデンサ１１１の容量Ｃは１０［ｐＦ］≦Ｃ≦１
０［ｎＦ］が望ましい。以下本発明の駆動方法の説明を
する。前述した走査電圧回路１の一例により図４に示す
走査電圧出力１１４を発生させ、この走査電圧の１走査
期間内に、記録信号３はシフトクロック２によりシフト
レジスタ５０、５１、５２、・・・に順次転送され、所
定の数転送したところで、ラッチ信号４によりラッチ４
０、４１、４２、・・・に記憶される。If=VBE÷Rr (3)T
f=C×VH÷If (4) However, the capacitance C of the capacitor 111 is 10 [pF]≦C≦1
0 [nF] is desirable. The driving method of the present invention will be explained below. An example of the scanning voltage circuit 1 described above generates the scanning voltage output 114 shown in FIG. 4, and within one scanning period of this scanning voltage, the recording signal 3 is transferred to the shift registers 50, 51, 52, . After a predetermined number of transfers, latch signal 4 causes latch 4 to be transferred.
0, 41, 42, . . . are stored.
【００１４】以上の記録信号の転送によりラッチ４０、
４１、４２、・・・より出力される信号を図４のＬｏｕ
ｔ４０、４１、４２、・・・に示す。記録の場合（図４
のＬｏｕｔ４０、４１、４２、・・・がＨｉｇｈレベル
の場合）はＮＰＮ形トランジスタ２０、２１、２２、・
・・がオン状態になり、圧電素子１０、１１、１２、・
・・には図４に示す走査電圧出力１１４の波形に従い、
図４に示すＶｐｚｔ１０、１１、１２、・・・の電圧が
印加される。By transferring the recording signal as described above, the latch 40,
The signals output from 41, 42, . . . are expressed as Lou in FIG.
It is shown at t40, 41, 42, . In the case of records (Figure 4
When the Louts 40, 41, 42, . . . are at High level), the NPN transistors 20, 21, 22, .
... turns on, and the piezoelectric elements 10, 11, 12, ...
... according to the waveform of the scanning voltage output 114 shown in FIG.
Voltages Vpzt10, 11, 12, . . . shown in FIG. 4 are applied.
【００１５】圧電素子１０、１１、１２、・・・は印加
される電圧波形Ｖｐｚｔ１０、１１・・に従い伸長し、
このときに発生するインクの動圧によりノズルからイン
ク滴を吐出させて記録媒体にドットを形成させるもので
ある。The piezoelectric elements 10, 11, 12, . . . expand according to the applied voltage waveform Vpzt10, 11, .
The dynamic pressure of the ink generated at this time causes ink droplets to be ejected from the nozzles to form dots on the recording medium.
【００１６】前記インクの吐出動作を図５に示すような
印字ヘッドの一部を用いて詳しく説明する。２０１はノ
ズル、２０２はノズルプレート、２０３はインク、２０
４は弾性板、２０５は圧電素子、２０６は基台である。The ink ejecting operation will be explained in detail using a part of the print head as shown in FIG. 201 is a nozzle, 202 is a nozzle plate, 203 is ink, 20
4 is an elastic plate, 205 is a piezoelectric element, and 206 is a base.
【００１７】（ａ）待機状態で、圧電素子２０５には電
圧が印加されていない状態を示す。
（ｂ）走査電圧波形１１４が立ち上がるに従い圧電素子
２０５が縮小し、弾性板２０４はノズルプレート２０２
と反対方向に引かれ、図示されないインク流路からイン
クを吸引する。(a) A standby state is shown in which no voltage is applied to the piezoelectric element 205. (b) As the scanning voltage waveform 114 rises, the piezoelectric element 205 shrinks, and the elastic plate 204 moves toward the nozzle plate 202.
is pulled in the opposite direction to suck ink from an ink flow path (not shown).
【００１８】（ｃ）次に走査電圧出力１１４が立ち下が
るに従い圧電素子２０５は伸長し、弾性板２０４はノズ
ルプレート２０２の方向に押され、インク２０３を押圧
し、ノズル２０１よりインク滴を吐出する。(c) Next, as the scanning voltage output 114 falls, the piezoelectric element 205 expands, and the elastic plate 204 is pushed in the direction of the nozzle plate 202, pressing the ink 203 and ejecting ink droplets from the nozzle 201. .
【００１９】またこの場合の充放電電流は、充電時（走
査電圧出力１１４の立ち上がり）はトランジスタ２０、
２１、２２（図１）、・・・の順方向に流れ、放電時（
走査電圧出力１１４の立ち下がり）にはダイオード３０
、３１、３２（図１）、・・・の順方向に流れる。Further, the charging/discharging current in this case is determined by the transistor 20 during charging (rise of the scanning voltage output 114).
21, 22 (Fig. 1), ... flow in the forward direction, and during discharge (
A diode 30 is connected to the falling edge of the scanning voltage output 114.
, 31, 32 (Fig. 1), . . . in the forward direction.
【００２０】また非記録の場合（図４のＬｏｕｔ４０、
４１、４２、・・・がＬｏｗレベルの場合）はＮＰＮ形
トランジスタ２０、２１、２２、・・・はオフ状態とな
り、圧電素子１０、１１、１２、・・・に電圧は印加さ
れない。[0020] In the case of non-recording (Lout 40 in Fig. 4,
41, 42, . . . are at a low level), the NPN transistors 20, 21, 22, .
【００２１】以上図１の本発明の実施例を説明したが、
トランジスタ２０、２１、２２、・・・のオン抵抗Ｚｏ
ｎは、走査電圧波形の立ち上がり時定数Ｔｒに対し、圧
電素子に実際に印加される電圧波形の遅延時間を考慮し
、圧電素子の容量をＣｐとした時
０．２×Ｔｒ＞Ｃｐ×Ｚｏｎ （５）で求められる。
更にＩＣ化を考慮した場合、ＩＣの温度上昇を考慮し、
圧電素子の最大駆動周期をｆ、ＩＣ１個で駆動できる圧
電素子数をＮとするとＩＣの消費電力Ｐは
Ｉｐ＝Ｃｐ×ＶＨ÷Ｔｒ （６）Ｐ＝Ｚｏｎ
×Ｉｐ×Ｉｐ×Ｔｒ×ｆ×Ｎ （７）で求められる。
一般的に、ＩＣの放熱機構を設けない場合、Ｐの最大値
を０．５〜１［Ｗ］以下となるようＺｏｎを決定する。
またＩＣの放熱機構を設ける場合、ＩＣの最大動作温度
以下になるように、放熱機構、及びＺｏｎを決定する。The embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has been described above.
On-resistance Zo of transistors 20, 21, 22,...
n takes into consideration the delay time of the voltage waveform actually applied to the piezoelectric element with respect to the rising time constant Tr of the scanning voltage waveform, and when the capacitance of the piezoelectric element is Cp, 0.2×Tr>Cp×Zon ( 5). Furthermore, when considering the use of IC, considering the temperature rise of the IC,
If the maximum drive cycle of a piezoelectric element is f, and the number of piezoelectric elements that can be driven by one IC is N, then the power consumption P of the IC is Ip=Cp×VH÷Tr (6) P=Zon
×Ip×Ip×Tr×f×N (7). Generally, when a heat dissipation mechanism for the IC is not provided, the Zon is determined so that the maximum value of P is 0.5 to 1 [W] or less. Further, when providing a heat dissipation mechanism for the IC, the heat dissipation mechanism and the zone are determined so that the temperature is equal to or lower than the maximum operating temperature of the IC.
【００２２】またトランジスタ２０、２１、２２、・・
・のオフ時の抵抗Ｚｏｆｆは
Ｚｏｆｆ＞１００×Ｔｒ÷Ｃｐ （８）で求められる
。Furthermore, the transistors 20, 21, 22, . . .
The off-state resistance Zoff is determined by Zoff>100×Tr÷Cp (8).
【００２３】またダイオード３０、３１、３２、・・・
の逆方向電流Ｉｄ（リーク電流）は
Ｉｄ＜０．１×Ｃｐ×ＶＨ÷Ｔｒ （９）で求められ
る。Furthermore, the diodes 30, 31, 32, . . .
The reverse current Id (leakage current) is determined by Id<0.1×Cp×VH÷Tr (9).
【００２４】また図５の印字ヘッドの一例で用いた圧電
素子２０５には積層型圧電素子を用いたが、このような
積層圧電素子では印加電圧ＶＨが４０［Ｖ］以下で十分
な吐出が得られる。Furthermore, although a laminated piezoelectric element was used as the piezoelectric element 205 used in the example of the print head shown in FIG. It will be done.
【００２５】またＮＰＮ形トランジスタ２０、２１、２
２、・・・はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＳＣＲ
（シリコン制御整粒素子）等で置き換えても同様な効果
が得られることは明白である。[0025] Also, NPN transistors 20, 21, 2
2,... are FET (field effect transistor), SCR
It is obvious that the same effect can be obtained even if it is replaced with (silicon controlled particle size regulating element) or the like.
【００２６】また本実施例ではＮＰＮ形トランジスタと
ダイオードの組合せにより制御したが、トランスファー
ミッシンゲート（アナログスイッチ）の様な双方向電流
制御可能な素子により構成しても同様な効果が得られる
ことは明白である。Further, in this embodiment, control is performed using a combination of an NPN transistor and a diode, but it is possible that similar effects can be obtained by using an element capable of bidirectional current control such as a transfer passing gate (analog switch). It's obvious.
【００２７】またＩＣ化に際しては、図１の走査電圧回
路１と圧電素子１０、１１、１２、・・・を除く全てを
ＩＣ化することにより圧電素子、インク流路、ノズル等
で構成される印字ヘッド及びその近傍に、省スペースで
実装でき、かつ数本の制御信号を接続するだけで制御可
能となる。Furthermore, when converting to IC, everything except the scanning voltage circuit 1 and the piezoelectric elements 10, 11, 12, . . . in FIG. It can be mounted in the print head and its vicinity in a space-saving manner, and can be controlled by simply connecting a few control signals.
【００２８】また本実施例では圧電素子１０、ダイオー
ド３１、トランジスタ２０を一組とし各組の走査電圧発
生手段の出力１１４と圧電素子１０、１１・・の接続を
共通電極としたため、コモンドロップの影響が考えられ
る。そのため図２のＰＮＰ形トランジスタ１０７とＮＰ
Ｎ形トランジスタ１０３で構成される電流増幅回路の出
力インピーダンス（または走査電圧発生手段の出力イン
ピーダンス）を以下のように設定する。Furthermore, in this embodiment, the piezoelectric element 10, the diode 31, and the transistor 20 are set as a set, and the output 114 of each set of scanning voltage generating means and the piezoelectric elements 10, 11, etc. are connected to a common electrode, so that the common drop is reduced. There may be some impact. Therefore, the PNP type transistor 107 in FIG.
The output impedance of the current amplification circuit constituted by the N-type transistor 103 (or the output impedance of the scanning voltage generating means) is set as follows.
【００２９】電流増幅回路の最大出力電圧及び出力イン
ピーダンスをＶＨ及びＺｏｕｔ、一組に流れる電流をＩ
ｐ、共通電極に接続される組の数をｎ（ｎは２以上の自
然数）とすると
Ｚｏｕｔ≦ＶＨ÷（ｎ×Ｉｐ）×ｍ （１０）ただし
ｍ≦１でばらつきを考慮したマージンである（ｍ＝０．
５程度が望ましい）。The maximum output voltage and output impedance of the current amplification circuit are VH and Zout, and the current flowing through the pair is I.
p, and the number of pairs connected to the common electrode is n (n is a natural number of 2 or more). m=0.
(preferably around 5).
【００３０】図６（ａ）に走査電圧回路１の別の実施例
を示す。３０１乃至３０５はＰＮＰ形トランジスタ、３
０６乃至３０９はＮＰＮ形トランジスタ、３１０はダイ
オード、３１１はコンデンサ、３１２乃至３１７は抵抗
、３１８、３１９は制御信号、３２０は走査電圧出力で
ある。Another embodiment of the scanning voltage circuit 1 is shown in FIG. 6(a). 301 to 305 are PNP transistors, 3
06 to 309 are NPN transistors, 310 is a diode, 311 is a capacitor, 312 to 317 are resistors, 318 and 319 are control signals, and 320 is a scanning voltage output.
【００３１】図６を図６（ｂ）のタイムチャートにより
説明する。FIG. 6 will be explained using the time chart of FIG. 6(b).
【００３２】（ａ）制御信号３１８をＬｏｗレベルにし
、ＰＮＰ形トランジスタ３０２をオン状態にすると、Ｐ
ＮＰ形トランジスタ３０２は、コンデンサ３１１の電圧
が電源電圧Ｖｃｃに達するまで定電流Ｉｒを流す。その
際、圧電素子は通常、逆電界が印加されると圧電効果が
失われるため、ダイオード３１０によりＧＮＤレベルよ
り電圧を上昇しないよう保護する。また、この時ＰＮＰ
形トランジスタ３０１は電流制限の役目をする。(a) When the control signal 318 is set to Low level and the PNP type transistor 302 is turned on, the PNP type transistor 302 is turned on.
NP type transistor 302 allows constant current Ir to flow until the voltage of capacitor 311 reaches power supply voltage Vcc. At this time, the piezoelectric element usually loses its piezoelectric effect when a reverse electric field is applied, so the diode 310 protects the piezoelectric element from increasing the voltage above the GND level. Also, at this time PNP
A type transistor 301 serves as a current limiter.
【００３３】（ｂ）次に制御信号３１８をＨｉｇｈレベ
ルにし、制御信号３１９をＬｏｗレベルにし、ＰＮＰ形
トランジスタ３０３をオン状態にすると、ＮＰＮ形トラ
ンジスタ３０７は、コンデンサ３１１の電圧が電源電圧
ＶＨ−に達するまで定電流Ｉｆを流す。この時ＮＰＮ形
トランジスタ３０６は電流制限の役目をする。またこの
時ＮＰＮ形トランジスタ３０８、３０９とＰＮＰ形トラ
ンジスタ３０４、３０５は充電及び、放電時の電流駆動
能力を補償する。(b) Next, when the control signal 318 is set to High level and the control signal 319 is set to Low level to turn on the PNP type transistor 303, the NPN type transistor 307 causes the voltage of the capacitor 311 to reach the power supply voltage VH-. A constant current If is applied until the current is reached. At this time, the NPN transistor 306 serves as a current limiter. Also, at this time, the NPN transistors 308 and 309 and the PNP transistors 304 and 305 compensate for the current driving ability during charging and discharging.
【００３４】以上の動作により図７に示す走査電圧出力
３２０を出力する。走査電圧出力３２０を図１の本発明
の実施例に用いると、前述した動作同様、記録の場合（
図７のＬｏｕｔ４０、４１、４２、・・・がＨｉｇｈレ
ベルの場合）はＮＰＮ形トランジスタ２０、２１、２２
、・・・がオン状態になり、圧電素子１０、１１、１２
、・・・には図７に示す走査電圧出力３２０の波形に従
い、図７に示すＶｐｚｔ１０、１１、１２、・・・の電
圧が印加される。圧電素子１０、１１、１２、・・・は
印加される電圧波形に従い伸長し、このときに発生する
インクの動圧によりノズルからインク滴を吐出させて記
録媒体にドットを形成させるものである。By the above operation, the scanning voltage output 320 shown in FIG. 7 is output. When the scanning voltage output 320 is used in the embodiment of the present invention of FIG.
When Lout40, 41, 42, . . . in FIG. 7 are at High level), the NPN transistors 20, 21, 22
,... are turned on, and the piezoelectric elements 10, 11, 12
, . . . are applied with voltages Vpzt10, 11, 12, . . . shown in FIG. 7 according to the waveform of the scanning voltage output 320 shown in FIG. The piezoelectric elements 10, 11, 12, . . . expand according to the applied voltage waveform, and the dynamic pressure of the ink generated at this time causes ink droplets to be ejected from the nozzles to form dots on the recording medium.
【００３５】前記インクの吐出動作を図８に示すような
印字ヘッドの一部を用いて詳しく説明する。The ink ejecting operation will be explained in detail using a part of the print head as shown in FIG.
【００３６】（ａ）は待機時の状態で圧電素子２０５に
は電圧が印加されてるため縮小し、弾性板２０４はノズ
ルプレート２０２と反対方向に引かれ、図示されないイ
ンク流路からインクを吸引している。In (a), in the standby state, the piezoelectric element 205 contracts because a voltage is applied to it, and the elastic plate 204 is pulled in the opposite direction to the nozzle plate 202, sucking ink from an ink flow path (not shown). ing.
【００３７】（ｂ）では走査電圧出力３２０が立ち上が
るに従い圧電素子２０５は伸長し、弾性板２０４はノズ
ルプレート２０２の方向に押され、インク２０３を圧し
、ノズル２０１よりインク滴を吐出する。次に走査電圧
出力３２０が立ち下がると圧電素子２０５は縮小する。In (b), as the scanning voltage output 320 rises, the piezoelectric element 205 expands, the elastic plate 204 is pushed in the direction of the nozzle plate 202, presses the ink 203, and ejects an ink droplet from the nozzle 201. Next, when the scanning voltage output 320 falls, the piezoelectric element 205 contracts.
【００３８】（ｃ）の待機状態に戻る。The process returns to the standby state (c).
【００３９】またこの場合の充放電電流は、充電時（走
査電圧出力３２０の立ち上がり）はダイオード３０、３
１、３２、・・・の順方向に流れ、放電時（走査電圧出
力１１４の立ち下がり）にはＮＰＮ形トランジスタ２０
、２１、２２、・・・の順方向に流れる。In addition, the charging/discharging current in this case is determined by the diodes 30 and 3 during charging (rise of the scanning voltage output 320).
1, 32, .
, 21, 22, . . . in the forward direction.
【００４０】また非記録の場合（図８のＬｏｕｔ４０、
４１、４２、・・・がＬｏｗレベルの場合）はＮＰＮ形
トランジスタ２０、２１、２２、・・・はオフ状態とな
り、圧電素子１０、１１、１２、・・・は放電しないた
め、圧電素子には電源電圧ＶＨ−の電圧が印加されてい
る。In the case of non-recording (Lout 40 in FIG. 8,
41, 42, . . . are at low level), the NPN transistors 20, 21, 22, . is applied with the power supply voltage VH-.
【００４１】また図２の走査電圧回路で説明したように
、式（１）、（２）、（３）、（４）、（１０）が同様
に適用される。Furthermore, as explained in connection with the scanning voltage circuit of FIG. 2, equations (1), (2), (3), (4), and (10) are similarly applied.
【００４２】以上本発明の実施例の充放電手段を図２、
及び図６の走査電圧発生手段で説明してきたが、図９に
示すような充放電回路により同様な効果が得られる。The charging/discharging means of the embodiment of the present invention is shown in FIG.
Although the scanning voltage generating means shown in FIG. 6 has been described above, similar effects can be obtained by using a charging/discharging circuit as shown in FIG.
【００４３】図９の５０１、５０２は抵抗、５０３はＮ
ＰＮ形トランジスタ、５０４はコンデンサ、５０５は制
御信号、５０６は出力信号である。In FIG. 9, 501 and 502 are resistors, and 503 is N
PN type transistor, 504 is a capacitor, 505 is a control signal, and 506 is an output signal.
【００４４】抵抗５０１、５０２の抵抗値をＲ１、Ｒ２
とした時
Ｒ１＞＞Ｒ２ （１１）
とすれば、制御信号５０５によりＮＰＮ形トランジスタ
５０３がオンされているときは、出力信号５０６はＧＮ
Ｄレベルになる。[0044] The resistance values of resistors 501 and 502 are R1 and R2.
If R1>>R2 (11), then when the NPN transistor 503 is turned on by the control signal 505, the output signal 506 is GN
Become D level.
【００４５】次に、制御信号５０５によりＮＰＮ形トラ
ンジスタ５０３がオフされると出力信号５０６の電位Ｖ
ｏｕｔ１は、電源電圧をＶＨ、圧電素子の容量をＣとす
ると
Ｖｏｕｔ１＝ＶＨ×（１−ｅｘｐ（−ｔ１÷Ｒ１÷
Ｃ）） （１２）となり、圧電素子に充電を行う。但
し、ｔ１はＮＰＮ形トランジスタ５０３がオフされてか
らの時間である。Next, when the NPN transistor 503 is turned off by the control signal 505, the potential V of the output signal 506
Out1 is expressed as follows: VH is the power supply voltage, and C is the capacitance of the piezoelectric element.
C)) (12), and the piezoelectric element is charged. However, t1 is the time after the NPN transistor 503 is turned off.
【００４６】次に、ＮＰＮ形トランジスタ５０３がオン
されると出力信号５０６の電位Ｖｏｕｔ２は Ｖｏｕ
ｔ２＝ＶＨ×ｅｘｐ（−ｔ２÷Ｒ２÷Ｃ） （１
３）となり、圧電素子の放電を行う。Next, when the NPN transistor 503 is turned on, the potential Vout2 of the output signal 506 becomes Vou
t2=VH×exp(-t2÷R2÷C) (1
3), and the piezoelectric element is discharged.
【００４７】以上の充放電動作により図１０に示すよう
な波形となる。図１０に制御信号５０５と出力信号５０
６との関係を示す。The above charging and discharging operations produce waveforms as shown in FIG. FIG. 10 shows a control signal 505 and an output signal 50.
This shows the relationship with 6.
【００４８】またコンデンサ５０４は、選択された圧電
素子の数により容量Ｃが大きく変わるのを抑止し、充放
電の時定数のバラツキを少なくするためである。The purpose of the capacitor 504 is to prevent the capacitance C from changing greatly depending on the number of piezoelectric elements selected, and to reduce variations in the charging/discharging time constant.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明してきたように、簡単な回路構
成で記録、非記録の制御が行え、部品点数を減らしＩＣ
化を容易にし、安価なインクジェット式印字ヘッドの駆
動回路を実現することが出来た。[Effects of the invention] As explained above, recording and non-recording can be controlled with a simple circuit configuration, and the number of parts can be reduced.
We were able to realize an inexpensive drive circuit for an inkjet print head.
【図１】本発明のインクジェット式印字ヘッドの駆動回
路の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a drive circuit for an inkjet print head of the present invention.
【図２】本発明の走査電圧回路の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a scanning voltage circuit of the present invention.
【図３】走査電圧発生回路の一例のタイムチャート図。FIG. 3 is a time chart diagram of an example of a scanning voltage generation circuit.
【図４】本発明の実施例のタイムチャート図。FIG. 4 is a time chart diagram of an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の印字ヘッドの動作例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the print head of the present invention.
【図６】走査電圧発生回路の別の実施例及びタイムチャ
ートを示す図。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the scanning voltage generation circuit and a time chart.
【図７】本発明の別の実施例のタイムチャート図。FIG. 7 is a time chart diagram of another embodiment of the present invention.
【図８】印字ヘッドの別の動作例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing another example of the operation of the print head.
【図９】充放電手段の別の例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing another example of charging/discharging means.
【図１０】充放電手段の別の例のタイムチャート図。FIG. 10 is a time chart diagram of another example of charging/discharging means.
【図１１】インクジェット式印字ヘッドの駆動回路の従
来例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a conventional example of a drive circuit for an inkjet print head.
１ 走査電圧発生回路
３ 記録信号
１０、１１、１２ 圧電素子２０、２１、２
２ ＮＰＮ形トランジスタ３０、３１、３２
ダイオード１１２、１１３
制御信号１１４走査電圧出力
２０１ノズル
２０２ノズルプレート
２０３インク
２０４弾性板
２０５圧電素子1 Scanning voltage generation circuit 3 Recording signals 10, 11, 12 Piezoelectric elements 20, 21, 2
2 NPN transistors 30, 31, 32
Diodes 112, 113
Control signal 114 Scanning voltage output 201 Nozzle 202 Nozzle plate 203 Ink 204 Elastic plate 205 Piezoelectric element
Claims (1)
ノズルより吐出せしめて、文字、図形を形成するインク
ジェット式印字ヘッドの駆動回路において、前記電歪素
子の充放電を行う充放電手段と、前記電歪素子と前記充
放電手段が接続される対向電極に、双方向に電流が流れ
、かつどちらか一方向、または両方向に流れる電流値を
可変することのできる切り替え手段と、記録信号により
該切り替え手段を選択する選択手段とを具備し、前記電
歪素子、切り替え手段を一組とする複数組が、前記充放
電手段の出力と各組の電歪素子との接続を共通電極とす
ることを特徴とするインクジェット式印字ヘッドの駆動
回路。1. In a drive circuit for an inkjet print head that presses ink with an electrostrictive element to cause the ink to be ejected from a nozzle to form characters and figures, a charging/discharging means for charging and discharging the electrostrictive element is provided. , a switching means that allows a current to flow in both directions through opposing electrodes to which the electrostrictive element and the charging/discharging means are connected, and that can vary the value of the current flowing in either one direction or both directions, and a recording signal. a selection means for selecting the switching means, and a plurality of sets including the electrostrictive element and the switching means have a common electrode connected to the output of the charging/discharging means and each set of electrostrictive elements. An inkjet print head drive circuit characterized by:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7771791A JP3120812B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Drive circuit for inkjet print head |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH04310747A true JPH04310747A (en) | 1992-11-02 |
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| JP7771791A Expired - Fee Related JP3120812B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Drive circuit for inkjet print head |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3120812B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519417A (en) * | 1994-03-31 | 1996-05-21 | Xerox Corporation | Power control system for a printer |
| US6637850B2 (en) | 1996-08-02 | 2003-10-28 | Seiko Epson Corporation | Printing system, method of recording images, and ink cartridge attachable to printing system |
| JP2015066843A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | ブラザー工業株式会社 | Liquid discharge device |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP7771791A patent/JP3120812B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6637850B2 (en) | 1996-08-02 | 2003-10-28 | Seiko Epson Corporation | Printing system, method of recording images, and ink cartridge attachable to printing system |
| US6890049B2 (en) | 1996-08-02 | 2005-05-10 | Seiko Epson Corporation | Printing system, method of recording images, and ink cartridge attachable to printing system |
| JP2015066843A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | ブラザー工業株式会社 | Liquid discharge device |
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| JP3120812B2 (en) | 2000-12-25 |
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