JPH10202861A - Driver for ink jet head - Google Patents
Driver for ink jet headInfo
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- JPH10202861A JPH10202861A JP1173497A JP1173497A JPH10202861A JP H10202861 A JPH10202861 A JP H10202861A JP 1173497 A JP1173497 A JP 1173497A JP 1173497 A JP1173497 A JP 1173497A JP H10202861 A JPH10202861 A JP H10202861A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動子を用いた
インクジェットヘッドの駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus for an ink jet head using a piezoelectric vibrator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、インクジェットヘッドの駆動装置
は、例えば特開平７−１４８９２０号公報の様に、図６
に示す駆動装置に図７（ａ）および図７（ｂ）に示すＳ
１、Ｓ２信号を入力することで図７（ｃ）に示す電流波
形と図７（ｄ）に示す電圧波形を持つ出力Ｖｓが得ら
れ、電圧波形の振幅であるヘッド駆動電圧を図６のＤ／
Ａ変換器により変化させても、図７（ｄ）の実線及び破
線で示された出力Ｖｓの様に電圧波形の立ち上がり時間
ｔ１、待機時間ｔ２、立ち下がり時間ｔ３が一定となる
駆動装置を実現している。2. Description of the Related Art Conventionally, a driving apparatus for an ink-jet head is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 148920/1995.
7 (a) and 7 (b) are applied to the driving device shown in FIG.
By inputting the S1 and S2 signals, an output Vs having a current waveform shown in FIG. 7 (c) and a voltage waveform shown in FIG. 7 (d) can be obtained. /
Even when the voltage is changed by the A-converter, a drive device is realized in which the rising time t1, the waiting time t2, and the falling time t3 of the voltage waveform are constant as the output Vs indicated by the solid line and the broken line in FIG. doing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、詳細にみると
図６の電力増幅器３０の入力での電圧波形Ｖｃと出力で
の電圧波形Ｖｓでは図８（ａ）に示すようにＶｓの方が
電圧振幅がＶＢＥ１とＶＢＥ２の分だけ減少している。
ＶＢＥ１とＶＢＥ２は、例えば特開平７−１４８９２０
号公報に従来技術の電力増幅器として示されれいる、図
９（ａ）においては、ＶＢＥ１がトランジスタＴＲ２０
のベースエミッタ間電圧の絶対値であり、ＶＢＥ２がト
ランジスタＴＲ２１のベースエミッタ間電圧の絶対値で
ある。また、図９（ｂ）においては、ＶＢＥ１がトラン
ジスタＴＲ２０とＴＲ２２のベースエミッタ間電圧の絶
対値を合わせたものであり、ＶＢＥ２がトランジスタＴ
Ｒ２１とＴＲ２３のベースエミッタ間電圧の絶対値を合
わせたものである。さらに、特開平７−１４８９２０の
実施例として示されている、図１０（ａ）、図１０
（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）においては、ＶＢ
Ｅ１がトランジスタＴＲ２０のベースエミッタ間電圧の
絶対値であり、ＶＢＥ２がトランジスタＴＲ２１のベー
スエミッタ間電圧の絶対値である。However, looking at the voltage waveform Vc at the input of the power amplifier 30 and the voltage waveform Vs at the output of the power amplifier 30 shown in FIG. The amplitude is reduced by VBE1 and VBE2.
VBE1 and VBE2 are described in, for example, JP-A-7-148920.
In FIG. 9A, which is shown as a prior art power amplifier in the publication, VBE1 is a transistor TR20.
, And VBE2 is the absolute value of the base-emitter voltage of the transistor TR21. In FIG. 9B, VBE1 is the sum of the absolute values of the base-emitter voltages of the transistors TR20 and TR22, and VBE2 is the transistor T20.
This is the sum of the absolute values of the base-emitter voltages of R21 and TR23. 10 (a), 10 (a) and 10 (b) shown as an embodiment of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-148920.
(B), (c) and (d) in FIG.
E1 is the absolute value of the base-emitter voltage of the transistor TR20, and VBE2 is the absolute value of the base-emitter voltage of the transistor TR21.
【０００４】これにより実際には、電圧波形Ｖｃでは電
圧振幅の変化率に応じて電圧波形の立ち上がり、立ち下
がりの傾きも変化するのでｔ１、ｔ２、ｔ３は一定であ
るが、図８（ｂ）に示すようにＶｓからＶｓ’にヘッド
駆動電圧を変化させるとＶｓの電圧振幅はＶｃの電圧振
幅に対して一律にＶＢＥ１とＶＢＥ２を合わせた電圧分
減少するので、ｔ１はｔ１’に、ｔ２はｔ２’にｔ３は
ｔ３’に変動する。この変動は、電圧波形の立ち上がり
及び立ち下がりの傾きがゆるやかなほど、また電圧振幅
が小さいほど顕著に現れる。As a result, in fact, in the voltage waveform Vc, the rising and falling slopes of the voltage waveform also change in accordance with the rate of change of the voltage amplitude, so that t1, t2, and t3 are constant, but FIG. When the head drive voltage is changed from Vs to Vs' as shown in (2), the voltage amplitude of Vs decreases uniformly by the voltage obtained by adding VBE1 and VBE2 to the voltage amplitude of Vc, so that t1 becomes t1 'and t2 becomes t1'. At t2 ', t3 changes to t3'. This fluctuation becomes more noticeable as the rising and falling slopes of the voltage waveform become gentler and the voltage amplitude becomes smaller.
【０００５】また、図８（ｂ）に示す出力Ｖｓを得てい
る時、期間ｔ１はヘッドの圧力室を拡張し、インクを充
填する期間、期間ｔ２は圧力室の容積を保持し、期間ｔ
１で引き込まれたノズルのメニスカスの戻りを待つ期
間、期間ｔ３は圧力室を収縮させ、インクを吐出させる
期間である。When the output Vs shown in FIG. 8B is obtained, the pressure chamber of the head is expanded during the period t1 to fill the ink, and the volume of the pressure chamber is maintained during the period t2.
The period t3 is a period for waiting for the meniscus of the nozzle drawn back in 1 to return, and the period t3 is a period for contracting the pressure chamber and discharging ink.
【０００６】ｔ２はヘッドのノズルのメニスカスの戻り
時間により設定されている。また、ｔ３は圧電振動子の
振動周期に合わせて設定されているので、駆動電圧によ
り変動しないで一定であることが望ましい。これらの駆
動電圧の変動に伴う電圧波形Ｖｓの立ち上がり時間、待
機時間、立ち下がり時間が変動することがインクジェッ
トヘッドの安定したインクの吐出を妨げる課題となる。The time t2 is set by the return time of the meniscus of the nozzle of the head. Further, since t3 is set in accordance with the vibration cycle of the piezoelectric vibrator, it is desirable that t3 be constant without being changed by the drive voltage. Variations in the rise time, standby time, and fall time of the voltage waveform Vs due to the fluctuation of the drive voltage are problems that hinder stable ejection of ink from the inkjet head.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明のインクジェットヘッドの駆動装置においては、
出力電圧が変更可能な定電圧源と、前記定電圧源を介し
て一種類以上の定電流を発生させる充電用定電流源と、
前記充電用定電流源の動作、非動作を制御する充電制御
信号と、前記充電用定電流源からの定電流で充電される
コンデンサと、前記コンデンサを一種類以上の定電流で
放電させる放電用定電流源と、前記放電用定電流源の動
作、非動作を制御する放電制御信号とで構成される駆動
電圧発生器と、前記駆動電圧発生器が発生する駆動電圧
を圧電振動子を駆動する為に必要な電力に増幅する電力
増幅器とを具備し、前記充電用定電流源と、前記放電用
定電流源の電流値は、前記電力増幅器の出力電圧波形の
振幅に比例することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems,
In the inkjet head driving device of the present invention,
A constant voltage source whose output voltage can be changed, and a constant current source for charging that generates one or more types of constant currents via the constant voltage source,
A charge control signal for controlling the operation and non-operation of the constant current source for charging, a capacitor charged with a constant current from the constant current source for charging, and a discharge for discharging the capacitor with one or more types of constant currents. A driving voltage generator including a constant current source, a discharge control signal for controlling operation and non-operation of the discharging constant current source, and a driving voltage generated by the driving voltage generator for driving the piezoelectric vibrator. A power amplifier that amplifies the power required for the power supply, wherein the current values of the charging constant current source and the discharging constant current source are proportional to the amplitude of the output voltage waveform of the power amplifier. I do.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図示により
詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【０００９】図１は本発明の構成を示すブロック図であ
る。本発明は、駆動電圧設定信号を定電圧源１１に出力
し、充電制御信号を充電定電流源１２に出力し、放電制
御信号を放電定電流源１３に出力する制御部３と、イン
クジェットヘッドの固体差や環境温度の変化に応じてヘ
ッドの駆動電圧を変更する為に制御部３からの駆動電圧
設定信号により出力電圧Ｖｋを変更することが可能な定
電圧源１１と駆動電圧波形の振幅に比例した充電定電流
を発生する定電流源１２と、定電流源１２からの充電電
流で充電され、その両端に駆動電圧波形を発生するコン
デンサ１４と、駆動電圧波形の振幅に比例した放電定電
流でコンデンサ１４を放電する放電定電流源１３とから
成る駆動電圧発生器１と、駆動電圧発生器１で発生させ
た駆動電圧波形を圧電振動子を駆動する為に必要な電力
に増幅する電力増幅器２と、電力増幅器２で増幅された
駆動電圧波形によりインクを吐出させるインクジェット
ヘッド４とにより構成されている。また、インクジェッ
トヘッド４には温度検出部４１があり、検出温度は制御
部３に入力している。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention. The present invention provides a control unit 3 that outputs a drive voltage setting signal to a constant voltage source 11, outputs a charge control signal to a constant charge current source 12, and outputs a discharge control signal to a constant discharge current source 13. A constant voltage source 11 capable of changing the output voltage Vk by a drive voltage setting signal from the control unit 3 in order to change the drive voltage of the head in accordance with individual differences and changes in environmental temperature. A constant current source 12 for generating a proportional charging constant current, a capacitor 14 charged with a charging current from the constant current source 12 and generating a driving voltage waveform at both ends thereof, and a discharging constant current proportional to the amplitude of the driving voltage waveform And a power amplifier for amplifying the drive voltage waveform generated by the drive voltage generator 1 to the power required to drive the piezoelectric vibrator. When, it is constituted by the inkjet head 4 to eject ink by driving voltage waveform amplified by the power amplifier 2. Further, the inkjet head 4 has a temperature detecting section 41, and the detected temperature is input to the control section 3.
【００１０】まず定電圧源１１について説明する。図２
は定電圧源１１の一例を示す回路図である。ＩＣ２０１
はシリアル−パラレル変換のＩＣで図３に示す転送デー
タＳ３−１、転送クロックＳ３−２、ストローブ信号Ｓ
３−３、クリア信号Ｓ３−４により８ビットの電圧設定
値のデータが入力されると、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、
Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８の各出力がデータにしたがって
０［Ｖ］または５［Ｖ］に設定される。First, the constant voltage source 11 will be described. FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a constant voltage source 11. IC201
Is an IC for serial-parallel conversion, and shows transfer data S3-1, transfer clock S3-2, and strobe signal S3 shown in FIG.
3-3, when 8-bit voltage set value data is input by the clear signal S3-4, P1, P2, P3, P4,
Each output of P5, P6, P7 and P8 is set to 0 [V] or 5 [V] according to the data.
【００１１】抵抗Ｒ２０６、Ｒ２０７、…、Ｒ２２０、
Ｒ２２１は８ビットのラダー抵抗を構成しており、Ｒ２
１３、Ｒ２１４、…、Ｒ２２０、Ｒ２２１の抵抗値はＲ
２０６、Ｒ２０７、…、Ｒ２１１、Ｒ２１２の２倍の抵
抗値に設定されている。このラダー抵抗により、Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８の８ビット
のデジタル値はトランジスタＱ２０２のベース端子とＧ
ＮＤ間の０［Ｖ］から５［Ｖ］の間のアナログの電圧値
に変換される。[0011] The resistors R206, R207, ..., R220,
R221 constitutes an 8-bit ladder resistor, and R2
13, R214,..., R220, R221 have a resistance value of R
, R211,..., R211 and R212 are set to twice the resistance value. Due to this ladder resistance, P1,
The 8-bit digital value of P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 is connected to the base terminal of transistor Q202 and G
It is converted to an analog voltage value between 0 [V] and 5 [V] between ND.
【００１２】抵抗Ｒ２０１、Ｒ２０２、Ｒ２０３、Ｒ２
０４、Ｒ２０５及びトランジスタＱ２０１、Ｑ２０２、
Ｑ２０３、Ｑ２０４、Ｑ２０５はラダー抵抗から出力さ
れる０［Ｖ］から５［Ｖ］の間電圧をインクジェットヘ
ッド４を駆動する為に必要な電圧に増幅する電圧増幅器
を構成している。＋ＶＨには出力電圧Ｖｋを得る為に必
要な電圧の電源が接続されており、抵抗Ｒ２０４、Ｒ２
０５の設定により、抵抗Ｒ２０４の抵抗値をｒ１、抵抗
Ｒ２０５抵抗値をｒ２とすると、トランジスタＱ２０２
のベース端子とＧＮＤ間の電圧は、 （ｒ１＋ｒ２）／ｒ２ 倍に増幅されて出力電圧Ｖｋとして出力される。The resistors R201, R202, R203, R2
04, R205 and transistors Q201, Q202,
Q203, Q204, and Q205 constitute a voltage amplifier that amplifies the voltage output from the ladder resistor between 0 [V] and 5 [V] to a voltage required to drive the inkjet head 4. + VH is connected to a power supply of a voltage necessary to obtain the output voltage Vk, and the resistors R204 and R2
Assuming that the resistance value of the resistor R204 is r1 and the resistance value of the resistor R205 is r2 by the setting of the transistor 05, the transistor Q202
Is amplified (r1 + r2) / r2 times and output as an output voltage Vk.
【００１３】次に、定電流源について説明する。図４
は、充電定電流源１２と、放電定電流源１３及びコンデ
ンサ１４の一例を示した回路図である。図４においては
充電制御信号としてＳ１−１及びＳ１−２の２種類が、
放電制御信号としてＳ２−１及びＳ２−２の２種類があ
る構成となっており、充放電それぞれ２種類の定電流値
が使用出来る。同様の構成を増やせば３種類以上の定電
流値を使用することも容易である。Next, the constant current source will be described. FIG.
Is a circuit diagram showing an example of a constant charge current source 12, a constant discharge current source 13 and a capacitor 14. FIG. In FIG. 4, two types of charge control signals, S1-1 and S1-2,
There are two types of discharge control signals, S2-1 and S2-2, and two types of constant current values can be used for charge and discharge respectively. It is easy to use three or more types of constant current values by increasing the similar configuration.
【００１４】充電定電流源１２は、例えば充電制御信号
Ｓ１−１がハイレベルになると、定電圧源の出力Ｖｋか
らトランジスタＱ４０３、抵抗Ｒ４０４、トランジスタ
Ｑ４０２を介してコンデンサ１４であるＣ４０１を充電
する。このとき抵抗Ｒ４０４の両端の電圧は抵抗Ｒ４０
１の両端の電圧とほぼ同じ電圧になっている。抵抗Ｒ４
０４を介してコンデンサＣ４０１を充電する充電定電流
の電流値Ｉｃｈｇは、Ｒ４０１の抵抗値をｒ３、 Ｒ４
０２の抵抗値をｒ４、 Ｒ４０３の抵抗値をｒ５、Ｒ４
０４の抵抗値をｒ６、ダイオードＤ４０１の順方向電圧
をＶＦ１、ダイオードＤ４０２の順方向電圧をＶＦ２と
すると、 Ｉｃｈｇ＝（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ３／（ｒ３＋
ｒ４＋ｒ５）／ｒ６ となる。このときコンデンサＣ４０１の両端に現れる電
圧Ｖｃは時定数ｄＶ／ｄｔｃの傾きで上昇する。ｄＶ／
ｄｔｃは、電流値ＩｃｈｇとコンデンサＣ４０１の静電
容量ｃ１とにより、 Ｉｃｈｇ／ｃ１なので、 ｄＶ／ｄｔｃ＝ （Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ３／
（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ６／ｃ１ となる。同様に充電制御信号Ｓ１−２を使用した場合は
抵抗Ｒ４０５の抵抗値をｒ７とすると、 Ｉｃｈｇ＝（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ３／（ｒ３＋
ｒ４＋ｒ５）／ｒ７ の定電流値が得られ、充電傾きの時定数ｄＶ／ｄｔｃ
は、 Ｉｃｈｇ／ｃ１なので、 ｄＶ／ｄｔｃ＝ （Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ３／
（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ７／ｃ１ となる。When the charge control signal S1-1 goes high, for example, the charge constant current source 12 charges the capacitor C401, which is the capacitor 14, from the output Vk of the constant voltage source via the transistor Q403, the resistor R404, and the transistor Q402. At this time, the voltage across the resistor R404 is
The voltage is almost the same as the voltage at both ends of the signal 1. Resistance R4
The current value Ichg of the charging constant current for charging the capacitor C401 via the resistor R04 is represented by R3, R4
02 is r4, R403 is r5, R4
Assuming that the resistance value of the diode 04 is r6, the forward voltage of the diode D401 is VF1, and the forward voltage of the diode D402 is VF2, Ichg = (Vk−VF1−VF2) × r3 / (r3 +
r4 + r5) / r6. At this time, the voltage Vc that appears at both ends of the capacitor C401 rises with a slope of the time constant dV / dtc. dV /
Since dtc is Ichg / c1 based on the current value Ichg and the capacitance c1 of the capacitor C401, dV / dtc = (Vk−VF1−VF2) × r3 /
(R3 + r4 + r5) / r6 / c1. Similarly, when the charge control signal S1-2 is used, assuming that the resistance value of the resistor R405 is r7, Ichg = (Vk−VF1−VF2) × r3 / (r3 +
r4 + r5) / r7, and the time constant dV / dtc of the charging gradient is obtained.
Since Ichg / c1, dV / dtc = (Vk−VF1−VF2) × r3 /
(R3 + r4 + r5) / r7 / c1.
【００１５】放電定電流源１３も充電定電流源１２と同
様の動作原理で、例えば放電制御信号Ｓ２−１をハイレ
ベルにすると、コンデンサＣ４０１から、トランジスタ
Ｑ４０８、抵抗Ｒ４１６、トランジスタＱ４０９を介し
て放電する。このとき抵抗Ｒ４１７の両端の電圧は抵抗
Ｒ４０３の両端の電圧とほぼ同じ電圧になっている。よ
って、抵抗Ｒ４１６を介してコンデンサＣ４０１を放電
する放電定電流の電流値Ｉｄｉｓは、 Ｒ４０１の抵抗
値をｒ３、 Ｒ４０２の抵抗値をｒ４、 Ｒ４０３の抵抗
値をｒ５、Ｒ４１６の抵抗値をｒ８、ダイオードＤ４０
１の順方向電圧をＶＦ１、ダイオードＤ４０２の順方向
電圧をＶＦ２とすると、 Ｉｄｉｓ＝−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ５／（ｒ３
＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ８ となる。このときコンデンサＣ４０１の両端に現れる電
圧Ｖｃは時定数ｄＶ／ｄｔｄの傾きで下降する。ｄＶ／
ｄｔｄは、電流値ＩｄｉｓとコンデンサＣ４０１の静電
容量ｃ１とにより、 Ｉｄｉｓ／ｃ１なので、 ｄＶ／ｄｔｄ＝−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ５／
（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ８／ｃ１ となる。同様に放電制御信号Ｓ２−２を使用した場合は
抵抗Ｒ４１９の抵抗値をｒ９とすると、 Ｉｄｉｓ＝−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ５／（ｒ３
＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ９ の定電流値が得られ、放電傾きの時定数ｄＶ／ｄｔｄ
は、 Ｉｄｉｓ／ｃ１なので、 ｄＶ／ｄｔｄ＝−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ５／
（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ９／ｃ１ となる。The discharging constant current source 13 operates in the same manner as the charging constant current source 12, for example, when the discharge control signal S2-1 is set to a high level, the discharging from the capacitor C401 is performed via the transistor Q408, the resistor R416, and the transistor Q409. I do. At this time, the voltage across the resistor R417 is almost the same as the voltage across the resistor R403. Accordingly, the current value Idis of the constant discharge current discharging the capacitor C401 via the resistor R416 is as follows: the resistance value of R401 is r3, the resistance value of R402 is r4, the resistance value of R403 is r5, the resistance value of R416 is r8, D40
Assuming that the forward voltage of No. 1 is VF1 and the forward voltage of the diode D402 is VF2, Idis = − (Vk−VF1−VF2) × r5 / (r3
+ R4 + r5) / r8. At this time, the voltage Vc that appears at both ends of the capacitor C401 falls with a slope of the time constant dV / dtd. dV /
Since dtd is Idis / c1 based on the current value Idis and the capacitance c1 of the capacitor C401, dV / dtd = − (Vk−VF1−VF2) × r5 /
(R3 + r4 + r5) / r8 / c1. Similarly, when the discharge control signal S2-2 is used, assuming that the resistance value of the resistor R419 is r9, Idis = − (Vk−VF1−VF2) × r5 / (r3
+ R4 + r5) / r9, and the time constant dV / dtd of the discharge gradient is obtained.
Since Idis / c1, dV / dtd = − (Vk−VF1−VF2) × r5 /
(R3 + r4 + r5) / r9 / c1.
【００１６】電力増幅器２は、特開平７−１４８９２０
に示された図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）、図
１０（ｂ）、図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）のいずれも
使用出来るが、以後の説明には一番単純な図９（ａ）の
回路を用いる。図９（ａ）において、入力に駆動電圧発
生器１の出力Ｖｃを入力しＶｐに図２の＋ＶＨと同じく
インクジェットヘッドを駆動する為に十分な電圧の電源
を接続すると、図８（ａ）のように、出力Ｖｓには、入
力のＶｃに対して立ち上がり時はトランジスタＴＲ２０
のベース−エミッタ間電圧の絶対値ＶＢＥ１だけ遅れて
立ち上がり、立ち下がり時は、トランジスタＴＲ２１の
ベース−エミッタ間電圧の絶対値ＶＢＥ２だけ遅れて立
ち下がる駆動電圧波形が出力され、インクジェットヘッ
ド４を駆動する為に必要な電力がＶｐより供給される。The power amplifier 2 is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-148920.
9 (a), 9 (b), 10 (a), 10 (b), 10 (c) and 10 (d) shown in FIG. 9 can be used. Uses the simplest circuit of FIG. 9A. In FIG. 9A, when the output Vc of the drive voltage generator 1 is input to the input and a power supply of a voltage sufficient to drive the ink jet head is connected to Vp similarly to + VH in FIG. As described above, when the output Vs rises with respect to the input Vc, the transistor TR20
When the voltage rises with a delay of the absolute value VBE1 of the base-emitter voltage and falls, the drive voltage waveform falls with a delay of the absolute value VBE2 of the base-emitter voltage of the transistor TR21, and drives the inkjet head 4. Necessary for this purpose is supplied from Vp.
【００１７】以上に説明した構成のインクジェットヘッ
ドの記録装置において、本発明の動作を説明する。The operation of the present invention in the recording apparatus for an ink jet head having the above-described configuration will be described.
【００１８】図１の制御部３より、図５に示す充電制御
信号Ｓ１−１、Ｓ１−２と放電制御信号Ｓ２−１、Ｓ２
−２を駆動電圧発生器１に出力し、定電圧源１１の出力
ＶｋをＶｋ１に設定した時、駆動電圧発生器１の出力Ｖ
ｃと電力増幅器２の出力Ｖｓは、図５（ｅ）の様にな
る。The control unit 3 shown in FIG. 1 controls the charge control signals S1-1 and S1-2 and the discharge control signals S2-1 and S2 shown in FIG.
-2 is output to the drive voltage generator 1, and when the output Vk of the constant voltage source 11 is set to Vk1, the output V
c and the output Vs of the power amplifier 2 are as shown in FIG.
【００１９】出力波形Ｖｃの振幅Ｖ１は、 Ｖ１＝Ｖｋ−Ｖｒ１−Ｖｒ２ である。Ｖｒ１は図４の抵抗Ｒ４０１の両端の電圧とほ
ぼ等しくなり、Ｖｒ２は抵抗Ｒ４０３の両端の電圧とほ
ぼ等しくなるので、 Ｖｒ１＝（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ３／（ｒ３＋ｒ
４＋ｒ５） Ｖｒ２＝（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ５／（ｒ３＋ｒ
４＋ｒ５） Ｖ１＝Ｖｋ−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×（ｒ３＋ｒ
５）／（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５） となる。The amplitude V1 of the output waveform Vc is as follows: V1 = Vk-Vr1-Vr2. Since Vr1 is substantially equal to the voltage across the resistor R401 in FIG. 4, and Vr2 is substantially equal to the voltage across the resistor R403, Vr1 = (Vk−VF1−VF2) × r3 / (r3 + r)
4 + r5) Vr2 = (Vk−VF1-VF2) × r5 / (r3 + r)
4 + r5) V1 = Vk− (Vk−VF1−VF2) × (r3 + r
5) / (r3 + r4 + r5).
【００２０】出力波形Ｖｓの振幅Ｖ２は、 Ｖ２＝Ｖ１−ＶＢＥ１−ＶＢＥ２ ＝ Ｖｋ−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×（ｒ３＋ｒ５）／（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５ ）−ＶＢＥ１−ＶＢＥ２ である。図4のダイオードＤ４０１に順方向電圧ＶＦ１
が図９（ａ）のトランジスタＴＲ２０のベース−エミッ
タ間電圧ＶＢＥ１にほぼ等しい特性のものを選択し、同
様に図4のダイオードＤ４０２に順方向電圧ＶＦ２が図
９（ａ）のトランジスタＴＲ２１のベース−エミッタ間
電圧ＶＢＥ２にほぼ等しい特性のものを選択することに
より、ＶＢＥ１＝ＶＦ１、ＶＢＥ２＝ＶＦ２とすると、
Ｖ２は、 Ｖ２＝ Ｖｋ−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×（ｒ３＋ｒ５）／（ｒ３＋ｒ４＋ｒ ５）−ＶＦ１−ＶＦ２ ＝（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×（１−（ｒ３＋ｒ５）／（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５） ） ＝（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ４／（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５） となる。The amplitude V2 of the output waveform Vs is as follows: V2 = V1-VBE1-VBE2 = Vk- (Vk-VF1-VF2) * (r3 + r5) / (r3 + r4 + r5) -VBE1-VBE2. The forward voltage VF1 is applied to the diode D401 in FIG.
Selects a transistor TR20 having a characteristic substantially equal to the base-emitter voltage VBE1 of the transistor TR20 in FIG. 9A, and similarly applies a forward voltage VF2 to the diode D402 in FIG. By selecting one having characteristics substantially equal to the voltage VBE2 between the emitters, if VBE1 = VF1 and VBE2 = VF2,
V2 is calculated as follows: V2 = Vk− (Vk−VF1−VF2) × (r3 + r5) / (r3 + r4 + r5) −VF1−VF2 = (Vk−VF1−VF2) × (1− (r3 + r5) / (r3 + r4 + r5)) = (Vk) −VF1−VF2) × r4 / (r3 + r4 + r5).
【００２１】充電傾きの時定数ｄＶ／ｄｔｃは、 ｄＶ／ｄｔｃ＝ （Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ３／
（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ６／ｃ１ であるので、充電傾きの時定数ｄＶ／ｄｔｃはＶ２のｒ
３／ｒ４／ｒ６／ｃ１倍になっており、電力増幅器２の
出力Ｖｓの振幅Ｖ２に比例する。同様に、放電傾きの時
定数ｄＶ／ｄｔｄは、 ｄＶ／ｄｔｄ＝−（Ｖｋ−ＶＦ１−ＶＦ２）×ｒ５／
（ｒ３＋ｒ４＋ｒ５）／ｒ８／ｃ１ であるので、放電傾きの時定数ｄＶ／ｄｔｄはＶ２の−
ｒ５／ｒ４／ｒ８／ｃ１倍になっており、電力増幅器２
の出力Ｖｓの振幅Ｖ２に比例する。The time constant dV / dtc of the charging gradient is: dV / dtc = (Vk−VF1−VF2) × r3 /
Since (r3 + r4 + r5) / r6 / c1, the time constant dV / dtc of the charging gradient is r2 of V2.
It is 3 / r4 / r6 / c1 times, and is proportional to the amplitude V2 of the output Vs of the power amplifier 2. Similarly, the time constant dV / dtd of the discharge gradient is: dV / dtd = − (Vk−VF1−VF2) × r5 /
Since (r3 + r4 + r5) / r8 / c1, the time constant dV / dtd of the discharge slope is −2 of V2.
r5 / r4 / r8 / c1 times the power amplifier 2
Is proportional to the amplitude V2 of the output Vs.
【００２２】充放電の傾きの時定数が振幅に比例するの
で、振幅Ｖ２が変化しても、出力波形Ｖｓの立ち上がり
時間、立下り時間は一定である。図５（ｅ）より、立ち
上がり時間をｔ１、立下り時間をｔ３とすると、 ｔ１＝Ｖ２／（ｄＶ／ｄｔｃ）＝ｒ４×ｒ６×ｃ１／ｒ
３ ｔ３＝−Ｖ２／（ｄＶ／ｄｔｃ）＝ｒ４×ｒ８×ｃ１／
ｒ５ である。Since the time constant of the charge / discharge gradient is proportional to the amplitude, the rise time and fall time of the output waveform Vs are constant even if the amplitude V2 changes. From FIG. 5E, assuming that the rising time is t1 and the falling time is t3, t1 = V2 / (dV / dtc) = r4 × r6 × c1 / r
3 t3 = −V2 / (dV / dtc) = r4 × r8 × c1 /
r5.
【００２３】本実施の形態では、電流増幅器に図９
（ａ）のようなＶｃとＶｓにおいて出力波形の振幅の差
がトランジスタ２個分のベース−エミッタ間電圧である
場合について説明したが、電流増幅器に図９（ｂ）のよ
うに、ＶｃとＶｓにおいて出力波形の振幅の差がトラン
ジスタ４個分のベース−エミッタ間電圧である場合は図
４のダイオードＤ４０１と抵抗Ｒ４０２の間にダイオー
ドを２個直列に接続するなどにより、ＶｃとＶｓの出力
波形の振幅の差とダイオードの順方向電圧の合計を等し
くすることにより、 充放電の傾きの時定数が振幅に比
例させることができる。In the present embodiment, the current amplifier shown in FIG.
Although the case where the difference between the amplitudes of the output waveforms at Vc and Vs is the base-emitter voltage for two transistors as shown in FIG. 9A is described, as shown in FIG. In the case where the difference between the amplitudes of the output waveforms is the base-emitter voltage of four transistors, the output waveforms of Vc and Vs are obtained by connecting two diodes in series between the diode D401 and the resistor R402 in FIG. The time constant of the charge / discharge gradient can be made proportional to the amplitude by equalizing the difference between the amplitudes of the currents and the sum of the forward voltages of the diodes.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ットヘッドの駆動装置は駆動電圧の電圧振幅の変動に対
して駆動電圧波形の立ち上がり時間、立ち下がり時間が
一定に保たれるのでどの様な駆動電圧においても適正な
条件でインクジェットヘッドを駆動出来るので、インク
滴の吐出が安定し、印刷品質が向上する。As described above, in the ink jet head driving apparatus of the present invention, the rising time and the falling time of the driving voltage waveform are kept constant with respect to the fluctuation of the voltage amplitude of the driving voltage. Since the inkjet head can be driven under appropriate conditions even at a voltage, the ejection of ink droplets is stabilized, and the print quality is improved.
【図１】本発明の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.
【図２】本発明の定電圧源の一例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a constant voltage source according to the present invention.
【図３】本発明の定電圧源の一例の入力信号を示すタイ
ミングチャート。FIG. 3 is a timing chart showing an input signal of an example of the constant voltage source according to the present invention.
【図４】本発明の充電定電流回路と放電定電流回路の一
例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a charge constant current circuit and a discharge constant current circuit of the present invention.
【図５】本発明の動作を示すタイミングチャート。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the present invention.
【図６】従来技術の構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional technique.
【図７】従来技術の動作を示す入出力波形の図。FIG. 7 is an input / output waveform diagram showing the operation of the conventional technique.
【図８】従来技術の課題を示す入出力波形の図。FIG. 8 is a diagram of input / output waveforms showing a problem of the conventional technique.
【図９】従来技術の電力増幅器の回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional power amplifier.
【図１０】従来技術の電力増幅器の回路図。FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional power amplifier.
１ 駆動電圧発生器 ２ 電力増幅器 ３ 制御部 ４ インクジェットヘッド １１ 定電圧源 １２ 充電定電流源 １３ 放電定電流源 １４ コンデンサ ４１ 温度検出部 REFERENCE SIGNS LIST 1 drive voltage generator 2 power amplifier 3 control unit 4 inkjet head 11 constant voltage source 12 charge constant current source 13 discharge constant current source 14 capacitor 41 temperature detection unit
Claims (1)
の駆動装置において、出力電圧が変更可能な定電圧源
と、前記定電圧源を介して一種類以上の定電流を発生さ
せる充電用定電流源と、前記充電用定電流源の動作、非
動作を制御する充電制御信号と、前記充電用定電流源か
らの定電流で充電されるコンデンサと、前記コンデンサ
を一種類以上の定電流で放電させる放電用定電流源と、
前記放電用定電流源の動作、非動作を制御する放電制御
信号とで構成される駆動電圧発生器と、前記駆動電圧発
生器が発生する駆動電圧を圧電振動子を駆動する為に必
要な電力に増幅する電力増幅器とを具備し、前記充電用
定電流源と、前記放電用定電流源の電流値は、前記電力
増幅器の出力電圧波形の振幅に比例することを特徴とす
るインクジェットヘッドの駆動装置。1. A driving apparatus for an ink jet head using a piezoelectric vibrator, wherein a constant voltage source whose output voltage can be changed, and a constant current source for charging that generates one or more types of constant currents via said constant voltage source. A charging control signal for controlling the operation and non-operation of the charging constant current source, a capacitor charged with a constant current from the charging constant current source, and discharging the capacitor with one or more types of constant currents A constant current source for discharging,
A drive voltage generator comprising a discharge control signal for controlling the operation and non-operation of the discharge constant current source; and a drive voltage generated by the drive voltage generator, the power required to drive the piezoelectric vibrator. A power amplifier for amplifying the power supply, and the current values of the constant current source for charging and the constant current source for discharging are proportional to the amplitude of the output voltage waveform of the power amplifier. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173497A JPH10202861A (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Driver for ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173497A JPH10202861A (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Driver for ink jet head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202861A true JPH10202861A (en) | 1998-08-04 |
Family
ID=11786272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1173497A Withdrawn JPH10202861A (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Driver for ink jet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10202861A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7637580B2 (en) * | 2004-11-04 | 2009-12-29 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for a high resolution inkjet fire pulse generator |
| JP2011093202A (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Seiko Epson Corp | Liquid ejection device and liquid ejection type printer |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP1173497A patent/JPH10202861A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7637580B2 (en) * | 2004-11-04 | 2009-12-29 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for a high resolution inkjet fire pulse generator |
| JP2011093202A (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Seiko Epson Corp | Liquid ejection device and liquid ejection type printer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |