JP2858979B2 - Piezo drive circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はピエゾ振動子を駆動する
ためのピエゾ駆動回路に関し、特にインクジェットプリ
ンタ等で使用され、バイモルフ構造板に変形エネルギー
与えるピエゾ振動子の駆動電圧を任意に選択できるよう
にしたピエゾ駆動回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezo drive circuit for driving a piezo vibrator, and more particularly to a piezo drive circuit used in an ink jet printer or the like, which can arbitrarily select a drive voltage of a piezo vibrator which gives deformation energy to a bimorph structure plate. And a piezo drive circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は従来のピエゾ駆動回路の一例を示
す回路図、図４は図３の例の動作を示す波形図である。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional piezo drive circuit, and FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of the example shown in FIG.
【０００３】インクジェットプリンタ等で使用され、バ
イモルフ構造板に変形エネルギー与えて駆動するピエゾ
振動子ための従来のピエゾ駆動回路は、図３に示すよう
に、ピエゾ振動子１１に対して電気信号を印加するドラ
イバ回路１２と、ピエゾ振動子１１とドライバ回路１２
との間に直列に接続した負荷抵抗（抵抗）１７と、ピエ
ゾ振動子１１を駆動するためのオンオフ制御信号をドラ
イブ電圧信号に変換するレベル変換回路１９とを備えて
構成されている。A conventional piezo-driving circuit for a piezo-vibrator, which is used in an ink-jet printer or the like and drives by applying deformation energy to a bimorph structure plate, applies an electric signal to a piezo-vibrator 11 as shown in FIG. Driver circuit 12, piezo oscillator 11 and driver circuit 12
And a level conversion circuit 19 for converting an on / off control signal for driving the piezo vibrator 11 into a drive voltage signal.
【０００４】上述のように構成したピエゾ駆動回路は、
図４に示すように、ピエゾ振動子１１を駆動しない通常
の時は、ピエゾ駆動電圧（ＶＤ）４３およびドライブ電
圧（ＶＯＵＴ）４２は、共に０ボルトになっている。ま
た、ピエゾ駆動電流（ＩＤ）は０アンペアになってい
る。この状態でオンオフ制御信号（ＶＩＮ）４１をハイ
レベルからローレベルに変化させると、レベル変換回路
１９を経由してオンオフ制御信号（ＶＩＮ）４１を入力
するドライバ回路１２は、ドライブ電圧（ＶＯＵＴ）４
２を０ボルトからＶＨボルトにステップ状に変化させ
る。抵抗１７を経由してドライブ電圧（ＶＯＵＴ）４２
を入力するピエゾ振動子１１は、これによって駆動され
る。The piezo drive circuit configured as described above is
As shown in FIG. 4, when the piezo vibrator 11 is not driven normally, the piezo drive voltage (VD) 43 and the drive voltage (VOUT) 42 are both 0 volt. The piezo drive current (ID) is 0 amperes. When the on / off control signal (VIN) 41 is changed from the high level to the low level in this state, the driver circuit 12 that inputs the on / off control signal (VIN) 41 via the level conversion circuit 19 outputs the drive voltage (VOUT) 4
2 is changed stepwise from 0 volts to VH volts. Drive voltage (VOUT) 42 via resistor 17
Is driven by this.
【０００５】オンオフ制御信号（ＶＩＮ）４１をローレ
ベルからハイレベルに変化させると、ドライバ回路１２
は、ドライブ電圧（ＶＯＵＴ）４２をＶＨボルトから０
ボルトにステップ状に変化させる。When the on / off control signal (VIN) 41 is changed from low level to high level, the driver circuit 12
Drives the drive voltage (VOUT) 42 from VH volts to 0
Turn into bolts stepwise.
【０００６】ピエゾ駆動回路は、オンオフ制御信号（Ｖ
ＩＮ）４１に従ってこのような動作を繰返えしてピエゾ
振動子１１を駆動する。[0006] The piezo drive circuit provides an on / off control signal (V
Such an operation is repeated according to (IN) 41 to drive the piezoelectric vibrator 11.
【０００７】各ピエゾ振動子１１の特性のばらつきに対
する調整や、ピエゾ振動子１１の変形エネルギーの大き
さの変更は、ピエゾ振動子１１に直列に接続している抵
抗１７の抵抗値を変えることによって行っている。[0007] Adjustment for variations in the characteristics of each piezo oscillator 11 and change in the magnitude of the deformation energy of the piezo oscillator 11 are performed by changing the resistance value of the resistor 17 connected in series to the piezo oscillator 11. Is going.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のピエゾ駆動回路は、各ピエゾ振動子１１の特性のばら
つきに対する調整やピエゾ振動子の変形エネルギーの大
きさの変更を、ピエゾ振動子に直列に接続している抵抗
の抵抗値を変えることによって達成しているため、ピエ
ゾ振動子を交換する度に負荷抵抗を変更しなければなら
ないという欠点を有している。As described above, the conventional piezo-driving circuit controls the piezo-oscillator to adjust for variations in the characteristics of each piezo-oscillator 11 and to change the magnitude of the deformation energy of the piezo-oscillator. Since this is achieved by changing the resistance value of the resistors connected in series, there is a disadvantage that the load resistance has to be changed every time the piezo oscillator is replaced.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のピエゾ駆動回路
は、ピエゾ振動子に対して電気信号を印加するドライバ
回路と、前記ドライバ回路に直列に接続されて基準電圧
と入力電圧との差に比例したドライブ電圧信号を発生す
る演算増幅回路と、複数個の抵抗を並列に接続して前記
ピエゾ振動子の駆動のためのオンオフ制御用の信号を伝
達する抵抗モジュールと、前記演算増幅回路の入力電圧
端子と前記抵抗モジュールとの間に接続されて前記抵抗
モジュールの複数個の抵抗の中から選択信号によって指
定された一つの抵抗を選択するアナログスイッチ回路
と、前記演算増幅回路の入力電圧端子と前記ドライバ回
路の出力端子との間に接続されて負帰還信号を伝達する
コンデンサとを備えている。According to the present invention, there is provided a piezo drive circuit comprising: a driver circuit for applying an electric signal to a piezo vibrator; and a driver circuit connected in series to the driver circuit for detecting a difference between a reference voltage and an input voltage. An operational amplifier circuit for generating a proportional drive voltage signal; a resistor module for connecting a plurality of resistors in parallel to transmit an on / off control signal for driving the piezo vibrator; and an input for the operational amplifier circuit An analog switch circuit that is connected between a voltage terminal and the resistor module and selects one resistor specified by a selection signal from a plurality of resistors of the resistor module; and an input voltage terminal of the operational amplifier circuit. A capacitor connected between the output terminal of the driver circuit and a negative feedback signal.
【００１０】[0010]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１１】図１は本発明の一実施例を示す回路図、図
２は図１の実施例の動作を示す波形図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the embodiment of FIG.
【００１２】図１において、ピエゾ振動子１は、厚み方
向に電極が塗布され、電極間に電圧を印加すると機械的
な歪を発生する。一方の電極は接地されており、他方の
電極は、ドライバ回路２に接続されている。 ドライバ
回路２は、プッシュプル方式のドライバ回路であり、演
算増幅回路３から入力したドライブ電圧２６を増幅して
ピエゾ振動子１に印加する。In FIG. 1, an electrode is applied to a piezo vibrator 1 in a thickness direction, and when a voltage is applied between the electrodes, a mechanical strain is generated. One electrode is grounded, and the other electrode is connected to the driver circuit 2. The driver circuit 2 is a push-pull type driver circuit that amplifies the drive voltage 26 input from the operational amplifier circuit 3 and applies the amplified drive voltage 26 to the piezo vibrator 1.
【００１３】演算増幅回路３は、基準電圧（ＶＲＥＦ）
２４と入力電圧２５との差に比例したドライブ電圧２６
を発生する。The operational amplifier 3 has a reference voltage (VREF)
Drive voltage 26 proportional to the difference between 24 and input voltage 25
Occurs.
【００１４】抵抗モジュール４は、複数個の抵抗Ｒ１〜
ＲＮを並列に接続したものであり、オンオフ制御信号
（ＶＩＮ）２１をアナログスイッチ回路６を介して入力
電圧２５として演算増幅回路３に伝達する。The resistor module 4 includes a plurality of resistors R1 to R1.
RNs are connected in parallel, and an on / off control signal (VIN) 21 is transmitted to the operational amplifier circuit 3 as an input voltage 25 via the analog switch circuit 6.
【００１５】アナログスイッチ回路６は、演算増幅回路
３の入力電圧端子と抵抗モジュール４との間に直列に接
続され、抵抗モジュール４の複数個の抵抗Ｒ１〜ＲＮの
中から選択信号（ＳＥＬ）２７によって指定された一つ
の抵抗を選択して接続する。The analog switch circuit 6 is connected in series between the input voltage terminal of the operational amplifier circuit 3 and the resistor module 4, and selects a selection signal (SEL) 27 from the plurality of resistors R 1 to RN of the resistor module 4. Select and connect one resistor specified by.
【００１６】コンデンサ（ＣＦ）５は、演算増幅回路３
の入力電圧端子とドライバ回路２の出力端子との間に接
続されて負帰還信号を伝達する。The capacitor (CF) 5 is connected to the operational amplifier 3
Is connected between the input voltage terminal and the output terminal of the driver circuit 2 to transmit a negative feedback signal.
【００１７】次に、図２を参照して図１の実施例の動作
について説明する。Next, the operation of the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
【００１８】ピエゾ振動子１を駆動しない通常の時は、
ピエゾ駆動電圧（ＶＤ）２２は、図２に示すように、０
ボルトになっている。このとき、オンオフ制御信号（Ｖ
ＩＮ）２１はハイレベルになっている。すなわち、（Ｖ
ＩＮ＞ＶＲＥＦ）となっている。When the piezo oscillator 1 is not driven normally,
The piezo drive voltage (VD) 22 is set to 0 as shown in FIG.
It is a bolt. At this time, the on / off control signal (V
IN) 21 is at a high level. That is, (V
IN> VREF).
【００１９】オンオフ制御信号（ＶＩＮ）２１をハイレ
ベルからローレベルに変化させる（すなわちＶＩＮ＜Ｖ
ＲＥＦに変化させる）と、駆動電圧（ＶＤ）２２は、基
準電圧（ＶＲＥＦ）２４と、抵抗モジュール４の複数個
の抵抗Ｒ１〜ＲＮの中から選択信号（ＳＥＬ）２７によ
って指定された抵抗に対応する入力電圧２５と、負帰還
信号を伝達するコンデンサ（ＣＦ）５とによって、０ボ
ルト〜ＶＨボルトの範囲内で以下のように決定される。The on / off control signal (VIN) 21 is changed from high level to low level (that is, VIN <V
REF), the drive voltage (VD) 22 corresponds to the reference voltage (VREF) 24 and the resistance specified by the selection signal (SEL) 27 from the plurality of resistances R1 to RN of the resistance module 4. Input voltage 25 and capacitor (CF) 5 for transmitting a negative feedback signal are determined as follows in the range of 0 volt to VH volt.
【００２０】ピエゾ駆動電圧（ＶＤ）＝（ＶＲＥＦ−Ｖ
ＩＮ）／ＣＦ・（Ｒ１〜ＲＮ）×ｔとなる。Piezo drive voltage (VD) = (VREF-V
IN) / CF ・ (R1ＲRN) × t.
【００２１】また、オンオフ制御信号（ＶＩＮ）２１を
ローレベルからハイレベルに変化させる（すなわちＶＩ
Ｎ＞ＶＲＥＦに変化させる）と、同様に、 ピエゾ駆動電圧（ＶＤ）＝ＶＨ−（ＶＩＮ−ＶＲＥＦ）
×ＲＦ／（Ｒ１〜ＲＮ）×ｔとなる。Further, the on / off control signal (VIN) 21 is changed from a low level to a high level (that is, VI).
N> VREF), and similarly, the piezo drive voltage (VD) = VH− (VIN−VREF)
× RF / (R1 to RN) × t.
【００２２】すなわち、ピエゾ駆動電圧（ＶＤ）の波形
は、オンオフ制御信号（ＶＩＮ）２１がハイレベルから
ローレベルに変化したときは、（ＶＲＥＦ−ＶＩＮ）／
ＣＦ・（Ｒ１〜ＲＮ）の傾斜で、０ボルトからＶＨボル
トまで変化し、オンオフ制御信号（ＶＩＮ）２１がロー
レベルからハイレベルに変化したときは、−（ＶＩＮ−
ＶＲＥＦ）／ＣＦ・（Ｒ１〜ＲＮ）の傾斜で、ＶＨボル
トから０ボルトまで変化する。That is, when the on / off control signal (VIN) 21 changes from the high level to the low level, the waveform of the piezo drive voltage (VD) becomes (VREF-VIN) /
When the on-off control signal (VIN) 21 changes from a low level to a high level with a slope of CF · (R1 to RN) and changes from 0 volts to VH volts, − (VIN−
With a slope of (VREF) / CF · (R1 to RN), the voltage changes from VH volt to 0 volt.
【００２３】このように、アログスイッチ回路６が選択
信号（ＳＥＬ）２７によって選択したた抵抗モジュール
４の抵抗Ｒ１〜ＲＮの中の一つの抵抗の値によってピエ
ゾ駆動電圧（ＶＤ）２２の傾斜の大きさが決定される。
図２の参照符号２２−１・２２−２・２２−３〜２２−
Ｎに示したピエゾ駆動電圧（ＶＤ）は、それぞれ抵抗モ
ジュール４の抵抗Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３〜ＲＮが選択された
ときの電圧値を示している。As described above, the slope of the piezo drive voltage (VD) 22 is determined by the value of one of the resistors R1 to RN of the resistor module 4 selected by the analog switch circuit 6 by the selection signal (SEL) 27. Is determined.
Reference numerals 22-1, 22-2, 22-3 to 22- in FIG.
The piezo drive voltage (VD) indicated by N indicates a voltage value when the resistors R1, R2, R3 to RN of the resistor module 4 are selected.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のピエゾ駆
動回路は、複数個の抵抗を並列に接続した抵抗モジュー
ルにピエゾ振動子の駆動のためのオンオフ制御信号を入
力し、選択信号によってアナログスイッチ回路において
抵抗モジュールの複数個の抵抗の中から一つの抵抗を選
択し、その選択した抵抗を通過した信号を演算増幅回路
において基準電圧と比較してそれらの差に比例した電圧
をドライバ回路を介してピエゾ振動子に印加し、ドライ
バ回路の出力をコンデンサを介して演算増幅回路にフィ
〜ドバックするようにすることにより、個々のピエゾ振
動子の特性のばらつきに対する調整を容易に行うことが
可能になるという効果がある。As described above, in the piezo drive circuit of the present invention, an on / off control signal for driving a piezo vibrator is inputted to a resistance module in which a plurality of resistors are connected in parallel, and an analog signal is inputted by a selection signal. In the switch circuit, one resistor is selected from among a plurality of resistors of the resistor module, a signal that has passed through the selected resistor is compared with a reference voltage in an operational amplifier circuit, and a voltage proportional to the difference between them is sent to a driver circuit. By applying the output of the driver circuit to the operational amplifier circuit via the capacitor through the capacitor, it is possible to easily adjust for variations in the characteristics of individual piezo oscillators. Has the effect of becoming
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】図１の実施例の動作を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform chart showing the operation of the embodiment of FIG.
【図３】従来のピエゾ駆動回路の一例を示す回路図であ
る。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional piezo drive circuit.
【図４】図３の例の動作を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the example of FIG.
１ ピエゾ振動子 ２ ドライバ回路 ３ 演算増幅回路 ４ 抵抗モジュール ５ コンデンサ ６ アナログスイッチ回路 １１ ピエゾ振動子 １２ ドライバ回路 １７ 抵抗 １９ レベル変換回路 ２１ オンオフ制御信号（ＶＩＮ） ２２ ピエゾ駆動電圧（ＶＤ） ２４ 基準電圧（ＶＲＥＦ） ２５ 入力電圧電圧 ２６ ドライブ電圧 ２７ 選択信号（ＳＥＬ） ４１ オンオフ制御信号（ＶＩＮ） ４２ ドライブ電圧（ＶＯＵＴ） ４３ ピエゾ駆動電圧（ＶＤ） REFERENCE SIGNS LIST 1 piezo oscillator 2 driver circuit 3 operational amplifier circuit 4 resistor module 5 capacitor 6 analog switch circuit 11 piezo oscillator 12 driver circuit 17 resistor 19 level conversion circuit 21 on / off control signal (VIN) 22 piezo drive voltage (VD) 24 reference voltage (VREF) 25 Input voltage voltage 26 Drive voltage 27 Selection signal (SEL) 41 ON / OFF control signal (VIN) 42 Drive voltage (VOUT) 43 Piezo drive voltage (VD)
Claims (1)
るドライバ回路と、前記ドライバ回路に直列に接続され
て基準電圧と入力電圧との差に比例したドライブ電圧信
号を発生する演算増幅回路と、複数個の抵抗を並列に接
続して前記ピエゾ振動子の駆動のためのオンオフ制御用
の信号を伝達する抵抗モジュールと、前記演算増幅回路
の入力電圧端子と前記抵抗モジュールとの間に接続され
て前記抵抗モジュールの複数個の抵抗の中から選択信号
によって指定された一つの抵抗を選択するアナログスイ
ッチ回路と、前記演算増幅回路の入力電圧端子と前記ド
ライバ回路の出力端子との間に接続されて負帰還信号を
伝達するコンデンサとを備えることを特徴とするピエゾ
駆動回路。A driver circuit for applying an electric signal to the piezo vibrator; an operational amplifier circuit connected in series with the driver circuit for generating a drive voltage signal proportional to a difference between a reference voltage and an input voltage; A resistor module for connecting a plurality of resistors in parallel to transmit a signal for on / off control for driving the piezo vibrator; and a resistor module connected between an input voltage terminal of the operational amplifier circuit and the resistor module. An analog switch circuit that selects one resistor specified by a selection signal from among the plurality of resistors of the resistor module, and is connected between an input voltage terminal of the operational amplifier circuit and an output terminal of the driver circuit. And a capacitor for transmitting a negative feedback signal.
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Applications Claiming Priority (1)
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Families Citing this family (3)
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1991
- 1991-03-18 JP JP3052046A patent/JP2858979B2/en not_active Expired - Fee Related
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