JPH0241258A - 圧電素子の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プリンタヘッドを駆動する圧電素子の駆動装
置に関する。

［従来技術］ 従来の圧電素子の駆動装置は第７図に示したように、ス
イッチ１はトランジスタを用いたスイッチ回路であり、
第８図（ａ）に示すように駆動信号のパルスの立上がり
時間内にだけ励振電圧を抵抗２を介して圧電素子３に印
加する。すなわち、圧電素子３の電極間の電圧Ｖａは第
８図（Ｑ）に示すように駆動信号のパルスの立上がり時
間内だけ立上がる。これに応じて圧電素子３に流れる電
流Ｉａは、第８図（ｄ）に示すように電圧Ｖａの立上が
り時にインパルス状の充電電流Ｉｃとなった後、第８図
（ｅ）に示すように圧電素子３の寸法歪の往復動周期に
等しい周期の正弦波電流となる。スイッチ５もトランジ
スタを用いたスイッチ回路であり、第８図（ｂ）に示す
ように復元信号のパルスの立上がり時間内だけ圧電素子
３の両電極間を抵抗２を介して短絡する。駆動信号のパ
ルス幅は圧電素子３の寸法歪の往復動の一周期に等しく
なるように選定されており、駆動信号のパルスの立上が
り時間内に圧電素子３の寸法歪が丁度−周期の間だけ往
復動した直後に、圧電素子３の両電極間が抵抗２を介し
て短絡され、電流Ｉａは充電電流Ｉｃと逆向きの放電電
流Ｉｄまで達した後、ゼロに復帰する。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、従来の圧電アクチュエータ励振方式では、
−回の駆動ごと、すなわち駆動信号のパルスの立上がり
時ごとに圧電素子３が瞬時に充電され、このあと圧電素
子３の寸法歪の往復動の励振がゼロに復帰したときに、
圧電素子３の両電極間を短絡して充電電荷を放電させる
必要がある。

駆動時の充電電流Ｉｃおよび復帰時の放電電流Ｉｄは相
当大きな値、たとえば５ないし１０アンペア（Ａ）に達
するので、過大な電流によりスイッチ１および２が破損
し、あるいはスイッチ１および２の耐用寿命が短かくな
る。また充分な電流容量を得ようとすると、スイッチ１
および２が大型化して、プリンタの小型化が達成できな
いという問題がある。

本発明は、三角形状の電流を圧電素子に流すことにより
、低圧小電流のトランジスタを使用することができる圧
電素子の駆動装置を提供することを目的とするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の圧電素子の駆動装
置は、圧電素子、抵抗及びトランジスタを直列に接続し
て放電回路を構成し、該放電回路の圧電素子に直列にト
ランスの二次巻線とダイオードを接続し、かつ該トラン
スの一次巻線に充電信号用トランジスタを接続した充電
回路を構成したものである。

［作用］ 本発明の圧電素子の駆動装置では、三角形状の電流を圧
電素子に流すことにより、トランスのＬ成分により低圧
小電流のトランジスタを使用することができる。

［実施例］ 第１図を参照すると１本発明の圧電素子の駆動装置にお
いて、電源６に直列にトランス７の一次巻線とトランジ
スタ８が接続され、またトランス７の一次巻線に並列に
ダイオード９とコンデンサ１０及び抵抗１１の並列回路
が接続されている。さらに、トランス７の二次巻線にダ
イオード１２および圧電素子１３が接続され、また圧電
素子１３に直列に抵抗１４、トランジスタ１５が接続さ
れている。

このように構成した本実施例の駆動装置では、第２図（
ａ）に示すように充電信号をトランジスタ８に入力する
と、トランジスタ８がオンになる。

このとき、トランス７の二次側は逆極性に接続されてい
るため、電流は流れない、従って、トランス７の一次側
に流れる電流は単なるコイルに流れる電流と同じになり
、第２図（ｃ）に示すように三角波形となる。次に、充
電信号がオフになり、トランジスタ８をオフにすると、
トランス７の各巻線には逆起電力が発生し、トランス７
に蓄えられたエネルギーにより第２図（ｄ）に示すよう
な三角波形の電流が流れる。

この電流がダイオード１２を通して圧電素子１３に流れ
、圧電素子１３を充電する。この充電動作により圧電素
子１３が歪を発生し、印字動作を行う。

次に、トランジスタ１５に第２図（ｂ）に示す放電信号
を入力してトランジスタ１５をオンにすると、抵抗１４
を通して第２図（ｅ）に示す放電電流が流れ、圧電素子
１３は放電される。なお、第２図（ｆ）は圧電素子１３
の電圧波形を示したものである。

このように構成することにより、トランス７の一次電流
すなわちトランジスタ８の電流は三角形になるが、この
三角形の傾きはトランス７の一次側のＬの値の設計によ
り調整できる。これによりトランジスタ８に大電流が流
れなくなり、トランジスタ８の小型化が達成できる。な
お、本実施例では、１回の駆動により圧電素子３を充電
しているが、複数回の駆動により圧電素子３を駆動する
ことも可能である。このようにすれば、−次電流のピー
クがさらに小さくでき、トランスの小型化も図れる。

第３図を参照すると、本実施例の構成は第１図の実施例
の構成と殆ど同じであるが、本実施例では、トランス７
の一次、二次巻線が同極性に接続した点が異なっている
。

本実施例では、第４図に示す充電信号を入力してトラン
ジスタ８をオンすると、第４図（Ｑ）に示すように１次
電流が流れる。このとき、トランス７の二次側の極性と
ダイオード１２が順方向となっているため、第４図（ｄ
）に示すように二次電流はただちに流れ始めて圧電素子
１３を充電する。

そして、圧電素子１３の電圧がトランス７の二次電圧に
達するまで電流を流し続ける。この充電動作により圧電
素子１３は充電され、印字動作を行う。

また、第１図と同様に、トランジスタ１５に第４図（ｂ
）に示す放電信号を入力してトランジスタ１５をオンに
すると、抵抗１４を通して第４図（ｅ）に示す放電電流
が流れ、圧電素子１３は放電される。

また、圧電素子１３の電圧波形は第４図（ｆ）に示した
ようになる。

第４図（Ｃ）、（ｄ）から分かるように圧電素子１３が
充電され終ると、二次電流は流れなくなり、その後の一
次電流は不要な励磁電流を流すのみとなる。従って、充
電信号は第４図（ａ）では長すぎることがわかる。

第５図を参照すると、本実施例の回路において、６は駆
動電源、７はトランス、８はトランジスタ、９はダイオ
ード、　１０はコンデンサ、１１は抵抗、１２はダイオ
ード、１３は圧電素子、　１４は抵抗、１５はトランジ
スタであり、これらの構成は上記第３図の実施例と同じ
であるが、本実施例では、トランス７の二次回路にチョ
ークコイル１６、フライホイールダイオード１７を追加
する。

本実施例では、トランジスタ８に第６図（ａ）に示す充
電電流を入力すると、第６図（ｃ）に示すようにトラン
ス７の一次巻線に三角波状に電流が流れるとともに、第
６図（ｄ）に示すように二次電流も三角波状に流れる。

そして、チョークコイル１６の値を適当に変更すること
により、２次電流波形の傾きが調整でき、これにより１
次電流も制限でき、トランジスタ８の小型化が達成でき
る。

また第６図（ｂ）に示すように放電信号をトランジスタ
１５に入力すると、第６図（ｆ）に示すように放電電流
が流れ、圧電素子１３の電圧は第６図（ｇ）に示すよう
になる。

なお、本実施例も第４図の実施例と同様に複数回の駆動
により充電を行い、トランジスタ８をさらに小型化する
ことができ、またトランス７の小型化が図れるという利
点がある。

［発明の効果］ 本発明は１以上のように構成されているので、三角形状
の電流を圧電素子に流すことにより、低圧小電流のトラ
ンジスタを使用することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の圧電素子の駆動装置の回路図
、第２図は第１図の回路の各部の波形図、第３図は本発
明の他の実施例の圧電素子の駆動装置の回路図、第４図
は第３図の回路の各部の波形図、第５図は本発明のさら
に他の実施例の圧電素子の駆動装置の回路図、第６図は
第５図の回路の各部の波形図、第７図は従来の圧電素子
の駆動装置の回路図、第８図は第７図の回路の各部の波
形図である。 ６・・・直流電源、７・・・トランス、８・・・トラン
ジスタ。 ９・・・ダイオード、１０・・・コンデンサ、１１・・
・抵抗。 １２・・・ダイオード、１３・・・圧電素子、１４・・
抵抗、１５・・・トランジスタ。 第１ＵＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧電素子、抵抗及びトランジスタを直列に接続して放
   電回路を構成し、該放電回路の圧電素子に直列にトラン
   スの二次巻線とダイオードを接続し、かつ該トランスの
   一次巻線に充電信号用トランジスタを接続した充電回路
   を構成したことを特徴とする圧電素子の駆動装置。