JPH0471859A - Driving device of piezoelectric element - Google Patents

Driving device of piezoelectric element

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JPH0471859A
JPH0471859A JP2186261A JP18626190A JPH0471859A JP H0471859 A JPH0471859 A JP H0471859A JP 2186261 A JP2186261 A JP 2186261A JP 18626190 A JP18626190 A JP 18626190A JP H0471859 A JPH0471859 A JP H0471859A
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Abstract

PURPOSE:To obtain a piezoelectric element driving device of low power consumption by a method wherein one end of a coil is connected to the piezoelectric element, the other end is connected to a switch together with the piezoelectric element and said coil composing a resonance circuit, and when displacement of the piezoelectric element is released, a switch is made to conduct and after specific time, is intercepted with a timer. CONSTITUTION:In the case where, for instance, the invention is applied on a driving circuit of a piezoelectric type actuator of a dot printer, a control circuit 55 makes a transistor (Tr)1 conduct by an indication of driving in the circuit as given in the figure and after accumulating enough charges in a piezoelectric element P, Tr1 is intercepted, and Tr3 is made to conduct. After time necessary for printing has elapsed, when Tr3 is intercepted and Tr2 is made to conduct, all electric energy accumulated by the charges in the element P is accumulated in a coil L as magnetic energy near the coil 53. When Tr2 is intercepted at this instant, all electric energy accumulated by action of the coil 53 is returned to d.c power source 51. Conductive time of Tr2 is indicated with a timer 55a and where inductance of the coil 53 is L and electric capacity of the element P is C, is expressed by (pi/3) (LC)<1/2>.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は圧電素子の駆動装置′に関し、更に詳細には低
消費電力、低発熱、低コストを実現し得る圧電素子の駆
動装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a piezoelectric element drive device, and more particularly to a piezoelectric element drive device that can realize low power consumption, low heat generation, and low cost.

[従来の技術] 圧電素子はコイルとともに充電及び放電を繰り返しつつ
所定の周波数で共振し得るものである。
[Prior Art] A piezoelectric element can resonate at a predetermined frequency while repeating charging and discharging together with a coil.

しかしプリンタにおける印字ワイヤの駆動に用いる場合
など、−回の変位における変位状態を所定の時間維持す
ることを必要とする場合もある。この様な場合の駆動装
置として、例えば特開昭63−130357号公報に示
される装置が公知である。
However, in some cases, such as when used to drive a print wire in a printer, it is necessary to maintain the displacement state of - times of displacement for a predetermined period of time. As a drive device for such a case, for example, a device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 130357/1983 is known.

この装置は、第5図の様に構成される。即ち圧電素子1
02には、スイッチングトランジスタ103のエミッタ
ーコレクタ間を介して電源101の電源端子に接続され
る。このスイッチングトランジスタ103は駆動信号v
2が入力された場合に圧電素子102に電源電圧を印加
する。またこの圧電素子102にはダイオード110が
前記スイッチングトランジスタ103がオン状態におい
て逆方向に電圧がかかる向きに並列接続されている。さ
らに前記圧電素子102の非アース側端子には、コイル
105の一端か接続され、更にこのコイル105の他端
は、ダイオード109を介して前記電源101の電源端
子に接続されている。
This device is constructed as shown in FIG. That is, piezoelectric element 1
02 is connected to the power supply terminal of the power supply 101 via the emitter-collector of the switching transistor 103. This switching transistor 103 receives a drive signal v
2 is input, a power supply voltage is applied to the piezoelectric element 102. Further, a diode 110 is connected in parallel to the piezoelectric element 102 in such a direction that a voltage is applied in the opposite direction when the switching transistor 103 is in an on state. Further, one end of a coil 105 is connected to the non-ground terminal of the piezoelectric element 102, and the other end of the coil 105 is connected to a power terminal of the power source 101 via a diode 109.

このダイオード109は、前記圧電素子102から電源
端子側にのみ電流を流す向きとなっている。
This diode 109 is oriented to allow current to flow only from the piezoelectric element 102 to the power supply terminal side.

前記ダイオード109とコイル105の接続線は、スイ
ッチングトランジスタ106のコレクタに接続されてい
る。このスイッチングトランジスタのエミッタはアース
に接続され、ベースはスイッチングトランジスタ108
のコレクタに接続されている。このスイッチングトラン
ジスタ108のエミッタは抵抗を介して圧電素子102
の非アース側端子に接続されている。前記スイッチング
トランジスタ108のエミッタはスイッチングトランジ
スタ107のコレクタに接続され、エミッタはアースに
接続されている。またこのスイッチングトランジスタ1
07のベースは解除信号V3か入力されている。
A connecting line between the diode 109 and the coil 105 is connected to the collector of the switching transistor 106. The emitter of this switching transistor is connected to ground, and the base of the switching transistor 108
connected to the collector. The emitter of this switching transistor 108 is connected to the piezoelectric element 102 via a resistor.
connected to the non-ground terminal of the The emitter of the switching transistor 108 is connected to the collector of the switching transistor 107, and the emitter is connected to ground. Also, this switching transistor 1
The release signal V3 is input to the base of 07.

以上の様な装置において、駆動信号V2がハイとなると
、スイッチングトランジスタ103が導通状態となる。
In the device described above, when the drive signal V2 becomes high, the switching transistor 103 becomes conductive.

すると前記電源端子からの電荷は、スイッチングトラン
ジスタ103を介して圧電素子102に充電され、圧電
素子102が変位する。
Then, the electric charge from the power supply terminal is charged to the piezoelectric element 102 via the switching transistor 103, and the piezoelectric element 102 is displaced.

圧電素子102の変位を解除するときは前記駆動信号V
2をロウとするとともに前記解除信号V3をハイとする
。すると新たな電荷の供給が遮断されるとともに、前記
スイッチングトランジスタ107が導通となる。すると
スイッチングトランジスタ108のベース電圧がOVと
なる。一方スイツチングトランジスタ108のエミッタ
は前記充電状態にある圧電素子に接続されているため所
定の電圧がかかっている。そのためスイッチングトラン
ジスタ108のベース−エミッタ間に所定の電圧がかか
りスイッチングトランジスタ108が導通状態となる。
When canceling the displacement of the piezoelectric element 102, the drive signal V
2 is set low, and the release signal V3 is set high. Then, the supply of new charge is cut off, and the switching transistor 107 becomes conductive. Then, the base voltage of the switching transistor 108 becomes OV. On the other hand, since the emitter of the switching transistor 108 is connected to the charged piezoelectric element, a predetermined voltage is applied thereto. Therefore, a predetermined voltage is applied between the base and emitter of the switching transistor 108, and the switching transistor 108 becomes conductive.

従って、スイッチングトランジスタ106のベースに前
記圧電素子102の端子電圧と同等の電圧がかかり、ス
イッチングトランジスタ106が導通状態となる。従っ
て圧電素子102(ここではコンデンサと等価)とコイ
ル105が直列に並ぶ共振回路を形成することになる。
Therefore, a voltage equivalent to the terminal voltage of the piezoelectric element 102 is applied to the base of the switching transistor 106, and the switching transistor 106 becomes conductive. Therefore, the piezoelectric element 102 (here equivalent to a capacitor) and the coil 105 form a resonant circuit arranged in series.

そのためコイル105に流れる電流及び電圧はコイル1
05のインダクタンス及び圧電素子102のキャパシタ
ンスによって決まる所定の周期の正弦波となり、その位
相差は回路内の純抵抗成分を無視すれば90度となる。
Therefore, the current and voltage flowing through coil 105 are
It becomes a sine wave with a predetermined period determined by the inductance of the piezoelectric element 102 and the capacitance of the piezoelectric element 102, and its phase difference is 90 degrees if the pure resistance component in the circuit is ignored.

またこのとき回路内に純抵抗がほとんどないため回路内
の損失はない。このようにコイル105にかかる電圧は
正弦波状となるので、解除信号がハイとなった後、前記
周期の4分の1の時間が経過すると前記コイルにかかる
電圧が零となる。このとき前記スイッチングトランジス
タ108のエミッタかOVとなるため、該スイッチング
トランジスタ108かオフとなり、同時にスイッチング
トランジスタ106もオフとなる。するとコイル105
に蓄積された電流はすべてダイオード109を介して電
源に流れ込む。このため放電した電荷を熱消失すること
がなく、低発熱、低消費電力を実現する。
Also, at this time, there is almost no pure resistance in the circuit, so there is no loss in the circuit. Since the voltage applied to the coil 105 is sinusoidal in this way, the voltage applied to the coil becomes zero when a quarter of the period has elapsed after the release signal becomes high. At this time, since the emitter of the switching transistor 108 becomes OV, the switching transistor 108 is turned off, and at the same time, the switching transistor 106 is also turned off. Then coil 105
All of the current accumulated in the diode 109 flows into the power supply. Therefore, the discharged charges are not dissipated by heat, achieving low heat generation and low power consumption.

[発明か解決しようとする課題] しかしながら上記の様な装置では、多くのスイッチング
トランジスタを用いるため、装置か複雑化し、低コスト
にて装置を提供することか困難であった。さらにこの様
に、多くのスイッチングトランジスタを用いるため、各
スイッチングトランジスタによる損失かあり、低消費電
力化についても満足のいくものではなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned device, many switching transistors are used, which makes the device complicated, and it is difficult to provide the device at a low cost. Furthermore, since a large number of switching transistors are used in this way, there is a loss due to each switching transistor, and the reduction in power consumption is not satisfactory.

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的は低消費電力の圧電素子駆動装置を低コストに
て提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems,
The purpose is to provide a piezoelectric element drive device with low power consumption at low cost.

[課題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は、一方の端子Aか圧
電素子の端子Bに電気的に接続されるとともに、他方の
端子Cか電源と電気的に接続されたコイルと、該コイル
の端子Cと前記圧電素子の他方の端子りと電気的に接続
して前記圧電素子と前記コイルとで共振回路を構成する
スイッチ手段と、所定時間の計時が可能なタイマーと、
前記圧電素子の変位の解除が指示された場合に、スイッ
チ手段を導通させ、その後タイマーにより所定時間の経
過が指示されると前記スイッチ手段を遮断する制御手段
とを備えている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which one terminal A is electrically connected to the terminal B of the piezoelectric element, and the other terminal C is electrically connected to the power source. a coil, a switch means electrically connected to a terminal C of the coil and the other terminal of the piezoelectric element to constitute a resonant circuit with the piezoelectric element and the coil, and capable of measuring a predetermined time. timer and
The control means includes a control means that makes the switch means conductive when an instruction is given to cancel the displacement of the piezoelectric element, and then cuts off the switch means when a timer indicates that a predetermined time has elapsed.

尚、このとき前記制御手段としてマイクロコンピュータ
を用い、タイマーはそのマイクロコンピュータに内蔵さ
れるものであるか、あるいはそのプログラムで構成され
ることが望ましい。またこの場合マイクロコンピュータ
はこの圧電素子及び本駆動装置が組み込まれる装置自身
の制御をも行うものであることが望ましい。
In this case, it is preferable that a microcomputer is used as the control means, and that the timer is built into the microcomputer or configured by its program. Further, in this case, it is desirable that the microcomputer also controls the device itself in which the piezoelectric element and the drive device are incorporated.

[作用] 上記構成を有する本発明において、圧電素子の変位を解
除する場合は、前記スイッチ手段を導通状態とする。こ
の状態において前記圧電素子と前記コイルは共振回路を
構成し、前記圧電素子に蓄積されていた電荷は、コイル
を介して流出する。
[Operation] In the present invention having the above configuration, when the displacement of the piezoelectric element is released, the switch means is brought into a conductive state. In this state, the piezoelectric element and the coil constitute a resonant circuit, and the charge accumulated in the piezoelectric element flows out through the coil.

そしてタイマーにより前記電荷による静電エネルギがコ
イル中を流れる電流エネルギにほぼ変換された状態時ま
で待機し、前記制御手段はスイッチ手段を遮断する。す
ると前記コイルを流れる電流は、前記電源に流入する。
Then, the timer waits until the electrostatic energy due to the charge has been substantially converted into current energy flowing through the coil, and the control means shuts off the switch means. The current flowing through the coil then flows into the power source.

[実施例] 以下、本発明を、インパクト型ドツトプリンタ用印字ヘ
ッドの印字ワイヤを駆動する圧電型アクチュエータの駆
動源である圧電素子の駆動回路に適用した場合における
実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
[Example] Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a drive circuit for a piezoelectric element that is a drive source for a piezoelectric actuator that drives a print wire of a print head for an impact-type dot printer will be described in detail based on the drawings. do.

圧電型アクチュエータは多数の第1図に示す圧電素子P
が一直線方向に沿って積層されて成る積層圧電素子10
を備えている。積層圧電素子10は、第2図に示す様に
各々が積層圧電素子10と平行に延び、かつ積層圧電素
子10を中心として積層方向と直角な方向に並ぶ2つの
フレーム12゜14に支持されている。
A piezoelectric actuator consists of a large number of piezoelectric elements P shown in FIG.
Laminated piezoelectric element 10 made up of layers laminated along a straight line direction
It is equipped with As shown in FIG. 2, the laminated piezoelectric element 10 is supported by two frames 12.degree. There is.

積層圧電素子10の両端面にはそれぞれ共に直方体状を
成す可動子16と温度補償材18とが固着されている。
A movable member 16 and a temperature compensating member 18, each having a rectangular parallelepiped shape, are fixed to both end faces of the laminated piezoelectric element 10, respectively.

可動子16の積層方向に平行な一側面が、互いに重ね合
わせられた一対の板ばね20.22を介してフレーム1
2の面24に対向させられ、また、温度補償材18の積
層圧電素子10との固着面とは反対側の背面が、フレー
ム12の面26に対向させられている。可動子16と板
ばね20、及び板ばね22とフレーム12の面24はそ
れぞれ互いに固着されているが、板ばね20.22同志
はそれらの面に沿って摺動可能に接触させられている。
One side surface of the mover 16 parallel to the stacking direction is connected to the frame 1 through a pair of leaf springs 20 and 22 that are stacked on top of each other.
2, and the back surface of the temperature compensating material 18 opposite to the surface to which the laminated piezoelectric element 10 is fixed is opposed to the surface 26 of the frame 12. The movable element 16 and the leaf spring 20, and the leaf spring 22 and the surface 24 of the frame 12 are respectively fixed to each other, but the leaf springs 20, 22 are brought into sliding contact along these surfaces.

また、フレーム12には、温度補償材18に接触してそ
れを可動子16に接近させるピン28が固定されている
。これにより、積層圧電素子10は、積層方向に僅かな
圧縮力が残る状態でフレーム12.14に取付けられて
いる。従って、積層圧電素子10に電圧が印加されて積
層圧電素子10が積層方向に延びれば、板ばね20が板
ばね22に対して相対的に正方向(図において上方)へ
移動し、一方、積層圧電素子10から電圧が除去されて
積層圧電素子10が縮めば、板ばね20が板ばね22に
対して逆方向へ移動することとなる。
Further, a pin 28 is fixed to the frame 12 to contact the temperature compensation material 18 and bring it closer to the movable element 16. Thereby, the laminated piezoelectric element 10 is attached to the frame 12.14 with a slight compressive force remaining in the lamination direction. Therefore, when a voltage is applied to the laminated piezoelectric element 10 and the laminated piezoelectric element 10 extends in the lamination direction, the leaf spring 20 moves in the positive direction (upward in the figure) relative to the leaf spring 22, and on the other hand, When the voltage is removed from the laminated piezoelectric element 10 and the laminated piezoelectric element 10 contracts, the leaf spring 20 moves in the opposite direction to the leaf spring 22.

尚、積層圧電素子10から完全に電圧が除去されても、
積層圧電素子10に正方向の残留歪が残り、しかも、こ
の残留歪は積層圧電素子10の温度が高い程小さくなる
。そのため、積層圧電素子10に印加される電圧の大き
さが一定に制御され、積層圧電素子10の変位量が一定
に制御されても、温度が高い場合には積層圧電素子10
の最大変位位置が正規位置に到達し得す、温度か高い程
正規位置と最大変位位置との間に残る未到達距離か増大
する。このような事態の発生を回避するために前記温度
補償材18が設けられている。温度補償材18は、それ
の温度が高い程大きく膨張するものとされ、この温度補
償材18が、積層圧電素子10の変位方向に直列に配置
されている。つまり、積層圧電素子10の未到達距離を
、温度補償材18の膨張長さて補償することにより、温
度変化に起因して積層圧電素子10の最大変位位置か変
動することがないようにされているのである。
Note that even if the voltage is completely removed from the laminated piezoelectric element 10,
A residual strain in the positive direction remains in the laminated piezoelectric element 10, and this residual strain becomes smaller as the temperature of the laminated piezoelectric element 10 increases. Therefore, even if the magnitude of the voltage applied to the laminated piezoelectric element 10 is controlled to be constant and the amount of displacement of the laminated piezoelectric element 10 is controlled to be constant, if the temperature is high, the laminated piezoelectric element 10
The maximum displacement position of can reach the normal position, and the higher the temperature, the greater the unreached distance remaining between the normal position and the maximum displacement position. The temperature compensating material 18 is provided to avoid such a situation. The temperature compensating material 18 expands more as its temperature increases, and the temperature compensating material 18 is arranged in series in the direction of displacement of the laminated piezoelectric element 10. That is, by compensating for the unreached distance of the laminated piezoelectric element 10 by the expansion length of the temperature compensating material 18, the maximum displacement position of the laminated piezoelectric element 10 is prevented from changing due to temperature changes. It is.

前記フレーム14は積層圧電素子10より長い長手形状
を成す弾性変型可能な板材で構成されており、フレーム
14はフレーム12の温度補償材18に近接する部分と
可動子16とを連結している。フレーム14の機能は後
に説明する。
The frame 14 is made of an elastically deformable plate having a longitudinal shape longer than the laminated piezoelectric element 10, and connects a portion of the frame 12 close to the temperature compensation material 18 and the movable element 16. The function of frame 14 will be explained later.

一対の板ばね20,22の積層圧電素子10の側の端部
とは反対側の端部(図において上側の端部)に、直線的
に延びる溝32を有する保持部材34が嵌合されている
。溝32の幅は板ばね20゜22の板厚の和より大きく
されるとともに、各板ばね20,22とそれに対向する
溝32の側面とか互いに固着されている。保持部材34
からはアーム36が延び出させられており、このアーム
36の先端に印字ワイヤ38が固定されている。この印
字ワイヤ38は印字リボンを介して印字用紙に対向させ
られている。
A holding member 34 having a groove 32 extending linearly is fitted to the end of the pair of leaf springs 20 and 22 opposite to the end on the side of the laminated piezoelectric element 10 (the upper end in the figure). There is. The width of the groove 32 is made larger than the sum of the plate thicknesses of the leaf springs 20 and 22, and the side surfaces of the groove 32 and the leaf springs 20 and 22 facing each other are fixed to each other. Holding member 34
An arm 36 is extended from the holder, and a printing wire 38 is fixed to the tip of the arm 36. This printing wire 38 is opposed to the printing paper via a printing ribbon.

従って、積層圧電素子10が延びて板ばね20か板ばね
22に対して相対的に上方へ滑り、保持部材34か図に
おいて溝32の中心線をほぼ中心として反時計方向に回
動させられると、印字ワイヤ38が印字リボンを介して
印字用紙に押し付けられ、印字用紙上にドツトが印刷さ
れる。この状態から積層圧電素子10が縮めば、保持部
材34が時計方向に回動させられる結果、印字ワイヤ3
8が非作用位置に復帰する。印字ワイヤ38の非作用位
置は、フレーム14に固定の低反発性ゴム製ストッパ4
0にアーム36が当接することによって規定される。
Therefore, when the laminated piezoelectric element 10 extends and slides upwardly relative to the leaf spring 20 or the leaf spring 22, and the holding member 34 is rotated counterclockwise approximately about the center line of the groove 32 in the figure. , the printing wire 38 is pressed against the printing paper via the printing ribbon, and dots are printed on the printing paper. When the laminated piezoelectric element 10 contracts from this state, the holding member 34 is rotated clockwise, and as a result, the printing wire 3
8 returns to the non-active position. The non-active position of the printing wire 38 is located at a low-repulsion rubber stopper 4 fixed to the frame 14.
It is defined by the arm 36 coming into contact with the point 0.

以上の説明から明らかなように、圧電型アクチュエータ
は、積層圧電素子10の変位を一対の板ばね20,22
、保持部材34及びアーム36によって拡大して印字ワ
イヤ38に伝達するものなのである。
As is clear from the above description, the piezoelectric actuator uses a pair of leaf springs 20, 22 to control the displacement of the laminated piezoelectric element 10.
, is expanded by the holding member 34 and the arm 36 and transmitted to the printing wire 38.

尚、印字ワイヤ38が印字用紙に押し付けられれば、可
動子16に、可動子16をそれの中心部をほぼ中心とし
て図において反時計方向に回動させる向きのモーメント
が生じ、積層圧電素子10か積層方向と交差する方向に
屈曲させられるおそれがある。しかし、本実施例におい
ては、積層圧電素子10が延びれば、それに応じてフレ
ーム14が弾性的に延びる結果、可動子16にそれを時
計方向に回動させる向きのモーメントが生ずるから、互
いに逆向きのモーメントが相殺することとなり、積層圧
電素子10が屈曲することなく直線的に伸縮することが
可能となっている。
Note that when the printing wire 38 is pressed against the printing paper, a moment is generated in the movable element 16 in a direction that causes the movable element 16 to rotate counterclockwise in the figure approximately around its center, causing the laminated piezoelectric element 10 to rotate. There is a risk that it will be bent in a direction that intersects with the stacking direction. However, in this embodiment, when the laminated piezoelectric element 10 extends, the frame 14 elastically extends accordingly, and as a result, a moment is generated in the movable element 16 in the direction of rotating it clockwise. The directional moments cancel each other out, making it possible for the laminated piezoelectric element 10 to expand and contract linearly without bending.

次に、積層圧電素子10の駆動回路を第1図に示す。こ
の実施例においては、出力電圧Eの直流電源51、トラ
ンジスタTrl、コイル53及び圧電素子Pか順次直列
に接続され、直流電源51の負極側と圧電素子Pの負極
となるべき電極側とか接地されている。トランジスタT
rlの順方向は直流電源51の正極側から圧電素子Pの
正極となるべき電極側に向かう順方向(以下、回路の順
方向という)とされている。
Next, a drive circuit for the laminated piezoelectric element 10 is shown in FIG. In this embodiment, a DC power source 51 with an output voltage E, a transistor Trl, a coil 53, and a piezoelectric element P are connected in series, and the negative electrode side of the DC power source 51 and the electrode side that should become the negative electrode of the piezoelectric element P are grounded. ing. transistor T
The forward direction of rl is defined as the forward direction from the positive electrode side of the DC power supply 51 to the electrode side that should become the positive electrode of the piezoelectric element P (hereinafter referred to as the forward direction of the circuit).

さらに、トランジスタTrlとコイル53の接続点はト
ランジスタTr2を経て接地されている。
Furthermore, the connection point between the transistor Trl and the coil 53 is grounded via the transistor Tr2.

トランジスタTr2の順方向はトランジスタTr1とコ
イル53の接続点から接地点に向かう方向とされている
。トランジスタTrl、Tr2にはそれぞれダイオード
DI、D2が並列に接続されており、それぞれのダイオ
ードDI、D2の順方向はそれぞれのダイオードが並列
に接続されているトランジスタの順方向と逆方向とされ
ている。
The forward direction of the transistor Tr2 is the direction from the connection point between the transistor Tr1 and the coil 53 toward the ground point. Diodes DI and D2 are connected in parallel to the transistors Trl and Tr2, respectively, and the forward directions of the diodes DI and D2 are opposite to the forward direction of the transistors to which the respective diodes are connected in parallel. .

そして、直流電源51の正極側と圧電素子Pの正極とな
るべき電極側とはダイオードD3で接続されており、そ
のダイオードD3の順方向は回路の順方向と逆方向とな
っている。またダイオードD3と逆方向にトランジスタ
Tr3が接続されている。また、圧電素子Pには並列に
ダイオードD4か接続されており、その順方向は圧電素
子Pの負極となるべき電極側から正極となるべき電極側
に向かう順方向とされている。尚、積層圧電素子10を
構成する多数の圧電素子Pは互いに並列に接続されてい
る。
The positive electrode side of the DC power supply 51 and the electrode side of the piezoelectric element P that should become the positive electrode are connected by a diode D3, and the forward direction of the diode D3 is opposite to the forward direction of the circuit. Further, a transistor Tr3 is connected in the opposite direction to the diode D3. Further, a diode D4 is connected in parallel to the piezoelectric element P, and its forward direction is a forward direction from the electrode side of the piezoelectric element P that should be the negative electrode to the electrode side that should be the positive electrode. Note that a large number of piezoelectric elements P constituting the laminated piezoelectric element 10 are connected in parallel to each other.

トランジスタTri、Tr2.Tr3の遮断状態と導通
状態の切り換えはトランジスタ制御回路55(以下、単
に制御回路55という)によって行われる。この制御回
路55は、同時に本装置を搭載するインパクト型プリン
タの全体の制御をも担うもので、マイクロコンピュータ
より構成される。この制御回路55は、タイマー55a
を内蔵している。
Transistors Tri, Tr2. Switching between the cutoff state and the conduction state of Tr3 is performed by a transistor control circuit 55 (hereinafter simply referred to as control circuit 55). This control circuit 55 is also responsible for the overall control of the impact type printer in which this device is mounted, and is composed of a microcomputer. This control circuit 55 includes a timer 55a
Built-in.

次に制御回路55の制御について説明する。第3図は、
プリンタの所定のドツトを印字するための所定印字素子
の駆動の制御を抜粋して示すフローチャートである。尚
、この制御回路はこのフローチャートに示される制御の
他に、他の印字素子の駆動及び他のプリンタの制御をも
同時に行う。
Next, control of the control circuit 55 will be explained. Figure 3 shows
2 is a flowchart showing an excerpt of the control of driving a predetermined printing element for printing a predetermined dot of the printer. In addition to the control shown in this flowchart, this control circuit simultaneously drives other printing elements and controls other printers.

まず印字素子の駆動が指示されると、制御回路55はト
ランジスタTrlを導通状態とする(Sl)。すると直
流電源51で発生した電荷は、トランジスタTrlとコ
イル53を介して前記圧電素子Pに流れ込む。従ってこ
の圧電素子Pか変位し、この変位は印字ワイヤ38を突
出させる。この印字ワイヤ38は印字リボンを介してプ
ラテン上に載置された印字用紙を押打する。
First, when the printing element is instructed to be driven, the control circuit 55 turns on the transistor Trl (Sl). Then, the charge generated by the DC power supply 51 flows into the piezoelectric element P via the transistor Trl and the coil 53. This piezoelectric element P is therefore displaced, and this displacement causes the printing wire 38 to protrude. This printing wire 38 presses the printing paper placed on the platen through the printing ribbon.

制御回路51は圧電素子Pに十分な電荷が蓄積されるま
で待機する(S2)。すると、コイル53の作用により
、電流はダイオードD3及びトランジスタTrlを介し
た閉電流ループを流れ続け、コイル53を流れる電流が
保持される。
The control circuit 51 waits until sufficient charge is accumulated in the piezoelectric element P (S2). Then, due to the action of the coil 53, the current continues to flow through the closed current loop via the diode D3 and the transistor Trl, and the current flowing through the coil 53 is maintained.

そして圧電素子Pに十分に電荷が蓄積された後、前記制
御装置51はトランジスタTriを遮断するとともにト
ランジスタTr3を導通させる(S3)。すると、前記
コイル53の作用により該コイル53に電流が流れ続け
、その電流は、ダイオードD3.直流電源51.ダイオ
ードD2を介した閉電流ループ内を流れ続け、やがて減
衰する。
After a sufficient charge is accumulated in the piezoelectric element P, the control device 51 turns off the transistor Tri and turns on the transistor Tr3 (S3). Then, a current continues to flow through the coil 53 due to the action of the coil 53, and the current flows through the diode D3. DC power supply 51. It continues to flow in the closed current loop via diode D2 and eventually attenuates.

この間に圧電素子Pによりわずかに電流が消費されるが
、この電流は前記直流電源51からトランジスタTr3
を介して圧電素子Pに供給される。
During this time, a small amount of current is consumed by the piezoelectric element P, but this current is transferred from the DC power supply 51 to the transistor Tr3.
is supplied to the piezoelectric element P via.

つまりこの間前記圧電素子Pの変位は保持されたままと
なる。
That is, during this period, the displacement of the piezoelectric element P remains maintained.

制御回路55はコイル53に流される電流か減衰し、且
つ印字に必要な変位時間の間待機(S4)し、その後前
記制御回路55は、前記トランジスタTr3を遮断する
とともに微少時間おくれで前記トランジスタTr2を導
通させる(S5)。すると圧電素子に蓄積された電荷は
コイル53及びトランジスタTr2を介した閉電流ルー
プを流れる。このときこの閉電流ループ内に純抵抗はほ
とんどないので電気エネルギーの熱消費はほとんどない
。そして前記圧電素子Pに蓄積されていた電荷に起因す
る電気エネルギーは、後述する所定時間の後に、すべて
コイル53近傍の磁気エネルギーとしてコイルしに蓄積
される。
The control circuit 55 attenuates the current flowing through the coil 53 and waits for a displacement time necessary for printing (S4). After that, the control circuit 55 shuts off the transistor Tr3 and turns on the transistor Tr2 after a slight delay. is made conductive (S5). Then, the charge accumulated in the piezoelectric element flows through a closed current loop via the coil 53 and the transistor Tr2. At this time, there is almost no pure resistance in this closed current loop, so there is almost no heat consumption of electrical energy. All of the electrical energy resulting from the charges accumulated in the piezoelectric element P is accumulated in the coil as magnetic energy near the coil 53 after a predetermined period of time to be described later.

そして前記制御回路55は、この瞬間まで待機しくS6
)、前記トランジスタTr2を遮断する(S7)。する
と前記コイル53の作用により前記コイル53の電流が
流れ続けようとするため、この電流はダイオードD1を
介して前記直流電源Eに還元される。つまり前記コイル
しに蓄積された電気エネルギーはすべて直流電源51に
還元される。
Then, the control circuit 55 waits until this moment in step S6.
), the transistor Tr2 is cut off (S7). Then, because the current in the coil 53 tends to continue flowing due to the action of the coil 53, this current is returned to the DC power source E via the diode D1. In other words, all the electrical energy stored in the coil is returned to the DC power source 51.

では次に、圧電素子Pの放電のために、トランジスタT
r2を閉じる時間、即ちS6における待機時間について
説明する。
Next, in order to discharge the piezoelectric element P, the transistor T
The time to close r2, that is, the waiting time in S6 will be explained.

まず、トランジスタTr2を閉じると(時刻を一〇)、
圧電素子P(キャパシタンスC)、コイル53及びトラ
ンジスタTr2より成る閉回路か形成され、圧電素子P
に蓄えられている静電エネルギーによって、圧電素子P
よりコイル53に電流が流れる。このトランジスタを閉
じる時刻をt−〇とし、コイル53にトランジスタTr
2側より圧電素子P側に流れる電流をi (t)とすれ
ば、トランジスタTr2などに抵抗成分がないと仮定す
ることによって、前述の閉回路より、キルヒホッフの第
2法則より次式を得ることができる。
First, when transistor Tr2 is closed (time is 10),
A closed circuit consisting of the piezoelectric element P (capacitance C), the coil 53 and the transistor Tr2 is formed, and the piezoelectric element P
Due to the electrostatic energy stored in the piezoelectric element P
A current flows through the coil 53. The time when this transistor is closed is set to t-〇, and the transistor Tr is connected to the coil 53.
If the current flowing from the 2 side to the piezoelectric element P side is i (t), then by assuming that there is no resistance component in the transistor Tr2 etc., the following equation can be obtained from Kirchhoff's second law from the above-mentioned closed circuit. I can do it.

ただし、ここで、Lはコイル53のインダクタンス、C
は圧電素子Pの静電容量を表す。
However, here, L is the inductance of the coil 53, and C
represents the capacitance of the piezoelectric element P.

いま、ここで圧電素子Pの電荷をq (t)とすると、
q (t)は次式となる。
Now, if the charge of the piezoelectric element P is q (t), then
q (t) becomes the following formula.

Q(t)= 5i(t)dt        (2)i
(t)−dQ(t)            (3)d
t これら(2)式及び(3)式を(1)式に代入すること
によって次式を得る。
Q(t)=5i(t)dt (2)i
(t)-dQ(t) (3)d
t By substituting these equations (2) and (3) into equation (1), the following equation is obtained.

L   q(t)+19(t) −0(4)t2c この微分方程式(4)式を解いて、q (t)を求める
。この式を解くために微分演算子pを導入する。この微
分演算子pは次式で表される。
L q(t)+19(t) −0(4)t2c Solve this differential equation (4) to obtain q(t). In order to solve this equation, a differential operator p is introduced. This differential operator p is expressed by the following equation.

1)−d              (5)(5)式
を(4)式に代入することにより次式を得る。
1)-d (5) By substituting equation (5) into equation (4), the following equation is obtained.

Lp2 + ’O (6)式を解くと次式となる。Lp2 +’O Solving equation (6) yields the following equation.

たたし、jは虚数単位である。ここで定数A1゜A2を
導入すれば、g (t)は次式で表されることになる。
Here, j is an imaginary unit. If the constant A1°A2 is introduced here, g(t) will be expressed by the following equation.

Jam   1 (9)式、  (10)式、  (11)式によって、
(8)式は次のように変形される。
Jam 1 By equations (9), (10), and (11),
Equation (8) is transformed as follows.

q(t) = Acos  ωOt +Bs1n  u
Ot    (12)この(12)式を(3)式に代入
することによって、次式を得る。
q(t) = Acos ωOt +Bs1n u
Ot (12) By substituting this equation (12) into equation (3), the following equation is obtained.

1(t)−ωo  [Beos  ωOt −Asin
  uOtコ次に、時刻t’−Qにおける初期条件につ
いて考える。時刻1−0以前においては、印字を行うた
めに、圧電素子Pには電荷が蓄えられている。このとき
圧電素子Pの両端の電位差は電源電圧Eと等しくなって
いる。圧電素子Pの静電容量はCであるので、時刻1−
0における圧電素子Pに蓄えられている電荷は次式で表
される。
1(t)-ωo [Beos ωOt-Asin
Next, consider the initial conditions at time t'-Q. Before time 1-0, charge is stored in the piezoelectric element P in order to perform printing. At this time, the potential difference between both ends of the piezoelectric element P is equal to the power supply voltage E. Since the capacitance of the piezoelectric element P is C, at time 1-
The charge stored in the piezoelectric element P at 0 is expressed by the following equation.

いま、さらに次式を定義する。Now, further define the following equation.

A −A 、 十A 2 B=j(A+  A2) また、時刻t−0において、トランジスタTr2を閉し
るため、時刻t−Qにはまだコイル53に電流か流れて
いないことになる。従って、時刻t−0におけるコイル
53に流れる電流は次式で表される。
A − A, 10A 2 B=j(A+A2) Furthermore, since the transistor Tr2 is closed at time t-0, no current is flowing through the coil 53 yet at time tQ. Therefore, the current flowing through the coil 53 at time t-0 is expressed by the following equation.

(14)式、  (15)式及びt−0を(12)式。(14), (15) and t-0 as (12).

(13)式に代入することによって、定数A及びBは次
の様になる。
By substituting into equation (13), constants A and B become as follows.

A −CE                (16)
B −0(17) (16)式及び(17)式を(12)式及び(13)式
に与えることによって、次式が得られる。
A-CE (16)
B −0 (17) By giving equations (16) and (17) to equations (12) and (13), the following equation is obtained.

q(t)−CEcos ’L’Ot         
  (1g)i(t) −−ω□ CEs1n ωOt
        (19)一方、圧電素子Pの両端の電
位差をv (t)とすれば、v (t)は次式で表され
る。
q(t)-CEcos 'L'Ot
(1g)i(t) −−ω□ CEs1n ωOt
(19) On the other hand, if the potential difference between both ends of the piezoelectric element P is v (t), v (t) is expressed by the following equation.

る。Ru.

v(t) = Ecos  ωo t        
    (21)従って、時刻t−0にトランジスタT
r2を閉じると、圧電素子Pの両端の電位差v (t)
は、零に達するまで(21)式で表される値をとること
になる。
v(t) = Ecos ωo t
(21) Therefore, at time t-0, transistor T
When r2 is closed, the potential difference v (t) across the piezoelectric element P
will take the value expressed by equation (21) until it reaches zero.

一方、圧電素子Pの両端の電位差v (t)が零に達す
る時刻は(21)式の左辺を零とした式を解くことによ
って得られることになる。
On the other hand, the time when the potential difference v (t) between both ends of the piezoelectric element P reaches zero can be obtained by solving the equation (21) with the left side set to zero.

Ecos  uOt −0(22) π  3  5  。Ecos uOt -0 (22) π 3 5.

uOt−ニー 土−π 土−π−拳  (23)t、−
+1.π   3 π  、 、 、  (24)十 
  〇 2 ωo、   2  ω0 ここで、時刻1−0から最初に圧電素子Pの両端の電位
差v (t)が零に達するのは(24)式よ1 π り時刻を−・  であることがわかる。ω0の2 ω0 値は(11)式で定義したので、この値を代入すれ(2
0)式に(18)式を代入すれば次式が得られこの時刻
t−”  %  にトランジスタTr2が開かれると、
コイル53の電流エネルギーによる電流i (t)が、
トランジスタTr2を流れることかできなくなるため、
コイル53.ダイオードDI、直流電源51.ダイオー
ドD4から成る閉回路を電流は流れるようになる。時刻
t、をトランジスタTr2を開く時刻、すなわち次式の
ように定義する。
uOt-Knee Earth-π Earth-π-Fist (23) t, -
+1. π 3 π , , , (24) ten
〇2 ωo, 2 ω0 Here, it can be seen from equation (24) that the potential difference v (t) between both ends of the piezoelectric element P reaches zero for the first time from time 1-0 at a time of 1 π -. . The 2ω0 value of ω0 was defined in equation (11), so by substituting this value, we get (2
By substituting the equation (18) into the equation (0), the following equation is obtained. If the transistor Tr2 is opened at this time t-"%,
The current i (t) due to the current energy of the coil 53 is
Since the current cannot flow through the transistor Tr2,
Coil 53. Diode DI, DC power supply 51. Current now flows through the closed circuit consisting of diode D4. Time t is defined as the time when transistor Tr2 is opened, that is, as shown in the following equation.

tシニ刀L C(25) 一方、前述の閉回路より、キルヒホッフの第2法則によ
って、次式が成り立つ。
tShinito L C (25) On the other hand, from the above-mentioned closed circuit, the following equation holds true according to Kirchhoff's second law.

E −−L  di (t)       (2B)t (26)式を解いて次式を得る。E--L di (t) (2B) t Solving equation (26) yields the following equation.

i (t) −−Et+K         (27)
(27)式の初期条件について考えると、(19)式の
tに(25)式のt、を代入すればよいことになる。従
って、時刻t1のi (t)の値i(t+)は次のよう
になる。
i (t) −−Et+K (27)
Considering the initial condition of equation (27), it is sufficient to substitute t in equation (25) for t in equation (19). Therefore, the value i(t+) of i(t) at time t1 is as follows.

〜ωo CE   (2g) (28)式によって、(27)式の定数Kを消去すれば
1−1.以降のi  (t)は次式のようになることが
わかる。
~ωo CE (2g) Using equation (28), if the constant K in equation (27) is eliminated, 1-1. It can be seen that the subsequent i (t) is as shown in the following equation.

次に(29)式より、i  (t)=0となるtを算出
すると次のようになる。
Next, from equation (29), t such that i (t)=0 is calculated as follows.

一ω。LC+ t 。One ω. LC+t.

−fτC+t、       (30)従って、時刻1
−1.でトランジスタTr2を開くと時間I「「かかつ
てコイル53の電流エネルギーを直流電源51に回生ず
ることになる。
−fτC+t, (30) Therefore, time 1
-1. When the transistor Tr2 is opened at time I, the current energy of the coil 53 is regenerated to the DC power supply 51.

これらの動作の圧電素子Pの両端の電位差V(1)とコ
イル53に流れる電流i (t)は第4図(a)のよう
になる。
During these operations, the potential difference V(1) across the piezoelectric element P and the current i (t) flowing through the coil 53 are as shown in FIG. 4(a).

以上述べたことによれば、トランジスタTr2を時間二
カττの間、閉じれば、特開昭63−130357号公
報の装置(第5図)で述べられているスイッチングトラ
ンジスター06を閉じた後、圧電素子Pの両端の電位差
が零となる時にスイッチングトランジスター06を開く
ことと同じことになり、実施例によれば前記公報の装置
で必要とした電位検出手段が不要となるため、安価に同
等の回路を実現することができることになる。
According to the above, if the transistor Tr2 is closed for a period of time ττ, the piezoelectric This is the same as opening the switching transistor 06 when the potential difference between both ends of the element P becomes zero, and according to the embodiment, the potential detection means required in the device of the above-mentioned publication is not required, so an equivalent circuit can be constructed at low cost. This means that it will be possible to realize this.

しかしながら、ここで次の点について考慮する必要が生
じる。即ち、本施例によれば、トランジスタTr2を閉
じる期間を時間によって制御するため、個々の圧電素子
Pの静電容量Cやコイル53のインダクタンスの個体差
により前述した圧電素子Pの電荷が放電される時間iJ
[Eが個々の回路によって異なることになる。そこで、
次にトてない場合について説明する。
However, the following points need to be considered here. That is, according to this embodiment, since the period during which the transistor Tr2 is closed is controlled by time, the electric charge of the piezoelectric element P described above is discharged due to individual differences in the capacitance C of each piezoelectric element P and the inductance of the coil 53. time iJ
[E will vary depending on the individual circuit. Therefore,
Next, we will explain the case where it does not work.

時間開じた場合について説明する。The case where the time is opened will be explained.

トランジスタTr2を時間t−0に閉じたとす様になる
ため、ここでは特に説明をしない。
Since this is similar to when the transistor Tr2 is closed at time t-0, no particular explanation will be given here.

時刻t=iJ【でとなると、圧電素子Pの両端の電位差
が零となる。すると、ダイオードD4が閉じるため、閉
回路はコイル53.スイッチング素子Tr2.ダイオー
ドD4で構成されるようになる。
At time t=iJ, the potential difference between both ends of the piezoelectric element P becomes zero. Then, since diode D4 closes, a closed circuit is formed between coil 53. Switching element Tr2. It is now composed of diode D4.

トランジスタTr2やダイオードD4が理想的なスイッ
チング素子であるとすればコイル53の電流エネルギー
を消費する要因がないため、圧電素子Pの両端の電位差
v (t)及びコイル53の電流i  (t)は第4図
(b)の実線のようになる。
If the transistor Tr2 and the diode D4 are ideal switching elements, there is no factor that consumes the current energy of the coil 53, so the potential difference v (t) across the piezoelectric element P and the current i (t) of the coil 53 are as follows. It becomes like the solid line in FIG. 4(b).

しかしながら、実際はトランジスタTr2.ダイオード
D4. コイル53などは抵抗成分を持つため、第4図
(b)の破線のように、トランジスタTr3が閉じられ
ている間に、コイル53の電流エネルギーか消費され、
熱エネルギーに変換される。ただし、この変換される熱
エネルギーは微少であり、本実施例の駆動回路よりの発
熱の増加も微少であるため、大きな問題とはならない。
However, in reality, transistor Tr2. Diode D4. Since the coil 53 and the like have a resistance component, the current energy of the coil 53 is consumed while the transistor Tr3 is closed, as shown by the broken line in FIG. 4(b).
converted into thermal energy. However, this converted thermal energy is minute, and the increase in heat generation from the drive circuit of this embodiment is also minute, so this does not pose a major problem.

= −(IJOCEsjn ω□ t  H(31)一
方、時刻1−1.でトランジスタTr2か開かれると、
コイル53の電流エネルギーによって、コイル53.ダ
イオードDI、直流電源51及び圧電素子Pより成る閉
回路に電流が流れる。この閉回路について、キルヒホッ
フの第2法則より次式か成り立つ。
= −(IJOCEsjn ω□ t H (31) On the other hand, when transistor Tr2 is opened at time 1-1.
The current energy in coil 53 causes coil 53. A current flows through a closed circuit consisting of the diode DI, the DC power supply 51, and the piezoelectric element P. Regarding this closed circuit, the following formula holds from Kirchhoff's second law.

q(t  t+)を導入すれば次式が得られる。By introducing q(t t+), the following equation is obtained.

期間閉じる場合について説明する。The case where the period is closed will be explained.

時刻t −t + <i、/T”El= トランジス9
T r 2を開くと、その時刻t1におけるコイル53
に流れる電流i(t+)は(19)式より次のようにな
る。
Time t −t + <i, /T”El=transistor 9
When T r 2 is opened, the coil 53 at that time t1
The current i(t+) flowing in is calculated from equation (19) as follows.

dt”          に の微分方程式を解いてQ (t)を求める。まず過渡項
qt(t  t+)は、E−0とおいたときの同次式(
4)式の解となる。従って、(12)式より次のように
なる。
Find Q (t) by solving the differential equation for "dt". First, the transient term qt (t t+) is expressed as the homogeneous equation (
4) This is the solution to the equation. Therefore, from equation (12), it becomes as follows.

q(t−t +) −Acos  ωo (t−t+ 
)+Bs1n  tl)Q (t−t+ )     
    (34)一方定常解qsは次のようになる。
q(t-t+) −Acos ωo(t-t+
)+Bs1n tl)Q (t-t+)
(34) On the other hand, the steady solution qs is as follows.

qs=cE               (35)従
って一般解q(t  t+)は(34)、  (35)
式より次のようになる。
qs=cE (35) Therefore, the general solution q(t t+) is (34), (35)
From the formula, it becomes as follows.

q(t−t + ) −Qs+qt(t−t、 )−C
E + Acos  ω□ t +Bs1n  ωot
    (3B)(36)式に(3)式を用いて次式を
得る。
q(t-t + )-Qs+qt(t-t, )-C
E + Acos ω□ t +Bs1n ωot
(3B) The following equation is obtained by using equation (3) in equation (36).

1(1−1+ )−ωo tBcosωo (t−1+
 )−Asjn (1,10(t−t+ )l    
     (37)時刻t−tlの初期条件より次のよ
うになる。
1(1-1+)-ωo tBcosωo (t-1+
)-Asjn (1,10(t-t+)l
(37) From the initial conditions at time t-tl, the following results.

CEcos (JJOt + −CE+A      
   (3g)−ωOCEs1nω□ t l −(J
JOB      (39)(38)、  (39)式
より次のようになる。
CEcos (JJOt + -CE+A
(3g) −ωOCEs1nω□ t l −(J
JOB From equations (39), (38), and (39), the following is obtained.

A −CE(cos  ωo t−1)       
  (40)B =−CEsln  ωOt 1(41
)(40)、  (41)式を(3B) 、  (37
)式に代入すれば次のようになる。
A-CE(cos ωo t-1)
(40) B = -CEsln ωOt 1 (41
)(40), (41) into (3B), (37
), we get the following:

q(t−t 、) −CE+CE(cos  (IJOt + −1)co
s  ωo(t−tl)−CEsin  ω□ t 1
  sinω0 (t−tl)    (42)+(1
−1+ ) −−<IJOCEs1n ω(3(t−t+ )−(I
JOCE(cosω□ t  + −1)sinω0 
(t−t+  )  (43)(42)式と(20)式
より次の式を得る。
q(t-t,) -CE+CE(cos (IJOt+-1)co
s ωo(t-tl)-CEsin ω□ t 1
sinω0 (t-tl) (42)+(1
−1+ ) −−<IJOCEs1n ω(3(t−t+ )−(I
JOCE(cosω□ t + -1) sinω0
(t-t+) (43) The following equation is obtained from equations (42) and (20).

v(t−t + ) =E +E(cosωOt 1−1)cosωo (t
−t+ )−Esinωot+sjnωo (t−11
)     (44)従って、圧電素子Pの両端の電位
差v (t)とコイル53の電流i  (t)は第4図
(C)のようになる。ここでv(t−t、)が極小とな
る時刻t−t2では次式か成り立つ。
v(t-t+)=E+E(cosωOt 1-1)cosωo(t
-t+ )-Esinωot+sjnωo (t-11
) (44) Therefore, the potential difference v (t) across the piezoelectric element P and the current i (t) of the coil 53 are as shown in FIG. 4(C). Here, at time t-t2 when v(t-t,) becomes minimum, the following equation holds true.

(45)式の左辺は次の様に変形できる。The left side of equation (45) can be transformed as follows.

1(t−t 1) −−ω□ CEs1n (IJOt +  cosω0
 (t2−t+ )+ω□ CE(1−cosωot 
+ ) sinωo(t2t+)=−(IJOCE[’
 sin (IJOlt+ +(t 2−t+月+’ 
sin ω□ fh −t+ )l]+(AJOCEs
jn ω0  (t2−t+ )−一ω。CE[1si
n  O0f(t  2 −t+  )+t  +  
]cosωO(+2−1t + 1 +1sin O01(t 2−tl)+t + 1mω
OCEs1n ωo (+2−t+ )−(IJOCE
s1n  ωo t  2・sin 1  (JJOt
  1=0従って、次の二つの式のどちらかが成り立つ
ことになる。
1 (t-t 1) −-ω□ CEs1n (IJOt + cosω0
(t2-t+)+ω□ CE(1-cosωot
+) sinωo(t2t+)=-(IJOCE['
sin (IJOlt+ +(t 2-t+month+'
sin ω□ fh −t+ )l]+(AJOCEs
jn ω0 (t2−t+)−1ω. CE[1si
n O0f(t 2 −t+ )+t +
]cosωO(+2-1t+1+1sin O01(t2-tl)+t+1mω
OCEs1n ωo (+2-t+)-(IJOCE
s1n ωo t 2・sin 1 (JJOt
1=0 Therefore, one of the following two equations will hold true.

= 2 ω□ CEcos[1ωo I(t 2−t+
 )+121]cosωo(+2−1t+) −0(5
1)sin[斐ω。f(t 2−t+ )−t 2 +
1一−2ωOCEcosω。1t2−1t + 1si
n 1(1,10t 、−0 いま、 ここで論じているのは、 トランジスタT 、  1 ’ Sin   ωot+ 2                      (4
B)いま、次式が成り立っている。
= 2 ω□ CEcos[1ωo I(t 2-t+
)+121]cosωo(+2-1t+)-0(5
1) sin [斐ω. f(t2-t+)-t2+
1-2ωOCEcosω. 1t2-1t + 1si
n 1 (1, 10t, -0 Now, what we are discussing here is the transistor T, 1' Sin ωot+ 2 (4
B) Now, the following formula holds true.

ω0≠○               (47)C≠
0(48) E≠0                 (49)従
って、(45) 、  (4B)式より次のようになる
ω0≠○ (47)C≠
0(48) E≠0 (49) Therefore, from equations (45) and (4B), it becomes as follows.

r3をyrFτより短い時間開じている場合(こついて
であるため、 次式が成り立つ。
When r3 is open for a shorter time than yrFτ (because it is a trick, the following equation holds true).

従って、(52)式は成り立たず、(51)式が成り立
つことになる。従って、次のようになる。
Therefore, equation (52) does not hold true, and equation (51) holds true. Therefore, it becomes as follows.

ωo  (+2−’  t+l−π      (54
)+ ’ Ecos[ +2=   lt+”    l          
  (55)2      O0 次に、第4図(d)の様に時刻t−t2において、圧電
素子Pの両端の電位差v(t  t、)の値が零となる
tlを求めることにする。
ωo (+2-' t+l-π (54
)+ 'Ecos[ +2= lt+”l
(55) 2 O0 Next, as shown in FIG. 4(d), at time t-t2, tl at which the value of the potential difference v(t t, ) across the piezoelectric element P becomes zero is determined.

1−12におけるv(t  t+)の値は次のようにな
る。
The value of v(t t+) in 1-12 is as follows.

v(t−t 1)  t −t 2 =E+E(cos ωOt + −1)CO8(JJO
(+2−tl )Esjn ωOt 2  ・5in(
t 2−t+ )E +Ecosωot+  ・cosωo (+2−t+ 
)−Ecosωo (h −t+ ) −Esin ω(、t 2拳sin ωo(+2−t+
 )E −Ecos  ωo (+2−t+ )”−IEcos
[ωo It+ −(t+ ’ Ecos[ E +Ecos  ωat E −22sin ’ω(。
v(t-t 1) t-t 2 =E+E(cos ωOt + -1)CO8(JJO
(+2-tl) Esjn ωOt 2 ・5in(
t 2-t+ )E +Ecosωot+ ・cosωo (+2-t+
) −Ecosωo (h −t+ ) −Esin ω(, t 2 fist sin ωo(+2−t+
)E −Ecos ωo (+2−t+ )”−IEcos
[ωo It+ −(t+ ′ Ecos[ E +Ecos ωat E −22sin ′ω(.

2−Ecos 2+(t sin 1(、Joit 2− t −E−2E−sin (AJOl+2’(+2−t+ −tl + ’ Ecos[O0(t+ −(t 2−h )1
1・  1 ’ Sin    O0 =E−2E−sin ωo(’ t 1 + 11t1
) ωo2 ΦSin ω01l −E−2E−sin 7r−sin ωOt H=E−
2Esin ω□ t  +            
 (5G)(56)式か零となるため、次のようになる
2-Ecos 2+(t sin 1(, Joit 2- t -E-2E-sin (AJOl+2'(+2-t+ -tl + ' Ecos[O0(t+ -(t 2-h ) 1
1・ 1' Sin O0 = E-2E-sin ωo (' t 1 + 11t1
) ωo2 ΦSin ω01l -E-2E-sin 7r-sin ωOt H=E-
2Esin ω□ t +
(5G) Since equation (56) is zero, it becomes as follows.

E−2Esin ωOt + −0(57)(49)式
より(57)式は次のようになる。
E-2Esin ωOt + -0 (57) From equation (49), equation (57) becomes as follows.

sinωo t + −’          (58
)(53)式より次のようになる。
sinωot + -' (58
) (53) gives the following.

従って、時刻t−1fET以後にトランシタTr2を開
けば、第4図(e)のように、圧電素子の両端の電位差
v (t)は零に達することになる。
Therefore, if the transistor Tr2 is opened after time t-1fET, the potential difference v (t) across the piezoelectric element will reach zero, as shown in FIG. 4(e).

ところで、時刻t−”f「テにトランジスタTr2を開
いたときのt2の値について考える。
By the way, consider the value of t2 when the transistor Tr2 is opened at time t-"f"te.

(59)式を(55)式に代入すれば次のようになる。Substituting equation (59) into equation (55) yields the following.

ところで、第4図(a)のようにトランジスタTr2を
1JLCの間、閉じていると、コイル5π 3の電流i  (t)か零になるまでC2+l) JT
:での時間を要すが、第4図(d)のようにトランジス
タTr2をif「百の間のみ閉じていると、コイル53
の電流i (t)が零になるまで已4τ〒の時間で済む
。このコイル53の電流i  (t)が零になるまで、
次の駆動が行えないので、このようにipフUより短い
駆動時間であれば、圧電素子Pの駆動の高速化に有用と
なる。
By the way, if the transistor Tr2 is closed for 1JLC as shown in Fig. 4(a), the current i (t) in the coil 5π3 will continue to increase until the current i (t) becomes zero (C2+l) JT
: It takes time, but if the transistor Tr2 is closed only for if 100 as shown in FIG. 4(d), the coil 53
It takes only 4τ〒 for the current i (t) to become zero. Until the current i (t) of this coil 53 becomes zero,
Since the next drive cannot be performed, a drive time shorter than the IP fU is useful for speeding up the drive of the piezoelectric element P.

以上説明したように本発明では、必ずi、b[ヱーの時
間、トランジスタTr2を閉じている必要はよいことに
なる。
As explained above, in the present invention, it is always necessary to close the transistor Tr2 for the times i and b[i].

尚、本発明は上記構成に限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。例えば、本実施例では、スイッチ
ング用素子としてバイポーラ型のトランジスタを用いた
例を示したが、より消費電力を下げるために、電界効果
トランジスタを用いることも可能である。
Note that the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications are possible. For example, in this embodiment, a bipolar transistor is used as a switching element, but a field effect transistor can also be used to further reduce power consumption.

[発明の効果] 以上詳述した様に本発明では、電流を検出する装置を必
要としないため、回路構成を大幅に簡略化できる。また
本発明において用いられるタイマーは、印字装置等にお
いて通常使われている制御装置内に内蔵されているもの
等を用いることにより、新規部品を用意することなく本
発明を用いた装置を構成することができる。この様に本
発明の装置は部品数を少なくすることかでき、製造コス
トを大幅に下げることができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the present invention does not require a device for detecting current, so the circuit configuration can be significantly simplified. Furthermore, by using the timer used in the present invention, which is built into a control device normally used in printing devices, etc., it is possible to configure a device using the present invention without preparing new parts. I can do it. In this manner, the device of the present invention can reduce the number of parts and significantly reduce manufacturing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図は上記実
施例の装置の電気的構成を示す回路図、第2図は本実施
例の駆動装置により駆動される圧電素子を用いたインパ
クト型ドットフリンタの印字素子の構成を示す正面図、
第3図は制御回路の制御を抜粋して表したフローチャー
トを示す図、第4図は電流及び電圧の変移を示す図であ
る。 また第5図は従来の装置の電気的構成を示す回路図であ
る。 図中、Tr2はスイッチ手段を構成するトランジスタ、
53はコイル、55aはタイマー、55は制御手段を構
成する制御回路である。
The drawings show one embodiment of the present invention. Fig. 1 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the device of the above embodiment, and Fig. 2 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the device of the above embodiment. A front view showing the configuration of the printing element of the impact type dot printer.
FIG. 3 is a flowchart showing an excerpt of the control of the control circuit, and FIG. 4 is a diagram showing changes in current and voltage. FIG. 5 is a circuit diagram showing the electrical configuration of a conventional device. In the figure, Tr2 is a transistor constituting a switch means;
53 is a coil, 55a is a timer, and 55 is a control circuit constituting a control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一方の端子Aが圧電素子の端子Bに電気的に接続さ
れるとともに、他方の端子Cが電源と電気的に接続され
たコイルと、 該コイルの端子Cと前記圧電素子の他方の端子Dと電気
的に接続して前記圧電素子と前記コイルとで共振回路を
構成可能なスイッチ手段と、所定時間の計時が可能なタ
イマーと、前記圧電素子の変位の解除が指示された場合
に、スイッチ手段を導通させ、その後タイマーにより所
定時間の経過が指示されると前記スイッチ手段を遮断す
る制御手段とを備えることを特徴とする圧電素子の駆動
装置。
[Claims] 1. A coil whose one terminal A is electrically connected to the terminal B of the piezoelectric element and whose other terminal C is electrically connected to a power supply; a switch means that can be electrically connected to the other terminal D of the piezoelectric element to configure a resonant circuit with the piezoelectric element and the coil; a timer that can measure a predetermined time; and a timer that can cancel the displacement of the piezoelectric element. A driving device for a piezoelectric element, comprising: control means that turns on the switch means when instructed to do so, and then cuts off the switch means when a timer indicates that a predetermined time has elapsed.
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