JPH0529674A - Driving circuit for piezoelectric element - Google Patents
Driving circuit for piezoelectric elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は圧電素子の駆動回路に係
り、インダクタンスを生じるインダクタの磁芯の材料及
び構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element drive circuit, and more particularly to a material and a structure of a magnetic core of an inductor which produces an inductance.
【０００２】圧電素子の駆動回路は、圧電素子を機械的
変位を生じさせる圧電アクチェータとして用い、これを
変位させる為の回路であって、例えばインクジェットプ
リンタに於いてインクをインクジェットヘッドから噴出
する為にインクに圧力を加える手段として、或いはワイ
ヤドットプリンタに於いて印字ワイヤを凹凸動作させる
手段として用いられている。A piezoelectric element drive circuit is a circuit for using a piezoelectric element as a piezoelectric actuator for causing mechanical displacement, and for displacing the piezoelectric actuator, for example, for ejecting ink from an inkjet head in an inkjet printer. It is used as a means for applying pressure to ink or as a means for causing the printing wire to move in an uneven manner in a wire dot printer.
【０００３】[0003]
【従来の技術】圧電素子駆動回路では、素子の静電容量
とコイルのインダクタの共振、若しくはパルストランス
を用いたフライバックエネルギーに依る昇圧で駆動する
方法が考案され提供されている。2. Description of the Related Art In a piezoelectric element driving circuit, a method of driving by a step-up using resonance of an element capacitance and an inductor of a coil or flyback energy using a pulse transformer has been devised and provided.
【０００４】即ち、コイルのインダクタの共振で駆動す
る方法は、図２の回路図に示す如く、チョークコイル１
と、チョークコイル１と電源２を結ぶスイッチ１（ＳＷ
１）と、チョークコイル１の他端部とアース間を結ぶス
イッチ２（ＳＷ２）と、チョークコイル１の同端部と圧
電素子３の一方の電極を結ぶスイッチ３（ＳＷ３）とを
有して構成され、電源２及び圧電素子３の他方の電極は
アースされている。That is, the method of driving by resonance of the inductor of the coil is as shown in the circuit diagram of FIG.
And a switch 1 (SW
1), a switch 2 (SW2) connecting the other end of the choke coil 1 and the ground, and a switch 3 (SW3) connecting the same end of the choke coil 1 and one electrode of the piezoelectric element 3. The other electrode of the power source 2 and the piezoelectric element 3 is grounded.
【０００５】そして、スイッチ１（ＳＷ１）、スイッチ
２（ＳＷ２）、スイッチ３（ＳＷ３）を構成する夫々の
トランジスタＴｒのエミッターとコレクターの間には導
通方向を逆にしてダイオードＤが接続されている。A diode D is connected between the emitter and collector of each of the transistors Tr constituting the switch 1 (SW1), the switch 2 (SW2) and the switch 3 (SW3) with the conduction direction reversed. .
【０００６】今、図３のタイムチャ−トに示す如く、ス
イッチ１（ＳＷ１）とスイッチ２（ＳＷ２）とをＯＮす
ると、電源２から電流がチョークコイル１に流れ電磁エ
ネルギーとして蓄積される。Now, as shown in the time chart of FIG. 3, when the switch 1 (SW1) and the switch 2 (SW2) are turned on, a current flows from the power source 2 to the choke coil 1 and is accumulated as electromagnetic energy.
【０００７】次に、スイッチ２（ＳＷ２）をＯＦＦする
と、チョークコイル１の電磁エネルギーと電源からのエ
ネルギーは圧電素子３に図示の如く流れ電歪を生じる。
その後、スイッチ１（ＳＷ１）をＯＦＦする。Next, when the switch 2 (SW2) is turned off, the electromagnetic energy of the choke coil 1 and the energy from the power source flow in the piezoelectric element 3 as shown in the figure, causing electrostriction.
After that, the switch 1 (SW1) is turned off.
【０００８】そして所定時間が経過したら、スイッチ３
（ＳＷ３）をＯＮする。すると、圧電素子３に蓄積され
た電磁エネルギーは、スイッチ３（ＳＷ３）を通じてチ
ョークコイル１を経由して電源２へ回生される。When a predetermined time has passed, the switch 3
Turn on (SW3). Then, the electromagnetic energy stored in the piezoelectric element 3 is regenerated to the power supply 2 through the switch 3 (SW3) and the choke coil 1.
【０００９】圧電素子３は、電気的には容量性の負荷Ｃ
であって、チョークコイル１のＬのインダクタとが共振
状態となるものである。一方、パルストランスを用いた
フライバックエネルギーに依る昇圧で駆動する方法は、
図４の回路図に示す如く、パルストランス４と、パルス
トランス４の１次側の一端に接続された電源５と、パル
ストランス４の１次側の他端に接続されたスイッチ１
（ＳＷ１）と、パルストランス４の２次側の一端に一方
の電極が接続された圧電素子３と、パルストランス４の
２次側の他端に接続されたスイッチ２（ＳＷ２）とから
構成され、スイッチ１（ＳＷ１）、スイッチ２（ＳＷ
２）を構成する夫々のトランジスタＴｒのエミッターと
コレクターの間には導通方向を逆にしてダイオードＤが
接続されている。The piezoelectric element 3 has an electrically capacitive load C.
The L inductor of the choke coil 1 is in a resonance state. On the other hand, the method of driving by boosting by flyback energy using a pulse transformer is
As shown in the circuit diagram of FIG. 4, a pulse transformer 4, a power source 5 connected to one end of the pulse transformer 4 on the primary side, and a switch 1 connected to the other end of the pulse transformer 4 on the primary side.
(SW1), a piezoelectric element 3 having one electrode connected to one end of the pulse transformer 4 on the secondary side, and a switch 2 (SW2) connected to the other end of the pulse transformer 4 on the secondary side. , Switch 1 (SW1), switch 2 (SW
A diode D is connected between the emitter and collector of each transistor Tr constituting 2) with the conduction direction reversed.
【００１０】そして、電源５、スイッチ１（ＳＷ１）、
スイッチ２（ＳＷ２）及び圧電素子３の他方の電極は夫
々アースされている。従って、図５のタイムチャ−トに
示す如く、スイッチ１（ＳＷ１）をＯＮすると、電源２
から電流がパルストランス４の１次側に流れ電磁エネル
ギーが蓄積され、スイッチ１（ＳＷ１）をＯＦＦするこ
とに依り２次側にエネルギーが移って圧電素子３に電歪
を生じる。The power supply 5, the switch 1 (SW1),
The switch 2 (SW2) and the other electrode of the piezoelectric element 3 are grounded. Therefore, when the switch 1 (SW1) is turned on as shown in the time chart of FIG.
Current flows to the primary side of the pulse transformer 4, electromagnetic energy is accumulated, and the energy is transferred to the secondary side by turning off the switch 1 (SW1), causing electrostriction in the piezoelectric element 3.
【００１１】次に、所定時間経過後スイッチ２（ＳＷ
２）をＯＮすると、圧電素子３に蓄積された電磁エネル
ギーはパルストランス４に電磁エネルギーとして蓄積さ
れる。その後、スイッチ２（ＳＷ２）をＯＦＦすると、
パルストランス４の１次側には電圧が発生してエネルギ
ーが回生される。Next, the switch 2 (SW
When 2) is turned on, the electromagnetic energy stored in the piezoelectric element 3 is stored in the pulse transformer 4 as electromagnetic energy. After that, when the switch 2 (SW2) is turned off,
A voltage is generated on the primary side of the pulse transformer 4 to regenerate energy.
【００１２】これらの回路で使用されるチョークコイル
１やパルストランス４の磁芯は、周波数特性と製造性に
優れ、鉄損が少ないフェライトが用いられている。The magnetic cores of the choke coil 1 and the pulse transformer 4 used in these circuits are made of ferrite which is excellent in frequency characteristics and manufacturability and has a small iron loss.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】例えばワイヤドットプ
リンタで圧電素子を使用する場合、高速化や高インパク
クト化に伴って素子の大きさが大きくなり、それに従っ
てチョークコイルやパルストランスも大きくなる傾向に
ある。For example, when a piezoelectric element is used in a wire dot printer, the size of the element increases with the increase in speed and impact, and the choke coil and pulse transformer tend to increase accordingly. is there.
【００１４】又、ワイヤドットプリンタでは印字ワイヤ
と同数のチョークコイルやパルストランスが必要である
為に、従来使用していたフェライトを磁芯にしたもので
は、大きさや価格の点で問題点があった。Further, since the wire dot printer requires the same number of choke coils and pulse transformers as the number of printing wires, the ferrite core used conventionally has a problem in size and price. It was
【００１５】本発明は、インダクタンスを生じるインダ
クタの小型軽量化、低価格化を目的とするものである。An object of the present invention is to reduce the size, weight and cost of an inductor that produces an inductance.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明に於いては、図１
の斜視図に示す如く、インダクタンスを生じるインダク
タ１及び４に金属合金磁芯６、或いは圧粉磁芯７を用い
たものである。In the present invention, FIG.
3, a metal alloy magnetic core 6 or a powder magnetic core 7 is used for the inductors 1 and 4 which generate inductance.
【００１７】そして、磁芯は、前記の材料で成る板状部
材６ａ或いは７ａを積層して形成したものである。The magnetic core is formed by laminating the plate-like members 6a or 7a made of the above materials.
【００１８】[0018]
【作用】金属合金磁芯や圧粉磁芯は、一般的に鉄損が従
来技術のフェライトに比して大きいが、これは10ＫＨｚ
以上の高周波領域で使用する場合であり、この場合は、
鉄損が発熱としてロスとなる。[Function] Metal alloy magnetic cores and powder magnetic cores generally have a larger iron loss than conventional ferrite, but this is 10 KHz.
This is the case when used in the above high frequency range. In this case,
Iron loss causes heat generation and becomes a loss.
【００１９】然し乍ら、プリンタのヘッドで使用する５
〜10ＫＨｚの低周波と高周波の間の周波数領域では鉄損
が余り大きくない。一方、飽和磁束密度は金属合金磁芯
である珪素鋼の場合３００００ガウスとフェライトの３
０００ガウスに比して１桁程大きい。However, 5 used in the printer head
The iron loss is not so large in the frequency range between the low frequency and the high frequency of up to 10 KHz. On the other hand, the saturation magnetic flux density is 30000 gauss in the case of silicon steel, which is a metal alloy magnetic core, and 3 in ferrite.
It is about an order of magnitude larger than 000 gauss.
【００２０】この為、これを磁芯として使用したチョー
クコイルやパルストランスは、小型軽量化が可能とな
る。Therefore, the choke coil and pulse transformer using this as a magnetic core can be made smaller and lighter.
【００２１】[0021]
【実施例】本発明に於いては、図１の斜視図に示す如
く、インダクタンスを生じるインダクタ１及び４に金属
合金磁芯６、或いは圧粉磁芯７を用いたものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, as shown in the perspective view of FIG. 1, a metal alloy magnetic core 6 or a powder magnetic core 7 is used for the inductors 1 and 4 which generate inductance.
【００２２】そして磁芯は、鉄損少しでも減少させる為
に、前記の各材料で成る板状部材６ａ或いは７ａを積層
して形成したものである。金属合金磁芯６としては、高
透磁率合金として純鉄、珪素鉄（鋼）、鉄−アルミニュ
ーム合金、鉄−珪素−アルミニューム合金、鉄−ニッケ
ル合金、鉄−コバルト合金等が有る。The magnetic core is formed by laminating the plate-like members 6a or 7a made of each of the above-mentioned materials in order to reduce iron loss as much as possible. As the metal alloy magnetic core 6, there are pure iron, silicon iron (steel), iron-aluminum alloy, iron-silicon-aluminum alloy, iron-nickel alloy, iron-cobalt alloy and the like as high permeability alloys.
【００２３】又、圧粉磁芯７は金属粉を或る割合で固め
たもので、センダスト圧粉磁芯や鉄フレーク磁芯等が有
る。これらの金属合金磁芯６や圧粉磁芯７は、珪素鋼に
見るように従来商用電源のトランスの如く低周波領域で
主に使用されて来たものであり、高周波領域では鉄損が
大きく使用されなかったが、プリンタのヘッドで使用す
る５〜10ＫＨｚと言う低周波と高周波の間の周波数領域
では鉄損が余り大きくなく、インダクタとして使用する
チョークコイルやパルストランスに用いて実用上問題の
無いことが実験で確認出来た。Further, the dust core 7 is made by solidifying metal powder at a certain ratio, and includes sendust dust core, iron flake core and the like. These metal alloy magnetic cores 6 and dust magnetic cores 7 have been mainly used in the low frequency region like a transformer of a commercial power source as seen in silicon steel, and have a large iron loss in the high frequency region. Although not used, iron loss is not so large in the frequency range between low and high frequencies of 5 to 10 KHz used in printer heads, and it is a practical problem when used in choke coils or pulse transformers used as inductors. It was confirmed by experiment that there is no such thing.
【００２４】それと、飽和磁束密度がフェライトに比し
て約１桁程大きく、従来技術で20ｍｍ立方のものが14ｍ
ｍ立方程に小型軽量化が可能となり低価格化が果たせ
た。In addition, the saturation magnetic flux density is about one digit larger than that of ferrite.
The size and weight can be reduced to m cubic and the price can be reduced.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明に依って、圧電素子駆動回路で使
用するインダクタンスを生じるインダクタの小型軽量化
低価格化が特性を満足して実現出来る等、経済上及び産
業上に多大の効果を奏する。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to achieve a large effect economically and industrially such that the inductor used in the piezoelectric element drive circuit can be reduced in size, weight and cost while satisfying the characteristics. .
【図１】 本発明のインダクタの斜視図、FIG. 1 is a perspective view of an inductor of the present invention,
【図２】 コイルのインダクタの共振で駆動する回路
図、FIG. 2 is a circuit diagram driven by resonance of a coil inductor,
【図３】 図２のタイムチャ−ト、FIG. 3 is a time chart of FIG.
【図４】 パルストランスを用いたフライバックエネル
ギーに依る昇圧で駆動する回路図、FIG. 4 is a circuit diagram of driving by boosting by flyback energy using a pulse transformer,
【図５】 図４のタイムチャ−ト、5 is a time chart of FIG.
１ インダクタ（チョークコイル）、 ４ インダクタ（パルストランス）、 ６ 金属合金磁芯、 ６ａ、７ａ 板状部材、 ７ 圧粉磁芯、 1 inductor (choke coil), 4 inductor (pulse transformer), 6 metal alloy magnetic core, 6a, 7a plate member, 7 dust core,
Claims (3)
動回路であって、 前記インダクタンスを生じるインダクタ(1、4)に金属合
金磁芯(6) を用いたことを特徴とする圧電素子の駆動回
路。1. A piezoelectric element drive circuit using an inductance, wherein a metal alloy magnetic core (6) is used for the inductors (1, 4) that generate the inductance.
動回路であって、 前記インダクタンスを生じるインダクタ(1、4)に圧粉磁
芯(7)を用いたことを特徴とする圧電素子の駆動回路。2. A piezoelectric element drive circuit using an inductance, characterized in that a powder magnetic core (7) is used for the inductors (1, 4) that generate the inductance.
求項で定めた材料で成る板状部材(6a 或いは7a) を積層
して形成したものであることを特徴とする圧電素子の駆
動回路。3. The piezoelectric element according to claim 1 or 2, wherein the magnetic core is formed by laminating plate-like members (6a or 7a) made of the material defined in the above claims. Drive circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180016A JPH0529674A (en) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | Driving circuit for piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180016A JPH0529674A (en) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | Driving circuit for piezoelectric element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529674A true JPH0529674A (en) | 1993-02-05 |
Family
ID=16075990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3180016A Pending JPH0529674A (en) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | Driving circuit for piezoelectric element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529674A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210241A (en) * | 1986-03-12 | 1987-09-16 | Nippon Denso Co Ltd | Drive device for piezo electric element |
| JPS6376407A (en) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Tokyo Electric Co Ltd | Electromagnetic machinery and apparatus |
-
1991
- 1991-07-20 JP JP3180016A patent/JPH0529674A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210241A (en) * | 1986-03-12 | 1987-09-16 | Nippon Denso Co Ltd | Drive device for piezo electric element |
| JPS6376407A (en) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Tokyo Electric Co Ltd | Electromagnetic machinery and apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970311 |