JPH09156094A - Head driving device on ink jet printer - Google Patents
Head driving device on ink jet printerInfo
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- JPH09156094A JPH09156094A JP31643995A JP31643995A JPH09156094A JP H09156094 A JPH09156094 A JP H09156094A JP 31643995 A JP31643995 A JP 31643995A JP 31643995 A JP31643995 A JP 31643995A JP H09156094 A JPH09156094 A JP H09156094A
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- ink chamber
- electrode
- semiconductor switching
- ink
- switching element
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- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ピエゾ圧電素子の
隔壁で隔てられ、それぞれ電極を設けた多数のインク室
をライン状に配置したインクジェットプリンタのヘッド
駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head drive device for an ink jet printer in which a large number of ink chambers, each of which is provided with an electrode and is separated by a partition wall of a piezoelectric element, are arranged in a line.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種のインクジェットプリンタのヘッ
ドは、図6に示すように、ピエゾ圧電部材1に所定の間
隔を開けて複数の凹状の溝を形成し、この各溝の上に天
板2を固定し、各溝部でインク室3を形成している。そ
して、各インク室3内の側壁から底面にわたって電極4
をそれぞれ配置している。各インク室3の手前側前方に
はノズル(図示せず)を設け、後方にはインク補給口
(図示せず)を設けている。このヘッドは、各電極4間
にピエゾ圧電部材1が介在することになり、この各電極
4間に介在するピエゾ圧電部材1の部分が各インク室3
を隔てる隔壁を構成するピエゾ圧電素子5となってい
る。図中矢印はピエゾ圧電素子5の分極方向を示してい
る。このヘッドは、インク室3の数が1ラインのドット
数に対応しラインヘッドになっている。2. Description of the Related Art In a head of an ink jet printer of this type, as shown in FIG. 6, a plurality of concave grooves are formed in a piezoelectric piezoelectric member 1 at predetermined intervals, and a top plate 2 is formed on each groove. Are fixed, and the ink chamber 3 is formed in each groove. Then, the electrode 4 extends from the side wall to the bottom of each ink chamber 3.
Are arranged respectively. A nozzle (not shown) is provided on the front side of each ink chamber 3, and an ink supply port (not shown) is provided on the rear side. In this head, the piezoelectric piezoelectric member 1 is interposed between the electrodes 4, and the portion of the piezoelectric piezoelectric member 1 interposed between the electrodes 4 is in the ink chambers 3.
The piezo-piezoelectric element 5 constitutes a partition that separates the two. In the figure, the arrow indicates the polarization direction of the piezoelectric element 5. This head is a line head in which the number of ink chambers 3 corresponds to the number of dots in one line.
【0003】このようなヘッドでインク室3のインクを
ノズルから噴射するには、例えば、インク室Bのインク
をノズルから噴射するには、図6の(a) に示すように、
インク室Bの電極4に正電圧を与えるとともに隣接する
インク室A,Cの電極4を接地電位にする。これによ
り、インク室Bの隔壁を構成するピエゾ圧電素子5が外
側に歪みインク室Bが膨脹する。続いて、図6の(b) に
示すように、インク室Bの電極4を接地電位にすると、
インク室Bが元の状態に復帰する。このとき、インク室
Bのインクがノズルから噴射する。この一連の動作にお
けるインク室Bの電極4に印加する電圧波形を示すと図
7に示すように、インク室Bを膨脹させるときに与える
電圧は徐々に上昇させ、インク室Bを元の状態に復帰さ
せるときには急俊に接地電位にする。In order to eject the ink in the ink chamber 3 from the nozzle with such a head, for example, to eject the ink in the ink chamber B from the nozzle, as shown in FIG.
A positive voltage is applied to the electrode 4 of the ink chamber B and the electrodes 4 of the adjacent ink chambers A and C are set to the ground potential. As a result, the piezoelectric element 5 forming the partition wall of the ink chamber B is distorted outward and the ink chamber B expands. Then, as shown in FIG. 6B, when the electrode 4 of the ink chamber B is set to the ground potential,
The ink chamber B returns to the original state. At this time, the ink in the ink chamber B is ejected from the nozzle. The voltage waveform applied to the electrode 4 of the ink chamber B in this series of operations is shown in FIG. 7, the voltage applied when the ink chamber B is expanded is gradually increased, and the ink chamber B is returned to its original state. When returning it, make it to ground potential quickly.
【0004】このような駆動電圧波形を電極に与える従
来のヘッド駆動装置は、図8に示すように、ヘッドの等
価回路は、ピエゾ圧電素子からなる各静電容量CL をそ
れぞれ電極a,b,c,d,e,…を介して直列に接続
した回路となる。この回路に対して、+Vcc電源端子に
それぞれPNP型トランジスタQap,Qbp,Qcp,Qd
p,Qep,…を介して電極a,b,c,d,e,…を接
続し、また、この電極a,b,c,d,e,…をそれぞ
れNPN型トランジスタQan,Qbn,Qcn,Qdn,Qe
n,…を介して接地するとともにそれぞれダイオードDa
,Db ,Dc ,Dd ,De ,…を逆方向に介して接地
している。As shown in FIG. 8, the conventional head drive device for applying such a drive voltage waveform to the electrodes has an equivalent circuit of the head, in which the electrostatic capacitances CL made up of piezoelectric elements are respectively applied to the electrodes a, b, and. The circuit is connected in series via c, d, e, .... In contrast to this circuit, PNP type transistors Qap, Qbp, Qcp, Qd are respectively connected to the + Vcc power supply terminals.
The electrodes a, b, c, d, e, ... Are connected via p, Qep, ... And the electrodes a, b, c, d, e, ... Are respectively connected to NPN transistors Qan, Qbn, Qcn ,. Qdn, Qe
It is grounded through n, ... and each diode Da
, Db, Dc, Dd, De, ... Are grounded in opposite directions.
【0005】そして、+Vcc電源端子に図9の(a) に示
す周期Tの台形電圧波形Vcc(t) を与え、PNP型トラ
ンジスタQap,Qbp,Qcp,Qdp,Qep,…は常時オフ
状態とし、NPN型トランジスタQan,Qbn,Qcn,Q
dn,Qen,…を常時オン状態として電極a,b,c,
d,e,…の電位を接地電位にしている。この状態で、
例えば、電極cを設けたインク室からインクを噴射させ
るときには、PNP型トランジスタQcpを図9の(b) に
示すタイミングでオン動作させ、NPN型トランジスタ
Qcnを図9の(c) に示すタイミングでオフ動作させる。
これにより、電極cには図9の(d) に示す台形電圧波形
が印加され、電極cとbとの間の静電容量CL に対して
充電電流がNPN型トランジスタQbnを介して流れ、電
極cとdとの間の静電容量CL に対して充電電流がNP
N型トランジスタQdnを介して流れる。Then, a trapezoidal voltage waveform Vcc (t) having a period T shown in FIG. 9 (a) is applied to the + Vcc power supply terminal, and the PNP transistors Qap, Qbp, Qcp, Qdp, Qep, ... Are constantly turned off, NPN type transistors Qan, Qbn, Qcn, Q
The electrodes a, b, c, and dn, Qen, ...
The potentials d, e, ... Are set to the ground potential. In this state,
For example, when ink is ejected from the ink chamber provided with the electrode c, the PNP transistor Qcp is turned on at the timing shown in FIG. 9B, and the NPN transistor Qcn is made at the timing shown in FIG. 9C. Turn off.
As a result, the trapezoidal voltage waveform shown in (d) of FIG. 9 is applied to the electrode c, and the charging current flows through the NPN transistor Qbn with respect to the electrostatic capacitance CL between the electrodes c and b. The charging current is NP with respect to the capacitance CL between c and d.
It flows through the N-type transistor Qdn.
【0006】そして、PNP型トランジスタQcpがオフ
動作し、NPN型トランジスタQcnがオン動作すると、
ダイオードDb →電極b→静電容量CL →電極c→NP
N型トランジスタQcnの閉ループとダイオードDd →電
極d→静電容量CL →電極c→NPN型トランジスタQ
cnの閉ループにより放電電流が流れ、これにより、隔壁
を構成するピエゾ圧電素子が歪み動作してインク室から
インクを噴射させる。When the PNP type transistor Qcp is turned off and the NPN type transistor Qcn is turned on,
Diode Db → Electrode b → Capacitance CL → Electrode c → NP
Closed loop of N-type transistor Qcn and diode Dd → electrode d → capacitance CL → electrode c → NPN-type transistor Q
A discharge current flows due to the closed loop of cn, whereby the piezo-piezoelectric element forming the partition wall is distorted and ejects ink from the ink chamber.
【0007】また、別のヘッド駆動装置は、図10に示
すように、+Vcc電源端子に与える電圧を一定とし、P
NP型トランジスタQap,Qbp,Qcp,Qdp,Qep,…
のコレクタにそれぞれ抵抗ra ,rb ,rc ,rd ,r
e ,…を直列に介挿し、これにより静電容量CL に流れ
る充電電流に時定数を与えるようになっている。例え
ば、電極cを設けたインク室からインクを噴射させると
きには、PNP型トランジスタQcpを図11の(a) に示
すタイミングでオン動作させ、NPN型トランジスタQ
cnを図11の(b) に示すタイミングでオフ動作させる。
これにより、電極cには図11の(c) に示すように時定
数によりゆっくりと立上がる電圧波形が印加される。こ
のようにゆっくりと立上がる電圧波形によりピエゾ圧電
素子がゆっくりと歪み、インク室が膨脹しても隣接した
インク室に影響を与えないようにできる。Another head drive device, as shown in FIG. 10, keeps the voltage applied to the + Vcc power supply terminal constant and sets P
NP type transistors Qap, Qbp, Qcp, Qdp, Qep, ...
To the collectors of the resistors ra, rb, rc, rd and r, respectively.
e, ... Are inserted in series so that a time constant is given to the charging current flowing through the electrostatic capacitance CL. For example, when ejecting ink from the ink chamber provided with the electrode c, the PNP transistor Qcp is turned on at the timing shown in FIG.
cn is turned off at the timing shown in FIG. 11 (b).
As a result, a voltage waveform slowly rising due to the time constant is applied to the electrode c as shown in FIG. 11 (c). In this way, the voltage waveform that rises slowly causes the piezoelectric element to slowly distort, so that the adjacent ink chambers are not affected even if the ink chambers expand.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】図8に示すヘッド駆動
装置では、周期Tのサイクルに合ったタイミングでのみ
通電開始が可能となり、インクの噴射タイミングの調節
ができない問題がある。また、+Vcc電源端子に与える
電源電圧を台形波形状に振るため、この装置をIC(集
積回路)化することが難しいという問題がある。また、
図10に示すヘッド駆動装置では、電圧波形の傾きを調
節するには抵抗ra ,rb ,rc ,rd ,re ,…の値
を変更しなければならず、組み立て後に調整することが
難しいという問題がある。In the head drive device shown in FIG. 8, energization can be started only at a timing matching the cycle of the cycle T, and there is a problem that the ink ejection timing cannot be adjusted. Further, since the power supply voltage applied to the + Vcc power supply terminal is oscillated in a trapezoidal shape, there is a problem that it is difficult to integrate this device into an IC (integrated circuit). Also,
In the head drive device shown in FIG. 10, the values of the resistances ra, rb, rc, rd, re, ... Must be changed in order to adjust the slope of the voltage waveform, which is difficult to adjust after assembly. is there.
【0009】そこで、請求項1記載の発明は、各インク
室毎にインクの噴射タイミングを異ならせることがで
き、また、電源電圧を一定にでき、従って、IC化が容
易に実現でき、さらに、電極に印加する電圧波形の傾き
を容易に調節できるインクジェットプリンタのヘッド駆
動装置を提供する。Therefore, according to the first aspect of the present invention, the ink ejection timing can be made different for each ink chamber, and the power supply voltage can be made constant, so that the IC can be easily realized. Provided is a head drive device for an inkjet printer, which can easily adjust the slope of a voltage waveform applied to an electrode.
【0010】また、請求項2及び3記載の発明は、各イ
ンク室毎にインクの噴射タイミングを異ならせることが
でき、また、電源電圧を一定にでき、従って、IC化が
容易に実現でき、さらに、電極に印加する電圧波形の傾
きを容易に調節でき、しかもこの調節作業が簡単なイン
クジェットプリンタのヘッド駆動装置を提供する。Further, according to the second and third aspects of the present invention, the ink ejection timing can be made different for each ink chamber, and the power supply voltage can be made constant, so that IC can be easily realized. Further, there is provided a head driving device for an inkjet printer, in which the inclination of the voltage waveform applied to the electrodes can be easily adjusted and the adjustment work is simple.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
ピエゾ圧電素子の隔壁で隔てられ、それぞれ電極を設け
た多数のインク室をライン状に配置し、各電極間に印加
する電圧によりピエゾ圧電素子を歪ませてインク室内に
圧力を与え、このインク室内のインクをノズルから噴射
するインクジェットヘッドと、電源の正極端子と各電極
との間にそれぞれ接続した複数の第1の半導体スイッチ
ング素子と、この各第1の半導体スイッチング素子に流
れる電流量をそれぞれ制限する電流制限回路と、電源の
負極端子と各電極との間にそれぞれ接続した複数の第2
の半導体スイッチング素子とを備え、インク室を歪ませ
る場合に、このインク室の電極に接続した第1の半導体
スイッチング素子を導通制御するとともにこのインク室
と隣合うインク室の電極に接続した第2の半導体スイッ
チング素子を導通制御し、第1の半導体スイッチング素
子に流れる電流量を対応する電流制限回路により制限し
てこのインク室の電極と隣合うインク室の電極との間の
静電容量をゆっくり充電し、その後、このインク室の電
極に接続した第1の半導体スイッチング素子を非導通制
御するとともにこのインク室の電極に接続した第2の半
導体スイッチング素子を導通制御して充電した静電容量
を急速に放電させて隔壁のピエゾ圧電素子を歪ませこの
インク室内に圧力を与えるものである。According to the first aspect of the present invention,
A large number of ink chambers, each of which is provided with an electrode, are separated from each other by a partition wall of the piezo-piezoelectric element and are arranged in a line. An inkjet head that ejects the ink from the nozzle, a plurality of first semiconductor switching elements respectively connected between the positive electrode terminal of the power source and each electrode, and limits the amount of current flowing through each of the first semiconductor switching elements. Current limiting circuit and a plurality of second terminals connected between the negative terminal of the power source and each electrode.
And a semiconductor switching element for controlling the conduction of the first semiconductor switching element connected to the electrode of the ink chamber when the ink chamber is distorted, and a second semiconductor switching element connected to the electrode of the ink chamber adjacent to the ink chamber. Of the semiconductor switching element is controlled to be conductive, and the amount of current flowing through the first semiconductor switching element is limited by a corresponding current limiting circuit to slowly increase the capacitance between the electrode of the ink chamber and the electrode of the adjacent ink chamber. After charging, the non-conductive control of the first semiconductor switching element connected to the electrode of this ink chamber and the conductive control of the second semiconductor switching element connected to the electrode of this ink chamber are performed to change the charged capacitance. The ink is rapidly discharged to distort the piezoelectric element of the partition wall and apply pressure to the ink chamber.
【0012】これにより、第1の半導体スイッチング素
子に流れる電流量を制限でき、静電容量の充電速度をゆ
っくりにできるとともに充電電流量を容易に調節でき
る。As a result, the amount of current flowing through the first semiconductor switching element can be limited, the charging speed of the electrostatic capacity can be slowed, and the charging current amount can be easily adjusted.
【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載のイ
ンクジェットプリンタのヘッド駆動装置において、イン
クジェットヘッドのインク室を所定数のブロック単位に
分け、この各ブロック単位毎に第1の半導体スイッチン
グ素子、電流制限回路及び第2の半導体スイッチング素
子を組込んだ集積回路を複数使用し、各集積回路毎に電
流制限回路の制限電流量を一括して調整するものであ
る。According to a second aspect of the present invention, in the head drive device of the ink jet printer according to the first aspect, the ink chamber of the ink jet head is divided into a predetermined number of block units, and each block unit has a first semiconductor switching element. A plurality of integrated circuits incorporating a current limiting circuit and a second semiconductor switching element are used, and the limiting current amount of the current limiting circuit is collectively adjusted for each integrated circuit.
【0014】請求項3記載の発明は、請求項1記載のイ
ンクジェットプリンタのヘッド駆動装置において、イン
クジェットヘッドのインク室を所定数のブロック単位に
分け、この各ブロック単位毎に第1の半導体スイッチン
グ素子、電流制限回路及び第2の半導体スイッチング素
子を組込んだ集積回路を複数使用し、全ての集積回路内
の電流制限回路の制限電流量を一括して調整するもので
ある。According to a third aspect of the present invention, in the head driving device of the ink jet printer according to the first aspect, the ink chamber of the ink jet head is divided into a predetermined number of block units, and the first semiconductor switching element is provided for each block unit. A plurality of integrated circuits incorporating the current limiting circuit and the second semiconductor switching element are used to collectively adjust the limiting current amount of the current limiting circuits in all the integrated circuits.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1に示すように、ピエゾ圧電素
子からなる静電容量111 ,112 ,113,114 ,
115 ,…をそれぞれ電極121 ,122 ,123 ,1
24 ,125,…を介して直列に接続している。そし
て、+Vcc電源端子にそれぞれ第1の半導体スイッチン
グ素子であるPNP型トランジスタ131 ,132 ,1
33 ,134 ,135 ,…を介して前記電極121 ,1
22 ,123 ,124 ,125 ,…を接続し、また、こ
の電極121 ,122 ,123 ,124 ,125 ,…を
それぞれ第2の半導体スイッチング素子の一部を構成す
るNPN型トランジスタ141 ,142 ,143 ,14
4 ,145 ,…を介して接地するとともにそれぞれ第2
の半導体スイッチング素子の残りの一部を構成するダイ
オード151 ,152 ,153 ,154 ,155 ,…を
逆方向に介して接地している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) As shown in FIG. 1, electrostatic capacitances 111, 112, 113, 114, which are piezoelectric piezoelectric elements,
115, ... Are electrodes 121, 122, 123, 1 respectively
They are connected in series via 24, 125, .... Further, the PNP type transistors 131, 132, 1 which are the first semiconductor switching elements are respectively connected to the + Vcc power supply terminals.
The electrodes 121, 1 through 33, 134, 135, ...
, 22, 123, 124, 125, ... Are connected, and these electrodes 121, 122, 123, 124, 125, ... Are respectively NPN type transistors 141, 142, 143 which form a part of the second semiconductor switching element. , 14
It is grounded via 4, 145, ...
The diodes 151, 152, 153, 154, 155, ... Which constitute the remaining part of the semiconductor switching element are grounded in the opposite direction.
【0016】前記PNP型トランジスタ131 ,132
,133 ,134 ,135 ,…のベースにPNP型ト
ランジスタ161 ,162 ,163 ,164 ,165 ,
…のベースを接続し、このPNP型トランジスタ161
,162 ,163 ,164 ,165 ,…のエミッタを
+Vcc電源端子に接続し、コレクタをトランジスタ13
1,132 ,133 ,134 ,135 ,…のベースとト
ランジスタ161 ,162,163 ,164 ,165 ,
…のベースとの接続点に接続し、トランジスタ131 ,
132 ,133 ,134 ,135 ,…とトランジスタ1
61 ,162 ,163 ,164 ,165 ,…とでカレン
トミラー回路を構成している。The PNP type transistors 131 and 132
, 133, 134, 135, ... On the bases of PNP type transistors 161, 162, 163, 164, 165,
The base of ... is connected, and this PNP transistor 161
, 162, 163, 164, 165, ... Emitters are connected to the + Vcc power supply terminal, and collectors are transistors 13.
The bases of 1, 132, 133, 134, 135, ... And the transistors 161, 162, 163, 164, 165,
... connected to the connection point with the base of the transistor 131,
132, 133, 134, 135, ... and the transistor 1
A current mirror circuit is constituted by 61, 162, 163, 164, 165, ....
【0017】前記PNP型トランジスタ161 ,162
,163 ,164 ,165 ,…のエミッタ、コレクタ
にPNP型トランジスタ171 ,172 ,173 ,17
4 ,175 ,…のエミッタ、コレクタを接続している。
そして、前記PNP型トランジスタ161 ,162 ,1
63 ,164 ,165 ,…のコレクタとPNP型トラン
ジスタ171 ,172 ,173 ,174 ,175 ,…の
コレクタとの接続点をそれぞれNPN型トランジスタ1
81 ,182 ,183 ,184 ,185 ,…及び抵抗1
91 ,192 ,193 ,194 ,195 ,…を直列に介
して接地している。前記NPN型トランジスタ181 ,
182 ,183 ,184 ,185 ,…のベースを+VCT
L 電源端子に接続している。この+VCTL 電源端子に与
える電圧は調節可能となっている。前記PNP型トラン
ジスタ161 ,162 ,163 ,164 ,165 ,…、
NPN型トランジスタ181 ,182 ,183 ,184
,185 ,…及び抵抗191 ,192 ,193 ,194
,195 ,…は電流制限回路を構成している。The PNP type transistors 161, 162
, 163, 164, 165, ... Have PNP-type transistors 171, 172, 173, 17 as emitters and collectors.
The emitters and collectors of 4, 175, ... Are connected.
The PNP type transistors 161, 162, 1
The collectors of 63, 164, 165, ... And the collectors of PNP transistors 171, 172, 173, 174, 175 ,.
81, 182, 183, 184, 185, ... And resistor 1
, 91, 192, 193, 194, 195, ... Are grounded in series. The NPN type transistor 181,
The base of 182, 183, 184, 185, ... is + VCT
L Connected to power terminal. The voltage applied to the + VCTL power supply terminal can be adjusted. The PNP type transistors 161, 162, 163, 164, 165, ...
NPN type transistors 181, 182, 183, 184
, 185, ... And resistors 191, 192, 193, 194
, 195, ... Compose a current limiting circuit.
【0018】このような構成において、カレントミラー
回路ではPNP型トランジスタ161 ,162 ,163
,164 ,165 ,…に流れる電流と等しい電流がP
NP型トランジスタ131 ,132 ,133 ,134 ,
135 ,…に流れる。そして、PNP型トランジスタ1
71 ,172 ,173 ,174 ,175 ,…がオフの場
合、この電流はNPN型トランジスタ181 ,182 ,
183 ,184 ,185,…に流れる電流と等しく、
(VCTL −VF )/r、となる。但し、VF はトランジ
スタ181 ,182 ,183 ,184 ,185 ,…のベ
ース、エミッタ間電圧、rは抵抗191 ,192 ,19
3 ,194 ,195 ,…の抵抗値である。In such a structure, the PNP type transistors 161, 162, 163 in the current mirror circuit.
, 164, 165, ... P is equal to the current flowing in
NP type transistors 131, 132, 133, 134,
It flows to 135, .... Then, the PNP transistor 1
When 71, 172, 173, 174, 175, ... Are off, this current flows in the NPN transistors 181, 182,
Equal to the current flowing through 183, 184, 185, ...
(VCTL-VF) / r. However, VF is the voltage between the bases and emitters of the transistors 181, 182, 183, 184, 185, ... And r is the resistances 191, 192, 19
The resistance values are 3, 194, 195, ....
【0019】例えば、電極123 を設けたインク室から
インクを噴射するときは、時刻t1にて、図2の(a) に
示すように、PNP型トランジスタ173 をオフすると
ともに図2の(b) に示すように、NPN型トランジスタ
143 をオフする。これによりPNP型トランジスタ1
33 のコレクタ電流Ic が図2の(c) に示すように流れ
る。このときの電流量は、(VCTL −VF )/rとな
る。但し、VF はトランジスタ183 のベース、エミッ
タ間電圧、rは抵抗193 の抵抗値である。For example, when the ink is ejected from the ink chamber provided with the electrode 123, the PNP transistor 173 is turned off at the time t1 as shown in FIG. As shown in the figure, the NPN type transistor 143 is turned off. As a result, the PNP transistor 1
The collector current Ic of 33 flows as shown in FIG. The amount of current at this time is (VCTL-VF) / r. However, VF is the voltage between the base and emitter of the transistor 183, and r is the resistance value of the resistor 193.
【0020】このとき電極123 から静電容量113 →
電極122 →トランジスタ142 の経路と静電容量11
4 →電極124 →トランジスタ144 の経路で充電電流
が流れるが、このときの電極123 に印加する電圧波形
は図2の(d) に示すように、0Vから徐々に上昇し、や
がて時刻t2 で+Vccとなって一定となる。そして、時
刻t1 〜t2 の時間tは、t=2CL ・Vcc/Ic =2
r・CL ・Vcc/(VCTL −VF )になる。但し、CL
は静電容量113 ,114 の容量値である。At this time, the capacitance from the electrode 123 to the capacitance 113 →
Electrode 12 2 → Transistor 142 path and capacitance 11
The charging current flows through the path of 4 → electrode 12 4 → transistor 144, but the voltage waveform applied to the electrode 12 3 at this time gradually rises from 0 V as shown in FIG. 2 (d), and eventually + Vcc at time t2. And becomes constant. The time t from time t1 to t2 is t = 2CL.multidot.Vcc / Ic = 2.
It becomes r.CL.Vcc / (VCTL-VF). However, CL
Is the capacitance value of the electrostatic capacitances 113 and 114.
【0021】その後適当な時間が経過すると、PNP型
トランジスタ173 がオン動作し、若干遅れてNPN型
トランジスタ143 がオン動作する。これにより、ダイ
オード152 →電極122 →静電容量113 →電極12
3 →NPN型トランジスタ143 の閉ループとダイオー
ド154 →電極124 →静電容量114 →電極123→
NPN型トランジスタ143 の閉ループにより放電電流
が流れる。この一連の動作により、隔壁を構成するピエ
ゾ圧電素子が歪み動作してインク室からインクを噴射さ
せる。After an appropriate time, the PNP transistor 173 turns on, and the NPN transistor 143 turns on with a slight delay. As a result, the diode 15 2 → electrode 12 2 → electrostatic capacity 11 3 → electrode 12
3 → Closed loop of NPN transistor 143 and diode 154 → Electrode 124 → Capacitance 114 → Electrode 123 →
A discharge current flows due to the closed loop of the NPN transistor 143. By this series of operations, the piezo-piezoelectric element forming the partition wall is distorted to eject ink from the ink chamber.
【0022】このように、+Vcc電源端子に与える電圧
を一定にし、PNP型トランジスタ171 ,172 ,1
73 ,174 ,175 ,…のオフ、オンタイミングとN
PN型トランジスタ141 ,142 ,143 ,144 ,
145 ,…のオフ、オンタイミングにより電極121 ,
122 ,123 ,124 ,125 ,…に印加する電圧の
タイミングを可変できるので、各インク室毎にインクの
噴射タイミングを異ならせることができる。そして、+
Vcc電源端子に与える電圧を一定にできるので、IC化
が容易に実現できる。In this way, the voltage applied to the + Vcc power supply terminal is made constant, and the PNP type transistors 171, 172, 1
73, 174, 175, ... OFF / ON timing and N
PN type transistors 141, 142, 143, 144,
The electrodes 121,
Since the timing of the voltage applied to 122, 123, 124, 125, ... Can be varied, the ink ejection timing can be made different for each ink chamber. And +
Since the voltage applied to the Vcc power supply terminal can be made constant, the IC can be easily realized.
【0023】また、NPN型トランジスタ181 ,18
2 ,183 ,184 ,185 ,…のベースに印加する+
VCTL 電圧を可変すると、トランジスタ181 ,182
,183 ,184 ,185 ,…のコレクタ電流が変化
するので、トランジスタ171,172 ,173 ,174
,175 ,…のオフ時にPNP型トランジスタ131,
132 ,133 ,134 ,135 ,…に流れるコレクタ
電流Ic を可変できることになる。従って、電極121
,122 ,123 ,124 ,125 ,…に印加する電
圧波形の立上がりの傾きを容易に調節できる。Further, NPN type transistors 181 and 18
Applied to the bases of 2, 183, 184, 185, ... +
When the VCTL voltage is changed, the transistors 181 and 182 are changed.
, 183, 184, 185, ... Change the collector currents, so that the transistors 171, 172, 173, 174
, 175, ... When the PNP transistor 131 is turned off,
This means that the collector current Ic flowing through 132, 133, 134, 135, ... Can be varied. Therefore, the electrode 121
, 122, 123, 124, 125, ..., the rising slope of the voltage waveform applied to the can be easily adjusted.
【0024】また、階調表現のために、インク滴の大き
さをドット毎に変更する場合や印刷位置誤差の修正を行
う場合、又は、ヘッドを斜めに取り付けて印刷密度を調
節したい場合は、ノズル間でインクの噴射タイミングを
調整する必要がある。このような調節が容易にできる。
なお、この実施の形態では、第2の半導体スイッチング
素子をNPN型トランジスタ141 ,142 ,143 ,
144 ,145 ,…とダイオード151 ,152 ,15
3 ,154 ,155 ,…とで構成したが、必ずしもこれ
に限定するものではなく、双方向のアナログスイッチで
構成してもよい。Further, in order to express the gradation, when the size of the ink droplet is changed for each dot, when the printing position error is corrected, or when the head is attached obliquely to adjust the printing density, It is necessary to adjust the ink ejection timing between the nozzles. Such adjustment can be easily performed.
In this embodiment, the second semiconductor switching element is the NPN type transistors 141, 142, 143,
144, 145, ... And diodes 151, 152, 15
, 154, 155, ..., but the invention is not necessarily limited to this, and may be a bidirectional analog switch.
【0025】(第2の実施の形態)これは、図3に示す
ように、例えば1ライン1280本のノズルを有するピ
エゾインクジェットヘッド21を10ブロックに分割
し、各ブロック毎に128本のノズル、すなわち、イン
ク室を備えている。そして、各ブロックのヘッドを駆動
する10個の駆動IC221 ,222 ,223 ,…22
10を設けている。前記各駆動IC221 〜2210は、図
1に示した回路を128個の電極に対応して1チップ内
に形成したものである。+Vcc電源端子と接地間にそれ
ぞれ抵抗231,232 ,233 ,…2310、可変抵抗
241 ,242 ,243 ,…2410及び抵抗251 ,2
52 ,253 ,…2510の直列回路を接続し、前記各可
変抵抗241 ,242 ,243 ,…2410の可動端子か
ら+VCTL 電源をそれぞれ取り出して前記各駆動IC2
21 〜2210にぞれぞれ供給している。(Second Embodiment) As shown in FIG. 3, a piezo ink jet head 21 having 1280 nozzles per line is divided into 10 blocks, and 128 nozzles are provided for each block. That is, the ink chamber is provided. Then, ten driving ICs 221, 222, 223, ... 22 for driving the heads of the respective blocks are provided.
10 are provided. Each of the drive ICs 221 to 2210 is formed by forming the circuit shown in FIG. 1 in one chip corresponding to 128 electrodes. Resistances 231, 232, 233, ... 2310, variable resistances 241, 242, 243, ... 2410 and resistances 251, 2 between + Vcc power supply terminal and ground respectively.
, 2510 connected in series, and + VCTL power supplies are taken out from the movable terminals of the variable resistors 241, 242, 243 ,.
21 to 2210 are supplied respectively.
【0026】ところで、電極間に介在するピエゾ圧電素
子の静電容量はピエゾデバイスに依存し、1つのヘッド
内のノズル間でのバラツキは小さいが、ヘッド間では大
きい。また、各駆動IC221 〜2210において、1つ
のチップ内では抵抗191 ,192 ,193 ,194 ,
195 ,…の抵抗値のバラツキはそれ程大きくはない
が、各駆動IC221 〜2210間では抵抗値のバラツキ
は大きくなる。By the way, the electrostatic capacity of the piezoelectric element interposed between the electrodes depends on the piezoelectric device, and the variation between the nozzles in one head is small, but it is large between the heads. Further, in each of the driving ICs 221 to 2210, resistors 191, 192, 193, 194, and
The variation in the resistance value of 195, ... Is not so large, but the variation in the resistance value is large among the drive ICs 221 to 2210.
【0027】このため、各駆動IC221 〜2210毎に
可変抵抗241 ,242 ,243 ,…2410を操作して
+VCTL 電圧を調整して各駆動IC221 〜2210間の
バラツキを補正する。このように、バラツキ調整や+V
CTL 電圧の調節を各駆動IC221 〜2210毎にまとめ
てできるので、調整作業が簡単である。Therefore, the variable resistors 241, 242, 243, ... 2410 are operated for each of the driving ICs 221 to 2210 to adjust the + VCTL voltage to correct the variations among the driving ICs 221 to 2210. In this way, variation adjustment and + V
Since the CTL voltage can be adjusted for each drive IC 221 to 2210, the adjustment work is simple.
【0028】(第3の実施の形態)これは、図4に示す
ように、インクジェットヘッド21をブロック単位で駆
動する10個の駆動IC221 ,222 ,223 ,…2
210に対する+VCTL 電源の供給を1ヶ所で行うように
したものである。すなわち、+Vcc電源端子と接地間に
抵抗26、可変抵抗27及び抵抗28の直列回路を接続
し、可変抵抗27の可動端子から+VCTL 電源を取り出
して前記各駆動IC221 〜2210にぞれぞれ供給して
いる。この回路は、各駆動IC221 〜2210間のバラ
ツキがヘッド間のバラツキよりも充分に小さい場合に適
用する回路で、可変抵抗27を操作することで全ての駆
動IC221 〜2210の+VCTL 電圧を一括して調整で
き、調整作業がさらに簡単になる。なお、この実施の形
態においても前述した実施の形態と同様の作用効果が得
られるのは勿論である。また、各駆動IC間のバラツキ
がロット内で小さく、ロット間で大きい場合は、1つの
ヘッドに同一ロットのICのみを使用すれば各駆動IC
221 〜2210間のバラツキがヘッド間のバラツキより
も充分に小さくでき、図4の回路が適用できる。(Third Embodiment) As shown in FIG. 4, this is the ten drive ICs 221, 222, 223, ... 2 for driving the ink jet head 21 in block units.
The + VCTL power supply for 210 is supplied at one place. That is, a series circuit of a resistor 26, a variable resistor 27, and a resistor 28 is connected between the + Vcc power supply terminal and ground, and the + VCTL power supply is taken out from the movable terminal of the variable resistor 27 and supplied to each of the drive ICs 221 to 2210. ing. This circuit is applied when the variation between the driving ICs 221 to 2210 is sufficiently smaller than the variation between the heads. By operating the variable resistor 27, the + VCTL voltage of all the driving ICs 221 to 2210 is collectively set. Adjustment is possible, and adjustment work becomes easier. It is needless to say that the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained in this embodiment as well. Further, when the variation between the drive ICs is small within the lot and large among the lots, it is only necessary to use the ICs of the same lot for one head.
The variation between 221 and 2210 can be made sufficiently smaller than the variation between heads, and the circuit of FIG. 4 can be applied.
【0029】(第4の実施の形態)これは図5に示すよ
うに、図1に示すバイポーラ型のPNP型トランジスタ
131 ,132 ,133 ,134 ,135 ,…、NPN
型トランジスタ141 ,142 ,143 ,144 ,14
5 ,…、PNP型トランジスタ161 ,162 ,163
,164 ,165 ,…、PNP型トランジスタ171
,172 ,173 ,174 ,175 ,…、NPN型ト
ランジスタ181 ,182 ,183 ,184 ,185 ,
…をMOS型FET(電界効果トランジスタ)1311,
1321,…、NPN型トランジスタ1411,1421,
…、PNP型トランジスタ1611,1621,…、PNP
型トランジスタ1711,1721,…、NPN型トランジ
スタ1811,1821,…に代えたものである。(Fourth Embodiment) As shown in FIG. 5, this is a bipolar PNP transistor 131, 132, 133, 134, 135, ..., NPN shown in FIG.
Type transistors 141, 142, 143, 144, 14
5, ..., PNP type transistors 161, 162, 163
, 164, 165, ..., PNP transistor 171
, 172, 173, 174, 175, ..., NPN type transistors 181, 182, 183, 184, 185,
... is a MOS type FET (field effect transistor) 1311,
1321, ..., NPN type transistors 1411, 1421,
..., PNP type transistors 1611, 1621, ..., PNP
, NPN type transistors 1811, 1821, ...
【0030】このようにバイポーラ型のトランジスタを
MOS型のFETに代えても前述した実施の形態と同様
の作用効果が得られる。また、カレントミラー回路を構
成する2つのFET1311,1321,…及びFET16
11,1621,…の面積比を変えることにより、調整元で
あるFET1611,1621,…に流れる電流を減らすこ
とができる。As described above, even if the bipolar type transistor is replaced by the MOS type FET, the same operational effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Further, the two FETs 1311, 1321, ... And FET 16 which constitute the current mirror circuit.
By changing the area ratio of 11, 1621, ..., It is possible to reduce the current flowing through the FET 1611, 1621 ,.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上、請求項1記載の発明によれば、各
インク室毎にインクの噴射タイミングを異ならせること
ができ、また、電源電圧を一定にでき、従って、IC化
が容易に実現でき、さらに、電極に印加する電圧波形の
傾きを容易に調節できる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the ink ejection timing can be made different for each ink chamber, and the power supply voltage can be made constant. Therefore, IC can be easily realized. In addition, the slope of the voltage waveform applied to the electrodes can be easily adjusted.
【0032】また、請求項2及び3記載の発明によれ
ば、各インク室毎にインクの噴射タイミングを異ならせ
ることができ、また、電源電圧を一定にでき、従って、
IC化が容易に実現でき、さらに、電極に印加する電圧
波形の傾きを容易に調節でき、しかもこの調節作業が簡
単にできる。According to the second and third aspects of the invention, the ink ejection timing can be made different for each ink chamber, and the power supply voltage can be made constant.
The IC can be easily realized, and the inclination of the voltage waveform applied to the electrodes can be easily adjusted, and the adjustment work can be easily performed.
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す部分回路構成
図。FIG. 1 is a partial circuit configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施の形態における各部の動作タイミング、
電流、電圧波形を示す図。FIG. 2 is an operation timing of each unit in the embodiment,
The figure which shows a current and a voltage waveform.
【図3】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施の形態を示す部分回路構成
図。FIG. 5 is a partial circuit configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図6】ピエゾ圧電素子を使用したインクジェットプリ
ンタのヘッド構成を示す部分断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a head configuration of an ink jet printer using a piezoelectric element.
【図7】同ヘッドの電極に印加する電圧波形を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a voltage waveform applied to an electrode of the head.
【図8】従来例を示す部分回路構成図。FIG. 8 is a partial circuit configuration diagram showing a conventional example.
【図9】同従来例の各部の動作タイミング、電圧波形を
示す図。FIG. 9 is a diagram showing operation timings and voltage waveforms of respective parts of the conventional example.
【図10】他の従来例を示す部分回路構成図。FIG. 10 is a partial circuit configuration diagram showing another conventional example.
【図11】同従来例の各部の動作タイミング、電圧波形
を示す図。FIG. 11 is a diagram showing operation timings and voltage waveforms of respective parts of the conventional example.
111 〜116 …ピエゾ圧電素子からなる静電容量 121 〜125 …電極 131 〜135 …PNP型トランジスタ(第1の半導体
スイッチング素子) 141 〜145 …NPN型トランジスタ(第2の半導体
スイッチング素子) 151 〜155 …ダイオード(第2の半導体スイッチン
グ素子) 161 〜165 …PNP型トランジスタ(電流制限回
路) 181 〜185 …NPN型トランジスタ(電流制限回
路)111 to 116 ... Capacitance composed of piezo piezoelectric element 121 to 125 ... Electrode 131 to 135 ... PNP type transistor (first semiconductor switching element) 141 to 145 ... NPN type transistor (second semiconductor switching element) 151 to 155 ... Diode (second semiconductor switching element) 161 to 165 ... PNP type transistor (current limiting circuit) 181 to 185 ... NPN type transistor (current limiting circuit)
Claims (3)
ぞれ電極を設けた多数のインク室をライン状に配置し、
各電極間に印加する電圧により前記ピエゾ圧電素子を歪
ませてインク室内に圧力を与え、このインク室内のイン
クをノズルから噴射するインクジェットヘッドと、電源
の正極端子と前記各電極との間にそれぞれ接続した複数
の第1の半導体スイッチング素子と、この各第1の半導
体スイッチング素子に流れる電流量をそれぞれ制限する
電流制限回路と、前記電源の負極端子と前記各電極との
間にそれぞれ接続した複数の第2の半導体スイッチング
素子とを備え、 インク室を歪ませる場合に、このインク室の電極に接続
した前記第1の半導体スイッチング素子を導通制御する
とともにこのインク室と隣合うインク室の電極に接続し
た前記第2の半導体スイッチング素子を導通制御し、前
記第1の半導体スイッチング素子に流れる電流量を対応
する電流制限回路により制限してこのインク室の電極と
隣合うインク室の電極との間の静電容量をゆっくり充電
し、その後、このインク室の電極に接続した前記第1の
半導体スイッチング素子を非導通制御するとともにこの
インク室の電極に接続した第2の半導体スイッチング素
子を導通制御して充電した静電容量を急速に放電させて
隔壁のピエゾ圧電素子を歪ませこのインク室内に圧力を
与えることを特徴とするインクジェットプリンタのヘッ
ド駆動装置。1. A large number of ink chambers, which are separated by partition walls of a piezoelectric element and are provided with electrodes, are arranged in a line.
The piezoelectric element is distorted by a voltage applied between the electrodes to apply pressure to the ink chamber, and an ink jet head that ejects ink in the ink chamber from nozzles is provided between the positive electrode terminal of the power supply and each of the electrodes. A plurality of first semiconductor switching elements connected to each other, a current limiting circuit that limits the amount of current flowing through each first semiconductor switching element, and a plurality of current limiting circuits connected between the negative terminal of the power source and each electrode. When the ink chamber is distorted, the first semiconductor switching device connected to the electrode of the ink chamber is controlled to conduct, and the electrode of the ink chamber adjacent to the ink chamber is also provided. The connected second semiconductor switching element is controlled to be conductive so that the amount of current flowing through the first semiconductor switching element is controlled. Current is limited by the current limiting circuit to slowly charge the capacitance between the electrode of the ink chamber and the electrode of the adjacent ink chamber, and then the first semiconductor switching element connected to the electrode of the ink chamber is connected. The second semiconductor switching element connected to the electrode of the ink chamber is controlled to be non-conductive, and the charged electrostatic capacitance is rapidly discharged to distort the piezoelectric element of the partition wall and apply pressure to the ink chamber. A head drive device for an inkjet printer, which is characterized in that
数のブロック単位に分け、この各ブロック単位毎に第1
の半導体スイッチング素子、電流制限回路及び第2の半
導体スイッチング素子を組込んだ集積回路を複数使用
し、各集積回路毎に電流制限回路の制限電流量を一括し
て調整することを特徴とする請求項1記載のインクジェ
ットプリンタのヘッド駆動装置。2. The ink chamber of the inkjet head is divided into a predetermined number of block units, and each block unit has a first unit.
10. A plurality of integrated circuits incorporating the semiconductor switching element, the current limiting circuit and the second semiconductor switching element are used, and the limiting current amount of the current limiting circuit is collectively adjusted for each integrated circuit. Item 2. A head drive device for an inkjet printer according to Item 1.
数のブロック単位に分け、この各ブロック単位毎に第1
の半導体スイッチング素子、電流制限回路及び第2の半
導体スイッチング素子を組込んだ集積回路を複数使用
し、全ての集積回路内の電流制限回路の制限電流量を一
括して調整することを特徴とする請求項1記載のインク
ジェットプリンタのヘッド駆動装置。3. The ink chamber of the ink jet head is divided into a predetermined number of block units, and each block unit has a first unit.
Characterized in that a plurality of integrated circuits incorporating the semiconductor switching element, the current limiting circuit, and the second semiconductor switching element are used, and the limiting current amounts of the current limiting circuits in all the integrated circuits are collectively adjusted. The head drive device for an inkjet printer according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31643995A JPH09156094A (en) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | Head driving device on ink jet printer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31643995A JPH09156094A (en) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | Head driving device on ink jet printer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09156094A true JPH09156094A (en) | 1997-06-17 |
Family
ID=18077105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31643995A Pending JPH09156094A (en) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | Head driving device on ink jet printer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09156094A (en) |
-
1995
- 1995-12-05 JP JP31643995A patent/JPH09156094A/en active Pending
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