JPH10211700A - アクチュエータ駆動回路 - Google Patents

アクチュエータ駆動回路

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JPH10211700A
JPH10211700A JP9017208A JP1720897A JPH10211700A JP H10211700 A JPH10211700 A JP H10211700A JP 9017208 A JP9017208 A JP 9017208A JP 1720897 A JP1720897 A JP 1720897A JP H10211700 A JPH10211700 A JP H10211700A
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JP
Japan
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current
head
inductance
transistor
main body
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JP9017208A
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Noboru Tamura
登 田村
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本体とヘッドを接続するケーブルの持つインダ
クタンスによる駆動波形のオーバーシュートおよびアン
ダーシュートを低減する。 【解決手段】駆動回路の出力段に電流を流し出す第1の
トランジスタと電流を流し込む第2のトランジスタが存
在し、第1のトランジスタと第2のトランジスタのエミ
ッタは本体内で短絡されておらず、別々の経路で、ヘッ
ドに接続されており、ヘッド内で短絡されている。また
は、本体のグランドとヘッドのグランドを、本体からグ
ランドに電流が流れるようにダイオードを挿入した経路
と、ヘッドから本体に電流が流れるようにダイオードを
挿入した経路を有し、ヘッド内で短絡させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子によるア
クチュエータの駆動方式にかかわり、特にインクジェッ
ト式プリンタにおけるヘッド制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばインクジェット式のシリアル・プ
リンタシステムにおける従来のヘッド駆動の概要を図1
〜図3を参照して説明する。
【0003】図1は、情報処理およびヘッド駆動電力の
供給を行うプリンタ本体(以下本体)1と、制御対象と
なるヘッド部2との関係説明図である。本体1は、イン
クを吐出するノズルを決定するためのデータの作成およ
びタイミングをとるための制御論理101と、ヘッドの
アクチュエータを駆動するための電圧波形を生成する波
形生成回路108と、波形装置108より生成された波
形を電流増幅するトランジスタ102、103と、ヘッ
ド部2への制御データおよび駆動電力を出力するための
コネクタ107よりなる。
【0004】ヘッド部2は、インクを吐出するための運
動エネルギーを発生させる圧電素子からなる複数のアク
チュエータ221〜223と、そのアクチュエータに本
体からの駆動電圧を印加をしたりしなかったりするため
のアナログスイッチ211〜213と、本体1内の制御
論理101からのデータに従い、アクチュエータ221
〜223を振動させるかさせないかをアナログスイッチ
211〜213のON/OFFにより制御する制御論理
201からなる。ヘッド部2は、プリンタ機構内のレー
ル上を往復運動し、レール上の位置に応じたデータを本
体1より送られ、それによりインク滴を吐出し、印刷を
行う。
【0005】本体1とヘッド部2はフレキシブル・フラ
ット・ケーブル(以降FFC)3で接続されている。F
FC3は2枚の薄いフィルムに偏平な薄い電線を挟んだ
ケーブルであり、電線は制御論理からの印字データを伝
える複数本の信号線301と、駆動電圧をアクチュエー
タ221〜223に伝える302とグランドライン30
3である。FFC3はヘッドが往復運動をするのを妨げ
ないように適切な長さをもつ。
【0006】以上のような構成で印字する手順を図2お
よび図3に示す。紙が固定された状態で、ヘッド部2は
ヘッド走査方向に移動する。そのとき、図3に示すよう
なパルス列が、図1の電線302を通じて本体1からヘ
ッド部2に送られるが、それと同期してアナログスイッ
チ211〜213の開閉を規定するデータも本体1から
ヘッド部2に送られており、特定のパルスに対して、ア
ナログスイッチ211〜213のうちで閉じられたもの
に接続されているアクチュエータのみ振動する。その振
動は図2のノズル251〜253のうちの対応するノズ
ルのインクに力を加え、インクが吐出される。ヘッド部
2がヘッド走査方向の一端から他端に移動し終わると、
紙移動方向に、ノズル251〜253の距離分紙が移動
する。このようにして、プリンタの分解能に因って規定
される紙面上の任意の点にインクを吐出するかしないか
を、紙の先端からの移動量、ヘッド走査方向の位置すな
わちどのパルスのタイミングか、およびノズル251〜
253を指定することによって定めることが出来る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の構成で印字を行
った場合、一回のパルスで吐出を行うノズルの数は毎回
毎回異なる。たとえば、空白部を印字しているときに
は、どのノズルからの吐出も行われず、一方、黒べた印
字をしているときには、すべてのノズルからの吐出が行
われる。これは図1のアクチュエータ221〜223の
うちから動作させるアクチュエータの数が各パルスによ
って異なることを意味する。さらに、アクチュエータ2
21〜223の圧電素子は電気回路的には静電容量と考
えてよく、したがって、本体1から見ると毎回の吐出に
おいて容量負荷が変化しているように見える。容量負荷
が増加すると、容量に充放電するための電荷が増加し、
したがって、図3のパルスの傾斜部ににおいて、図1の
電線302、303を流れる電流が増加する。
【0008】ところで、FFC3はヘッド部2の移動の
妨げにならない十分な長さを用意しなければならないの
で、長さに比例した寄生のインダクタンスが存在する。
これを模式化すると図4の様になる。ここで、260は
図1における211から213および221〜223を
模擬した可変容量であり、320および330は寄生の
インダクタンスで、それぞれが図1の電線302、30
3に存在する。このインダクタンスはFFCを流れる電
流の時間微分に比例した逆起電力を生じるが、電流の時
間微分は、電流量そのものが大きくなると大きくなるの
で、容量負荷が増加すると、逆起電力が大きくなる。こ
の現象のため、吐出するノズルを増やすと、図5に示す
ように、本体のトランジスタ102、103のエミッタ
付近の電圧波形と、可変容量260両端間の電圧波形が
異なる。特に、ヘッド部2の電圧波形のオーバーシュー
ト、アンダーシュートは、ノズル内の液面の位置を変化
させてしまうために、吐出スピード、吐出インク量に大
きく影響を与える。これは、吐出によって形成させる紙
面上のドットの位置、大きさが、一回のパルスで吐出す
るノズル数によって異なることを意味し、印刷品質に影
響を与える。
【0009】オーバーシュートが発生するメカニズムを
図4を用いて説明する。図5のパルスの立ち上がりのス
ロープの終了付近について考える。スロープの後半にお
いては電流に関しては定常状態と考えていいので、 i1=dQ/dt=d(CV)/dt=C(dV/dt) に対応する電流がトランジスタ102のエミッタから可
変容量260に向かって流れている。ここで、i1はイ
ンダクタンス320を流れる電流、Qは可変容量260
が蓄える電荷、Cは可変容量260の静電容量、tは時
間、Vは波形発生器108が発生させる電圧波形であ
る。ここで、dV/dtは、電圧の変化が一定であるか
ら、一定値であり、したがって電流i1は一定である。
【0010】この状態で、駆動電圧の上昇が終わり平坦
部に入る。すると、トランジスタ102は、急激に電流
の流れを止めようとする。この過程において、i1は急
激に減少しようとする。したがって、di1/dtの絶
対値が大きくなり、インダクタンス320の両端に図4
に示した極性で逆起電力が生ずる。この起電力により、
電流i1は直ちには止まらず、可変容量260に電流が
流れ込み、電荷Qが大きくなりしたがって、Q/Cであ
る可変容量260の端子間の電位があがる。
【0011】また、駆動電圧が上昇しているときには、
電流i1と同じ大きさの電流i2が流れている。i2の
大きさはi1の大きさと常に等しいため、駆動電圧が平
坦部に移行するとき、i2もi1と同じように減少し逆
起電力を図4の極性でインダクタンス330の両端に電
位差が生じこれが電流i2を流し続けるように働き、可
変容量260のQを増やし、その両端の電位差がひろが
る。つまり、可変容量260はインダクタンス320お
よび、インダクタンス330双方が、オーバーシュート
を大きくする方向に働いている。
【0012】アンダーシュートについても同様に考える
ことができる。
【0013】本発明の課題は、1回のパルスに対する吐
出ノズルの数の増加による容量増加に伴う、ヘッド部内
の電圧波形のオーバーシュート、アンダーシュートを低
減し、安定した印字特性をもつプリンタシステムを提供
することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、駆動電圧波形を生成する第1の装置すな
わち本体と、該駆動電圧波形にしたがってインクを吐出
する第2の装置すなわちヘッド部の接続において、駆動
電圧の電気的接続をするFFC内の電線を電流の流れが
単一方向になるようにして、それを第1の装置から第2
の装置に向かうものと、第2の装置から第1の装置に向
かうものの2系統用意し、逆起電力による電流を逃がす
経路を設けることにより、オーバーシュート、アンダー
シュートを低減する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0016】(第1の実施形態)図6は、本発明の第1
の実施形態における構成図である。
【0017】図6においては、従来の技術である図4と
異なり、トランジスタ102のエミッタとトランジスタ
103のエミッタが本体内で接続されておらず、トラン
ジスタ102のエミッタは、インダクタンス321を介
して、可変容量260に接続されており、トランジスタ
103のエミッタはインダクタンス322を通して可変
容量260に接続されている。実際の装置では、図7の
ようになる。すなわち、従来の技術である図1のFFC
3において、電線を1本追加し、トランジスタ102は
エミッタを電線304を通してヘッド部2に接続され、
トランジスタ103のエミッタは電線305を通してヘ
ッド部に接続され、それらはヘッド2内で電気的にショ
ートされる。
【0018】以上の構成における動作を図8で説明す
る。図5のパルスの立ち上がりのスロープの終了付近に
ついて考える。スロープの後半においては電流に関して
は定常状態と考えていいので、 I1=dQ/dt=d(CV)/dt=C(dV/dt) なる電流が、トランジスタ102のエミッタから可変容
量260に向かって流れている。ここで、I1はインダ
クタンス321を流れる電流、Qは可変容量260が蓄
える電荷、Cは可変容量260の静電容量、tは時間、
Vは波形発生器108が発生させる電圧波形である。こ
こで、dV/dtは、電圧の変化が一定であるから、一
定値であり、したがって電流I1は一定である。また、
I2は0である。
【0019】この状態で、駆動電圧の上昇が終わり平坦
部に入る。すると、トランジスタ102は、急激に電流
の流れを止めようとする。この過程において、I1は急
激に減少しようとする。したがって、dI1/dtの絶
対値が大きくなり、インダクタンス321の両端に図8
に示した極性で逆起電力が生ずる。ところで、トランジ
スタのベース・エミッタ間の電圧をVBEとすると、ト
ランジスタ102のエミッタの電位はV−VBEであ
り、一方、トランジスタ103はエミッタの電位がV+
VBE以上になると、電流を流しはじめる。したがっ
て、インダクタンス321の逆起電力が2×VBE以上
になるとトランジスタ103が電流を流しはじめる。し
たがって、従来例では、可変容量260のみだった逆起
電力による電流を流しこむ場所に、別の経路が加わるこ
とになり、逆起電力によるオーバーシュートが小さくな
る。
【0020】なお、理想的には、平坦部に移行した瞬間
に電流I1と等しい電流I2がインダクタンス322に
流れ始めれば、可変容量260に流れる電流がゼロにな
り、オーバーシュートがなくなる。しかし、インダクタ
ンス322に電流I2が流れはじめるとき、インダクタ
ンス322の両端に図8に示すようなdI2/dtに比
例した逆起電力が生じるために、直ちにI2がI1と等
しい大きさになるわけではない。しかし、インダクタン
ス321および322のインダクタンスをL、可変容量
260のインダクタンス321と322に接続されてい
る端の電圧をVqとすれば Vq=V−VBE−L(dI1/dt) =V+VBE+L(dI2/dt) であり、これより、 L(dI1/dt)=−L(dI2/dt)−2VBE となり、I1の時間的変化が大きいときには、I2の時
間的変化も大きく、したがって、I2が急激に大きくな
ることを表し、これは、可変容量260に流れ込む電流
を大きく減らすことを意味し、したがって、可変容量2
60のオーバーシュートが減少することがわかる。
【0021】以上のように、駆動電圧が上昇過程から平
坦部に移行するとき、図6の回路においてオーバーシュ
ートが減少するが、同様の考察が、駆動電圧が下降過程
から平坦部に移行するときにもなされて、アンダーシュ
ートが減少する。
【0022】また、本実施形態において、図9のよう
に、定電流源112および113、ダイオード110お
よび111をもちいて、トランジスタ102および10
3のエミッタ・ベース間電圧VBEを打ち消すことによ
り、たとえば、駆動電圧が上昇過程から平坦部に移行す
るときに、トランジスタ103が働き始めるのが、図6
の場合より早くなり、より一層の効果を与える。
【0023】(第2の実施形態)次に本発明の第2の実
施形態を図10を用いて説明する。
【0024】本実施形態においては、グランドをダイオ
ード333とインダクタンス331により可変容量26
0を接続するとともに、ダイオード334とインダクタ
ンス332の経路でも接続している。ただし、ダイオー
ド333とダイオード334は電流の流れる向きを反対
にしている。
【0025】以上の構成における動作を説明する。図5
のパルスの立ち上がりのスロープの終了付近について考
える。スロープの後半においては電流に関しては定常状
態と考えていいので、第1の実施形態と同様にトランジ
スタ102から可変容量260に向かって電流I1が流
れるが、これは定電流である。この電流と同じ大きさの
電流が可変容量260のインダクタンス332に接続さ
れている端子から、インダクタンス332に流れ出す。
ダイオード333があるため、インダクタンス331に
は電流は流れない。
【0026】この状態で、駆動電圧の上昇が終わり平坦
部に入る。すると、トランジスタ102は、急激に電流
の流れを止めようとする。この過程において、I1は急
激に減少しようとするが、同様にI5も急激に減少しよ
うとする。したがって、dI5/dtの絶対値が大きく
なり、インダクタンス332の両端に図10に示す極性
で逆起電力が生ずる。ここで、ダイオード333および
334の順方向電圧をVfとすると、上記逆起電力が2
×Vfに達するとダイオード333が電流I4を流しは
じめる。したがって、従来例では、可変容量260のみ
だった逆起電力による電流を流しこむ場所に、別のパス
が加わることになり、逆起電力によるオーバーシュート
が小さくなる。
【0027】第1の実施形態と同様に、本実施形態にお
いても、I4の減少による逆起電力が発生し、ただちに
I4とI5が同じ電流値になることはないが、第1の実
施形態と同様の議論により、可変容量260から流れ出
す電流は小さくなり、オーバーシュートが小さくなる。
【0028】アンダーシュートに関しては、ダイオード
333とインダクタンス331がある経路と、ダイオー
ド334とインダクタンス332がある経路を上の説明
と反対にして考察すればアンダーシュートも減少するこ
とがわかる。
【0029】なお、本実施形態における、ダイオード3
33と334をショットキーバリアダイオードのような
順方向電圧Vfが小さいものを用いればより効果的であ
る。
【0030】(第3の実施形態)図11に第3の実施形
態における構成を示す。本実施形態においては、第1の
実施形態および、第2の実施形態を同時に用いたもので
ある。したがって、第1の実施形態の効果と第2の実施
例の効果を同時に得ることができ、オーバーシュート、
アンダーシュートが一層小さくなる。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明では、第1の装置
から第二の装置を接続する場合に、電線を流す電流に方
向性を持たせ、インダクタンスによる起電力による電流
を、違う方向性を持った電線に流すことにより、第2の
装置の容量負荷に流れ込む電流が少なくし、オーバーシ
ュート、アンダーシュートを小さく出来、吐出するノズ
ルの数によらず、安定な吐出特性を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の実施形態をあらわすプリンタシステ
ムの構成図。
【図2】図1の構成におけるヘッドの動きを示す説明
図。
【図3】図1の構成におけるアクチュエータ駆動波形
図。
【図4】図1の構成を単純化した説明図。
【図5】図1の構成における本体とヘッドの電圧を示し
た図。
【図6】本発明の第1の実施形態の説明図。
【図7】本発明の第1の実施形態の構成図。
【図8】本発明の第1の実施形態の説明図。
【図9】本発明の第1の実施形態における異なる実施例
の説明図。
【図10】本発明の第2の実施形態の説明図。
【図11】本発明の第3の実施形態の説明図。
【符号の説明】
1 本体 2 ヘッド部 3 フレキシブル・フラット・ケーブル 101 制御論理 102、103 トランジスタ 104、105 106 結線 107 コネクタ 108 波形生成回路 110、 111 ダイオード 112、113 定電流源 201 制御論理 211、212、213 アナログスイッチ 221、 222、223 アクチュエータ 222、 232、233 結線 260 可変容量 301 信号線 302、 303 電線 320、321、322、330、331、332 イ
ンダクタンス 333、334 ダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動電圧を発生する第1の装置と、駆動電
    圧波形に応じて第1の装置より電流が流し込まれあるい
    は第1の装置に電流を流し出すアクチュエータを有する
    第2の装置とを、インダクタンスを持った経路で接続す
    るシステムにおいて、第1の装置の駆動回路の出力段に
    は、電流を流し出す第1の素子と流し込む第2の素子が
    存在し、第1の素子の電流を流し出す端子と第2の素子
    の電流を流し込む端子は第1の装置内で短絡されておら
    ず、別の経路で、第2の装置に接続されており、第2の
    装置内で短絡されていることを特徴とするアクチュエー
    タ駆動回路。
  2. 【請求項2】駆動電圧を発生する第1の装置と、駆動電
    圧波形に応じて第1の装置より電流が流し込まれあるい
    は第1の装置に電流を流し出すアクチュエータを有する
    第2の装置とを、インダクタンスを持った経路で接続す
    るシステムにおいて、第1の装置のグランドと第2の装
    置のグランドとを、第1の装置から第2の装置へのみ電
    流が流れるように素子を挿入した第1の経路と、第2の
    装置から第1の装置にのみ電流が流れるように素子を挿
    入した第2の経路とで接続することを特徴とするアクチ
    ュエータ駆動回路。
  3. 【請求項3】駆動電圧を発生する第1の装置と、駆動電
    圧波形に応じて第1の装置より電流が流し込まれあるい
    は第1の装置に電流を流し出すアクチュエータを有する
    第2の装置とを、インダクタンスを持った経路で接続す
    るシステムにおいて、第1の装置のグランドと第2の装
    置のグランドとを、第1の装置から第2の装置へのみ電
    流が流れるように素子を挿入した第1の経路と、第2の
    装置から第1の装置にのみ電流が流れるように素子を挿
    入した第2の経路とで接続することを特徴とする請求項
    第1記載のアクチュエータ駆動回路。
JP9017208A 1997-01-30 1997-01-30 アクチュエータ駆動回路 Withdrawn JPH10211700A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000058097A1 (fr) * 1999-03-29 2000-10-05 Seiko Epson Corporation Dispositif d'enregistrement a jet d'encre
US6890046B1 (en) 1999-09-14 2005-05-10 Seiko Epson Corporation Driving waveform generator and method of generating driving waveform
US11983458B2 (en) 2016-07-22 2024-05-14 Sonos, Inc. Calibration assistance

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000058097A1 (fr) * 1999-03-29 2000-10-05 Seiko Epson Corporation Dispositif d'enregistrement a jet d'encre
US6890046B1 (en) 1999-09-14 2005-05-10 Seiko Epson Corporation Driving waveform generator and method of generating driving waveform
US11983458B2 (en) 2016-07-22 2024-05-14 Sonos, Inc. Calibration assistance

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