JPS62214963A - 圧電素子駆動回路 - Google Patents

圧電素子駆動回路

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JPS62214963A
JPS62214963A JP5692586A JP5692586A JPS62214963A JP S62214963 A JPS62214963 A JP S62214963A JP 5692586 A JP5692586 A JP 5692586A JP 5692586 A JP5692586 A JP 5692586A JP S62214963 A JPS62214963 A JP S62214963A
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JP
Japan
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piezoelectric element
row
driver
drive circuit
piezoelectric
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JP5692586A
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English (en)
Inventor
Masahiro Takahashi
正弘 高橋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04541Specific driving circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
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    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電素子を用いて記録媒体上にインク滴を噴
射することによって文字や図形等を記録するオンデマン
ド型インクジェット記録装置等における圧電素子の駆動
回路に関し、特に多数のノズルを効率良くドライブする
ための圧電素子駆動回路に関するものである。
〔従来の技術〕
オンデマンド型インクジェットヘッドの一実施例の基本
的な原理を示す構成断面図を第3図に示す。このヘッド
は、インク噴射室lを備え、その一端側にはインク供給
孔2が、他端側にはオリフィス3が設けられている。イ
ンク噴射室1の壁の一部を構成する弾性プレート4には
、圧電素子5が貼りつけられており、バイモルフを構成
している。
初期状態では、インク噴射室lおよびオリフィス3には
インクが満たされている。圧電素子5に電気パルスを印
加すると、圧電素子5と弾性プレート4の撓みにより、
インク噴射室l内部に圧力波が発生し、この圧力波によ
りオリフィス3よりインク滴6が記録媒体(図示せず)
に向かって噴射される。
ここで圧電素子5に対する圧電素子駆動回路については
、従来より多数の方式が考案されており、例えば、特願
昭58−10282号などで提案されたものがある。す
なわち、従来の方式は、1つの駆動回路によって1ノズ
ルを駆動するものであり、従って、ノズルの本数分の駆
動回路が必要とされる。
一方、LEDアレイやライン型サーマルプリントヘッド
においては、被駆動素子であるLEDや抵抗発熱体の数
量が大きく、駆動回路の規模を小さく抑える目的のため
に、マトリックス型の駆動回路が採用されてきた。
第4図は、発熱抵抗体用の3×3マトリックス型駆動駆
動の一例を示す図である。これによれば、9個の発熱抵
抗体7を駆動するのに行及び列側の駆動回路8.9合わ
せて計6個の駆動回路を用いればよい、一般に、MXN
のマトリックス駆動を行うのに、M+N個の駆動回路で
済み、マトリックスサイズが大きい程効率的であるとい
うことになる。なお、第4図中のダイオード10は逆流
阻止の為に挿入されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、従来技術によるインクジェットヘッド駆動回
路では、前述のようにノズル1本につき1つの駆動回路
が必要であったため、比較的、ノズル数の少ないシリア
ル走査方式の記録装置ではあまり問題はないものの、ノ
ズル数の膨大なライン走査方式の記録装置の場合は、1
つの駆動回路で1ノズルを駆動するという従来の構成に
よったのでは駆動回路の個数、規模が大きくなりすぎ、
実用的とは言えない。
そこで、上記のようなマトリックス駆動を採用すること
が考えられる。しかし、抵抗体やダイオードは常に電流
の流れる方向を一定に定められるため第4図の様に容易
にマトリックス型の駆動回路を構成できたが、被駆動素
子が圧電素子のときは、圧電素子5は電荷の充放電が必
要であり、電流を双方向に流す必要のあるためマトリッ
クス型の駆動は困難であった。
本発明は、圧電素子駆動回路において、マトリックス型
の駆動回路を可能ならしめ、たとえ駆動すべき圧電素子
が多数要求されるノズル数の多い記録装置の場合でも、
簡単な構成のものを容易に実現し得るようにすることを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、インクジェット記録装置等の圧電素子駆動回
路において、 M行N列のマトリックス状に結線された複数の圧電素子
ユニットと、 各行に対応したM個の行ドライバと、 各列に対応したN個の列ドライバと、 対応する行ドライバとN個の圧電素子ユニットの一端を
結ぶM本の行ドライブ線と、 対応する列ドライバとM個の圧電素子ユニットの他の一
端を結ぶN本の列ドライブ線とを備え、前記各圧電素子
ユニットは、1つの圧電素子と、互いに通電方向が逆に
なるように接続された2つのツェナーダイオードとの直
列接続回路よりなることを特徴とする。
(作用〕 基本的な動作は、〔従来の技術〕の項で述べたLEDア
レイやライン型サーマルプリントヘッドにおけるマトリ
ックス型の駆動回路に類領している。すなわち、M個の
行ドライバのうち1 (1のドライバだけをアクティブ
状態にすることにより、1つの行を選択し、しかるべき
データ、例えば印字データや表示データといったものを
列ドライバに与えることにより、先に選択された行に並
ぶ圧電素子ユニットを駆動することができる。各圧電素
子ユニットの1つ1つは、それぞれ駆動すべき圧電素子
および2つのツェナーダイオードの直列接続から成り、
その2つのツェナーダイオードを互いに通電方向が逆に
なるよう結線することにより電荷の充放電を可能とする
。圧電素子ユニットを同時に駆動できるのは、1行だけ
であり、アクティブにする行を順次走査することにより
、マトリックス全体の圧電素子ユニットを駆動すること
ができる。
〔実施例〕
本発明の最も基本的な一実施例を第1図に示す。
多数のノズルを効率的に駆動するため、圧電素子5およ
び2つのツェナーダイオード11を直列に接続したもの
を1つの圧電素子ユニットとし、この圧電素子ユニット
を第1図に示すように電気的にM行×N列(簡潔に図示
するため第1図の場合は3×3の例を示す)のマトリッ
クス状に配線する。この場合、圧電素子5やノズルが機
械的にマトリックス状に配置されている必要は全くない
また、第4図に示したマトリックス型駆動回路と同様に
、各行ドライブ線および各列ドライブ線には、行ドライ
バ12および列ドライバ13の出力端子が接続される。
ここで、第4図に示した駆動回路の場合、駆動する対象
が抵抗素子であるため、通電方向が一方向でよく、その
場合の行ドライバ8はソースドライバ、列ドライバ9は
シンクドライバでよいが、本発明に用いられる行ドライ
バ12゜列ドライバ13は、対象が圧電素子5であるた
め、ソース・シンクの再出力が可能でなければならない
各圧電素子ユニット内の2つのツェナーダイオード11
は、その通電方向が逆向きになるように結線する。この
2つのツェナーダイオード11と圧電素子5の並べる順
序は任意でよく、実装上の都合などで決定できる。第2
図(a)〜(d)にこれらの−例を示す。
N列×M行内の’r  J番目の圧電素子ユニットの一
端はi番目の列ドライバ13に接続され、他端は3番目
の行ドライバ12に接続されている。
第1図の場合で言えば、例えば圧電素子、ツェナーダイ
オードに関し参照符号が付されている圧電素子ユニット
は、その一端は3列目の列ドライバ13に接続され、他
端は目ギ目の行ドライバ12に接続されている。
行ドライバ12および列ドライバ13は同一のものを使
用し、出力はソース出力電圧E (V) 、シンク出力
電圧0 (V)およびフローティングが選択できる。ソ
ース出力電圧E (V)は、圧電素子を駆動するのに充
分な電圧に設定する。ツェナーダイオード11の逆方向
降伏電圧ETH(V)は、ET)I=%E(V) 程度にする。
次に、動作について説明する。初期化動作として、全て
の圧電素子5を行ドライバ12より見て負に充電する。
この動作は行ドライバ側に0(V)。
列ドライバ側にE (V)を印加することにより達成で
き、各圧電素子5はツェナーダイオード11の降伏によ
り 一(E−ETI()  (V) すなわち、 !/GE (V) に充電される。インク滴噴射の際は、選択すべき行ドラ
イバ出力をE (V)にし、他の行ドライバ出力はフロ
ーティング状態にする。一方、列ドライバ側は、噴射す
べきノズルに対応した列ドライバ13を0 (V)に他
の列ドライバ出力はフローティング状態にする。この動
作により選択された圧電素子ユニットは、E (V)印
加されることになり、圧電素子5の両端の電圧は、ツェ
ナーダイオード11の降伏電圧E7H(V)を差し引い
た十AE(V)に充電されることになる。E、 (V)
にドライブされている行ドライブ線から、非選択の圧電
素子ユニットを介して、フローティング状態の列ドライ
ブ線へ、そして別の非選択の圧電素子ユニットを介して
、非選択の行ドライブ線へ、さらに0 〔v〕の列ドラ
イブ線へと、3つの非選択の圧電素子ユニットを介する
パスがあるが、圧電素子ユニット内のツェナーダイオー
ド11の働きにより、このパスに無用な電流が流れるこ
とが防止される。
放電は充電とは逆に、選択された行ドライブ線に0 (
V)を、選択された列ドライブ線にE (V)を印加す
ることにより行われ、圧電素子は初期状態同様、 %E
 (V)になる。
なお、圧電素子の接着を考慮した場合、圧電素子ユニッ
ト内の配線は第2図(C)もしくは(d)の様に圧電素
子5が外側に配置されている方が実用的である。
ツェナーダイオード11自身をヘッド側に装着すれば、
ドライバの数量のみならず、駆動回路部よりヘッドまで
の駆動線をM+N本に削減でき極めて実用的である。
〔発明の効果〕
以上述べた様に、本発明によれば、従来技術ではMXN
個の駆動回路とM+N+ (グランド線)本の駆動線が
必要だったものをM+N本の駆動線で済ますことができ
、特に、ノズル数を増加させた高速型インクジェット記
録装置の圧電素子の駆動に適用して好適であり、その小
型化、低価格化に貢献するものである。
例えば、M=N=32の場合、従来技術では1024個
の駆動回路を必要としたのに対して、本発明ではわずか
64個の駆動回路で済ますことができ、その効果は大き
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、 第2図は圧電素子ユニット内の配置例を示す図、第3図
はオンデマンド型インクジェットヘッドの一例の基本的
原理を示す図、 第4図は被駆動素子が一般の抵抗発熱体の場合のマトリ
ックス駆動回路の一例を示す図である。 ■・・・・・・インク噴射室 3・・・・・・オリフィス 4・・・・・・弾性プレート 5・・・・・・圧電素子 6・・・・・・インク滴 11・・・・・・ツェナーダイオード 12・・・・・・行ドライバ 13・・・・・・列ドライバ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)インクジェット記録装置等の圧電素子駆動回路に
    おいて、 M行N列のマトリックス状に結線された複数の圧電素子
    ユニットと、 各行に対応したM個の行ドライバと、 各列に対応したN個の列ドライバと、 対応する行ドライバとN個の圧電素子ユニットの一端を
    結ぶM本の行ドライブ線と、 対応する列ドライバとM個の圧電素子ユニットの他の一
    端を結ぶN本の列ドライブ線とを備え、前記各圧電素子
    ユニットは、1つの圧電素子と、互いに通電方向が逆に
    なるように接続された2つのツェナーダイオードとの直
    列接続回路よりなることを特徴とする圧電素子駆動回路
JP5692586A 1986-03-17 1986-03-17 圧電素子駆動回路 Pending JPS62214963A (ja)

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JP5692586A JPS62214963A (ja) 1986-03-17 1986-03-17 圧電素子駆動回路

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JP5692586A JPS62214963A (ja) 1986-03-17 1986-03-17 圧電素子駆動回路

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ID=13041074

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01130951A (ja) * 1987-11-18 1989-05-23 Canon Inc マルチノズルインクジェット記録ヘッド
WO1994026520A1 (en) * 1993-05-10 1994-11-24 Compaq Computer Corporation Differential drive system for an ink jet printhead
US6443547B1 (en) * 2000-05-08 2002-09-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Driving device for inkjet recording apparatus and inkjet recording apparatus using the same

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JPH01130951A (ja) * 1987-11-18 1989-05-23 Canon Inc マルチノズルインクジェット記録ヘッド
WO1994026520A1 (en) * 1993-05-10 1994-11-24 Compaq Computer Corporation Differential drive system for an ink jet printhead
US6443547B1 (en) * 2000-05-08 2002-09-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Driving device for inkjet recording apparatus and inkjet recording apparatus using the same

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