JPS63130357A - 圧電素子駆動回路 - Google Patents
圧電素子駆動回路Info
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- JPS63130357A JPS63130357A JP61277947A JP27794786A JPS63130357A JP S63130357 A JPS63130357 A JP S63130357A JP 61277947 A JP61277947 A JP 61277947A JP 27794786 A JP27794786 A JP 27794786A JP S63130357 A JPS63130357 A JP S63130357A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric element
- transistor
- turned
- coil
- circuit
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- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
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
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
- B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
- B41J2/30—Control circuits for actuators
Landscapes
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Impact Printers (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は電力効率を改善した圧電素子駆動回路に関する
。
。
従来、ドツトマトリックス型のプリンタにおけるワイヤ
の駆動又はインクジェット型のプリンタにおけるインク
粒子発生機構の駆動に圧電素子を用いるこ七が提案され
ている。その圧[素子は例えば第4図に示す駆動回路に
より駆動される。即ち、圧電素子2はトランジスタ3を
介して直流型′源1に接続されており、圧電素子2はト
ランジスタ3が印字開始信号S1によって導通すること
により、直流電源1の電圧が印加される。電圧が印加さ
れると圧電素子2は伸長又は縮小し、その変位が伝達機
構により拡大されて印字機構、例えばワイヤが駆動され
る。ところが、圧電素子2はキャパシタを構成しており
、トランジスタ3がオフしても、電荷が充電されている
ため伸長又は縮小したままとなり、印字機構の変位は元
に戻らない。 このため、圧電素子2に並列にトランジスタ4を接続し
、印字動作の終了後に印字終了信号S2によりトランジ
スタ4を一定時間オンさせて、圧電素子2に蓄積された
電荷を放電させて印加電圧を零にし、印字機構の変位を
元に復帰させている。
の駆動又はインクジェット型のプリンタにおけるインク
粒子発生機構の駆動に圧電素子を用いるこ七が提案され
ている。その圧[素子は例えば第4図に示す駆動回路に
より駆動される。即ち、圧電素子2はトランジスタ3を
介して直流型′源1に接続されており、圧電素子2はト
ランジスタ3が印字開始信号S1によって導通すること
により、直流電源1の電圧が印加される。電圧が印加さ
れると圧電素子2は伸長又は縮小し、その変位が伝達機
構により拡大されて印字機構、例えばワイヤが駆動され
る。ところが、圧電素子2はキャパシタを構成しており
、トランジスタ3がオフしても、電荷が充電されている
ため伸長又は縮小したままとなり、印字機構の変位は元
に戻らない。 このため、圧電素子2に並列にトランジスタ4を接続し
、印字動作の終了後に印字終了信号S2によりトランジ
スタ4を一定時間オンさせて、圧電素子2に蓄積された
電荷を放電させて印加電圧を零にし、印字機構の変位を
元に復帰させている。
ところが、圧電素子2に蓄積された電荷は放電時に抵抗
損として失われ、圧電素子2を再度駆動する場合には直
流電源1から再度充電している。 このため、印字機構の駆動に際し電力損失が大きくなり
、電力効率が良くないという問題があった。
損として失われ、圧電素子2を再度駆動する場合には直
流電源1から再度充電している。 このため、印字機構の駆動に際し電力損失が大きくなり
、電力効率が良くないという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、駆動時に圧電素子に
充電される電荷を回生ずることにより、圧電素子の電力
効率を改善することである。
であり、その目的とするところは、駆動時に圧電素子に
充電される電荷を回生ずることにより、圧電素子の電力
効率を改善することである。
【問題点を解決するための手段】
上記問題点を解決するための発明の構成は、外部信号に
応答して直流電源により圧電素子を充電する充電回路を
有した圧電素子駆動回路において、圧電素子の端子間に
接続された、コイルと制御信号により導通するスイッチ
素子の直列接続から戊る放電回路と、コイルの両端子を
それぞれ直流電源から流出する方向の電流を阻止するダ
イオードを介して直流電源に接続して成る回生回路とを
設けたことである。
応答して直流電源により圧電素子を充電する充電回路を
有した圧電素子駆動回路において、圧電素子の端子間に
接続された、コイルと制御信号により導通するスイッチ
素子の直列接続から戊る放電回路と、コイルの両端子を
それぞれ直流電源から流出する方向の電流を阻止するダ
イオードを介して直流電源に接続して成る回生回路とを
設けたことである。
駆動時には圧電素子は充電回路により直流電源から充電
される。また、駆動後の圧電素子の放電時には、コイル
と制御信号により導通するスイッチ素子の直列接続から
成る放電回路を電流が流れ、圧電素子に蓄積されている
静電エネルギーはコイルに静磁エネルギーとして蓄えら
れる。圧電素子の端子間電圧がほぼ零となる時に、スイ
ッチ素子がオフされるとコイルの逆起電力によりダイオ
ードを介して直流電源の正極側に電流が流れ、コイルに
蓄積されたエネルギーが直流電源に回生される。このた
め、駆動時に圧電素子に蓄積される電荷は回生されるの
で、圧電素子駆動回路の電力効率が向上する。
される。また、駆動後の圧電素子の放電時には、コイル
と制御信号により導通するスイッチ素子の直列接続から
成る放電回路を電流が流れ、圧電素子に蓄積されている
静電エネルギーはコイルに静磁エネルギーとして蓄えら
れる。圧電素子の端子間電圧がほぼ零となる時に、スイ
ッチ素子がオフされるとコイルの逆起電力によりダイオ
ードを介して直流電源の正極側に電流が流れ、コイルに
蓄積されたエネルギーが直流電源に回生される。このた
め、駆動時に圧電素子に蓄積される電荷は回生されるの
で、圧電素子駆動回路の電力効率が向上する。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
1図は本発明の具体的な一実施例にかかる圧電素子駆動
回路の回路図である。圧電素子2の両端子には充電回路
を構成するトランジスタ3と直流電源1の直列回路が接
続されている。また、圧電素子2の端子間にはコイル5
とスイッチ素子への直列接続から成る放電回路が接続さ
れている。 そのスイッチ素子Aは、コイル5のa端子を圧電素子2
の接地端子に接続するための主スィッチを構成するトラ
ンジスタ6と制御信号によりトランジスタ6をオンさせ
圧電素子2の端子電圧■1がほぼ0ボルトとなった時に
トランジスタ6をオフさせるためのトランジスタ7とト
ランジスタ8から成る。また、コイル5のa端子はダイ
オード9を介して直流電源1の正極に接続され、コイル
5のb端子はダイオード10を介して直流電源1の陰極
(接地)に接続されている。ダイオード9.10の極性
は直流電源1の正極から電流が流失するのを阻止する方
向である。 各部の電圧波形と電流波形は第2図に示されている。ま
ず、時刻t1でトランジスタ30ベースに入力している
駆動開始信号■2が高レベルとなると、トランジスタ3
はターンオンし、圧電素子2は直流電源1から電圧が印
加され、その端子電圧■1は所定の電源電圧VMとなり
圧電素子2は充電される。すると、圧電素子2は伸長又
は縮小し、充電により生じた変位が図、示しない伝達機
構により拡大されてワイヤが駆動され、対応するドツト
が印字される。 次にトランジスタ30ベースに印加される駆動開始信号
■2は時刻t2で低レベルとなり、トランジスタ3は時
刻t2でターンオフするが、圧電素子2には電荷が蓄積
されており、その端子電圧■1は電源電圧VMを保持し
、圧電素子2は変位したままとなる。 次に時刻t3でトランジスタ70ベースに駆動終了信号
■3が印加されると、トランジスタ7はオンしトランジ
スタ7のコレクタ電位はほぼ0ボルトとなる。すると、
トランジスタ8のベース、エミッタ間は順方向にバイア
スされるため、トランジスタ8はターンオンする。する
と、トランジスタロのベース、エミッタ間は順方向にバ
イアスされるため、トランジスタ6はターンオンする。 トランジスタ6がオンになると、コイル5のa端子は接
地されるので、圧電素子2に蓄積された電荷はコイル5
とトランジスタ6を流れて放電される。 この時、コイル5を流れる電流Iは圧電素子2の端子電
圧■1に対しπ/2だけ位相が遅れる。即ち、圧電素子
2の端子電圧V1は、時刻t3から時刻t4にかけて徐
々に減少し時刻t4で零となる。これに対し、コイル5
を流れる電流Iは、時刻t4で最大値Imとなる。 放電により圧電素子2の端子電圧■1がほぼOボルトと
なると、トランジスタ8のベース電流が流れなくなりト
ランジスタ8がターンオフする。 すると、トランジスタ6のベース電流もOとなりトラン
ジスタ6もターンオフする。トランジスタ6がターンオ
フすると、コイル5に逆起電力が発生し、ダイオード9
、直流電源1、ダイオード10と電流が流れ、コイル5
に蓄積されたエネルギーは直流電源1に回生される。直
流電源1に流れる電流I2は時刻t4から1mで流れ出
し、時刻t5で零となる。このように駆動時に圧電素子
2に充電された・電荷は直流電源1に回生され、圧電素
子2の端子電圧■1はほぼOボルトとなり圧電素子2の
変位は元に戻る。 第3図はドツトマトリック型のプリンタの駆動回路であ
る。第3図の駆動回路では回路部Bが各ワイヤ毎の回路
C1〜Cnで共通に使用されている。回路C1において
、圧電素子21を選択的に充電するトランジスタ71が
圧電素子21と直流電源1との間に接続され、圧電素子
21の正極とコイル5のb端子間に、陰極がb端子に接
続されたダイオード81が設けられている。他の回路C
2〜Cnの構成は回路CIと同様である。 圧電素子の駆動時には、駆動する圧電素子例えば圧電素
子21を有する回路C1のトランジスタ71のベースに
駆動開始信号■2を入力すれば、その圧電素子21が駆
動される。この時、回路CIのダイオード81と等価な
他の回路C2〜Cnに設けられているダイオードは逆バ
イアスされるので、他の回路02〜Cnの圧電素子は充
電されない。従って、駆動開始信号■2を入力した回路
の圧電素子だけが選択的に充電される。 各圧電素子に充電されている電荷を回生ずる場合には、
駆動終了信号■3をトランジスタ7のベースに入力する
。すると、充電された全ての圧電素子からダイオード8
1等を介しコイル5とトランジスタ6に電流が流れる。 その後、コイル5のb端子の電位がほぼ0ボルトとなる
と、トランジスタ6がターンオフし、コイル5に発生す
る逆起電力により、ダイオード9と直流電源1とダイオ
ード10とコイル5から成る回路を直流電源1の正極の
方向に電流が流れる。こうして、充電されている全ての
圧電素子の電荷は一斉に直流電源1に回生される。尚、
第1図と第3図に示したスイッチ素子Aは例示であって
、導通と非導通を制御できれば他の構成でも構わない。
1図は本発明の具体的な一実施例にかかる圧電素子駆動
回路の回路図である。圧電素子2の両端子には充電回路
を構成するトランジスタ3と直流電源1の直列回路が接
続されている。また、圧電素子2の端子間にはコイル5
とスイッチ素子への直列接続から成る放電回路が接続さ
れている。 そのスイッチ素子Aは、コイル5のa端子を圧電素子2
の接地端子に接続するための主スィッチを構成するトラ
ンジスタ6と制御信号によりトランジスタ6をオンさせ
圧電素子2の端子電圧■1がほぼ0ボルトとなった時に
トランジスタ6をオフさせるためのトランジスタ7とト
ランジスタ8から成る。また、コイル5のa端子はダイ
オード9を介して直流電源1の正極に接続され、コイル
5のb端子はダイオード10を介して直流電源1の陰極
(接地)に接続されている。ダイオード9.10の極性
は直流電源1の正極から電流が流失するのを阻止する方
向である。 各部の電圧波形と電流波形は第2図に示されている。ま
ず、時刻t1でトランジスタ30ベースに入力している
駆動開始信号■2が高レベルとなると、トランジスタ3
はターンオンし、圧電素子2は直流電源1から電圧が印
加され、その端子電圧■1は所定の電源電圧VMとなり
圧電素子2は充電される。すると、圧電素子2は伸長又
は縮小し、充電により生じた変位が図、示しない伝達機
構により拡大されてワイヤが駆動され、対応するドツト
が印字される。 次にトランジスタ30ベースに印加される駆動開始信号
■2は時刻t2で低レベルとなり、トランジスタ3は時
刻t2でターンオフするが、圧電素子2には電荷が蓄積
されており、その端子電圧■1は電源電圧VMを保持し
、圧電素子2は変位したままとなる。 次に時刻t3でトランジスタ70ベースに駆動終了信号
■3が印加されると、トランジスタ7はオンしトランジ
スタ7のコレクタ電位はほぼ0ボルトとなる。すると、
トランジスタ8のベース、エミッタ間は順方向にバイア
スされるため、トランジスタ8はターンオンする。する
と、トランジスタロのベース、エミッタ間は順方向にバ
イアスされるため、トランジスタ6はターンオンする。 トランジスタ6がオンになると、コイル5のa端子は接
地されるので、圧電素子2に蓄積された電荷はコイル5
とトランジスタ6を流れて放電される。 この時、コイル5を流れる電流Iは圧電素子2の端子電
圧■1に対しπ/2だけ位相が遅れる。即ち、圧電素子
2の端子電圧V1は、時刻t3から時刻t4にかけて徐
々に減少し時刻t4で零となる。これに対し、コイル5
を流れる電流Iは、時刻t4で最大値Imとなる。 放電により圧電素子2の端子電圧■1がほぼOボルトと
なると、トランジスタ8のベース電流が流れなくなりト
ランジスタ8がターンオフする。 すると、トランジスタ6のベース電流もOとなりトラン
ジスタ6もターンオフする。トランジスタ6がターンオ
フすると、コイル5に逆起電力が発生し、ダイオード9
、直流電源1、ダイオード10と電流が流れ、コイル5
に蓄積されたエネルギーは直流電源1に回生される。直
流電源1に流れる電流I2は時刻t4から1mで流れ出
し、時刻t5で零となる。このように駆動時に圧電素子
2に充電された・電荷は直流電源1に回生され、圧電素
子2の端子電圧■1はほぼOボルトとなり圧電素子2の
変位は元に戻る。 第3図はドツトマトリック型のプリンタの駆動回路であ
る。第3図の駆動回路では回路部Bが各ワイヤ毎の回路
C1〜Cnで共通に使用されている。回路C1において
、圧電素子21を選択的に充電するトランジスタ71が
圧電素子21と直流電源1との間に接続され、圧電素子
21の正極とコイル5のb端子間に、陰極がb端子に接
続されたダイオード81が設けられている。他の回路C
2〜Cnの構成は回路CIと同様である。 圧電素子の駆動時には、駆動する圧電素子例えば圧電素
子21を有する回路C1のトランジスタ71のベースに
駆動開始信号■2を入力すれば、その圧電素子21が駆
動される。この時、回路CIのダイオード81と等価な
他の回路C2〜Cnに設けられているダイオードは逆バ
イアスされるので、他の回路02〜Cnの圧電素子は充
電されない。従って、駆動開始信号■2を入力した回路
の圧電素子だけが選択的に充電される。 各圧電素子に充電されている電荷を回生ずる場合には、
駆動終了信号■3をトランジスタ7のベースに入力する
。すると、充電された全ての圧電素子からダイオード8
1等を介しコイル5とトランジスタ6に電流が流れる。 その後、コイル5のb端子の電位がほぼ0ボルトとなる
と、トランジスタ6がターンオフし、コイル5に発生す
る逆起電力により、ダイオード9と直流電源1とダイオ
ード10とコイル5から成る回路を直流電源1の正極の
方向に電流が流れる。こうして、充電されている全ての
圧電素子の電荷は一斉に直流電源1に回生される。尚、
第1図と第3図に示したスイッチ素子Aは例示であって
、導通と非導通を制御できれば他の構成でも構わない。
本発明は圧電素子の端子間に接続された、コイルと制御
信号により導通するスイッチ素子の直列接続から成る放
電回路と、コイルの両端子をそれぞれ直流電源から流出
する方向の電流を阻止するダイオードを介して直流TL
?fAに接続して成る回生回路とを有しているので、駆
動時に圧電素子に充電された電荷はスイッチ素子を1回
オンオフするだけで電源に回生される。従って、回生時
のスイッチングロスを少なくして充電電荷を有効に回生
ずることができるため圧電素子駆動回路の電力効率が向
上する。
信号により導通するスイッチ素子の直列接続から成る放
電回路と、コイルの両端子をそれぞれ直流電源から流出
する方向の電流を阻止するダイオードを介して直流TL
?fAに接続して成る回生回路とを有しているので、駆
動時に圧電素子に充電された電荷はスイッチ素子を1回
オンオフするだけで電源に回生される。従って、回生時
のスイッチングロスを少なくして充電電荷を有効に回生
ずることができるため圧電素子駆動回路の電力効率が向
上する。
第1図は本発明の具体的な一実施例にかかる圧電素子駆
動回路の回路図。第2図はその圧?l!素子駆動回路の
動作を説明するためのタイミングチャート。第3図は他
の実施例にかかる圧電索子駆動回路の回路図。第4図は
従来の圧電素子駆動回路の回路図である。 1 直流電源 2 圧電素子 3,4,6.7゜8 、
71−)ランジスタ 5 コイル 9.10゜81 ダ
イオード C1〜Cn 回路第1図 第2図
動回路の回路図。第2図はその圧?l!素子駆動回路の
動作を説明するためのタイミングチャート。第3図は他
の実施例にかかる圧電索子駆動回路の回路図。第4図は
従来の圧電素子駆動回路の回路図である。 1 直流電源 2 圧電素子 3,4,6.7゜8 、
71−)ランジスタ 5 コイル 9.10゜81 ダ
イオード C1〜Cn 回路第1図 第2図
Claims (2)
- (1)外部信号に応答して直流電源により圧電素子を充
電する充電回路を有した圧電素子駆動回路において、 前記圧電素子の端子間に接続された、コイルと制御信号
により導通するスイッチ素子の直列接続から成る放電回
路と、 前記コイルの両端子をそれぞれ直流電源から流出する方
向の電流を阻止するダイオードを介して直流電源に接続
して成る回生回路と を有することを特徴とする圧電素子駆動回路。 - (2)前記スイッチ素子は制御信号により導通した後、
前記圧電素子の端子間電圧が略0Vとなった時にオフす
る素子であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の圧電素子駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61277947A JPH0720703B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 圧電素子駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61277947A JPH0720703B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 圧電素子駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63130357A true JPS63130357A (ja) | 1988-06-02 |
JPH0720703B2 JPH0720703B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17590490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61277947A Expired - Lifetime JPH0720703B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 圧電素子駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0720703B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0379780A2 (en) * | 1988-10-28 | 1990-08-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Driver circuit for piezoelectric actuator in a dot matrix printer |
JPH02210884A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Juki Corp | 圧電素子駆動装置 |
DE4122984A1 (de) * | 1990-07-11 | 1992-01-16 | Brother Ind Ltd | Ansteuereinrichtung fuer ein piezoelektrisches element |
JPH0471858A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-06 | Brother Ind Ltd | 圧電素子の駆動装置 |
US5147141A (en) * | 1988-10-28 | 1992-09-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Driver circuit for piezoelectric actuator, and dot-matrix head and printer using piezoelectric or other actuator having discharge control means |
WO2011024459A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | 京セラ株式会社 | 入力装置および入力装置の制御方法 |
WO2011024460A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | 京セラ株式会社 | 入力装置 |
JP2011048855A (ja) * | 2010-11-04 | 2011-03-10 | Kyocera Corp | 入力装置および入力装置の制御方法 |
JP2011048854A (ja) * | 2010-11-04 | 2011-03-10 | Kyocera Corp | 入力装置 |
GB2596869A (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-12 | Inca Digital Printers Ltd | Inkjet printhead drive circuit |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP61277947A patent/JPH0720703B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5147141A (en) * | 1988-10-28 | 1992-09-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Driver circuit for piezoelectric actuator, and dot-matrix head and printer using piezoelectric or other actuator having discharge control means |
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