DE68928503T2

DE68928503T2 - Punktmatrixdrucker mit piezoelektrischem oder anderem Aktuator und Entladungsregelvorrichtung

Info

Publication number: DE68928503T2
Application number: DE68928503T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Ikezaki; Akira Iriguchi; Takeshi Nikawa; Atsuo Sakaida; Masashi Suzuki
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2009-10-28
Also published as: DE68926231D1; DE68926231T2; EP0668166B1; DE68928503D1; EP0379780A2; EP0668166A2; EP0668166A3; EP0379780A3; EP0379780B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Punktmatrixdrucker, der einen Druckdraht benutzt, der durch ein piezoelektrisches oder anderes Betätigungsglied aktiviert wird, und insbesondere auf ein Verfahren zum verhindern ungewollter Bildung von Punkten aufgrund einer Rückprallbewegung des Druckdrahtes, die verursacht sein kann durch eine Rückkehrbewegung des Drahtes von der vorgeschobenen Druckposition zurück zu der voll zurückgezogenen Position.
Die JP 62-122 671 A offenbart eine Treiberschaltung für einen piezoelektrischen Druckkopf. Eine Treiberschaltung für ein piezoelektrisches Element ist ebenfalls in der japanischen Patentanmeldung 63-114 397 offenbart.
Ein Beispiel einer Treiberschaltung, wie sie in der japanischen Patentanmeldung 63-114 397 offenbart ist, ist in Figur 16 dargestellt, in der eine DC-Stromquelle E, ein erster Transistor TR1, eine Spule L und ein piezoelektrisches Element P in Reihe miteinander verbunden sind. Die negativen Anschlüsse der DC- Stromquelle E und des piezoelektrischen Elementes P sind beide mit Masse verbunden. Der Transistor TR1 ermöglicht einem elektrischen Strom, in die Richtung von dem positiven Anschluß der Stromquelle E zu dem positiven Anschluß des piezoelektrischen Elementes P dadurch zu fließen. Diese Richtung des Stromflusses wird als "Vorwärtsrichtung" der Schaltung bezeichnet, wenn es zutreffend ist. Der positive Anschluß des piezoelektrischen Elementes P ist ebenfalls durch einen Widerstand R und einen zweiten Transistor TR2 mit Nasse verbunden. Der zweite Transistor TR2 ermöglicht es, einem elektrischen Strom in die Richtung von dem Widerstand R zu Masse zu fließen.
Der erste und zweite Transistor TR1, TR2 werden durch eine Transistorsteuerung TC eingeschaltet und ausgeschaltet. Diese Transistoren TR1, TR2 sind normalerweise in den Auszustand gesetzt. Wenn die Steuerung TC ein Treiberbefehl zum Treiben des piezoelektrischen Elementes P empfängt, schaltet die Steuerung TC den ersten Transistor TR1 ein. Als Resultat wird elektrische Energie von der DC-Stromquelle E zu dem piezoelektrischen Element P über den ersten Transistor TR1 und die Spule L übertragen, wodurch das piezoelektrische Element aufgeladen wird, während es mit der Spule L schwingt. Folglich beginnt eine Spannung VP des piezoelektrischen Elementes P von null an zu steigen, wie durch die durchgezogene Linie in dem Diagramm von Figur 17 gezeigt ist. Die Steuerung schaltet den ersten Transistor TR1 ab oder führt den Transistor TR1 zu seinen ursprünglichen Auszustand zurück, wenn eine vorbestimmte Zeit TC nach dem Anfang des Ladens des Elementes P vergangen ist. Diese Zeit ist gleich oder länger als der Hälfte einer nominellen Aktivierungszykluszeit des Elementes P, die der Oszillationsfrequenz entspricht, die durch ein Produkt der Aquivalenzkapazität des Elementes P und der Reaktanz der Spule L bestimmt ist. Folglich erreicht die Spannung VP des piezoelektrischen Elementes P einen Spitzenpegel, der ungefähr zweimal so hoch ist wie einen Netzspannung VE der Stromquelle E. Das Aufladen des Elementes P ist nämlich beendet, wenn die Spannung VP den oben bezeichneten Spitzenpegel erreicht. Selbst wenn der erste Transistor TR1 eingeschaltet bleibt, nachdem das piezoelektrische Element P vollständig geladen ist, wird das Entladen des Elementes P verhindert, und die Spannung VP wird konstant gehalten, da der Transistor TR1 nicht erlaubt, daß ein elektrischer Strom in die Richtung entgegengesetzt zu der Vorwärtsrichtung fließt, d.h. einen Strom in die Rückwärtsrichtung des Elementes P zu der Stromquelle E verhindert. Die in Figur 17 bezeichnete Zeit TC wird als "Ladezeit" bezeichnet, während der erste Transistor TR1 in dem Einzustand zum Aufladen des piezoelektrischen Elementes P gehalten wird. Nachdem die Ladezeit TC abgelaufen ist, verhindert der in den Auszustand versetzte erste Transistor TR1 sowohl das Aufladen als auch das Entladen des Elementes P, wodurch die Spannung VP auf dem gleichen Pegel (oben bezeichneter Spitzenpegel) gehalten werden kann.
Die Transistorsteuerung TC schaltet den zweiten Transistor TR2 ein, wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, nachdem der Treiberbefehl empfangen worden ist. Als Resultat werden die in dem piezoelektrischen Element P und in der Spule L gespeicherten Energien freigegeben und von dem Widerstand R verbraucht. Die Steuerung TC führt den zweiten Transistor TR2 zu seinem ursprünglichen Auszustand zu einem Zeitpunkt zurück, an dem die Energien vollständig durch den Widerstand R verbraucht sein sollten. Eine Entladezeit, während der der zweite Transistor TR2 eingeschaltet gehalten wird, wird mit TD in der im Diagramm von Figur 17 bezeichnet.
Ein Punktmatrixaufschlagdrucker, der ein piezoelektrisches Element benutzt, wie es oben beschrieben wurde, ist im allgemeinen so aufgebaut, daß er aufweist (a) einen Druckkopf mit einem piezoelektrischen Betätigungsglied zu dem elektrische Energie geführt und von den elektrische Energie entfernt wird, und einen Druckdraht, der durch das piezoelektrische Betätigungsglied betrieben wird zum Bilden von Punkten auf einem Aufzeichnungsmedium, (b) eine Vorschubvorrichtung zum Bewirken einer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf und dem Aufzeichnungsmedium in einer Druckrichtung, (c) eine Betätigungsgliedsteuereinrichtung, die auf Druckdaten reagiert, zum Steuern des piezoelektrischen Betätigungsgliedes zum Bewegen des Druckdrahtes zwischen einer Druckposition, in der der Druckdraht gegen das Aufzeichnungsmedium zum Bilden eines Punktes an einer von vorbestimmten Druckpositionen gepreßt wird, die in einem vorbestimmten Abstand in der Richtung voneinander angeordnet sind, und einer Nichtdruckposition oder zurückgezogenen Position, in der der Druckdraht in einem Abstand von dem Aufzeichnungsmedium angeordnet ist. Der Druckdraht wird zu der Druckposition durch Anlegen oder Entfernen von elektrischer Energie an das Betätigungsglied oder von dem Betätigungsglied bewegt, und zu der Nichtdruckposition durch das andere des Anlegens und Entfernens der elektrischen Energie zurückgeführt wird.
Allgemein enthält der piezoelektrische Druckkopf, der ein piezoelektrisches Element oder Elemente als Betätigungsglied benutzt, einen Mechanismus zum Verstärken eines Betrages der Versetzung des piezoelektrischen Elementes, die auf den Druckdraht zu übertragen ist, so daß der Betrag der Bewegung des Druckdrahtes zwischen der Druck- und Nichtdruckposition größer als der Betrag der Versetzung des piezoelektrischen Elementes ist. Die Nichtdruckposition des Druckdrahtes wird elastisch definiert oder eingestellt durch den Versetzungsverstärkungsmechanismus. Zum genauen Einstellen der Nichtdruckposition des Druckdrahtes kann das Versetzungsverstärkungsmittel mit einem Anschlag, der benachbart zu dem Druckdraht vorgesehen ist, oder einem Teil, das sich mit dem Druckdraht so bewegt, daß die Nichtbetriebsposition oder voll zurückgezogene Position des Druckdrahtes durch den anstoßenden Kontakt des Druckdrahtes mit dem Anschlag bestimmt wird, versehen werden. Bei den Drucker mit dieser Art von Druckkopf wird das piezoelektrische Element erregt oder abgeregt als Reaktion auf einen Treiberbefehl zum Aktivieren des Druckkopfes. Nach Erregen des piezoelektrischen Elementes durch Anlegen einer Spannung daran wird das piezoelektrische Element in eine Vorwärtsrichtung versetzt zum Bewirken einer Vorwärtsbewegung des Druckdrahtes von der Nichtdruckposition zu der Druckposition, wodurch das Betriebsendes des Druckdrahtes gegen ein Aufzeichnungsmedium gepreßt wird. Wenn das piezoelektrische Element durch Entfernen der Spannung davon auf der anderen Seite abgeregt wird, wird das piezoelektrische Element in eine Rückwärtsrichtung versetzt zum Zurückziehen des Druckdrahtes von dem Aufzeichnungsmedium weg zurück zu der Nichtdruckposition. Es ist möglich, däß der Druckdraht zu der Druckposition durch ein geeignetes Vorspannmittel wie ein federndes Mittel so vorgespannt ist, daß der Druckdraht durch Anlegen einer Spannung an das piezoelektrische Element zurückgezogen wird und zu der Druckposition und der Vorspannkraft des Vorspannmittels durch Entfernen der Spannung von dem piezoelektrischen Element vorwärts bewegt wird.
Das piezoelektrische Element kann durch andere Betätigungsglieder wie eine Solenoidspule ersetzt werden. Ein Druckkopf, der eine Solenoidspule als Betätigungsglied zum Betätigen eines Druckdrahtes benutzt, enthält im allgemeinen (a) einen Anker, der gemäß einer Magnetkraft versetzt wird, die durch die Solenoidspule erzeugt wird, und der zu seiner Ursprungsposition nach dem Abregen der Solenoidspule zurückgeführt wird, (b) einen Versetzungsübertragungsmechanismus zum Übertragen einer Versetzung des Ankers zu dem Druckdraht, (c) einen Anschlag, der benachbart zu den Druckdraht vorgesehen ist, oder ein Teil, das sich mit dem Druckdraht bewegt, zum Definieren der Nichtdruckposition des Druckdrahtes. Bei einem Drucker mit dieser Art von Druckkopf wird die Solenoidspule erregt und abgeregt als Reaktion auf den Treiberbefehl zum Aktivieren des Druckdrahtes. Wenn die Solenoidspule erregt wird, wird der Anker in eine Vorwärtsrichtung zum Vorschieben des Druckdrahtes von der Nichtdruckposition zum Zwingen des Druckdrahtes gegen das Aufzeichnungsmedium versetzt. Wenn die Spule abgeregt wird, wird der Anker in eine Rückwärtsrichtung zum Zurückziehen des Druckdrahtes weg von dem Aufzeichnungsmedium zurück zu der Nichtdruckposition zurückgeführt. Alternativ wird der Anker in die Vorwärtsrichtung durch ein geeignetes Vorspannmittel vorgespannt, und die Solenoidspule wird zum Erzeugen einer Magnetkraft zum Anziehen des Ankers in die Rückwärtsrichtung gegen die Vorspannkraft des Vorspannmittels und Halten des Ankers an der ursprünglichen zurückgezogenen Position erregt. Nach Erzeugung des Antriebsbefehles wird die Solenoidspule abgeregt zum Ermöglichen, daß der Anker in die Vorwärtsrichtung unter der Vorspannwirkung des Vorspannmittels bewegt wird, wodurch der Druckdraht zu der Druckposition vorgeschoben wird.
Da es wünschenswert ist, eine Punktmatrixdrucktätigkeit mit einer Geschwindigkeit so hoch wie möglich auszuführen, ist es vorgeschlagen, eine Kopftreiberschaltung des Punktmatrixdrukkers derart zu steuern, daß das Anlegen und Entfernen elektrischer Energie an und von dem Druckdrahtbetätigungsglied wie das piezoelektrische Element oder die Solenoidspule, wie oben erörtert wurde, in Zeitdauern so kurz wie möglich beendet wird. Das heißt, es ist vorgeschlagen, nicht nur die Drahtvorschubzeit, die notwendig ist, den Druckdraht von der Nichtdruckposition zu der Druckposition für den Preßkontakt mit dem Aufzeichnungsmedium, sondern auch die Drahtrückzugszeit, die notwendig ist zum Zurückziehen des Druckdrahtes von der Druckposition zurück zu der Nichtdruckposition zu verringern.
Es gibt jedoch eine Begrenzung bei der Verkürzung der Drahtzurückzugszeit. Wenn die Drahtzurückzugszeit zu kurz ist, ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckdrahtes, der sich der Nichtdruckposition nähert, so hoch, daß die Kraft des Anstoßkontaktes des Druckdrahtes mit einem Anschlag an der Nichtdruckposition übermäßig groß wird, wenn die Nichtdruckposition durch den Anschlag bewerkstelligt wird. Wenn die Nichtdruckposition ohne einen Anschlag bewerkstelligt wird, läuft der Druckdraht über die Nichtdruckposition hinaus. In beiden Fällen neigt der Druckdraht dazu, in die Vorschubrichtung zurückzuprallen, und er kann manchmal die Druckposition erreichen. Aus diesem Grund sollte die Entladungs- oder Abregungszeit des piezoelektrischen Elementes, der Sole-noidspule oder Betätigungsglieder für den Druckdraht eine bestimmte Grenze nicht überschreiten, so daß verhindert wird, daß der Druckdraht einer übermäßig großen Rückprallbewegung unterliegt, die ausreichend ist, einen Punkt zu drucken, wenn der Druckdraht zu der Nichtdruckposition nach dem Entladen oder Abregen des Druckdrahtbetätigungsgliedes zurückkehrt. Dieses ist einer der Faktoren, die eine Verbesserung bei der Druckgeschwindigkeit des Punktmatrixdruckers verhindert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Punktmatrixdrucker vorgesehen, mit:
einem Druckkopf mit einem Betätigungsglied zum Betätigen eines Druckdrahtes durch Anlegen und Entfernen elektrischer Energie an das und von dem Betätigungsglied zum Bilden von Punkten auf ein Aufzeichnungsmedium;
einer Vorschubvorrichtung zum Bewirken einer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf und dem Aufzeichnungsmedium;
einer Betätigungsgliedsteuereinrichtung, die auf Druckdaten reagiert, zum Steuern des Betätigungsgliedes zum Bewegen des Druckdrahtes zwischen einer Druckposition, an der der Druckdraht gegen das Aufzeichnungsmedium gepreßt wird zum Bilden eines Punktes an einer von vorbestimmten Druckpositionen, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander in einer Richtung der Relativbewegung angeordnet sind, und einer Nichtdruckposition, an der der Druckdraht in einem Abstand von den Aufzeichnungsmedium angeordnet ist, wobei der Druckdraht zu der Druckposition durch eines von Anlegen oder Entfernen elektrischer Energie an das und von dem Betätigungsglied bewegt wird und zu der Nichtdruckposition durch das andere des Anlegens oder Entfernens der elektrischen Energie zurückgeführt wird; und
einem Entladesteuermittel zum Steuern der Betätigungsgliedsteuereinrichtung derart, daß in einem gegenwärtigen Betriebszyklus des Druckdrahtes zum Bilden eines Punktes an einer gegenwärtigen der Druckpositionen eine Zeitlänge, während der das andere des Anlegens und Entfernens der elektrischen Energie bewirkt wird, länger in dem Fall ist, daß ein Abstand zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Position, an der ein nächster Punkt in einem nächsten Betriebszyklus des Druckdrahtes gebildet wird, größer als ein vorbestimmtes Vielfaches des Druckabstandes ist, als in dem Fall, daß der Abstand nicht länger als das vorbestimmte Vielfache ist.
Die vorliegende Erfindung kann einen Punktmatrixdrucker vorsehen, der ein piezoelektrisches Element als eine Solenoidspule oder anderes Betätigungsglied zum Aktivieren eines Druckdrahtes aufweist und der eine verbesserte Druckgeschwindigkeit ohne Zurückprallen des Druckdrahtes aufweist.
Vorteile des wie oben beschrieben aufgebauten Punktmatrixdrukkers werden im einzelnen beschrieben. Wenn die Druckdaten nicht benötigen, daß ein Punkt durch den Druckdraht an der nächsten Druckposition benachbart zu der gegenwärtigen Druckposition zu bilden ist, kann ein Punkt an einer Position zwischen der gegenwärtigen und der nächsten Druckposition gebildet werden aufgrund der großen Rückprallbewegung des Druckdrahtes nach der Bildung des Punktes an der Gegenwärtigen Druckposition, wenn das Anlegen oder Entfernen der elektrischen Energie an das oder von dem Betätigungsglied zum Zurückführen des Druckdrahtes bei dem gegenwärtigen Betriebszyklus während einer Zeitlänge bewirkt wird, die geeignet ist für den Fall, in dem die Druckdaten verlangen, daß ein Punkt auch an der nächsten Druckposition zu bilden ist. Zum Vermeiden dieser unerwünschten Situation ist das Entladesteuermittel des vorliegenden Druckers derart ausgelegt, daß eine längere Zeit vorgesehen wird zum Anlegen oder Entfernen der elektrischen Energie an das oder von dem Betätigungsglied zum langsamen Zurückziehen des Druckdrahtes in dem Fall, in dem kein Punkt an der nächsten Druckposition zu bilden ist, als in dem Fall, in dem ein Punkt auch an der nächsten Druckposition zu bilden ist.
Wenn ein Punkt nicht über einen Abstand gleich eines Vielfachen "n" (n = zwei oder größere ganze Zahl) des Druckabstandes zu bilden ist, kann ein Punkt an einer Position zwischen der n-ten und der (n+1)-ten Druckposition gebildet werden, wie sie von der nächsten Druckposition gezählt werden aufgrund einer großen Rückprallbewegung des Druckdrahtes, wenn das Anlegen oder Entfernen von Energie an das oder von dem Betätigungsglied in der Länge der Zeitlänge bewirkt wird, die für den Fall geeignet ist, in der ein Punkt auch an der nächsten Druckposition zu bilden ist. Damit diese Situation vermieden wird, ist das Entladesteuermittel des vorliegenden Druckers derart ausgelegt, daß eine längere Zeit vorgesehen wird zum Bewirken des Anlegens oder Entfernens der elektrischen Energie an das oder von den Betätigungsglied; in dem Fall, in dem ein Punkt nicht über den oben angegebenen Abstand von der vorliegenden Position zu bilden ist, als in dem Fall, in dem mindestens ein Punkt über den gleichen Abstand zu bilden ist.
Bei dem Punktmatrixaufschlagdrucker, der einen Druckdraht benutzt, wird ein Punkt gebildet, in dem der Druckdraht gegen das Aufzeichnungsmedium gezwungen oder gepreßt wird. Bei einem Aufschlagdruckverfahren schlägt der Druckdraht direkt auf die Oberfläche eines druckempfindlichen Mediums, das eine Farbe erzeugt, dessen Dichte mit dem ausgeübten Druck variiert. Bei einem anderen Verfahren wird der Druckdraht gegen die Oberfläche eines gewöhnlichen oder einfachen Aufzeichnungsmediums gezwungen über einen geeigneten Tintenträger in der Form eines Farbbandes zum Beispiel, so daß ein Punkt durch Übertragen des Tintenmateriales von den Träger auf das Aufzeichnungsmedium gebildet wird.
Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Punktmatrixdrucker wird die Zeitlänge, während der die elektrische Energie an das Betätigungselement angelegt wird oder von ihm entfernt wird zum Zurückziehen des Druckdrahtes zu der Nichtdruckposition in dem gegenwärtigen Betriebszyklus länger in dem Fall gemacht, in dem ein Punkt nicht über einen Bereich zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Druckposition zu bilden ist, die in einem Abstand von der gegenwärtigen Druckposition gleich dem vorbestimmten Vielfachen des Druckabstandes ist, als in dem Fall, in dem ein Punkt über den oben angegebenen Bereich zu bilden ist. Mit anderen Worten, die Energieanlegungs- oder Energieentfernungszeit zum Zurückziehen des Druckdrahtes wird länger gemacht, wenn es sonst eine Möglichkeit gibt, daß eine Rückprallbewegung des Druckdrahtes nach dem Zurückkehren des Druckdrahtes in einem Betriebszyklus unbeabsichtigte Bildung eines Punktes verursacht, ohne daß ein Antriebsbefehl den Druckdraht aktiviert, als in dem Fall, in dem es keine solche Möglichkeit gibt. Somit steuert in der Situation, in der ein Punkt unerwartet aufgrund einer Rückprallbewegung des Druckdrahtes gebildet werden kann, wenn das Betätigungsglied sonstwie gesteuert ist, das Entladesteuermittel des vorliegenden Druckers das Betätigungsgliedsteuermittel so, daß es langsam den Druckdraht zu der Nichtdruckposition zurückzieht, wodurch der Druckdraht daran gehindert wird, eine Rückprallbewegung nach dem Zurückkehren zu der Nichtdruckposition zu unterliegen, oder er unterliegt nur einer kleinen Rückprallbewegung, die nicht in dem Bilden eines Punktes resultiert.
Gemäß dem vorliegenden Punktmatrixdrucker wird das Energieanlegen oder -entfernen an das oder von dem Betätigungsglied während einer relativ langen Zeit zum langsamen Zurückziehen des Druckdrahtes zu der Nichtdruckposition nur bewirkt, wenn ein Punkt unerwünschterweise aufgrund einer großen Rückprallbewegung des Druckdrahtes nach dem Zurückkehren zu der Nichtdruckposition gebildet wird, wenn die Rückkehrbewegung während einer kurzen Zeit bewirkt wird, wie es in dem Fall ist, in dem keine solche große Rückprallbewegung des Druckdrahtes auftritt. Daher stellt die vorliegende Anordnung eine verbesserte Druckeffektivität sicher und verhindert das Bilden von Punkt, die sonst aufgrund des Rückpralls des Druckdrahtes gefunden würden.
Bei dem herkömmlichen Drucker wird die Zeit zum Anlegen oder Entfernen einer elektrischen Energie an das oder von dem Betätigungsglied ausreichend lang gesetzt zum Vermeiden der Bildung eines Punktes aufgrund der Rückprallbewegung des Druckdrahtes. Daher wird eine relativ lange Zeit beim Zurückziehen des Druckdrahtes bei jedem Betriebszyklus des Drahtes unabhängig davon verbraucht, ob es eine Möglichkeit der Bildung eines Punktes durch das Rückprallen des Drahtes gibt. Es sei angenommen, daß die Rückprallbewegung des Druckdrahtes an dem Ende des gegenwärtigen Betriebszyklus nur bei dem nächsten Betriebszyklus zum Bilden des Punktes an der nächsten Druckposition benutzt wird, wenn ein Punkt an der nächsten Druckposition zu bilden ist. Der Punkt wird nämlich an der nächsten Druckposition gemäß dem Treiberbefehl gebildet. In diesem Fall resultiert das langsame Anlegen und Entfernen der Energie an das oder von dem Betätigungsglied in einer unnötigen Vergrößerung der Druckzeit. In dieser Hinsicht ist der vorliegende Drucker frei von solcher Zeitverschwendung und stellt eine vergleichsweise hohe Druckeffektivität sicher.
Bei einer Form des Punktmatrixdruckers der Erfindung enthält das Betätigungsglied ein piezoelektrisches Element, und die Betätigungsgliedsteuereinrichtung enthält eine Ladeschaltung mit einer DC-Stromquelle, ein erstes Schaltmittel und eine Spule, die in Reihe mit dem piezoelektrischen Element zum Aufladen des piezoelektrischen Elementes verbunden sind, eine Entladeschaltung mit einem zweiten Schaltmittel zum Ermöglichen, daß das piezoelektrische Element entladen wird, ein erstes Schaltsteuermittel zum Steuern des ersten Schaltmittels, ein zweites Schaltsteuermittel zum Steuern des zweiten Schaltmittels und ein Spannungsbegrenzungsmittel zum Verhindern, daß das piezoelektrische Element eine übermäßige elektrische Energie empfängt. Das erste Schaltsteuermittel ist ausgelegt zum Steuern des ersten Schaltmittels derart, daß das erste Schaltmittel normalerweise in einem Anfangszustand gesetzt ist zum Verhindem, daß das piezoelektrische Element aufgeladen wird, und es wird in einen Ladezustand davon gebracht zum Ermöglichen, daß das piezoelektrische Element aufgeladen wird nach der Erzeugung eines Treiberbefehls, das erste Schaltsteuermittel führt das erste Schaltmittel zu dem Anfangszustand an einem ersten Zeitpunkt zurück, nach einer vorbestimmten Zeit nach der eine Spannung des piezoelektrischen Elementes einen vorbestimmten Pegel nicht höher als die Netzspannung der Stromquelle erreicht hat. Das zweite Schaltsteuermittel ist ausgelegt zum Steuern des zweiten Schaltmittels derart, daß das zweite Schaltmittel normalerweise in einem Anfangszustand davon zum Verhindern gesetzt ist, daß das piezoelektrische Element entladen wird, und es wird in einen Entladezustand davon gebracht zum Ermöglichen, daß das piezoelektrische Element an dem oben bezeichneten ersten Zeitpunkt oder einem zweiten Zeitpunkt einer vorbestimmten Zeit nach dem ersten Zeitpunkt entladen wird. Das zweite Schaltsteuermittel führt das zweite Schaltmittel zu dem Anfangszustand zu der Zeit zurück, wenn das erste Schaltmittel in dem Ladezustand davon in dem nächsten Betriebszyklus des Druckdrahtes gesetzt ist. Das Spannungsbegrenzungsmittel ist zum Schützen des piezoelektrischen Elementes vor einem überschüssigen Betrag von Elektrizität ausgelegt, wann immer das bewirkt, daß die Spannung des piezoelektrischen Elementes den oben angegebenen vorbestimmten Pegel überschreitet, wodurch die Spannung des piezoelektrischen Elementes auf diesen vorbestimmten Pegel beschränkt ist.
Bei einer anderen Form des Punktmatrixdruckers weist das Betätigungsglied eine Solenoidspule auf, und die Betätigungsgliedsteuereinrichtung enthält eine Ladungsschaltung mit einer DC- Stromquelle, ein erstes Schaltmittel, die Solenoidspule und ein zweites Schaltmittel, die in Reihe miteinander in der Reihenfolge der Beschreibung verbunden sind, zum Laden der Solenoidspule und eine Entladeschaltung mit einem Prüfmittel, die in Reihe mit der Solenoidspule und der Stromquelle derart geschaltet ist, daß das Prüfmittel einen Fluß elektrischen Stromes in eine Richtung von einem positiven Anschluß der Stromquelle zu einem negativen Anschluß der Stromquelle verhindert und einen Fluß elektrischen Stromes in die entgegengesetzte Richtung ermöglicht, wobei die Entladeschaltung ermöglicht, daß die Solenoidspule zu der Stromquelle entladen wird, wenn das erste Schaltmittel und das zweite Schaltmittel ausgeschaltet sind, und bei dem das Entladesteuermittel ein zweites Schaltsteuermittel aufweist, das das zweite Schaltmittel derart steuert, daß das zweite Schaltmittel ausgeschaltet gehalten wird, wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Position, an der der nächste Punkt gebildet wird, nicht größer als das vorbestimmte Vielfache des vorbestimmten Druckabstandes ist, und derart, daß das zweite Schaltmittel alternativ einund ausgeschaltet gesetzt wird, wenn der Abstand größer als das vorbestimmte Vielfache ist.
Damit die Erfindung besser verstanden wird, wird die folgende Beschreibung aber nur als Beispiel unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gegeben, in denen:
Figur 1 eine schematische Teildraufsicht eines Punktmatrixaufschlagdruckers mit einem Druckkopf mit einem piezoelektrischen Betätigungsglied ist, das durch eine Treiberschaltung betrieben wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2 ein Frontaufriß des piezoelektrischen Betätigungsqliedes mit einem piezoelektrischen Teil ist;
Figur 3 ein Blockschaltbild ist, das die Treiberschaltung für das piezoelektrische Teil zeigt;
Figur 4 ein Diagramm ist, daß eine Änderung der Spannung des piezoelektrischen Teiles darstellt;
Figur 5 und 6 Diagramme sind, die Änderungen der Spannung des piezoelektrischen Teiles ähnlich zu der von Figur 4 darstellt, wenn die Treiberschaltung unterschiedlich gesteuert wird;
Figur 7 ein Blockschaltbild ist, das eine in einer anderen Ausführungsform der Erfindung benutzte Treiberschaltung zeigt;
Figur 8 ein Diagramm ist, das denen von Figuren 4 bis 6 entspricht, das die Spannungsänderung des piezoelektrischen Teiles darstellt, wenn es durch die Treiberschaltung von Figur 7 betätigt wird;
Figur 9 ein Blockschaltbild ist, das eine in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung benutzte Treiberschaltung zeigt;
Figur 10 ein Blockschaltbild ist, das eine noch weitere Treiberschaltung zeigt;
Figuren 11 und 12 Diagramme sind, die Anderungen der Spannung des piezoelektrischen Teiles der Schaltung von Figur 10 darstellen, wenn die Treiberschaltung unterschiedlich gesteuert wird;
Figuren 13 und 14 Blockschaltbilder sind, die noch weitere Treiberschaltungen zeigen;
Figur 15 ein Blockschaltbild ist, das eine Treiberschaltung zum Treiben einer Solenoidspule zeigt, die als ein Betätigungsglied in einem Punktmatrixdruckkopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung benutzt wird;
Figur 16 ein Blockschaltbild ist, das eine Treiberschaltung für ein piezoelektrisches Element zeigt; und
Figur 17 ein Diagramm ist, das eine Änderung in der Spannung des piezoelektrischen Elementes darstellt, wenn es durch die Treiberschaltung von Figur 16 angetrieben wird.
Es wird zuerst Bezug genommen auf Figur 1, der Punktmatrixaufschlagdrucker, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, weist einen Schlitten 1 auf, auf dem ein Punktmatrixdruckkopf 2 angebracht ist. Der Schlitten 1 wird gleitend durch eine Führungsstange 3 und eine Führungsschiene 4 gelagert und geführt, die sich parallel zu einer Druckwalze 5 zum Tragen eines Aufzeichnungsmediums 6 erstrecken. Der Schlitten 1 ist betriebsmäßig mit einem Schlittenantriebsmotor 7 durch einen Riemen 8 und andere Teile so verbunden, daß der Druckkopf 2 auf dem Schlitten 1 entlang der Druckwalze 5 hin- und herbewegt wird zum Bewirken des Punktmatrixaufschlagdruckens auf das Aufzeichnungsmedium 6. Die Druckwalze 5 ist betriebsmäßig mit einem Druckwalzenmotor 9 so verbunden, daß die Druckwalze zum Vorschieben des Mediums 6 in die Richtung senkrecht zu der Richtung der Hin- und Herbewegung des Druckkopfes 2 gedreht wird.
Es wird als nächstes Bezug genommen auf Figur 2, dort ist eine Mehrzahl von piezoelektrischen Betätigungsgliedern (erstes bis m-tes Betätigungsglied) zum Aktivieren entsprechender Druckdrähte 38 des Druckkopfes 2 gezeigt. Jedes der piezoelektrischen Betätigungsglieder enthält ein piezoelektrisches Vielschichtteil 10, das betriebsmäßig mit dem entsprechenden Druckdraht 38 verbunden ist. Das piezoelektrische Teil 10 weist eine Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen P auf (nur eins ist in Figur 3 als Beispiel gezeigt), die einander in einer Richtung (in der vertikalen Richtung, wie sie in Figur 2 gesehen wird) so überlagert sind, daß das Teil 10 eine laminare Struktur aufweist. Das piezoelektrische Teil 10 wird durch zwei Rahmen 12, 14 gehalten und ist dazwischen vorgesehen, die sich in die Richtung der Länge des Teiles 10 erstrecken und die in einem Abstand voneinander in der Richtung senkrecht zu der Länge des Teiles 10 angeordnet sind.
Das piezoelektrische Teil 10 weist ein bewegbares Teil 16 und ein Temperaturkompensationsteil 18 auf, die an gegenüberliegenden Längsendoberflächen davon befestigt sind. Die beiden Teile 16, 18 nehmen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds an. Ein Paar von einander überlagerten zwei Blattfedern 20, 22 ist teilweise zwischen einer Oberfläche 24 des Rahmens 12 und einer der gegenüberliegenden Seitenflächen des bewegbaren Teiles 16 eingefügt, die parallel zu der Länge des piezoelektrischen Teiles 10 sind. Eine Fläche des Temperaturkompensationsteiles 18 gegenüber der Fläche, an der das Teil 18 an dem Teil 10 befestigt ist, ist eine Oberfläche 26 des Rahmens 12 zugewandt. Die Blattfeder 20 ist an dem bewegbaren Teil 16 befestigt, während die Blattfeder 22 an der Oberfläche 24 des Rahmens 12 befestigt ist. Die zwei Blattfedern 20 und 22 werden jedoch nur in gleitendem Kontakt miteinander gehalten. Der Rahmen 12 weist einen Zapfen 28 auf, der in einem Loch festigt ist, das in der Oberfläche 26 gebildet ist, so daß der Zapfen 28 die Fläche des Temperaturkompensationsteiles 18 berührt, die der Oberfläche 26 zugewandt ist. Somit wird das piezoelektrische Teil 10 von den Rahmen 12, 14 derart getragen, daß eine kleine verbleibende Kompressionskraft auf das Teil 10 in der Längsrichtung wirkt. Wenn sich das piezoelektrische Teil 10 in der Längsrichtung nach dem Anlegen einer Spannung daran verlängert, wird die Blattfeder 20 relativ zu der anderen Blattfeder 22 in einer Vorwärtsrichtung (in der Aufwärtsrichtung, wie sie in Figur 2 gesehen wird) bewegt. Wenn sich das Teil 10 nach dem Entfernen der Spannung davon zusammenzieht, wird die Blattfeder 20 relativ zu der Blattfeder 22 in die entgegengesetzte Richtung verschoben.
Das piezoelektrische Teil 10 weist eine verbleibende Verformung in der vorwärtsrichtung auf, selbst wenn die Spannung vollständig davon freigegeben ist. Der Betrag dieser verbleibenden Verformung nimmt mit der Zunahme der Temperatur ab. Folglich erreicht das aktive Ende (benachbart zu dem bewegbaren Teil 16) des piezoelektrischen Teiles nicht die nominelle Betriebsposition, nachdem das Teil 10 den gesamten Weg nach seiner Erregung durch die angelegte Spannung versetzt ist, wenn die Temperatur relativ hoch ist, selbst wenn die an das Teil 10 angelegte Spannung zum Sicherstellen eines konstanten Betrages der Versetzung des Teile 10 konstant ist. Das heißt, der Abstand zwischen der tatsächlichen Betriebsposition des piezoelektrischen Teiles 10 und der nominellen Betriebsposition nimmt zu, während die Temperatur des Teiles 10 zunimmt. Zum Vermeiden oder Kompensieren einer Fluktuation in der Betriebsposition des piezoelektrischen Teiles 10 aufgrund der Variation der Betriebstemperatur ist das Temperaturkompensationsteil 18 zwischen dem Teil 10 und dem Tragzapfen 28 derart vorgesehen, daß das Teil 18 in Reihe mit dem Teil 10 in der Längsrichtung des Teiles 10 verbunden ist. Das Teil 10 dehnt sich aus, während sich die Temperatur ändert, so daß der Betrag der Verlängerung in der Längsrichtung des Teiles 10 mit einer Zunahme in der Temperatur zunimmt. Somit kann die Knappheit des Abstandes der Versetzung des Betriebsendes des piezoelektrisches Teiles 10 zu der nominellen Betriebsposition ausgeglichen werden durch die Verlängerung des Temperaturkompensationsteiles 18, so daß die Position des Betriebsendes des Teiles 10 nicht mit einer Änderung der Betriebstemperatur variiert.
Der Rahmen 14 besteht aus einem elastisch deformierbaren oder nachgiebigen länglichen Blatteil länger als das piezoelektrische Teil 10. Der Rahmen 14 verbindet das bewegbare Teil 16 und einen Abschnitt des Rahmens 12 benachbart zu dem Tragstift 28 und dem Temperaturkompensationsteil 18. Die Funktion dieses Rahmens 14 wird später erläutert.
Das bewegbare Teil 16 ist mit einem Halteteil 34 über die Blattfedern 20, 22 verbunden. Das Halteteil 34 weist eine linear gebildete Rille 32 auf, in der fest die Endabschnitte (obere Endabschnitte, wie in Figur 2 gesehen wird) der Blattfedern 20, 22 entfernt zu den Endabschnitten auf der Seite des piezoelektrischen Teiles 10 eingefügt sind. Die Rille 32 weist eine Breite etwas größer als die Summe der Dicken der zwei Blattfedem 20, 22 auf, und die gegenüberliegenden äußeren Oberflächen der Blattfedern 20, 22 sind an den gegenüberliegenden Oberflächen der Rille 32 befestigt. Ein Arm 36 erstreckt sich von dem Halteteil 34, und der Druckdraht 38 ist an einem Ende davon an dem freien Ende des Armes 36 befestigt. Der Druckdraht 38 erstreckt sich zu der Druckwalze 5 derart, daß die Fläche des freien oder Betriebsende des Drahtes dem Aufzeichnungsmedium 6 über ein geeignetes Druckfarbband zugewandt ist.
Wenn sich das piezoelektrische Teil 10 verlängert, wodurch bewirkt wird, daß sich die Blattfeder 20 gleitend auf der Blattfeder 22 in der Aufwärtsrichtung bewegt, wird das Halteteil 34 im wesentlichen um die Breitenmittellinie der Rille 32 in die Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne, wie in Figur 2 gesehen wird, geschwenkt, wodurch der Druckdraht 38 zu dem Aufzeichnungsmedium 6 zu der voll vorgeschobenen Position vorgeschoben wird. Als Resultat wird das Betriebsende des Druckdrahtes 38 gegen das Aufzeichnungsmedium durch das Druckfarbband gedrückt. Somit wird Tintenmaterial des Farbbandes auf eine ausgewählte Fläche des Mediums 6 durch die Aufschlagwirkung des Druckdrahtes 38 übertragen, wodurch ein Punkt auf der ausgewählten Fläche gebildet wird. Wenn sich das piezoelektrische Teil 10 nach der Aufschlagwirkung des Druckdrahtes 38 zusammenzieht, wird das Halteteil 34 in der Richtung im Uhrzeigersinne geschwenkt, wodurch der Druckdraht 38 zu seiner voll zurückgezogenen Position zurückkehrt. Diese voll zurückgezogene Position wird durch anstoßenden Kontakt des Armes 36 mit einem Anschlag 40 bestimmt, der an dem Rahmen 14 befestigt ist. Der Anschlag 40 ist aus einem Gummimaterial mit einem relativ geringen Grad von Nachgiebigkeit gemacht.
Wenn der Druckdraht 38 gegen das Aufzeichnungsmedium durch das Druckfarbband als Resultat der Verlängerung des piezoelektrischen Teiles 10 schlägt, wirkt ein Moment Mccw entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne (wie in Figur 2 gesehen wird) auf das bewegbare Teil 16 im wesentlichen um die Mitte des bewegbaren Teiles 16, wodurch das piezoelektrische Teil 10 einem resultierenden Biegemoment unterliegt, das verursachen kann, daß sich das Teil 10 in eine Richtung biegt, die Länge des Teiles 10 schneidet. Bei dem gegenwärtigen piezoelektrischen Betätigungsglied ist das Teil 10 jedoch vor einem solchen Biegemoment durch den elastisch deformierbaren Rahmen 14 geschützt. Genauer, die Verlängerung des piezoelektrischen Teiles 10 bewirkt, daß sich der Rahmen 14 elastisch verlängert, wodurch ein Moment Mcw im Uhrzeiger sinn verursacht wird, das auf das bewegbare Teil 16 in der Richtung des Uhrzeigersinnes wirkt. Folglich sind die zwei Momente Mccw und Mcw, die entgegengesetzte Richtungen wirken, versetzt oder sie gleichen einander aus, durch den piezoelektrischen Teil 10 ermöglicht wird, sich linear zu verlängern und zusammenzuziehen, ohne daß ein übermäßiger Biegemomentbetrag darauf wirkt.
Es ist aus der obigen Beschreibung zu verstehen, daß das in Figur 2 gezeigte vorliegende piezoelektrische Betätigungselement ausgelegt ist zum Übertragen der Versetzung des piezoelektrischen Teiles 10 auf den Druckdraht 38 derart, daß der Betrag der Versetzung verstärkt oder vergrößert wird durch das Paar von Blattfedern 20, 22, das Halteteil 24 und den Arm 36 in die lineare Aufschlagbewegung des Druckdrahtes 38.
Bezug genommen wird nun auf das Schaltbild von Figur 3, das eine Treiberschaltung zum Steuern des piezoelektrischen Teiles 10 zeigt. Diese Treiberschaltung ist eine Verbesserung der in Figur 16 gezeigten Treiberschaltung, in dem eine erste Diode D1, die die Reihenverbindung des ersten Transistors TR1 und der Spule L umgeht, und eine zweite Diode D1, die mit einer Leitung verbunden ist, die den ersten Transistor TR1 und die Spule L verbindet, hinzugefügt sind. Die erste Diode D1 ermöglicht einen elektrischen Stromfluß in eine Richtung von der Spule L zu der DC-Stromquelle E, und die zweite Diode D2 ermöglicht einen elektrischen Stromfluß in eine Richtung von Masse zu der Spule L. Im Interesse der Vereinfachung ist nur ein piezoelektrisches Element P des piezoelektrischen Teiles 10 in dem Schaltbild von Figur 3 gezeigt. Die einander überlagernden Vielzahl von piezoelektrischen Elementen P sind elektrisch parallel zueinander geschaltet. Es wird jedoch angemerkt, daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann, wenn die Treiberschaltung ausgelegt ist zum Treiben eines einzelnen piezoelektrischen Elementes P.
Der erste und zweite Transistor TR1 und TR2 werden ein- und ausgeschaltet oder selektiv in entsprechende Ladungs- und Entladungszustände unter der Steuerung einer Transistorsteuerung 42 gesetzt. Wenn ein Treiberbefehl zum Aktivieren des Druckdrahtes 38 von der Transistorsteuerung 42 empfangen wird, wird der normalerweise offene erste Transistor TR1 eingeschaltet oder geschlossen, wodurch elektrische Energie der DC- Stromquelle E erlaubt wird, an das piezoelektrische Element P durch den ersten Transistor TR1 und die Spule L angelegt zu werden, wodurch das Element P aufgeladen wird, während das Element P und die Spule L zusammen oszillieren. Während der erste Transistor TR1 eingeschaltet ist oder in seinen ladenden Zustand versetzt ist, beginnt eine Spannung VP über das piezoelektrische Element P von dem Nullpegel an zu steigen, und schließlich erreicht sie einen Pegel gleich einer Netzspannung VE der DC-Stromquelle E, wie in dem Diagramm von Figur 4 gezeigt ist. Da die Spannung an einem Punkt zwischen der ersten Diode D1 und dem piezoelektrischen Element P folglich höher als die an einem Punkt zwischen der ersten Diode D1 und der Stromquelle E wird, fließt der elektrische Strom, der von der Spule L zu dem piezoelektrischen Element P fließt, durch die erste Diode D1 und den ersten Transistor TR1 und zurück zu der Spule L, wodurch elektrische Energie in der Spule L gespeichert wird, ohne daß das piezoelektrische Element P weiter aufgeladen wird. Daher überschreitet die Spannung VP des piezoelektrischen Elementes P nicht die Netzspannung VE. Während die Energie des piezoelektrischen Elementes P aufgrund des anstoßenden Kontaktes des Druckdrahtes 38 gegen das Aufzeichnungsmedium 6 oder aus anderen Gründen verbraucht wird, wird der verbrauchte Energiebetrag ausgeglichen durch zum Beispiel eine zusätzliche Lieferung von elektrischer Energie von der Stromquelle E durch den ersten Transistor TR1 und die Spule L, wodurch die Spannung Vp des Elementes P konstant gehalten wird.
Die Transistorsteuerung 42 schaltet den ersten Transistor TR1 aus oder bringt den Transistor TR1 zu seinem Anfangszustand zurück an einem vorbestimmten Zeitpunkt, der eine bestimmte Zeit nach dem Moment liegt, an dem die Spannung Vp die Netzspannung VE erreicht haben sollte. Der erste Transistor TR1 wird nämlich abgeschaltet, wenn eine erste vorbestimmte Zeit t1 verstrichen ist, nachdem der Transistor TR1 eingeschaltet ist, d.h. nachdem das Treiberkommando von der Transistorsteuerung 42 empfangen worden ist, wie in Figur 4 gezeigt ist. Diese Zeit t1 ist eine Aufladezeit Tc, während der der erste Transistor TR1 auf oder in dem Ladezustand gehalten wird. Wenn der Transistor TR1 abgeschaltet wird, kehrt die in der Spule L gespeicherte elektrische Energie zu der DC-Stromquelle E durch einen geschlossenen Pfad zurück, der die Spule L, die erste Diode D1, die Stromquelle E und die zweite Diode D2 enthält. Während der erste Transistor TR1 ausgeschaltet gehalten wird, wird die Spannung Vp des piezoelektrischen Elementes P als Resultat des Energieverbrauches des Elementes P abgesenkt, da die Energie nicht von der Stromquelle E zu dem Element P zum Kompensieren des Energieverbrauches durch das Element P geliefert wird, selbst die Spannung VP unter die Netzspannung VE fällt. Das Diagramm von Figur 4 zeigt eine Dauer an, während der die Spannung VP im wesentlichen gleich der Netzspannung VE gehalten wird, nachdem der erste Transistor TR1 ausgeschaltet ist. Diese Dauer existiert, da der Energieverbrauch durch das piezoelektrische Element P durch die Energieübertragung von der Spule L in das Element P aufgrund eines Stromflusses durch einen geschlossenen Pfad, der das Element P und die zweite Diode D2 enthält, ausgeglichen wird.
Die Transistorsteuerung 42 schaltet den zweiten Transistor TR2 an einen vorbestimmten Zeitpunkt ein, der entweder der Moment ist, an dem die elektrische Energie vollständig von der Spule L freigegeben ist, oder an einem Moment eine gewisse Zeit nach diesem Moment. Der zweite Transistor TR2 wird nämlich eingeschaltet, wenn eine zweite vorbestimmte Zeit t2 vergangen ist, nachdem das Treiberkommando von der Transistorsteuerung 42 empfangen worden ist, wie in Figur 4 gezeigt ist. Als Resultat wird das piezoelektrische Element P entladen, wobei die von dem Element P freigegebene Energie durch einen Widerstand R verbracht wird. Somit wird die Spannung VP des Elementes p gesenkt. Die Transistorsteuerung 42 schaltet den zweiten Transistor TR2 an einem vorbestimmten Zeitpunkt ab, der entweder der Moment ist, an dem die Spannung VP vollständig auf Null gegangen sein sollte, oder ein Moment eine gewisse Zeit nach diesem Moment. Das heißt, der zweite Transistor TR2 wird abgeschaltet, wenn eine vorbestimmte dritte Zeit t2 vergangen ist, nachdem das Treiberkommando von der Transistorsteuerung 42 empfangen worden ist, wie in Figur 4 gezeigt ist. Es ist zu verstehen, daß eine Differenz zwischen der dritten und zweiten Zeit t3 und t2 eine Entladezeit TD ist.
Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, ist die vorliegende Ausführungsform in der Lage, die Spannung VP des piezoelektrischen Elementes P auf einem konstanten Pegel (gleich der Netzspannung VE) zumindestens während einer Dauer zwischen dem Moment, wenn die Spannung VP die Netzspannung VE erreicht hat, und dem Moment, an dem die Ladezeit TC ausläuft, zu halten. Es wird auch angemerkt, daß die Spannung VP während dieser Dauer nicht in verschiedenen Druckzyklen, d.h. in verschiedenen Aktivierungszyklen des Druckdrahtes 38 oder verschiedenen Betriebszyklen der Treiberschaltung von Figur 3 fluktuiert. Folglich werden die Betriebsposition des piezoelektrischen Elementes P und die voll vorgeschobene Position des Druckdrahtes 38 in verschiedenen Aktivierungszyklen des Druckdrahtes 38 zum Bilden von Punkten an verschiedenen Druckpositionen auf dem Aufzeichnungsmedium 6 konstant gehalten. Weiter kann in jedem Aktivierungszyklus des Druckdrahtes 38 das piezoelektrische Element P während einer ausreichend langen Dauer in seiner Betriebsposition entsprechend der voll vorgeschobenen Position des Druckdrahtes 38 gehalten werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Laden des piezoelektrischen Elementes P für den nächsten Aktivierungszyklus des Druckdrahtes 38 nur begonnen, nachdem die in dem Element P in dem gegenwärtigen Aktivierungszyklus verbleibende elektrische Energie vollständig freigegeben ist. Daher wird der Verschiebungsbetrag (Abstand zwischen der anfänglichen Position oder Nichtbetriebsposition und der Betriebsposition) des piezoelektrischen Elementes P in jedem Aktivierungszyklus des Druckdrahtes 38 konstant gemacht, wodurch die antreibende Kraft des Elementes P und der Druck zum Drucken des Druckdrahtes 38 konstant gemacht wird, wodurch eine verbesserte Qualität der gedruckten Punkte sichergestellt wird.
Es ist zu verstehen, daß der erste Transistor TR1 und ein Abschnitt der Transistorsteuerung 42, der der Steuerung des ersten Transistor TR1 zugeordnet ist, zum Darstellen eines ersten Konditionierungsmittels zum Laden des piezoelektrischen Elementes P zusammenwirken, während der Widerstand R, der zweite Transistor TR2 und ein Abschnitt der Steuerung 42, der der Steuerung des zweiten Transistor TR2 zugeordnet ist, zum Darstellen eines zweiten Konditionierungsmittels zum Entladen des Elementes P zusammenwirken, und weiter ist zu verstehen, daß die erste und zweite Diode D1, D2 zum Darstellen eines Spannungsbegrenzungsmittels zum Begrenzen der Spannung VP des Elementes P auf die Netzspannung VE zusammenwirken.
Die Transistorsteuerung 42 kann so modifiziert werden, daß die Spannung des piezoelektrischen Elementes P gesteuert wird, wie in dem Diagramm von Figur 5 dargestellt ist. Das heißt, nachdem der erste Transistor TR1 ausgeschaltet ist nach einer ersten Ladezeit TC1, wird der gleiche Transistor TR1 wieder eingeschaltet zu einem Moment, der eine geeignete kurze Zeit vor dem Einschalten des zweiten Transistor TR2 ist. In diesem Fall wird der Transistor TR1 eingeschaltet während einer zweiten Ladezeit TC2 gehalten, und dann wird er zu der gleichen Zeit abgeschaltet, wenn der zweite Transistor TR2 eingeschaltet wird zum Starten der Entladezeit TD. Folglich hält gemäß dieser Ausführungsform die Transistorsteuerung 42 jedesmal, wenn ein Treiberbefehl empfangen wird, den ersten Transistor TR1 zweimal in dem Ladezustand während der ersten Ladezeit TC1 und der zweiten Ladezeit TC2. Folglich wird die Spannung VP des piezoelektrischen Elementes im wesentlichen auf der Netzspannung VE nicht nur während einer Dauer zwischen dem Moment, an dem die Spannung VP die Netzspannung VE während der ersten Ladezeit TC1 erreicht, und dem Moment, wenn die erste Ladezeit TC1 ausläuft, sondern auch während einen Dauer zwischen dem Moment, an dem die Netzspannung VE wieder während der zweiten Ladezeit TC2 erreicht wird, und dem Moment, an dem die zweite Ladezeit TC2 ausläuft. Somit wird der Druck zum Drucken des Druckdrahtes 38 konstant während dieser zwei Dauern gehalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der konstante Druck zum Drucken während einer längeren Zeitdauer als bei der vorhergehenden Ausführungsform gehalten. Die Transistorsteuerung 42 kann so ausgelegt sein, daß der erste Transistor TR1 normalerweise eingeschaltet wird, so daß nur die erste Ladezeit TC1 vorgesehen wird, und daß er zweimal eingeschaltet wird, so daß die erste und zweite Ladezeit TC1 und TC2 vorgesehen wird, wenn der Punkt mit einem höheren Dichtegrad mit einem höheren Druck zum Drukken des Druckdrahtes 38 gebildet wird. Bei der Ausführungsform von Figur 5 wird das Entladen des piezoelektrischen Elementes P begonnen, wenn das zweite Laden des Elementes P beendet ist. Folglich verbleibt elektrische Energie in der Spule L nach dem Starten des Entladens, und sowohl die in dem piezoelektrischen Element P verbleibende Energie als auch die Energie, die nicht zu der Stromquelle E zurückkehrt und in der Spule L verbleibt, werden durch den Widerstand R verbraucht, wenn der zweite Transistor TR2 eingeschaltet wird. Daher dauert es bei der vorliegenden Ausführungsform von Figur 5 länger für die Energie, vollständig von dem Element P freigegeben zu werden, als bei der Ausführungsform von Figur 4. Da der Betrag des Ladens während der zweiten Ladezeit TC2 nicht so groß ist, ist die zusätzliche Zeit zum Freigeben der Energie von dem Element P nicht bedeutsam.
Die Transistorsteuerung 42 kann weiter so modifiziert werden, daß die Spannung des piezoelektrischen Elementes P wie in Figur 6 gezeigt gesteuert wird. Bei dieser Ausführungsform wird der erste Transistor TR1 eingeschaltet während der Zeit gehalten, wenn der zweite Transistor TR2 ausgeschaltet ist, so daß auf die Ladezeit TC unmittelbar die Entladezeit TD folgt. Folglich wird bei dieser Anordnung Energie zu dem piezoelektrischen Element P zum Kompensieren für den Energiebetrag, der von dem piezoelektrischen Element P während der Dauer zwischen dem Moment, an dem die Spannung VP die Netzspannung VE erreicht, und dem Moment, wenn die Ladezeit TC ausläuft, geliefert. Daher wird die Spannung VP im wesentlichen auf der Netzspannung VE während der oben angezeigten Dauer gehalten, d.h. bis die Entladezeit TD beginnt. Bei dieser Ausführungsform wird Energie in der Spule L belassen, wenn das Entladen beginnt, und die Entladezeit TD ist etwas länger als bei der Ausführungsform von Figur 4, da die in dem piezoelektrischen Element P und in der Spule L belassenen Energien von dem Widerstand R verbraucht werden müssen.
Es wird als nächstes Bezug genommen auf Figur 7, dort ist eine andere Form der Treiberschaltung für die vorliegende Erfindung gezeigt, die eine Modifikation der Schaltung von Figur 3 ist. Das heißt, ein dritter Transistor TR3 ist in Parallelverbindung zu der ersten Diode D1 vorgesehen. Der dritte Transistor TR3 erlaubt es dem elektrischen Strom, in die Richtung von der Stromquelle E zu dem piezoelektrischen Element P zu fließen. Das heißt, die Richtung des Stromflusses durch den dritten Transistor TR3 ist entgegengesetzt zu der Richtung des Stromflusses durch die erste Diode D1.
Der erste, zweite und dritte Transistor TR1, TR2 und TR3 werden durch eine Transistorsteuerung 52 gesteuert. Als Reaktion auf einen Treiberbefehl zum Aktivieren des Druckdrahtes 38 schaltet die Steuerung 52 den ersten Transistor TR1 ein, wodurch das piezoelektrische Element P aufgeladen wird, wobei die Spannung VP ansteigt, wie in dem Diagramm von Figur 8 gezeigt ist. Wenn die Spannung VP des Elementes P gleich der Netzspannung VE geworden ist, beginnt der Strom durch die erste Diode D1 zu fließen, und die Spannung VP wird auf der Netzspannung VE gehalten. Nachdem die Spannung VP die Netzspannung VE erreicht, schaltet der erste Transistor TR1 ab, während zu der gleichen Zeit der dritte Transistor TR3 einschaltet. Wenn daher die Energie des Elementes P verbraucht ist, wird Energie von der Stromquelle E zu dem Element P durch den dritten Transistor TR3 anstatt durch die Spule L, wie bei der Anordnung von Figur 3, geliefert. Auf der anderen Seite wird die in der Spule L gespeicherte Energie zu der Stromquelle E durch einen geschlossenen Pfad zurückgegeben, der die Spule L, die erste Diode D1, die Stromquelle E und die zweite Diode D2 enthält. Als Resultat wird keine Energie in der Spule L belassen, wenn die Transistorsteuerung 52 den dritten Transistor TR3 abschaltet und gleichzeitig den zweiten Transistor TR2 einschaltet. Folglich wird das Entladen des piezoelektrischen Elementes P innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit beendet. Die Dauer, während der der dritte Transistor TR3 eingeschaltet gehalten wird, wird mit TC' in Figur 8 bezeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Spannung VP des Elementes P auf der Netzspannung VE während einer Dauer zwischen dem Moment, an dem die Spannung VP die Spannung VE erreicht, und dem Moment, an dem die Entladezeit TD unmittelbar folgend der zweiten Ladezeit TC' folgend beginnt, gehalten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform stellen der erste und dritte Transistor TR1, TR3 und ein Teil der Transistorsteuerung 52, der der Steuerung der Transistoren TR1, TR3 zugeordnet ist, das erste Konditionierungsmittel dar, während der Widerstand R, der zweite Transistor TR2 und ein Teil der Steuerung 52 das zweite Konditionierungsmittel darstellen. Weiter stellen die erste und zweite Diode D1, D2 das Spannungsbegrenzungsmittel dar.
Die Schaltung von Figur 7 kann modifiziert werden, wie in Figur 9 dargestellt ist. Diese modifizierte Treiberschaltung weist eine Sicherung F1 auf, die zwischen den dritten Transistor TR3 und die DC-Stromquelle E in Parallelverbindung zu der ersten Diode D1 geschaltet ist. Diese Sicherung F1 ist vorgesehen zum Schützen des dritten Transistors TR3 gegen einen übermäßigen Betrag elektrischen Stromes, der dadurch fließen kann, wenn der erste Transistor TR1 fehlerhaft nicht eingeschaltet wird. Da die benötigte Kapazität des dritten Transistor TR3 beträchtlich kleiner als die des ersten Transistors TR1 ist, fließt ein beträchtlich großer Strombetrag durch den dritten Transistor TR3, wenn er in dem Fall eines Versagens des ersten Transistors TR1 aus dem einen Grund oder dem anderen eingeschaltet wird. Zum Schützen des dritten Transistors TR3 in diesem Fall ist die Sicherung F1 in Reihenverbindung mit dem dritten Transistor TR3 vorgesehen, so daß die Sicherung in ihrem Trennzustand zum Verhindern, daß ein Strom dadurch fließt, gebracht wird, wenn der Strom, der die Nennkapazität des Transistors TR3 überschreitet, an die Sicherung angelegt wird, wodurch der Transistor TR3 geschützt wird.
Obwohl die Sicherung F1 zwischen der Stromquelle E und dem dritten Transistor TR3 bei der obigen Ausführungsform vorgesehen ist, kann die Sicherung F1 an jeder Position in einem geschlossenen Pfad vorgesehen werden, der die Stromquelle E, den dritten Transistor TR3 und das piezoelektrische Element P enthält.
Das piezoelektrische Element P ist mit einem Spannungsdetektor 54 verbunden, der zum Erfassen der Spannung VP des Elementes P ausgelegt ist. Ein Signal von dem Spannungsdetektor 54 wird an die Transistorsteuerung 52 angelegt. Auf der Grundlage dieses Signales schaltet die Steuerung 52 den ersten und zweiten Transistor TR1 und TR2 aus. Mit anderen Worten, der Spannungsdetektor 54 ist vorgesehen zum Bestimmen des Momentes, an dem der erste Transistor TR1 ausgeschaltet wird, wenn die Spannung VP die Netzspannung VE erreicht, und des Momentes, an dem der zweite Transistor TR2 ausgeschaltet wird, wenn die Spannung VP den auf Null geht.
Bei den Ausführungsform von Figuren 4 bis 8 ist die Transistorsteuerung 42, 52 zum Steuern der Transistor TR1, TR2, TR3 als Reaktion auf einen empfangenen Treiberbefehl zum Aktivieren des Druckdrahtes 38 ausgelegt, so daß die Steuerung 42, 52 selbst die Momente bestimmt, die die Ladezeit Tc, die erste und zweite Ladungszeit TC1, TC2 oder TC und TC' und die Entladezeit TD definieren. Bei der Ausführungsform von Figur 9 werden die erste Ladezeit TC und die Entladezeit TD auf der Grundlage der von dem Spannungsdetektor 54 erfaßten Spannung VF bestimmt. Die Steuerung 42, 52 kann jedoch zum Empfangen von Transistorsteuerdaten zusammen mit dem Treiberbefehl so modifiziert werden, daß die Steuerung die Transistoren TR1, TR2, TR3 gemäß den Transistorsteuerdaten steuert, die die Momente darstellen, an denen die Transistoren ein- und ausgeschaltet werden, wie oben beschrieben wurde.
Während der erste und dritte Transistor TR1, TR3, die in den obigen Ausführungsformen benutzt werden, zwei Zustände aufweisen, d.h. "aus" oder den Anfangszustand zum Verhindern des Ladens des piezoelektrischen Elementes und "ein" oder Ladezustand zum Ermöglichen des Ladens des Elementes P, ist es möglich, diese Transistor TR1, TR3 durch geeignete Analogschalter oder andere Schaltmittel zu ersetzen, die drei Zustände aufweisen, d.h. einen "Aus"-Zustand wie oben bezeichnet wurde, und zwei "Ein"-Zustände, in denen das Schaltmittel einem elektrischen Strom erlaubt, in entsprechende entgegengesetzte Richtungen zu fließen.
Es wird Bezug genommen auf Figur 10, dort ist eine weitere Treiberschaltung für die vorliegende Erfindung gezeigt. Diese Treiberschaltung, die mit 60 in Figur 10 bezeichnet ist, ist grundsätzlich ähnlich zu der Treiberschaltung von Figur 7 in der Hinsicht, daß die drei Transistor TR1, TR2, TR3 und die zwei Dioden D1, D2 vorgesehen sind zum Erzielen der gleichen Funktionen, wie oben beschrieben wurde. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der Ausführungsform von Figur 7, da eine dritte und eine vierte Diode D3, D4 vorgesehen sind, der Widerstand R entfernt ist und der zweite Transistor TR2 und die zweite Diode D2 an neuer Stelle angeordnet sind, und in der Weise, in der das piezoelektrische Element P während der Entladezeit TD entladen wird.
Bei der Treiberschaltung 60 ist die dritte Diode D3 parallel zu dem ersten Transistor TR1 so geschaltet, daß sie den Transistor TR1 umgeht derart, daß die dritte Diode D1 einem Stromfluß in die Richtung von der Spule L zu dem positiven Anschluß der Stromquelle E erlaubt. Der zweite Transistor TR2 ist mit einem Teil der Schaltung zwischen der Spule L und dem ersten Transistor TR1 verbunden und auf Masse gelegt. Die zweite Diode D2 ist parallel zu dem zweiten Transistor TR2 so geschaltet, daß sie den Transistor TR2 umgeht. Das piezoelektrische Element P wird ebenfalls durch die vierte Diode D4 umgegangen, die parallel dazu geschaltet ist, so daß die vierte Diode D4 einem elektrischen Strom ermöglicht, von dem negativen Anschluß zu dem positiven Anschluß des Elementes P zu fließen.
Der erste, zweite und dritte Transistor TR1, TR2 und TR3 werden durch eine Transistorsteuerung 62 gesteuert. Diese Steuerung 62 ist für jede der Treiberschaltungen 60 (erste bis n-te Schaltüng) vorgesehen, die zu den entsprechenden Druckdrähten 38 gehören. Die Steuerungen 62 für die entsprechenden Treiberschaltungen 60 sind mit einer gemeinsamen Hauptsteuereinrichtung 64 verbunden.
Die Hauptsteuereinrichtung 64 empfängt Druckdaten von einem externen Hauptrechner. Die Druckdaten enthalten Drahtaktivierungsdaten zum Aktivieren der richtigen der Druckdrähte 38 zum Bilden von Punkten an jeder der vorbestimmten Druckpositionen, die voneinander in einem vorbestimmten Druckabstand entlang der Richtung der Bewegung des Druckkopfes 2 relativ zu der Druckwalze 5 angeordnet sind. Auf der Grundlage der Drahtaktivierungsdaten legt die Hauptsteuereinrichtung 64 Befehle an die Transistorsteuerungen 62 entsprechend der Druckdaten 38 an, die zum Bewirken des Druckens an jeder Druckposition aktiviert werden soll. Die Hauptsteuereinrichtung 64 bestimmt, ob der Treiberbefehl für den gegenwärtigen Aktivierungszyklus des relevanten Druckdrahtes 38 gegeben ist zum Bilden eines Punktes an der letzten Druckposition der gegenwärtigen Druckzeile oder nicht. Wenn der in Rede stehende Punkt an der letzten Druckposition der Zeile zu bilden ist, legt die Hauptsteuereinrichtung 64 einen erweiterten Entladebefehl an die relevante Transistorsteuerung 62, die den Treiberbefehl zum Bilden des Punktes an der letzten Druckposition der Zeile empfangen hat. Der erweiterte Entladebefehl bewirkt, daß sich das piezoelektrische Element P während einer relativ langen Zeit entlädt, wie unten beschrieben wird. Wenn die Position, an der der relevante Punkt zu bilden ist, nicht die letzte Druckposition der Zeile ist, bestimmt dann die Hauptsteuereinrichtung 64, ob ein Punkt an der nächsten Druckposition der Zeile zu bilden ist oder nicht, d.h. ob der nächste Treiberbefehl für den gleichen Druckdraht 38 zum Bilden eines Punktes an der Position benachbart zu der gegenwärtigen Position dient, an der der Punkt zu bilden ist gemäß des gegenwärtigen Treiberbefehles. Wenn ein Punkt nicht an der nächsten Druckposition zu bilden ist, legt die Hauptsteuereinrichtung 64 den erweiterten Entladebefehl an die relevante Transistorsteuerung 62 an. Wenn ein Punkt an der nächsten Druckposition zu bilden ist, wird kein erweiterter Entladebefehl an die Transistorsteuerung 62 angelegt.
Wenn die Transistorsteuerung 62 den Treiberbefehl zum Aktivieren des geeigneten Druckdrahtes 38 empfängt, wird die Treiberschaltung 60 auf die folgende Weise gesteuert.
Die drei Transistoren TR1, TR2, TR3 sind alle normalerweise in die ausgeschaltete Position gesetzt. Als Reaktion auf den von der Hauptsteuereinrichtung 64 empfangenen Treiberbefehl schaltet die Transistorsteuerung 62 den ersten Transistor TR1 ein. Als Resultat wird die Spannung VP des piezoelektrischen Elementes P angehoben, und der Druckdraht 38 wird von der voll zurückgezogenen Position zu der voll vorgeschobenen Position zum Drucken auf das Medium 6 bewegt.
Das Wirkungsende des Druckdrahtes 38 kommt in Preß- oder Anschlagkontakt mit dem Medium 6, kurz bevor die Spannung VP die Netzspannung VE erreicht. Nachdem die Spannung VP die Spannung VE erreicht hat, wird der elektrische Strom, der von der Spule L fließt, zu derselben durch die erste Diode D1 und den ersten Transistor TR1 zurückgeführt, und die Energie wird nicht länger in dem piezoelektrischen Element P gespeichert, wodurch die Spannung VP nicht die Spannung VE überschreitet, wie oben in bezug auf die vorangehenden Ausführungsformen beschrieben ist. Wenn die Energie des Elementes P aufgrund des Anschlagkontaktes des Druckdrahtes 38 mit dem Medium 6 verbraucht ist, wird Energie von der Stromquelle E zu dem Element P durch den ersten Transistor TR1 und die Spule L geliefert, damit die Spannung VP im wesentlichen auf dem Netzspannungspegel VE gehalten wird.
Dann schaltet die Transistorsteuerung 62 den ersten Transistor TR1 aus und schaltet den dritten Transistor TR3 ein zu einem Zeitpunkt eine geeignete Zeit, nachdem die Spannung VP die Netzspannung VE erreicht hat. Als Resultat wird ein geschlossener Pfad gebildet, der die Spule L, die Diode D1, die Stromquelle E und die zweite Diode D2 enthält, wodurch die Energie von der Spule L freigegeben wird und zu der Stromquelle E zurückgeführt wird, bis die Energie in der Spule L auf null geht.
Der zweite Transistor TR2 wird eingeschaltet zum Starten des Entladens des piezoelektrischen Elementes P, wenn eine vorbestimmte Zeit vergangen ist, nachdem der Treiberbefehl von der Steuerung 62 empfangen worden ist, nämlich zu der Zeit, wenn die Energie vollständig von der Spule L freigegeben worden ist, oder einem Zeitpunkt eine geeignete Zeit nach der Zeit. Die Weise des Entladens des piezoelektrischen Elementes P wird beschrieben.
In dem Fall, in dem der erweiterte Entladebefehl nicht die Transistorsteuerung 62 angelegt wird, wird das piezoelektrische Element P durch zuerst Einschalten des zweiten Transistors TR2 entladen. Als Resultat wird ein geschlossener Pfad gebildet, der das Element P die Spule L und den zweiten Transistor TR2 enthält, wodurch die in dem Element P gespeicherte Energie zu der Spule L übertragen wird, und das Element P wird so entladen. Die Entladezeit TD, wie in Figur 11 gezeigt ist, wird durch die Aquivalenzkapazität des Elementes P und die Reaktanz der Spule L bestimmt. Das heißt, die Zeit TD läuft aus, wenn die Spannung VP auf den Nullpegel gesenkt ist. Wenn das piezoelektrische Element P entladen wird, wird der Druckdraht 38 von dem Aufzeichnungsmedium 6 weg zurückgezogen und kehrt schließlich zu der voll zurückgezogenen Position zurück. Da der Arm 36 in Anschlagkontakt mit dem Anschlag 40 gebracht wird, prallt der Druckdraht 38 von dem Anschlag 40 in einem gewissen Ausmaß zurück. Da ein Punkt an der nächsten Druckposition folgend dem Punkt, der an der gegenwärtigen Druckposition gebildet worden ist, zu bilden ist, kann das Zurückprallen des Druckdrahtes 38 effektiv für die nächste Druckbewegung zu dem Medium 6 hin benutzt werden. Mit anderen Worten, der zurückprallende Druckdraht 38 verursacht kein Problem des unerwarteten Bildens eines Punktes ohne den entsprechenden Treiberbefehl.
Die Transistorsteuerung 62 überwacht die Spannung VP des piezoelektrischen Elementes P auf der Grundlage eines Signales von einem geeigneten Spannungsdetektor, wie er mit 54 in Figur 9 bezeichnet ist, und schaltet den zweiten Transistor TR2 ab, wenn die Spannung VP auf null gesenkt worden ist, d.h. wenn die gesamte in dem Element P gespeicherte Energie freigegeben worden ist. Als Resultat wird ein geschlossener Pfad gebildet, der die Spule L, die dritte Diode D3, die DC-Stromquelle E und die vierte Diode D4 enthält. Folglich wird die in der Spule L gespeicherte Energie zu der Stromquelle E zurückgegeben. Es seiangemerkt, daß die vierte Diode D4 vorgesehen ist zum Verhindem, daß die Energie in der Spule L zu dem Element P übertragen wird.
In dem Fall, in dem der erweiterte Entladebefehl an die Transistorsteuerung 62 angelegt wird, steuert die Steuerung 62 den zweiten Transistor TR2 derart, daß der Transistor TR2 alternativ ein- und ausgeschaltet wird mit einer vorbestimmten Frequenz, d.h. daß ein vorbestimmter Wirkungsgrad erhalten wird. Während der zweite Transistor TR2 ein ist, wird ein Teil der Energie in dem Element P zu der Spule L übertragen, und die Spannung VP des Elementes P wird mit einer Rate gesenkt, die durch die Aquivalenzkapazität des Elementes P und die Reaktanz der Spule L bestimmt ist.
Während der zweite Transistor aus ist, während Energie in dem piezoelektrischen Element P gespeichert ist und die vierte Diode D4 aus ist, wird in der Gegenwart einer Potentialdifferenz über die Diode D4 ein geschlossener Pfad gebildet, der das Element P, die Spule L, die dritte Diode D3 und die Stromquelle E enthält. Folglich wird die Spannung VP mit einer Rate gesenkt, die durch die Aquivalenzkapazität des Elementes P, die Reaktanz der Spule L und die Netzspannung VE der Stromquelle E bestimmt ist. Das heißt, die Spannung VP wird mit einer Rate gesenkt, die niedriger ist, als in dem vorangehenden Absatz beschrieben ist.
Daher bewirkt das abwechselnde Ein- und Ausschalten des zweiten Transistor TR2 abwechselndes Auftreten kurzer Perioden, in denen die Rate des Absenkens der Spannung VP relativ hoch bzw. relativ niedrig ist, wie in dem Diagramm von Figur 12 gezeigt ist. Als Resultat dauert das Entladen des piezoelektrischen Elementes P während einer längeren Zeit an, wenn der erweiterte Entladebefehl erzeugt ist, als in dem Fall, in dem der erweiterte Entladebefehl nicht erzeugt ist. Mit anderen Worten, die Entladezeit TD ist, wie in Figur 12 gezeigt ist, länger als die, die in Figur 11 gezeigt ist. Folglich kehren der Arm 36 und der Druckdraht 38 zu der voll zurückgezogenen Position mit einer vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeit in einer vergleichsweise langen Zeit zurück, wodurch der Betrag des Zurückprallens des Armes 36 von dem Anschlag 40 auf einen verringerten Wert begrenzt ist, und der Druckdraht 38 prallt nicht zum Bilden eines Punktes an der nächsten oder folgenden Druckposition zurück, an der nicht erwartet wird, daß ein Punkt gebildet wird. Nachdem die Spannung VP des Elementes P auf null gegangen ist durch die abwechselnde Ein- und Austätigkeit des zweiten Transistors TR2, hält die Transistorsteuerung 62 den Transistor TR2 in dem Auszustand.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Entladezeit TD und die Punktbildungszeit so bestimmt, daß das Entladen des piezoelektrischen Elementes P gemäß dem erweiterten Entladebefehl in dem gegenwärtigen Aktivierungszyklus des Druckdrahtes 38 beendet werden kann, bevor ein anderer Aktivierungszyklus gestartet werden kann zum Bewirken einer Tätigkeit des Bildens eines Punktes an der zweiten Druckposition, wie sie von der nächsten Druckposition gezählt wird, das heißt zum Bilden eines Punktes an der Druckposition, die von der gegenwärtigen Druckposition in einem Abstand angeordnet ist, der zweimal dem vorbestimmten Druckabstand entspricht. Mit anderen Worten, der Druckdraht 38 wird über die nächste Druckposition hinaus bewegt, während das piezoelektrische Element P mit der ausgedehnten Dauer TD entladen wird, und das Entladen wird so beendet, daß ein Punkt durch den Druckdraht 38 an der zweiten Druckposition gebildet werden kann, wie von der oben bezeichneten nächsten Druckposition gezielt wird. Es ist möglich, daß das piezoelektrische Element P für einen Druckdraht 38 langsam gemäß dem erweiterten Entladebefehl entladen wird, während das piezoelektrische Element P für einen anderen Druckdraht 38, der eingeteilt ist zum Bilden eines Punktes an der Position, die der oben bezeichneten nächsten Druckposition entspricht, schnell so entladen wird, daß der Punkt an der gewünschten Position durch den anderen Druckdraht 38 gebildet werden kann. Es sei angemerkt, daß das langsame Entladen der piezoelektrische Elemente P zum Vermeiden unerwünschter Punkte gemäß der vorliegenden Anordnung nicht verlangt, daß der Druckkopf 2 mit verringerter Geschwindigkeit entlang der Durckwalze 5 bewegt wird, wodurch eine Hochgeschwindigkeitsdrucktätigkeit ohne den herkömmlicherweise erlittenen Nachteil ermöglicht wird.
Es ist aus der obigen Beschreibung der Ausführungsform von Figur 10 zu verstehen, daß die Hauptsteuereinrichtung 64, die den erweiterten Entladebefehl an die Transistorsteuerung 62 gemäß der empfangenen Druckdaten anlegt, so daß der zweite Transistor TR2 gemäß dem erweiterten Entladebefehl gesteuert wird, als Entladesteuermittel zum Steuern des zweiten Transistors TR2 derart dient, daß die Länge der Zeit, während der das Element P entladen wird in dem vorliegenden Aktivierungszyklus des Druckdrahtes 38 zum Bilden eines Punktes an der gegenwärtigen Druckposition, länger ist, wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Position, an der ein nächstes Punkt in dem nächsten Aktivierungszyklus des gleichen Druckdrahtes zu bilden ist, länger ist als ein vorbestimmtes Vielfaches des vorbestimmten Druckabstandes, als wenn der Abstand nicht länger ist als das vorbestimmte Vielfache des Druckabstandes.
Obwohl die vorliegende Erfindung derart ausgelegt ist, daß der zweite Transistor TR2 eingeschaltet gehalten wird zum schnellen Entladen des piezoelektrischen Elementes P wenn ein Punkt an der nächsten Druckposition zu bilden ist, während der Transistor TR2 abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird zum langsamen Entladen des Elementes P, wenn kein Punkt an der nächsten Druckposition zu bilden ist, ist es möglich, daß der Transistor TR2 abwechselnd ein und aus in beiden Fällen geschaltet wird, so daß die "Ein"-Zeit kürzer ist in dem letzteren Fall (zum langsamen Entladen des Elementes P) als in dem ersteren Fall.
Bei der obigen modifizierten Anordnung taucht kein Problem auf, selbst wenn der Moment, an dem das Entladen des Elementes P beendet ist, in dem der Transistor TR2 in dem Aus-Zustand gehalten wird, von dem Moment abweicht, an dem das Freigeben der Energie aus dem Element P tatsächlich beendet ist. Um es speziell zu beschreiben, der Betrag der in der Spule L gespeicherten und zu der Stromquelle E während der Ein-/Austätigkeit des Transistors TR2 gespeicherten Energie ist beträchtlich kleiner als der Energiebetrag, der zu einer Zeit aus dem Element P freigegeben wird und in der Spule L gespeichert wird. Daher kann ein solch kleiner Energiebetrag, der in der Spule L bei der obigen modifizierten Anordnung belassen wird, nicht den nächsten Ladezyklus des piezoelektrischen Elementes für den nächsten Aktivierungszyklus des Druckdrahtes 38 beeinflussen. In dieser Hinsicht ist das nicht wesentlich, die Spannung VP zu erfassen, um das tatsächliche Nullabweichen der Spannung VP zu bestätigen, um das Halten des Transistors TR2 in seinem Aus- Zustand zu starten. Das bedeutet, daß ein Spannungsdetektor zum Überwachen der Spannung VP nicht wesentlich ist, und die Kosten des Druckers können folglich verringert werden.
Es wird Bezug genommen auf Figur 13, dort ist eine weitere modifizierte Treiberschaltung gezeigt, in der eine Treiberschaltung 70 zum Aktivieren des piezoelektrischen Elementes P vorgesehen ist. Die Treiberschaltung 70 unterscheidet sich von der Treiberschaltung 60 von Figur 10 darin, daß eine zweite Spule LV und ein vierter Transistor TR4 in Reihenverbindung miteinander parallel zu dem zweiten Transistor TR2 geschaltet sind. Der vierte Transistor TR4 ermöglicht einen Fluß eines elektrischen Stromes dadurch in die Richtung von der zweiten Spule L' zu der Masse, mit der der Transistor TR4 verbunden ist. Weiter weist die Treiberschaltung 70 eine fünfte Diode D5 auf, die zwischen den positiven Anschluß der Stromquelle E und einem der gegenüberliegenden Enden de zweiten Spule L' geschaltet ist, die mit dem vierten Transistor TR4 verbunden ist. Die fünfte Diode D5 ermöglicht es, daß ein elektrischer Strom dadurch in die Richtung von der zweiten Spule L' zu dem positiven Anschluß der Stromquelle E fließt. Der erste bis vierte Transistor TR1 bis TR4 werden durch eine Transistorsteuerung 72 gesteuert, die mit der Hauptsteuereinrichtung 64 verbunden ist.
Die Treiberschaltung 70 wird auf die gleiche Weise wie die Treiberschaltung 60 betrieben, wenn das piezoelektrische Element P aufgeladen wird, und wenn das Element P entladen wird, während der erweiterte Entladebefehl nicht durch die Hauptsteuereinrichtung 64 erzeugt wird. Es wird im einzelnen ein Betrieb der Treiberschaltung 70 beschrieben, wenn das Element entsprechend dem erweiterten Entladebefehl entladen wird.
Wenn eine vorbestimmte Zeit vergangen ist, nachdem der Treiberbefehl empfangen ist, schaltet die Steuerung 72 den vierten Transistor TR4 anstelle des zweiten Transistors TR2 ein. Folglich wird ein geschlossener Pfad gebildet, der das Element P, die erste und zweite Spule L und LV und den vierten Transistor TR4 enthält, wodurch die von dem Element P freigegebene Energie sowohl zu der ersten Spule L als auch der zweiten Spule L' übertragen wird. Als Resultat wird die Spannung VP des Elementes P auf Null während einer Entladezeit abgesenkt, die durch die Äquivalenzkapazität des Elementes P und die Reaktanzwerte der ersten und zweiten Spule L und L' bestimmt ist. Wenn das Element P entsprechend dem erweiterten Entladebefehl entladen wird, wird die zweite Spule L effektiv zu der Entladeschaltung addiert in Reihenverbindung mit der ersten Spule L, wodurch die Entladerate des Elementes P niedriger gemacht wird, als es der Fall wäre, wenn das Entladen normal mit dem zweiten Transistor TR2 bewirkt würde, der in der Abwesenheit des erweiterten Entladebefehles eingeschaltet wird. Nachdem das Element P vollständig entladen ist, schaltet die Steuerung 72 den vierten Transistor TR4 aus, so daß ein geschlossener Pfad gebildet wird, der die zwei Spulen L, L', die fünfte Diode D5, die Stromquelle E und vierte Diode D4 enthält. Als Resultat werden die in den zwei Spulen L, L' gespeicherten Energien zu der Stromquelle E zurückgegeben.
Es ist aus der obigen Beschreibung der Schaltung von Figur 13 zu verstehen, daß die Hauptsteuereinrichtung 64, die den ausgedehnten Entladebefehl in Abhängkeit der Druckdaten erzeugt, als das Entladesteuermittel zum selektiven Bewirken der langsamen Entladung oder der schnellen Entladung in Abgängigkeit davon, ob ein Punkt an der nächsten Druckposition zu bilden ist oder nicht, darstellend angesehen wird. Genauer, daß Entladesteuermittel wird angesehen, daß es dargestellt wird durch die Spulen L, L', dem zweiten und vierten Transistor TR1, TR4, die Dioden D3, D5, einen Abschnitt der Hauptsteuereinrichtung 64, der zum Erzeugen des ausgedehnten Entladebefehles gemäß den Druckdaten zugeordnet ist, und einen Abschnitt der Steuerung 72, der zum Steuern der Transistoren TR2, TR4 gemäß dem ausgedehnten Entladebefehl zugeordnet ist. Das Mittel zum Bewirken der langsamen Entladung des Elementes P, wenn ein Punkt nicht an der nächsten Druckposition zu bilden ist, kann jedoch angesehen werden als dargestellt durch die zweite Spule L', die fünfte Diode D5, den vierten Transistor TR4, einen Abschnitt der Hauptsteuereinrichtung 64, der zum Erzeugen des ausgedehnten Entladebefehles in Abhängigkeit von den Druckdaten zugeordnet ist, und einen Abschnitt der Steuerung 72, der zum Steuern des vierten Transistor TR4 gemäß dem ausgedehnten Entladebefehl zugeordnet ist. Weiter kann das Mittel zum Bewirken der schnellen Entladung des Elementes P, wenn ein Punkt an der nächsten Druckposition zu bilden ist, angesehen werden als dargestellt durch die erste Spule L, die dritte Diode D3, den zweiten Transistor TR2, einen Abschnitt der Hauptsteuereinrichtung 64, der zum Erzeugen des ausgedehnten Entladebefehles in Abhängigkeit von den Druckdaten zugeordnet ist, und einen Abschnitt der Steuerung 72, der zum Steuern des zweiten Transistors TR2 in Abwesenheit des ausgedehnten Entladebefehles zugeordnet ist.
Jede in Figur 13 gezeigte Treiberschaltung 70, die für jeden der Druckdrähte 38 benutzt wird, weist eine ausgedehnte Entladeschaltung auf, die aus der Spule L', den vierten Transistor TR4 und der fünften Diode D5 besteht. Es kann jedoch eine ausgedehnte Entladeschaltung gemeinsam für eine Mehrzahl von Treiberschaltungen 92 (erste bis m-te Schaltung) benutzt werden, wie in Figur 14 dargestellt ist, in der die ausgedehnte Entladeschaltung mit 90 bezeichnet ist. Bei der Ausführungsform von Figur 14 erhöht sich die benötigte Entladezeit mit einer Zunahme der Zahl von piezoelektrischen Elementen P, die langsam entladen werden sollen (mit einer Zunahme der Zahl der Treiberschaltungen 72, die entsprechend dem ausgedehnten Entladebefehlen betrieben werden), da der Betrag der in der gemeinsamen Spule L' zu speichernden Energie folglich zunimmt. In Hinblick auf diese Tatsache werden die zwei Spulen L, L' und der Druckabstand so bestimmte, daß die Bildung eines Punktes durch einen zurückprallende Bewegung des Druckdrahtes 38 vermieden wird, selbst wenn nur ein Element P entsprechend jenem Druckdraht 38 langsam entladen wird (selbst wenn die Zeit des Entladens gemäß eines ausgedehnten Entladebefehles die kürzeste ist), und so daß das langsame Entladen aller Elemente P beendet ist, bevor die Tätigkeit zum Bilden von Punkten an der nächsten Druckposition begonnen wird. Bei der Ausführungsform von Figur 14 ist eine sechste Diode D6 zwischen der Spule L einer jeden Treiberschaltung 92 und der ausgedehnten Entladeschaltung 90 vorgesehen, damit jede Treiberschaltung 92 davor geschützt wird, daß ein elektrischer Strom von den anderen Schaltungen 92 fließt.
Es ist zu verstehen, daß das Entladesteuermittel der vorliegenden Ausführungsform auch grundsätzlich durch die Hauptsteuereinrichtung 64 dargestellt wird. Genauer jedoch, das Entladesteuermittel wird durch die sechste Diode D6, die ausgedehnte Entladeschaltung 90, einen Abschnitt der Hauptsteuereinrichtung 64, der zum Erzeugen des ausgedehnten Entladebefehles in Abhängigkeit von den Druckdaten zugeordnet ist, und einen Abschnitt der Steuerung 72, der zum Steuern des vierten Transistors TR4 gemäß dem ausgedehnten Entladebefehls zugeordnet ist, dargestellt.
Während der Druckkopf 2 des oben beschriebenen Punktmatrixdrukkers ein piezoelektrisches Betätigungsglied (piezoelektrische Teile, von denen eins mit 10 in Figur 2 bezeichnet ist) aufweist, ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung anwendbar auf einen Druckkopf, der Solenoidspulen zum Aktivieren der Druckdrähte, einen Punktmatrixdrucker mit solch einem Druckkopf und eine Treiberschaltung zum Steuern solcher Solenoidspulen benutzt.
Ein Beispiel einer Treiberschaltung zum Treiben einer Solenoidspule ist mit 100 in Figur 15 bezeichnet, in der die DC- Stromquelle E, der erste Transistor TR1, eine Solenoidspule SOL und der zweite Transistor TR2 in Reihe miteinander verbunden sind. Die Transistoren TR1, TR2 ermöglichen beide, daß ein Strom dadurch in die Richtung von dem positiven Anschluß der Stromquelle E zu der Solenoidspule SOL fließt. Die erste Diode D1 ist parallel zu der Reihenverbindung der Solenoidspule SOL und des zweiten Transistor TR2 so geschaltet, daß die erste Diode D1 einem elektrischen Strom ermöglicht, dadurch in die Richtung von der Spule SOL zu dem positiven Anschluß der Stromquelle E zu fließen weiter ist die zweite Diode D2 parallel zu der Reihenverbindung der Spule SOL und des Transistors TR1 so geschaltet, daß die zweite Diode D2 einem elektrischen Strom ermöglicht, dadurch in die Richtung entgegengesetzt zu der Stromflußrichtung des zweiten Transistors TR2 zu fließen.
Der erste und zweite Transistor TR1 und TR2 der Treiberschaltung 100 werden durch eine Transistorsteuerung 102 gesteuert. Die Transistoren TR1 und TR2 sind normalerweise in den Auszustand gesetzt. Als Reaktion auf ein Treiberbefehl von der Hauptsteuereinrichtung 64 schaltet die Steuerung 102 beide Transistor TR1, TR2 an. Folglich wird die Netzspannung VE der Stromquelle E an die Solenoidspule SOL angelegt, und der entsprechende Druckdraht 38 wird vorwärtsbewegt auf der Grundlage einer Magnetkraft, die durch ein Resultat der Erregung der Spule SOL erzeugt wird, wodurch der Druckdraht 38 gegen das Aufzeichnungsmedium 6 gedrückt wird. Der Mechanismus zum Drücken des Druckdrahtes 38 gegen das Medium 6 wird aus der Erörterung des Standes der Technik in dem einleitenden Teil der Beschreibung verständlich.
Wenn eine geeignete Zeit vergangen ist, nachdem der Treiberbefehl empfangen ist, regt die Steuerung 102 die Solenoidspule SOL ab. Die Weise des Abregens der Spule SOL ist unterschiedlich in Abhängigkeit davon, ob der ausgedehnte Entladebefehl von der Hauptsteuereinrichtung 64 empfangen ist oder nicht. In dem Fall, in dem der ausgedehnte Entladebefehl nicht empfangen ist, hält die Steuerung 102 die Transistoren TR1 und TR2 in dem Aus-Zustand, wodurch ein geschlossener Pfad gebildet wird, der die erste Diode D1, die Stromquelle E und die zweite Diode D2 enthält. Als Resultat kehrt die Energie der Spule SOL zu der Stromquelle E zurück, und die Spule SOL wird schnell in ihren abgeregten oder entladenen Zustand gebracht. Die Dauer, während der Transistor TR2 in dem ausgeschalteten Zustand gehalten wird, ist so bestimmt, daß sie ausreichend dafür ist, daß die Energie aus der Spule SOL vollständig freigegeben wird. In diesem Fall kehrt der Druckdraht 38 schnell zu seiner voll zurückgezogenen Position zurück.
Wenn die Spule SOL in der Gegenwart des ausgedehnten Entladebefehles abgeregt wird, hält die Steuerung 102 den ersten Transistor TR1 in dem Aus-Zustand, während abwechseln der zweite Transistor TR2 mit einer vorbestimmten Frequenz ein- und ausgeschaltet wird. Daher kehrt die Energie der Spule SOL zu der Stromquelle E mit einer niedrigeren Rate zurück als in dem Fall, in dem die Abregung bewirkt wird, während der zweite Transistor TR2 ausgeschaltet gehalten wird. Das heißt, die Magnetkraft der Solenoidspule SOL wird langsam verringert, und folglich kehrt der Druckdraht 38 langsam zu der voll zurückgezogenen Position zurück. Somit wird der Druckdraht 38 daran gehindert, in einem solchen Maße zurückzuprallen, daß die Bildung eines Punktes an einer Position verursacht wird, die nicht durch die Druckdaten bezeichnet ist.
Es ist aus der obigen Beschreibung der Treiberschaltung 100 zu verstehen, daß das Entlade- oder Abregungssteuermittel für die Solenoidspule SOL durch den Transistor TR2, einen Abschnitt der Hauptsteuereinrichtung 64, der zum Erzeugen des ausgedehnten Entladebefehles in Abhängigkeit der Druckdaten zugeordnet ist, und einen Abschnitt der Steuerung 102, der zum Steuern des Transistors TR2 gemäß dem ausgedehnten Entladebefehles zugeordnet ist, dargestellt wird.
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden sind, ist zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen begrenzt ist und daß die Erfindung mit verschiedenen Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann erscheinen, ohne daß der Umfang der Erfindung verlassen wird, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Punktmatrixdrucker mit:

einem Druckkopf (2) mit einem Betätigungsglied (P, SOL) zum Betätigen eines Druckdrahtes (38) durch Anlegen und Entfernen elektrischer Energie an das und von dem Betätigungsglied zum Bilden von Punkten auf einem Aufzeichnungsmedium (6);

einer Vorschubvorrichtung (1, 3, 4, 7, 8) zum Bewirken einer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf und dem Aufzeichnungsmedium;

einer Betätigungsgliedsteuereinrichtung (60, 62, 70, 72, 100, 102), die auf Druckdaten reagiert, zum Steuern des Betätigungsgliedes zum Bewegen des Druckdrahtes zwischen einer Druckposition, an der der Druckdraht gegen das Aufzeichnungsmedium gepreßt wird zum Bilden eines Punktes an einer von vorbestimmten Druckpositionen, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander in einer Richtung der Relativbewegung angeordnet sind, und einer Nichtdruckposition, an der der Druckdraht in einem Abstand von dem Aufzeichnungsmedium angeordnet ist, wobei der Druckdraht zu der Druckposition durch eines von Anlegen oder Entfernen elektrischer Energie an das und von dem Betätigungsglied bewegt wird und zu der Nichtdruckposition durch das andere des Anlegens oder Entfernens der elektrischen Energie zurückgeführt wird; und

einem Entladesteuermittel (64) zum Steuern der Betätigungsgliedsteuereinrichtung derart, daß in einem gegenwärtigen Betriebszyklus des Druckdrahtes zum Bilden eines Punktes an einer gegenwärtigen der Druckposition, eine Zeitlänge, während der das andere des Anlegens und Entfernens der elektrischen Energie bewirkt wird, in dem Fall länger ist, daß ein Abstand zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Position, an der ein nächster Punkt in einem nächsten Betriebszyklus des Druckdrahtes gebildet wird, größer als ein vorbestimmtes Vielfaches des Druckabstandes ist, als in dem Fall, daß der Abstand nicht größer als das vorbestimmte Vielfache ist.

2. Punktmatrixdruckeranwendung nach Anspruch 1, bei der das Betätigungsglied ein piezoelektrisches Element (P) ist.

3. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 2, bei dem die Betätigungsgliedsteuereinrichtung aufweist:

eine Ladeschaltung mit einer DC-Stromquelle (E), einem ersten Schaltnittel (TR1) und einer Spule (L), die in Reihe miteinander und in Reihe mit dem piezoelektrischen Element zum Laden des piezoelektrischen Elementes verbunden sind;

eine Entladeschaltung mit einem zweiten Schaltmittel (TR2) zum Ermöglichen, daß das piezoelektrische Element entladen wird;

ein erstes Schaltsteuermittel (62, 72) zum Steuern des ersten Schaltmittels derart, daß das erste Schaltmittel normalerweise in einen Anfangszustand davon zum Verhindern, daß das piezoelektrische Element geladen wird, gesetzt ist und in einen Ladezustand davon gebracht wird zum Ermöglichen, daß das piezoelektrische Element durch Strom geladen wird, der zwischen der Quelle und dem piezoelektrischen Element durch die Spule nach dem Erzeugen eines Treiberbefehles der Druckdaten fließt, wobei das erste Schaltsteuermittel das erste Schaltmittel zu dem Anfangszustand an einem ersten Zeitpunkt zurückbringt, nachdem es in den Ladezustand gebracht worden ist;

ein zweites Schaltsteuermittel (62, 72) zum Steuern des zweiten Schaltmittels derart, daß das zweite Schaltmittel normalerweise in einen Anfangszustand davon zum Verhindern, daß das piezoelektrische Element entladen wird, gesetzt ist und in einen Entladezustand davon gebracht wird zum Ermöglichen, daß das piezoelektrische Element entladen wird an einem des ersten Zeitpunktes und eines zweiten Zeitpunktes eine vorbestimmte Zeit nach dem ersten Punkt, wobei das zweite Schaltsteuermittel das zweite Schaitmittel zu dem Anfangszustand zu der Zeit zurückbringt, wenn das erste Schaltmittel in den Ladezustand in dem nächsten Betriebszyklus des Druckdrahte gebracht ist; und

ein Spannungsbegrenzungsmittel (D1, D2) zum Begrenzen der Spannung über das piezoelektrische Element auf einen vorbestimmten Pegel im wesentlichen nicht höher als die Netzspannung der Stromquelle derart, daß die Spannung über das piezoelektrische Element nicht über den vorbestimmten Pegel auf einen Pegel ansteigen kann, auf. dem eine übermäßige elektrische Energie in dem piezoelektrischen Element gespeichert ist.

4. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 3, bei dem das Entladesteuermittel das zweite Schaltsteuermittel derart steuert, daß das zweite Schaitmittel abwechselnd in den Entladezustand und den Anfangszustand gesetzt wird, wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Position, an der der nächste Punkt zu bilden ist, größer als das vorbestimmte Vielfache des vorbestimmten Druckabstandes ist.

5. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 3, bei dem das Entladesteuermittel das zweite Schaltsteuermittel derart steuert, daß das zweite Schaltmittel abwechselnd in den Entladezustand und den Anfangszustand gesetzt wird derart, daß eine Zeit, während der das zweite Schaltmittel in den Anfangszustand gesetzt ist, länger ist, wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Position, an der der nächste Punkt gebildet wird, größer als das vorbestimmte Vielfache des vorbestimmten Druckabstandes ist.

6. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 3, bei dem das erste Schaltmittel einen ersten Transistor (TR1) aufweist, der zwischen einem positiven Anschluß der Stromquelle (E) und die Spule (L) geschaltet ist und einen Fluß elektrischen Stromes in eine Richtung von der Spule zu dem positiven Anschluß verhindert; wobei die Entladeschaltung einen Pfad aufweist, der von einem Teil der Ladeschaltung zwischen der Spule und dem positiven Anschluß des piezoelektrischen Elementes abzweigt, das zweite Schaltmittel einen zweiten Transistor (TR2) aufweist, der mit dem Pfad so verbunden ist, daß der zweite Transistor einen Fluß elektrischen Stromes von dem negativen Anschluß des piezoelektrischen Elementes zu dem positiven Anschluß des Elementes verhindert,

und bei dem das Spannungsbegrenzungsmittel eine erste Diode (D1) aufweist, die in der Ladeschaltung derart vorgesehen ist, daß die erste Diode parallel zu dem ersten Transistor und der Spule ist, und weiter eine zweite Diode aufweist, die parallel zu dem zweiten Transistor so geschaltet ist, daß die zweite Diode einen Fluß elektrischen Stromes von einem negativen Anschluß der Stromquelle zu dem positiven Anschluß der Stromquelle durch die Spule ermöglicht.

7. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 3, bei dem erste Zeitpunkt eine vorbestimmte Zeit ist, nachdem das erste Konditionierungsmittel in den Ladezustand gebracht ist, und der zweite Zeitpunkt eine vorbestimmte Zeit danach ist.

8. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 1, bei dem das Betätigungsglied eine Sölenoidspule (SOL) ist.

9. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 8, bei dem das Betätigungsglied eine Solenoidspule (SOL) aufweist und die Betätigungsgliedsteuereinrichtung aufweist eine Ladeschaltung mit einer DC-Stromquelle (E), einem ersten Schaltmittel (TR1), der Solenoidspule und einem zweiten Schaltmittel (TR2), die in Reihe miteinander in der Reihenfolge der Beschreibung zum Laden der Solenoidspule verbunden sind, und eine Entladeschaltung mit einem Prüfmittel (D1, D2), die in Reihe mit der Solenoidspule und der Stromquelle derart geschaltet ist, daß das Prüfmittel einen Fluß elektrischen Stromes in eine Richtung von einem positiven Anschluß der Stromquelle zu einem negativen Anschluß der Stromquelle verhindert und einen Fluß elektrischen Stromes in die entgegengesetzte Richtung ermöglicht, wobei die Entladeschaltung ermöglicht, daß die Solenoidspule zu der Stromquelle entladen wird, wenn das erste Schaltmittel und das zweite Schaltmittel ausgeschaltet sind,

und bei dem das Entladesteuermittel ein zweites Schaltsteuermittel (64, 102) aufweist, das das zweite Schaltmittel derart steuert, daß das zweite Schaltmittel ausgeschaltet gehalten wird, wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Druckposition und der Position, an der der nächste Punkt gebildet wird, nicht größer als das vorbestimmte Vielfache des vorbestimmten Druckabstandes ist, und derart, daß das zweite Schaltmittel alternativ ein- und ausgeschaltet gesetzt wird, wenn der Abstand größer als das vorbestimmte Vielfache ist.