JP2001187465A - インパクトプリンタのヘッド駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッド駆動回路での無駄な消費電力を減少さ
せ、電源装置の小型化を図る。 【解決手段】 インパクトドットプリンタの印字ヘッド
において、印字ワイヤを駆動するためのヘッドコイル59
に直列にドライバトランジスタ33接続され、ドライバト
ランジスタ33をパルス32でＯＮ／ＯＦＦ駆動すること
で、ヘッドコイル59に駆動電流ｉを流して印字ワイヤを
駆動する。ヘッドコイル59とドライバトランジスタ33と
の接続点に、ＤＣ／ＤＣコンバータ2の入力が接続さ
れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ2の出力は電源34とヘッドコ
イル59との接続点に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ
2は、ドライバトランジスタ33がターンＯＦＦするとき
にヘッドコイル59が発生する高電圧の誘導起電力を一定
電圧、例えば90Ｖにクランプして、これを電源34の電
圧、例えば35Ｖに変換する。それにより、ヘッドコイル
59に蓄積されたエネルギーがトランジスタ33で無駄に消
費されることなく、電源34に戻されて再利用可能とな
る。ＤＣ／ＤＣコンバータ2の入力電圧は初期充電回路4
によって上記一定電圧に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インパクトドット
プリンタに関し、より詳しくは、インパクトドットプリ
ンタのヘッド駆動回路及び当該ヘッド駆動回路用電源を
制御する電源制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】インパクトドットプリンタは、例えば、
電磁石の磁気吸引力によって印字ワイヤを駆動し、印字
を行う。図６に、かかる構成のインパクトドットプリン
タの印字ヘッド部におけるワイヤインパクト印字ヘッド
の一例を示す。

【０００３】図６に示した例では、ワイヤインパクト印
字ヘッド５１は、ワイヤレバー５３と戻しバネ５５によ
り往復自在に取り付けられた複数のワイヤ５７を有し、
これらワイヤ５７は、ヘッドコイル５９に駆動電流が流
れると、電磁石の磁気吸引力によってワイヤレバー５３
が同図に示す矢印の方向に引き寄せられることにより、
ワイヤ５７がインクリボン６１に衝突して、プラテン６
３の回転により移動する印刷用紙６５上にドットを形成
する。

【０００４】図７に、上述した印字ヘッド５１における
ヘッドコイル５９の駆動回路の基本構成を示す。図示の
例では、ヘッドコイル５９及びヘッドドライバトランジ
スタ３３のセットは１つしか示していないが、実際には
複数セットある。各ヘッドコイル５９の駆動回路（ドラ
イバ回路）３０は、ヘッドドライバトランジスタ３３、
ヘッド駆動用電源３４、ツェナーダイオード３５から構
成される。印字制御部３１より所定の通電時間だけ制御
パルス３２がＨレベルとなり、ヘッドドライバトランジ
スタ３３が完全なＯＮ状態（飽和領域）となり、ヘッド
駆動用電源３４の電圧（例えば、３５Ｖ）がヘッドコイ
ル５９に印加されて駆動電流Ｉ１が流れる。制御パルス
３２がＬレベルとなると、ヘッドドライバトランジスタ
３３がターンＯＦＦしようとし、そこでヘッドコイル５
９が誘導起電力を発生し、その誘導電圧でツェナーダイ
オード３５が導通状態となりヘッドドライバトランジス
タ３３にベース電流が流れ、それによりヘッドドライバ
トランジスタ３３はリニアな動作領域に入り、そのヘッ
ドドライバトランジスタ３３を通って駆動電流Ｉ１が流
れて電流値が急峻に下がり、そしてヘッドドライバトラ
ンジスタ３３がＯＦＦ状態になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヘッド駆動回路では、ヘッドドライバトランジスタのタ
ーンＯＦＦ時にヘッド駆動用電源から供給される電力の
有効利用がなされていないという問題がある。この問題
について図８を参照しつつ述べる。同図は、ヘッド駆動
回路を単純化し、その駆動電流の流れを電流波形、ツェ
ナーダイオードの作用等と共に示す図である。

【０００６】まず、図８（ａ）に示すように、トランジ
スタがＯＮされると、電源Ｖｐから駆動電流ｉが矢印の
方向に流れヘッドコイルを駆動する。この時、図８
（ａ）に示すように、トランジスタのコレクタ・エミッ
タ間電圧（ＶCE）は略ゼロである。

【０００７】次いで、トランジスタがターンＯＦＦしよ
うとすると、コイルに図示のような＋−の極性で生じた
誘導起電力がツェナー電圧を越えると、ツェナーダイオ
ードが導通状態となり、図８（ａ）に点線で示すように
ツェナーダイオードを通じてトランジスタにベース電流
が流れて、トランジスタはリニアな動作領域に入り、こ
のトランジスタのコレクタ・エミッタを通じてコイルの
蓄積エネルギーが放出される。コイルの蓄積エネルギー
が放出され終わると、ツェナーダイオードは再び非導通
となり、トランジスタはＯＦＦ状態となる。

【０００８】以上の経緯におけるトランジスタのコレク
タ電流ｉ、コレクタ・エミッタ間電圧（ＶCE）の変化を
時間と共に、それぞれ図８（ｂ）、（ｃ）に示す。この
結果、図８（ｄ）に示すように、電源からもらう電力
［図８（ｂ）参照］のうち、トランジスタがターンＯＦ
Ｆするときの電力Ｐ［電流ｉ×コレクタ・エミッタ間電
圧（ＶCE）］の部分は、トランジスタで発熱として消費
され損失となる。

【０００９】このように、従来のヘッド駆動回路では、
トランジスタがターンＯＦＦするときに電源から供給さ
れた電力は、すべて損失となっており有効に利用されて
いるわけではない。また、トランジスタからの発熱も多
く、ヒートシンクなどの冷却手段等も必要となり、電源
のパッケージも大きくならざるを得なかった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ヘッド駆動回路での消費電力
を減少させることのより、ヘッドを効率よく駆動し得る
ヘッド駆動回路を提供し、且つ電源の小型化を図ること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のヘッド駆動回路は、ヘッド駆動回路におけ
るヘッドドライバスイッチング素子（例えばトランジス
タ）のＯＦＦ時の電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータによっ
てヘッド駆動用電源に返還するように構成したことを特
徴とする。

【００１２】すなわち、本発明のヘッド駆動回路は、ヘ
ッド駆動用直流電源の電源電圧を、ヘッドドライバスイ
ッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御により所定時間だけヘ
ッドコイルに印加することにより、印字ワイヤを駆動し
て印字を行うインパクトプリンタのヘッド駆動回路にお
いて、上記電源電圧より高い入力電圧をもつ入力直流電
力を、上記電源電圧に略同じ出力電圧をもつ出力直流電
力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ヘッドドライバ
スイッチング素子のターンＯＦＦ時にヘッドコイルに発
生する誘導電圧を上記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力する
入力手段と、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力直流電力をヘ
ッド駆動用電源に返還する返還手段とを備える。

【００１３】これによって、ヘッドドライバトスイッチ
ング素子のＯＦＦ時にヘッドコイルに蓄えられているエ
ネルギーは、ＤＣ／ＤＣコンバータによってヘッド駆動
用電源に返還され、ヘッドコイルの駆動用に有効に再利
用される。

【００１４】好適な実施形態では、上記入力手段は、ヘ
ッドコイルに誘導電圧が発生したときに導通状態になっ
てヘッドコイルからＤＣ／ＤＣコンバータの入力端へ一
方向へ電流を流す第１の整流素子（例えばダイオード）
である。また、上記の返還手段は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タの出力端からヘッド駆動用電源へ一方向に電流を流す
第２の整流素子（例えばダイオード）である。

【００１５】このような逆流防止の整流素子（例えばダ
イオード）を設けることによって、ＤＣ／ＤＣコンバー
タの入力側の電力がドライバトランジスタに逆流した
り、ヘッド駆動用電源からＤＣ／ＤＣコンバータの出力
側に電力が逆供給されるような不具合を防止することが
できる。

【００１６】好適な実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバー
タの入力電圧を、ヘッド駆動用電源の電圧より高い所定
電圧に調整する入力電圧調整回路が設けられる。すなわ
ち、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側の電圧をヘッド駆動
用電源の電圧より高い所定電圧まで立ち上げておけば、
ドライバトランジスタのターンＯＦＦ時にだけ、ヘッド
コイルに発生する高い誘導電圧によって、ヘッドコイル
からの電力をＤＣ／ＤＣコンバータに導いて電源に返す
ことができる。

【００１７】好適な実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバー
タはその入力電圧を平滑するためのコンデンサを入力側
に有している。そして、上記入力電圧調整回路は、印字
動作を開始する前及び印字動作を行っている間、ＤＣ／
ＤＣコンバータの入力側コンデンサを上記所定電圧に充
電するための充電回路を有している。

【００１８】好適な実施形態では、上記充電回路は、常
に上記所定電圧を上記入力側コンデンサに印加するよう
に構成されている。

【００１９】別の好適な実施形態では、ヘッドドライバ
スイッチング素子とヘッドコイルとが、上記充電回路と
して機能するようになっている。すなわち、印字動作を
開始する前に、印字ワイヤが駆動しない程度に高い周波
数でヘッドドライバスイッチング素子が繰り返しＯＮ／
ＯＦＦ動作され、それにより、ドライバトランジスタの
ターンＯＦＦ時毎にヘッドコイルに発生する誘導電圧が
入力側コンデンサに繰り返し印加され、入力側コンデン
サが所定電圧まで充電される。この充電動作は、印字動
作を開始する前に必ず行われる。

【００２０】別の実施形態として、上記のヘッドドライ
バスイッチング素子とヘッドコイルを用いた充電動作
を、印字動作開始前の初期充電だけでなく、印字動作中
の入力側コンデンサの放電分を補充するために、印字動
作中にも随時に（例えば改行時などに）行うように構成
することもできる。

【００２１】好適な実施形態では、上記充電回路は、印
字動作を開始する前に上記入力側コンデンサを上記所定
電圧に充電する初期充電回路と、印字動作を行っている
間に上記入力側コンデンサの充電電圧を上記所定電圧に
保持する入力電圧保持回路とを有している。そして、上
記初期充電回路としては、特別な回路はなく、上述した
ように、ヘッドドライバスイッチング素子とヘッドコイ
ルとが用いられている。一方、上記入力電圧保持回路は
特別に設けられていて、それは、充電用コイルと、この
充電用コイルにヘッド駆動用直流電源の電源電圧を印加
したりあいなかったりというＯＮ／ＯＦＦ制御を行うコ
イルドライバスイッチング素子とを有し、コイルドライ
バスイッチング素子のターンＯＦＦ時に充電用コイルに
発生する誘導電圧を入力側コンデンサに印加するように
構成されている。この入力電圧保持回路は、印字動作を
行っている間に随時に、コイルドライバスイッチング素
子を繰り返しＯＮ／ＯＦＦ動作させることにより、コイ
ルドライバトランジスタのターンＯＦＦ時毎に充電用コ
イルに発生する誘導電圧を入力側コンデンサに繰り返し
印加して、入力側コンデンサの充電電圧を所定電圧に保
持するようになっている。

【００２２】別の実施形態として、上記の入力電圧保持
回路を用いて、印字動作中の補充的な充電だけでなく、
印字開始前の初期充電も行うように構成することもでき
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態に係るヘッド駆動回路の構成を示す図である。

【００２４】図１に示すように、このヘッド駆動回路
は、ヘッドコイル５９を駆動するためのヘッドドライバ
トランジスタ３３、入力電圧が９０Ｖで出力電圧が駆動
用電源３４の電圧３５Ｖにｂｏｖ入力定電圧ＤＣ／ＤＣ
コンバータ２、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入
力電圧を９０Ｖの電圧値まで昇圧させるための初期電圧
充電回路４、ヘッドコイル５９とヘッドドライバトラン
ジスタ３３のコレクタ１０にそのアノードが接続され入
力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力側にそのカソー
ドが接続された第１の整流素子としてのダイオード６、
入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力側にそのアノ
ードが接続されヘッド駆動用電源３４にそのカソードが
接続される第２の整流素子としてのダイオード８とを有
している。尚、本実施の形態のヘッド駆動回路では、ヘ
ッドコイル５９とヘッドドライバトランジスタ３３のベ
ース間を接続する、従来例のようなツェナーダイオード
は設けられていない。入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
２は、入力電圧が９０Ｖで、出力電圧が駆動用電源３４
のダイオード８の電圧降下分を足した電圧、例えば３５
Ｖに等しくなるように動作する。

【００２５】さて、印字ヘッドが実際の印字動作を開始
する前から、初期電圧充電回路４により、入力定電圧Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２の入力電圧（後述の図２に示す、
このＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力端に設けられた平滑
コンデンサ２ａの充電電圧）は９０Ｖの電圧値に設定さ
れる。ここで、ヘッドドライバトランジスタ３３がＯＮ
されると、ヘッド駆動用電源３４から駆動電流が流れヘ
ッドコイル５９を駆動する。次いで、ヘッドドライバト
ランジスタ３３がＯＦＦされると、ヘッドコイル５９に
生じた誘導起電力により、ヘッドドライバトランジスタ
３３のコレクタ１０には高電圧が発生し、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２の入力電圧９０Ｖにクランプされる。そし
て、駆動電流ｉは、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２
に吸収され、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力
側からダイオード８を介してヘッド駆動用電源３４に返
され、再利用される。

【００２６】図２は、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
２と初期電圧充電回路４の回路例を示す。入力定電圧Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２は、図２（ａ）に示すように、駆
動制御回路２ｄによってチョッパトランジスタ２ｂをス
イッチングしてデューティ比を制御することにより、入
力側のコンデンサ２ａの電圧９０Ｖをチョッピングし、
このチョップされた電圧波形を出力側のコンデンサ２ｃ
で平滑して、３５Ｖの一定電圧に降圧して出力する。
尚、還流ダイオード２ｅは、トランジスタ２ｂがＯＦＦ
時に、直流リアクトル２ｆに蓄えられたエネルギーを出
力側のコンデンサ２ｃに還流させるためのダイオードで
ある。初期電圧充電回路４は、図２（ｂ）に示すよう
に、商用電源からの交流１００Ｖを変圧器４ａで交流９
０Ｖに降圧し、それをダイオード４ｂで整流してコンデ
ンサ４ｃで平滑して直流９０Ｖを生成するもので、この
直流９０Ｖが入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力
端に印加される。これにより、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２の入力電圧は常に９０Ｖで一定になる。

【００２７】なお、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２
は、図２（ａ）の示すような定電圧制御アンプを利用し
たチョッパ方式の他に、例えばリンギングチョークコン
バータなどのような様々な構成のものが考えられる。ま
た、初期電圧充電回路４も、図２（ｂ）に示した構成に
限られるものではない。

【００２８】図３は、本実施の形態のヘッド駆動回路を
単純化した回路図と、その駆動電流の流れを電流波形等
と共に示す図であり、この図を参照して、第１の実施の
形態のヘッド駆動回路の作用について説明する。

【００２９】図３（ａ）に一点鎖線で示すように、多数
の印字ワイヤの各々ごとにヘッドコイル５９とヘッドド
ライバトランジスタ３３のセットが存在するのは勿論で
あるが、ここでは、１つの印字ワイヤについてのヘッド
コイル５９とヘッドドライバトランジスタ３３のセット
に着目してその動作を説明する。まず、ヘッドドライバ
トランジスタ３３がＯＮされると、電源Ｖｐから駆動電
流ｉが矢印の方向に流れヘッドコイル５９を駆動する。

【００３０】次いで、ヘッドドライバトランジスタ３３
がターンＯＦＦすると、ヘッドコイル５９に図示のよう
な＋−の極性で誘導起電力が生じ、その高い誘導電圧に
よってダイオード６が導通するので、ヘッドドライバト
ランジスタ３３のコレクタ電圧は図３（ｃ）のようにＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２の入力電圧９０Ｖにクランプさ
れ、図３（ａ）に矢印で示すように駆動電流ｉはダイオ
ード６を介して入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入
力側に流れ込む。このようにして、多数の印字ワイヤの
ヘッドコイル５９にそのターンＯＦＦ時に供給された電
力を入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力側に吸収
する。この吸収された電力は、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２によってヘッド駆動用電源３４の電圧Ｖｐに
実質的に等しい電圧の直流電力に変換され、入力定電圧
ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力側からダイオード８を介
してヘッド駆動用電源３４に返される。従って、ヘッド
ドライバトランジスタ３３のターンＯＦＦ時には、ヘッ
ドドライバトランジスタ３３は瞬時に完全にＯＦＦ状態
になることができ、ヘッドドライバトランジスタ３３に
流れてしまう電流は実質的にゼロなので、図３（ｄ）に
示すように、ヘッドドライバトランジスタ３３で電力損
失を生じることが実質的に無い。すなわち、図３（ｂ）
に細かい斜線で示すように、従来はヘッドドライバトラ
ンジスタ３３のターンＯＦＦ時に浪費されていた電力
が、本実施形態では電源３４に戻されて、再びヘッドの
駆動エネルギーとして再利用することが可能である。ト
ランジスタ３３からの発熱も大幅に減少するので、その
冷却対策も簡易なもので足り、電源のパッケージも小型
化することができる。

【００３１】尚、上記の実施の形態では、ヘッドコイル
とドライバトランジスタが１段で構成された場合につい
て述べたが、これに限ることはなく、例えば、上下２段
の各ヘッドコイル毎に、上下２段のドライバトランジス
タを用いるような構成であってもよい。このような回路
構成の場合は、駆動電流の波形は、図３（ｂ）に示した
波形とは異なるが、トランジスタＯＦＦ時に従来例では
浪費されていたエネルギーをヘッド駆動用電源に返して
再利用できることについては上述の実施形態の場合と同
じである。

【００３２】次に、本発明の第２の実施形態について図
面を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施の
形態に係るヘッド駆動回路の構成を示す図である。この
ヘッド駆動回路が、図１に示す第１の実施形態の回路か
ら異なるところは、図１における初期電圧充電回路４を
取り除き、代わりに、入力電圧保持回路２１を設けた点
である。入力電圧保持回路２１は、充電用コイル２２と
コイルドライバトランジスタ２３とダイオード２４と
を、印字ワイヤ駆動回路であるヘッドコイル５９とヘッ
ドドライバトランジスタ３３とダイオード６と同様な形
で組んだものであるが、この印字ワイヤ駆動回路よりは
電流容量は小さい。そして、印字を開始する前に印字ワ
イヤ駆動回路であるヘッドコイル５９とヘッドドライバ
トランジスタ３３とを高速に小刻みに多数回駆動するこ
とによって、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力
側のコンデンサ２ａ(以下、単にコンデンサ２ａという)
への初期充電を行う。印字開始後は、この入力側のコン
デンサ２ａの放電による入力電圧の低下を防止するため
に、入力電圧保持回路２１を随時に駆動して入力側のコ
ンデンサ２ａを補充的に充電する。

【００３３】以下、この第２の実施形態の動作を説明す
る。尚、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２が、ヘッド
ドライバトランジスタ３３のターンＯＦＦ時のヘッドコ
イル５９のエネルギーを吸収して電源３４へ戻す動作に
ついては、第１の実施形態のそれと同じであるので、そ
の説明は省略する。

【００３４】先ず、プリンタの電源投入後、印字開始前
の所定の時期に、入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の
初期充電を行う。このとき、ヘッドの印字ワイヤが実質
的に動作しない程度の周期の短いパルスで印字ワイヤ駆
動回路を高速繰り返し動作させる。すなわち、印字ワイ
ヤが動作しない程度に周波数の高いＯＮ／ＯＦＦパルス
を、ヘッドドライバトランジスタ３３のベース・エミッ
タ間に印加する。これにより、ヘッドドライバトランジ
スタ３３が高速にＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返し、ヘッド
コイル５９が電源３４からのエネルギーを蓄積してＤＣ
／ＤＣコンバータ２の入力側コンデンサ２ａに放出して
これを充電するという動作を繰り返し、コンデンサ２ａ
を９０Ｖまで充電する。その後、通常の印刷動作に移行
する。

【００３５】印刷動作中は、次第にコンデンサ２ａの充
電電圧が低下してくるので、定期的に又は随時に、例え
ば、１行分の印字終了毎にまたは４０字の印字毎に、入
力電圧保持回路２１を一定時間だけ初期充電時と同様の
高速のパルスで多数回ＯＮ／ＦＦ駆動して、コンデンサ
２ａへの補充充電を行い、コンデンサ２ａの充電電圧を
ほぼ９０Ｖに保持する。

【００３６】入力電圧保持回路２１は、図４前述したよ
うに、充電用コイル２２と、これを駆動するコイルドラ
イバトランジスタ２３と、トランジスタ２３のターンＯ
ＦＦ時に充電用コイル２２に発生する誘導起電力で導通
して電流をＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力端へ流すダイ
オード２４とによって構成されている。この入力電圧保
持回路２１の補充充電動作は、上述した印字ワイヤ駆動
回路の初期充電動作と全く同じである。すなわち、トラ
ンジスタ２３をＯＮ／ＯＦＦパルスでスイッチングする
毎に、ＯＮ時に充電用コイル２２に蓄えられたエネルギ
ーが、ターンＯＦＦ時にダイオード２４を通ってコンデ
ンサ２ａに充電される。これを所定の時間繰り返せば、
コンデンサ２ａの不足分の電圧が補充されて９０Ｖに保
持される。この補充充電のときの充電電流は、初期充電
のとき充電電流よりも小さくてよいので、電圧保持回路
２１の電流容量は印字ワイヤ駆動回路のそれよりも小さ
くてよい。

【００３７】初期充電時の充電動作について、図５の波
形図を用いてさらに詳しく説明する。図５（ａ）、
（ｂ）は、印字動作中の印字ワイヤ駆動回路の動作波形
を示し、同図（ａ）はヘッドコイル５９を流れる電流の
波形、同図（ｂ）はヘッドドライバトランジスタ３３の
コレクタ・エミッタ間電圧の波形を示す。一方、図５
（ｃ）、（ｄ）は、初期充電時の印字ワイヤ駆動回路の
動作波形であり、（ｃ）はヘッドコイル５９を流れる初
期充電電流の波形、（ｂ）はヘッドドライバトランジス
タ３３のコレクタ・エミッタ間電圧の波形を示す。

【００３８】印字動作では、図５（ｂ）に示すような周
波数がほぼ１〜２ｋＨｚのパルスでヘッドドライバトラ
ンジスタ３３を駆動し、すると、ヘッドコイル５９には
図５（ａ）に示すような電流が流れて印字ワイヤが駆動
される。一方、初期充電時は、図5（ｄ）に示すような
周波数が約１０ｋＨｚのパルス（例えば、ＯＮ時間幅が
２０μｓ、ＯＦＦ時間幅が８０μｓ）で約１００ｍｓに
亘って、ヘッドドライバトランジスタ３３を約１０００
回繰り返してＯＮ／ＯＦＦ駆動する。これによって、ヘ
ッドコイル５９には図５（ｃ）のような時間幅の短い微
小なパルス電流が繰り返し流れるが、このような周波数
の高い微小電流では印字ワイヤは駆動されない。そし
て、これらの微小電流パルスのうちの、ヘッドドライバ
トランジスタ３３がターンＯＦＦした時の部分（すなわ
ち、図５（ｃ）の斜線部分の電流）は、ダイオード２４
を通して入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力側の
コンデンサ２ａへの充電電流として流れる。このような
スイッチングによる充電電流を１００ｍｓに亘って１０
００回繰り返し流すことにより、コンデンサ２ａの充電
電圧がほぼ９０Ｖに達する。

【００３９】印刷動作中の入力電圧保持回路２１による
補充充電も、初期充電と同様な周波数のパルスで、或い
はより高い周波数のパルスで、コイルドライバトランジ
スタ２３をＯＮ／ＯＦＦ動作させることで行うことがで
きる。例えば、３３００μＨの充電用インダクタンス２
２を用い、コイルドライバトランジスタ２３を周波数２
５ｋＨｚでＯＮ期間が３μｓのパルスで、印刷の改行ご
とに駆動することで、補充充電を行なう。

【００４０】前述したように、入力電圧保持回路２１
は、補充充電をするだけなので、印字ワイヤ駆動回路よ
り小さな電流容量のもので済む。しかし、変形例とし
て、この入力電圧保持回路２１の電流容量を印字ワイヤ
駆動回路並みに大きくして、この入力電圧保持回路２１
で印字前の初期充電も行うようにすることもできる。或
いは、印字ワイヤ駆動回路と入力電圧保持回路２１とを
併用して初期充電を行うようにしてもよい。

【００４１】さらに、別の変形例として、入力電圧保持
回路２１を設けずに、印字ワイヤ駆動回路で補充充電も
行うようにすることもできる。例えば、改行の都度に印
字ワイヤ駆動回路を初期充電と同様の周波数の高いパル
スで駆動する（駆動回数は初期充電より遥かに少なくて
よい）ことで、補充充電ができる。

【００４２】以上、本発明の２つの実施形態を説明した
が、これらの実施形態はあくまで本発明の説明のための
例示であり、本発明をこれら実施形態にのみ限定する趣
旨ではない。従って、本発明は、上記実施形態以外の様
々な形態でも実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るヘッド駆動回路
の構成図である。

【図２】同実施形態の入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
と初期電圧充電回路の回路図である。

【図３】同実施形態のヘッド駆動回路の動作説明図であ
り、（ａ）はヘッド駆動回路の簡略化した回路図、
（ｂ）はヘッドコイルを流れる駆動電流の波形図、
（ｃ）はヘッドドライバトランジスタのコレクタ・エミ
ッタ間電圧の波形図、（ｄ）はヘッドドライバトランジ
スタでの電力損失を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るヘッド駆動回
路の構成を示す図である。

【図５】同実施形態の印刷時と初期充電時の動作波形図
であり、（ａ）は印刷時にヘッドコイルを流れる電流波
形、（ｂ）は印刷時のヘッドドライバトランジスタのコ
レクタ・エミッタ間電圧の波形、（ｃ）は初期充電時に
ヘッドコイルを流れる充電電流の波形、（ｄ）は初期充
電時のヘッドドライバトランジスタのコレクタ・エミッ
タ間電圧の波形を示す。

【図６】インパクトドットプリンタの印字ヘッド部にお
ける、ワイヤインパクト印字ヘッドの一例を示す図であ
る。

【図７】従来のヘッド駆動回路の構成図の一例である。

【図８】従来のヘッド駆動回路の動作説明図であり、
（ａ）は従来のヘッド駆動回路の簡略化した回路図、
（ｂ）はヘッドコイルを流れる駆動電流の波形図、
（ｃ）はヘッドドライバトランジスタのベース・エミッ
タ間電圧の波形図、（ｄ）ヘッドドライバトランジスタ
での電力損失を示す図である。

【符号の説明】

２ 入力定電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ ２ａ、２ｃ コンデンサ ２ｂ、２３ トランジスタ ２ｄ 駆動制御回路 ２ｅ 還流ダイオード ２ｆ 直流リアクトル ４ 初期電圧充電回路 ６、８、２４ ダイオード １０ コレクタ ２１ 入力電圧保持回路 ２２ 充電用コイル ３０ ヘッドコイルの駆動回路（ドライバ回路） ３１ 印字制御部 ３２ 制御パルス ３３ ヘッドドライバトランジスタ ３４ ヘッド駆動用電源 ３５ ツェナーダイオード ３６ ダイオード ５１ 印字ヘッド ５３ ワイヤレバー ５５ 戻しバネ ５７ 複数のワイヤ ５９ ヘッドコイル ６１ インクリボン ６３ プラテン ６５ 印刷用紙 Ｉ１ 駆動電流 ｉ 駆動電流

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド駆動用直流電源の電源電圧を、ヘ
   ッドドライバスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御によ
   り所定時間だけヘッドコイルに印加することにより、印
   字ワイヤを駆動して印字を行うインパクトプリンタのヘ
   ッド駆動回路において、 前記電源電圧より高い入力電圧をもつ入力直流電力を、
   前記電源電圧に略同じ出力電圧をもつ出力直流電力に変
   換するＤＣ／ＤＣコンバータと、 前記ヘッドドライバスイッチング素子のターンＯＦＦ時
   に前記ヘッドコイルに発生する誘導電圧を前記ＤＣ／Ｄ
   Ｃコンバータに入力する入力手段と、 前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力直流電力を前記ヘッド
   駆動用電源に返還する返還手段とを備えたヘッド駆動回
   路。
2. 【請求項２】 前記入力手段は、前記ヘッドコイルに前
   記誘導電圧が発生したときに導通状態になって前記ヘッ
   ドコイルから前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力端へ一方
   向へ電流を流す第１の整流素子を有し、 前記返還手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端か
   ら前記ヘッド駆動用電源へ一方向に電流を流す第２の整
   流素子を有する請求項１に記載のヘッド駆動回路。
3. 【請求項３】 前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧
   を、ヘッド駆動用電源の電圧より高い所定電圧に調整す
   る入力電圧調整回路を備えることを特徴とする請求項１
   及び２のいずれか一項に記載のヘッド駆動回路。
4. 【請求項４】 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは前記入力電
   圧を平滑するための入力側コンデンサを有し、 前記入力電圧調整回路が、印字動作を開始する前及び印
   字動作を行っている間に前記入力側コンデンサを前記所
   定電圧に充電する充電回路を有する請求項３記載のヘッ
   ド駆動回路。
5. 【請求項５】 前記充電回路が、常に前記所定電圧を前
   記入力側コンデンサに印加している請求項４記載のヘッ
   ド駆動回路。
6. 【請求項６】 前記充電回路が、印字動作を開始する前
   に前記入力側コンデンサを前記所定電圧に充電する初期
   充電回路と、印字動作を行っている間に前記入力側コン
   デンサの充電電圧を前記所定電圧に保持する入力電圧保
   持回路とを有する請求項４記載のヘッド駆動回路。
7. 【請求項７】 前記ヘッドドライバスイッチング素子と
   前記ヘッドコイルとが前記充電回路を兼ねており、 少なくとも印字動作を開始する前に、前記印字ワイヤが
   駆動しない程度に高い周波数で前記ヘッドドライバスイ
   ッチング素子を繰り返しＯＮ／ＯＦＦ動作させることに
   より、前記ドライバトランジスタのターンＯＦＦ時毎に
   前記ヘッドコイルに発生する誘導電圧を前記入力側コン
   デンサに繰り返し印加して前記入力側コンデンサを前記
   所定電圧まで充電するように構成された請求項４に記載
   のヘッド駆動回路。
8. 【請求項８】 前記充電回路が、充電用コイルと、前記
   充電用コイルに前記ヘッド駆動用直流電源の電源電圧を
   印加する及び印加しないのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うコイ
   ルドライバスイッチング素子とを有し、前記コイルドラ
   イバスイッチング素子のターンＯＦＦ時に前記充電用コ
   イルに発生する誘導電圧を前記入力側コンデンサに印加
   するように構成され入力電圧保持回路を有し、 少なくとも印字動作を行っている間に、前記コイルドラ
   イバスイッチング素子を繰り返しＯＮ／ＯＦＦ動作させ
   ることにより、前記コイルドライバトランジスタのター
   ンＯＦＦ時毎に前記充電用コイルに発生する誘導電圧を
   前記入力側コンデンサに繰り返し印加して前記入力側コ
   ンデンサの充電電圧を前記所定電圧に保持するように構
   成された請求項４に記載のヘッド駆動回路。