JP2861075B2 - ワイヤドットヘッドの駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高応答周波数多ピンのワイヤドットヘッド
の駆動回路に関する。

〔従来の技術〕

以降の説明において、「10a、10b、……10n」あるい
は「12a、12b、……12n」等の記号を総称する場合に
は、「10x」あるいは「12x」などと表すものとする。

従来のドットマトリックスで文字あるいはグラフイッ
クスを印字するプリンタにおいて印字ヘッドとしてワイ
ヤを用いているものは複写がとれてコストパフォオーマ
ンスが優れているため広く一般に普及している。この種
のワイヤドットヘッドの駆動回路としては一般的に第10
図に示すような電源線を共通制御する、コモン駆動方式
があり、この従来例は特公昭63−53681に開示されてい
るものである。各コイル13xをコモン駆動するスイッチ
ング素子９は、コイル13xの一方側端子へ共通に接続さ
れ、第11図のタイミング図に示すようにコモン線駆動用
信号S2により駆動され、オン・オフを繰り返している。
尚、図中のゲートアレイ２は、74LS374のような３ステ
ートＤ−FFである。前記、オン・オフの周期Txは印字ヘ
ッドを水平方向に移動するためのキャリッジ送りタイミ
ングに同期しており、各コイル13xの駆動の有無にかか
わらず繰り返され、一般にT1＝T2＝……になるようにキ
ャリッジ送り機構（モータ）を制御している。さらにT1
はハーフドット印字を行えるようにワイヤドットヘッド
の最大応答周波数の２倍の周波数になっている。

ここでコイル13aを駆動するため、コモン線駆動用信
号S2の立ち上がりに同期して、コイル13aのコイル駆動
用信号S3aを立ち上げ、また時間t1aの間のハイレベル状
態にし、コイル13aの他方側端子へ接続したコイル駆動
用スイッチング素子10aをオンさせると、コイル13aには
電流波形で示すコイル駆動電流I1aが流れる。このコイ
ル駆動電流I1aは、電源ＶP→スイッチング素子９→コイ
ル13a→スイッチング素子10a→接地線GNDを経て電源部
へ流れる。

このとき、コモン線駆動用信号S2は、コイル駆動用信
号S3aが立ち下げられオフになった後もオン状態を継続
し、この両信号S2、S3aのオフまでの時刻ずれ、即ち時
間t1bにも、コイル13aにはコイル13aの逆起電力による
電流I1bが流れる。

この電流I1bは、コイル13a→フライバックダイオード
12a→スイッチング素子９を通ってコイル13aに戻る。そ
して結果的にはこの電流I1bはコイル13aを駆動する電流
の一部として有効に有利される。

その後、コモン線駆動用信号S2がオフになると、コイ
ル13aには前記と同様にコイル13aの逆起電力による電流
I1cが流れる。この電流I1cは、フライバックダイオード
12a→電源ＶP→電源回路を通り、接地線に接続された別
のフライバックダイオード11を通ってコイル13aに戻
る。この電流I1cは、コイル13aが、前述の経路内に電源
電圧（＋ＶP）よりも高い逆起電力を保持しているt1j時
間だけ流れるが、その原因となったコイル13aの逆起電
力はなお、後述の印字サイクルT2以降にも残存する。

以上の動作は、１印字サイクルT1の時間内で終了し、
この終了時にはコイル13aに駆動された印字用ドットピ
ンが印字用紙面に到達する。

次の印字サイクルT2は、前の印字サイクルT1で飛び出
した印字ピンの復帰時間であり、従って印字サイクルT1
で駆動されたコイル13aは続くT2サイクルでは再駆動さ
れない（駆動すると最大応答周波数の２倍になる）。し
かし、印字サイクルT1で駆動されなかった、例えばコイ
ル13bは、続く印字サイクルT2で駆動可能であって、前
の印字サイクルT1と同様にコモン線駆動用信号S2の立ち
上がりに同期させてコイル駆動用信号S3bを立ち上げ、
時間t2aの間ハイレベル状態にすると、コイル13bにはI2
aなる電流が流れ、t2a、t2b、t2jの期間にもコイル13a
と同様波形の電流が流れる。ここでコイル13aにはスイ
ッチング素子９がオンされた時点で13a→12a→ＶP→９
という経路ができ、残留磁気から発生する電流I1dが流
れる。なお、ヘッドの駆動特性上、t1a＝t2a……＝tn
a、t1b＝t2b……＝tnb、t1c＝t2c……＝tnc、t1j＝t2j
……＝tnjとなる。

また別の従来例として第12図のタイミング図に示すコ
モン線駆動用信号S2とコイル駆動用信号S3の時間を入れ
替えたタイミングでも同様のことが起きる。異なる点は
電流I1bの経路がコイル13a→スイッチング素子10a→別
のフライバックダイオード11→コイル13aとなる点であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この従来の駆動方式では、前述のよう
に、印字サイクルT1で消費されなかったコイル13aの逆
起電力が、次の印字サイクルT2において電流I1dとなっ
て流れ、コイル13aで駆動された印字ワイヤの復帰を阻
害する。その結果、長時間ワイヤが突出し、インクリボ
ンでワイヤ引っかけを起こし、ワイヤピン折れ事故が多
々発生した。また、これにより印字ワイヤの復帰が遅れ
るため、続く印字サイクルT3においてコイル13aが再駆
動されると、応答不良が起こり、ドット抜けの原因とな
った。

有害電流と有効電流を分離する手段として考えられる
のが第６図の回路図と第８図のタイミング図に示す方式
である。この方式ではワイヤピンを駆動するコイル13x
の一端は電源線ＶPと接続され、一方のコイル13xの他端
は各々のトランジスタ10xを介して接地線とフライバッ
クダイオード12xのアノードを介して複数まとめられて
逆起電力制御回路14の入力端子に共通接続され、前記逆
起電力制御回路14の出力端子は電源ＶPに接続されてい
る。また、逆起電力制御回路14は第７図（ａ）に示すよ
うに制御素子23をオン（１）にするとトランジスタ20、
22がオンして入力端子24と出力端子25の電位差がほぼ０
になる。また制御端子23がオフ（０）状態でトランジス
タ15、20、22がオフになり、トランジスタ22は定電圧開
閉素子であるツェナーダイオード21により、駆動される
（入力端子24の電位が出力端子25より、ツェナー電位分
高ければトランジスタ22はオンする）。また第７図
（ｂ）は制御端子23がオンのときは同様で、オフの時ツ
ェナーダイオード21により逆起電力を流す回路構成にな
っている。以上これらは電流の定格が許す限り何本かの
フライバックダイオード12xをまとめてつなぐことがで
きる。またこれらの解決策は特公昭62−26162や特開昭6
3−159060に開示されている。第６図、第８図で動作を
説明すると、コイル13aを駆動するため、キャラジェネ
などの入っているROM4から印字データをゲートアレイ２
にセットし、制御装置（CPU）１から印字指令S1を第１
の駆動信号発生器６に入力することによりコイル駆動用
信号S2を立ち上げる。その信号によりスイッチング素子
10aがオンする。ここで時間t1aの間、コイル13aにＶP→
13a→10a→GNDという経路でコイル駆動電流I1aが流れ
る。

そして、スイッチング素子10aは、コイル駆動用信号S
2の立ち下がりによりオフになる。次にコイル駆動信号S
2の立ち下がりに同期して第２の駆動信号発生器７に入
力することにより、逆起電圧制御信号S3を立ち上げる。
その信号により、逆起電力制御回路14がオンする。逆起
電力制御信号S3がオンしている時間t1bの間、コイル13a
の逆起電力により13a→12a→14→ＶP→13aという経路で
電流I1bが流れる。

最後に逆起電圧制御信号S3を立ち下がり、逆起電力制
御回路14がオフすると逆起電圧が第７図のツェナーダイ
オード21のツェナー電位より高くなっている時間t1jの
間、コイル13aには前記と同様に逆起電力により13a→12
a→14→ＶP→13aという経路で電流I1cが流れる。この電
流I1cは、コイル13aが、前述の経路内に電源電圧（＋Ｖ
P）＋第７図のツェナーダイオード21のツェナー電圧
（＋ＶZ）よりも高い逆起電力を保持している時間だけ
流れる。

ここまでで問題になるのがコイル駆動信号S2の立ち下
がりと逆起電圧制御信号S3の立ち上がり、が同時に行わ
れても逆起電力制御回路14内のトランジスタ22のターン
オン時間のほうが接続されているトランジスタが多いた
め、スイッチング素子10aのターンオフ時間より長くな
ってしまう。そのため、時間t1bの初期で時間t1jと同様
（I1d）の電流I1cが流れることになる。この時間t1bで
は前にも述べたようにコイルに有効な電流を与えるため
の時間があり、急激に電流を減少させるとワイヤの飛行
に影響を与える。また、同等のエネルギーを与えようと
すると、この減少を見越して、時間t1aを長くする必要
があり、消費電力を増加させる欠点があった。

次に前述のような欠点を除去するため、第９図の様な
タイミングも考えられるが、この動作によると、コイル
13aの駆動禁止期間T2（ハーフドット領域）の当初では
コイル13aの逆起電圧が残っているため、ハーフドット
領域で逆起電圧制御信号S3がオンになると、13a→12a→
14→ＶP→13aという経路で有害電流ＩIdがコイル13aに
流れしまう。

そこで、この発明は、上記のように有害な電流の発生
を阻止し、有効な電流はほぼ従来同様に利用できるよう
にし、簡潔なタイミング回路を持った高速駆動可能なワ
イヤドットヘッドの駆動回路の提供せんとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のワイヤドットヘッドの駆動回路は、一端が電
源に他端が印字データ信号によりON−OFFするスイッチ
ング素子を介して接地される励磁コイルと、前記各励磁
コイルの他端にアノードが接続されたタイオードを介し
て共通接続するとともに、前記各励磁コイルの通電オフ
後に発生する逆起電力を吸収する逆起電力制御回路を介
して前記電源に接続されるワイヤドットヘッドの駆動回
路であって、前記逆起電力制御回路の導通電位を零にす
る導通電位制御手段と、前記印字データ信号の出力開始
から所定時間遅れた前記印字データ信号の出力中に前記
導通電位を零にする信号を前記導通電位制御手段に出力
開始し、前記印字データ信号の消失後に前記信号をオフ
する信号生成手段を備えることを特徴とする。

〔作用〕

以上のように本発明のワイヤドットヘッドの駆動回路
構成と駆動タイミングによれば、高応答周波数マルチワ
イヤのヘッド駆動においてコイルによる有用な逆起電流
はコイル駆動用トランジスタを介する経路により流しこ
れを有効に利用することができる一方、有害な電流が発
生する期間では少なくともフライバック吸収回路に流し
阻止するか、有害な電流が発生しないようなタイミング
で制御することにより、低消費電力のワイヤドットプリ
ンタが駆動回路が提供できる。

〔実施例〕

以下、本発明をワイヤドットプリンタのヘッド駆動回
路に実施した一実施例に従って説明する。なお、以下の
説明においては、従来例と共通または類似する部分は同
一の符号をもって示すものとする。

第１図に示す実施例は、マルチドットのワイヤドット
プリンタの駆動回路に関するもので、スイッチング素子
10xをオンさせる一方、逆起電力制御回路14をスイッチ
ング素子10xがオフするよりも早くオンされるように設
定し、しかも逆起電力制御回路14はオン状態で、入力端
子と出力端子がほぼ0vになり、オフ状態で電圧決定素子
であるツェナーダイオード21のツェナー電位分の電位差
をもつ。なお、この実施例においては、T1＝T2＝……＝
166μｓ〜416μｓとしている。

いま、印字周期T1サイクルにおいてコイル13aを駆動
するためにCPU1などで構成された制御装置から制御タイ
ミングS1が発生され第１の駆動信号発生器６と第２の駆
動信号発生器7a、7bにそれぞれ入力される。ここでスイ
ッチング素子10aへのパルス（コイル駆動用信号S2）t1a
（80〜350μｓ）、アンドゲート８への入力パルス（7a
の出力170〜400μｓ、7bの出力70〜340μｓ）とが設定
される。アンドゲート８の出力が逆起電力制御回路14へ
のパルス（逆起電力制御信号S3）になる（但し7bの出力
はローアクティブ）。この逆起電力制御信号S3の立ち上
がりは、ここでは概ねコイル駆動用信号S2の立ち下がり
より、10μｓ早く動作する。

まずコイル駆動用信号S2によりスイッチング素子10a
をオンさせると、第２図に示すように時間t1a（80〜350
μｓ）の間、コイル13aにはＶP→13a→10a→GNDという
経路で電流I1aが流れる。

つぎに、時間t1a終了より10μｓ前に逆起電力制御信
号S3を立ち上げ、逆起電力制御回路14をオンさせる。そ
の後時間t1a終了によりスイッチング素子10aをオフし、
逆起電力制御回路14のみを第２図に示す時間t1b（50〜3
20μｓ）の間オンのままにしておくと、コイル13aの逆
起電力により13a→12a→14→Vp→13aという経路で電流I
1bが流れる。この電流I1bはコイル13aの駆動電流の一部
として有効利用される。

さらにスイッチング素子10aと逆起電力制御回路14が
同時に時間t1jの間オフになると、コイル13aには前記と
同様に逆起電力により13a→12a→14→Vp→13aという経
路で電流I1cが流れる。ここで電流I1cは、コイル13aの
逆起電力がVz以下になると流れなくなり、その流れてい
る時間は短い。なお、Vzは逆起電力制御回路14内のツェ
ナー電圧である。

そして、次に続く印字サイクルT2でコイル13bを駆動
しても、しばらくの間、逆起電力制御信号S3が出力しな
いことから逆起電力制御回路14の導通電位はツエナーダ
イオード21のツエナー電位に維持されるので、該導通電
位以下の逆記電圧が残るだけのコイル13aには有害電流
は流れない。

また第３図に別の実施例を示す。第３図に示す実施例
は、第１のタイミングと第２のタイミングをハードウェ
アでつくるのではなく。タイマー機能を持ったCPU1を使
用する場合である。内部タイマーのためハードウェアが
簡素になる。第４図のタイミング図のようにコイル駆動
用信号S2と逆起電力制御信号S3をCPUタイマーで任意に
設定できる。動作については、はじめに示した実施例と
同様であるのは言うまでもない。

またこの回路の特徴として第５図のように駆動タイミ
ングが別のコイル（例えばコイル13aの立ち下がりとコ
イル13b立ち上がり）と重なった場合でも問題なくコイ
ルが駆動できるという利点がある。第５図のようなタイ
ミングを第10図の回路では実現できないことは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

以上説明してきたごとく、本発明のワイヤドットヘッ
ドの駆動回路と駆動タイミングによれば、高応答周波数
マルチワイヤのワイヤドットヘッドの駆動において、必
要な有効電流の経路と不必要な有害電流の経路とを各々
別経路として分離し、スイッチング素子が共通駆動にな
っている回路においてはこの不必要な有害電流が流れる
複数の経路を逆起電力制御回路とつなぎ、ワイヤの挙動
に悪影響を与えず。有害電流に起因する印字ピンの折損
や印字乱れを防止できるという効果がある。また、コイ
ルの共通電源線を個別に持つ必要がなくケーブルの本数
を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のワイヤドットヘッドの駆動回路の一実
施例説明図。第２図は第１図の駆動タイミング図。第３
図は本発明のワイヤドットヘッドの駆動方法の別の実施
例説明図。第４図は第３図の駆動タイミング図。第５図
は第３図の別の駆動タイミング図。第６図は従来のワイ
ヤドットヘッドの駆動方法説明図。第７図（ａ）（ｂ）
は本発明の逆起電力制御回路実施図。第８図は第６図の
駆動タイミング図。第９図は第６図の別の駆動タイミン
グ図。第10図は別の従来のワイヤドットヘッドの駆動方
法説明図。第11図は第10図の駆動タイミング図。第12図
は第10図の別の駆動タイミング図。 ３……ランダムアクセスメモリ ５……IOポート 15、16、17、18、19……抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/51 B41J 2/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が電源に他端が印字データ信号により
   ON−OFFするスイッチング素子を介して接地される励磁
   コイルと、前記各励磁コイルの他端にアノードが接続さ
   れたダイオードを介して共通接続するとともに、前記各
   励磁コイルの通電オフ後に発生する逆起電力を吸収する
   逆起電力制御回路を介して前記電源に接続されるワイヤ
   ドットヘッドの駆動回路であって、 前記逆起電力制御回路の導通電位を零にする導通電位制
   御手段と、 前記印字データ信号の出力開始から所定時間遅れた前記
   印字データ信号の出力中に前記導通電位を零にする信号
   を前記導通電位制御手段に出力開始し、前記印字データ
   信号の消失後に前記信号をオフする信号生成手段を備え
   ることを特徴とするワイヤドットヘッドの駆動回路。