JPH0434944B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明はワイヤ・マトリクス・プリンタ用の印
字ヘツド駆動回路に関するものであり、更に詳し
くいえば、単一の駆動電圧を使う自己タイミング
及び自己補償する印字ワイヤ作動器の駆動回路に
関するものである。

Ｂ 開示の概要 印字ワイヤ作動器に印加される電流はそれが第
１の所定のレベルに達した時に終了する高速上昇
モードを持つ。電流はそれが第２の低い所定レベ
ルに達するまでゆつくりと減衰させられる。その
作動器用の駆動回路は電源又は作動器のインピー
ダンスの変動に対して自己補償及び自己タイミン
グのものである。

Ｃ 従来技術 マトリクス印字ヘツドを使つた高速度プリンタ
用の印字ワイヤ作動器を駆動するための回路は周
知である。これらの回路はペデスタル形駆動法、
チヨツパ形駆動法又はオン・オフ形駆動法を使つ
て電圧を調整するものであり、それぞれ第２図、
第３図及び第４図に示されている。

第２図のペデスタル形駆動は２つの駆動電圧を
有する。即ち初期充電のための高電圧及び電流保
持のための低電圧である。第３図のチヨツパ形駆
動は単一の駆動電圧しか必要としないが、ペデス
タル形駆動及びチヨツパ形駆動とも各作動器に対
して１つずつタイミング回路を付加することなく
パルス幅制御を行うものではない。更に、チヨツ
パ形駆動に対しては、信号ノイズが回路動作に影
響を与えないようにするために予防策を取らなけ
ればならない。

第４図のオン・オフ形駆動は単一の駆動電圧及
びパルス幅制御という利点を与えるが、速く電流
を放置するためにはフライバツク回路内に抵抗又
はダイオードが必要であるという欠点を持つてい
る。速い作動器反復率を保持するためには、電流
がこの方法で速く放置されなければならない。こ
の方法は大きな利点を与えるけれどもフライバツ
ク回路における抵抗等は作動器を駆動するために
かなりの量の電力を不要に消費する。

米国特許第3909681号は高速度インパクト・プ
リンタにおけるハンマ作動用の電磁コイルのため
の駆動回路を開示している。その駆動回路は２つ
のスイツチング装置、即ちコイルの上に１つ及び
コイルの下に１つ、を使用する。その駆動回路は
ピーク電流値を制御するための１つの回路装置を
使用する。電流パルス幅はその電流パルスを開始
させる外部ロジツクによつて制御される。その回
路は自己タイミングのものではなく、電源又はコ
イル・インピーダンスの変動を補償するよう自動
的に電流パルス幅を調節できない。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 本発明は前述のチヨツパ形駆動器及びペデスタ
ル駆動器のパルス幅タイミングの問題を解決する
ものであり、オン・オフ形駆動器と関連したエネ
ルギ効率の問題をも解決する。

Ｅ 問題点を解決するための手段 上記問題点の解決は２つのスイツチング・トラ
ンジスタ、即ち電圧を作動器にスイツチするトラ
ンジスタと電流帰還路をスイツチするトランジス
タ、を使うことによつて行われる。電流帰還路に
１つの電流検知手段と２つのしきい値検知比較器
を使うことによつて、その回路は電圧の変動を自
己補償されると共に自己タイミングのものにされ
る。

本発明は駆動回路は、電流レベル閾値を使つて
作動器、即ち印字素子作動コイルの高速充電期間
を終わらせ、ゆつくりと放電する作動コイルの電
流が所定の値になるのを検知し、これに応じてタ
イミング・パルスのパルス幅をセツトすることに
よつて、従来技術の欠点を克服している。また指
定されたエネルギー・レベルが最小の時間で作動
コイルに印加される。駆動回路のパルス幅は作動
コイルの電流レベルによつて制御され、作動コイ
ルの電流はパルスの終了後に放電される。したが
つて電源は単一の電源だけが必要である。

Ｆ 効果 作動コイルに加わる電流を制御するためのタイ
ミング・パルスとして外部信号を使用せずに、作
動コイルを流れる電流の時間経過に基づいてタイ
ミング・パルスが自己生成されるのでタイミン
グ・パルス回路が簡単になる。また２つのスイツ
チング素子のスイツチングが一定の電流点でしか
生じないため作動コイルを流れる電流が一定の状
態から非常に急速に減衰する状態への変化点は、
電源電圧の変動や熱による作動コイルのインピー
ダンスの変動に応じて（かかる変動を自己補償す
るように）シフトし、かくて印字品質の低下等の
発生を防ぐことができる。

Ｇ 実施例 第１図及び第５図を参照して本発明の好適の実
施例を説明する。

第５図は本発明の回路により発生されたタイミ
ング信号及び電流パルスの波形を示す。セクシヨ
ンＡは印字ハンマ付勢シーケンスにおける“高速
充電モード”を表わす。その回路におけるスイツ
チは印字ハンマを付勢するための作動コイルを介
して電流が流れるのを可能にする。そのコイルに
おける電流が駆動回路における手段によつて検出
される所定レベルに達すると、そのコイルに流れ
る電流を増加しないようにスイツチ状態が変る。

コイルにおける電流は第５図のセクシヨンＢに
示されるように徐々に減衰しながら他の経路を流
れる。その電流レベルが所定の低い基準値に達す
ると、その回路におけるもう１つのスイツチが状
態を変え、第５図のセクシヨンＣにより表わされ
るようにそのコイルにおける残りの電流を第３の
経路へ向ける。

第１図は第５図のパルス波形で示された駆動方
法を実施した回路である。第５図のセクシヨンＡ
に示された電流パルスを印字ワイヤ作動コイルへ
流すためには、電流は電源１２からスイツチ１
６、コイル１０、スイツチ２０、抵抗２４を通つ
て接地インデイケータ２８へ流れなければならな
い。

これを達成するためには、線３０上の入力トリ
ガ・パルスがラツチ３４及び３８の入力に印加
される。線３０上のそのトリガ入力パルスはこの
駆動回路が組込まれたプリンタ等の制御装置によ
つて与えられる。線４２上にラツチ３４のＱ出力
が、インバータ・ドライバ４６に与えられる。線
５４上のラツチ３８からのＱ出力はインバータ・
ドライバ５８に与えられる。

スイツチ２０を流れる電流は線２２においてモ
ニタされ、比較的な電圧が比較器６２及び６６の
負入力に与えられる。比較器６２への正入力は高
電位に設定された基準電圧VRHである線５０上
の比較器６２の出力はラツチ３４への入力とな
る。比較器６６への正入力は低電位に設定された
基準電圧VRLである。VRH及びVRLの電圧レベ
ルは作動されるべき印字素子の動作特性の関数と
して選択される。

線７０上の比較器６６の出力はNANDゲート
７４はラツチ３８の入力に印加される出力を線
７６上に有する。線７８におけるNANDゲート
７４のもう１つの入力はラツチ３４からの出力
である。スイツチ１６及びコイル１０の間には接
地されたダイオード８０が接続される。スイツチ
２０とコイル１０との間及び電源１２にダイオー
ド８４が接続される。抵抗器９０，９１及び９２
がトランジスタ・スイツチ１６及び２０のための
バイアス抵抗として働く。

動作についていえば、線３０上の信号がわずか
な間低下して線４２及び５４上のラツチ３４及び
３８のＱ出力を高位にさせる。第１図の線３０，
４２及び５４の状態がそれぞれ第５図のタイミン
グ信号３０′，４２′及び５４′として表わされる。
ラツチ３４のＱ出力は高位となりそして線５０上
の比較器６２の入力が高位であるため高位のま
まとなる。これは感知抵抗２４に電流がなく且つ
正電圧VRHが線２２の電圧よりも高いためであ
る。線５４上のラツチ３８のＱ出力は、線７６上
のNANDゲート７４から入力が高位であり且
つ線７０及び７８上のNANDゲート７４への両
入力が高位となるまで高位のままとなるため、高
位のままである。ラツチ３８のＱ出力は、線７８
がNANDゲート７４の入力であるのでその線７
８上のラツチ３４からの出力が高位となるま
で、低位にはスイツチされ得ない。従つて、ラツ
チ３８はラツチ３４がリセツトされた後までリセ
ツトされないようにされる。

インバータ・ドライバ４６及び５８はそれぞれ
線４２及び５４からの高位の入力を受ける。従つ
て、線４８及び６０上の出力は低位である。線４
８上の信号が低位となる時、スイツチ・トランジ
スタ１６はオン状態にスイツチする。同様に、線
６０上の低位出力がスイツチ・トランジスタ２０
をオン状態にする。スイツチ・トランジスタ１６
及び２０両方がオン状態にある時、電源１２から
の電圧が作動コイル１０に与えられる。高速充電
モードでは電流が急速に増加し始める。第５図の
セクシヨンＡを参照する。

コイル１０の電流が上昇し続けると感知抵抗２
４の電流も上昇する。コイル１０における電流に
比例した電圧が線２２上に抵抗２４に現られる。
線２２における電圧が比較的６２におけるVRH
のレベルに達すると、線５０上の比較器６２の出
力は低位にスイツチしてラツチ３４をリセツトす
る。この結果、線４２上の信号が低位になつてイ
ンバータ・ドライバ４６をオフにする。従つて、
スイツチ・トランジスタ１６もオフにされる。

スイツチ・トランジスタ１６がオフになると、
コイル１０における電流は代りの導通路をみつけ
なければならない。ダイオード８０は導通にさ
れ、電流路はダイオード８０、コイル１０、スイ
ツチ２０、抵抗２４及び接地となる。これは第５
図のセクシヨンＢに対応する。電源１２が回路外
にスイツチされると、コイル１０の電流はゆつく
りと減衰する。

ラツチ３４がリセツトされると、線７８は高位
となり、NANDゲート７４を比較器６６からの
線７０上の信号に応答させる。動作サイクルにお
けるこの時点で、線７０上の信号は低位である。
なぜならば、比較器６６に印加される基準電圧
VRLは比較器６２に印加されるVRHのレベルよ
りも低い正の電圧レベルにセツトされるためであ
る。VRL及びVRHは所与の印字ヘツドに対する
パフオーマンスを最適にするよう選択された特定
の値にセツトされる。

線２２上の電圧がVRLの値より低い値に落ち
るまでコイル１０における電流は減衰し続ける。
これが生ずると、比較器６６は線７０上の信号を
オンにスイツチする。線７０上の信号はNAND
ゲート７４に印加される。線７６上の出力は低位
となつてラツチ３８をリセツトする。この結果、
インバータ・ドライバ５８がオフにされる。勿
論、これはスイツチ・トランジスタ２０をオフに
する。

スイツチ・トランジスタ２０がオフになると、
コイル１０の電流は再び他の導通路をさがす。ダ
イオード８４はオンにされ、ダイオード８０から
コイル１０を通り電源１２へ戻る電路を完成す
る。そのサイクルにおけるこの時点では、コイル
１０は電源１２の電圧よりもわずかに高い電圧を
発生しなければならない。従つて、作動コイルか
ら電源へエネルギが急速に戻される。従つて、コ
イル１０の電流は第４図のセクシヨンＣで表わさ
れるように非常に急速に減衰する。

第１図の回路で実施された駆動法は自己タイミ
ングである。第５図のタイミング図に示されるよ
うに、線３０に印加される単一の短期間トリガ・
パルスはラツチ３４及び３８をセツトさせ、その
後その回路は前述のようにそのサイクルの残りの
自動パフオーマンスにロツクされる。入力３０は
サイクルを開始させるように働くだけなのでパル
ス幅タイミングを必要としない。

第１図の回路がどのように自己補償するかをよ
く理解するために第６図を参照する。第６図は電
源又はコイル１０のインピーダンス変動の影響を
説明するものである。第６図の曲線は曲線よ
りも高い電源電圧状態のもとで開始される。曲線
における電流は第１のスイツチ点、即ち線２２
における電圧が少くともVRHに等しいか又はそ
れよりも高くなる時点、に達するには長い時間を
とる。しかし、曲線の下の大きな領域はこの駆
動方法の自己補償性を表わしている。低電源電圧
のためにサイクルの初期に失われた作動速度はコ
イル１０に供給されるエネルギの合計量によつて
補償される。同様に、コイル・インピーダンスが
変動する時にも補償が生ずる。スイツチングは一
定の電流ポイントで生ずるため、曲線の下の領
域は曲線の下の領域よりもわずかに大きい。そ
の大きい領域は作動コイルにおける追加エネルギ
を表わす。

第５図のセクシヨンＣ及び第６図の対応する部
分は速い反復率で作動器を駆動するためにこの駆
動方法を使つた時の重要な利点を表わす。電流が
急速に放電されなかつた場合、作動したハンマの
はね返り速度は遅くされ、ハンマは次のサイクル
のための所定時間に戻らないであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動回路を示す図、第２図、
第３図、第４図は従来の駆動方法により発生され
る波形を示す図、第５図は本発明の回路により発
生される波形を示す図、第６図は第１図の回路に
より発生された波形における電源電圧変動の影響
を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電源から作動コイルを通つて流れる電流を制
   御するための印字ヘツド駆動回路であつて、 前記電源から該作動コイルへの電流路と、 低電位の復帰路と、 前記作動コイルを前記電源へ接続するための導
   通モード又は非導通モードにスイツチ可能な第１
   の装置と、 前記作動コイルを前記低電位の復帰路に接続す
   るための導通モード又は非導通モードにスイツチ
   可能な第２の装置と、 前記第２の装置が導通モードにある時に動作し
   て前記作動コイルを流れる電流のレベルを感知す
   る感知手段と、 前記電流レベルが第１の所定レベルに等しくな
   つたことを指示する前記感知手段からの信号に応
   答して前記第１の装置を非導通モードにスイツチ
   する第１の手段と、 前記電流レベルが前記第１の所定レベルより低
   く設定された第２の所定レベルより小さくなつた
   ことを指示する前記感知手段からの信号に応答し
   て前記第２の装置を非導通モードにスイツチする
   第２の手段と、 より成る印字ヘツド駆動回路。