JPS63147669A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は記録装置、特に電磁石を用いて記録素子を駆動
するインパクト記録ヘッドを有する記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、活字プリンタやワイヤドツトプリンタなどソ
レノイドにより電磁駆動で記録素子を駆動し、記録媒体
に衝突させて記録を行なう記録装置が知られている。こ
の種の装置では、ソレノイドコイルに駆動電流を流し、
アーマチュアに結合されたワイヤ、ハンマなどの記録素
子を急激に前進させ、記録媒体に当接させる。ソレノイ
ドコイルの駆動にはトランジスタなどのスイッチング素
子が用いられる。

［発明が解決しようとする問題点］ 記録圧力を所望の値に、あるいは活字や記録媒体に応じ
て適切な値に正確に制御する必要がある場合には、ソレ
ノイドの駆動状態を検出する必要がある。

ところが、多くの従来装置では、ソレノイドコイルを駆
動する場合、コイルの駆動タイミング、駆動電圧、電流
などの各駆動条件はあらかじめ決定された固定の値に設
定されていたため、上記のような制御は不可能である。

まれにコイルの駆動電流を検出し、検出値に応じてコイ
ルの駆動９条件を制御する装置も見受けられるが、はと
んどの電磁駆動方式のインパクト記録ヘッドはオープン
ルーズにより制御されている。

インパクトヘッドの記録圧力を正確に制御するにはソレ
ノイドが発生する吸引力と密接に関連したコイルの磁束
を測定するのがもっとも正確な方法であるが、上記のよ
うな従来装置では制御がオープンループか、あるいはコ
イル電流検出に基づく制御なので、正確な駆動力制御が
不可能である。

また、従来のインパクトヘッド、その他の用途に用いら
れるソレノイドではコイルのコアに発生する渦電流、あ
るいは電磁回路のヒステリシス特性により駆動後の磁束
の残留がみられる。したがって、この残留磁束によりア
ーマチュアの移動、ないし復帰が遅延し、高速な記録動
作が阻害されるという問題があった。

さらに、ワイヤドツトヘッドなどではヘッド内に複数の
ワイヤ駆動のためのソレノイドが収納されるので、ソレ
ノイドどうしの磁気干渉により駆動力に誤差が生じるな
どの問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために１本発明においては電磁
石により記録素子を駆動するインパクト記録ヘッドを有
する記録装置において、前記電磁石が発生する磁束を検
出する手段と、この検出手段の検出値に応じて前記電磁
石の駆動条件を制御する手段を設けた構成を採用した。

［作　用］ 以上の構成によれば、記録ヘッドの駆動状態に密接に関
係する電磁石の磁束を検出し、これに基づき駆動制御を
行なうので、所望条件で正確に記録ヘッド駆動を行なえ
る。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。ただし、以下ではワイヤドツトヘッドに関する実
施例を示す。

第２図はワイヤドツトヘッドの構造を示した断面図であ
る９図において符号２０は記録用のワイヤで、アーマチ
ュア１６の一端に固定されている。アーマチュア１６の
他端は押えバネ１８によって揺動自在に支持されている
。アーマチュア１６の支持点の近傍には鉄片１７が取り
付けられており、この鉄片１７はソレノイドコイル３の
コア１４により、図の右側、すなわちヘッドの前方側に
吸引される。ソレノイドコイル３のコア１４はヨーク１
５に結合されている。ワイヤ２０はヘッドのボディに設
けられた複数個のガイド２１ａから２１ｃによって図の
矢印方向に往復運動するよう支持されている。

上記の構成は記録ヘッドの中心線Ｊ−Ｊ　”を中心とし
て複数段けられ、同時に数ドツトを記録できるワイヤド
ツトヘッドが構成される。

以上の構成において、ソレノイドコイル３に通電を行な
うと、アーマチュア１６が図の右側方向に吸引され、そ
の先端に取り付けられたワイヤ２０が前進し、インクリ
ボン２２を介して紙などの記録媒体２３にち接されてド
ツト記録が行なわれる。

以上までに示した構成は従来構成と同様であるが、本実
施例ではさらにコイル３の周囲にコイル３の磁束を検出
するためにサーチコイル４を巻装しである。

続いて第１図に上記のワイヤドツトヘッドの駆動回路を
示す。

図において、上記のソレノイドコイルは同一の符号３に
より示されている。コイル３は一般的な駆動回路とは異
なり、トランジスタ１ａ〜１ｄおよびダイオード２ａ〜
２ｄからなる双極方向の駆動を行なう回路によりスイッ
チングされる。ここで符号５はコイル３の駆動電源であ
る。

一方、サーチコイル４を構成する巻線４ｂには並列に検
出抵抗１３が接続される０巻線４ｂはソレノイドコイル
３と同心に巻かれているので、検出抵抗１３の両端には
コイル３に生じる磁束変化が電圧変化として検出される
０図においては、巻線４ｂの巻装位置を明確にするため
、符号４ａで巻線の位置を示している。

検出抵抗１３両端の電圧はオペアンプ１１、積分コンデ
ンサ１２、および抵抗により構成される積分回路に入力
される。この積分器の出力にはソレノイドの磁束量が電
圧に変換された形で現れる。

オペアンプ９ａ〜９ｃはコンパレータを構成する。オペ
アンプ９ａは基準電圧１０と積分器の出力を比較し、積
分器出力が一定になるようにトランジスタ１ａを制御す
る。オペアンプ９ａの出力はアンドゲート６を介してト
ランジスタｌａに入力される。

オペアンプ９ｂ、９ｃはそれぞれ積分器の出力が正およ
び負となった時にハイレベルを出力する極性検出回路で
ある。これらの回路はともにソレノイドの磁束を消去す
るようにスイッチングトランジスタを制御する。オペア
ンプ９ｂの出力はオアゲート８を介してトランジスタ１
ｄおよび前記のアンドゲート６の他方の入力に導かれ、
アンドゲート６を介しトランジスタ１ａに入力されてお
り、オペアンプ９Ｃの出力はアンドゲート７を介してト
ランジスタ１ｂ、ｌｃに入力される。

オアゲート８およびアンドゲート７に反転されて入力さ
れる信号Ａは駆動タイミングを与える基本駆動信号であ
る。

以上の構成は記録ヘッドの各ソレノイドにつきそれぞれ
設けられる。

以上の構成における動作につき第３図を参照して詳細に
説明する。８３図は第１図のＡからＩの各符号を付した
接続点の電圧ないし電流波形を示している。

まず、オペアンプ９ａ〜９ｃの動作につき示す、オペア
ンプ９ａはサーチコイル４の巻線４ｂの電圧Ｃを積分し
た値りと基準電圧１０を比較し、積分値りが基準電圧ｌ
Ｏよりも低いときはハイレベル、高い場合にはローレベ
ルを出力する。

オペアンプ９ｂは積分値りと０ａ位よりやや低い電圧を
比較し、積分値′Ｄがそれよりも低い場合にはハイレベ
ルを、高い場合にはローレベルを出力する。

逆にオペアンプ９Ｃは積分値りと０ａ位よりやや高い電
圧を比較し、積分値りがそれよりも高い場合にはハイレ
ベルを、低い場合にはローレベルを出力する。

いま、第３図の時刻ＴＩにおいて基本駆動信号Ａが入力
されると、オペアンプ９ａはハイレベル出力なので、オ
アゲート８、アンドゲート６を介してトランジスタｌａ
、ｌｄが導通し、コイル３に矢印方向に電流が流れる。

このとき巻線４ｂには、第３図の符号Ｃのような起電力
を生じるので、積分値りが漸増する。この値が基準電圧
１０を越えると、オペアンプ９ａの出力Ｇはローレベル
となり、アンドゲート６を介してトランジスタｌａ、ｌ
ｄを遮断し、磁束を一定にするように第３図に符号Ｘで
示すような断続制御を行なう。

次に符号Ｔ２のタイミングで基本駆動信号Ａが消勢する
と、オペアンプ９Ｃの出力がハイレベルであるため、ト
ランジスタｌｂ、ｌｃがオンとなり、１ａ、ｌｂがオフ
となる。すなわち、コイル３の駆動極性が反転する。こ
れは、ソレノイドの残留磁束をすみやかに消勢するため
である。

上記の駆動極性反転により、ソレノイドの磁束が急激に
減少する。そして、コイル電流が０を越えた以後もソレ
ノイドの残留磁束により、図示の矢印の反対方向に電流
が流れ、磁束を完全に消去する。

このような駆動により、従来方式よりもすみやかに残留
磁束を消去し、次回の駆動を残留磁束の影響なく短いイ
ンターバルで行なうことができる。したがって、記録速
度を高速化することができる。

次に、符号Ｔ３のタイミングでヘッド内の近接したソレ
ノイドが駆動され、ソレノイドが磁気干渉を受けた場合
の動作につき説明する。

このとき、コイル３が積分値りを負電圧にするような干
渉をうけたと仮定すると、オペアンプ９ｂの出力Ｆはハ
イレベルとなり、トランジスタｌａ、ｌｄを導通させ、
積分値りをＯに近づけるよう断続制御が行なわれる。こ
れと逆方向の磁気干渉では、オペアンプ９Ｃが同様に断
続Ｍ制御を行なう。

以上のようにして、記録ヘッドのソレノイドの駆動後の
残留磁束を速やかに消勢して、記録速度を大幅に向上す
ることができるとともに、ヘッド内に複数のソレノイド
が設けられる場合でも、ソレノイドどうしの磁気干渉の
影響を完全に除去できるので、正確な駆動力制御を行な
うことができる。したがって、磁気干渉を避けるために
ソレノイドどうしを離して配置する必要がなく、ヘッド
全体を小型化することができる。

上記実施例では、コイルの磁束を一定に制御する構成を
示したが、オペアンプ９ａの基準電圧を制御することに
より駆動力を所望に制御することも考えられる。

第４図、第５図に他の実施例を示す、第４図の構成は第
１図の回路に電流検出用の抵抗２７および破線で示した
ブロックを追加したものである。

電流検出用の抵抗２７はトランジスタ１ｃ、１ｄのエミ
ッタ接続点と、接地電位間に接続されている。したがっ
て、検出抵抗２７の端子電圧は電源５からコイル３を通
って接地電位に流れ込む電流に対応した値となる。

抵抗２７の検出電圧は破線の回路内のオペアンプ２６の
一端子に入力される。オペアンプ２６の＋端子にはオペ
アンプ１１の積分値りが入力される。オペアンプ２６の
出力はオアゲート２５に入力され、オアゲート２５の出
力はＤフリップフロップ２４のクロックとして入力され
る・Ｄフリッププロップ２４のデータ入力は反転出力端
子と接続されている。

Ｄフリップフロップ２４の出力は前記の基本駆動信号Ａ
のかわりにオアゲート８およびアンドゲート７前段のイ
ンバータに入力されている。駆動信号タイミングを与え
る基本信号にはオアゲート２５の他方の入力端子に入力
される。この基本信号は駆動開始のタイミングのみを与
えるもので、駆動期間はＤフリップフロップ２．４によ
り形成される。

コンパレータとして機能するオペアンプ２６は検出抵抗
２７でコイル電流を電圧値に変換した０とソレノイドの
磁束に対応する積分値りを比較し、Ｄより０が任意の設
定値以上に大きくなるとハイレベルを出力する。また、
Ｄフリップフロップ２４はソレノイドを駆動する基本パ
ルスにとオペアンプ２６の出力りの論理和信号により歩
進し、１番目のパルスでハイレベル、２番目のパルスで
ローレベルに反転する。

第５図において、Ｔ３のタイミングで駆動タイミングパ
ルスＫが入力されると、オアゲート２５を介してフリッ
プフロップ２４がローレベルからハイレベルに反転する
。

これにより、コイル３の通電が開始されるが、コイルの
磁束は前記と同様に積分値りにより一定になるように制
御される。したがって、駆動の初期では駆動電流検出値
０は漸増するが、一定レベルに達すると降下する。これ
は、第２図で示すコア１４と鉄片７の空隙が、第５図の
ワイヤ変位に比例して狭くなり、磁気回路の磁気抵抗が
小さくなるためである。電流検出値Ｏが積分値に対応し
たオペアンプ２６の他方の入力値よりも小さくなると、
オアゲート２５を介してＤフリップフロップ２４が反転
し、コイル３の通電が遮断される。

このような駆動方式により、次のような利点を得られる
。

上記のように、コイル３に通電を行なうと、ソレノイド
により駆動されるワイヤ２０の変位は第５図の最下段の
ようになる。符号Ｔ５はワイヤが記録媒体２３に８接し
たタイミングを示しているが、特にこれより以後で駆動
磁束が残っていると、ワイヤの復帰動作が妨げられ、高
速な動作が阻害される。

ところが、上記の制御によれば、駆動に必要な所定磁束
密度が得られたら直ちにコイルの通電を遮断するように
しているので、ワイヤの復帰が妨げられることがなく、
動作を高速化することができる。また、必要最小限の電
力により駆動を行なえるので、消費電力を低減すること
ができる。

以上ではワイヤドツトプリンタにおける実施例、特に吸
引型ソレノイドを有するワイヤドツトヘッドを示したが
、バネチャージ型のヘッドでも同様の技術を適用できる
。また、ワイヤドツトヘッドに限定されることなく、活
字インパクトプリンタのヘッドにも同様の技術を適用で
きる。

さらに、上記実施例ではソレノイドコイルの磁束検出手
段としてサーチコイルを用いたが、ホール素子などの他
の手段を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上から明らかなように１本発明によれば、電磁石によ
り記録素子を駆動するインパクト記録ヘッドを有する記
録装置において、前記電磁石が発生する磁束を検出する
手段と、この検出手段の検出値に応じて前記電磁石の駆
動条件を制御する手段を設けた構成を採用しているので
、所望の駆動条件で正確に記録ヘッド駆動を行なうこと
ができる優れた記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用したワイヤドツトヘッドの駆動回
路の構成を示した回路図、第２図は第１図の回路が用い
られるワイヤドツトヘッドの構造を示した断面図、第３
図は第１図の回路の動作を示したタイミングチャート図
、第４図は第１図の変形構造を示した回路図、第５図は
第４図の回路における動作を示したタイミングチャート
図である。 ｌａ〜１ｄ・・・トランジスタ ３・・・ソレノイドコイル ４・・・サーチコイル　　５・・・電源６．７・・・ア
ンドゲート ８．２５・・・オアゲート ’　　　９ａ〜９Ｃ１２６・・・オペアンプ１４・・・
コア　　　　　１Ｂ・・・アーマチュア２０・・・ワイ
ヤ ２４・・・Ｄフリップフロップ 第３図 手続補正書（睦） 昭和６２年１０月０７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電磁石により記録素子を駆動するインパクト記録ヘ
   ッドを有する記録装置において、前記電磁石が発生する
   磁束を検出する手段と、この検出手段の検出値に応じて
   前記電磁石の駆動条件を制御する手段を設けたことを特
   徴とする記録装置。 ２）前記電磁石の駆動時の磁束が一定になるように制御
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   記録装置。 ３）前記電磁石の駆動消勢時に駆動時と逆極性で電磁石
   に通電を行ない、電磁石の残留磁束を消去することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の記
   録装置。 ４）前記磁束検出手段により外部磁束の干渉を検出し、
   外部磁束を打ち消す方向に前記電磁石に通電を行なうこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれか１項に記載の記録装置。 ５）前記電磁石の駆動電流を測定する手段と、前記電磁
   石の駆動時間信号形成手段が設けられ、この駆動時間信
   号形成手段が前記磁束検出値と、電磁石の駆動電流値に
   応じて電磁石の駆動時間を決定することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記
   載の記録装置。