(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘッドコイルの駆動周期内で、電力回生回路と熱消費回路の切替を実行して、フライバック電流が熱として消費されて電力損失を軽減でき、且つ、回路素子に与える熱的影響を少なくできるインパクトヘッド駆動制御方法及びインパクトヘッド駆動回路を提供する。【解決手段】複数のヘッドコイルに個別に接続された複数の制御素子を選択的に導通させて、電源から前記複数のヘッドコイルに選択的に電流を流すインパクトヘッド駆動回路において、前記フライバック電流の継続中には、直近で導通状態であった前記制御素子以外の前記制御素子が導通状態にならないように、前記フライバック電流を前記電源側に回生する電力回生回路と、前記フライバック電流を熱として消費する熱消費回路と、を選択的に切替えて、前記ヘッドコイルに接続して前記フライバック電流の継続時間を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヘッドコイルに個別に接続された複数の制御素子を選択的に導通させて、電源から前記複数のヘッドコイルに選択的に電流を流すインパクトヘッド駆動回路において、前記制御素子の少なくとも１つが導通後に、前記制御素子が遮断状態になった時に前記ヘッドコイルに発生するフライバック電流制御を行うインパクトヘッド駆動制御方法であって、
前記フライバック電流の継続中には、直近で導通状態であった前記制御素子以外の前記制御素子が導通状態にならないように、
前記フライバック電流を前記電源側に回生する電力回生回路と、前記フライバック電流を熱として消費する熱消費回路と、を選択的に切替えて、前記ヘッドコイルに接続して前記フライバック電流の継続時間を制御する、
ことを特徴とするインパクトヘッド駆動制御方法。
【請求項２】
前記複数のヘッドコイルの少なくとも１つの駆動周期内で、前記電力回生回路と前記熱消費回路の切替えが実行されることを特徴とする請求項１に記載のインパクトヘッド駆動制御方法。
【請求項３】
前記切替えは、前記駆動周期内であって、且つ、前記制御素子の少なくとも１つを遮断状態とする指示後の所定時間経過後に実行される、
ことを特徴とする請求項２に記載のインパクトヘッド駆動制御方法。
【請求項４】
前記切替えは、前記駆動周期内であって、且つ、直近で導通状態であった前記制御素子以外の前記制御素子を導通状態とする指示前に実行される、
ことを特徴とする請求項２に記載のインパクトヘッド駆動制御方法。
【請求項５】
前記切替えの有無は、前記インパクトヘッド駆動回路におけるヘッドコイルの駆動周期の設定に応じて決定される、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインパクトヘッド駆動制御方法。
【請求項６】
前記電力回生回路と熱消費回路は、単一の回路で構成され、切替信号によって切替えられる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインパクトヘッド駆動制御方法。
【請求項７】
前記複数のヘッドコイルには、個別に接続された複数の制御素子に加えて、当該複数のヘッドコイルに共通に接続された共通制御素子があり、前記制御素子及び共通制御素子を選択的に導通させて、電源から前記複数のヘッドコイルに選択的に電流を流すドットインパクトヘッド駆動回路であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインパクトヘッド駆動制御方法。
【請求項８】
複数のヘッドコイルに個別に接続された複数の制御素子を選択的に導通させて、電源から前記複数のヘッドコイルに選択的に電流を流すインパクトヘッド駆動回路であって、
前記制御素子の少なくとも１つが導通後に、前記制御素子が遮断状態になった時に前記ヘッドコイルに発生するフライバック電流の継続中には、直近で導通状態であった前記制御素子以外の前記制御素子が導通状態にならないように、
前記フライバック電流を前記電源側に回生する電力回生回路と、前記フライバック電流を熱として消費する熱消費回路とを選択的に切替える切替回路を、
備えたことを特徴とするインパクトヘッド駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はドットインパクトヘッド駆動回路に関し、詳しくは、回生回路と、熱消費回路とを選択的に切り替えるドットインパクトヘッド駆動回路のヘッドコイルに発生するフライバック（逆起電力）電流の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回生回路と、熱消費回路とを選択的に切り替えて、ドットインパクトヘッド駆動回路のヘッドコイルに発生するフライバック電流を制御するドットインパクトプリンタが知られている。（特許文献１参照）
また、回生回路のみで、ドットインパクトヘッド駆動回路のヘッドコイルに発生するフライバック電流を制御するドットインパクトプリンタが知られている。（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−５１１４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のプリンタでは、ドットインパクトヘッド駆動回路のヘッドコイルに発生するフライバック（逆起電力）電流の制御を以下の如く行っている。
図５は、従来のドットインパクトヘッドの駆動回路を示す。
図５において、印字ヘッド２０内には、ヘッドコイル２１，２２，２３，２４，２５・・・があり、これらが任意に励磁されると、それに対応したドットワイヤがインパクトされて印字がなされる。
【０００５】
図５の例では、各ヘッドコイル２１〜２５・・・・は５本ずつコモン側スイッチ１１，１２・・・に接続されると共に、ヘッドコイルは制御側スイッチ３１，３２，３３，３４，３５・・・に個別に接続されている。
印字パターンは、前記制御側スイッチの任意オン・オフの設定でなされる。
【０００６】
図５の駆動回路には、各ヘッドコイルに発生するフライバック電流を電源側に回生するために、第１スイッチ（トランジスタ８０）からなる回生回路（８０）と、フライバック電流を熱として消費する第２スイッチ（トランジスタ５０）、トランジスタ４１抵抗４３，ツェナーダイオード４２からなる熱消費回路（４０）が設けられている。
【０００７】
次に、図５の駆動回路の従来の動作態様を以下に説明する。
図６は、低速印字モードにおける動作態様の各波形を示すタイミングチャートである。
図６において、１１，１２は、図５のコモン側スイッチ１１，１２のオン・オフ状態を示している。
また、３１，３２は、図５の制御側スイッチ３１，３２のオン・オフ状態を示している。
また、５０オフ，８０オンは、図５の第１スイッチ、第２スイッチのオン・オフ状態を示している。（図６で、低速印字モードであるため、回生回路（８０）がオンで、熱消費回路（４０）はオフに設定されている。）
【０００８】
また、２１はヘッドコイル２１に流れる電流を示し、ｉ1はコモン側スイッチ１１と制御側スイッチ３１が同時にオンである期間に電源(Vcc)からヘッドコイル２１に流れる電流を示している。
次に、ｉ2は、コモン側スイッチ１１をオフにすると、ダイオード６１→ヘッドコイル２１→制御側スイッチ３１→アース→ダイオード６１のルートで流れ続ける。
更に、ヘッドコイルの励磁を解除するために、制御側スイッチ３１をオフにすると、ヘッドコイル２１には、逆起電力によるフライバック電流ｉ3が発生する。
【０００９】
このフライバック電流ｉ3は、回生回路８０を介して電源側(Vcc)側に回生することができる。
図６の状態は、低速印字モードであるので、制御側スイッチ３２はフライバック電流ｉ3の継続期間中にはオンにならないので、正常に回生ができる。
【００１０】
次に、制御側スイッチ３１と３２のオンになるタイミング間隔が短い高速印字モードについて説明する。
【００１１】
図７は、高速印字モードにおける動作態様の各波形を示すタイミングチャートである。
図７において、１１，１２は、図１のコモン側スイッチ１１，１２のオン・オフ状態を示している。
また、３１，３２は、図５の制御側スイッチ３１，３２のオン・オフ状態を示している。
また、５０オフ，８０オンは、図５の第１スイッチ、第２スイッチのオン・オフ状態を示している。（図７で、高速印字モードであるため、回生回路（８０）は常時オフに固定され、熱消費回路（４０）はオンとオフに制御されている。）
【００１２】
また、２１はヘッドコイル２１に流れる電流を示し、ｉ1はコモン側スイッチ１１と制御側スイッチ３１が同時にオンである期間に電源(Vcc)からヘッドコイル２１に流れる電流を示している。
次に、ｉ2は、コモン側スイッチ１１をオフにすると、ダイオード６１→ヘッドコイル２１→制御側スイッチ３１→アース→ダイオード６１のルートで流れ続ける。
更に、ヘッドコイルの励磁を解除するために、制御側スイッチ３１をオフにすると、ヘッドコイル２１には、逆起電力によるフライバック電流ｉ3が発生する。
【００１３】
このフライバック電流ｉ3は、熱消費回路５０で熱消費され、電源側(Vcc)側に回生することはできない。
図７の状態は、高速印字モードであるので、制御側スイッチ３２はフライバック電流ｉ3の継続期間中にオンになるので、回生回路８０は常時オフに固定され、回生はできない。
【００１４】
上述の如く、従来のドットインパクトヘッド駆動回路の制御方法では、低速印字モードでは、ヘッドコイルに発生するフライバック電流を電源側に回生することができたが、高速印字モードでは、回生回路を常時オフに固定するので、ヘッドコイルに発生するフライバック電流を電源側に回生することができず、熱消費回路で熱として消費していた。
【００１５】
フライバック電流を熱として消費すると、電力損失となると共に、この電力損失が回路素子に熱的影響を与えることになる。特に、アース側の回路素子として、熱的影響を受けにくい素子を選択する必要があって、より大型の素子（大型のトランジスタ等）が必要になる結果回路基板の面積も大きくせざるを得ないという問題があった。
【００１６】
本発明の課題（目的）は、ヘッドコイルの駆動周期内で、電力回生回路と熱消費回路の切替を実行して、フライバック電流が熱として消費されて電力損失を軽減でき、且つ、回路素子に与える熱的影響すくなくできるインパクトヘッド駆動制御方法及びインパクトヘッド駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のインパクトヘッド駆動制御方法は、
複数のヘッドコイルに個別に接続された複数の制御素子を選択的に導通させて、電源から前記複数のヘッドコイルに選択的に電流を流すインパクトヘッド駆動回路において、前記制御素子の少なくとも１つが導通後に、前記制御素子が遮断状態になった時に前記ヘッドコイルに発生するフライバック電流制御を行うインパクトヘッド駆動制御方法であって、
前記フライバック電流の継続中には、直近で導通状態であった前記制御素子以外の前記制御素子が導通状態にならないように、前記フライバック電流を前記電源側に回生する電力回生回路と、前記フライバック電流を熱として消費する熱消費回路と、を選択的に切替えて、前記ヘッドコイルに接続して前記フライバック電流の継続時間を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、前記複数のヘッドコイルの少なくとも１つの駆動周期内で、前記電力回生回路と前記熱消費回路の切替えが実行されることを特徴とする。
また、前記切替えは、前記駆動周期内であって、且つ、前記制御素子の少なくとも１つを遮断状態とする指示後の所定時間経過後に実行されることを特徴とする。
また、前記切替えは、前記駆動周期内であって、且つ、直近で導通状態であった前記制御素子以外の前記制御素子を導通状態とする指示前に実行されることを特徴とする。
【００１９】
また、前記切替えの有無は、前記インパクトヘッド駆動回路におけるヘッドコイルの駆動周期の設定に応じて決定されることを特徴とする。
また、前記電力回生回路と熱消費回路は、単一の回路で構成され、切替信号によって切替えられることを特徴とする。
また、前記複数のヘッドコイルには、個別に接続された複数の制御素子に加えて、当該複数のヘッドコイルに共通に接続された共通制御素子があり、前記制御素子及び共通制御素子を選択的に導通させて、電源から前記複数のヘッドコイルに選択的に電流を流すドットインパクトヘッド駆動回路であることを特徴とする。
【００２０】
本発明のインパクトヘッド駆動回路は、
複数のヘッドコイルに個別に接続された複数の制御素子を選択的に導通させて、電源から前記複数のヘッドコイルに選択的に電流を流すインパクトヘッド駆動回路であって、
前記制御素子の少なくとも１つが導通後に、前記制御素子が遮断状態になった時に前記ヘッドコイルに発生するフライバック電流の継続中には、直近で導通状態であった前記制御素子以外の前記制御素子が導通状態にならないように、前記フライバック電流を前記電源側に回生する電力回生回路と、前記フライバック電流を熱として消費する熱消費回路とを選択的に切替える切替回路を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ヘッドコイルの駆動周期内で、電力回生回路と熱消費回路の切替を実行して、フライバック電流が熱として消費されて電力損失を軽減でき、且つ、回路素子に与える熱的影響を少なくできるインパクトヘッド駆動制御方法及びインパクトヘッド駆動回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のインパクトヘッドの駆動回路の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明のインパクトヘッドの駆動回路の第２の実施例を示す図である。
【図３】図１の本発明の第１の実施例である駆動回路の動作態様を示す図である。
【図４】図１の本発明の第１の実施例である駆動回路の動作態様を示す図である。
【図５】従来のドットインパクトヘッドの駆動回路を示す図である。
【図６】図５の駆動回路における低速印字モードにおける動作態様の各波形を示すタイミングチャートである。
【図７】図５の駆動回路における高速印字モードにおける動作態様の各波形を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明のインパクトヘッドの駆動回路の具体例の１例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明のインパクトヘッドの駆動回路を図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本発明のインパクトヘッドの駆動回路の第１の実施例を示す図である。
図１において、図示しない印字ヘッド内には、ヘッドコイル２１，２２，２３があり、これらが任意に励磁されると、それに対応したドットワイヤがインパクトされて印字がなされる。
【００２４】
図１の例では、各ヘッドコイル２１，２２，２３は制御素子３１，３２，３３に個別に接続され、電源１０及びアース（ＧＮＤ）６０間に接続されている。
印字パターンは、制御回路１からの前記制御素子に対する駆動信号（ＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３）による任意オン・オフの設定でなされる。
【００２５】
図１の駆動回路では、ダイオード４１，４２，４３を介して、前記ヘッドコイルの両端が、各ヘッドコイルに発生するフライバック電流を電源側に回生するための電力回生回路と、フライバック電流を熱として消費する熱消費回路が選択的に接続可能に設けられている。
また、前記電力回生回路と熱消費回路との切替は、制御回路１からの切替信号ＳＥＬによって実行される。
切替信号ＳＥＬが「Ｈ」の期間は電力回生回路が接続され、「Ｌ」の期間は熱消費回路が接続される。
【００２６】
図２は、本発明のインパクトヘッドの駆動回路の第２の実施例を示す図である。
図２でも図１と同様に、図示しない印字ヘッド内には、ヘッドコイル２１，２２，２３があり、これらが任意に励磁されると、それに対応したドットワイヤがインパクトされて印字がなされる。
【００２７】
図２の例では、各ヘッドコイル２１，２２，２３の一方の端子に制御素子３１，３２，３３に個別に接続されると共に、各ヘッドコイル２１，２２，２３の他方の端子には共通制御素子１１接続されて電源１０及びアース（ＧＮＤ）６０間に接続されている。
印字パターンは、制御回路１からの前記制御素子に対する駆動信号（ＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３，ＨＤ−ＣＯＭ）による任意オン・オフの設定でなされる。
【００２８】
図１の駆動回路では、ダイオード４１，４２，４３を介して、前記ヘッドコイルと前記の共通制御素子の両端が、各ヘッドコイルに発生するフライバック電流を電源側に回生するための電力回生回路と、フライバック電流を熱として消費する熱消費回路が選択的に接続可能に設けられている。
【００２９】
また、前記ヘッドコイルと前記の共通制御素子の接続点は、ダイオード６１を介してアース（ＧＮＤ）に接続されている。
また、前記電力回生回路と熱消費回路との切替は、図１と同様に制御回路１からの切替信号（ＳＥＬ）によって実行される。
【００３０】
図１の本発明の第１の実施例である駆動回路の動作態様を図３を用いて説明する。
図３は、各ヘッドコイル２１，２２，２３が制御素子３１，３２，３３に個別に接続され、当該制御素子に対する駆動信号（ここでは、制御素子３１，及び３２に対する駆動信号ＨＤ１，ＨＤ２のみを示す。）
図３において、駆動信号ＨＤ１及びＨＤ２に応じて、図１の制御素子３１及び３２がオン・オフされヘッドコイル２１及び２２には、電流波形（ＨＤ１）電流波形（ＨＤ２）で示す電流が流れる。
【００３１】
ヘッドコイル２１に流れる電流波形（ＨＤ１）は、図３の電流波形（ＨＤ１）に示す如く、駆動信号ＨＤ１がオンの期間（ｔ１まで）に電源１０から供給される。
駆動信号ＨＤ１がオフになると、電源からの供給は無くなるが、切替信号（ＳＥＬ）が「Ｈ」の期間（ｔ１〜ｔ２）は、電力回生回路が接続されているので、ヘッドコイル２１に発生したフライバック電流は電力回生回路５０を介して電源１０に回生される。
【００３２】
次に、切替信号（ＳＥＬ）が「Ｌ」の期間（ｔ２〜ｔ４）は、熱消費路が接続されて、ヘッドコイル２１に発生したフライバック電流は熱消費回路５０を介して熱として消費される。
この熱消費期間では、フライバック電流は回生期間よりも急峻に低下して別のヘッドコイルに対する駆動信号が供給されるｔ４よりも前のｔ３にはゼロになる。
【００３３】
図３に示す如く、ヘッドコイル２２に対する駆動信号（ＨＤ２）が供給されるｔ４よりも前のｔ３にはフライバック電流がゼロになっているので、ヘッドコイル２１とヘッドコイル２２に流れる電流が重なることがなく、ヘッドコイルの駆動がスムーズに行える。
ｔ１〜ｔ２の期間のフライバック電流は、電源に回生できエネルギー効率が良く、且つ、ｔ２〜ｔ３の期間のフライバック電流は熱消費回路で消費させることによって、急峻に低下させることが可能になって、別のヘッドコイルに対する駆動信号が供給されるｔ４よりも前のｔ３にはゼロにすることができる。
【００３４】
次に、図２の本発明の第２の実施例である駆動回路の動作態様を図４を用いて説明する。
図４は、各ヘッドコイル２１，２２，２３が制御素子３１，３２，３３に個別に接続され、当該制御素子に対する駆動信号（ここでは、制御素子３１，及び３２に対する駆動信号ＨＤ１，ＨＤ２のみを示す。）
図４において、駆動信号ＨＤ１及びＨＤ２に応じて、図１の制御素子３１及び３２がオン・オフされると共に、共通制御素子１１がオン・オフされることによって、ヘッドコイル２１及び２２には、電流波形（ＨＤ１）電流波形（ＨＤ２）で示す電流が流れる。
【００３５】
ヘッドコイル２１に流れる電流波形（ＨＤ１）は、図４の電流波形（ＨＤ１）に示す如く、制御素子３１に対する駆動信号ＨＤ１及び共通制御素子１１に対する駆動信号ＨＤ−ＣＯＭが共にオンの期間（ｔ０まで）に電源１０から供給される。
駆動信号ＨＤ−ＣＯＭがオフになると、電源からの供給は無くなるが、
駆動信号ＨＤ１がオンの期間（ｔ１まで）は、ダイオード６１→ヘッドコイル２１→制御素子３１→アース→ダイオード６１のルートで電流が流れ続ける。
【００３６】
制御素子３１に対する駆動信号ＨＤ１がオフになると、電源からの供給は無くなるが、切替信号（ＳＥＬ）が「Ｈ」の期間（ｔ１〜ｔ２）は、電力回生回路が接続されているので、ヘッドコイル２１に発生したフライバック電流は電力回生回路５０を介して電源１０に回生される。
【００３７】
次に、切替信号（ＳＥＬ）が「Ｌ」の期間（ｔ２〜ｔ３）は、熱消費路が接続されて、ヘッドコイル２１に発生したフライバック電流は熱消費回路５０を介して熱として消費される。
この熱消費期間では、フライバック電流は回生期間よりも急峻に低下して別のヘッドコイルに対する駆動信号が供給されるｔ４よりも前のｔ３にはゼロになる。
【００３８】
図４に示す如く、ヘッドコイル２２に対する駆動信号（ＨＤ２）が供給されるｔ４よりも前のｔ３にはフライバック電流がゼロになっているので、ヘッドコイル２１とヘッドコイル２２に流れる電流が重なることがなく、ヘッドコイルの駆動がスムーズに行える。
ｔ１〜ｔ２の期間のフライバック電流は、電源に回生できエネルギー効率が良く、且つ、ｔ２〜ｔ３の期間のフライバック電流は熱消費回路で消費させることによって、急峻に低下させることが可能になって、別のヘッドコイルに対する駆動信号が供給されるｔ４よりも前のｔ３にはゼロにすることができる。
【００３９】
次に、本発明のインパクトヘッドの駆動回路の具体例の１例における電力回生回路と熱消費回路の動作を図８を用いて説明する。
図８は、インパクトヘッドの駆動回路の具体例の１例を示す図である。
図８にけるスイッチ素子Ａ及びスイッチ素子Ｂが図１及び図２における「電力回生回路／熱消費回路」５０の主な構成であって、切替信号ＳＥＬによって択一的に切替られる。
即ち、切替信号ＳＥＬが「Ｈ」の時には、図８のスイッチ素子Ａが「オン」でスイッチ素子Ｂが「オフ」で、切替信号ＳＥＬが「Ｌ」の時には、図８のスイッチ素子Ａが「オフ」でスイッチ素子Ｂが「オン」になる。
【００４０】
このスイッチ素子Ａとスイッチ素子Ｂの動作によって、切替信号ＳＥＬが「Ｈ」の時には、図８の「接地Ｃ」→「ヘッドコイルＤ」→「ツエナダイオードＥ」→「スイッチ素子Ａ」→「電源Ｆ」にフライバック電流が流れて電力が回生される。
【００４１】
また、切替信号ＳＥＬが「Ｌ」の時には、図８の「接地Ｃ」→「ヘッドコイルＤ」→「スイッチ素子Ｂ」→「接地Ｇ」にフライバック電流が流れてスイッチ素子Ｂがアバランシェモードで動作することによってスイッチ素子Ｂ内部で熱として消費される。
【符号の説明】
【００４２】
１：制御回路
１０：電源（ＰＯＷＥＲ）
１１：共通制御素子
２１、２２，２３：ヘッドコイル
３１，３２，３３：制御素子（個別）
４１，４２，４３，６１：ダイオード
５０：電力回生回路／熱消費回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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