JP4433911B2 - Dot line printer - Google Patents
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Description
本発明は、ドットラインプリンタに関するものであり、より詳細に言えば、シャトル機構部の左右往復運動の高速化を図ると同時に、リニアモータのコイル冷却効率を向上するシャトル機構に関するものである。 The present invention relates to a dot line printer. More specifically, the present invention relates to a shuttle mechanism that improves the coil cooling efficiency of a linear motor while simultaneously increasing the speed of the reciprocating motion of the shuttle mechanism.
図3、4を用いて、従来のドットラインプリンタの先行技術について説明する。図3は、従来のドットラインプリンタの要部の概略斜視図であり、図4は、シャトル機構部の正面図である。 The prior art of the conventional dot line printer will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic perspective view of a main part of a conventional dot line printer, and FIG. 4 is a front view of a shuttle mechanism.
図3及び図4に示すように、ドットラインプリンタは、複数個の印字素子を搭載したハンマバンク21と、前記ハンマバンク21を桁方向(図3矢印方向)に往復運動させるためのシャトル機構部50と、印字用紙31を搬送する紙送り機構部と、インクリボン32を駆動するリボン機構部(図示せず)とを有し、前記往復運動の過程で前記印字素子を駆動し、インクリボン32を介して印字用紙31を打撃することで、インクを印字用紙31に転写して印字を行う。印刷装置の最も基本的な仕様である印刷の速度は、前記ハンマバンク21の前記印字素子の駆動の応答性と前記シャトル機構部50の往復運動の時間により仕様が決められる。従って、印刷装置を高速化するためには、前記シャトル機構部50の往復運動を高速化することが重要であるため、高速往復運動性に優れたリニアモータ方式を採用することが一般的である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the dot line printer includes a
リニアモータ方式のシャトル機構部50は、前記ハンマバンク21を保持するブッシュ16及び往復運動の精度を保つハンマシフトプレート12と、リニアモータを駆動するコイル14と、磁束の漏れを防ぐためにマグネット11を板金に貼付け配列したヨーク10の大きく3つの部位から成り立っている。
The linear motor type shuttle mechanism 50 includes a
また、図4に示す様に、ヨーク10はコイル14を挟み込む様に配置されている。更に、3つの部位の構成について、図4に示す様に、ヨークは構成上、最も剛性があるため、全ての部品がヨーク10上に設置されるように横向きに設置することが一般的であり、以下に述べる部品を配置している。
Further, as shown in FIG. 4, the
まず、ハンマバンク21を保持するブッシュ16と往復運動の精度を保つハンマシフトプレート12はタイミングベルト13に連結され、また、ヨーク10の間に水平に配置されているコイル14の前後を橋渡しするようにコイルシフトプレート15を固定し、コイルシフトプレート15はタイミングベルト13に連結している。
First, the
更には、シャトル機構部50の高速化のため、マグネット11の磁束を高効率で使用する必要があり、ヨーク10の間隔はコイル14に対して両側約0.5mmの隙間程度に抑えることで効率良く高速化を実現していた。
Furthermore, in order to increase the speed of the shuttle mechanism 50, it is necessary to use the magnetic flux of the
また、シャトル機構部50は、左右に高速運動するため、印字装置において、大きな振動発生原因となっている。そのため、図4に示す様に、ハンマバンク21側とコイル14側でタイミングベルト13を介して逆位相で左右の往復運動を行うよう構成する。そして、往復運動の反転時に掛かるエネルギーを相殺して振動を低減するために、ハンマ側とコイル側の質量を同一にすることで、反転時のエネルギーを合わせ込み低減を実施していた。そのため、シャトル機構部50の高速化に相反する形で、質量を合わせる為に錘を負荷することがあり、可動部の質量低減はシャトル機構部50の大きな課題となっている。
Further, since the shuttle mechanism 50 moves at a high speed from side to side, it causes a large vibration in the printing apparatus. Therefore, as shown in FIG. 4, the reciprocating motion in the left and right directions is performed in opposite phases via the
また、シャトル機構部50の高速化のためには、コイル14に流す電流を増やすことも大きな手段であるが、電流を増やすことでコイル14の発熱量が増加するため、これを冷却する必要があり、冷却問題が大きな課題となる。図4に示す様に、シャトル機構部50のマグネット11を配したヨーク10と発熱源であるコイル14との隙間は、先に述べたように、上下隙間が0.5mm程度しかなく、コイル14の冷却を行う上で大きな障害となっていた。この隙間に冷却風を送り込むために、冷却風を送り込むブロア(図示せず)の能力を上げたり、隙間に冷却風を送るために、なるべくダクト(図示せず)の先端を絞り込み、風速を上げる等の対策が必要になる。しかし、風速を上げることで、風量が足りなくなる等の弊害も発生していた。そのため、シャトル機構部50の高速化を実現するための有効な手段であるコイル14への電流増加は、安易には実施困難となっていた。
In order to increase the speed of the shuttle mechanism unit 50, increasing the current flowing through the
従来技術においては、シャトル機構部の高速化を図るために、質量バランスの問題及び、コイルの冷却の問題により電流増加が容易には行えない等の問題により、目的とするシャトル機構部往復運動時間の短縮の実現に多大な労力を要していた。 In the prior art, in order to increase the speed of the shuttle mechanism part, the target shuttle mechanism part reciprocating time is caused by problems such as mass balance problems and coil currents that cannot be increased easily due to coil cooling problems. It took a lot of effort to realize the shortening of
本発明は、コイル側の重量の低減を図り、質量バランスの為に錘を付加する等の高速化と相反する対策を不要とすると共に、コイルの冷却効率を向上して電流増加によるシャトル機構部の高速化を容易に実現することを目的とする。 The present invention reduces the weight on the coil side, eliminates the need for countermeasures contrary to high speed, such as adding a weight for mass balance, and improves the cooling efficiency of the coil to increase the current and shuttle mechanism. The purpose is to easily realize the high speed.
上記課題を解決するために、本発明は、複数個のドット印字用ハンマが配設され桁方向へ往復運動するハンマバンクと、該ハンマバンク及びリニアモータの駆動源としてヨークに貼付けられたマグネットと、前記ハンマバンクとは逆位相で往復運動をするコイルとを有し、前記コイルは、ガイドシャフトを摺動するブッシュ及びコイルシフトプレートに支持されるリニアモータ式シャトル機構のドットラインプリンタにおいて、前記ヨーク及び前記コイルを鉛直方向且つ互いに対向するように設置し、前記コイルは上方に設置される前記コイルシフトプレートと片持ちの状態で連結することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a hammer bank in which a plurality of dot printing hammers are arranged and reciprocates in the digit direction, and a magnet attached to a yoke as a drive source for the hammer bank and linear motor. In the dot line printer of a linear motor type shuttle mechanism supported by a bush and a coil shift plate that slide on a guide shaft, the coil reciprocates in a phase opposite to that of the hammer bank. The yoke and the coil are installed so as to face each other in the vertical direction, and the coil is connected to the coil shift plate installed above in a cantilever state.
また、前記コイル冷却用の冷却風を発生する冷却機構を備え、前記ヨークと前記コイルとの間へ前記冷却風を送風するための冷却風路を前記コイル下部に備えたことを特徴とする。 Further, a cooling mechanism for generating cooling air for cooling the coil is provided, and a cooling air passage for sending the cooling air between the yoke and the coil is provided in the lower part of the coil.
マグネットを配したヨークを、従来の横置きから縦置きにすることで、構造部品の簡素化を図り、コイル側の質量を容易に低減することで対策することが可能である。尚且つ、ヨークを縦置きにすることで、冷却風をヨークの下側から吹付けることが可能となる。また、コイルの熱は自然に上昇し、ごく自然な形で空気の対流が起き下側からの冷却風を容易にコイルに送りこむことが可能となる。 It is possible to simplify the structural parts by changing the yoke provided with the magnet from the conventional horizontal position to the vertical position, and to take measures by easily reducing the mass on the coil side. In addition, by placing the yoke vertically, the cooling air can be blown from the lower side of the yoke. Further, the heat of the coil naturally rises, and air convection occurs in a very natural manner, so that the cooling air from the lower side can be easily sent to the coil.
シャトル機構部の高速化を部品構造の簡素化に伴なう質量低減と、冷却効率の向上というシャトル機構部の高速化の課題を、ヨークの配置を縦置きとすることで解決する。 The problem of speeding up the shuttle mechanism, that is, reducing the mass accompanying the simplification of the part structure and improving the cooling efficiency, is achieved by arranging the yoke vertically.
図1、2を用い本発明を説明する。図1は、本発明の実施例となるシャトル機構部の概略側面図であり、図2は、本発明のシャトル機構部の正面図である。 The present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic side view of a shuttle mechanism unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the shuttle mechanism unit of the present invention.
なお、本発明のドットラインプリンタの構成については、シャトル機構部50を除いて、殆ど従来の構成と同様であり、従来技術の説明が援用可能なため、説明は省略する。 The configuration of the dot line printer of the present invention is almost the same as the conventional configuration except for the shuttle mechanism 50, and the description of the prior art can be used.
リニアモータ方式のシャトル機構部50は、ハンマバンク21を保持するブッシュ16と往復運動の精度を保つハンマシフトプレート12、また、リニアモータを駆動するコイル14、また、磁束の漏れを防ぐために、マグネット11を板金に貼付け配列したヨーク10を有し、ヨーク10はコイル14を挟み込む様に配置されている。
The linear motor type shuttle mechanism 50 includes a
更に、ヨーク10を縦置きに配置し、ハンマバンク21を保持するブッシュ16と往復運動の精度を保つハンマシフトプレート12はタイミングベルト13に連結され、且つ、ガイドシャフトを摺動可能に設置され、コイルシフトプレート15を介して、コイル14に上方から片持ちの構成で連結されている。
Further, the
本実施例においては、コイルシフトプレート15を片持ちの構成としたことで、従来の1/2程度(約300g低減)の質量に抑えることを可能とした。
In the present embodiment, the
従って、下記式から、高速化に重要なシャトル機構部50の駆動加速度の向上が確認可能である。 Therefore, it can be confirmed from the following expression that the driving acceleration of the shuttle mechanism 50, which is important for speeding up, is improved.
F=ntBLI ・・・(1)
ここで、F:推力、n:有効導体数(ヨークの数:2)、B:マグネットの磁束密度、L:マグネットの有効長、I:電流である。
F = ntBLI (1)
Here, F: thrust, n: number of effective conductors (number of yokes: 2), B: magnetic flux density of magnet, L: effective length of magnet, I: current.
F=ma ・・・(2)
ここで、m:可動部重量、a:加速度である。
F = ma (2)
Here, m: moving part weight, a: acceleration.
上記(1)式は同一条件とすると推力Fは一定となり、(2)式より加速度は可動部の質量により決まる。 If the above equation (1) has the same conditions, the thrust F is constant, and the acceleration is determined by the mass of the movable part from equation (2).
本実施例の構成では、約300gの低減が図れているため、従来技術の可動部質量4.8kg(ハンマ側とコイル側を足した値)に対して、質量バランスが不要となった質量を含めると約600gの低減が図れており、可動部質量は約4.2kgとなった。従って、質量比で約15%の加速度の向上が実現可能となった。 In the configuration of the present embodiment, since a reduction of about 300 g can be achieved, the mass that no longer needs a mass balance with respect to the conventional movable part mass of 4.8 kg (value obtained by adding the hammer side and the coil side) When included, a reduction of about 600 g was achieved, and the mass of the movable part was about 4.2 kg. Therefore, an acceleration improvement of about 15% by mass ratio can be realized.
尚、従来技術の横置きの場合に、コイルシフトプレート15の質量を低減するか、又は、他の部分で質量の低減を図ろうとすると剛性が低下する。そして、可動部品の破損または、剛性の低下による印刷品質の低下が発生する。従って、ヨーク10を縦置きにする構成が優位である。
In the case of the horizontal placement of the prior art, if the mass of the
また、シャトル機構部50の高速化のためにコイル14に流す電流を増やす場合に、ヨーク10を本実施例のように縦置きとすることで、マグネット11を配したヨーク10と発熱源であるコイル14との隙間に強制的に冷却風を送り込む必要無くなる。本構成の場合は、暖められた熱風は自然上昇してコイル14部分から逃げ、冷却風を下側から送り込むことで自然な空気の対流が発生して冷却効率が向上する。
Further, when the current flowing through the
従来技術の冷却方法では、図示していないダクト形状を最適化するために多大な苦労を要し、また図示していないダクトが高価なものとなっていた。しかし、本発明のような構成とすることで冷却効率は向上し、向上分電流を増加させることが可能となる。 In the cooling method of the prior art, much effort is required to optimize the duct shape (not shown), and the duct (not shown) is expensive. However, with the configuration of the present invention, the cooling efficiency is improved, and the improved current can be increased.
上記の(1)式より、電流の向上比分の推力向上がもたらされるため、本構成はシャトル機構部50の高速化に非常に有効である。 From the above formula (1), since the thrust is improved by the current improvement ratio, this configuration is very effective for increasing the speed of the shuttle mechanism 50.
10はヨーク、11はマグネット、12はハンマシフトプレート、13はタイミングベルト、14はコイル、15はコイルシフトプレート、16はブッシュ、17はガイドシャフト、21はハンマバンク、30はプラテン、31は印字用紙、32はインクリボン、50はシャトル機構部を示す。
10 is a yoke, 11 is a magnet, 12 is a hammer shift plate, 13 is a timing belt, 14 is a coil, 15 is a coil shift plate, 16 is a bush, 17 is a guide shaft, 21 is a hammer bank, 30 is a platen, 31 is printing Paper, 32 is an ink ribbon, and 50 is a shuttle mechanism.
Claims (2)
前記ヨーク及び前記コイルを鉛直方向且つ互いに対向するように設置し、前記コイルは上方に設置される前記コイルシフトプレートと片持ちの状態で連結することを特徴とするドットラインプリンタ。 A hammer bank in which a plurality of dot printing hammers are arranged and reciprocates in the digit direction, a magnet affixed to the yoke as a drive source for the hammer bank and linear motor, and the hammer bank reciprocate in opposite phases. In the dot line printer of the linear motor type shuttle mechanism supported by the bush and the coil shift plate that slide on the guide shaft,
The dot line printer, wherein the yoke and the coil are installed vertically so as to face each other, and the coil is connected to the coil shift plate installed above in a cantilever state.
The cooling mechanism for generating the cooling air for cooling the coil is provided, and a cooling air passage for blowing the cooling air between the yoke and the coil is provided in the lower part of the coil. The dot line printer described.
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