JPH0640108A - プリンタのシャトル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ラインプリンタ装置などにおいて印字を行うた
めに往復運動をするプリンタのシャトル装置に関し、往
復運動する印字シャトルユニットとそれと逆方向に運動
するバランスシャトルユニットとによる回転モーメント
を抑制して装置の振動を無くし、良好な印字品質を得る
ことができるプリンタのシャトル装置を提供することを
目的とする。 【構成】印字ヘッド１１が取り付けられて往復運動する
ように駆動される印字シャトルユニット１０と、上記印
字シャトルユニット１０と略同重量に形成されて、上記
印字シャトルユニット１０の往復運動と連動して重心が
上記印字シャトルユニット１０の重心の走行線上と略同
じ線上を上記印字シャトルユニット１０と平行に逆方向
に往復運動するように駆動されるバランスシャトルユニ
ット２０とを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ラインプリンタ装置
などにおいて印字を行うために往復運動をするプリンタ
のシャトル装置に関する。

【０００２】ラインプリンタ装置などにおいては、印字
ヘッドを載せた重い印字シャトルユニットを高速で往復
運動させるので、それによって装置が振動をしないよう
な構造にする必要がある。

【０００３】

【従来の技術】そこで従来は、印字シャトルユニットと
略同重量に形成されたバランスシャトルユニットを印字
シャトルユニットの往復運動と連動して印字シャトルユ
ニットと平行に逆方向に往復駆動することによって、印
字シャトルユニットの運動によってベースフレーム等に
生じる反力を相殺して振動の発生を抑制していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、印字シャトル
ユニットとバランスシャトルユニットとが平行に逆方向
に移動をすると、両シャトルユニットの運動によって回
転モーメントが発生し、それによって装置全体に回転振
動が発生して、印字用紙の振れなどによって印字品質を
劣化させていた。

【０００５】そこで本発明は、往復運動する印字シャト
ルユニットとそれと逆方向に運動するバランスシャトル
ユニットとによる回転モーメントを抑制して装置の振動
を無くし、良好な印字品質を得ることができるプリンタ
のシャトル装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプリンタのシャトル装置は、実施例を説明
するための図１に示されるように、印字ヘッド１１が取
り付けられて往復運動するように駆動される印字シャト
ルユニット１０と、上記印字シャトルユニット１０と略
同重量に形成されて上記印字シャトルユニット１０の往
復運動と連動して重心が上記印字シャトルユニット１０
の重心の走行線上と略同じ線上を上記印字シャトルユニ
ット１０と平行に逆方向に往復運動するように駆動され
るバランスシャトルユニット２０とを設けたことを特徴
とする。

【０００７】なお、上記バランスシャトルユニット２０
が、駆動装置２５，２６によって上記印字シャトルユニ
ット１０と逆方向に駆動されるバランスシャトル２２
と、連結手段２９によって上記バランスシャトル２２と
連結されて上記印字シャトルユニット１０を間にして反
対側の位置に配置された重りユニット３０とを有してい
てもよく、また、上記バランスシャトルユニット２０
が、駆動装置によって上記印字シャトルユニット１０と
逆方向に駆動されるように上記印字シャトルユニット１
０を間にして配置された複数のバランスシャトルユニッ
ト１２０，１２０からなるように構成してもよい。

【０００８】そして、本発明のプリンタのシャトル装置
は、印字ヘッド１１が取り付けられて往復運動するよう
に駆動される印字シャトルユニット１０と、上記印字シ
ャトルユニット１０と略同重量に形成されて、上記印字
シャトルユニット１０の往復運動と連動して上記印字シ
ャトルユニット１０と平行に逆方向に往復運動するよう
に駆動されるバランスシャトルユニット２２０と、上記
印字シャトルユニット１０と上記バランスシャトルユニ
ット２２０とを支持するベースフレーム１と、上記印字
シャトルユニット１０と上記バランスシャトルユニット
２２０の運動によって生じる回転モーメントの中心軸位
置において上記ベースフレーム１に連結され上記回転モ
ーメントと略同じ大きさの逆方向の回転トルクを発生す
る回転トルク発生手段３５とを設けてもよく、上記回転
トルク発生手段３５に代えて、上記印字シャトルユニッ
ト１０と上記バランスシャトルユニット２２０の往復運
動によって生じる回転モーメントに相当するか又はそれ
以上の慣性モーメントを有する重り３６を、上記回転モ
ーメントの中心軸位置において上記ベースフレーム１に
取り付けてもよく、或いは、上記ベースフレーム１と筐
体５０との間に振動吸収部材４１を介装してもよい。

【０００９】

【作用】バランスシャトルユニット２０が、印字シャト
ルユニット１０と略同重量に形成されていて印字シャト
ルユニット１０と平行に逆方向に運動することによっ
て、印字シャトルユニット１０の運動によってベースフ
レーム１に生じる反力が相殺されて振動の発生が抑制さ
れる。

【００１０】そしてさらに、バランスシャトルユニット
２０の重心が印字シャトルユニット１０の重心の走行線
上と略同じ線上を運動することによって、両シャトルユ
ニット１０，２０により回転モーメントが発生しない。

【００１１】また、印字シャトルユニット１０とバラン
スシャトルユニット２２０とを支持するベースフレーム
１に対して、両シャトルユニット１０，２２０の運動に
よって生じる回転モーメントと略同じ大きさの逆方向の
回転トルクを回転トルク発生手段３５によって与えれ
ば、両シャトルユニット１０，２２０によって発生する
回転モーメントが打ち消される。

【００１２】同様にして、回転トルク発生手段３５に代
えて両シャトルユニット１０，２２０により生じる回転
モーメントに相当するかそれ以上の慣性モーメントを有
する重り３６を設ければ、両シャトルユニット１０，２
２０の回転モーメントによって生じる回転振動が抑制さ
れ、ベースフレーム１と筐体５０との間に振動吸収部材
４１を介装すれば、回転モーメントによって生じる回転
振動が筐体５０に伝わらない。

【００１３】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１ない
し図３は本発明を適用したラインプリンタの第１の実施
例を示しており、図１は斜視図、図２は平面図、図３は
側面断面図である。

【００１４】１は、図示されていない筐体に取り付けら
れたベースフレームであり、一対のステーシャフト２，
３の両端が、横向きに平行にベースフレーム１に固定さ
れている。ただし、図１にはベースフレーム１の図示は
省略されている。

【００１５】中央付近に配置された第１のステーシャフ
ト２には、多数の印字ピンを並べた印字ヘッド１１を搭
載した印字シャトル１２が摺動自在に嵌合している。印
字シャトル１２は、ベースフレーム１上を走行可能なロ
ーラ１３と第１のステーシャフト２によって支えられて
いる。

【００１６】印字ヘッド１１は、例えば電磁釈放型のも
のであり、印字ピンにより１ドット単位で印字を行う６
個の印字エレメントを、前後２段に且つ上下対称に配置
した２４ピン型の印字ヘッドアセンブリ１１ａが、横一
列に例えば１２組並べられている。

【００１７】印字ピンの先端は、印字ヘッド１１で駆動
されて、図３に示される矢印Ａ方向に突出し、用紙搬送
路４を矢印Ｂ方向に搬送される印字用紙を、図示されて
いないインクリボンを介して打撃してインパクトドット
印字が行われる。

【００１８】印字シャトル１２の下部に取り付けられた
平面状の鉄板からなるヨーク１４の下面には、厚み方向
を両磁極にした長方形状の板状の多数の永久磁石１５
が、第１のステーシャフト２の長手方向に並べて配列さ
れている。

【００１９】この永久磁石１５としては、例えばサマリ
ウムコバルト等のような磁性の強い希土類磁石が用いら
れている。したがって、フェライト磁石などを用いるの
に比べて薄くて軽量（例えば５分の１の厚さと重さ）に
なっている。

【００２０】各永久磁石１５は、印字ヘッドアセンブリ
１１ａの幅より僅かに幅広に形成されていて、図４に示
されるように、Ｎ極とＳ極とが交互になるように１１個
連続して配列され、さらに間隔をあけて両端に１個ずつ
配置されている。

【００２１】このように、印字シャトル１２とそれに取
り付けられた印字ヘッド１１及びヨーク１４と永久磁石
１５等が一体となって、第１のステーシャフト２に沿っ
て移動可能な印字シャトルユニット１０が形成されてい
る。

【００２２】印字シャトルユニット１０に配列された永
久磁石１５に対向して、ベースフレーム１に固定された
鉄板からなるコイルベース１８上に、永久磁石１５との
間に僅かな隙間をあけて電磁コイル１６が並べて固定さ
れており、これら永久磁石１５と電磁コイル１６とによ
って、印字シャトルユニット１０駆動用のリニアモータ
（第１のリニアモータ）が形成されている。

【００２３】各電磁コイル１６は、渦巻き状に巻かれて
永久磁石１５の２倍の幅に形成され、図５に略示される
ように、連続して６個並べられている。なお、図５は略
示図であり、隣り合う電磁コイル１６の外縁どうしは接
している。

【００２４】６個の電磁コイル１６のうち、両端の電磁
コイル１６ａは、第１のリニアモータの動作を反転させ
るためのものであり、同じリード線に直列に接続されて
いる。一方、その間の４個の電磁コイル１６ｂは、第１
のリニアモータを定速で駆動するためのものであり、両
端の電磁コイル１６ａとは異なるリード線に２つずつ直
列に接続されている。

【００２５】このように構成された第１のリニアモータ
は、永久磁石１５による磁界の中にある電磁コイル１６
に電流を流すことによって、フレミング左手の法則に基
づく推力が電磁コイル１６に発生する。

【００２６】しかし電磁コイル１６はベースフレーム１
に対して固定されていて動かないので、その推力の反力
が永久磁石１５側に作用して、その結果印字シャトルユ
ニット１０が第１のステーシャフト２に沿って移動す
る。

【００２７】そして、電磁コイル１６に与える電流を制
御することによって、印字シャトルユニット１０を、第
１のステーシャフト２に沿って高速で往復動させること
ができる。

【００２８】また、図２に示されるように、印字シャト
ル１２とベースフレーム１とには、透過型の光センサと
スリットとにより形成された位置検出センサ１７が設け
られている。ただし、図１にはその図示は省略されてい
る。

【００２９】第１のステーシャフト２と平行に配置され
た第２のステーシャフト３には、印字シャトル１２と同
様に形成されたバランスシャトル２２が摺動自在に嵌合
している。

【００３０】バランスシャトル２２上には重り２１が搭
載され、下部に取り付けられたヨーク２４の下面には、
印字シャトルユニット１０に取り付けられた永久磁石１
５と同様の永久磁石２５が並べて取り付けられている。

【００３１】２３は、ベースフレーム１上を走行するよ
うにバランスシャトル２２に回転自在に取り付けられた
ローラであり、バランスシャトル２２は、このローラ２
３と第２のステーシャフト３によって支えられている。

【００３２】バランスシャトル２２には、さらに、ベー
スフレーム１の側方に両側に突出する一対のアーム２９
が連結されている。そして、そのアーム２９の先端は、
印字シャトルユニット１０の位置を越えて反対側に達
し、その先端に、重りユニット３０が取り付けられてい
る。

【００３３】このようにして、バランスシャトル２２と
それに取り付けられた重り２１及びヨーク２４と永久磁
石２５に、さらにアーム２９とその先端に取り付けられ
た重りユニット３０等によってバランスシャトルユニッ
ト２０が形成されている。

【００３４】このバランスシャトルユニット２０は、一
体となって印字シャトルユニット１０と平行に移動する
ことができる。３１は、ベースフレーム１上を走行する
ように重りユニット３０に回転自在に取り付けられたロ
ーラである。

【００３５】バランスシャトルユニット２０は、総重量
が印字シャトルユニット１０の総重量と略同じになるよ
うに形成されている。そして図６に示されるように、バ
ランスシャトルユニット２０が第２のステーシャフト３
に沿って移動するときのバランスシャトルユニット２０
全体の重心の走行線Ｃが、印字シャトルユニット１０が
第１のステーシャフト２に沿って移動するときの重心の
走行線Ｄと略同じ位置になる（ｅ≒０）ように、バラン
スシャトルユニット２０の重量配分が行われている。

【００３６】図１ないし図３に戻って、バランスシャト
ル２２に配列された永久磁石２５に対向して、その下の
ベースフレーム１に固定されたコイルベース２８上に、
永久磁石２５との間に僅かな隙間をあけて、図５に示さ
れる電磁コイル１６と同様の電磁コイル２６が並べて固
定されており、これら永久磁石２５と電磁コイル２６と
によって、バランスシャトルユニット２０駆動用のリニ
アモータ（第２のリニアモータ）が形成されている。

【００３７】そして、電磁コイル２６に流す電流を制御
することによって、バランスシャトルユニット２０を、
第２のステーシャフト３に沿って高速で往復動させるこ
とができる。

【００３８】図７は、第１と第２のリニアモータに対す
る回路構成を略示しており、各電磁コイル１６，２６に
対しては、一つの駆動回路５から同じ駆動電流が供給さ
れ、これによって印字シャトルユニット１０とバランス
シャトルユニット２０が相対的に逆方向に同じ速度で動
いて各々高速で往復運動を行うようになっている。

【００３９】そのために、永久磁石１５，２５の極性又
は各電磁コイル１６，２６の巻き方向のいずれかを、印
字シャトルユニット１０とバランスシャトルユニット２
０とで逆にしてある。

【００４０】駆動回路５の動作を制御するための制御部
６には、印字シャトルユニット１０側の位置検出センサ
１７から反転用と定速用の検出信号が入力して、フィー
ドバック制御によって往復動のための制御が行われる。

【００４１】また、バランスシャトルユニット２０側の
位置検出センサ２７から制御部６に入力する検出信号に
よって、バランスシャトルユニット２０の暴走の発生等
が監視されている。

【００４２】このように構成された上記実施例のプリン
タのシャトル装置においては、印字シャトルユニット１
０が第１のステーシャフト２に沿って往復動すると、印
字シャトルユニット１０と略同重量のバランスシャトル
ユニット２０が、第２のステーシャフト３に沿って印字
シャトルユニット１０とは逆方向に、印字シャトルユニ
ット１０と同じ速度で連動して運動する。

【００４３】したがって、印字シャトルユニット１０の
往復動に対してベースフレーム１に生じる反力は、バラ
ンスシャトルユニット２０の往復動によって相殺されて
しまう。

【００４４】またその往復動の際に、バランスシャトル
ユニット２０の重心が印字シャトルユニット１０の重心
の走行線上と略同じ線上を運動するので、両シャトルユ
ニット１０，２０の往復運動によって回転モーメントは
全く発生しない。

【００４５】なお、バランスシャトルユニット２０は、
アーム２９に代えてロープ又はベルト等を用いてバラン
スシャトル２２と重りユニット３０とを連結して、重り
ユニット３０がバランスシャトル２２と同方向に同速度
で移動するように構成してもよい。

【００４６】図８以下は本発明の他の実施例を示してお
り、上述の第１の実施例と同じ部材には第１の実施例と
同じ符号を付して、その説明は省略する。図８は第２の
実施例を略示しており、第１の実施例からアーム２９と
重りユニット３０を取り外した状態のバランスシャトル
ユニット１２０を、印字シャトルユニット１０を挟んで
その両側に設けたものである。３２はステーシャフトで
ある。

【００４７】この場合には、二つのバランスシャトルユ
ニット１２０，１２０の合計重量を印字シャトルユニッ
ト１０の重量と略同じにし、且つ二つのバランスシャト
ルユニット１２０，１２０の重心の走行線が印字シャト
ルユニット１０の重心の走行線と略同じ線上に位置する
ように配置されている。そして、両バランスシャトルユ
ニット１２０，１２０は、同じ方向に同じ速度で駆動さ
れる。

【００４８】なお、バランスシャトルユニット１２０は
３つ以上設けてもよく、或いは複数のバランスシャトル
ユニットとアーム等で連結される重りユニット等とを組
み合わせて配置してもよい。

【００４９】図９は第３の実施例を略示しており、第１
の実施例に比べると、バランスシャトルユニット２２０
にアーム２９とその先に連結された重りユニット３０が
設けられておらず、バランスシャトルユニット２２０の
重量が印字シャトルユニット１０の重量とほぼ同じに形
成されている。したがって、印字シャトルユニット１０
とバランスシャトルユニット２２０の往復運動によって
回転モーメントが発生する。

【００５０】そこでこの実施例では、両シャトルユニッ
ト１０，２２０の運動によって生じる回転モーメントと
略同じ大きさで逆方向の回転トルクを発生するモータ３
５を、両シャトルユニット１０，２２０による回転モー
メントと中心軸を一致させて筐体５０とベースフレーム
１との間に取り付けている。

【００５１】このように構成することによって、両シャ
トルユニット１０，２２０による回転モーメントとモー
タ３５の回転トルクとが相殺されて、回転振動が発生し
ない。なお、モータ３５に代えてロータリーソレノイド
等を用いてもよい。

【００５２】図１０は、第４の実施例を略示しており、
バランスシャトルユニット２２０は上述の第３の実施例
と同様に構成し、ベースフレーム１を筐体５０に対して
回転モーメントと同軸に回転自在に設けてある。

【００５３】そして、両シャトルユニット１０，２２０
による回転モーメントに相当するか又はそれ以上の慣性
モーメントを有し、回転モーメントの中心軸位置に重心
を有する非常に重い重り３６を、ベースフレーム１に取
り付けている。３７はベアリングである。

【００５４】このように構成することによって、ベース
フレーム１に対する両シャトルユニット１０，２２０に
よる回転モーメントの影響を押さえ込んで、回転振動の
発生を抑制することができる。

【００５５】図１１は第５の実施例を略示しており、第
４の実施例における重り３６を筐体５０によって形成し
たものである。ここでは、両シャトルユニット１０，２
２０の回転中心と同軸上に、筐体５０を回転自在に支え
る固定台５１を設置し、両シャトルユニット１０，２２
０による回転モーメントを、筐体５０の慣性モーメント
によって打ち消そうとする構造である。

【００５６】通常、筐体５０の慣性モーメントは、両シ
ャトルユニット１０，２２０による回転モーメントより
も十分に大きく、また、回転振動の周期が速いため、筐
体５０が回転することはない。

【００５７】図１２は第６の実施例を示しており、ベー
スフレーム１と筐体５０の締結部分に防振ゴム４１を設
置して、その粘性によって回転振動を吸収し、また、回
転振動の周期が速いことも利用して、両シャトルユニッ
ト１０，２２０による回転振動を筐体５０に伝えない構
造としたものである。

【００５８】通常、ベースフレーム１と筐体５０とを締
結するために用いる方向の防振ゴム４１ａを設ければ十
分であるが、必要に応じて、回転振動を規制するための
方向にも防振ゴム４１ｂを実装してもよい。

【００５９】

【発明の効果】本発明のプリンタのシャトル装置によれ
ば、印字シャトルユニットの往復運動によって生じる振
動が、それと略同重量で平行に逆方向に移動するバラン
スシャトルユニットによって打ち消され、さらに、逆方
向に運動する印字シャトルユニットとバランスシャトル
ユニットによる回転モーメントが発生せず、或いは発生
する回転モーメントが打ち消されるので、装置に発生す
る振動が著しく小さくなって良好な印字品質が得られ、
さらに騒音も低くなる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の斜視図である。

【図２】第１の実施例の平面図である。

【図３】第１の実施例の側面断面図である。

【図４】第１の実施例の永久磁石の平面図である。

【図５】第１の実施例の電磁コイルの平面図である。

【図６】第１の実施例の平面略示図である。

【図７】第１の実施例の回路構成の略示図である。

【図８】第２の実施例の略示図である。

【図９】第３の実施例の略示図である。

【図１０】第４の実施例の略示図である。

【図１１】第５の実施例の略示図である。

【図１２】第６の実施例の略示図である。

【符号の説明】

１ ベースフレーム １０ 印字シャトルユニット １１ 印字ヘッド １２ 印字シャトル １５ 永久磁石 １６ 電磁コイル ２０ バランスシャトルユニット ２２ バランスシャトル ２５ 永久磁石 ２６ 電磁コイル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印字ヘッド（１１）が取り付けられて往復
   運動するように駆動される印字シャトルユニット（１
   ０）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と略同重量に形成さ
   れて、上記印字シャトルユニット（１０）の往復運動と
   連動して重心が上記印字シャトルユニット（１０）の重
   心の走行線上と略同じ線上を上記印字シャトルユニット
   （１０）と平行に逆方向に往復運動するように駆動され
   るバランスシャトルユニット（２０）とを設けたことを
   特徴とするプリンタのシャトル装置。
2. 【請求項２】上記バランスシャトルユニット（２０）
   が、駆動装置（２５，２６）によって上記印字シャトル
   ユニット（１０）と逆方向に駆動されるバランスシャト
   ル（２２）と、連結手段（２９）によって上記バランス
   シャトル（２２）と連結されて上記印字シャトルユニッ
   ト（１０）を間にして反対側の位置に配置された重りユ
   ニット（３０）とを有する請求項１記載のプリンタのシ
   ャトル装置。
3. 【請求項３】上記バランスシャトルユニット（２０）
   が、駆動装置によって上記印字シャトルユニット（１
   ０）と逆方向に駆動されるように上記印字シャトルユニ
   ット（１０）を間にして配置された複数のバランスシャ
   トルユニット（１２０，１２０）からなる請求項１記載
   のプリンタのシャトル装置。
4. 【請求項４】印字ヘッド（１１）が取り付けられて往復
   運動するように駆動される印字シャトルユニット（１
   ０）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と略同重量に形成さ
   れて、上記印字シャトルユニット（１０）の往復運動と
   連動して上記印字シャトルユニット（１０）と平行に逆
   方向に往復運動するように駆動されるバランスシャトル
   ユニット（２２０）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と上記バランスシャ
   トルユニット（２２０）とを支持するベースフレーム
   （１）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と上記バランスシャ
   トルユニット（２２０）の運動によって生じる回転モー
   メントの中心軸位置において上記ベースフレーム（１）
   に連結され上記回転モーメントと略同じ大きさの逆方向
   の回転トルクを発生する回転トルク発生手段（３５）と
   を設けたことを特徴とするプリンタのシャトル装置。
5. 【請求項５】印字ヘッド（１１）が取り付けられて往復
   運動するように駆動される印字シャトルユニット（１
   ０）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と略同重量に形成さ
   れて、上記印字シャトルユニット（１０）の往復運動と
   連動して上記印字シャトルユニット（１０）と平行に逆
   方向に往復運動するように駆動されるバランスシャトル
   ユニット（２２０）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と上記バランスシャ
   トルユニット（２２０）とを支持するベースフレーム
   （１）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と上記バランスシャ
   トルユニット（２２０）の往復運動によって生じる回転
   モーメントに相当するか又はそれ以上の慣性モーメント
   を有していて上記回転モーメントの中心軸位置において
   上記ベースフレーム（１）に取り付けられた重り（３
   ６）とを設けたことを特徴とするプリンタのシャトル装
   置。
6. 【請求項６】印字ヘッド（１１）が取り付けられて往復
   運動するように駆動される印字シャトルユニット（１
   ０）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と略同重量に形成さ
   れて、上記印字シャトルユニット（１０）の往復運動と
   連動して上記印字シャトルユニット（１０）と平行に逆
   方向に往復運動するように駆動されるバランスシャトル
   ユニット（２２０）と、 上記印字シャトルユニット（１０）と上記バランスシャ
   トルユニット（２２０）とを支持するベースフレーム
   （１）と、 上記ベースフレーム（１）と筐体（５０）との間に介装
   された振動吸収部材（４１）とを設けたことを特徴とす
   るプリンタのシャトル装置。