JPH0655515B2 - シヤトル型ラインプリンタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明のシャトル型ラインプリンタ装置は、ハンマバン
クを駆動する可動コイルをフラット型に形成することで
複数個の可動コイル型リニアモータが設置できるように
し、さらに方向転換用可動コイルと定速制御用（印字領
域用）可動コイルとを分離することによって、ハンマバ
ンクの揺動制御の簡素化とパワーアンプ部のトランジス
タに対する負荷の軽減化とを実現させたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明はシャトル型ラインプリンタ装置の改良に係り、
特にハンマバンク駆動方式の合理化に関する。

〔従来の技術〕

可動コイル型リニアモータをハンマバンクの揺動駆動源
とするシャトル型ラインプリンタ装置は、磁場内を通過
する可動コイルの有効長さが一定であれば可動コイルに
働く推力は該コイルに流す電流の大きさに比例するとい
う可動コイル型リニアモータの性質から速度制御の比較
的容易なプリンタとして検討されている。

第８図は一般的な可動コイル型リニアモータをハンマバ
ンクの駆動源とした従来のシャトル型ラインプリンタ装
置の構造を示す斜視図である。

該装置は複数個の印字ヘッド１を備えたハンマバンク２
が、可動コイル型リニアモータ５を揺動駆動源として案
内機構３上を矢印Ａ−Ａ′方向に揺動しながらプラテン
９上の印字用紙４に印字を行う構成になっている。

可動コイル型リニアモータ５に対する通電制御はハンマ
バンク２の位置を検出する位置センサ７からの信号に基
づいて行われる。

ここで用いる可動コイル型リニアモータ５は、推力の発
生要素である固定側磁気回路5bと可動コイル5aとの対向
部分の軸方向の長さをなるべく多く確保するため円筒型
に形成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記可動コイル型リニアモータ５は、ハンマバ
ンク２を印字に適した条件、即ち方向転換時は等加速度
で、また印字領域は等速度で駆動させる必要上、ハンマ
バンク２の揺動ストロークの全域にわたって可動コイル
に通電できる機能を備えていなければならない。

このため揺動ストロークが長くなるに従って可動コイル
5aを巻きつける薄肉の円筒ボビン5c（ボビンが厚肉にな
ると可動コイルと固定側磁気回路との距離間隔が大きく
なり駆動力が低下する）の軸方向長さも当然長くなるた
め、加工が困難となり保守も容易ではない。

また一つのリニアモータ５に対してそれぞれ逆方向の方
向転換および速度制御用通電を順次繰り返すため通電制
御が複雑化する。

さらに制御信号により通電方向を瞬時に変えることはモ
ータのパワーアンプ部のトランジスタに過負荷を強いる
ことになり、トランジスタを破壊する原因となる。

本発明は上記の問題点が解決された高能率なシャトル型
ラインプリンタ装置を提供せんとするのである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、フラット可動コイル型リニアモータを構
成する偏平型のフラットコイルが、ハンマバンクの方向
転換領域のみ通電される方向転換用フラットコイル群
と、定速制御領域即ち印字領域区間のみ通電される定速
制御用フラットコイル群とに分かれ、該各コイル群がそ
れぞれの励磁系によって駆動されるよう構成されてなる
シャトル型ラインプリンタ装置によって解決される。

〔作用〕

本発明のプリンタは、複数の偏平型可動コイルつまりフ
ラットコイルを備えたリニアモータによってハンマバン
クが駆動され、且つ該フラットコイルが方向転換用と定
速制御用とに分れてそれぞれ別個の励磁回路を所有して
いる。

このため各用途に適した電力の供給が可能となり、ハン
マバンクの方向転換時における過負荷も軽減される。

〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。

ハンマバンク２の揺動源となるフラット可動コイル型リ
ニアモータ100は、ハンマバンク２の下部に配設され、
可動側となるフラットコイル109が該ハンマバンク２に
取り付けられている。

運転時のハンマバンク２は揺動用エッジ信号およびリニ
アエンコーダによる位置信号等に基づいて設定された揺
動仕様によって直進往復運動を繰り返す。なお該ハンマ
バンク２はシャトル台300の両端部に配設された案内機
構３によって支持され揺動運動を行う。

またフラット可動コイル型リニアモータ100はヨーク110
と永久磁石105とフラットコイル109とによって構成され
ている。

一般に可動コイル型リニアモータは、コイルへの通電方
向が一定ならばギャップを通過する磁束の流れ方向によ
って発生する電磁力の向きが異なるため、これを利用し
てハンマバンク２の方向転換時のコイルへの通電方向を
一定として磁束の向きが相対的に変化すりょうに磁石お
よびコイルを配置する。

ところがハンマバンク２の定速領域ではフラットコイル
109が同じ磁場を往復せねばならず、そのため該コイル1
09は磁束の向きが同じ領域において、その状況によりそ
れぞれ逆向きの電磁力を受けなくてはならない。このた
めハンマバンク２の定速領域（印字領域）ではフラット
コイル109はその揺動方向に応じて通電方向を変えなく
てはならない。

そこで本発明ではハンマバンク２を駆動するフラットコ
イル109aと109bの励磁回路を分離し、定速制御用フラッ
トコイル109aは第１励磁回路10で、方向転換用フラット
コイル109bは第２励磁回路20で動作させるハンマバンク
駆動励磁回路分離方式を導入し、且つこれと並行して各
フラットコイル用パワーアンプ部のトランジスタ接続を
それぞれバイポーラ方式とユニポーラ方式とすることに
よって上記の問題点を解決している。

トランジスタ接続をユニポーラ方式とする方向転換用コ
イルは、方向転換用エッジ信号により常に一方向の通電
を一定時間受けて電磁力を発生させる。

第２図は本発明に用いるフラット可動コイル型リニアモ
ータの構成図であって、(a)は平面図、(b)は側断面図を
それぞれ示す。

なお同図は定速制御用フラットコイル109aおよび方向転
換用フラットコイル109bより成るフラットコイル109が
左端方向転換領域にある時の状態を示している。

第２図において105は永久磁石、110はヨークである。

第３図は本発明の動作原理を示す図であって、同図はハ
ンマバンクと連動するフラットコイルの位置と該コイル
への通電の関係を示している。

第３図(a)はフラットコイル109が左端方向転換領域にあ
る場合を示しており、このとき方向転換用フラットコイ
ル109bに通電が行われてフラットコイルと一体化された
ハンマバンク２は向かって右方向に移動を開始する。

第３図(b)はフラットコイル109が右方向へ移動して定速
制御領域（印字領域）にある場合を示しており、このと
きは定速制御用フラットコイル109aに対し右方向へ定速
移動するような通電を行う。

第３図(c)はフラットコイル109が前第３図(a)と反対の
位置にある場合を示したもので、該フラットコイル109
（ハンマバンク２）は右端方向転換領域にある。ここで
再び方向転換用フラットコイル109bに第３図(a)の時と
同じ方向の通電を行い、左方向への電磁力を発生させ
る。

第３図(d)は第３図(b)の場合と同様であるがフラットコ
イルの移動方向が反対になるため、フラットコイルへの
通電方向を第３図(b)の場合と逆にする。

このようにしてフラットコイル109つまりハンマバンク
２は、(a)→(b)→(c)→(d)→(a)と揺動を繰り返す。

第４図はフラットコイルと永久磁石の位置関係を示す図
である。

第４図(a)はフラットコイル109が最左端に位置している
図で、右方向へ方向転換を行うため方向転換用フラット
コイル109bに通電が行われている。

第４図(b)はフラットコイル109が定速領域に達した図
で、第４図(a)の位置から第４図(b)の位置に移るまでの
距離が左端方向転換領域となる。

同様に第４図(c)はフラットコイルが最右端に達してい
る図で、第４図(d)は第４図(c)の状態を経てフラットコ
イルが定速領域に達した図を示す。

次の第５図はフラットコイルに流す電流曲線を示す図で
ある。

第５図(a)は上記フラットコイルと一体となって揺動す
るハンマバンクの速度曲線とその方向転換領域および定
速制御領域を示した図である。

第５図(b)は方向転換用フラットコイルの電流曲線を示
し、第５図(c)は定速制御用フラットコイルの電流曲線
を示す。

第５図(a)の左端方向転換域にハンマバンクが到達する
と、前第３図(a)に示したようにフラットコイル109bに
通電され、ハンマバンクは右方向へ急加速される。

そして右方向定速領域に達すると前第３図(b)に示され
たようにフラットコイル109bへの通電が切れ、代わって
フラットコイル109aに通電され、ハンマバンクは右方向
へ定速移動を行う。

さらに右端方向転換領域に達すると、前第３図(c)に示
したようにフラットコイル109aへの通電が切れ、代わっ
てフラットコイル109bに通電され、ハンマバンク２は左
方向へ急加速される。

ここで第３図(a)と第３図(c)とを比べると、フラットコ
イル109bに対するギャップ磁束の流れ方向が丁度逆にな
っているので、フラットコイルへの通電方向は一定であ
っても発生する電磁力は逆向きとなる。

さて上記第３図(c)において左方向へ急加速されたハン
マバンクは左方向定速領域に達し、前第３図(d)に示す
ようにフラットコイル109aにのみ通電されるため左方向
に定速移動する。

ここで第３図(b)と第３図(d)とを比較すると明らかな如
く、同じ磁場を通過するフラットコイルがその状況に応
じて左右両方向の電磁力を発生させねばならないためハ
ンマバンクの移動方向に従いフラットコイルへの通電方
向を変えなくてはならない。

従ってハンマバンクの定速領域ではフラットコイルへの
通電用パワーアンプ部のトランジスタ接続をバイポーラ
接続にしなくてはならないが、方向転換用フラットコイ
ルのパワーアンプ部のトランジスタ接続は構造と制御が
容易なユニポーラ接続で良い。

また一般にシャトル型ラインプリンタ装置のハンマバン
クを揺動させる場合、所要推力は方向転換時に最大とな
り、可動コイル型リニアモータを駆動源とした場合、定
速制御時は方向転換時の５分の１以下の推力で済む。

そのため方向転換用と定速制御用の励磁系統を一つにす
るよりも、両者の駆動仕様に応じた二つの励磁系統を備
えることで大幅な消費電力の低減が可能となる。

第６図は本発明の他の実施例を示す図である。

同図に示す如く、本実施例の場合は方向転換時も定速制
御用フラットコイル109aに対する通電が行われるように
なっている。このため方向転換中であっても定速制御用
フラットコイル109aが磁場中にあれば、該コイル109aは
通電により電磁力を発生するので総合的な推力が増大す
ることになるわけである。

これは印字ハンマの高密度実装等によるハンマバンク２
の重量の増加や、印字速度の高速化に伴って方向転換時
の所要推力が増加して行くことへの対策として有効であ
る。

以下その動作を説明する。

方向転換時の通電信号によって第６図(a)に示すよう
に定速制御用フラットコイル109aと方向転換用フラット
コイル109bの双方に通電され、発生した電磁力によりハ
ンマバンクの方向転換が行われる。

その後同図(b)のようにフラットコイル109aにのみ定
速制御通電を行って、ハンマバンクを右端側へ移動させ
る。

フラットコイルが右端方向転換領域に到達すると第６
図(c)のようにフラットコイル109a,109bに通常してハン
マバンクの方向を転換させる。

第７図は第６図の電流曲線を示す図である。

第７図(a)はフラットコイルの速度曲線と方向転換領域
および定速領域を、 第７図(b)は方向転換用フラットコイルの電流曲線を、 第７図(c)は定速制御用と方向転換用とに併用されるフ
ラットコイルの電流曲線をそれぞれ示している。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明のシャトル型ラインプ
リンタ装置は、ハンマバンクの方向転換時の励磁系と定
速移動時の励磁系とがそれぞれ分離されているため装置
の消費電力が節減でき、且つパワーアンプ部のトランジ
スタに対する負荷が著しく軽減されるといった効果大な
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、 第２図は本発明に用いるフラット可動コイル型リニアモ
ータの構成図、 第３図は本発明の動作原理図、 第４図はフラットコイルと永久磁石の位置関係を示す
図、 第５図はフラットコイルに流す電流曲線を示す図、 第６図は本発明の他の実施例を示す図、 第７図は第６図の電流曲線を示す図、 第８図は従来のシャトル型ラインプリンタ装置の構造を
示す斜視図である。 図中、１は印字ヘッド、２はハンマバンク、３は案内機
構、４は印字用紙、５は可動コイル型リニアモータ、７
は位置センサ、９はプラテン、10は第１励磁回路、20は
第２励磁回路、100はフラット可動コイル型リニアモー
タ、105は永久磁石、109は定速制御用フラットコイル10
9aと方向転換用フラットコイル109bとで構成されたフラ
ットコイル、110はヨーク、300はシャトル台をそれぞれ
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のフラットコイルを備えたフラット可
   動コイル型リニアモータ100を揺動駆動源とするシャト
   ル型ラインプリンタの装置構成において、 該フラットコイル109が、ハンマバンク２の方向転換領
   域のみ通電される方向転換用フラットコイル109bと、等
   速制御領域のみ通電される定速制御用フラットコイル10
   9aとに分かれ、該各コイル群109aおよび109bが、それぞ
   れ別個の励磁系10および20によって駆動されるよう構成
   されてなることを特徴とするシャトル型ラインプリンタ
   装置。