(57)【要約】【課題】  コイル側の質量の低減を図り、コイルの冷却効率を向上して、結果と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。【解決手段】  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２１と、ハンマバンク２１及びリニアモータの駆動源としてヨーク１０に貼付けられたマグネット１１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１４とを有し、前記コイルは、ガイドシャフト１７を摺動するブッシュ１６及びコイルシフトプレート１５に支持され、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。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ドットラインプリンタ。
【請求項２】
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請求項１記載のドットラインプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
【特許文献１】特開平０６−０４００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【実施例１】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
Ｆ＝ｍａ          ・・・（２）
ここで、ｍ：可動部重量、ａ：加速度である。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例を示すシャトル機構部の概略側面図である。
【図２】本発明の実施例を示すシャトル機構部の概略正面図である。
【図３】従来のドットラインプリンタを示す斜視図である。
【図４】従来のシャトル機構部を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006021486.tif 000006