JPS6270057A - Carriage mechanism in line printer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To increase the rebound force of a shuttle at its stroke ends, by a method wherein the rebound force of the shuttle by a linear motor is supplemented by a spring force. CONSTITUTION:A shuttle 3 consists of; a printing block base 3a, sliders 3b which are set at the ends of the base 3a and reciprocated along a fixed shaft 2, two arms 3c projecting from the ends of the base 3a in parallel with each other, and a movable shaft 3d for a liner motor 4 supported by the arms 3c. The linear motor 4 reciprocates the shuttle 3 along the fixed shaft 2 with an alternating pulse current supplied to the motor. Coil springs 6 are provided respectively between bearings 5 supporting the movable shaft 3d at the ends of the linear motor 4, and the arms 3c. The natural frequency determined by the mass of the total shuttle including a printing block and the spring constant of the coil springs 6 is synchronized with the pulse frequency exciting the linear motor 4. Thus, the resultant force of the spring force of sine wave form and the linear motor thrust of rectangular wave form allows the displacement curve of the shuttle to have sharp peaks.

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はハンマ駆動されるワイヤを横方向に一定ドット
間隔で設け、１行分の印字を複数のワイヤヘッドで行う
方式のラインプリンタのキャリッジ機構に関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a carriage mechanism of a line printer in which hammer-driven wires are provided at regular dot intervals in the horizontal direction and one line of printing is performed using a plurality of wire heads. It is.

［背景技術］ この種のラインプリンタは、例えば印字用ワイヤを１行
の全文字数だけ設け、印字ブロックを搭載したシャトル
を１文字の横ドツト数だけ横方向にスライドさせて、複
数のワイヤヘッドで１行分を印字しながら、印字用紙を
縦方向に１ドツトずつ間欠送りしていくものである。シ
ャトルを横方向に往復運動させるために、従来はモータ
の回転をカムやリンク等を用いて直線運動に変換してい
たのであるが、近年プリンタの高速化、小形化に伴い、
伝達機構の要らないリニアモータ（ボイスコイルモータ
）を用いてシャトルを直接駆動する方式が開発されてい
る。これはシャトルの両端にリニアモータを設けておき
、端部まで移動してきたシャトルをリニアモータによっ
て逆方向に駆動するものであるが、慣性を持ったシャト
ルを減速停止させて−さらに逆方向に加速するには、非
常に大きなエネルギを必要とし、従って印字を高速化し
ようとするとりニアモータの消費電力が急増するために
、リニアモータの小形化が困難であるという問題があっ
た。[Background Art] This type of line printer is configured, for example, by providing printing wires for the total number of characters in one line, sliding a shuttle carrying a printing block in the horizontal direction by the number of horizontal dots for one character, and using multiple wire heads. While printing one line, the printing paper is intermittently fed one dot at a time in the vertical direction. In order to reciprocate the shuttle in the horizontal direction, motor rotation was conventionally converted into linear motion using cams, links, etc., but in recent years, as printers have become faster and smaller,
A system has been developed in which the shuttle is directly driven using a linear motor (voice coil motor) that does not require a transmission mechanism. This involves installing linear motors at both ends of the shuttle, and driving the shuttle in the opposite direction once it has reached the end.The shuttle, which has inertia, is then decelerated to a stop and then accelerated in the opposite direction. This requires a very large amount of energy, and therefore, when attempting to speed up printing, the power consumption of the linear motor increases rapidly, making it difficult to downsize the linear motor.

このリニアモータの消費電力を軽減し加速度を向上する
ために、電磁石を利用する方法が特開昭５９−８３６７
１号あるいは特開昭５９−１０１３８０号で提案されて
いる。これはシャトルがストロークエンドに達した時に
電磁石に通電して、シャトルをリターン方向に吸引する
ようにしたものである。この方法によれば、リニアモー
タの消費電力は減少するものの、電磁石に電流を流す必
要があるので全体の消費電力は減少せず、むしろ電磁石
の可動鉄片はコイル外にあるので、リニアモータに比し
励磁電流に対して発生する力が減少するという欠点があ
る。In order to reduce power consumption and improve acceleration of this linear motor, a method using electromagnets was proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-8367.
No. 1 or Japanese Unexamined Patent Publication No. 101380/1983. When the shuttle reaches the end of its stroke, an electromagnet is energized to attract the shuttle in the return direction. Although this method reduces the power consumption of the linear motor, it does not reduce the overall power consumption because it is necessary to pass current through the electromagnet.In fact, the movable iron piece of the electromagnet is located outside the coil, so it is compared to a linear motor. However, it has the disadvantage that the force generated with respect to the excitation current is reduced.

［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは、電磁石を用いずにリニアモータの
消費電力を軽減して、シャトルのストロークエンドにお
ける反転力を向上することのできるラインプリンタのキ
ャリッジ機構を提供するにある。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce the power consumption of a linear motor without using an electromagnet, and to reduce the reversing force at the end of the stroke of the shuttle. The purpose of the present invention is to provide a carriage mechanism for a line printer that can improve the performance.

［発明の開示コ しかして本発明ラインプリンタのキャリッジ機構は、印
字ブロックを搭載したシャトルをリニアモータで揺動駆
動すると共に、シャトルのストロークの少なくとも両端
部分においてシャトルをストロークの中央に向けて付勢
するばねを設けたものであり、リニアモータによるシャ
トルの減速、停止、逆向き加速の動作をばねで補助する
ようにした点に特徴を有するものである。[Disclosure of the Invention] The carriage mechanism of the line printer of the present invention uses a linear motor to swing the shuttle carrying the printing block, and also urges the shuttle toward the center of the stroke at least at both ends of the stroke. This system is characterized by the fact that the spring assists the linear motor in decelerating, stopping, and accelerating the shuttle in the opposite direction.

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示したもので、複数のハン
マヘプトｌよりなる印字ブロックが、固定軸２にスライ
ド自在に挿着されたシャトル３に搭載されている。シャ
トル３は印字ブロック基台３ａと、基台３ａの両端部に
設けられ固定軸２上を往復運動するスライダ３ｂと、基
台３ａの両端部から平行に突設された２本のアーム３ｃ
と、両アーム３ｃによって支持されたりニアモータ４の
可動軸３ｄとで構成されており、リニアモータ４に交番
パルス電流を供給することにより、シャトル３が固定軸
２上で往復駆動されるようになっている。リニアモータ
４の両側で可動軸３ｄを支承している軸受５と各アーム
３ｃとの間にそれぞれコイルばね６が介装されており、
印字ブロックを含むシャトル全体の質量とコイルばね６
のばね定数とによる固有振動数にリニアモータ４を励振
するパルス周波数を同期させている。[Embodiment] FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a printing block consisting of a plurality of hammer hepts 1 is mounted on a shuttle 3 that is slidably inserted into a fixed shaft 2. As shown in FIG. The shuttle 3 includes a printing block base 3a, a slider 3b provided at both ends of the base 3a and reciprocating on the fixed shaft 2, and two arms 3c protruding in parallel from both ends of the base 3a.
The shuttle 3 is supported by both arms 3c and a movable shaft 3d of a near motor 4. By supplying an alternating pulse current to the linear motor 4, the shuttle 3 is reciprocated on the fixed shaft 2. ing. A coil spring 6 is interposed between each arm 3c and a bearing 5 supporting the movable shaft 3d on both sides of the linear motor 4.
Mass of entire shuttle including printing block and coil spring 6
The pulse frequency that excites the linear motor 4 is synchronized with the natural frequency determined by the spring constant.

第２図は上記構成による動作を示したもので、正弦波状
のばね力とりニアモータの矩形波状の推力との合力によ
って、ピークの急峻なシャトルの変位曲線が得られるの
である。FIG. 2 shows the operation of the above configuration, and a shuttle displacement curve with a steep peak is obtained by the resultant force of the sinusoidal spring force and the rectangular wave thrust of the near motor.

第８図は本発明キャリッジ機構の動作原理を説明するた
めのもので、同図に示すように１ばねがない場合のりニ
アモータの励磁電流とシャトルの変位との関係を、第９
図（ａＸｂ）に実線で示した。FIG. 8 is for explaining the operating principle of the carriage mechanism of the present invention. As shown in the figure, the relationship between the excitation current of the linear motor and the displacement of the shuttle in the absence of one spring is shown in FIG.
It is shown by a solid line in the figure (aXb).

同図において、シャトル３のストロークＤ、のうち印字
部分り、では、シャトル３のスライド速度がハンマの応
答周波数できまるので、高速化のためにはストロークの
両端部分Ｄ３における減速及び加速を大きくして、破線
に示すように立ち上がりを速くしなければならない。そ
のため第８図の構成では、第９図（ａＸｂ）に破線で示
したように、リニアモータ４に大電流を流す必要がある
ので、リニアモータ４が大形化してしまうという問題が
ある。第１図の構成によれば、コイルばね６とリニアモ
ータ４との組み合わせによって、ストロークの両端部分
Ｄ３における反転カーブを急峻にし、リニアモータを大
形化することなく、シャトルの往復運動の周期を短縮し
得るものである。In the figure, in the printing portion of the stroke D of the shuttle 3, the slide speed of the shuttle 3 is determined by the response frequency of the hammer, so in order to increase the speed, the deceleration and acceleration at both end portions D3 of the stroke must be increased. Therefore, the start-up must be made faster as shown by the broken line. Therefore, in the configuration of FIG. 8, as shown by the broken line in FIG. 9 (aXb), it is necessary to flow a large current through the linear motor 4, so there is a problem that the linear motor 4 becomes large in size. According to the configuration shown in FIG. 1, the combination of the coil spring 6 and the linear motor 4 makes the reversal curve at both end portions D3 of the stroke steep, and the period of the reciprocating motion of the shuttle can be reduced without increasing the size of the linear motor. This can be shortened.

第３図及び第４図の実施例は、コイルばね６の代わりに
板ばね７を使用したもので、板ばね７は第３図のように
シャトル３の両端部に設けてもよく、また第４図のよう
にシャトル３の中央に設けてもよい。The embodiments shown in FIGS. 3 and 4 use a leaf spring 7 instead of the coil spring 6. The leaf spring 7 may be provided at both ends of the shuttle 3 as shown in FIG. It may be provided at the center of the shuttle 3 as shown in FIG.

第５図及び第７図の実施例は、ストロークの両端部分で
のみシャトルにばねが作用するようにしたもので、第５
図は第１図における両コイルばね６の長さを短くして、
シャトル３が端部に移動してきた時にのみコイルばね６
が作用するようにしたものであり、また第７図はシャト
ル３の両端面に間隔を隔てて板ばね７を対設して、やは
りストロークエンドでシャトル３と板ばね７とが係合す
るようにしたものである。第６図は上記構成による動作
を示したもので、（ａ）図はン・ヤトル３の変位とばね
力との関係を、（ｂ）はシャトル３の変位の時間的な変
化をそれぞれ示したものであり、Ｔの部分のみでシャト
ル３にばね力が作用するのである。In the embodiments shown in FIGS. 5 and 7, the spring acts on the shuttle only at both ends of the stroke.
The figure shows the length of both coil springs 6 in FIG. 1 being shortened,
Coil spring 6 only when shuttle 3 moves to the end
In addition, as shown in FIG. 7, leaf springs 7 are provided on both end faces of the shuttle 3 at a distance, so that the shuttle 3 and the leaf springs 7 are engaged at the end of the stroke. This is what I did. Figure 6 shows the operation of the above configuration, where (a) shows the relationship between the displacement of the shuttle 3 and the spring force, and (b) shows the temporal change in the displacement of the shuttle 3. The spring force acts on the shuttle 3 only at the T portion.

［発明の効果コ 本発明によれば上述のように、リニアモータでシャトル
を揺動駆動する方式のラインプリンタにおいて、リニア
モータによるシャトルの反転力をばねにより補助するよ
うにしたものであるから、リニアモータを大形化するこ
となくシャトルのストロークエンドにおける減速及び逆
向き加速の立ち上がりを速＜　１．、印字速度の高速化
を図ることができるという利点がある。[Effects of the Invention] According to the present invention, as described above, in a line printer in which the shuttle is oscillatedly driven by a linear motor, the reversing force of the shuttle by the linear motor is assisted by a spring. The deceleration at the end of the stroke of the shuttle and the rise of reverse acceleration can be made faster than 1. without increasing the size of the linear motor. , there is an advantage that printing speed can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す斜視図、同図（
ｂ）は同上の動作を示す側面略図、第２図は同上の動作
説明図、第３図（ａ）は他の実施例の斜視図、同図（ｂ
）は同上の動作を示す要部側面略図、第４図はさらに他
の実施例を示す側面略図、第５（久少 図はさらに他の実施例を示す斜視図、同図（ｂ）はへ 同一にの動作を示す側面略図、第６図は同上の動作説明
図、第７図（ａ）はさらに他の実施例を示す斜視図、同
図（ｂ）は同上の動作を示す側面略図、同図（ｃ）は同
上の要部を側面略図、第８図は本発明の動作原理を示す
斜視図、第９図は同上の動作説明図である。 ■はハンマヘッド、２は固定軸、３はシャトル、４はリ
ニアモータ、５は軸受、６はコイルばね、７は板ばね。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第１図 （ｂ） 第２図 第３図 （ｂ） （ｂ） 第６図 第７図 第８図 第９図FIG. 1(a) is a perspective view showing one embodiment of the present invention;
b) is a schematic side view showing the same operation as above, FIG. 2 is an explanatory view of the same operation, FIG. 3(a) is a perspective view of another embodiment,
) is a schematic side view of the main part showing the operation of the above, FIG. 4 is a schematic side view showing another embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the same operation as above, FIG. 7(a) is a perspective view showing still another embodiment, FIG. 7(b) is a schematic side view showing the same operation, Figure 8(c) is a schematic side view of the main parts of the above, Figure 8 is a perspective view showing the principle of operation of the present invention, and Figure 9 is an explanatory diagram of the operation of the same. 3 is a shuttle, 4 is a linear motor, 5 is a bearing, 6 is a coil spring, and 7 is a leaf spring. Agent Patent Attorney Ishi 1) Long 7 Figure 1 (b) Figure 2 Figure 3 (b) (b) Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）印字ブロックを搭載したシャトルをリニアモータ
で揺動駆動すると共に、シャトルのストロークの少なく
とも両端部分においてシャトルをストロークの中央に向
けて付勢するばねを設けて成るラインプリンタのキャリ
ッジ機構。(1) A carriage mechanism for a line printer, in which a shuttle carrying a printing block is oscillated by a linear motor, and is provided with springs that bias the shuttle toward the center of the stroke at least at both ends of the stroke.