JP2791557B2 - プラテンロール芯材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プリンタ，タイプライタ等に搭載されるプ
ラテンロール芯材に関して、とくに、振動の発生を抑制
して騒音レベルを低減させたプラテンロール芯材に関す
る。

従来の技術 プリンタ等には軽量のプラテンロールを用いることが
望まれ、例えば、プラテン駆動用シャフトに連結される
軸部とプラテンゴムが嵌装される筒部とをリブで結合
し、軸部と筒部間に空洞部を形成してプラテンロール芯
材の軽量化を図っている。しかし、この種の芯材には印
字時の打音と共鳴して芯材の空洞部内に気柱振動が発生
し、騒音が生じるという欠点がある。このため、実開昭
62−5943号に記載のものように、空洞部に向けて突条を
形成して発生振動音波を乱反射させて互いに相殺し、騒
音低下を図っている。

プリンタ等においては騒音規則レベルが強化される傾
向があり、消音性の向上が依然として求められている。

この要請に鑑み、本発明者は先に改良型のプラテンロ
ール芯材を特願昭63−8492号として提案した。このもの
は、印字周波数を基本周波数とする広帯域の振動によっ
て加振されたときにも芯材が共振しないようにした点を
骨子とし、その共振防止原理は、一振動系を形成するプ
ラテンロール芯材を、振動減衰用スペーサ部材を介して
互いに結合されたロール部材のそれぞれに対応しかつ互
いに独立した複数の振動系に分割し、もって、芯材をし
て主に各ロール部材の固有振動数と同一の振動数で共鳴
可能とした点にあり、また、該独立の振動系としての各
ロール部材の軸方向曲げ振動における固有振動数が加振
周波数よりも大きくなるように、各ロール部材の軸長を
小さい値に設定した点にある。

なお、ロール状のプラテンを振幅の大きな箇所で切断
し、その間に円板状部材をはさみ、一体的に固定したプ
ラテンが、特開昭58−55265号として提案されている。
また、特公昭39−16414号には、プラテン内部の中空部
を仕切る挿入部材を多孔性にして振動を減衰するものが
記載されている。

発明が解決しようとする課題 本発明は、振動の発生を抑制して騒音レベルを低減
し、かつプラテンを振幅の大きな箇所で切断し、その間
に円板状部材をはさんで一体的に固定したものよりも強
度が得られるプラテンロール芯材を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 本発明のプラテンロール芯材は、外筒部と内筒部とを
備えたプラテンロール芯材において、前記内筒部を一体
に形成すると共に前記外筒部のみを周方向に沿って分割
し、前記外筒部間の分割部分に、振動を減衰する多孔体
からなり断面略半円状の２つの半部よりなるスペーサ部
材を挿入したことを特徴とする。

作 用 加振源からプラテンロール芯材に振動が伝播したと
き、プラテンロール芯材には各種モードの振動が発生す
る。しかし、芯材の外筒部が分割されているので、騒音
レベルに大きく寄与する軸方向曲げ振動モードの振動が
抑制され、騒音の発生が抑制される。

そして、分割された外筒部間に設けられたスペーサ部
材が、伝播する振動を減衰する。

さらに、外筒部と内筒部との間に形成された空洞部に
気柱振動が発生したとき、スペーサ部材に設けられた多
数の小孔に空気が出入りし、振動エネルギが熱エネルギ
に変換されて消費され、低騒音化が図られる。

プラテンロール芯材の内筒部は一体形成されているの
で、強度を得ることができる。

実施例 以下、第１図および第２図を参照して、ドットマトリ
ックスプリンタに搭載される本発明の一実施例によるプ
ラテンロール芯材を説明する。

第１図に示すように、ロール芯材本体１は、内筒部と
しての軸部10と、軸部10と同心の筒部20とを所定数好ま
しくは５本のリブ30で結合してなり、例えば、アルミニ
ウム軽合金を一体押出成形して得たものである。なお、
筒部20及び５本のリブ30により外筒部が構成されてい
る。

各リブ30は、軸部10とこれと同心上に配された筒部20
との間を芯材の軸心に関し放射状に延び、軸部10および
筒部20との間に空洞部40を画成している。これらのリブ
30は、好ましくは、不等角度間隔をなして配されてい
る。

第２図に示すように、ロール芯材本体１の軸方向の所
定位置（中央近傍）には、内筒部としての軸部10を一体
に形成すると共に外筒部（筒部20及びリブ30）のみを周
方向に沿って分割するスロット50が設けられ、スロット
50内には、振動波を減衰させるためのスペーサ部材３が
挿入されている。

スペーサ部材３は、ロール芯材本体１の構成材料とは
剛性の異なる材料で構成され、例えば、ロール芯材本体
１をアルミニウム材で構成した場合は合成樹脂材，ゴム
材等で構成される。そして、スペーサ部材３はロール芯
材本体１との剛性の相違を有すると共にこの剛性差に応
じた所要の厚さを有し、ロール芯材本体１の分割された
外筒部が、少なくとも軸方向曲げ振動モードにおいて実
質的に別の振動系を構成するように、これらロール芯材
本体１の２分割された外筒部同士を振動的に互いに分離
する。

本実施例のスペーサ部材３は、軸部10の外径程度の孔
を有する断面略半円状の２つの半部よりなり、その全体
にわたりかつ厚さ方向に該スペーサ部材３を貫通する多
数の小孔が設けられている。この場合、空洞部40に気柱
振動が発生したとき各該小孔に空気が出入りして振動エ
ネルギが熱エネルギに変換されて消費され、低騒音化が
図られる。同様の観点からスペーサ部材３を多孔質セラ
ミックス，金属もしくは高分子のファイバー・ネット等
で構成してもよい。

そして、ロール芯材本体１の軸部10の軸心に沿って穿
設されたシャフト孔11には、芯材の構成材と剛性を異に
する材料たとえば鉄よりなるプラテン駆動用シャフト５
が挿通され、該シャフト５の両端部が芯材両端面から突
出している。

また、これらロール芯材本体１の筒部20にはたとえば
ゴムよりなる中空円筒状の被覆部材４（第２図）が外嵌
されている。さらに、ロール芯材本体１の軸部10,筒部2
0およびリブ30には、伝播音波を乱反射させかつ振動伝
播面積を変化させて印字騒音を低減するための突条がそ
れぞれ形成されている。すなわち、軸部10の外周面には
各々芯材軸方向に延びる半円状断面の突条10aが連設さ
れ、筒部20の内周面および外周面には断面矩形および台
形の突条20a,20bがそれぞれ軸方向に形成され、さら
に、各リブ30の両側面には四分円断面の突条30aが設け
られている（第１図参照）。

以下、本実施例のプラテンロール芯材の作用を説明す
る。

プリンタの印字動作時、印字に伴う打音は、被覆部材
４からプラテンロール芯材に伝播する。このとき芯材
は、気柱振動と機械振動とに大別される各種振動モード
で振動する。気柱振動には、芯材軸長の2/n倍に等しい
波長の縦振動が発生する軸方向モードと、芯材の円形断
面を分割した円弧領域および環状領域の相隣るもの同士
で振動方向が逆になる半径方向節モードおよび円節モー
ドとがある。機械振動には、芯材外壁の各種部位を振動
の節とする円環振動モードと、芯材軸心に関する振動が
発生するねじり振動モードと、芯材軸長の2/n倍の波長
の曲げ振動が発生する軸方向曲げ振動モードとがある。

そして、ロール芯材本体１がその軸方向の中央部で外
筒部のみが２つに分割された本実施例のプラテンロール
芯材において、上述のように打音が伝播したとき騒音の
発生が抑制される。この騒音抑制作用の主たる要因は、
外筒部を中央で二分割したことにより、騒音レベルに大
きく寄与する軸方向曲げ振動モードの振動とくに芯材の
軸方向中央位置での振動が抑制される点にあるものと解
される。また、空洞部40に気柱振動が発生したときスペ
ーサ部材３に設けた多数の小孔に空気が出入りして振動
エネルギが熱エネルギに変換されて消費され、低騒音化
が図られる。

次に、半径方向節モードでの気柱振動と円環振動モー
ドでの機械振動とに着目すると、リブが等角度間隔で配
されている場合には低次数の気柱振動および機械振動の
発生要件が満たされて共振が起こるが、本実施例ではリ
ブ30を不等角度間隔で配したので、半径方向節モードお
よび円環振動モードについて低次数ないしかなりの高次
数振動の発生要件が不成立となり、これらの共鳴振動が
阻止される。また、リブが５本設けられているので、半
径方向節モードおよび円環振動モードでの低次数振動の
発生要件が満たされにくく、リブを不等角度間隔に設け
たことと相まって振動が阻止される。

さらに、軸部10,筒部20,リブ30および空洞部40内を振
動が伝播するとき、要素10,20,30に形成した突条10a,20
a,20bおよび30aの伝播振動乱反射作用または伝播面積変
化作用により振動が減衰される。その結果として、伝播
振動とくにその低次数振動成分すなわち可聴領域成分が
減衰され、印字時にプラテンロール芯材に生ずる騒音が
低減される。

第３図乃至第６図は、本発明によるプラテンロール芯
材の振動抑制作用に関連して本発明者が行った実験結果
を示す。

この実験には、軸長が300mmのアルミニウム管を二分
割しかつゴム製の環状体を介して互いに接合してなる第
１の実験資料と、これと同一軸長のアルミニウム管単体
よりなる、比較対象としての第２の実験資料とを用い
た。そして、これらの実験資料の振幅−周波数特性と打
撃時からの時間経過に伴う振幅の変化特性とを、周波数
分析器（ウエーブチックS820A）およびレベルレコーダ
（ブリュエル＆ケアー2305）を用いかつインパクト加振
法により20dBのバックグラウンドノイズの無響室中で実
測した。

第３図および第４図は第1,第２の実験資料についての
振幅変化特性をそれぞれ示し、縦軸に発生した振動の振
幅を、横軸に打撃時からの経過時間をとってある。この
実験結果によれば、第１の実験資料に発生する振動はよ
り速やかに減衰する。

第５図および第６図は第1,第２の実験資料についての
振幅−周波数特性をそれぞれ示し、縦軸に振動の振幅
を、横軸に周波数をとってある（フルスケール10,000H
z）。この実験結果によれば、第１の実験資料について
は5,225Hzにおいて基準音圧レベルに対し−21.6dBのピ
ーク値の振動が実測され、第２のものについては1,375H
zにおいて−8.9dBが実測され、第１のものがより良い騒
音低減作用を奏することが示された。

本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能
である。実施例ではプラテン駆動用シャフトをプラテン
ロール芯材の全長にわたり延在させるようにしたが、ロ
ール芯材本体１の両端部のそれぞれにシャフト圧入して
もよい。なお、この場合、ロール芯材本体１をシャフト
と同径でかつ短尺の棒状部材で結合してもよい。さら
に、上記実施例では軸部と筒部とをリブで結合したタイ
プのロール部材を用いたが、これに限定されるものでは
なく、例えば円筒状のロール部材を用いてもよい。さら
に、芯材を一体押出成形する点も必須ではない。また、
上記実施例では５本のリブを不等角度間隔に設けたが、
リブの配設本数を５本に限定するものではなく、また、
リブを等角度間隔に設けてもよい。さらに、芯材各部の
寸法形状および構成材料も種々変更可能である。

発明の効果 本発明にプラテンロール芯材によれば、内筒部を一体
に形成すると共に外筒部のみを周方向に沿って分割し、
外筒部間の分割部分に、振動を減衰する多孔体からなり
断面略半円状の２つの半部よりなるスペーサ部材を挿入
したので、騒音レベルに大きく寄与する軸方向曲げ振動
モードの振動が抑制され、騒音の発生が抑制されると共
に、分割した外筒部を伝播する伝播振動がスペーサ部材
により減衰されるとともに、外筒部と内筒部との間に形
成された空洞部に気柱振動が発生したとき、スペーサ部
材の多数の小孔に空気が出入りして振動エネルギが熱エ
ネルギに変換されて消費され、低騒音化を図ることがで
き、かつ内筒部は一体に形成されているので、芯材を切
断して接合したものに比して強度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるプラテンロール芯材
を示す横断面図、 第２図は、本発明の一実施例によるプラテンロール芯材
を示す一部断面部分正面図、 第３図は、本発明の基本構成を備える資料についての加
振時における時間経過に伴う振幅変化を示すグラフ、 第４図は、比較資料についての加振時における時間経過
に伴う振幅変化を示すグラフ、 第５図は、本発明の基本構成を備えた資料の振幅−周波
数特性を示すグラフ、 第６図は、比較資料の振幅−周波数特性を示すグラフで
ある。 １……第１のロール部材、３……スペーサ部材、3a……
シャフト孔、４……被覆部材、５……プラテン駆動用シ
ャフト、10……軸部（内筒部）、10a……突条、11……
シャフト孔、20……筒部、20a……突条、20b……突条、
30……リブ、30a……突条、40……空洞部、50……スロ
ット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外筒部と内筒部とを備えたプラテンロール
   芯材において、前記内筒部を一体に形成すると共に前記
   外筒部のみを周方向に沿って分割し、前記外筒部間の分
   割部分に、振動を減衰する多孔体からなり断面略半円状
   の２つの半部よりなるスペーサ部材を挿入したことを特
   徴とするプラテンロール芯材。