JPH02169275A - 衝撃プリンタ用プラテン支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はシリアル衝撃プリンタに関し、特に異質の過
大ノイズを生じることなく、迅速に反復され、長く継続
する高い衝撃負荷に耐えられるプラテン支持装置に関す
る。

（従来の技術） オフィスは長い間、一部において、タイプライタ、高速
衝撃プリンタ、ペーパシュレッダ、及びその他のオフィ
ス機械など多数の不快なノイズ発生体のため、ストレス
に満ちた環境となっている。

このような装置がまとめて１つの部屋に置かれる場合、
累積ノイズの環境破壊は、その部屋で仕事をする人たち
の健康及び精神状態に害を及ぼすことさえある。かかる
状況は充分認識されており、オフィス環境における最大
許容ノイズレベルの規格を制定してきた行政機関によっ
て対処されてきている。関連技術の業界によっても、ノ
イズ公害を減少させる試みがなされてきた。これらの方
法の一部には、衝撃プリンタを消音カバー内に閉じ込め
ること、衝撃ノイズが減じられた衝撃プリンタを設計す
ること、及びインクジェットや熱転写など非衝撃技術に
基づくより静かなプリンタを設計することが含まれる。

ノイズの測定は、ｄＢＡ値として示されることが多い、
ここで、音の値を識別するのに使われる尺度“Ａ”は、
音強度の絶対値でなく、音の大きさの人によって知覚さ
れるレベルを表す。尚、ｄＢ（またはｄＢＡ）単位で表
された音のエネルギーを考慮する場合には、尺度が対数
目盛であり、ＬＯｄＢの差は１０．２０ｄＢの差は１０
０．３０ｄＢの差は、１０００、等々のファクタをそれ
ぞれ示すことに留意されたい。

一般に、衝撃プリンタはやかましいと誰もが思う６５か
ら８０ｄＢＡ強までの範囲の衝撃ノイズを発生する。５
０ｄＢＡ代の上まで減少されても、ノイズは不快または
うるさいものと見なされる。

衝撃ノイズは、５０ｄＢに近いｄＢＡ値まで減少される
ことが極めて望ましい０例えば、ＩＢＭのセレクティッ
ク・ボール・ユニット・タイプライタは約７８ｄＢＡを
生じる一方、Ｘｅｒｏｘのメモリライタ・タイプライタ
は約６８ｄＢＡを生じる。本発明のタイプライタは典型
例として、５２ｄＢＡよりわずかに低く測定されている
。これは、現在のオフィス環境よりも約１００倍ノイズ
が低い飛躍的な改良であり、よりストレスの少ないオフ
ィス環境を目指した注目すべき成果であることを示して
いる。

ハンマーが活字の文字パッドをリボンからインクを放出
するのに充分な力で、リボン、プリント用紙及びプラテ
ンに対して衝突駆動するときに生じる印字衝撃がタイプ
ライタにおける主なノイズ源であるが、その他のノイズ
源も存在する。現在使われているタイプライタでは、衝
撃ノイズがその他のノイズを上回りそれらを覆い隠して
いる。

しかし、衝撃ノイズが大幅に減少されると、その他のノ
イズも無視できなくなる。つまり、本当に静かなプリン
タの設計では、プラテンの振動、キャリフジの移動、活
字文字の選択、リボンの上昇と前進、さらに諸々のクラ
ッチ、ソレノイド、モータ及びスイッチから発生するノ
イズなど、その信金てのノイズ源の減少にも設計者が対
処する必要がある。

従来の弾道ハンマー形衝撃プリンタにおいては、約２．
５グラムのハンマー質量がソレノイド作動式クラッパに
より、リボン／用紙／プラテンの組合せに向かって弾道
駆動される。ハンマーが活字文字パッドの裏面にぶつか
ると、ハンマーはパッドをリボン／用紙／プラテンの組
合せに対して打ち込んでプラテン表面を変形させ、プラ
テン表面はハンマーの衝撃エネルギーを吸収すると、通
常側の衝撃のためそこに停止しなければならないホーム
位置へとハンマーを戻すことで平常の形状に戻ろうとす
る。この一連の衝撃が、不快な衝撃ノイズの主な原因で
ある。

ハンマー移動のプラテン変形衝撃部分だけを見ると、合
計滞留（ドエル）時間は一般にほぼ１００マイクロ秒で
ある。毎秒３０文字の印字速度の場合、各文字衝撃間で
得られる平均時間は約３０ミリ秒である。木タイプライ
タの印字ａ構によって達成される衝撃ノイズの減少は、
印字サイクル中における衝撃滞留時間の割合を、従来の
プリンタで一般的な割合よりも大幅に大きい割合に著し
く引き延ばすことによって可能とされる０例えば、滞留
時間が１００マイクロ秒から６〜ｌＯミリ秒へと引き延
ばされれば、これは従来のものと比べ、パルス幅におけ
る６０〜１００倍の増加つまり引き延ばしを表す。プラ
テンの変形をより長い時間にわたって引き延ばすことに
より、共振周波数は比例的に減少し、それに伴うノイズ
出力の減少が達成可能となる。共振系では、質量が周波
数シフトの逆数に反比例するので、ハンマー質量の大き
な増加が必要である。

本タイプライタにおいて実現される一般概念、すなわち
変形パルスを引き延ばすことによって達成される衝撃ノ
イズの減少は、ずいぶん以前から認識され続けてきた。

１９１８年に遡る米国特許第１，２６１．７５１号（Ａ
ｎｄｅｒｓｏｎ）では、タイプライタにおける印字機能
のより静かな動作が“押圧を行うのに実際に使われる時
間”を増すことによって達成し得ることが認識されてい
た。上記特許に記載された原理に基づいて動作するタイ
プバー（活字列）形タイプライタはその当時市販されて
いた。

（発明が解決しようとする課題） 高い有効質量を持つ文字衝突部材は第１の力で、文字要
素後方のスタート位置から駆動され、印字（または訂正
）リボンをピックアップする文字印字要素と共にのどギ
ャップを横切って前方に移動し続け、プラテン／用紙と
初期接触する。プラテンとの接触がなされたことを示す
信号を制御マイクロプロセッサを受は取ると、印字物質
をリリースしてプラテンを変形するのに充分な大きさの
第２の力が直ちに加えられる。しかし、約４０ボンドの
大きさと約１０ミリ秒の持続時間を持つ第２の力は、通
常薄板金製の側壁に形成された座（シート）からなる従
来のプラテン取付機構に過剰の荷重を加え、側壁を変形
させて、プリンタを使えなくしてしまう恐れがある。ま
た従来の座は、振動してノイズを発生するプラテンのが
なり大きいリバウンドを抑制できない。

このため本発明の主な目的は、大きくて、長（持続する
印字力を支えられる庫内の所定箇所にプラテンを維持し
、プラテンの寸法の完全性を保持でき、さらにプラテン
のたわみ中その支持座内にプラテンのシャフトを保持し
て、抑制されない振動によって生じるノイズを防止した
プラテン支持装置を提供することにある。

この発明の別の目的は、プラテンの横方向振動とプラテ
ンの横方向クリープを防止するプラテン支持機構を提供
するごとにある。

（課題を解決するだめの手段） 本発明はその一態様において、像受容体を支持するプラ
テンで、中心支持シャフトと該シャフトに固定された円
筒状の衝撃吸収スリーブとを含むプラテン、複数の文字
印字部分を有する印字要素、該印字要素を移動し、選択
された文字印字部分を印字位置に位置決めする印字要素
セレクタ、印字要素とプラテンの間に位置決め可能な印
字リボン、及び文字印字部分をプラテンに打ち込む力を
文字印字部分に伝達する手段を備えたシリアル衝撃ブリ
ンクを提供することによって実施される。力伝達手段は
少なくとも０．５ボンドの有効質量を有し、また少なく
とも１ミリ秒の接触期間の間前記プラテンを変形させる
。プラテンシャフトの両端が、第１の方向に沿った衝撃
印字力に歪むことなく耐えられる第１手段と、前記第１
の方向と実質上反対の第２の方向に沿った前記シャフト
の両端のリバウンド移動に打ち勝つのに充分な力で、シ
ャフトの両端を第１手段との接触状態に保持する第２手
段とを含む機構によって把持される。

この発明の上記以外の目的及びその他の特徴は、添付の
図面を参照した以下の詳しい説明から明かとなろう。

（実施例） 本発明が実施される静かな（低騒音）衝撃プリンタの顕
著な特徴が、第１図に示しである。これらの特徴の中に
は、軸１１を中心として回転自在にフレーム（図示せず
）へ適切に装着され、文字をその上に印字し得る単一シ
ートまたは複数部の書式からなる記録担持体を前進及び
後退させるブラテンｌＯが含まれている。ロントスドッ
クレール１４に嵌合された本体鋳造物（図示せず）と−
棒状のキャリッジ支持ビーム１４が、プラテンの下方に
それと平行に側面から側面までプリンタを横切って延び
、キャリッジを堅固且つスムースに支持して、プラテン
の軸と平行に横断移動自在となっている。キャリッジと
一緒に横断移動するように馬蹄状の介在体１６がキャリ
ッジに固定され、ピボット軸１８を中心に揺動自在に取
り付けられると共に、その頂部に印字チップ２０を有す
る。

揺動可能な押えバー２２がプラテン１０の軸とほぼ平行
に延び、その回転軸２４を中心にプラテン対して接近及
び離反する制限された角度運動をなす、往復運動する音
声コイルモータ、回転モータ、あるいはその他任意の適
切なドライバの形をした原動機２６が押えバー２２に結
合され、押えバーに揺動運動を与える。押えバー上のヘ
ッドつまりレール２８が、一対の把持ローラ３２と３４
を介して押圧ロッド３０の一端を受は入れ、押えバーが
揺動するにつれ、押圧ロッドをプラテンに対して接近及
び離反するように移動させる。図示したような後退可能
式でない押圧ロッドはこの要素の包括的態様であって、
市販の態様ではオペレータが印字ホイールへ容易に接近
可能とするため、印字チップ２０をプラテンから離れる
方向に引き戻せるように後退可能とし得る。押圧ロッド
の他端に設けられた支持面（図示せず）が、押圧ロッド
上のビン４０と介在体１６上の適切な留め具との間に延
びた引っ張りバネ３８によって、印字チップ２０の後壁
上の座と係合するように付勢されている。原動機２６の
駆動力は押えバー２２によって増倍された後、押圧ロッ
ド３０によって印字チップ２０に伝達され、押圧ロッド
３０は旋回介在体１６によって規定される印字チップの
弧状路に追従可能なように、支持面３６を中心として旋
回可能である。このようにして印字チップは、約１０ミ
リ秒の持続時間を有するほぼ４０ボンドの衝撃力を、約
１５°〜４０’の範囲の斜めの角度でプラテンに伝える
。

旋回フレーム４２も、ピボット軸４４を中心とした弧状
路に沿って、プラタンに対し接近及び離反する方向に旋
回移動自在なように、キャリッジ上に取り付けられてい
る。連結部材（図示せず）に終端する駆動シャフトを有
する印字ホイール駆動モータ４６が、旋回フレーム４２
へそれと一緒に移動するように固定されている。オペレ
ータが印字ホイール４８をプリンタ内に装着すると、印
字ホイールは止め部材と連結部材の間に把持され、旋回
フレームと一緒に移動する。

次の第２及び３図を参照すると、本発明のプラテン取付
機構が詳しく示しである。プラテン１０はプリンタの両
側壁５０と５２間にほぼ完全に延びているが、従来のプ
リンタでのように側壁には支持されていない０本発明の
静かなプリンタで使われるプラテンは、印字チップ２０
から伝達される高い衝撃力に耐えられるように、従来の
プラテンより剛性が高い。プラテンは、弾性スリーブ５
６によって取り囲まれた筒状調性の中心本体５４と、該
本体内に固定された両端のエンドキャップ５８と、これ
らエンドキャップを通過してそこに固定されたプラテン
シャフト６０と、それぞれのエンドキャップに隣接して
シャフトに取り付けられ、止めワッシャ６６と６８によ
って所定箇所に保持された軸受６２と６４を備えてなる
。軸受６２には、フランジ６９が形成されている。プラ
テンシャフトの一端７０は弾丸状で、他端は駆動連結ギ
ヤ７２を支持し、該ギヤ７２のハブ７４がシャフトに固
定されている。弾丸状のプラテン一端７０は、側壁５２
に取り付けられたスタッド７８に支持され且つ圧縮バネ
８０によって付勢されたボタン７６で、側壁５２から離
反するように軸方向に付勢されている。

プラテンの下側に位置するキャリ・ノジ支持ビーム１２
を含む本体鋳造物は、プラテンの各端にそれぞれ１つづ
つ一対の剛性直立ボスト８２を有し、各ボスト８２にそ
れぞれの軸受６】と６４を受は入れるクサビ状のサドル
８４が形成されている。

各プラテン軸受はそれぞれのサドルに対し、第３及び３
ａ図に示したような付勢機構（その各一部が第２図に示
しである）によって付勢押圧されている、各付勢機構は
、はぼＵ字状で薄板金製の旋回プレート８日の上端へ回
転自在にビン止めされたプラテンシャフト付勢ローラ８
６を含み、旋回プレート８日は側壁５２に固定されたス
タッド９０を中心に取り付けられている。特別頑丈な引
っ張りバネ９２は付勢ローラ８６をプラテンシャフト６
０に対して付勢押圧するように、一端で側壁に固定止め
され、他端で旋回プレート８８に固定されている。旋回
プレート８８の下端に、カムフォロアスタッド９４が取
り付けられており、ピボットビン１００を中心に回転自
在に取り付けられた旋回可能なリリースレバー９８のカ
ム面９６がカムフォロアスタッド９４に作用する。

プラテンを解放して取り外すために、オペレータまたは
修理技術者はバネ９２の強い付勢力に打ち勝たねばなら
ない。つまり、リリースレバー作動面１０２に対して矢
印Ａの方向に下向きのバネ解放力を加えることによって
、リリースレバー９８がピボットビン１００を中心に回
転される。

するとカム面９６がカムフォロアスタッド９４を持ち上
げ、引っ張りバネ９２の力に抗して、旋回プレート８８
を矢印Ｂの方向に回転させる。リリースレバー９８が約
４５″の角度回転すると、カム座１０４がカムフォロア
スタンド９４を中心を越えた位置に受は入れて保持し、
旋回プレート８８はプラテンシャフト解放位置に静止さ
れる。

逆に作動面１０２を上昇させれば、カムフォロアスタン
ド９４はカム座１０４から自由となり、引っ張りバネ９
２がスタッド９０を中心に反時計方向に旋回プレートを
付勢し、プラテンシャフト付勢ローラ８６をプラテンシ
ャフト６０に対して再び駆動押圧せしめる。

上記の特に頑丈なプラテン取付機構は、比較的長い持続
時間にわたって加えられる高い衝撃力に耐えるのに必要
である。このユニークな設計では、静的及び動的両方の
条件が考慮されている。静的な負荷条件を明視的に考え
るのは、ごく容易である。プラテンに対して押圧される
約４０ボンドの強い力が、それに耐えられる構造によっ
て抗されねばならない、この目的のため、本発明者等は
サドルが形成されている鋳造金属製のボスト８２を提供
した。

動的な負荷条件を理解するため、次に第４図の説明図を
参照する。一連の迅速に印加され、長く持続する、高い
衝撃力が、シリアル印字の間中プラテンの全長に沿って
加えられる。衝撃力がプラテンの中央近くに迅速に与え
られる、最も極端な状態について考慮するものとする。

この場合、プラテンをスペース内の自由体として見なせ
ば、プラテンはその中心に加わる力Ｆでたわむものと考
えられ、中央の両側でプラテン長さの約１／４の箇所に
位置した（そこでは静止した）ノードＮａとＮ、を中心
として旋回する。この状態では、プラテンの両端が力Ｆ
と反対向き（−Ｆ方向）の力ｆＡとｆ、でそれぞれ前方
に押されることが分かる。衝撃要素が原動機によって引
き戻されると、プラテンはそれに追従して反対方向に変
形し、接触が解放されるとプラテンは最初の力Ｆの方向
にリバウンドする。振動が減衰していくにつれ、力Ｆの
方向にプラテンがたわむ度に、プラテンの両端は軸平面
からはずれてプリンタの前方方向に移動しようとする。

プラテンをその軸平面内に維持するためには、プラテン
がその庫内で反発して、ノイズを発生するのを防ぐよう
に、Ｆ及び−Ｆ両方向における剛性が必要である。本発
明者等はこの点を、Ｆ方向における剛性については、本
体鋳造物のボスト８２に形成したサドル８４で、また−
Ｆ方向における剛性については、（第３ａ図中矢印Ｚで
示した）約１２ボンドのバネ力によってシャフトを押圧
する外側のプラテンシャフト付勢ローラ８６で達成した
。力が加えられるときにプラテンシャフトの両端をサド
ル内に保持するのに適するようにバネ力の大きさを選定
しておけば、リバウンドたわみ中、プラテンシャフトの
両端を所定位置に保持するのに充分である。

別のノイズ源は、プラテンシャフトとその軸受６２．６
４間に発生するガタである。本発明者等はこのノイズを
、第３ａ図の３点支持で示したように、軸受とシャフト
間のあらゆる遊びを取り除くことによって除去した。サ
ドル８４に隣接し且つその外側からシャフト６０に対し
て付勢ローラ８６を押圧することで、各軸受の内径に力
が加えられ、これがさらに軸受の外径をサドル内へと押
圧する。この取付機構は、プラテン座自体が正しく、し
かも常に正確に位置決めされることを保証する。

プラテンがプリンタ内に置かれると、シャフト６０の弾
丸状の一端７０がバネ付勢されているボタン７６の頂部
の凹部（図示せず）にスナップ嵌合し、プラテンを正し
い軸方向位置に位置決めする。ボタン７６がプラテンシ
ャフトを矢印Ｃの方向に押すと、プラテンの左側エンド
キャップ５８が軸受６２のフランジ外面に対して、また
該フランジの内面がボスト８２の側壁に対してそれぞれ
押圧され、各軸受とプラテンシャフト間でノイズを発生
する軸方向の遊びを除去する。そしてバネ付勢ボタン７
６が、一方向の確実な荷重をプラテンに与えることで、
正確な補正を損ねるプラテンの軸方向の移動を防止する
。つまり本発明者等は、軸方向の移動を制限するストッ
パとして、フランジ６９を軸受６２に設けた。付勢荷重
が存在しないと、プラテンが回転したとき、プラテンは
それが着座するプラテン下方の受は台ローラ（図示せず
）の影響で軸方向に移動する可能性がある。受は台ロー
ラの一方がわずかに斜めになっていると、そのローラは
、プラテンが一方向に回転するとき一方の軸方向に、ま
たプラテンが反対方向に回転するとき他方の軸方向にプ
ラテンをそれぞれ駆動する傾向がある。そのため修正命
令が与えられると、プラテンは１行以上後退しなければ
ならず、従って印字文字と修正文字との軸方向に沿った
位置決め間にわずかなずれが生じてしまう。このような
ずれは、１文字全体の消去を妨げる。すなわち、軸方向
の荷重装置はノイズを減少させるという゛利点の他、プ
ラテンの回転方向に関わりなく−様な軸方向の変位もも
たらす。

尚、以上の開示は例示としてのみなされたもので、特許
請求の範囲に限定された発明の真の晴神及び範囲を逸脱
することなく、各部分の構造や組合せ及び構成の詳細に
おいて数多くの変更が考えられるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施可能な静かな衝撃プリンタの関連
特徴を概略的に示す部分斜視図；第２図はプラテン取付
機構を示す部分正面図；第３図は第２図の３−３線にほ
ぼ沿った断面図；第３ａ図はプラテンの支持を示す拡大
概略図；及び第４図はプラテンに作用する印字力の効果
を示すプラテンの概略平面図である。 １０・・・プラテン、４８・・・印字要素（ホイール）
、５６・・・スリーブ、６０・・・プラテンシャフト、
８２；８６．９２・・・第１．２把持手段（８２；ボス
ト、８６；付勢ローラ、９２；引っ張りバネ。 ＦＩＧ、　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、像受容体を支持するプラテンで、中心支持シャフト
   と該シャフトに固定された円筒状の衝撃吸収スリーブと
   を含むプラテン、複数の文字部分を有する印字要素、該
   印字要素を移動し、選択された文字部分を印字位置に位
   置決めする印字要素セレクタ、前記印字要素と前記プラ
   テンの間に位置決め可能な印字リボン、及び前記文字部
   分を前記プラテンに打ち込む力を文字部分に伝達する手
   段を備え、該力伝達手段が少なくとも０．５ボンドの有
   効質量を有し、また少なくとも１ミリ秒の接触期間の間
   前記プラテンを変形させるシリアル衝撃プリンタにおい
   て、 前記シャフトの両端を把持する手段を備え、該把持手段
   が、前記力伝達手段から第１の方向に沿って加えられる
   衝撃印字力に、歪むことなく耐えられる第１手段と、前
   記第１の方向と実質上反対の第２の方向に沿った前記シ
   ャフトの両端のリバウンド移動に打ち勝つのに充分な力
   で、前記シャフトの両端を前記第１手段との接触状態に
   保持する第２手段とを含むことを特徴とするシリアル衝
   撃プリンタ。