JPS629969A - 低騒音シリアルプリンタ - 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） この発明は改良型シリアルインパクトプリンタに関し、
特に印刷動作中に生しるインパクト騒音を大巾に減少す
る新規なプリンタに関する。 （従来の技術） 長年の間、オフィス環境ば不快な騒音発生体、つまりタ
イプライタや高速インパクトプリンタの収容場所となっ
てきた。このような装置が幾つか１つの部屋の中に一緒
に置かれると、累加された騒音公害がそこで働く者の健
康や精神的な状態に害を及ぼす恐れがある。こうした状
況は技術産業界や行政府当局に３Ｌっでよ（認識され、
取り組みがなされてきた。騒音を減少しようとする試み
が幾つかの方法で行なわれてきた：例えばインパクトプ
リンタを消音カバー内に入れる；インパクト騒音が減じ
るようにインバク１〜プリンタを設置１する；インクジ
ェットや熱転写等の非インパクト技術に基いて低騒音プ
リンタを段重する等。また、立法府や規制当局も、オフ
ィス環境におりる最大許容騒音レヘルの基準を設定１〜
できた。 一般に、インパクトプリンタは７０〜８０ｄＲＡ強の範
囲の平均騒音を発生し、これば邪摩になるレヘルである
。６０〜７ｆｌｄＲＡの範囲に減少されれば、騒音は不
快なレヘルとなる。インパクト騒音レベルの５０〜６０
ｄＢＡ範囲への更なる減少は、不快度をいっそう改善す
る。明らかに、インパクト騒音は４０代半ばより以下の
ｄｔｌＡ値に減少するのが望ましい。こ＼で音量値を表
わすのに用いた尺度“Ａ”は音強度の絶対値と異なり人
が感しる音の大きさのレヘルを表わし、この点は後で詳
述する。ｄＢ　（またはｄＢ＾）のｆ４１位で表わされ
た音のエネルギーを考慮するときは、尺度が対数で、１
０ｄＢの差は１０倍、２０ｄｌｌの差は１００倍、３０
ｄＢの差は１０００倍等々の差をそれぞれ示すごとに注
１」ずべきである。我々はプリンタのインパクト騒音を
大巾に降下させようとするものである。 」ユリした印刷騒音は衝撃的性質を持ち、主にハンマー
が衝突して活字文字のパッドをリボン、プリントシート
及びプラテンに対し、リボンからシートへインクを写す
のに充分な力で駆動したときに生じる。こ＼での議論は
、システム中の他の騒音を唆いでいるインバク１騒音に
のめ限定する。 但し、インパクト騒音が犬［１１に減（しられれば、他
の騒音も無視できなくなる。従って、本当に静かなプリ
ンタを設計しようとする設ｄＩ者し；１、」−ヤリソジ
の移動、活字文字の選択、リボンのリフトと前進、更に
はその他のクラッチ、ソレノイド、モータ及びスイッチ
に基因した他の全ての騒音源を減少することに取りｘｌ
ｌｌまねばならない。 本発明で取り扱うのはインパクト騒音であるから、従来
の弾道ハンマー型インパクトプリンタにおけるインバク
］・騒音の発生源を理解する必要がある。こうした一般
的なデージ−ホイールプリンタでは、質耐約２．５ｇの
ハンマーがソ

【／ソイ１′付勢式のクラッパ−によって
衝撃的に駆動され、ハンマーが文字パッドの裏向に当っ
てそれをリボン／用紙／プラテンのＮ、１１合一〇に対
して衝突させ、ハンマーはそこからホーＪ、（ｉ″１置
へリハカンドされ、通常別の衝突によってその位置に停
止トされねばならない。 プラテンの変形インパクト、つまりリボン／用紙／プラ
テンの組合せに対するハンマーのインパクトについてだ
け見ると、総停＋ｌ二（ドエル）時間は一般に約１００
μｓである。しかし、毎秒３０文字の印刷速度では、文
字インパクト間の平均時間が約３０ｍ５である。従って
明らかに、インバクｌ停＋Ｌ時間を印刷サイクルの中で
１ｌｌｌ常のプリンターの一般的な値よりかなり大きい
部分となるように著しく延長できる充分な可能性がある
。例えば、停止時間が１００μｓから６〜］Ｏｍｓに延
長されれば、衝撃１１１は通常の場合の６０〜１００倍
に増加し、引き延ばされる。プラテンの変形をより長い
時間に引き延ばすと、以下の説明から明らかとなるよう
に騒音出力のそれに伴う減少が達成される。 変、形衝撃の延長によるインパクト騒音の減少という一
般的概念は、相当以前から認識されていた。 １９１８年にまで遡ると、米国特許隘１．２６］、７５
］（Ａｎｄｅｒｓｏｎ）において、タイプライタ−の印
刷機能での静かな動作は、“押印に実際に使われる時間
”を増すことによって達成できることが認められていた
。Ａｎｄｅｒｓｏｎは各々の活字−トヤリャをプラテン
に対し押し付けるのに、重りつまり“運動Ｖアキュムレ
ータ”を用いている。まず、力印加用のキーレバーがぶ
つけられてリンク機構を動作し、活字キャリヤを移動さ
せる。次いで、キーレバーの下動がストッパによって制
市されることにより、キーレバーが活字キャリヤから離
脱されてその後は何の制御も行なわない。Ａｎｄｅｒｓ
ｏｎの作動リンク機構に対する改良は、Ｇｏｉｎｇの米
国特許階１．５６１，４５０に教示されている。これら
の特許上記された原理に基いて動作するタイプライタ−
は、商業的に利用可能なものであった。 加圧または圧搾機構も、米国特許Ｎｉ３．９１８．５６
８（Ｓｈｉｍｏｄａｉｒａ）及び米国特許Ｎｎ４，１４
７，４３８（Ｓａｎｄｒｏｎｔ＝等）に図示、記載され
ており、これらの特許では回転する偏心ドライブが押圧
部材を所定の周期的方法で、文字／リボン／シー１／プ
ラテンの絹合−ｌに対して付勢する。ｎｌ動部分間にお
ける不変の“動力学的゛関係（つｉＦり一定の物体間凹
陥）が、プラテンの位置とその許容差にとって極めて重
要であることは明らかであろう。ずなわら、押圧部材と
プラテンの間の開き距刈が大きずぎると、リボンとシー
トが（ある程度あったとしても）許容可能な印刷品質に
充分な力で加１’されず、逆に開きｔ？ｌｉ　ｉ！ｉｌ
Ｉが小さずぎると、押圧部材の作用で文字パッドが像受
容シートに刻印を生してしまう。 ５ａｎｄｒｏｎｅ等は、固定偏心体の代りにソレノイド
アクチュエータを使って動力学的な関係を再生できるこ
とを教示している（第１４〜１７図の代替実施例参照）
。米国特許ｈｋｉ４，２０３，６７５（Ｏｓｍｅｒａ等
）に教示されているように、プラテンと押圧部材を同時
に移動しても、加圧作用が得られる。 さらに５ａｎｄｒｏｎｅ等は、静かな動作が手性Ｖを移
動さ−Ｕることに依存し、うるさい動作は大質量によっ
て生じると述べている。この理論は確かに、フライホイ
ールやリンク機構の形の質渚増倍器がキーレバーによっ
て作動され、選択された文字パッドにインパクトする衝
突ロソｌの実効質量を増大せしめるＡｎｄｅｒｓｏｎと
Ｇｏｉｎｇの両特許（前出）及び米国特許階１．１１０
，３４６（ｌｌｅｉｓｓｅｒ）で適用されている理論と
矛盾する。 （発明が解決しようとする問題点） 市販可能なプリンタは、従来技術で認められていない数
多くの特性を備えてなければなら２＜い。 第１に、妥当な価格でなければならない；このためには
、許容差管理上部品数が最少限化されねばならない。第
２に、従来使われているものに匹敵するかあるいはそれ
より優れた印刷品質でなければならない。第３に、従来
のプリンタと同じかまたは同様の速度能力を持たねばな
らない。第１と第３の因子の観点から、許容差が非常に
厳密で、満足し得る印刷品質を達成するのに多くの時間
がかかり過ぎる圧搾作用に基くプリンタの股引ば除外さ
れる。 本発明の主目的は、現在市販されている一般的なものよ
り格段に静かであるにもかかわらず、Ａフィスで使うの
に必要な迅速な動作と妥当なコストを達成し得る新規な
インパクトプリンタ技術を提供することにある。 本発明の別の目的は、延長した接触期間にわたって作用
する大きな実効質量が、その軌道全体に沿って動作制御
されながら、予測し得ない終端点へ“動力学的に”駆動
される（“自己レヘリング式゛）シリアルインパクトプ
リンタを提供することにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明の新規な低騒音インパクトプリンタは、Ｂ様にお
いて、像受容シーＩ・をその上に支持するプラテン、文
字パッド部を有するプリント要素、プリント要素セレク
タ、プリント要素とプラテンの間に位置可能なマーキン
グリボン、及びプラテンに対して相対的に移動可能で、
制御された接触期間の間選択された文字パッドをリボン
／シート／プラテンの組合せに対して付勢するプリント
チップを備えて成る。上記の相対的移動は、接触期間の
開始前にプリントチップをプラテンに対し相対的に移動
する第１の力を加え、次いで接触期間の後プリントチッ
プをプラテンに対し相対的に加速する第２の力を加える
動力学的駆動機構によって制御される。 （作用の理論） 従来の弾動型ハンマープリンタの場合におけると同様、
この発明の改良プリンタもハンマーＳ１０体から変形可
能部材への運動エネルギーの転移という原理に基いてい
る。すなわち、質量が加速されて運動量を得、その運動
エネルギーを変形可能部材へ移し、該部材がそのエネル
ギーを位置エネルギーとして貯える。かかる動的システ
ムでは、挙動に著しい変化を伴わずには動作をスローダ
ウンできないような程度に、当該質甲とそれに関連した
速度が大きい。極端な場合、そ・うしたシステムが低速
になり過ぎると、その挙動１１１全く消え失せ、印刷が
行なわれなくなる。換言すれば、可動な質量とその速度
が相互に適切な関係にある場合にだけ、動力学的システ
Ｊ、は作動する。 動力学システムの別の特性として、自己レヘリング式で
ある。このごとζ９１、移動する質量がその背後の駆動
装置によって完全には限定されないことを意味する。移
動質量はそれに運動を！ｉえることが可能で、プラテン
にぶつかるまで移動し続ζＪ、その時点で両者のエネル
ギー間における交換が実施される。従って、プラテンと
の接触点は予測し得ないので、空間的許容差はそれほど
蔽密でなく、システムの印刷動作は接触点位置の微小変
化によって認知し得るほど変わらない。 運動エネルギー転移システムは、当該質量とそれに関連
した速度がそれほど重要でない動力学的システムと区別
されるべきである。後者は−ｒに、移動する要素が不変
の周！■的経路に物１’ｊｌｊ的に拘束されるカム動作
式構造によって表わされる。これらの構造は、任意の速
度で効率的に動作する。各部品がどんなに遅（移動して
も、問題（，１牛じない。 唯一重要なのは、相対的に移動可能な部品間での空間的
な関係である。動作のサイクルｔよ、変形可能部材が存
在しなくてもそのまま継続する。プラテンとの間隔が許
容差から夕）れた場合の影響としてプラテンが近ずぎる
と、不変の連動によって用　ｑ 紙に刻印が生してしまい；一方プラテンが遠ずぎると、
印刷が満足できる品質にならないか、あるいは印刷が全
く行なわれない。 この発明の新規なインパクトプリンタで騒音の減少を達
成する理論を理解するためには、音（衝撃騒音）の発生
メカニズム、及び音のエネルギーはいかに取Ｆ）扱うの
が有利かとい・う点を８慮するのが役立つであろう。基
本的に誹えぽ、音は空気等の伝達媒体を移動さ−Ｕるメ
カニカルな変形によって生じる。高品質の印刷を保証す
るため、プラテンの変形度を従来の弾道型インパクトプ
リンタとは＼同じに維持したいことから、ご−では変形
の速度だけについて考慮する。変形表面が移動すると、
その近くの空圧が変化し、その伝播する圧力の乱れが耳
によＶ）音として感知される。従って、変形表面の直近
では伝達媒体のわずかな稀薄１ヒ（または圧縮）が生し
るが、周囲の空気番よ一定の速度でのみ空所を埋める（
またば密な状態から抜は出る）ことができるので、変形
が速く生じるほど、媒体中の乱れシ、［大きくなる。つ
まり、結果として生じる圧力差と音の強度は、争に変形
の大きさだけでなく、変形の速度に依存する。我々は直
感的に、鋭く急速なインパクト騒音が大きく、遅いイン
パクトは騒音が小さいことを知っている。 変形衝撃力の持続時間が増加すると、それに応して変形
表面の速度が減少し、音圧も減少する。音波の強度つま
りｔ百位時間当りに生じるエネルギーは速度と圧力の積
に比例するから、変形衝撃を引き延ばすことで音波の強
度は滅じら才する。 −上記の概念を出発点として、インパクト騒音の発生源
つまりハンマーで打たれたときのプラテン変形を考えて
みう。間に介在する文字パッド、リボン及び用紙は、ハ
ンマーと一体で移動するため無視する。−１−述したよ
うに、音の強度はインパクトの接触期間、つまり停止期
間を引き延ばすごとによって減少できる。また、１ｆｆ
ｌ常の接触期間（１００μｓ）を延長するのに、約１０
０倍という充分な時間の余裕（約１５ｍ５）があること
も解っている。 さらに、変形の時間領域における制御は、そこから生し
る音波の周波￥Ｉ領領域変化させることも、Ｌく知られ
ている。事実、衝撃の変形時間が引き４Ｉ！：ばされる
と、変形によって牛ｔ７る音の周波数（実際には音の周
波数のスペクトル）はそれに比例して減少する。ずなわ
らＬ記の例で番、１、接触期間を１００倍引き延ばずと
、スペクトルの対応する平均周波数は１００分の１に減
少する。 変形の衝撃［１１が増加され、平均周波数及び’Ｆ均ス
ペクトルが減少されるにつれ、インバク１〜印刷の騒音
は２つの現象の結果として低下する。第１の現象は一１
二述したように、音圧が変形の速度に比例することによ
る音波強度の減少である。平均周波数の１オクターブ減
少毎に、約３（１Ｂの減少率が計算されている。第２の
現象（１ｖ、所定の音ｑｉ１１度の音響心理学的感知に
基因している。人の耳は周波数の関数である音に対して
、不均一な応答性を持つことが知られている。非常に大
きい音の場合、人の耳の応答性は周波数に対しほとんど
フラン１−である。しかし、低い音し・＼ルの場合、人
の耳は２０００〜５０００　ｌｌｚの範囲の音周波数に
対し、それより高いまたは低い周波数に対ｊ−て３Ｌり
も強（応答する。人の１１の応答性におけるこの“起伏
”番よ、極端に高い及び低い周波数域で１ＹにＵｊｆｉ
著と４１′る。 音強度と音響心理学的感知の両現象によるＫ１１１合・
１！効果のグラフ表示が第１図に示してあり、同図では
等しい音の大きさくｄｎＡ’ｌの良く知られたＰＩｅｌ
、ｃｈｅｒ−Ｍｕｎｓｏｎの等感曲綿が、平均的な人の
耳の場合につき強度レー・ル（ｒｌｌ＋）と周波数（Ｉ
ｌｚ　）に夕、１してプロソトシである。このグラフは
、１９５７年に１１．　Ｖａｎ　Ｎｏ５ｔｒａｎｄネ１
から刊行された１ｌａｒｒｙ　Ｆ。 ０ｌｓｏｎ著「音響エンジニアリング−１の９６９ペー
ジから再録したものである。各１．！ｉ１波数が腰によ
っていかに加重されるかを示したこれらの等感曲線し［
、Ｉ　Ｏ００１１ｚで強度ｌ／ヘルに関して規格化され
ている（つまり１０ｄＢ−］　０ｄＲＡ、２０ｄＢ＝２
０ｄＢＡ等）。前述した。Ｊ−うに、ｄＢと旧３＾は共
に対数尺度であるから、１０ｄＢの差は１０倍：２０ｄ
Ｂの差は１００倍１０ｄＢの差ば１０００．等々の差を
それぞれ示す。 インパクト力の停止１一時間を延長することによって達
成される感知衝撃騒音におＬ−Ｊる上記の複合減少を、
以下の例に示す。スタート点として、約１００　）Ｉ　
Ｓのインパクト衝撃で発生ずるｉｔｎ常のタイプライタ
−またＣよプリンタのインバクＩ−騒音しヘルを表わし
た第１図中の領域“ａ　”の近傍を考える。そのスター
を点は、約５１）　００　Ｉｌｚの周波数で約７５ｄＢ
への音の大きさのレベルを持つ。約５ｍｓまでインパク
ト停止り時間を引き延ばすと停止１一時間は５０倍増加
し、それに対応して周波数シフト１００１１ｚへ５０倍
（約５．５オクターブ）減少する。 この周波数シフトは、図中矢印へで表わした線で示しで
ある。変形衝撃がゆっくりになったことによる】オクタ
ーブ当り約３ｄｌ＋の減少率は、騒音の強度を矢印Ｂで
示した綿に沿って３５ｄＲＡの等感曲線上に相当する領
域“ｂ”の近傍へ約１６．５ｄ］３減少さ−ｌる。従っ
て、インバク１期間の引き延ばしにより、音の強度自体
も約１　（ｉ、　５　ｄＢ減少するが、同時に平均周波
数が耳の感度のイ１（い領域（約１００ｔｌｚ）ヘシフ
トしているため複合効果がノドし、インパクト騒音は従
来のインバクミープリンタより静かな約４０ｔｌＢと感
知される。 変形速度の減少をともなう停止１一時間の延長を実施す
るためには、インパクト部材を変えるのが望ましいこと
が認められた。満足し得る１次の近似である以下の解析
が、これらの変更を理解するのに役立つであろう。実際
の目的り、変形インバク１時に騒音を発生するプラテン
（Ｊ、ハネ定数“ｋ”の弾性変形部材と考えられる。事
実、プラテンは温度に大きく依存する粘弾性材料である
ことが理解されるべきである。変形期間の間は、プラテ
ン（ハネ）及びインパクトするハンマーの質量“Ｉｎ”
が一体となって移動し、ノ（振周波数“ｆ”を持つ共振
系と見なすことができ、そのパルス１１１はプラテンの
弾性及びハンマーの質量の共振周波数によって固有に決
定される。共振系において、共振周波数はに７ｍの平方
根に比例する（つまりｆ２−ｋ　／　ｒｎ　）。従って
、質量【土用波数シフトの２乗に反比例するため、十記
の例における５０倍の周波数減少はハンマー性用の２５
００倍の増加を必要とする。これは、従来の弾道型イン
パクトプリン夕に匹敵する印刷品質（同じ変形の大きさ
）を達成するのに、２．５ｇである一般的なハンマーの
質量を約１３．７５ボンド（約６２４３ｇ）に増す必要
があることを意味している。しかし、このような大賞１
のハンマーを、システＪ、のコス１−を安価に保ちなが
ら制御するのは不可能である。 質量を大巾に増加する必要があることがら、本発明者等
が果したＭ的な差【ＪもＬｌｌや程度の問題でなく、む
しろ質の問題であり、全く異った新規な種類のインパク
ト機構を意味することが容易に理解されよう。本発明の
新規な方法は、全く考え及ばなかったことを実用可能と
するものである。ハンマーの質量自体を増すのでしよな
く、メカニカルな利点を生かすとともに、大きな実効質
Ｍっより見かけの質量をユニークな駆動機構を介してプ
リントチップを１１えるのに￥ｒ￥変成器が使われる。 実効質量の大きさを増加するのに加え、プラテンを適当
に変形さ一ｌるのに充分なエネルギーをプラテンに８１
量供給することによって高品質の印刷が得られる。 本発明のインパクトプリンタでは、重い質量が移動され
て適切なリンク機構を介して運動量を累加し、これが移
動可能なプリントチップによってプラテンに伝達される
。プラントチップの全体の軌跡は、そのホーム位置から
プラテン表面までの約５０ミルの開き距離と、約５ミル
の変形つまり貫入距離とを含む。重い質量に貯えられた
エネルギ一つまり運動量が変形時にプラテンに移され、
プリントチップが遅くなって止まったとき、プラテンの
位置エネルギーへ完全に変換される。プリントチップは
プラテンから“見て゛運動エネルギー伝達系の一部に過
ぎないので、プラテンはプリントチップを大きな系質計
（系の実効質量）を有するものと見なす。勿論、プリン
トチップとプラテンの間の相対的な運動は１：記に代え
、プラテンを固定のプリントチップに対して移動さセる
か、あるいはプリントチップとプラテンを接近及び離反
する方向に移動させても達成できることば明らかである
。 本発明の好ましい態様においては、運動エネルギー全体
が質１変成器へ増分的に、１Ｉｈｔ供給される。 エネルギーの第１部分が開き距離を横切ってプリントチ
ップを急速に移動させ、エネルギーの第２部分が変形過
程の最近に与えられる。原動機をｔｌｉｌ制御すること
で、開き距離の横断は初めにプリントチップを急速に移
動し、次いでプリントチップがプラテンの表面に達する
直前に速度を落とすことによって達成できる。この点は
、それぞれの間で速度が段階的に変化する異った速度の
領域を設けるか、あるいは速度を連続的に制御すること
によって成し得る。インパクト騒音を減少させるため、
接触の開始直前にプリントチップを低いかまたは実質上
ゼロの速度に落すのが望ましい。しか１７、接触の開始
におけるプリントｉ車度のチップは印刷を行なうのに低
過ぎるので、プリントチップをプラテンに向けて加速し
７印刷を達成するためには、運動エネルギーを増加さ−
Ｕねばならない。 あるいは、開き距離を横断してプラテンへの貫入を行な
うのに必要な全運動エネルギーを持った質量変成器を提
供することもできる。この全エネルギーがシステムの１
１１動機によりホーム位置で（つまり変形過程の最初よ
り前に）質量変成器へ計量供給され、質量変成器を移動
さＵ゛る。しかしこの手順を実施するには、大きな力が
印加されねばならず、明らかにより大きい騒音が生しる
。 従って主要な利点は、全運動エネルギーを２分し、それ
を計量供給して（ａ）（接触前に）開き距離を閉ざし、
（ｂ）（接触後に）プラテンへ貫入せしめるときに得ら
れる。つまり、接触速度が低いため、本質」二より静か
な動作となる。−り記の運動エネルギーの；ｉＩＭ供給
は、プラテンチ・ノブの速度がプラテンとの接触直前に
実質−１−制御１−されるか、あるいは小速度となるよ
うに実施される。重要なのは、接触したという判定に応
し、適切なプラテンへの貫入のため付加力が与えられる
点である。 本発明者等は、一定の条件下において、付加の運動エネ
ルギーを印加することで同じ貫入力が得られ、しかも実
効質量つまり系の質量が大中に減少されることを見い出
した。これが何故可能なのかを理解するためには、変形
に対する運動量の影響が究明されるべきである。以下の
２つの例で（１１、匹敵し得る印刷品質が得られるよう
に、同一＝・の最大のプラテン変形が生じるものと仮定
する。まず、運動量を無視できるほどゆっ（りと変形力
が印加される圧搾型プリンタを考えてみよう。プラテン
チップがプラテンを変形し始めるとき、その力はプラテ
ンの復元反力より大きくそれに打ち克つ。 プリントチップの変形力がプラテンの復元反力に等しく
なると、プリントチップの質Ｖは移動を停止し、反力の
方が優勢になるため、２つの可動部材は離反させられる
。これは、プラテンの変形が最大の時点で生じる。 次に、プリントチップがプラテン内に加速される本発明
の動力学的システＪ、を考えてめよ・う。プラテンへの
到着時、プリントチップは限定された小速度かゼ１１の
速度を有する。次いで、加速されたプリントチップが変
形プラテンに力を加え始めると、プリントチップはプラ
テンの復元反応を受けるようになる。初めは、プリント
チップの変形力の方がプラテンの復元反力、１：、り大
きい。しかし上記の例と異り、プリントチップの変形力
はその軌跡の（終端点でなく）中間点でプラテンの復元
反力と等しくなる。この中間点から最大変形点までの間
、プリントチップの）ｌ動量がそれを前方に移動し続け
る一方、より大きくなる反力がプリントチップを減速し
続ＬＪる。最大変形の時点で、プリントチップの全運動
エネルギーがプラテンの位置エネルギーに変換され、プ
ラテンの復元力がプリントチップを押し戻し始める。 本発明五等Ｇ３１、プラテン変形力の半分を加えるだけ
でよく、残りの半分は実質！−システムの運動用によっ
て与、えられることを見い出した。また、ハンマーの質
量は長い軌跡を持つため、プラテンの貫入を同し大きさ
に制限したいなら、停止ト時間を短（して同一の貫入と
しなければならないことも見い出した。ｉｉｉ　ｉ、４
；したように、質Ｖは周波数の２乗に反比例するから、
周波数を倍化することは質量を１／４に減少可能とする
。 本発明のユニークなインパクトプリンタにおける典型的
な各個は次の通りである：接触時点における有効ハンマ
ー質ｖ３ボンド（１３５０ｇ）、接触期間４〜６ｍｓ、
及び接触速度２〜３インチ／秒（ｉｐｓ）。比較として
、従来のインパクトプリントにおける同じパラメータの
典型値は次の通り：ハンマー質量２〜４ｇ、接触期間５
０〜１００μｓ、及び接触速度８０〜１００ｉｐｓｏυ
を来の中で最も重いインパクトプリンｉ〜ハンマーであ
るＩＢＭ社製のボール型プリント要素でも、付属の駆動
機構を含めて実効質￥Ｌｊわずか５０ｇである。 本発明の動作原理を用いたプリンタば、次のパラメータ
限界値から騒音減少の利点を発揮し始めるものと考えら
れる：つまり接触１１．％点における実効ハンマー質量
０．５ボンド（約２２７＋ｒ）、接触期間１ｍｓ、及び
接触速度１６ｉｐｓ。勿論、これらの値は最適な結果を
生じないが、これらの値となるように構成されたプリン
タば本発明の特（４＋。を有するもので、従来のプリン
タより静がなこ七が充分見込まれる。例えば、３０ｄＢ
　（Ｉ　ＯＯ’０倍）の減少は無理としても、３ｃ［（
２倍）の騒音減少は得られる。上記の値が本プリンタの
典型値へ更に近づくほど、プリンタはより静かになる。 本発明の利点は当業者であれば、添付の図面を参照した
以下の詳細な説明から理解されよう。 （実施例） 第１図のグラフは、本発明で用いた騒音減少の理論に関
連して上述した。以下本発明の新規なインパクトプリン
タを、特に第２〜５図を参照して説明する。図示のプリ
ンタは、従来のインパクトプリンタで使われているのと
同等のプラテン１゜を具備する。プラテンＩＯはフレー
ム（図示せず）の軸受で回転自在となるように適切に装
着され、文字がその上に印刷されるシート１１を前進・
後退させるための駆動機構（同じく図示せず）に接続さ
れている。キャリッジ支持バー１２が、プリンタをプラ
テンの下側で左右に一定区間移動させる。キャリッジ支
持バー１２はヘース及びフレームと一体に形成してもよ
いし、あるいは所定の位置に固着してもよい。キャリッ
ジ支持バーには上下のＶ字状座１４．１６が形成され、
それぞれにロッド心棒レール１８．２０が着座固定され
てぃる。これにより、比較的低コストを保ちながら、非
常に滑らかな低摩擦表面を持ったキャリッジレール構造
を形成することができる。 こ＼で、支持バー１２はプラテンの軸と平行に延び、キ
ャリッジ２２とその上に保持されたプリント要素がプラ
テンの長さに沿って、キャリッジの全ての横方向位置へ
正確に位置決めされることが重要である。キャリッジ２
２川の片持ち支持機構が、上下各々２組づつでレー月月
８．２ｏとそれぞれ当接する計４組の打込み固定ローラ
２４で設けられている。このようにキャリッジは、幾つ
かのモータ及びその他の制御機構の駆動でプラテンに対
して横移動可能に支持されている。通常のケーブル、ベ
ルトまたはネジ送りドライブ等適当なキャリッジ駆動機
構（図示−ロず）をキャリッジに接続し、キャリッジを
プラテン１０に対して平行に支持バー１２上で矢印Ｃの
方向に移動させることができる。 キャリッジ２２ば、結合ロッド２６で一体状に固定され
外側に突出した打込み固定ローラを支持する一対の側方
プレート２５で構成されるものとして示しである。現時
点で好ましい態様は幾分穴って構成されているが、各部
品の相互関係を解り易く例示するためにのみ図示の構成
とした。キャリッジ２２にばプリントホイールモータ２
７が装着され、該モータ２７はプリントホイール３０を
固定可能な回転シャフト２８、及びプリントホイール３
０と像受容シー［１１の中間でマーキングリボン３３を
支持するりボンキャリッジ３２　（想像線で示す）を有
する。同じくキャリッジ上に支持されるリボン駆動モー
タとリボンシフト機構は示してない。 通常のプリンタでは、キャリッジがさらにハンマーとそ
の作動機構も支持している。本発明のユニークな構成で
は、ハンマー機構の一部つ士り介設部材３６に固定され
たＴ字状のプリントチップ３４だけをキャリッジが支持
する。介設部材３Ｇはヨークの形を成し、その両端が軸
受ピン３８でキャリッジ２２へ旋回可能に装着され、プ
ラテン１０に対して接近及び離反する方向に弧状移動可
能に拘束されている。プリントチップ３４はヘース４０
と中央のり１側に延出したインパクト部４２を備え、イ
ンバク１部４２　Ｉｔプリントボイール文字パッド４５
裏面のＶ字状突起と係合する■講４４をその衝突面に有
する。従ってインパクト時、係合するＶ字状面が、像受
容シート１１のプリントライン上に文字を押圧ｔ７て正
確に位置させる必要に応じて可撓１１のスポークを左右
・＼移動することによって、文字の倣細な心合−１！を
行な・う。・＼−ス４０の両外端は介設部材３６の取付
パソ１゛４６に固定され、ヘースの中央部をに持されな
い状態とする。ひずめセンサ４７が、インバク１部４２
と正反対側の中央部に固定されている。適当な電気出力
リード４８．５０がセンリとプリントチップヘースにそ
れぞれ接続され、ひずみセンサで生じた電気信号をプリ
ンタの制御回路に中継する。 ひずみセンサは、ヘースに付着された圧電ウェハから成
るのが好ましい。圧電結晶が応力に、Ｆ′、って生じた
ひずみにさらされると、電気信号を発生ずることばよく
知られている。従って、プリン１−チ５　〕 ツブのインパクト部４２が文字バソｌ５４５、リボン３
３及び像受容シート１１を変形可能なプラテン１０に対
して押圧した瞬間に、インパクト部を介して作用するプ
ラテン反力がプリントチップヘース４０の梁部を湾曲さ
セ、圧電結晶のひずみセンサ４７に電圧を発生し、プリ
ントチップがプラテン表面に到着した瞬間を表わす電気
信号を制御回路に送る。 プリントチップを移動するハンマー力印加機構の残りは
、キャリッジから離れて位置した質量変成器５２から成
る。質量変成器５２は介設部材３６と揺動可能な支えバ
ー５６の間に延びた押圧ロッド５４を備え、揺動支えバ
ー５６はプラテン１０の軸と平行に延びた軸５７を中心
に揺動する。 支えバー５６がプラテンに対し接近及び離反して揺動す
るにつれ、押圧ロッド５４が軸受ピン３８を中心に介設
部材３６を弧状に移動し、プリントチップ３４をプラテ
ンに対し接近及び離反せしめる。介設部材３６の−１一
端に装着された軸受ピン５８が、押圧ロッド５４のＶ字
状駆動端６０用の座を与える。２つの軸受面５８、Ｇｏ
は、バネ６２で密着されている。押！ｆロソ１゛５４の
反対端つまり被駆動端６４には、一体状のビード（玉縁
）６Ｂの形をした支えバー５６の細長い駆動面点の弾性
接続部が設げられている。ビード６８は支えバーの揺動
軸５７と平行に形成しである。ビード６８の片側が、押
圧ロソ［に固定されているビン７１に回転自在に軸支さ
れた第１押圧ロソ１゛輸７０用の横方向軸受面を与える
。またビートの他側が第２押圧ロツド輸７２用の横方向
軸受面を与え、第２押圧ロツド輸７２はハネ付勢されて
第１押圧ロツ１′輪がビードに密着するのを保証する。 このバネ付勢は、押圧ロッドの被駆動端に、（Ｊリンク
ピン８０で所定の位置に保持されたピボソ［ブロック７
Ｂの舌片７６を受は入れる［Ｊリンク７４を設けること
によって成される。第２押圧ロッド輪７２は、ピボソト
ブロソク７８に固着された軸受ピン８０に支持されてい
る。別のブロック８６に片持ち取り付けされた仮ハネ８
４が、ビボソトブロソク７８を付勢して第２抑圧ロンド
輸７２をビード６８に対してバイアスし、第１押圧ロッ
ド輪７０を支えバーのビー１′６８に密着−ｕ−Ｌめる
。 輔５７を中心にした支えバーの揺動は、携行構造９６上
の移動可能なコイル巻回ボビン９４の頂部に装着されて
いるたわみコネクタ９２に固定されたレバーアーム９０
を介し、音声コイルモータ８８等の原動機によって行な
われる。音声コイルモータ８８は中央のｉｇｒ　ｉｆｆ
性コア９８とその周囲の同心円状磁石１００からなり、
コイル巻線を流れる電流に応してブツシュ１０４内を案
内される支持シャフト１０２上で軸方向にボビン９４を
駆動する。音声コイルモータ８８はプリンタのヘースに
固着されている。 次に動作を説明する。インパクト開始の信号を受信する
と、電流がコイル巻回ボビン９４を通って一方向に流れ
、同ボビンを矢印りの方向に沿って下方に引きつけ、レ
バーアーム９０を引張ることにより支えバー５６をその
軸５７を中心にして矢印Ｅの方向に揺動さセる。支えバ
ー５６がこのように揺動すると、ビード６８が押圧ロッ
ド５４を矢印Ｆの方向つまりプラテン１ｏへ向かう方向
に駆動する。押圧ロッドば介設部（４３６と密着状態に
維持されているので、押圧日ソ１′の動きがプリントチ
ップ３４に伝達され、プリントチップ３４が変形可能な
プラテンに衝突するように駆動される。キャリッジ２２
がその駆動機構により矢印Ｃの方向にプリンタを横切っ
て横移動すると、押圧ロッドも介設部材３６と支えバー
５６の間でプリンタを横切って横方向に運ばれ、その間
ビードレールを挟持するバネ付勢された両押圧ロッド輸
７０．７２によって駆動接触が維持される。逆に、電流
がコイル巻回ボビン９４をｊｍって反対方向に流れると
、矢印Ｉ）の方向に沿って上方に（＝Ｊ勢され、プリン
トチップをプラテンから離れる方向に引きつける。 プラテン１０に衝突するときのプリントチップ３４の有
効質量の大きさは主に、音声コイルモータ８８によって
運動を引き起された重い支えバー５６の運動量に依存す
ることが明らかであろう。 移動する支えバーの運動エネルギーが、プラテンの変形
が生しる停止つまり接触期間中にプリントチップを介し
てプラテンに伝えられ、そこで位置エネルギーとして貯
えられる。−１＝記のように接触ル１間の長さを引き延
ばし、プリントチップの実効質屋を大巾に増加すること
によって、従来のインパクトプリンタと比べ約１０００
倍のインパクト騒音減少を達成できる。 プリントチップの移動は次のように行なわれる。 音声コイルモータの通電タイミングを適切な制御回路を
正確に制御することによって、音声コイルモータはプリ
ントチップに必要な運動エネルギーを与えるように、所
望な期間の間所望な速度で駆動できる。従って、接触の
前あるいは接触の前後両方で、適切な量の運動エネルギ
ーを計量供給できる。例えば、第１の大きな駆動パルス
が充分な運動エネルギーで支えバーとプリントチップを
加速し、プリントチップを５０ミルの開き距離を横切っ
て移動させ、プラテンを所望Ｖ（約５ミル）変形させて
もよい。あるいは、増分駆動パルスで前もって選定した
速度分布に基き開きｆ？ｌｉ離を（ガ切ってプリントチ
ップを加ｊ＊するのに充分な連動エネルギーだけを計量
供給し、所定の速度でプリントチップをプラテンに到達
−口しめるか、あるいは（勿論介在する文字バンド、リ
ホン及び用紙を補償して）プラテンの表面でプリントチ
ップを実質」−制止させてもよい。−上記したよ・うに
、プリントチップがプラテンに達した瞬間Ｇ、ｌ圧電セ
ンサ４６から生じる信号によって指示される。この信号
に応じ、追加の運動エネルギーが音声″１イルモータに
よって辱えられ、プリントチップを加速１ツて所望の停
止時間の間所望の距離だむ）変形可能なプラテン表面内
に貫入さ−ｌ、マー−１−ングを押印−１！Ｌ７める。 接触時に力を加える方ｉいｌ、追加の加速を用いないと
きに必要な速度３Ｆ′、り低い速度での接触を可能とし
くより少い騒音を生しる）。 尚、以上の開示しお−・例とし７てのｊ７成されたもの
であり、各部の構成、！ｌ：Ｉ１合Ｉ！゛及び配置の詳
細については、特許請求の範囲上記載の本発明の４１１
７神と範囲を逸脱せずに可能であることが１１１１解さ
れるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は正常な人の耳の音の大きさに対する等感曲線を
示すグラフ； 第２図は本発明の新規なインパクトプリンタの斜視図； 第３図は本発明の新ＩＪ１なインパクトプリンタの側面
図で、プラテンから離間した状態のプリントチップを示
ず； 第４図は第３図と同様の側面図で、プラテンに衝突して
いる状態のプリン１チツプを示ず；及び第５図ばプリン
トチップの拡大背面斜視図である。 １０・・・プラテン（像受容体支持体）、１１・・・像
受容体（シー１）、 ２２・・・：１−ヤ盲ノソジ、 ２７・・・プリント要素シフタ、 ３０・・・プリン１〜要素（ホイール）、３３・・・り
ン１；ン、３４・　・・プリントチップ４５・・・文字
要素（文字部分）、 ４７・・・接触期間開始検知ｆ段（ひずめセンサ）、 ５２、８８・・・力印加手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受像体を支持するプラテン、複数の文字部分が配設
   されたプリント要素、該プリント要素を移動し選択され
   た文字部分を印刷位置に位置決めするプリント要素セレ
   クタ、上記プリント要素とプラテンの間に位置可能なマ
   ーキングリボン、及び上記選択された文字部分を接触期
   間の間上記リボン、像受容体及びプラテンに対して付勢
   するプリントチップを備えて成り、該プリントチップが
   通常開き距離だけプラテンから離間したホーム位置に静
   止しているシリアルインパクトプリンタであって： 上記プリントチップを含むハンマー手段； 運動エネルギーを加え、プリントチップを上記ホーム位
   置から自己レベリング式に移動してプラテンの表面に接
   触させる手段；及び 上記接触期間の初期以後に、追加の運動エネルギーを加
   えプリントチップを加速する手段；を備えたことを特徴
   とするプリンタ。 ２、前記運動エネルギーを加える手段が初めに前記開き
   距離を急速に閉じ、次いで前記接触期間の直前に開き距
   離の閉じ速度を減少させる減速手段を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項のシリアルプリンタ。 ３、前記接触期間の終了時にプリントチップをホーム位
   置に戻して前記開き距離を開く手段を更に備えたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１又は２項のシリアルプリ
   ンタ。 ４、前記減速手段が前記開き距離の閉じ速度を毎秒１５
   インチ（約３９ｃｍ）以下に減少することを特徴とする
   特許請求の範囲第２項のシリアルプリンタ。 ５、前記減速手段が前記開き距離の閉じ速度を毎秒３イ
   ンチ（約７．６ｃｍ）以下に減少することを特徴とする
   特許請求の範囲第２項のシリアルプリンタ。 ６、前記減速手段が前記開き距離の閉じ速度を実質上ゼ
   ロに減少することを特徴とする特許請求の範囲第２項の
   シリアルプリンタ。 ７、受像体を支持するプラテン体、複数の文字部分が配
   設された移動可能なプリント要素、該プリント要素を移
   動し選択された文字部分を印刷位置に位置決めするプリ
   ント要素シフタ、上記プリント要素とプラテン体の間に
   位置可能なマーキングリボン、及びプラテン体と相対的
   に移動可能で上記選択された文字部分を接触期間の間上
   記リボン、受像体及びプラテン体に対して付勢するプリ
   ントチップ体を備えて成り、該プリントチップ体が通常
   開き距離だけプラテン体から離間しているシリアルイン
   パクトプリンタであって： 上記接触期間の開始を検知する手段；及び 上記プラテン体とプリントチップ体の少なくとも一方に
   一連の力を加え、初めに両体を相対的に急速に移動して
   上記開き距離を実質上完全に閉じ、次いで両体間の相対
   移動を遅くし、上記接触期間が開始した瞬間に両体の相
   対移動を実質上制止せしめ、さらに上記接触期間の間両
   体の少なくとも一方を加速する手段；を備えたことを特
   徴とするプリンタ。 ８、前記一連の力を加える手段が、前記接触期間の終了
   時に前記プラテン体とプリントチップ体をさらに相対的
   に移動して前記開き距離を開くことを特徴とする特許請
   求の範囲第７項のシリアルプリンタ。 ９、受像体を支持するプラテン体、複数の文字部分が配
   設された移動可能なプリント要素、該プリント要素を移
   動し選択された文字部分を印刷位置に位置決めするプリ
   ント要素シフタ、上記プリント要素とプラテン体の間に
   位置可能なマーキングリボン、及びプラテン体と相対的
   に移動可能で、上記選択された文字部分を接触期間の間
   上記リボン、像受容体及びプラテン体に対して付勢する
   プリントチップ体を備えて成り、該プリントチップ体が
   通常開き距離だけプラテン体から離間しているシリアル
   インパクトプリンタであって： 上記接触期間の開始を検知する手段；及び 上記プラテン体とプリントチップ体の少なくとも一方に
   一連の力を加え、初めに両体を相対的に急速に移動して
   上記開き距離を実質上完全に閉じ、次いで両体間の相対
   移動を遅くし、上記接触期間が開始した瞬間に両体の相
   対移動を所定の値に調整せしめ、さらに上記接触期間の
   間両体の少なくとも一方を加速する手段；を備えたこと
   を特徴とするプリンタ。 １０、前記一連の力を加える手段が、前記接触期間の終
   了時に前記プラテン体とプリントチップ体をさらに相対
   的に移動して前記開き距離を開くことを特徴とする特許
   請求の範囲第９項のシリアルプリンタ。 １１、前記一連の力を加える手段が大きさの変化する所
   定の力を作用して、前記接触期間の間前記プラテン体と
   プリントチップ体の少なくとも一方を加速し、上記力の
   大きさが前記選択された文字部分の領域に依存すること
   を特徴とする特許請求の範囲第７又は９項のシリアルイ
   ンパクトプリンタ。 １２、前記一連の力を加える手段が前記相対移動を遅く
   し、前記接触速度の所定値の大きさを前記選択された文
   字部分の領域に依存して変化させることを特徴とする特
   許請求の範囲第７又は９項のシリアルインパクトプリン
   タ。 １３、前記一連の力を加える手段が大きさの変化する力
   を作用して、前記接触期間の間前記プラテン体とプリン
   トチップ体の少なくとも一方を加速し、さらに前記相対
   移動を遅くして前記接触速度の所定値の大きさを変化さ
   せ、上記可変の両大きさが前記選択された文字部分の領
   域に依存することを特徴とする特許請求の範囲第７又は
   ９項のシリアルインパクトプリンタ。 １４、受像体を支持するプラテン、複数の文字部分が配
   設された移動可能なプリント要素、該プリント要素を移
   動し選択された文字部分を印刷位置に位置決めするプリ
   ント要素シフタ、上記プリント要素とプラテンの間に位
   置可能なマーキングリボン、及びプラテンと相対的に移
   動可能で、上記選択された文字部分を接触期間の間上記
   リボン、受像体及びプラテンに対して付勢するプリント
   チップを備えて成り、該プリントチップが通常開き距離
   だけプラテンから離間しているシリアルインパクトプリ
   ンタであって：上記プリントチップをプラテンに対し相
   対的に移動して、上記接触期間の開始前に上記開き距離
   を閉じ、接触期間の開始後プリントチップをプラテンに
   対し相対的に加速する力印加手段；を備えたことを特徴
   とするプリンタ。 １５、受像体を支持するプラテン体、複数の文字部分が
   配設された移動可能なプリント要素、該プリント要素を
   移動し選択された文字部分を印刷位置に位置決めするプ
   リント要素シフタ、上記プリント要素とプラテン体の間
   に位置可能なマーキングリボン、及びプラテン体と相対
   的に移動可能で、上記選択された文字部分を接触期間の
   間上記リボン、像受容体及びプラテン体に対して付勢す
   るプリントチップ体を備えて成り、該プリントチップ体
   が通常開き距離だけプラテン体から離間しているシリア
   ルインパクトプリンタであって： 上記プラテン体とプリントチップ体の少なくとも一方を
   他方に対し相対的に移動して、上記接触期間の開始前に
   上記開き距離を閉じ、接触期間の開始後上記両体の少な
   くとも一方を他方に対し相対的に加速する力印加手段；
   を備えたことを特徴とするプリンタ。 １６、前記力印加手段が大きさの変化する所定の力を作
   用して、前記接触期間の間前記プラテン体とプリントチ
   ップ体の少なくとも一方を加速し、上記力の大きさが前
   記選択された文字部分の領域に依存することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１４又は１５項のシリアルインパク
   トプリンタ。 １７、前記力印加手段が前記プラテン体とプリントチッ
   プ体の少なくとも一方を他方に対し相対的に移動し、こ
   れら両体の接触速度が前記選択された文字部分の領域の
   大きさに依存して変化するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１４又は１５項のシリアルインパクト
   プリンタ。 １８、前記力印加手段が大きさの変化する力を作用して
   、前記接触期間の間前記プラテン体とプリントチップ体
   の少なくとも一方を加速し、さらにこれら両体の少なく
   とも一方を他方に対し相対的に移動して両体の接触速度
   の大きさが変化するようになし、上記可変の両大きさが
   前記選択された文字部分の領域の大きさに依存すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１４又は１５項のシリア
   ルインパクトプリンタ。