JPS6047113B2 - 振動減衰装置付プリント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はワイヤ・マトリクス型プリンタに関し、特に
疲労故障を除去または減少させるためにプリント・ワイ
ヤの振動または湾曲を押える装置を持つワイヤ・マトリ
クス型プリンタに関する。

〔従来技術〕近時、高速印字装置、特に電子データ処理
システムに接続して使用するのに適している印字装置と
して、ワイヤ・マトリクス型プリンタが使用されること
が多くなつてきた。

この型式のプリンタでは、文字、数字、符号等は記録媒
体上に対して複数のワイヤ素子の端部の開村によつて発
生する一連のドットによつて構成される。該印字等の形
成は最も慣性的にはプリントされる該記録媒体上にマー
クを発生させるに必要なインクをインクリホンを使用し
て供給することにより行なわれる。〔発明か解決しよう
とする問題点〕ワイヤ・マトリクス型プリンタを使用す
る際に発生する１つの問題はプリント・ワイヤの疲労破
損と、叩打後にワイヤを非プリント位置に戻すことに使
用される該ワイヤと協働するスプリングの疲労破損の問
題である。

この疲労破損は印字される記録媒体または協働するイン
クリボンを叩打するために、該ワイヤの短距離間の駆動
に使用される強い力によつてもたらされる該プリント・
ワイヤの振動および湾曲から発生する。か、かる疲労破
損を除去または減少させるために、ある先行技術では、
種々のプリント●ワイヤを該プリンタの構造体に取付け
られた管またはコイル・スプリングの中を通すようにし
ている。しかしながら、かかる構造では部品および労賃
の増加に加え、該ワイヤと管との間の摩擦接触のために
該プリント●ワイヤの移動を制限することになる。その
ため、該管内のワイヤの移動を円滑にするための装置を
設けるように該プリンタの構造的変更が強いられる場合
が発生する。かかる場合、更に該装置の価格および複雑
さが増加することになる。従つて、この発明の目的は安
価で有効なプリント素子用振動防止装置を有する細長い
プリント素子を使用したプリント・ヘッドを提供するこ
とで−ある。

更に、この発明の目的は細長いプリント素子を使用し、
該プリント素子に実質的摩擦負荷を賦課しない振動防止
装置を有するプリント・ヘッドを提供することである。

更に、この発明の目的は耐久力および信頼性があるプリ
ント・ヘッドを提供することである。〔問題点を解決す
るための手段〕上記目的を達成するために、本発明によ
るプリント装置は少くとも２つの支持部材を持つフレー
．ム装置と、前記支持部材に支持されて延びておリプリ
ント動作を行なうために軸方向に駆動可能な少くとも１
本の細長いプリント素子と、前記プリント素子に接続さ
れ該素子を軸方向に駆動する駆動装置と、隣り合う前記
支持部材間の距離よりも・短く該プリント素子に自由に
跨がり該プリント素子の望まない横移動および振動を押
えるようにした少くとも１本の管状素子とから構成され
る。

〔実施例〕次のこの発明をその１実施例および添付図面
に従い詳細に説明する。第１図，第２図はワイヤ・マト
リクス型プリント・ヘッド１０を表わす。

このプリント・ヘッドは１９７岬１２月３０日発行の米
国特許第３９２９２１４号に開示されているプリント・
ヘッドの構造にほぼ同一であり、プリント・ヘッド構造
のある部分発明の詳細な説明は該特許の明細書をみると
よい。フレーム１２は複数の縦長プリント素子または・
プリント・ワイヤ１４を支持することに用いられ、第１
図には図面の簡素化と理解を容易にするために２本の該
ワイヤ１４のみが表わされている。各ワイヤ１４はプラ
スチックまたは他の適当な材料で作られたキャップ１６
を持ち、叩打受面の部分を大きくするために該ワイヤ１
４の叩打受端に取付けられている。各ワイヤ１４はその
上端に配置されているはね１８を有し、第１図，第３図
に示すように、フレーム１２に対して該ワイヤ１４を上
方に弾性偏倚するために、キャップ１６を上方に押上げ
る。ばね１８は第１図のワイヤの１つについては描かれ
ていないが、それはキャップ１６を明確に表わすためで
ある。フレーム１２は３面の側壁２０，２２，２４と印
字端支持部材２６と、側壁２０，２２の溝に配置されて
いる２個の中間支持部材２８，３０と、フレーム１２の
側壁２０，２２，２４と１体的に形成されている上端支
持部材３２とを有する。

部材２６，２８，３０，３２は各種プリント・ワイヤ１
４を所定の通路に維持しており、第１図の上端における
円状の配列から、その印字端における直線状の配列とな
るよう該ワイヤの配列を変換することに使用される。該
ワイヤの配列は上端支持部材３２に分離して穿たれてい
る穴３４と、部材３０，２８の同様な穴とを通して、第
４図にみられるように、印字端支持部材２６のベアリン
グ３６内に規定されている位置まで通して変換される。
ベアリング３６は耐摩耗性、低摩擦係数、低熱膨腸係数
の材料で作られる。１対の取付縁３８，４０が側壁２０
，２２の上端付近で横に延びており、フレーム１２の該
縁３８，４０から上の断面は円形状であり（第１図）、
該フレーム１２の上端は円構造である上端支持部材３２
で終る。

中空柱体４２は部材３２から延長され、後述するように
、ワイヤ１４の駆動装置をフレーム１２に対して組立て
るための装置として用いられる。第１図，第２図に表わ
されているように、平板４４は中央穴４６を持ち、そこ
に適当な固定装置４８によつて該フレーム１２の縁３８
，４０が取付けられる。

すなわち、フレーム１２の円状部は中央穴４６を通して
延長される。平板４４には複数の穴５０が設けられ、そ
れぞれ複数にの実施例では９個）のワイヤ・プリント素
子用作動装置が対応する穴５０に取付けられる。コイル
５２と芯柱５４とＬ型外柱とアーマチュア５８とはプリ
ント●ヘッドに使用される電磁作動装置を構成する。

シム５９はアーマチュア５８を芯柱５４から離すように
設けられ、より早くアーマチュアを解放するようにさせ
る。Ｌ型外柱５６の水平足には溝６０が設けられ、芯柱
５４の下端を強制嵌めに受け入れる。単一の接続装置６
２はねじ６４とワッシャ６６とを使用してフレーム１２
の柱体４２に取付けられる。

該接続装置６２は円形中央部６８とその底面に設けられ
た環状溝７０とを有する。該溝７０には緩衝器として作
用するＯ−リング７２が挿入され、該０−リング７２は
、更に、アーマチュア５８の端部を打つプリント・ワイ
ヤ１４のキャップ１６のための基準面として作用される
。９個の腕７４は接続装置６２の中央部６８と１体的に
形成されて延びている。

各腕７４は第１のアーマチュア受溝体７６と第２のアー
マチュア受溝体７８とに連携する。各アーマチュア５８
の１端は該受溝体７６によつてその場所に受入れられ、
保持され該アーマチュアの他端は該受溝体７８に受入れ
られ、案内される。接続装置６２が図示されているよう
に取付けられると、腕７４はアーマチュアの片持ち梁的
末端部に対して力を供給し、外柱５６の上端に形成され
た支点を中心として、０−リングと接触する上方向に向
けて対応するプリント●ワイヤの叩打端を回転させる。
各プリント・ワイヤ１４のキャップ１６はばね１８の力
によつて、アーマチュア５８の端部とその接触が維持さ
れる。前述の米国特許第３９２９２１４号に詳述されて
いるように、単一の接続装置６２はプリント・ヘッド１
０の組立と動作に数々の機能を提供する。

それら各機能は、該構造体の他の要素に対して該アーマ
チュア５８を適当な関係に維持すること、該アーマチュ
アに対する偏倚装置として作用すること、該アーマチュ
ア５８と、それに対応する芯柱５４との間の空隙を調節
する装置を提供すること、該アーマチュア５８とプリン
ト●ワイヤ●キャップ１６との基準面を形成してプリン
ト・サイクル中作動されるすべてのプリント・ワイヤ１
４がほぼ同時に記録媒体を叩打することを保障し、０−
リング７２を使用することによつて作動後の復帰動作に
おけるアーマチュア５８とプリント・ワイヤ１４とから
のエネルギを緩衝することなどである。また、前述の米
国特許第３９２９２１４号に詳述されているように、字
、数字、符号のような文字は連続するプリント・サイク
ルによるプリント・ヘッドの動作で作成される。

選ばれた所定の組合せによるプリント・ワイヤ１４の動
作は各プリント・サイクルにおいて、それぞれ対応する
コイル５２の付勢によつて行なわれ、プリント・ヘッド
が各プリント・サイクル終了後に該記録媒体上の位置を
１つだけシフトし、次のプリント・サイクルのために適
当に位置付けされて記録媒体上に希望する文字を形成す
る。コイル５２が付勢されると、磁束が発生してアーマ
チュア５８を芯柱５４と接触するように吸引する。

アーマチュア５８の運動はプリント●ワイヤ１４にその
エネルギを伝え、該ワ，イヤ１４をフレーム１２の軸方
向に移動させる。該ワイヤ１４に伝えられた力はばね１
８に対抗してそれを移動ｌし、該アーマチュアが芯柱５
４に対して接触した後は慣性により該ワイヤ１４をアー
マチュア５８から離して下方への運動を続けさせる。プ
リント・ワイヤ１４の叩打端はベアリング３６を越えて
延長し、記録媒体を打撃してドットを刻印す門る。移動
するプリント・ワイヤ１４に貯えられたエネルギは、１
部、叩打された記録媒体に吸収され、１部、プリント・
ワイヤ１４に戻されて該プリント・ワイヤ１４をその原
位置に復帰させるばね１８の作用を助ける。プリント・
ワイヤ１４が記録媒体を叩打するとほぼ同時にコイル５
２の付勢が解かれる。

腕７４によつてアーマチュア５８に及ぼされたモーメン
トは該アーマチュア５８を芯柱５４から離し、０−リン
グ７２と接触する位置に戻すように回転する。以上述べ
た構造は従来形式のものであり、従来のワイヤ●マトリ
クス型プリント◆ヘッドの動作である。

しかしながら、前述したように、同型のプリント・ヘッ
ドの超過使用は疲労故障によるプリント・ワイヤ１４の
破損およびばね１８の破損の問題を生じさせる。プリン
ト・ワイヤ１４の直径は適当な幅の文字ラインを作成す
るために小さいものであり、代表的な直径は０．０１４
インチ（約０．３４１６Ｔｒ１！ｎ）である。

プリント●ワイヤ１４の長さは、ベアリング３６におけ
るように近接した直線構成からアーマチュア５８と接触
させる場合の大きな円状構成に、該プリント・ワイヤの
構成を広げることができるようにするために、比較的長
く（代表的には３インチ、または約７６．２Ｔ！ｒ！ｎ
）作られる。ワイヤの長さに対する直径の割合が小さい
ために、また印字のために比較的大きな叩打力（約４５
ボンドまたは約２０４１２ｋ９）が要求されるために、
ワイヤ１４は座屈しがちとなる。この傾向は、ワイヤの
長手方向に沿つて該ワイヤを横に支持する部材を追加す
ることにより減少させることができる。前述したように
、あるワイヤ・マトリクス・プリント・ヘッドは該プリ
ント・ワイヤの座屈を更に減少するためにワイヤの支持
としてコイル・スプリングまたは構造体に取付けられた
管を使用している。この発明の構造によると、一連の簡
単な支持体２８，３０，３２が該ワイヤに沿つた中間に
設けられる。しかし、依然としてワイヤの座屈は該支持
体間に発生しがちてある。通常の速い作動速度．（代表
的に毎秒６５群動）における座屈速度は振動を発生させ
る。各文字に対して各ワイヤが平均２２ドットを叩打す
るものとして、代表的な７５００万文字のマトリクス●
プリント●ヘッドの寿命中、該プリント・ワイヤは１６
５００万回作動される。これ！は疲労負荷に耐える最も
多くの構造体における代表的な応力周期の数を十分越え
るものである。振動疲労負荷によるワイヤの故障はワイ
ヤに誘起される応力によるものである。応力が疲労限界
以下に低い場合は、ワイヤは無限にその応力周期っに耐
えることができる。応力がその疲労限界以上に高い場合
は、ワイヤは限定的な数の周期内に故障するだろう。応
力は振動中のワイヤの曲がりの曲率半径に直接比例する
。小さい曲率半径は強い曲がりと高い応力とを発生する
。ワイヤの破損を減少させるためには、振動中に受ける
応力を下げなければならない。これは振動中放射状に運
動するワイヤの距離を短くすることにより該曲率半径を
増加しなければならないことを意味する。この発明は支
持部材２８，３０，３２のような固定支持部材間におい
て、該ワイヤ１４に対し、第１図，第２図，第３図に表
わされている管８０のような減衰管を加えて該ワイヤの
放）射状運動をおさえるものである。減衰管８０は該ワ
イヤ１４に緩く嵌込まれ、該ワイヤが作動されたときに
該ワイヤとともに軸方向に移動するとともに、支持部材
２８，３０間、および支持部材３０，３２間のような隣
り合う支・持部材間で、該ワイヤに対して放射状に自由
に移動することができる。

管状部材は適宜各組の支持部材間の各ワイヤに取付ける
ことができる。第１図をみると、部材２６と２８との間
には管が描かれていない。これは、この実施例における
“該フレームのこの部分におけるワイヤは互いに非常に
接近して設けられているため、該管を容易に取付けるこ
とができないためである。更に、印字端支持部材２６の
ベアリング３６は第１図に表わされているように、側壁
２０，２２間の空間に上方に延びており、該支持部材間
におけるワイヤ１４の支持されていない部分を減少させ
る。ワイヤ１４上における管８０の軸方向運動の自由度
の範囲はコイル５２とアーマチュア５８によつて起動さ
れるワイヤ１４の作動運動より長いから、該ワイヤ１４
と該管８０との間の摩擦抵抗の大半は除去される。

従つて、減衰管８０は疲労故障を導くような危険な応力
を誘起する点以下に、ワイヤの横運動を十分効果的に減
少することができるということがわかる。減衰管８０は
可撓性または固体のいずれてもよく、適当な材料で作る
ことができ、この装置の実際の試験に使用して成功した
材料はポリテトラフルオンエチレン樹脂とフッ化炭素樹
脂の２種類である。

直径約０．３４１６ＴＩｉ３、長さ約７６．２Ｔ！ＲＩ
ｆＬのプリント・ワイヤ１４について使用するに適切な
減衰管８０の代表的な寸法は長さ０．５０インチ±０．
０４０インチ（約１２．７Ｔｎ！ｎ士約１．０１６ｗｎ
）、内径０．０２７インチ±０．００７インチ（約０．
６８５８ＷＩ！Ｌ士約０．１７７８ｍｍ）、外径０．０
５１インチ±０．００４インチ（約１．２９５４Ｔｎ士
約０．１０１６Ｔｎ）であることがわかつた。

該管８０は円断面構成、または第２図にあるように、橢
円断面構成にすることができる。この実施例に成功した
管８０とワイヤ１４との質量比は約ｎ対１である。

すなわち、ワイヤ１４に取付けられた管部材の質量は隣
り合う支持部材間のワイヤ１４の質量の約１７倍である
。しかしながらこの比は厳格ではなく、広い範囲の質量
比を用いることができる。成功した長さの割合は、管部
材の長さが隣り合う支持部材間の距離の半分よりわずか
に長い長さであることがわかつた。

これは動作中に互いに他を動かなくするかもしれない隣
り合う管部材の両端間の干渉を避けるためのものである
。しかし、正確な長さの比は厳格ではなく、該管の長さ
が隣り合う支持部材間の距離の半分より短いものを含め
、使用され得る長さ比の範囲は広い。管部材の質量は希
望により、材料、内径、および外径の変更、管の長さの
変更を補償するよう調整することができ、なお、希望す
る減衰作用を維持することができる。〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明においてプリント素子と
連動可能て該プリント素子を比較的緩く包むように設け
られた減衰管により、各プリント素子の案内管がプリン
ト構造体に固定されている場合のようにプリント素子と
案内管との間に大きな摩擦抵抗を生じさせることなく該
プリント素子の湾曲および振動を弱めることができるの
で、実質的摩擦負荷のない効率的な振動防止装置を提供
することができ、したがつてまた、耐久力および信頼性
の高いプリント・ヘッドを提供することができた。

さらに、本発明に係るプリント素子用振動防止装置は部
品の価格が安く、組立ても容易であるので安価なプリン
ト・ヘッドを提供でき、従つて安価なプリント装置を提
供できるという効果も有する。

以上述べたこの発明の実施例は前述したこの発明の目的
を十分満たすものであるが、この発明の範囲は該実施例
にのみ限定されるべきものでないことは明らかである。

図面の簡単な説明第１図は第２図の１−１線に沿つて切
断したこの発明によるプリント・ヘッドの断面図、第２
図は第１図の２−２線に沿つて切断した断面図、第３図
は１部切欠き、構体、縦長プリント素子、振・動防止装
置などを表わしたプリント・ヘッドの正面図、第４図は
プリント・ヘッドの印字端を表わした第３図の構造体の
拡大底面図である。

１０・・・プリント・ヘッド、１２・・・フレーム、１
４・・・プリント・ワイヤ（印字素子）、１６・・・キ
ャップ、１８・・・ばね、２０，２２・・・側壁、２６
・・・印字端支持部材、２８，３０・・・中間支持部材
、３２・・・上端支持部材、３８・・・取付縁、４２・
・・柱体、４４・・・平板、５４・・・芯柱、５６・・
・Ｌ型外柱、６２・・接続装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレーム装置と； 前記フレーム装置を通して伸びており、記録媒体に印字
   を行なうために所定の移動通路を動作可能な少なくとも
   １個の細長い印字素子と；前記移動通路に沿つて前記印
   字素子の運動を起こさせる作動装置と；前記フレーム手
   段に固定せず軸方向に移動可能で、前記印字素子を摺動
   自在に貫通して該印字素子の望まない横方向運動を防止
   する管状部材とから成る振動減衰装置付プリント装置。 ２ 少くとも２個の支持部材を含むフレーム装置と；印
   字を行なうために軸方向に駆動され得るよう前記支持部
   材に支持され、該支持部材を通して延長する少くとも１
   個の細長い印字素子と；前記印字素子に動作上接続され
   、該素子を軸方向に駆動する駆動装置と；隣り合う前記
   支持部材間の距離より短い長さであり、前記支持部材に
   固定せず前記印字素子を摺動自在に貫通して該素子の望
   まない横移動および振動を減衰させるようにした少くと
   も１個の管状部材とから成る振動減衰装置付プリント装
   置。