DE2306309C2

DE2306309C2 - Electromagnetic drive device for a high-speed printer

Info

Publication number: DE2306309C2
Application number: DE2306309A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Matsudo Chiba Chida; Naonobu Tokyo Sawada
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1972-02-08
Filing date: 1973-02-08
Publication date: 1982-06-03
Also published as: GB1397346A; DE2306309A1; FR2171793A5; US3837460A; JPS4883736A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Antriebseinrichtung für einen Schnelldrucker zur Datenaufzeichnung, insbesondere für einen Nadeldrukker, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electromagnetic drive device for a high-speed printer Data recording, in particular for a needle printer, according to the preamble of the claim 1.

Bei einer bekannten elektromagnetischen Antriebseinrichtung dieser Art (US-PS 32 17 640) ist ein von seiner Erregerspule umgebener, länglicher magnetisierbarer Kern vorgesehen, der zusammen mit der Erregerspule um eine Querachse in der Nähe seines Zentrums verschwenkbar ist. Dabei wird als nachteilig angesehen, daß wegen der häufigen Schwenkbewegungen der Erregerspulen deren Zuleitungsdrähte brechen können, daß eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion erforderlich ist, und daß bei schneller Arbeitsweise verhältnismäßig große Trägheitskräfte auftreten. Außerdem treten verhältnismäßig große Streuverluste des Magnetflusses auf, so daß eine nachteilige Beeinflussung benachbarter magnetisierbarer Kerne verursacht werden kann.In a known electromagnetic drive device of this type (US-PS 32 17 640) is one of its excitation coil surrounded, elongated magnetizable core provided together with the Excitation coil is pivotable about a transverse axis near its center. This is considered to be disadvantageous viewed that because of the frequent pivoting movements of the excitation coils, their lead wires break can that a relatively complex construction is required, and that with faster Operation relatively large inertia forces occur. They also occur relatively large Stray losses of the magnetic flux, so that an adverse effect on neighboring magnetizable Nuclei can be caused.

Es sind ferner bereits Tauchankermagnet-Antriebe für Nadeldrucker bekannt (DE-OS 20 33 378), bei denen die Erregerspule des polarisierten Tauchankers ortsfest angeordnet ist. Bei derartigen Antriebseinrichtungen besteht jedoch die Schwierigkeit, daß eine verhältnismäßig große Reibungskraft zwischen dem Tauchanker und dem diesen umgebenden hülsenförmigen Kernteil auftritt, wenn der Tauchanker in axialer Richtung bewegt wird. Es ist ferner bereits eine Antriebseinrichtung für Schnelldrucker bekannt, bei der auf einer gemeinsamen Querachse abwechselnd gerade Hebel und Winkelhebel angeordnet sind, die durch zwei zugeordnete Elektromagnet-B lugruppen betätigbar sind, und die durch Rückstellfedern in ihre Ausgangslage bewegt werden (DE-OS 20 40 171). Dabei wird als nachteilig angesehen, daß zum Antrieb der verstellbaren Betätigungshebel entgegen der Wirkung der Rückstellfedern ein verhältnismäßig großer Energieverbrauch verursacht wird, und daß nachteilige mechanische Schwingungen verursacht werden können. ίο Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetische Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß bei vereinfachter und möglichst kompakter Konstruktion eine zuverlässige und störungsfreie Arbeitsweise bei möglichst hohen Arbeitsfrequenzen erzielbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.There are also plunger magnet drives for needle printers known (DE-OS 20 33 378), in which the excitation coil of the polarized plunger is arranged in a stationary manner. With such drive devices however, there is a problem that a relatively large frictional force between the plunger and the sleeve-shaped core part surrounding it occurs when the plunger is in the axial direction is moved. It is also a drive device for high-speed printer is already known in which on a common transverse axis alternately straight lever and angle lever are arranged by two Associated electromagnet assemblies can be actuated and returned to their initial position by return springs be moved (DE-OS 20 40 171). It is viewed as a disadvantage that the adjustable drive to drive Actuating lever against the action of the return springs a relatively large energy consumption and that adverse mechanical vibrations can be caused. ίο It is therefore the object of the invention to provide an electromagnetic Drive device of the type mentioned while avoiding the as far as possible mentioned disadvantages and difficulties to improve so that with simplified and possible compact construction a reliable and trouble-free way of working with the highest possible working frequencies is achievable. This object is achieved according to the invention by the subject matter of claim 1 solved An advantageous further development of the invention is the subject matter of claim 2.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigtThe invention is based on the drawing, for example are explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a plan view of a drive device according to the invention,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-1I in Fig. 1,FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-1I in FIG Fig. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild der elektrischen Schaltung für das Ausführungsbeispiel in F i g. 1 und 2: und F i g. 4 einen Teilschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.F i g. 3 shows a circuit diagram of the electrical circuit for the exemplary embodiment in FIG. 1 and 2: and F i g. 4 shows a partial section through a modified embodiment according to the invention.

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft einen Nadeldrucker mit einem Druckerwagen 1, der durch einen Spindeltrieb 3 in axialer Richtung der Antriebsspindel verschiebbar ist. Der Spindeltrieb 3 ist j5 drehbar an dem Gehäuse 2 des Nadeldruckers gelagert. Eine Querachse 7 ist in einem zentralen Bereich des Druckerwagens 1 gelagert. An der Querachse 7 ist ein Winkelhebel verschwenkbar gelagert, dessen einer Arm 8 als magnetisierbarer Kern ausgebildet ist und dessen anderer Arm als Betätigungsarm 9 dient. Ein Spulenkörper 10 an einer Stützplatte 11 trägt eine Erregerspule 12. Der magnetisierbare Arm 8 ist in den Hohlraum des Spulenkörpers mit einem derartigen Spielraum eingesetzt, daß Schwenkbewegungen möglich sind. Es ist deshalb ein erster, für eine Antriebsbewegung aktivierbarer Magnetkreis vorgesehen, der den von der Erregerspule 12 umgebenen magnetisierbaren Arm enthält.The in Fig. 1 and 2 shown embodiment relates to a dot matrix printer with a printer carriage 1, which is displaceable by a spindle drive 3 in the axial direction of the drive spindle. The spindle drive 3 is j5 rotatably mounted on the housing 2 of the dot matrix printer. A transverse axis 7 is mounted in a central area of the printer carriage 1. At the transverse axis 7 is a Angle lever mounted pivotably, one arm 8 of which is designed as a magnetizable core and whose the other arm serves as the actuating arm 9. A coil former 10 on a support plate 11 carries an excitation coil 12. The magnetizable arm 8 is inserted into the cavity of the bobbin with such a clearance that that pivoting movements are possible. It is therefore a first one that can be activated for a drive movement Magnetic circuit provided, the surrounded by the excitation coil 12 magnetizable arm contains.

Links von dem Druckerwagen 1 ist eine einen ständig wirkenden zweiten Magnetkreis bildende Einrichtung vorgesehen, welcher zweite Magnetkreis mehreren ersten Magnetkreisen mit jeweils einem Winkelhebel zugeordnet ist. Der zweite Magnetkreis wird durch ferromagnetische Platten 5, 5a und einen Permanentmagnet 4 gebildet. Die Platten 5 und 5a sind in Bewegungsrichtung des Druckerwagens 1 länglich ausgebildet. Anstelle der Platten 5, 5a können auch Permanentmagnete Verwendung finden. Anstelle des Permanentmagnets 4 kann auch ein Elektromagnet Verwendung finden. Das freie Ende des magnetisierbaren Arms 8 ragt zwischen die Platten 5,5a, so daß kleine Zwischenräume zwischen dem Endteil und den Platten vorhanden sind. Auf den zueinander weisenden Polflächen der Platten 5. 5a sind Abstandshalter 6, 6a aus einem nichtmagnetischen Material angeordnet. Diese Abstandshalter verhindern einen direkten Anschlag des Arms 8 gegen die Platten 5, 5a, wodurch Instabilitäten vermieden und ein schnelleres Anspre-To the left of the printer carriage 1 is a device which forms a continuously operating second magnetic circuit provided, which second magnetic circuit several first magnetic circuits, each with an angle lever assigned. The second magnetic circuit is made up of ferromagnetic plates 5, 5a and a permanent magnet 4 formed. The plates 5 and 5a are elongated in the direction of movement of the printer carriage 1 educated. Instead of the plates 5, 5a, permanent magnets can also be used. Instead of Permanent magnet 4 can also be used as an electromagnet. The free end of the magnetizable Arms 8 protrudes between the plates 5,5a, so that small gaps between the end part and the plates available. Spacers 6, 6a are located on the mutually facing pole faces of the plates 5, 5a arranged from a non-magnetic material. These spacers prevent a direct stop of the arm 8 against the plates 5, 5a, which avoids instabilities and a faster response

chen erzielbar ist Anstelle von Abstandshaltern können auch Anschläge in der betreffenden Lage vorgesehen sein.Chen can be achieved instead of spacers stops in the relevant position may also be provided.

3ei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind neun Winkelhebel vorgesehen. Auf der linken Seite in F i g. 2 sind fünf erste Magnetkreise mit jeweils einem Winkelhebel und auf der rechten Seite vier erste Magnetkreise mit jeweils einem Winkelhebel vorgesehen, um eine möglichst kompakte Konstruktion des Laufwagens zu ermöglichen. Der ständig wirkende zweite Magnetkreis rechts von dem Druckerwagen 1 in F i g. 2 ist wie der bereits bescnriebene Magnetkreis auf der linken Seite des Druckerwagens ausgebildet An dem Druckerwagen 1 ist ferner eine obere Platte 13 angeordnet, die sich zu einer Druckwalze 14 erstrecktIn the illustrated embodiment, nine angle levers are provided. On the left in Fig. 2 are five first magnetic circuits, each with an angle lever and four first on the right side Magnetic circuits, each with an angle lever, are provided to ensure that the construction of the To enable carriage. The permanently active second magnetic circuit to the right of the printer carriage 1 in F i g. 2, like the magnetic circuit already described, is formed on the left-hand side of the printer carriage An The printer carriage 1 is also provided with an upper plate 13 which extends to a printing roller 14

Das obere Ende jedes Betätigungsarms 9 ragt durch einen Schlitz 14 in dem Gehäuse des Druckerwagens und liegt an einem Stift 17 an, der mit einem als Aufzeichnungselement dienenden Draht 16 verbunden ist. Der Stift 17 ist gleitend verschiebbar an Stützplatten 18,19 angeordnet und wird durch eine Rückstellfeder 20 nach rechts gedrückt. Der Draht 16 wird gleitend verschiebbar von Führungsplatten 21, 22 geführt Ein Führungsblock 23 ist am Ende der Drähte vor der Druckwalze 14 angeordnet Ein Papierstreifen 24 und ein Farbband 25 sind zwischen der Druckwalze 14 und den Enden der Drähte 16 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind neun Drähte 16 vorgesehen, die in einer vertikalen Reihe mit ihren Enden zu der Druckwalze 14 weisend angeordnet sind.The upper end of each operating arm 9 protrudes through a slot 14 in the housing of the printer carriage and rests on a pin 17 which is connected to a wire 16 serving as a recording element is. The pin 17 is slidably disposed on support plates 18, 19 and is actuated by a return spring 20 pushed to the right. The wire 16 is slidably guided by guide plates 21, 22 A Guide block 23 is placed at the end of the wires in front of the platen 14. A paper strip 24 and an ink ribbon 25 are arranged between the platen 14 and the ends of the wires 16. With this one Embodiment nine wires 16 are provided, which in a vertical row with their ends to the Pressure roller 14 are arranged facing.

Wenn ein Strom durch die Erregerspule 12 fließt, v/ird der als magnetisierbarer Kern dienende Arm 8 magnetisiert und der Endteil des Arms wird ein Nordpol. Der Endteil des Arms 8 wird von dem Südpol an der Platte 5a angezogen und durch den Nordpol an der Platte 5 abgestoßen. Deshalb drückt der Betätigungshebel gegen den Stift 17 und das betreffende Ende des Drahts 16 schlägt gegen die Druckwalze 14 an. Durch diesen Stoß wird Farbe von einem Farbband 25 auf den Papierstreifen 24 übertragen, um einen Punkt auszudrucken.When a current flows through the exciting coil 12, the arm 8 serving as a magnetizable core becomes magnetized and the end part of the arm becomes a north pole. The end part of the arm 8 is from the south pole attracted to the plate 5a and repelled by the north pole on the plate 5. Therefore the operating lever pushes against the pin 17 and the relevant end of the wire 16 strikes against the pressure roller 14. By this push, paint is transferred from a ribbon 25 to the paper strip 24 at one point to print out.

Nach einem derartigen Druckvorgang wird die Stromrichtung in der Erregerspule umgekehrt und der Betätigungsarm 9 wird in der entgegengesetzten Richtung verschwenkt Der Draht 16 wird dann durch die Rückstellfeder 20 zurückgestellt Durch aufeinanderfolgende Verschiebungen des Druckerwagens können mit den neun Drähten wahlweise Punkte zur Ausbildung der gewünschten Schriftzeichen oder dergleichen gedruckt werden.After such a printing process, the direction of the current in the excitation coil is reversed and the Actuating arm 9 is pivoted in the opposite direction. The wire 16 is then through the return spring 20 can be reset by successive displacements of the printer carriage with the nine wires optionally points for the formation of the desired characters or the like to be printed.

In der in Fig. 3 dargestellten elektrischen Schaltung für die Elektromagnete sind Transistoren Tn — 7a> enthalten, die Widerstände R)-Rt, sowie Dioden D1 — D4. Die Erregerspule 12 in Fig.2 ist als Last L dargestellt. Es ist eine Stromquelle für Gleichstrom. Wenn ein positiver Stromimpuls Pi zwischen den Anschlüssen 26, 27 zugeführt wird, wird der Transistor 7>t leitend und ein Strom fließt von der Stromquelle E durch Emitter und Basis des Transistors ΓΓ3, durch den Widerstand R3, die Diode ZJi und den Kollektor und den Emitter des Transistors Tr₂. Deshalb ermöglicht der Transistor 7h einen elektrischen Strom in Richtung des Pfeils 28. Wenn ein positiver Impuls P₂ zwischen den Anschlüssen 29, 30 zugeführt wird, wird der Transistor Tr₅ leitend und ein Strom fließt in Richtung des Pfeils 3 i. In dieser Weise kann ein Strom in abwechselnden Richtungen durch die Last L mit Hilfe von zwei Impulsreihen fließen, die abwechselnd den Anschlüssen 26,27 beziehungsweise 29,30 zugeführt werden.The electrical circuit for the electromagnets shown in FIG. 3 contains transistors Tn- 7a>, resistors R) -Rt, and diodes D1-D4. The excitation coil 12 in FIG. 2 is shown as load L. It is a power source for direct current. When a positive current pulse Pi is supplied between the terminals 26, 27, the transistor 7> t becomes conductive and a current flows from the current source E through the emitter and base of the transistor ΓΓ3, through the resistor R3, the diode ZJi and the collector and the Emitter of the transistor Tr ₂ . The transistor 7h therefore enables an electric current in the direction of the arrow 28. If a positive pulse P _{2 is} supplied between the terminals 29, 30, the transistor Tr ₅ becomes conductive and a current flows in the direction of the arrow 3 i. In this way, a current can flow in alternating directions through the load L with the aid of two pulse trains which are alternately supplied to the terminals 26,27 and 29,30, respectively.

Anhand der Fig.4 soll ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung erläutert werden. Wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 1 sind ein Permanentmagnet 32 und Platten 33, 33a vorgesehen. An einer Querachse 34, die in einem zentralen Teil des Drackerwagens 35 angeordnet ist, ist ein Winkelhebel verschwenkbar gelagert, der einen als magnetisierbaren Kern dienenden Arm 36 und einen Betätigungsarm 37 aufweist. Zusätzlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel an dem Winkelhebel ein dritter Arm 38 vorgesehen, der ein /och zu dem magnetisierbaren Kern 36 bildet und bei Bestromüng der Erregerspule 40 von einem der Pole des zweiten Magnetkreises mit dem Permanentmagnet 32 angezogen wird. Die Ausbildung des Spulenkörpers 39 und der Spule 40 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine erhöhte Antriebskraft für den Betätigungshebel 37. In Abwandlung des in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiels kann ferner der zusätzliche Arm 38 unter dem magnetisierbaren Kern angeordnet sein, und es kann auch mehr als ein zusätzlicher Arm dieser Art vorgesehen sein.A further exemplary embodiment according to the invention is to be explained with reference to FIG. As in the embodiment in FIG. 1, a permanent magnet 32 and plates 33, 33a are provided. On a transverse axis 34, which is arranged in a central part of the Dracker carriage 35, an angle lever is pivotably mounted, which has an arm 36 serving as a magnetizable core and an actuating arm 37. In addition, in this embodiment, a third arm 38 is provided on the angle lever, which forms one part of the magnetizable core 36 and is attracted to one of the poles of the second magnetic circuit with the permanent magnet 32 when the excitation coil 40 is energized. The design of the bobbin 39 and the coil 40 corresponds to the first embodiment. In this exemplary embodiment, there is an increased drive force for the actuating lever 37. In a modification of the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the additional arm 38 can also be arranged under the magnetizable core, and more than one additional arm of this type can also be provided.

Obwohl die beschriebenen Ausführungsbeispiele einen Nadeldrucker betreffen, ist die beschriebene elektromagnetische Antriebseinrichtung auch in anderen Schnelldruckern zur Datenaufzeichnung verwendbar, beispielsweise in Schnelldruckern zur Herstellung von Lochstreifen.Although the exemplary embodiments described relate to a dot matrix printer, the one described is electromagnetic drive device can also be used in other high-speed printers for data recording, for example in high-speed printers for the production of punched tapes.

Besondere Vorteile der Erfindung sind im Vergleich zu einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung mit einem Tauchanker darin zu sehen, daß eine geringere Abnutzung des magnetisierbaren Kerns auftritt, weil dieser verschwenkbar und nicht in einer Führung längsverschiebbar angeordnet ist, wie es bei einem Tauchanker der Fall ist. Ein weiterer Vorteil im Vergleich zu Antriebseinrichtungen mit Rückstellfedern für die Betätigungsarme ist darin zu sehen, daß die Winkelhebel durch magnetische Kräfte zurückgestellt werden, so daß in Abhängigkeit von den zugeführten elektrischen Impulsen eine schnellere und praktisch störungsfreie Arbeitsweise erzielt werden kann. Ferner kann der mehreren ersten Magnetkreisen gemeinsame zweite Magnetkreis ebenfalls an dem Druckerwagen angeordnet werden. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jedoch die den zweiten Magnetkreis bildende Einrichtung an einem ortsfesten Gehäuseteil angeordnet, damit der Druckerwagen kleiner und leichter ausgebildet werden kann.Particular advantages of the invention are compared to an electromagnetic drive device with a plunger to see that there is less wear of the magnetizable core because this is pivotable and not arranged to be longitudinally displaceable in a guide, as is the case with a Diving anchor is the case. Another advantage compared to drive devices with return springs for the actuating arms it can be seen that the angle lever is reset by magnetic forces so that, depending on the electrical impulses supplied, a faster and more practical one trouble-free operation can be achieved. Furthermore, the plurality of first magnetic circuits can have common second magnetic circuit can also be arranged on the printer carriage. In the described embodiments however, the device forming the second magnetic circuit is on a stationary housing part arranged so that the printer carriage can be made smaller and lighter.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electromagnetic drive device for a high-speed printer for data recording, in particular for a dot matrix printer, with at least one first, for a drive movement activatable magnetic circuit forming, surrounded by an excitation coil and around a transverse axis swiveling magnetizable core, which is constantly in the air gap between the two poles of one acting, several first magnetic circuits common second magnetic circuit protrudes, so that the magnetisable core from its rest position to actuate a data recording unit The supply of current pulses to the excitation coil is pivotable, characterized in that that the excitation coil (12; 40) of the first magnetic circuit on a printer carriage (1; 35) is arranged stationary that the magnetizable core as an arm (8; 36) one around the transverse axis (7; 34) pivotable angle lever is formed, via the other arm (9; 37) of which a recording element (16) of the high-speed printer can be actuated against the force of a return spring (20), and that the Transverse axis (7; 34) is arranged outside of the excitation coil (12; 40) and as the axis of rotation for the Angle lever or for several angle levers is used.

2. Electromagnetic drive device according to claim 1, characterized in that the Angle lever has a third arm (38) which forms a yoke to the magnetizable core (36) and at Energizing the excitation coil (40) is attracted by one of the poles of the second magnetic circuit.