DE3028772A1

DE3028772A1 - Drucker

Info

Publication number: DE3028772A1
Application number: DE19803028772
Authority: DE
Inventors: Hiroatsu Kondo; Hideaki Miyakawa; Toshiaki Ozawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1980-07-29
Publication date: 1981-02-05
Also published as: US4389131A; DE3028772C2; JPS5624182A

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlMNf σΤρΐ-Τη^

GrUPP - PelLMANN Dipl.-Chem. G. Bühling

V3RUPE r ELLMANN Dipl.-Ing. R. Kinne

³ Dipl.-Ing. R Grupe

3028772 Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

29. Juli 1980

DE 0579

CANON KABUSHIKI KAISHA

Tokyo, Japan

Drucker

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucker, mit dem durch Anschlag eines Druckhammers ein Drucken auf ein Aufzeichnungsmaterial erfolgt.

In der letzten Zeit wurden bei Anschlag-Druckern zugleich mit dem Fortschritt der elektronischen Technik in der Praxis mechanische Komponenten durch elektronische Komponenten ersetzt, um dadurch die Zuverlässigkeit der Drucker zu verbessern. Derartige Drucker machen jedoch gesonderte Antriebsquellen und verschiedenerlei elektronische Elemente für ein Steuersystem zum Bewegen eines Drucker-Schlittens, Drehen eines Druck- oder Typenrads, Transport des Farbbands, Betreiben des Druckhammers usw. notwendig; dies hat zu dem Nachteil geführt, daß derartige Drucker teurer sind als solche, bei denen mechanische Bauteile verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen preiswerten Drucker zu schaffen.

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München! Kto. 3939844 Postscheck (München! Kto 670-43-804

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] Dabei soll der erfindungsgemäße Drucker eine Antriebseinrichtung haben, die eine Einrichtung zur Abschwächung der Kraft, die ein bewegbares Teil in seiner bestehenden Lage hält und dieses zurückbringt, und eine *j Einrichtung zur Erzeugung einer Vortriebskraft enthält, die das bewegbare Teil in einer bestimmten Richtung vortreibt.

Ferner soll mit der Erfindung ein Drucker geschaffen werden, der ein mit einem Magneten versehenes bewegbares Teil, Joche, um die Spulen gewickelt sind und die unter rechten Winkeln zu der Bewegungsrichtung des bewegbaren Teils und dem Magneten gegenübergesetzt angeordnet sind, und ein Druckelement bzw. Druckorgan aufweist, mit dem das Drucken an einem Aufzeichnungsmaterial erfolgt, das in der Arbeitsrichtung des bewegbaren Teils angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines bei dem Drucker verwendeten Druckhammer-Mechanismus.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Hammers^

Fig. 3^ veranschaulicht die Wirkungsweise des Hammersr.

Fig., 4 verartsenattlicht ä±er übergänge bei dem Betriebsvorgang des Hammers»

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Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht

eines Ausführungsbeispiels des Druckers.

Fig. 6 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm des Druckers.

In der Fig. 1 bezeichnet 1 einen Hammer; 2 bezeichnet einen Magneten, der mehrpolig magnetisiert und in den Hammer eingebettet und in diesem festgelegt ist; 3 und 3' bezeichnen U-förmige Joche, die so angeordnet sind, daß sie zwischen einander den Hammer 1 als bewegbares Teil mit einem geringen Zwischenraum zwischen dem Hammer und den Jochen halten. Auf die Joche 3 bzw. 3¹ sind Spulen 4 bzw. 4¹ gewickelt. Diese Joche sind im wesentlichen unter rechten Winkeln zu der Bewegungsrichtung des Hammers angeordnet.

In der Fig. 2 ist die Richtung eines Pfeils A diejenige Richtung, bei der kein Drucken erfolgt, während die Richtung eines Pfeils B die Druckrichtung ist. Zur Vorspannung des Hammers in der Richtung des Pfeils A kann der Spule 4 bzw. den Spulen 4 und 4¹ ein Strom in der Weise zugeführt werden, daß die Joche 3 und 3¹ die in der Fig. 3(1) gezeigten Polaritäten haben. Zum Vorspannen des Hammers in der Gegenrichtung bzw. Druckrichtung können die Joche in der in Fig. 3(2) gezeigten Weise erregt werden.

Die Fig. 4(1) zeigt den Lagezusammenhang zwischen

den Jochen in ihrem ortsfesten Zustand und den Permanent-Magneten sowie die Magnetfluß-Zustände; jedes Joch ist so aufgebaut, daß die Polarisierungslinien des Permanentmagneten an den Halbierungslinien der dem Hammer gegenübergesetzten Flächen eines jeden Jochs

liegen (nämlich bei 1/2, wenn die Länge einer jeden Fläche eines Jochs gleich 1 ist). Die Lage derartiger

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•j Halbierungslinien ist nicht genau festgelegt, sondern hat einen Toleranzspielraum. Die Magnetflüsse eines jeden Jochs sowie des Magneten bei diesen Bedingungen entsprechen den dargestellten; da der Hammer von beiden c Jochen gleich angezogen wird, entsteht an ihm keinerlei einseitige Kraft. Diese Stellung ist die Ausgangsstellung bzw. Ruhestellung des Hammers; dabei wirkt die Anziehungskraft zwischen dem Magneten und den Jochen als eine Kraft, die den Hammer in seiner Ausgangsstel- ^q lung hält (und die nachstehend vereinfacht als Haltekraft bezeichnet wird), so daß der Hammer selbst bei einem äußeren Schlag nicht leicht bewegt wird. Ferner wirkt diese Anziehungskraft zwischen dem Magneten und den Jochen als Rückholkraft, die den Hammer in seine Ausgangsstellung zurückbringt, und zwar deshalb, weil dann, wenn der Hammer aus seiner Ausgangsstellung in Richtung des Pfeils A oder B bewegt wird, die Magnetflüsse verringert werden und eine Kraft C erzeugt wird, die die Magnetflüsse in ihre Anfangszustände zurückbringt. Daher ist der stationäre Zustand ein sehr stabiler Zustand, wobei es nicht notwendig ist, ein elastisches Element wie eine Feder zum Zurückbringen des Hammers in seine Ausgangsstellung vorzusehen.

Die Bewegung des Hammers ist in größeren Einzelheiten in der Fig. 4 gezeigt. Nach Fig. 4(2) wird zum Vorspannen des Hammers in der Druckrichtung A über die um die U-förmigen Joche .3 und 3¹ nach Fig. 1 gewickelten Spulen 4 und 4' in der Weise ein Strom geführt, daß jedes Joch die dargestellte Polarität annimmt. Dadurch wirken zwischen dem in jedem Joch gebildeten Magnetpol und den verschiedenen sowie den gleichen Polen des Permanentmagneten. Anζiehungs- und Abstossungskräfte ; in der Weise, daß dem Hammer schnell eine Vorspannung in Richtung des Pfeils A erteilt wird. Die Magnetpole ,

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. die als Vortriebskraft des Hammers die Abstossung oder Anziehung bezüglich des Permanentmagneten 2 hervorrufen, werden nicht sofort nach der Stromversorgung der Spulen erzeugt; vielmehr bewirkt der Strom zunächst eine Verminderung der Haltekraft zwischen den Magneten und den Jochen 3 und 3' gemäß der Darstellung in Fig. 4(1). Wenn der zugeführte Strom weiter gesteigert wird, nachdem die Haltekraft aufgehoben wurde, werden in den Jochen 3 und 3' Magnetpole gebildet, die bezüglich des Magneten , ~ 2 Anziehungskräfte und Abstossungskräfte hervorrufen, wobei diese Kräfte als Vortriebskraft des Hammers 1 wirken.

Zugleich mit dem Vortrieb des Hammers 1 wirkt die ■ic Haltekraft des Hammers 1 als Rückholkraft, jedoch besteht bei dieser Kraft die Neigung zu einer allmählichen Abnahme; daher wird im Vergleich zu einer Vorrichtung, bei der zum Zurückholen des Hammers ein Federelement verwendet wird und bei der die Rückhol-2Q kraft mit dem Vortrieb des Hammers ansteigt, ein Druckvorgang mit höherer Geschwindigkeit möglich.

Die Fig. 4(3) zeigt einen Zustand, bei dem der in Richtung des Pfeils A vorgespannte Hammer 1 mittels eines nicht gezeigten Anschlags angehalten wurde und die Polarisierungslinien des Permanentmagneten 2 an Stellen angehalten wurden _t die nicht gegenüber Flächen 5a, 5b_r 5'a und 5^fb der Joche 3 bzw. l^r versetzt sind. Wenn bei diesem Zustand die Stromversorgung der Spulen

3(J abgeschattet wird, wirkt an dem Haituner eine Rückholkraft C_r di-e den Hammer in seine Ausgangsstellung zurückzubringen versucht. Wenn an die Spulen ein Signal irr der Weise angelegt wird, daß zum ©rucken die Joche die in Fig> 4i4> gezeigten Polaritäten annehmen,- wird die Rückholkraft verdoppelt und der Hammer in der Druekriehtung B bewegt.» Die Fig. k{5\ zeigt den Zustand

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] beim Drucken; in diesem Fall ist eine Druckwalze an einer Stelle angebracht, bei der die Polarisierungslinien des Permanentmagneten nicht gegenüber den Flächen 5a, 5b, 5'a und 5'b der Joche versetzt sind und durch die

c der Hammer angehalten wird. Wenn die Stromversorgung der Spulen unterbrochen wird, kehrt aufgrund der Rückholkraft C der Hammer schnell in seine Ausgangsstellung zurück.

IQ Somit kann gemäß dem Ausführungsbeispiel die Antriebssteuerung des Hammers allein dadurch bewerkstelligt werden, daß den Spulen Strom zugeführt und die Stromversorgung unterbrochen wird, ohne daß eine mechanische Kraft eines Rückhol-Federelements oder dgl. angewandt wird; dies führt zu einem vereinfachten Aufbau und einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit.

Die Fig. 5 zeigt ein Druckwerk, das den beschriebenen Hammer-Mechanismus enthält, und einen Farbband-Transportmechanismus. 5 bezeichnet eine Druckwalze, 6 bezeichnet Druckpapier und 7 bezeichnet einen Motor für den Antrieb eines Stern-Typendruckrads 8 als Druckelement. 9 bezeichnet eine Farbband-Kassette, die von einem (nicht gezeigten) Wagen oder Schlitten abnehmbar ist. Die Farbband-Kassette 9 enthält ein Farbband 10 und wirkt auch als Führung für das Umleiten des Farbbands zu der Druckstelle. 11 ist ein Klinkenhebel, der drehbar an einer Achse 12 gelagert ist, die in der Kassette 9 angebracht ist. Der Klinken-Endteil 11a des Klinkenhebels 11 hat ausreichende Federkraft und steht in Eingriff mit einem Sperr- bzw. Schaltrad 14. 13 ist eine Torsions-Spulenfeder, die an dem Klinkenhebel ein Drehmoment in der Weise ausübt, daß eine Seite 11b des Klinkenhebels immer mit einem Ende des Hammers in Berührung steht. Das Schaltrad 14 ist drehbar mittels der Kassette 9 gelagert und bewegt das Farbband

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10 mittels einer Antriebsrolle 14a, die einstückig und koaxial zu dem Schaltrad ausgebildet ist, und einer Klemmrolle 15. Die Klemmrolle 15 ist mittels eines Hebels 16 gelagert, der drehbar an einer in der Farbband-Kassette 9 angebrachten Achse 17 gelagert ist,

und wird mittels einer Feder 18 gegen die Antriebsrolle 14a gedrückt. 19 ist ein Anschlag zum Steuern bzw. Bremsen des Überschwingens des Klinkenhebels 11. Der Anschlag 19 ist an dem Wagen bzw. Schlitten befestigt. 10

Nachstehend wird die Betriebsweise beschrieben: Wenn der Hammer in die druckfreie Richtung A vorgespannt wird, wird der Klinkenhebel 11 gegen die Kraft der Spulenfeder 13 geschwenkt, bis er gegen den Anschlag 19 stößt; dabei bewegt der Klinkenhebel mit seinem Klinken-Endteil 11a das Schaltrad 14 um eine Strecke, die einem Zahn entspricht. Da die Antriebsrolle 14a mit dem Schaltrad 14 einstückig ist, wird durch die Drehung des Schaltrads 14 das Farbband 10 um eine vorbestimmte Länge transportiert. Wenn der Hammer 1 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, kehrt mit Hilfe der Spulenfeder 13 der Klinkenhebel 11 gleichfalls in seine Ruhestellung zurück; dabei greift der federnde Endteil 11a des Klinkenhebels an dem nächsten Zahn des Schaltrads 14 an. In diesem Fall ist zu befürchten, daß das Schaltrad in Gegenrichtung gedreht wird; dies kann jedoch dadurch verhindert werden, daß die Klemmrolle 15 in geeigneter Weise angedrückt wird. Darauffolgend wird der Hammer 1 in der Druckrichtung B vorgespannt

^ow und die Tinte aus dem Farbband 10 in Form eines Zeichens auf das Druckpapier 6 übertragen, wodurch das Drucken herbeigeführt wird, wonach dann der Hammer durch die Rückholkraft C in seine Ausgangsstellung

zurückgebracht wird.
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Die Fig. 6 ist ein Steuerdiagramm, das die vor-

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j stehend beschriebene Folge von Betriebsvorgängen und die Zeitsteuerung des Druckrad-Antriebs sowie die des Wagen- bzw. Schlittenantriebs zeigt.

c Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorstehenden Beschreibung werden der Druckvorgang und die von den Druckern verschiedenen Vorgänge wie der Farbband-Transport mittels einer einzigen Hin- und Herbewegung einer einzigen Antriebsquelle herbeigeführt; dies IQ führt zu einer Verringerung der Anzahl von Antriebsquellen und der elektrischen Steuersystem-Elemente, so daß sich ein preiswerter Drucker bzw. ein preiswertes Druckwert ergibt.

]5 Es besteht keine Einschränkung auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel; vielmehr kann beispielsweise das bewegbare Teil nicht nur der Druckhammer, sondern auch ein Hebel für die Wahl der Druckstellung des Druckrads sein; ferner kann das Druckelement ein Druckrad sein, an dessen Umfang Zeichen angeordnet sind; der Drucker bzw. das Druckwerk kann auch in der Art angewandt werden, daß das Druckelement unter Zwischensetzen des Druckpapiers oder des Farbbands mittels eines Hammers angeschlagen wird oder daß eine Druckwalze unter Zwischensetzen von Druckpapier oder Farbband mittels eines Druckrads angeschlagen wird.

Weiterhin können die Anzahl der Pole, in die der an dem Hammer sitzende Magnet aufgeteilt ist, und die Anzahl der diesen gegenübergesetzten Joche frei gewählt werden.

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] Bei dem erfindungsgemäßen Drucker bzw. Druckwerk trägt ein Druckhammer als bewegbares Teil in einer Einheit mit demselben einen Magneten, während Joche mit darum gewickelten Spulen im wesentlichen unter rechten Winkeln zu der Bewegungsrichtung des bewegbaren Teils und dem Magneten gegenübergesetzt angeordnet sind und in der Bewegungsrichtung des Druckhammers bzw. bewegbaren Teils ein Druckelement angeordnet ist. 10

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Leerseite

Claims

TlEDTKE - BüHLING - K₁NNE

Grüpe - Pellmann

ΟΓ|9077 9 Dipl.-Ing. R Grupe

J U Δ O S ΙΔ. Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: 0 89-5396 53

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

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Patentansprüche

Drucker, gekennzeichnet durch ein bewegbares Teil (1),""elne Antriebseinrichtung (2 bis 4) zum Bewegen des bewegbaren Teils mit einer Einrichtung zur Abschwächung der Kraft des bewegbaren Teils, die dieses in seiner bestehenden Lage hält und zurückbringt, und einer Einrichtung zur Erzeugung einer Vortriebskraft, und ein Druckelement (8) zum wahlweisen Drucken mittels des bewegbaren Teils auf einem Aufzeichnungsmaterial (6).
2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (2 bis 4) die Kraft, die das bewegbare Teil (1) in der bestehenden Lage hält und das bewegbare Teil zurückbringt, und die Vortriebskraft unter wechselseitiger Gegenwirkung erzeugt.
3. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (2 bis 4) die Vortriebskraft erzeugt, wenn eine Spannung angelegt wird, und die das bewegbare Teil (1) in der bestehenden Lage haltende und dasselbe zurückbringende Kraft erzeugt, wenn das Anlegen der Spannung unterbrochen wird.

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Deutsche Sann (Munchem Kto 51 βΐΰ'ΐι Dresuner Bank iMunchem Kto 3939844 Postscheck «Muncheni ^tO 670-4^-804

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4. Drucker, gekennzeichnet durch ein bewegbares Teil (1), das in einer Einheit einen Magneten (2) enthält und das geradlinig hin- und herbewegbar ist, Joche (3, 3'), die im wesentlichen unter rechten Winkein zu der Bewegungsrichtung des bewegbaren Teils angeordnet und dem Magneten gegenübergesetzt sind, um die Joche gewickelte Spulen (4, 4¹) und ein Druckelement (8) zum Drucken auf ein Aufzeichnungsmaterial (6), das in der Arbeitsrichtung des bewegbaren Teils angeordnet ist.
5. Drucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (2) zu Mehrfachpolen in der Bewegungsrichtung des bewegbaren Teils (1) magnetisiert ist und daß die Polarisierungslinie des Magneten im wesentlichen an dem Ort einer Halbteilungs linie der Fläche der Joche (3, 3¹) angeordnet ist, die dem Magneten gegenüberstehen.
6. Drucker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Joche (3, 3¹) U-förmig und in bezug auf den Magneten (2) symmetrisch angeordnet sind.

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