DE3148553A1 - Punktmatrixdrucker - Google Patents

Description

• Punktmatrixdrucker
• Die Erfindung betrifft einen Punktmatrixdrucker nach dem Oberbegriff des-Anspruchs 1.
• Bei Punktmatrixdruckern werden Zeichen, Symbole und ähnliches auf Schreibpapier zu druckendes aus einer Mehrzahl von Punkten zusammengesetzt dargestellt. Damit diese Zeichen oder Symbole klar.und lesbar sind, ist es wünschenswert, die Dichte der Punkte zu erhöhen. Die Druckbereiche der Punktdruckelemente müssen jedoch sehr nahe beieinander angeordnet werden. Da andererseits diese Punkt-Druckelemente je durch Elektromagnete unabhängig voneinander betätigt und gesteuert werden, ist um jedes Punkt-Druckelement ein bestimmter Raum erforderlich, um das mit dem jeweiligen Elektromagnet zu verbindende Punkt-Druckelement aufzunehmen.
• Aus diesen Gründen haben die üblichen Punkt-Matrixdrucker im allgemeinen einen Aufbau, bei welchem ein Draht für jedes Punkt-Druckelement vorgesehen ist, der Endbereich des Punkt-Druckelementes, an dem der Druckbereich anzuordnen ist, so nah wie möglich an den anderen angeordnet ist, und endes Punkt-Druckelement bogenförmig gekrümmt ist und von den anderen derart räumlich getrennt vorgesehen ist, daß der Elektromagnet in diesem Raum angeordnet werden kann. Wenn das P<nAt-Druckelement durch ein Steuersignal betätigt wird, wirkt dementsprechend ein beträchtlicher Oberfiächendruck auf eine Führungsvorrichtung, die das Punkt-Druckelement in der bogenförmigen Form erhält und in gleitenden Kontakt mit dem Punkt-Druckelement in einem solchen Zustand gebracht wird. Da die Führungsvorrichtung eine Gruppe von Punkt-Druckelementen mit einer vorbestimmten Größe nahe an den Druckbereichen zusammenführen muß, nimmt u.a.-im allgemeinen die Genauigkeit der Führungsvorrichtung wegen Abnutzung auch dann ab, wenn ein Material mit einer besonders hohen Abriebsfestigkeit für die Führungsvorrichtung vorgesehen ist. Darüber hinaus ist eine Erhöhung der Krümmung der Punkt-Druckelemente dadurch begrenzt, daß möglicherweise ein Verbiegen oder ein.e Knickung oder ähnliches auftreten könnte, und daß das Hinzufügen von Punkt-Druckelementen eine erhebliche Volumenerhöhung des Punktmatrixdruckers ergeben würde.
• Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Punktmatrixdrucker derart zu schaffen, daß der Druckkopf bei leichtem Gewicht und kompakten Abmessungen kein Nachlassen der Druckgenauigkeit auch bei längerem Betrieb oder beim Hinzufügen von zusätzlichen Punkt-Druckelementen aufweist.
• Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des -Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Anordnung'der Punkt-Druckelemente in einernictt gekrümmten Art und Weise.
• Vielmehr wird eine Mehrzahl von Punkt-Druckelementen, deren jedes durch ein dünnes Blatt oder ein dünnes Blech gebildet wird, derart geschichtet, daß sie den Punktmatrixdrucker bilden. Die Antriebskraft der Elektromagneten wird in die Punkt-Druckelemente von den Seitenflächen dieser dünnen Bleche oder Blätter eingeleitet.
• Vorteile, Einzelheiten und weitere merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert.
• Es zeigt Fig. 1A eine Draufsicht eines mit einem Elektromagnet gekuppelten Punkt-Druckelementes; Fig. 1B eine Draufsicht eines Punkt-Druckelementes, dessen Mittenbereich eine Ausnehmung aufweist; Fig. 2A und 2B eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Punkt-Matrixdruckwerkes, der durch Schichtung der Punkt-Druckelemente nach den Fig. 1A und 1B gebildet wird; Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1A; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Punkt-Matrixdruckwerkes, welcher durch Schichtung der Punkt-Druckelemente- nach Fig. 1B gebildet wird; und Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B nach Fig. 2A.
• Die Fig. 1A und 2 stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar. Ein Punkt-Druckelement 1 ist aus dünnem Material blattförmig ausgebildet. Ein Druckbereich 3 ist an einem vorderen Endbereich 2 des Punkt-Druckelementes 1 derart angeordnet, daß er in Richtung der Hauptachse des Punkt-Druckelementes 1 vorsteht (in Richtung durch die Mitte der Breite des Blattes). Ein Kupplungsbere.ch 4 ist auf einer Seite des Punkt-Druckelementes 1 angeordnet.
• Ein Anker 6 eines Elektromagnetes 5 ist mit dem Kupplungsbereich 4 derart eingekuppelt, daß, wenn ein Steuerstrom an den Elek-tromagneten 5 angelegt wird, der Anker 6 zur Bewegung nach rechts bzw. links, bezogen auf Fig. 1A, veranlaßt wird, und das Punkt-Druckelement 1 ebenfalls zur Bewegung nach rechts und links veranlaßt wird und dadurch das Druckpapier mit einem Punkt versieht.
• Eine erforderliche Anzahl von Druckelementen 1, 1... werden in der Richtung ihrer Blattstärke geschichtet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und an ihren vorderen-und hinteren Endbereichen 2, 7 jeweils durch Führungsvorrichtungen 8, 8... geführt, und bilden dadurch ein Punkt-Matrixdruckwerk. In diesem Fall wird eine Anordnung von Elektromagneten 5, 5... ringförmig angeordnet, so daß die Punkt-Druckelemente 1, 1... umschlossen werden, wie es in Fig. 4 oder 5 dargestellt ist. Diese Anordnung wird möglich, da der Kupplungsbereich 4 an einer bezüglich der Axialrichtung frei wählbaren Stelle jedes Punkt-Druckelementes 1 angebracht werden kann und da der Winkel « der Koppelung zwischen dem Kupplungsbereich 4 und dem Anker 6 nahezu willkürlich ausgewählt werden kann. Wenn die Positionen dieser Kupplungsbereiche 4, 4... geeignet gewählt wird, kann eine mehrfach abgestufte Anordnung der Elektromagneten 5, 5... extrem einfach realisiert werden.
• Wenn die Anzahl der Punkt-Druckelemente 1 beispielsweise 12 beträgt, können zwölf Elektromagnete 5, 5 geteilt werden und in zwei Stufen angeordnet werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn die Anzahl der Punkt-Druckelemente beispielsweise 18 oder 24 beträgt, können sie in gleicher Weise je halbiert werden, um die Zwei-Stufen-Anordnung zu bewerkstelligen.
• Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Punkt-Matrixdruckkopf in einer extremen- Kompaktanordnung aufzubauen.
• Wenn der Endbereich 6a jedes Ankers in geeigneter Art und Weise gebogen ist, wie es in Fig. 2A dargestellt ist, wird es möglich, die Elektromagneten 5, 5... ringförmig an einer Stelle anzuordnen und die Kupplungspositionen der Kuplunsbreich 4, 4... entsprechend den Ankern 6, (,... . . in Richtung der -Hauptachse der Punkt-Druckelemente 1 1... zu verteilen. Diese Anordnung ermöglicht es, Schwierigkeiten zu vermeiden, die andernfalls deswegen vorkommen würden, weil die Eingreifpositionen extrem nahe beieinander sind. Da die Elektromagneten 5, 5... in einer Ebene angeordnet sind, kann der Aufbau von an diese Elektromagnete 5, 5... angepaßten Joche ebenfalls vereinfacht werden.
• Da der Punktmatrixdrucker mit Dünnschichten von blattartigen Punkt-Druckelementen in der Lage ist, die Aufschichtung der Punkt-Druckelemente als Ganze mittels einer Führungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, ZU führen, kann der Aufbau des Druckwerkes drastisch vereinfacht werden. Er ist jedoch nicht frei von dem Problem, daß der Betrieb der Punkt-Druckelemente durch Reibungskraft behindert wird, da aneinandergrenzende Punkt-Druckelemente in einen Direktkontakt miteinander kommen. Um dieses Problem zu beseitigen, wird der Mittelbereich 18 jedes Punkt-Druckelementes 1 im Gegensatz zu den vorderen bzw. hinteren Endbereichen 12, 17 in Vertikalrichtung mit einer Ausnehmung versehen, die die Achse (X-X) freilegt, die durch die Mitten der Endbereiche 12, 17 verläuft.
• Dieses ist beispielhaft in Fig. 1B dargestellt, in der der Mittenbereich 18 als in der Darstellung oben abgelenkt verlaufend dargestellt ist.
• Die erforderliche Anzahl von Punkt-Druckelementen 10, deren jedes die oben beschriebene Form aufweist, ist derart geschichtet ausgebildet, daß deren Fig. 4 dargestellte Punkt-Matrixdruckkopf gebildet wird. In diesem Beispiel sind die Punkt-Druckelemente 10 alternierend derart mit der Innenseite nach außen gedreht, daß die Mittenbereiche 8, 8... eines Paares von an einer argrenzenden Pnkt-Druckelementen voneinander nach rechts und links in Richtung der Hauptachse X-X getrennt sind. Die Entfernung der Trennung zwischen den Mittenbereichen 8, 8... der aneinandergrenzenden Punkt-Druckelemente wird dadurch bestimmt, daß die Punkt-Druckelemente -10, 10..., die aufeinandergeschichtet sind, wie es oben beschrieben ist, nicht mit den angrenzenden Punkt-Druckelementen 10, 10... während des Druckbetriebes in Berührung kommen. Entsprechend dem Aufbau des Punkt-Matrixdruckkopfes, wie er oben beschrieben wurde, kommen die Mittenbereiche-18, 18... der Punkt-Druckelemente 10, 10... nicht miteinander in Berührung und die Reibung zwischen den einzelnen Blättern tritt lediglich bei den Endbereichen 12, 17, auf, bei welchen die Punkt-Druckelemente 10, 10... durch die Führungsvorrichtung 8, 8... geführt werden.
• Entsprech nd dem Punkt-Matrixdruckwerk mit dem oben beschriebenen Aufbau erfährt ein bestimmte Punkt-Druckelement, das mit einem bestimmten Elektromagneten in Eingriff steht, eine Verschiebung, wenn ein Steuerstrom an diesen bestimmten Elektromagneten angelegt wird und damit denselben anregt, und führt eine Punktierung durch.
• Eine Gruppe von derart durch den Steuerstrom erzeugten Punkten ergibt im Schriftbild einen gewünschten Buchstaben oder etwas ähnliches (z.B. auch ein Symbol, ein Diagramm, eine Zeichnung oder ähnliches-). Da die Punkt-Druckelemente im Gegensatz zu den üblichen Elementennicht gekrümmt sind, wird der Ober-flächendruck der Führungsvorrichtung nicht besonders erhöht. Dementsprechend wird der Reibungswiderstand zwischen den Punkt-Druckelementen und der Führungsvorrichtung reduziert, damit wird für den Antrieb der Punkt-Druckelemente erforderliche Energie reduziert und damit kann auch die Größe der Elektromagneten reduziert werden. Diese Tatsache ist ganz besonders vorteilhaft für die zusätzliche Anordnung von Punkt-Druckelementen. Insbesondere ist es mit dem Erfindungsgegenstand - im Gegensatz zum Stand der Technik- -nicht mehr länger notwendig, Material mit einer hohen Abriebfestigkeit und großen Härte für die Führungsvorrichtung in der unmittelbaren Nähe des Druckbereiches zu verwenden. Darnit wird die maschinelle Herstellung der Führungsvorrichtung erheblich vereinfacht und, da kaum Abrieb auftritt, verschlechtert sich die Druckqualität über eine lange Zeitperiode nicht.
• Die Antriebskraft durch die Elektromagneten wird auf die Punkt-Druckelemente über die Kupplungsbereiche auf deren seitliche Oberflächen übertragen, um damit eine maximale Biegesteifigkeit zu sichern. Entsprechend dieser Anordnung arbeiten die Punkt-Druckelemente sogar bei der Aufnahme der Antriebskraft stabil, ohne eine Krümmung zu erfahren. Bei der Verbindung der Punkt-Druckelemente und der Elektromagneten im Hinblick auf ihre Kupplung aneinander,. ist die Beziehung ihrer Positionen zueinander derart frei wählbar, daß sogar, wenn zusätzliche Druckelemente angeordnet werden, der Raum für die zus.tzliche Anbringung von Elektromagneten nicht zu knapp wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem der Druckbereich kreisringförmig ist, ist der Druckbereich in dem Druckwerk der vorliegenden Erfindung rechteckig, so daß die Punkt-Druckelemente bei weitem näher aneinander angeordnet werden können als bei den bekannten Druckern.
• Daher kann ein besonders klares Druckbild erzielt werden.
• In einem Punkt-Matrixdruckwerk, bei welchem die Mittelbereiche der Punkt-Druckelemente Ausnehmungen von der Hauptachse aufweisen, so daß diese Mittelbereiche mit einander nicht in Berührung kommen, wird der Abrieb zwischen den Punkt-Druckelementen - wie oben beschrieben -so vermindert, daß der Betrieb der Punkt-Druckelemente bei weitem leichter und schneller wird und dadurch die erforderliche Energie vermindert wird. Dementsprechend kann die Größe der Elektromagneten vermindert werden und damit die Möglichkeit geschaffen werden, die Größe und das Gewicht des Punktmatrixdruckers selbst zu reduzieren.
• Auch wenn die Punkt-Druckelemente 1, 1... eine elastische Biegeverformung während des Betriebes erfahren, gelangen die Mittenbereiche 7, 7... weder miteinander in Berührung, noch stören sie einander während ihrer Punktierungsfunktion und verhindern damit auch nicht einen weichen und leisen Druckbetrieb.
• In Anbetracht der oben-beschriebenen Vorteile besteht bei einem solchen Punktmatrixdrucker kaum eine Beschränkung für die zusätzliche Anordnung von Punkt-Druckelementen und es kann eine weit bessere Druckschärfe erzielt werden als mit den bekannten Druckern.
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Claims (4)

1. Patentansprüche 0 Punktmatrixdrucker, insbesondere ein solcher mit Aufschlags-Druckverfahren, mit einer Mehrzahl von längslaufend angeordneten und in Querrichtung abgetasteten Punkt-Druckelementen, mit antrei.benden und für das Ausdrucken eines Zeichen o.ä. gesteuerten Elektromagneten, welche je mit den Punkt-Druckelementen in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkt-Druckelemente (1) aus dünnen Blättern und/oder- Blechen bestehen und gegeneinander gleitfähig in der Richtung ihrer Stärke geschichtet sind.
2. 2. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrfachelektromagneten-Anordnung, welche mit den Punkt-Druckelementen in Eingriff steht, in mindestens zwei Stufen angeordnet ist.
3. 3. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Endbereich eines Ankers oder die Endbereiche mehrerer Anker der Elektromagneten, die je mit den Punkt-Druckelementen in Eingriff stehen, gebogen ist und daß die Kupplungspositionen zwischen dcn Elektromagneten und den betreffenden Pukt-DrucklmentQn in Richtung der Hauptachse des Druckwerkes angeordnet sind.
4. 4. Punktmatrixdrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dünnen Blättern oder Blechen bestehenden, in der Richtung ihrer Stärke geschichteten Punkt-Druckelemente (1) derart ausgebildet sind, daß ihre Mittenbereiche abwechselnd in bezüglich der Blattbreite entgegengesetzter Richtung voneinander getrennt angeordnet sind und daß die Mittenbereiche berührungfrei gegeneinander betätigbar sind.