DE1263363B

DE1263363B - Hammeranordnung fuer einen Schnelldrucker

Info

Publication number: DE1263363B
Application number: DED44631A
Authority: DE
Inventors: Clifford John Helms
Original assignee: Ricoh Printing Systems America Inc
Current assignee: Ricoh Printing Systems America Inc
Priority date: 1963-06-17
Filing date: 1964-06-08
Publication date: 1968-03-14
Also published as: US3172353A; NL6404269A; GB1036967A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G06k

Deutsche Kl.: 42 m6 -15/02

Nummer: 1263 363

Aktenzeichen: D44631IXc/42m6

Anmeldetag: 8. Juni 1964

Auslegetag: 14. März 1968

Die Erfindung betrifft eine Hammeranordnung für einen Schnelldrucker mit einer stetig umlaufenden Trommel mit großen und kleinen Typen, bestehend aus in Richtung auf die Trommeloberfläche verschiebbar gelagerten Druckhämmern, von denen jeder einen Schaft aufweist, auf dem eine Spule sitzt, der ein feststehender Magnet zugeordnet ist und die zum Antrieb des Druckhammers in Richtung auf die Trommeloberfläche erregbar ist.

Es ist bereits eine Hammeranordnung der vorgenannten Art bekannt, bei der die Rückwärtsbewegung eines Druckhammers durch Umpolung des Stromflusses in der dem Hammer zugeordneten Spule bewerkstelligt wird. Die Rückwärtsbewegung des Hammers wird durch einen rückwärtigen Anschlag begrenzt. Die rückwärtigen Anschläge der bekannten Hammeranordnung werden daher sehr stark abgenutzt und müssen daher häufig nachjustiert werden, damit eine konstante Laufzeit der Hämmer gewährleistet wird.

Es ist weiterhin bereits eine Druckhammeranordnung bekannt, bei der jeder Druckhammer durch eine Druckfeder in Richtung auf eine Typentrommel vorgespannt ist. Bei Verringerung des Erregungsstromes wird der Druckhammer vom Elektromagneten freigegeben und dann durch die Druckfeder in Richtung auf die Trommel bewegt. Federn nutzen sich jedoch im Laufe der Zeit ab, und es tritt gegebenenfalls auch eine Änderung der Federkonstante ein. Bei Verwendung von Federn wird also keine gleichbleibende Anschlagkraft gewährleistet.

Bei einer Hammeranordnung mit Federkraft betätigten Druckhämmern ist es auch bereits bekannt, die Anschlagkraft der Hämmer so zu regeln, daß trotz verschiedener Größe der ihnen zugeordneten Drucktypen ein gleichmäßiger Abdruck gewährleistet wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Druckhammeranordnung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß Nachjustierungen kaum mehr erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Druckhammer federnd gegen einen rückwärtigen Anschlag in eine Ruhelage vorgespannt ist und die Spule zur Verringerung des Rückpralls des Druckhammers von der Trommel über den Zeitpunkt hinaus, zu dem der Druckhammer gegen die Trommel schlägt, erregt wird.

Die Kraft, mit der die Druckhämmer gegen die rückwärtigen Anschläge schlagen, ist also im wesentlichen nur mehr gleich der Kraft, mit der die Druckhämmer federnd gegen die rückwärtigen Anschläge Hammeranordnung für einen Schnelldrucker

Anmelder:

Data Products Corp., Culver City, Calif.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Sehmidt,

Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. Hansmann

und Dipl.-Phys. S. Herrmann, Patentanwälte,

8000 München 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:

Clifford John Helms, Woodland Hills, Calif.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. Juni 1963 (288 303) - -

vorgespannt sind. Da die auf die Hämmer ausgeübten Rückholkräfte gering sind, tritt im wesentliehen kein Verschleiß der rückwärtigen Anschläge auf.

Zweckmäßigerweise wird jeder Druckhammer von zwei im Abstand voneinander angeordneten federnden Abstützelementen getragen, die den Hammer in Richtung auf den rückwärtigen Anschlag vorspannen und als Zuleitungen für die Spule dienen.

Weiterhin wird vorzugsweise jede Spule in Abhängigkeit von der Größe der zum Druck vorgesehenen Type durch ein Signal großer oder kleiner Amplitude erregt, wodurch ein gleichmäßiger Abdruck gewährleistet wird.

Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische schematische Ansicht· einer Hammeranordnung nach der Erfindung und

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der an eine Spule angelegten Spannung sowie der in der Spule induzierten Spannung.

Die in Fig. 1 dargestellte Trommel 10 eines Schnelldruckers läuft in Richtung des dargestellten Pfeiles. In jeder der längs der Trommel verlaufenden; Spalten sind gleiche Drucktypen angeordnet. Zwi-

809 518/307

sehen Trommel 1© und Hammeranordnung befindet sich ein Farbband 12 und ein Papierstreifen 14.

Jeder Hammer 16 wird von zwei räumlich voneinander getrennten, elektrisch leitenden, elastischen und biegsamen Abstützelementen 18 und 20 getragen. Eine Spule 22, deren entsprechende Klemmen mit den Abstützelementen 18 und 20 verbunden sind, ist an jedem Hammer 16 befestigt. Die Spule 22 befindet sich zwischen zwei in gewissem Abstand voneinander angebrachten Permanentmagneten 24 und 26, Räumlich gegenüberliegende Pole der Magnete 24 und 26 weisen entgegengesetzte Polarität auf. Wenn also in der Spule 22 in einer Richtung ein Strom fließt, wird die Spule zwischen ein Paar räumlich gegenüberliegender Pole gezogen, und wenn durch die Spule 22 ein Strom in entgegengesetzter Richtung fließt, wird die Spule zwischen ein zweites Paar räumlich gegenüberliegender Pole gezogen. Durch Erregung der Spule zum richtigen Zeitpunkt in geeigneter Richtung wird der Hammer 16 auf das Papier 14 zu bewegt und das Papier und Farbband gegen einen ausgewählten Buchstaben auf der Trommel gedrückt. Dadurch entsteht ein Abdruck dieses Buchstabens auf der Vorderseite des Papierstreifens 14. Während jeder Drehung der Trommel (10) kann eine volle Zeile gedruckt werden.

Um sicherzustellen, daß die Buchstaben auf dem Papierstreifen 14 richtig ausgerichtet sind, ist wichtig, daß der Hammer 16 dann auf die Trommel 10 trifft, wenn die Buchstaben darauf jeweils relativ zueinander in gleicher Höhe liegen. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Buchstaben auf der Trommel exakt ausgerichtet werden und die Laufzeit des Hammers konstant gehalten wird. Die Laufzeit ist das Intervall zwischen der Erregung der von dem Hammer getragenen Spule bis zu dem Zeitpunkt, wo der Hammer auf die Trommel trifft. Da die Laufzeiten für alle Hämmer gleich sein sollen, ist außerdem erwünscht, daß sich Laufzeiten beim Gebrauch über einen längeren Zeitraum nicht andern.

Die Laufzeit (t_t) jedes Hammers wird durch folgende Beziehung dargestellt.

m ist die Masse des Hammers und der Spule;

χ ist die Entfernung, die der Hammer von seiner Ruhelage bis zur Trommel zurücklegen muß;

B ist die mittlere magnetische Flußdichte der Permanentmagnete;

Z ist die effektive Lange des auf der Spule aufgewickelten Leiters;

/ ist der Strom in der Spule.

Der Ausdruck B Il bestimmt die Kraft, die auf den Hammer wirkt und mit der der Hammer gegen die Trommel bewegt wird. Da die Masse, die Flußdichte und die Leiterlänge Konstanten sind und da der Strom genau geregelt werden kann, wird die Laufzeit konstant bleiben, solange der zu durchlaufende Abstand χ konstant bleibt. Um eine konstante Laufzeit herzustellen, ist jedem Hammer ein einstellbarer rückwärtiger Anschlag 28 zugeordnet. Änderungen in der magnetischen Flußdichte können von Anfang an durch sorgfältiges Einstellen des Anschlages 28 kompensiert werden. Der Anschlag 28 ist einstellbar in einem Block 30 angeordnet. Die federnden Abstützelemente 18 und 20 drücken normalerweise den Hammer 16 gegen den Anschlag 28, der dadurch die Ruhelage des Hammers festlegt.

Beim Druckvorgang wird ein Strom durch die Spule 22 geschickt. Durch die Wechselwirkung zwischen den magnetischen Feldern der Spule und der Permanentmagnete 24 und 26 wird eine Kraft erzeugt, die die Spule 22 in eine Stellung zwischen die der Trommel 10 am nächsten gelegenen Pole bringt, ίο Der Hammer 16 drückt dabei den Papierstreifen 14 und das Farbband 12 gegen die Trommel 10 und prallt dann gegen den Anschlag 28 zurück. Durch den dauernden Aufprall auf dem Anschlag 28 wird dieser abgenutzt, wodurch eine Änderung der von jedem Hammer zu durchlaufenden Entfernung, also auch eine Änderung seiner Laufzeit eintritt. Eine Änderung der Laufzeit hat jedoch zur Folge, daß die gedruckten Buchstaben nicht alle auf einer Linie sitzen.

Erfindungsgemäß wird eine Verringerung der Abnutzung durch Verminderung des Rückpralls des Hammers erreicht.

In Fi g. 2 ist der zeitliche Verlauf der Spannungen dargestellt, die in der Spule 22 auftreten. Durch Anlegen eines negativen. Spannungssignals E_a an die Spule 22 kann diese erregt werden, um den Hammer 16 gegen die Trommel zu stoßen. Das Spannungssignal E_a ist im Zeitpunkt (α) beendet, also vor dem Zeitpunkt (&), zu dem der Hammer das Papier gegen die Trommel drückt, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 2 dargestellt ist. Nachdem das an die Spule angelegte Signal beendet ist, wird das negative, induzierte Spannungssignal Eh solange wie der Hammer sich vorwärts bewegt, an der Spule beobachtet. Nachdem der Hammer im Zeitpunkt (b) die Trommel berührt hat, prallt er von der Trommel zurück, wodurch eine positive Spannung in der Spule induziert wird.

Die Amplitude der induzierten Spannung E₁ ist gleich BIv, wobei ν die Geschwindigkeit ist, mit der der Spulenleiter sich durch das Magnetfeld der Permanentmagnete 24 und 26 bewegt. Folglich ist die induzierte Spannung direkt der Geschwindigkeit des Hammers proportional· und der Zeitpunkt (b), zu dem die induzierte Spannung durch Null läuft, ist näherungsweise gleich dem Zeitpunkt, zu dem der Hammer die Trommel berührt. In ähnlicher Weise ist der Zeitpunkt (c) etwa der Zeitpunkt, bei dem der Hammer den rückwärtigen Anschlag berührt und dann wieder abprallt, wobei eine negative Spannung in der Spule induziert wird. Punkt (d) stellt wieder eine Richtungsänderung des Hammers dar, und Punkt (e) ist der Zeitpunkt, bei dem der Hammer wieder von dem Rückanschlag abprallt,

Die Abnutzung des Anschlags ist natürlich proportional zur Geschwindigkeit, mit der der Hammer auf den Anschlag prallt. Da die Bewegung kaum durch Reibung gehemmt wird, ist die Rückprällgeschwindigkeit des Hammers etwa halb so groß wie die Geschwindigkeit, mit der der Hammer auf Grund der Wechselwirkung zwischen den magnetischen Feldern auf die Trommel 24 bewegt wird. Es ist möglich, die Abnutzung des Anschlags zu verringern, indem man die Geschwindigkeit verringert, mit der der Hammer auf dem Anschlag aufschlägt. Diese Geschwindigkeit kann vermindert werden, indem man die negative Spannung E_a) dargestellt durch die gestrichelte Linie in Fig. 2, an die Spülenklemme

anlegt an Stelle der negativen Spannung E₀, dargestellt durch die ausgezogene Linie. Man legt also über den Zeitpunkt des AuftrefEens des Hammers auf der Trommel hinaus Spannung an. Dadurch wird ein Teil der dem Hammer durch den Aufprall auf der Trommel erteilten Rückprallenergie vernichtet. Die Amplitude der Spannung E₀ (gestrichelte Linie) braucht nicht so groß zu sein wie die von E_a (ausgezogene Linie), um die gleiche Laufzeit für den Hammer zu erzielen. Indem man die Spannung Ι?_α (gestrichelte Linie) auch nach dem Zeitpunkt (b) in der Spule noch aufrechterhält, wird die Rückprallgeschwindigkeit des Hammers vermindert, wie durch die induzierte Spannung E_t (gestrichelte Linie) dargestellt ist, da nämlich die angelegte Spannung E_a (gestrichelte Linie) weiter das Bestreben hat, den Hammer vorwärts zu bewegen. Durch diese Verminderung der Geschwindigkeit des Hammers wird die Abnutzung des Rückanschlags verringert. Obwohl durch die verminderte Rückprallgeschwindigkeit der Hammer zu einer späteren Zeit, d. h. zur Zeit (/) und nicht zur Zeit (c) auf dem rückwärtigen Anschlag auftrifft, ist seine gesamte Erholzeit kleiner, weil ein Teil seiner Energie vernichtet wurde.

Um die Druckintensität zu steuern, etwa um zu verhindern, daß kleinflächige Typen (z. B. ».«) im Druckbild stärker erscheinen als großflächige Buchstaben (z. B. »w«), kann die Energie, mit der der Hammer auf die Trommel auftrifft, verringert werden, wenn ein kleinflächiger Buchstabe gedruckt werden soll. Um die Anschlagenergie zu verringern, können verschiedene Verfahren verwendet werden.

Wenn z. B. ein kleinflächiger Buchstabe gedruckt werden soll, kann die Vorwärtsbewegung des Hammers früher begonnen werden, aber mit geringerer Geschwindigkeit (niedrigerer anliegender Spannung), so daß der Hammer auf die Trommel mit geringerer Energie, aber zu der gleichen Zeit aufschlägt wie bei unverminderter Spannung. Vorzugsweise wird jedoch die Vorwärtsbewegung der Hämmerchen zur selben Zeit begonnen, aber die Amplitude des an die Spule angelegten Signals wird verringert, um den Hammer mit kleinerer Geschwindigkeit zu bewegen. Da die kleinflächigen Typen auf der Trommel etwas verschoben sind, um die verlängerte Laufzeit des Hammers auszugleichen, werden alle Buchstaben in der richtigen Lage auf dem Papier und mit der gewünschten Stärke gedruckt. Das heißt also, der ».« z. B., der normalerweise in den unteren Bereich der Buchstabenlage auf der Trommel fallen würde, kann in eine höhere Lage im Buchstabenbereich verschoben werden, wie in F i g. 1 gezeigt ist.

Durch die Verminderung des Rückpralls wird der Anschlag weniger abgenutzt, so daß die Laufzeit des Hammers für längere Zeit konstant gehalten werden kann, ohne daß eine neue Einstellung nötig ist. Die Qualität des erzeugten Druckes wird auch für einen längeren Zeitraum gleich bleiben. Außerdem brauchen die rückwärtigen Anschläge, die Hämmer und Abstützelemente weniger häufig erneuert zu werden, da sie geringeren Beanspruchungen unterworfen sind. Zusätzlich wird durch den Bremsvorgang die Erholzeit der Hammer verringert, was eine

ίο höhere Druckgeschwindigkeit erlaubt.

Die Steuerung der Anschlagkraft ergibt nicht nur ein besseres Schriftbild, sondern trägt zusätzlich zur Verminderung der Beanspruchung und Abnutzung der Hämmer und der Trommel bei, da die Hämmer bei kleinflächigen Typen mit geringerer Geschwindigkeit auf die Trommel auftreffen. Gegebenenfalls kann die Anschlagkraft für jede Drucktype individuell durch Verwendung eines der Fläche der Drucktype proportionalen Erregungssignals gesteuert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Hammeranordnung für einen Schnelldrucker mit einer stetig umlaufenden Trommel mit großen und kleinen Typen, bestehend aus in Richtung auf die Trommeloberfläche verschiebbar gelagerten Druckhämmern, von denen jeder einen Schaft aufweist, auf dem eine Spule sitzt, der ein feststehender Magnet zugeordnet ist und die zum Antrieb des Druckhammers in Richtung auf die Trommeloberfläche erregbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckhammer (16) federnd gegen einen rückwärtigen Anschlag (30) in eine Ruhelage vorgespannt ist und die Spule (22) zur Verringerung des Rückpralls des Druckhammers von der Trommel (10) über den Zeitpunkt hinaus, zu dem der Druckhammer gegen die Trommel schlägt, erregt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckhammer (16) von zwei im Abstand voneinander angeordneten federnden Abstützelementen (18, 20) getragen ist, die den Hammer in Richtung auf den rückwärtigen Anschlag (30) vorspannen und als Zuleitungen für die Spule (22) dienen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule (22) in Abhängigkeit von der Größe der zum Druck vorgesehenen Type durch ein Signal großer oder kleiner Amplitude erregbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1129 332;
USA.-Patentschriften Nr. 3 049 990, 3 064 561,
087421.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen