DE2101993A1 - Typendrucker - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Matehinen GeielUdiaft mbH

Böblingen, 13. Januar 1971 ki-fr

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket EN 969 047

Typendrucker

Die Erfindung betrifft einen Typendrucker mit je einer endlosen kontinuierlich angetriebenen Typenfolge je Druckspalte, deren einzelne Typenträger aus einer Normalstellung heraus in eine Typenanschlagstellung bewegbar sind, und mit einem entlang einem Druckwiderlager bewegbaren, zu bedruckenden Papier.

Es ist heute allgemein üblich, als Ausgabeeinheiten von Datenverarbeitungsanlagen sogenannte Schnelldrucker vorzusehen. Bekannte Schnelldrucker genügen jedoch nicht den Geschwindigkeitsanforderungen, welche die Datenverarbeitungsanlagen stellen. Eine Gattung derartiger bekannter Drucker stellen Drucker (US-Patent-Schriften 3 164 084 und 3 188 947) dar, bei denen eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten endlosen, die Typen tragenden Ketten mit hoher Geschwindigkeit in Spaltenrichtung am zu bedruckenden Papier vorbei bewegt werden. Für den Druck sind wahlweise bewegbare Druckhammer vorgesehen, die gegen das Papier schlagen und auf letzterem hierdurch das Abbild einer Drucktype erzeugen. Die Hammerbewegung ist synchronisiert mit der Bewegung der Kette. Diese Drucker stellen pro Druckzyklus jeweils eine Druckzeile her, worauf ein Zeilenvorschub zu erfolgen hat.

Ss ist die Aufgab· der Erfindung, einen Schnelldrucker xu schaf-

109831/1950

fen, der trotz Erhöhung der Ausgabeleistung sicher arbeitet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu bedruckende Papier in der Druckstation entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Typenfolge kontinuierlich transportiert wird mit einer Translationsgeschwindigkeit, die geringer als die der Typenfolge ist, und daß die einzelnen Typenträger durch kurzzeitig in ihren Bewegungsweg bewegbare Glieder gegen das zu bedruckende Papier schleuderbar sind. Ein nach der Erfindung ausgebildeter Schnelldrucker ermöglicht den Druck von 2000 10 000 Zeilen pro Minute.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Hochgeschwindigkeitstypendruckers,

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnitt durch einen Teil des Typendruckers,

Fig. 3 einen Teil der Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Typendruckers,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teiles des in Fig. 2 gezeigten Typendruckers mit einem in Druckstellung befindlichen Typenträger einer Typenträgereinheit,

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 4, jedoch mit

einem in der Ausgangs lage befindlichen Typenträger und

rig, 6 eine Draufsicht auf einen Teil einer Typenträger-

109831/1950

einheit und ihre Dämpfungseinrichtung.

Der vorliegende Typendrucker weist einen kontinuierlichen Papiervorschub auf, der mit einer in Spaltenrichtung sich bewegenden Typenfolge synchronisiert ist, pro Druckspalte ein Typenelement besitzt und sich in zum Papier entgegengesetzter Richtung bewegt. Die Typen sind derart beweglich montiert -z.B. durch Schwenkbarkeit um einen Drehpunkt - daß sie wie bei einem Vorderseitendrucker wirken, wenn kurzzeitig Zwischenglieder in ihren Weg bewegt werden. Die Druckenergie wird somit direkt durch die Bewegung der Typenfolge erzeugt. (|

Um ein Paar Zahnräder 10 führen ein oder mehrere endlose Ketten 12, die aus einzelnen Gliedern 14 bestehen. Die genannten Zahnräder sind zum Zwecke ihrer Rotation auf Wellen 16 angeordnet, die in dem Drucker horizontal verlaufen. Der Antrieb 18 ist an die eine Helle 16 (in Fig. 1 die obere Welle 16) gekuppelt, um deren Zahnrad 10 unter Steuerung des zentralen Rechners 20 im Uhrzeigerdrehsinn zu bewegen. An den Gliedern 14 sind horizontal vorstehende Typenträgereinheiten 22 angeordnet, die Hohlwellen 24 von rechteckigem Querschnitt aufweisen, an denen nach oben sich erstreckende, schräge Anschläge 26 befestigt sind, die entlang ihrer Vorderkante 30 (Flg. 6) V-förmige Nuten μ 28 aufweisen. Zwischen zwei Außenflächen der Hohlwelle 24 und , ' den rechtwinklig gebogenen Winkel 32 ist die zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Schenkel 36 und 38 aufweisende Blattfeder 34 eingeklemmt. Jeder aus Leichtmetall oder aus einem anderen leichten Material hergestellte Typenträger 40 ist unbiegsam und bogenförmig ausgebildet und besitzt an seinem verstärkten Endteil 42 die eine Type 45 tragende schräge Fläche 44. Sowohl im verstärkten Endteil 42 als auch im anderen Endabschnitt 46 des Typenträgers 40 sind Schütze angeordnet, welche die Schenkel 36 bzw. 38 der Blattfeder 34 aufnehmen. Durch diese Art der Lagerung des Typenträgere 40 ist derselbe um eine horizontale, durch die Hohlwelle 24 bestimmte Achse verschwenkbar. Der Typenträger 40 besitzt in seinem Mittelbereich die radial

Docket EN 969 047 10 9 8 3 1/19 5 0

nach außen sich erstreckende Nase 50 und trägt an seinem Endabschnitt 46 den V-förmigen Zahn 48.

Der Typendrucker weist die stationäre Platte 52 auf, die als Druckwiderlager wirkt, entlang dem mit hoher Geschwindigkeit das zu bedruckende Papier 54 bewegt wird. Zwischen dem Papier 54 und den bewegten Typenträgern 40 ist das Farbband 56 angeordnet. Sowohl das zu bedruckende Papier 54 als auch das Farbband 56 sind zu je einem Vorratswickel 58 bzw. 60 aufgewickelt. Sowohl das Papier 54 als auch das Farbband 56 werden in einer Richtung bewegt (angezeigt durch Pfeil 62), die entgegengesetzt der Bewegungsrichtung (angezeigt durch Pfeil 64) der Typenträger 40 gerichtet ist. Das Papier 54 und das Farbband 56 werden durch Transportrollen 66 synchron mit der Kette 12 von dem Antrieb 18 transportiert.

Der V-förmige Zahn 48 eines jeden Typenträgers 40 ist zeitweise verriegelbar, wodurch ein Verschwenken des Typenträgers 40 in die Drucksteilung erreichbar ist. Hierfür ist zwischen den beiden geraden Abschnitten der Kette 12 die Magneteinheit 68 befestigt, die acht in einer vertikalen Ebene feststehende Magnetkerne 70 aufweist. Jeder Magnet. 72 ist somit für die Drucksteuerung von acht Druckzeilen auf dem Papier 54 vorgesehen. Jeder Typenträger 40 der horizontal nebeneinander liegenden Typenträgereinheiten 22 trägt identische Typenzeichen 45 (Fig. 3) und jede endlose Kette 12 weist an ihrem Umfang 64 verschiedene Typanseichen auf. Die Anzahl der Druckspalten ist frei wählbar und ist abhängig von der Breite des zu bedruckenden Papi res Fi. Natürlich sind im rechten Winkel zur Zeichenebene in Fig. 1 ebensoviel Magneteinheiten 68 wie Druckspalten vorgesehen. Die. Magneteinheiter. 68 weisen eine Mehrzahl voneinander beabstandeter gemeinsamer Führungsschienen 74 auf, in denen Nuten 76 angeordnet sind. Die Führungsschienen 74 lagern H-förmige Verriegelungnglieder 78 derart, daß die Nuten 76 dio in zum bedruckenden Papier 54 senkrechter Richtung mögliche Verschiebebewegung der

Docket EN 969 047 1 0933 1/1950

der Verriegelungsglieder 78 begrenzen. Die Verriegelungsglieder 78 sind aus einem magnetischen Material hergestellt, so daß sie als Anker der Magnete 72 wirken. Die Verriegelungsglieder 78 weisen quadratische öffnungen 80 auf, innerhalb denen einzelne kontinuierlich angetriebene Rückstellnocken 82 angeordnet sind. Jede Ruckstellnocke 82 weist die Form eines Dreieckes mit abgerundeten Ecken auf. Pro Verriegelungsglied 78 ist je eine Rückstellnocke 82 vorgesehen, die in einer Horizontalen nebeneinander angeordnet sind. Die Rückstellnocken 82 bewegen alle Verriegelungsglieder 78 der gesamten Magneteinheit 68 pro Druckzyk- Jj lus einmal in ihre Ausgangsstellung. Die Rückstellnocken 82 sind, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, mit dem gemeinsamen Antrieb 18 verbunden und werden somit im Synchronismus mit den anderen Komponenten des Typendruckers bewegt. Die feststehenden Magnetkerne 70 haben eine U-förmige Gestalt und bilden mit den Verriegelungsgliedern 78 vollständige magnetische Kreise. Der Magnetkern 70 und das Verriegelungsglied 78 können lamelliert aufgebaut sein. Für die elektromagnetische Erregung der Verriegelungsglieder 78 besitzt jeder Magnetkern 70 der Magneteinheiten auf seinen Schenkeln einzelne Abwurfwicklungen 84, während nur vier Haltewicklungen 86 vorgesehen sind, und zwar je eine für je zwei Magnete 72. Die Haltewicklungen 86 sind dauernd * erregt, um normalerweise alle Verriegelungsglieder 78 in ihrer ' linken Stellung, d.h. entfernt von den Typenträgern 40, zu halten. Die Erregung eines verbundenen Paares von Abwurfwicklungen 84 erzeugt jedoch eine entgegengesetzt gerichtete Magnetkraft, so daß die Haltewicklung das Verriegelungsglied 78 freigibt. Die Schraubenfeder 103 gestattet dem Verriegelungsglied 78 eine Bewegung von links nach rechts in die Verriegelungsstellung in bezug auf die Typenträger, die sich mit hoher Geschwindigkeit an den Verriegelungsgliedern 78 vorbeibewegen. Der Parallelschenkel 88 des H-förmigen Verriegelungsgliedes 78, der den Typenträgern 40 zugewandt ist, besitzt an seiner Außenseite Zähne 90, und zwar je einen für die acht verschiedenen Stellungen des Typenträgers 40.

Docket EN 969 047 10 9 8 31/19 5 0

Mit der Kette 12 bzw. der Typenträgereinheit 22 verbunden ist die überzogene Anschlagssteuerungsstange 92, die, wie der Pfeil 94 (Fig. 2) zeigt, hin- und herverschiebbar ist, wodurch der Ausschlag des Typenträgers 40 begrenzbar ist, da die Nase 50 an der genannten Stange 92 während des Druckvorganges anschlägt und nach Freigabe des Zahnes 48 von derselben zurückprallt.

Die Verschiebung der Verriegelungsglieder 78 erfolgt elektromagnetisch durch wahlweise Erregung der Abwurfwicklungen, also unter Steuerung des zentralen Rechners 2O mittels der Spulenerregungsschaltung 96. Der Rechner 20 ist mit der Spulenerregungsschaltung 96 über die Leitungen 98 und letztere direkt über die Leitungen 100, 102 mit den Spulen verbunden. Obwohl die Verriegelungsglieder 78 in der vertikalen Ebene der Magneteinheiten 68 für viele eng benachbarte Spalten durch die Haltewicklungen 86 in ihrer Ausgangslage gehalten werden und durch Erregung ausgewählter Abwurfwicklungen über die Leitungen 102 für die Druckbewegung auswählbar sind, werden alle Verriegelungsglieder 78 gleichzeitig durch die Rücketellnocken 82 zurückbewegt. Vorzugsweise bewegt der Antrieb die Kette 12 mit einer Geschwindigkeit, die siebenmal größer ist als die Translationsgeschwindigkeit des Papieres 54. Mit acht Magneten und 144 Druckspalten können 10 000 Zeilen pro Minute einschließlich mehrerer Kopien gedruckt werden. Das Drucken ist erzielbar innerhalb von sechs Mikrosekunden mit allen acht Verriegelungsgliedern 78 pro Druckspalte. Die Anzahl der Druckspalten ist frei wählbar. Vorzugsweise kann die Anschlagssteuerungsstange 92 für jeden Typenträger 40 durch eine Nooke in Maschinenrahmen gesteuert werden, und zwar für je eine horizontale Zeile von Typenträgern. Die V-förmigen Nuten 28 des Anschlages 26 absorbieren die Energie der zurückbewegten Typenträger 40, da die Seiten des Typenträgers an den Flächen der Nuten 28 entlanggleiten.

An jedem Verriegelungsglied 78 bewegen eich alle 64 Typenzeichen vorbei, so daß ein jedes Typenzeichen gedruckt werden kann. Das zu bedruckende Papier wird mit einer Geschwindigkeit transpor-

Docket EN 969 047 109831/1950

tiert, die eine Zeilenteilung innerhalb von sechs Millisekunden passiert oder 1,66 Zeilen pro Sekunde oder 10 000 Zeilen pro Minute. Die Anzahl der Zeichen wirkt sich nicht auf die Ausgangsleistung aus, jedoch erfordert eine größere Anzahl notwendigerweise mehr Magnete und Verriegelungsglieder zu deren Anpassung. In Fig. 3 ist innerhalb einer Zeile in jeder Spalte zur gleichen Zeit das gleiche Typenzeichen anschlagbar. Es könnten die Zeichen auch geringfügig außerhalb der Zeile angeordnet sein, um ein welliges Anschlagen zu ermöglichen.

Die Wirkungsweise des Druckers ist am deutlichsten veranschaulichbar anhand eines einsigen Typenträgers and eines Verriegelungsgliedes {Fign. 4, 5). Der Typenträger 40 (Fig. 4), der beispielsweise das Typenzeichen L trägt, soll durch synchronisierte Erregung der dem Verrie^slimgacfli-iu 78 des zweiten Magneten (gezählt von unten innerhalb der vertikalen Ebene) zugeordneten Abwurf wicklung einen Druck ^^eiigen. Die Abwurf wicklung verringert das Feld der HaltewicJ/^:- λ.τ_; ε-:· daß das Verriegelungsglied 78 freigegeben wird und eine ihrer Zähne 90 kurs:zeitig wie ein Anschlag in den Weg des V-förmigen Zahnes 48 des Typenträgers 40 springt, um denselben um die Hohlwelle 24 su verschwenken, wodurch das Typenseichen 45 gegen das Farbband 56 und das Papier 54 geschleudert wird, um das Zeichen L zu drucken. Sofort darauf erzeugt die zyklische Rotation alier Rückstellnocken 82 ein Zurückfoewegen des freigegebenen Verriegelungsgliedes zum zugeordneten Magnetkern (Fig. 5}* Die V-förmige Nut 28 im Anschlag 26 verhindert ein Zurückprallen des Typenträgers beim Zurückbewegen in seine Ausgangsstellung. Ein Verbiegen des Typenträgers nach einer begrenzten Bewegung im Uhrzeigerdrehsinn durch seine eigene Energie vermeidet die Anschlagssteuerungsstange 92, an der die Hase 50 des Typenträgers 40 anschlägt,

Da die Typenfolga mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die siebenmal größer ist als die Geschwindigkeit der Papierbewegung, können acht verschiedene Typenzeichen sehr schnell relativ zur

Docket EN 969 047 ₁₀₉831/1950

gegebenen Druckzeile am Papier sich vorbeibewegen, so daß jedes der acht Zeichen darauf druckbar ist. Dies hilft unermeßlich bei der Erreichung einer extrem hohen Druckgeschwindigkeit. Wenn z.B. die erste Zeile des Papieres 54 das unterste Verriegelungsglied 78 der Hagneteinheit 68 erreicht hat, wird irgendein Typenzeichen der Typenfolge mit dem untersten Verriegelungsglied ausgerichtet sein und könnte irgendwo in der Zeile durch eine elektrische Impulsabgabe zu den zugeordneten Abwurfwicklungen 84 in dieser Druckspalte gedruckt werden. Unbeschadet der Synchronisation zwischen der Lage des einzelnen Typenträgers und der vertikalen Ebene von acht Magneten verursacht die Erregung bei einem Ausgerichtetsein des V-förmigen Zahnes 48 mit dem ersten oder untersten Zahn 90 ein Verschwenken des Typenträgers um die Hohlwelle 24, so daß die Type auf das Farbband und das Papier schlägt. Wenn das Papier zu dem nächsten Verriegelungsglied sich weiterbewegt hat, wird der Typenträger, der vorher mit dem untersten Verriegelungsglied des Magneten 2 ausgerichtet war, sich nun gegenüber dem untersten oder ersten Magneten befinden, jedoch ausgerichtet mit dem von unten zweiten Zahn des zugeordneten Verriegelungsgliedes. Wenn gewünscht, könnte dieses Zeichen gedruckt werden in jeder gegebenen Druckspalte (angenommen die gleichen Zeichen erstrecken sich über die ganze Zeile). Der gleiche Vorgang ereignet sich an allen acht Zähnen 90 des untersten Magneten, mit anderen Worten, es war die Chance gegeben, acht Zeichen zu drucken.

Wenn die Zeile Nr. 1 den untersten Zahn 90 des dem von unten an zweiter Stelle angeordneten Magneten gehörenden Verriegelungsgliedes 78 erreicht, befindet sich die Zeile Nr. 9 an dem untersten Zahn 90 des zum untersten Magneten gehörenden Verriegelungsgliedes und beide Zeilen sind, wenn gewünscht, bedruckbar. Dies ist wiederholbar, da das Papier dauernd weiter transportiert wird in Synchronismus mit den Typen und Verriegelungsgliedern. Wenn die Zeile Nr. 1 den von unten an dritter Stelle angeordneten Magneten erreicht und gegenüber dem untersten Zahn seines Verriegelungsgliedes sich befindet, ist die Zeile 9 an dem von unten an

Docket EN 969 047 10 9 8 31/19 5 0

zweiter Stelle angeordneten Magneten angelangt und ist mit dem untersten Zahn seines Verriegelungsgliedes ausgerichtet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zeile 17 an dem untersten Magneten und ist mit dem gleichen Zahn seines Verriegelungsgliedes ausgerichtet. Somit nochmals wiederholt, das besondere Zeichen kann an seinen entsprechenden Verriegelungsgliedstellungen in diesen drei Zeilen gedruckt werden.

In jeder Zeile, in die das Papier sich weiterbewegt, kann ein neues Zeichen gedruckt werden. Dies ist wiederholbar, bis alle acht Magnete in der gleichen Weise und in jeder Zeile gedruckt haben, so daß an dem obersten Magneten die Zeilen vollständig ausgedruckt erscheinen.

Anstatt, das Verriegelungsglied um den Typenträger verschwenken zu lassen, ist ein geradliniger übergang der Energie ähnlich wie bei einem Hammerschlag verwendbar.

Es können auch die Rückstellnocken ersetzt werden durch einen starken Magneten zum Zurückstellen der Verriegelungsglieder.

Docket EN 969 047 10 9 8 3 1/19 5 0

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE

   (ί,- Typendrucker mit je einer endlosen kontinuierlichen angetriebenen Typenfolge je Druckspalte, deren einzelne Typenträger aus einer Normalstellung heraus in eine Typenanschlagstellung bewegbar sind, und mit einem entlang einem Druckwiderlager bewegbaren, zu bedruckenden Papier, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bedruckende Papier (54) in der Druckstation entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Typenfolge (12) kontinuierlich transportiert wird mit einer Translationsgeschwindigkeit, die geringer als die der Typenfolge ist, und daß die einzelnen Typenträger (40) durch kurzzeitig in ihren Bewegungsweg bewegbare Glieder (78) gegen das zu bedruckende Papier (54) schleuderbar sind.
2. 2. Typenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Bewegungsweg der Typenträger (40) bewegbaren Glieder (78) die Anker von Elektromagneten (72) darstellen und an ihren den Typenträgern (40) zugewandten Flächen mehrere Zahnlücken (90) aufweisen zum kurzzeitigen Zusammenwirken mit einem Zahn (48) der um eine Achse verschwenkbaren Typenträger (40).
3. 3. Typendrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (78) der Halte- und Abwurfwicklungen (86, 84) aufweisenden Elektromagnete (72) durch Federkraft (103) in den Bewegungsweg der Typenträger (40) verschiebbar gelagert sind und durch synchron mit der Kette (12) angetriebene Nocken (82) zurück in ihre Augangsstellung bringbar sind.
4. 4. Typendrucker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bedruckende Papier (54) mit einer Translationsgeschwindigkeit transportiert wird, die umgekehrt proportional zur Anzahl der Zahnlücken (90) eines Magnetankers (78) ist.

   Docket EN 969 047 10 9 8 3 1/19 5 0
5. 5. Typendrucker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet/ daß in der Druckstation innerhalb jeder der endlosen Typenfolgen (12) mehrere Magnetanker (78) in der Transportrichtung gesehen nebeneinander gelagert sind.
6. 6. Typendrucker nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Typenträger (40) bogenförmig ausgebildet ist und an seinen beiden Enden (42, 46) mit den beiden Schenkeln (36, 38) einer rechtwinklig gebogenen, fest eingespannten Blattfeder (34) verbunden ist und daß an dem einen Endteil (46) eines jeden Typenträgers (40) der mit dem Magnetanker (78) zu- * sammenwirkende Zahn (48) sitzt und dessen anderes Ende (42) die die Type (45) tragende Anschlagfläche (44) aufweist und in dessen Mittelabschnitt eine Nase (50) angeordnet ist für ein Zusammenwirken mit einer Anschlagsteuerungsstange (92).
7. 7. Typendrucker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (34) zwischen einer Hohlwelle (24) von quadratischem Querschnitt und einem Winkel (32) eingeklemmt ist und daß an der Hohlwelle (24) ein Anschlagwinkel (26) befestigt ist, der pro Typenträger (40) eine V-förmige Nut (28) aufweist, in die der eine Endteil (46) des Typenträgers

   (40) bei der Rückbewegung des letzteren (40) in seine Aus- Jj gangslage einläuft, wodurch die Rückprallenergie vernichtbar ist.

   Docket EN 969 047 10 9 8 3 1/19 5 0