DE2122756A1 - Führungsvorrichtung für einen Druckkopf einer Druckvorrichtung - Google Patents

Description

*) 1 O *? 7 C C? Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

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8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

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A_eB. Dick Company

5700 West Touhy Avenue, Chicago, Illinois 6O648, V.St.A.

Führ-ungsvorrichtung für einen Druckkopf einer Druckvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in einer Druckkopfschiene.

In einer mit einem Tintenstrahl arbeitenden Druckmaschine wird im allgemeinen ein Druckkopf verwendet, der sich über eine Papierbahn vorwärts und rückwärts bewegt. Während der Bewegung des Druckkopfes in der Vorwärtsrichtung über das Papier wird ein Strahl von sehr kleinen Tintentröpfchen auf das Papier abgegeben und dabei so abgelenkt, daß der K treffende Tintentröpfchens trom auf dem Papier zur Darstellung von Buchstaben führt. Der Druckkopf kann dabei für seine seitliche Bewegung über das Papier durch eine langgestreckte Führungsschiene oder einen langgestreckten Führungsbügel geführt sein. Um

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eine gute Druckqualität beizubehalten, muß der DrucKXopf frei von mechanischen Schwingungen sein. 3s hat sich gezeigt, daß die Führungsschiene Resonanzschwingungen mit hohen Amplituden ausgesetzt ist, wenn der Druckkopf längs dieser Führungsschiene mit hoher Geschwindigkeit vorwärts und rückwärts gestoßen wird. Es sind bereits verschiedene Verfahren angewandt worden, um Schwingungen der Führungsschiene herabzusetzen. · In dem Zusammenhang sind auch schon viskose oder elastische Materialien zur Abstützung der Schiene verwendet worden, und außerdem sind Schienen verschiedener Formen und ! at°rialien verwendet worden, die an verschiedenen Stellen abgestützt sind. Keine der bisher gemachten Versuche zur Lösung des aufgezeigten Problems haben jedoch zufriedenstellende Ergebnisse geliefert.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, einen 77eg zu zeigen, wie eine Führung für einen Druckkopf auszubilden ist, die Schwinaungen wirksam zu widerstehen vermag. Im besonderen ist eine Tintenstrahl-Druckmaschine zu schaffen, die sich durch eine gute Druckqualität auszeichnet.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Tintenstrahl-Druckmaschine geschaffen, die eine Führung aufweist, entlang welcher der vorgesehene Druckkopf hin— und herbewegfcar ist und die kompakt ausgebildet, wirtschaftlich herzustellen und wirksam Schwingungen zu widerstehen imstande ist. Die Führung ist dabei eine langgestreckte flache Schiene, die an gegenüberliegenden Kanten Führungsbahnen bzw. -auflager bildet, entlang welcher der Druckkopf bewegt wird. In der Mitte der Schiene ist dabei eine Ausnehmung vorgesehen, und ein kleiner Gummistab mit eingebetteten BLeikörnern ist in diese Ausnehmung eingesetzt. Die betreffende Ausnehmung ist

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irit einer dünnen I'.embran aus einem flexiblen Material "borzogen, um da«; Gummi—Blei—Gefilde in dieser Ausnehmung festzuhalten. Die Wirkung des das Gummi-Blei-befuge enthaltenden Dämpfungsstabes ist dabei ähnlich der '.virkung eines Gewichtes, das mittels einer Feder an der >:itte der Führungsschiene angebracht ist. Hierdurch wird nämlich Schwingungen entgegengewirkt, die damit gedämpft werden.

An Hand einer Zeichnung wird die 3rfindung nachstehend näher erläutert.

Fio. 1 zeigt in einer Perspektivansicht einen gemäß der Srfindung aufgebauten Tintenstrahl-Drucker. Fig, 2 zeigt in einer Unteransicht eine Führungsschiene in dem Drucker gemäß Fic. 1.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fic. 2 eingetragenen Linie 3-3·

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fig. 2 eingetragenen Linie 4-4.

">7ie in Fig. 1 gezeigt, enthält ein Tintenstrahl-Drucker einen Druckkopf 10, der sich seitwärts über eine Führungsschiene 12 zu bewegen vermag, währenddessen ein Tintentröpfchenstrahl 14 auf eine Papierbahn 16 gerichtet ist. Der Druckkopf enthält Slektroden 18 zur Aufladung der Tintentröpfchen, aufgeladene Ablenkplatten 20 zur Ablenkung der Tintentröpfchen entsprechend ihrer Ladung und eine Auffangeinrichtung 22 zum Auffangen des Tintentröpfchenstromes in dem Fall, daß kein Seichen auf dem Fapier zu drucken ist» Der Druckkopf 10 wird von vier Gleitlagern oder Gleitschuhen 24 getragen, die sich entlang gegenüberliegender Kanten 26, 28 der Führungsschiene bewegen. Ein Servomotor treibt ein Seil 32 an, das an dem Druckkopf befestigt ist, um diesen längs der Führungsschiene hin und herzubewegen.

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Die Druckmaschine ist imstande, einen Druck bei hohen Geschwindigkeiten auszuführen, so daß der Druckkopf 10 sich mit einer hohen Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung über das Papier bewegt und während seiner Rückführung zur linken Kante des Papiers hin, und zwar zum Zwecke des Beginns einer neuen Druckzeile, auf eine noch höhere Geschwindigkeit sehr schnell beschleunigt wird. Die schnelle Beschleunigung des Druckkopfes durch das Sei!antriebssystem führt dazu, daß Stöße auf die Führungsschiene übertragen werden, und diese Stöße können zu Schwingungen der Schiene und des Druckkopfes führen, wodurch die Druckqualität vermindert wird. Die Führungsschiene 12 wird durch Befestigungselemente 34 getragen, die durch Löcher an gegenüberliegenden Enden der Schiene hindurchragen und in Schienenträger 35 hineinlaufen. Diese Art der Abstützung bzw. des Tragens der Führungsschiene, bei der der mittlere Teil der Schiene nicht getragen bzw. abgestützt ist, damit der Druckkopf sich längs dieser Führungsschiene bewegen kann, läßt Schienenschwingungen zu, die im wesentlichen mit einer Frequenz auftreten. Diese Frequenz ist durch die Länge der betreffenden Schiene bestimmt. Um diese Schwingungen zu dämpfen, ist in der Unterseite der Führungsschiene ein Hohlraum oder eine Ausnehmung 36 gebildet, und in dieserAusnehmung ist ein Dämpfungsstab festgehalten.

Wie in Figuren 2 bis 4 gezeigt, ist die Kammer bzw. Ausnehmung 36 zum größten Teil von einem Dämpfungsstab 38 ausgefüllt. Der Dämpfungsstab 38 besteht aus einer bestimmten Masse von Bleikörnern, die gleichmäßig in einer weichen, elastischen Gummiverbindung dispergiert sind. Der Dämpfungsstab 38 ist so ausgebildet, daß er lose in der Ausnehmung aufgenommen wird, so daß er gleitend in dieser Ausnehmung ungehindert verschiebbar ist. Der Dämpfungsstab wird durch eine Membran 40 in seiner Lage gehalten, die die betreffende Ausnehmung abdeckt. Die Membran 40 enthält eine Außenschicht aus einem Folienband, das vollständig die betreffende Ausnehmung

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abdeckt, und eine innere Schicht 44 aus einem Abdeckband, welches entsprechend einer Größe ausgeschnitten ist, die die Aufnahme in der Ausnehmung ermöglicht. Das Folienband 42 weist einen druckempfindlichen Klebstoff an seiner Oberseite auf, um an der Führungsschiene 12 angeklebt zu werden. Demgegenüber ist das Abdeck- bzw. Maskierungsband 4 frei von Klebstoff·auf seiner Oberfläche, so daß es dazu dienen kann, das Ankleben des DämpfungsStabes zu verhindern.

Der Dämpfungsstab 38 und die Membran 40 bewirken eine Schwingungsdämpfung in etwa derselben Weise wie ein Gewicht, das mittels einer Feder an der Mitte eines Schwingbalkens angebracht ist, der an gegenüberliegenden Enden derart abgestützt ist, daß seine Mitte die größte Schwingungsamplitude führt. Wenn die Feder und das Gewicht eine Eigenschwingungsfrequenz besitzen, die gleich der des Schwingungsbaumes ist, dann neigt das Gewicht dazu, Schwingungen auszuführen, die phasenverschoben zu den Schwingungen des Schwingungsbaumes sind, wodurch die Schwingungsamplitude vermindert wird. Der Dämpfungsstab 38 dient nun in hohem Maße als ein Element, das eine Feder und ein Gewicht kombiniert, wobei das Gewicht in der Feder eingebettet ist. Darüber hinaus stellt das Gummigefügematerxal, in das das Bleikorngewicht eingebettet ist, einen guten Schwingungsabsorbierer dar. Das kombinierte Gewicht des Gummigefüges und der Bleikörper dient ferner als Gewicht, und die Membran 40, die den Dämpfungsstab mit der Führungsschiene verbindet, wirkt als Feder. Dadurch, daß die Ausnehmung 36 in die Unterseite der Führungsschiene gelegt worden ist, und dadurch, daß der Dämpfungsstab auf der Membran aufzuliegen vermag, gewährleistet die Anordnung, daß der Dämpfungsstab auf der Membran zu Beginn jeder Schwingungsperiode aufliegt und damit unmittelbar Schwingungen zu dämpfen beginnt.

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Eine aufgebaute Tintenstrahl-Druckmaschine wurde mit einer Führungsschiene 12 aus stranggepreßtem Aluminium hergestellt, entlang der der Druckkopf bewegt wurde. Diese Führungsschiene besaß dabei eine Breite von 25,4 mm (entsprechend 1 Zoll), eine Höhe von etwa 7,9 mm (entsprechend 5/16 Zoll) und eine nicht abgestützte Länge von etwa 45,7 cm (entsprechend 18 Zoll). Für eine Dämpfungsstabanordnung, die sich als höchst wirksam hinsichtlich der Schwingungsherabsetzung erwiesen hat, wurde ein Gefüge des Silikon— gummis der Firma Dow-Corning vom Typ 732RT/ verwendet, wobei in diesem Gummigefüge Bleikörner mit einem Durc/imesser von etwa 1,6 mm (entsprechend 1/16 Zoll) gleichmäßig dispergiert bzw, verteilt waren. Der Dämpfungsstab wurde dabei aus drei Gewichtsteilen Bleikugeln auf ein Teil Gummi gebildet; der gesamte Dämpfungsstab hatte ein Gewicht von etwa 15 Gramm. Die Höhe des Stabes betrug etwa 4,4 mm (entsprechend 1i/64stel Zoll)« Der betreffende Stab wurde in einer Ausnehmung der Führungsschiene von etwa 6,3 J-vm. (entsprechend 1/4 Zoll) festgehalten. Die Außenschicht 42 der Membran war eine ca. 0,19 mm (entsprechend 0,0075 /ioll) dicke Aluminiumfolie mit einem auf einer Seite vorgesehenen druckempfindlichen Klebstoff. Die Abdeckbandschicht 44 der 1-iembran war aus gewöhnlichem Abdeclcband hergestellt, das eine Dicke von etwa 0,4 mm (entsprechend 1/64stel Zoll) besaß.

Es hat sich gezeigt, daß eine Führungsschiene mit einem Hohlraum, der mit losen Teilchen aus einem I-Iaterial mit einer relativ hohen spezifischen Wichte, die zumindest der von Eisen entspricht, ausgefüllt ist, auch gegenüber Schwingungen widersteht. Durch Einbetten der Teilchen bzw. Partikel in einem elastischen bzw. federnden Gefüge, und zwar insbesondere in ein elastisches Material, wird jedoch eine noch weitergehende Dämpfung erzielt, während im übrigen eine leichte Handhabung des Dämpfungsmaterials während der

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Ausbildung ermöglicht ist. Sowohl im Falle einer Führungsschienenausnehniung, die nur mit losen Partikeln ausgefüllt ist, als auch im Falle einer Führungsschienenausnehmung, die mit in einem elastischen Gefüge eingebetteten Partikeln ausgefüllt ist, wird eine gute Dämpfung erzielt, während die Kompaktheit der flachen Führungsschiene beibehalten bleibt.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   QA Führungsvorrichtung für einen Druckkopf einer Druckvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestrecktes Führungsteil (12) mit Endteilen (34) und mit einem mitt- - leren Teil vorgesehen ist, entlang dessen der Druckkopf (1O) in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung über ein Druckmedium (16) führbar ist, daß Einrichtungen (35) zur Abstützung der Endteile (34) des Führungsteiles (12) vorgesehen sind, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die in dem mittleren Teil des Führungsteiles (12) eine Kammer (36) begrenzen, und daß eine Vielzahl von Partikeln in der Kammer (36) enthalten ist.
2. 2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Material in der Kammer (36) enthalten ist, daß die Partikel in diesem Material eingebettet und mit dem mittleren Teil des Führungsteiles (12) gekoppelt sind und daß die Partikel eine höhere spezifische Wichte aufweisen als das federnde Material.
3. 3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (36) ein Gefüge eines elastischen Materials enthalten ist und daß die Partikel weitgehend aus Bleikörnern bestehen, die in dem betreffenden Gefüge eingebettet sind.
4. 4. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kammer (36) begrenzenden Einrichtungen Wände enthalten, die in der Unterseite des Führungsteiles (12.) eine Ausnehmung (36) festlegen, und daß auf dem Führungsteil (12) eine Membran (40) aus federndem Material angebracht ist, die unter der Ausnehmung (36) verläuft und damit die Partikel mit dem Pührungsteii (12) koppelt.

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5. 5. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus einem Material bestehen, das zumindest etwa die Dichte von Eisen aufweist.
6. 6. Führungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (12) eine weitgehend flache Stange (12) mit längs gegenüberliegender Kanten vorgesehenen Führungselementen (26,28) und mit einer in einer Fläche vorgesehenen Ausnehmung (36) für die Partikel enthält,
7. 7. Führungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (12) so ausgerichtet ist, daß eine Stangenfläche im wesentlichen nach unten zeigt, und daß die Ausnehmung (36) in der nach unten zeigenden Stangenfläche gebildet ist.

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