DE2256813A1

DE2256813A1 - Nadeldrucker

Info

Publication number: DE2256813A1
Application number: DE2256813A
Authority: DE
Inventors: Kyuhachiro Iwasaki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1971-11-20
Filing date: 1972-11-20
Publication date: 1973-05-30
Also published as: US3842955A; JPS4857714A; JPS5516834B2

Description

DR. BERG DiPi-.-IMG. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O. MAUERKIRCHERSTR. 48 2256813

2 ö, Ko- 19^

Anwaltsakte 23 136

Kabushlkl Kaisha Ricoh Tokyo / Japan

Nadeldrucker

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nadeldrucker mit einer Anzahl von Nadeln zum Drucken von Punkten,¹ welche mit ihren freien Enden in einer geraden Linie gegenüber einem Aufzeichnungsblatt angeordnet und an ihren Pußteilen mittels einer der ihren entsprechenden Anzahl von Elektro-

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magneten zum Aufschlag der freien Enden auf dem Aufzeichnungsblatt und damit zum Drucken eines aus Punkten zusammengesetzten Bildes betätigbar sind.

In einer bekannten Ausführung eines mechanischen Nadeldruckers sind beispielsweise sieben Nadeln in einer Längsreihe gegenüber dem Aufzeichnungsblatt angeordnet und unter gleichzeitiger Querbewegung dazu betätigbar, um durch Zwischenlage eines Farbbandes ein Punktmuster auf das Aufzeichnungsblatt zu drucken.

Gewöhnlich wird für die Betätigung der Nadeln eine Anordnung von Elektromagneten verwendet. Die verwendeten Elektromagneten sollten möglichst schnell ansprechen und ein genügend starkes Anzugsvermögen haben, so daß die Nadeln in der sehr kurzen Zeit, die zum Drucken einer Reihe von Punkten zur Verfugung steht, ein befriedigendes Druckergebnis liefern können. Aus diesem Grunde finden in vielen bekannten Nadeldruckern leistungsfähige Tauchkernmagneten Verwendung.

Die Verwendung von Tauchkernmagneten bringt jedoch gewisse Nachteile mit sich. Zur Bearbeitung des Materials für die Teile der Elektromagneten sind besondere Techniken erforderlich, wobei es selbst dann noch schwierig ist einen

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Tauchkernmagneten in Kleinausführung herzustellen-. Dementsprechend sind Nadeldrucker mit Tauchkernmagneten . teuer und relativ umfangreich.

Die Elektromagneten bekannter Nadeldrucker sind zumeist in einer Reihe angeordnet, so daß die von ihren Tauchkernen ausgehenden Nadeln mit ihren freien Enden in einer Längsreihe dem Aufzeichnungsblatt gegenüberstehen. Bei einer solchen Anordnung sind nahezu alle von den Elektromagneten ausgehenden Nadeln mit möglicher Ausnahme der mittelsten Nadel zu ihren Fußteilen hin mehr oder weniger stark auswärts gekrümmt, bilden also von vorne nach hinten eine Segmentform, da ihre freien Enden sehr nahe beieinanderliegen müssen, während ihre Fußteile an den ziemlich umfangreichen Elektromagneten angeschlossen sind. Diese Anordnung der Nadeln und die sich daraus ergebende Bewegung entlang einer gekrümmten Bahn macht die Verwendung von Hohlführungen für die einzelnen Nadeln erforderlich. Solche rohrförmigen Führungen setzen jedoch der Bewegung der Nadeln einen nachteiligen Widerstand entgegen. Der von den Führungen auf die Nadeln ausgeübte Reibungswiderstand bewirkt eine Leistungsminderung der Elektromagneten. Außerdem benötigt die Anordnung der Elektromagneten in einer Reihe mehr Raum, als für einen Nadeldrucker unbedingt notwendig.

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Die Erfindung schafft einen Nadeldrucker mit einer Anzahl von radial zu einem Kreis geordneten Klappanker-Elektromagneten mit vorzugsweise segmentförmigem Querschnitt, so daß die an den Elektromagneten sitzenden Fußteile der Drucknadeln in einem engen Kreis angeordnet sind, was die Anordnung ihrer freien Enden nebeneinander in einer Reihe erleichtert.

Ungeachtet der Verwendung einfacher Klapp ankermagnete hat der Nadeldrucker gemäß Erfindung ein schnelles Ansprechvermögen, eine geringe Größe und geringen Gestehungsaufwand.

Bei dem erfindungsgemäföen Nadeldrucker sind die Klappanker der Elektromagneten im stromlosen Zustand derselben durch eine Trenneinrichtung von dem Kern des Jeweiligen Magneten abgehoben, woraus sich auch bei geringem Hub der Nadel ein vereinfachter Aufbau und eine sichere Betätigung der Nadeln ergibt. Der segmentförmige Querschnitt und die radiale Anordnung der Elektromagneten in einem Kreis verleihen dem Nadeldrucker äußerst kompakte Abmessungen.

Die Nadeln sind in einem kleinen kreisförmigen Bündel im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Aufzeichnungsblattes angeordnet, was durch die radiale Anordnung der Elektro-

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magneten in einem Kreis ermöglicht ist. Daher sind keine rohrförmigen Nadelführungen notwendig, was die Betätigung der Nadeln erleichtert und eine Verringerung der Herstellungskosten ermöglicht.

Nachstehend ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Nadeldruckers in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 2 eine Stirnansicht des Nadeldruckers nach Fig. 1 von rechts,

Fig. 3 eine Schnittansicht von Kernen der Elektromagnete,

Fig. 4 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht eines Elektromagnets,

Fig. 5 eine Stirnansicht des Elektromagnets nach Fig. 4 von rechts,

Fig. 6 eine zerlegte Schrägansicht eines Elektromagnets und seines Aufbaus,

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Stück eines Aufzeichnungsblattes mit darauf gedruckten Punkten,

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Nadeldruckers in einer anderen Ausführungsform der Erfindung und 30982270853

Fig. 9 eine zerlegte Schrägansicht von wesentlichen Teilen des Nadeldruckers nach Fig. 8.

Der in Fig. 1 gezeigte Nadeldrucker hat ein Betätigungstell 1 mit einer Anzahl - in diesem Falle sieben - von Klappanker-Elektromagneten 2, welche mittels Jeweils einer Schraube 3 an einem Tragblech 4 befestigt sind. Die Elektromagneten 2 weisen jeweils einen Kern 5 mit segment for mi gern oder dreieckigem Querschnitt und eine darauf gewickelte Spule 6 auf (Fig. 3, 4). Die auf den Kern 5 gewickelte Spule 6 hat somit auch etwa segmentförmigen Querschnitt und ist an beiden Enden durch am Kern 5 sitzende Randstege 7, 8 gegen Abfallen gesichert.

Die in das linksseitige Ende des Kerns 5 geschraubte Schraube 3 1st lose durch eine Bohrung im Tragblech 4, eine Bohrung in einem Halteteil eines Jochs 9 und eine öffnung in einer zwischen dem Halteteil 9a des Jochs 9 und dem Tragblech 4 sitzenden Federscheibe 11 geführt, welche letztere das Halteteil 9a in Druckanlage am linksseitigen Ende des Kerns 5 belastet. Das Joch weist ein parallel zur Achse des Kerns 5 verlaufendes Teil 9b auf, an dessen freiem Ende eine etwa L-förmlge Halterung 12 mittels zweier Schrauben 13 befestigt ist. Die Halterung 12 hat einen längeren und einen kürzeren Schenkel 12b bzw. 12a und ist

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an deren Verbindungsstelle von einer öffnung 1% durchsetzt (Fig. 6). Ein am Fußteil eines Klappankers 15 gebildeter Vorsprung 15a ist in einem im kürzeren Schenkel 12a der Halterung 12 verlaufenden Teil der öffnung 14 gehalten.

Der Klappanker hat zwei in Richtung auf sein freies Ende konvergierende Seitenkanten 15b. Eine zur Belastung des Klappankers 15 vom Kern 5 weg dienende Blechfeder 16 hat an entgegengesetzten Enden abgewinkelte Vorsprünge 16a und 16b für den Angriff an den konvergierenden Kanten¹15b des Klappankers 15 bzw, an einem"Rand des im längeren Schenkel 12b der Halterung 12 verlaufenden Teils der Öffnung Ik. Wie man in Fig. 4 erkennt, ist der Klappanker 15 in geringem Abstand parallel zur rechtsseitigen Stirnfläche des Kerns 5 angeordnet und durch die Blechfeder 16 von der Stirnfläche des Kerns 5 weg in eine Ruhestellung belastet. Am freien Ende 15c des Klappankers 15 ist eine langgestreckte Drucknadel 17 mit ihrem Fußteil befestigt.

Die Kerne von Elektromagneten haben gewöhnlich kreisförmigen Querschnitt. Die gemäß der Erfindung verwendeten Elektromagneten haben jedoch jeweils einen Kern mit segmentförmigem Querschnitt (Fig. 3). Daher können die Elektromagneten radial in einem raumsparenden Kreis angeordnet werden, so daß der Nadeldrucker einen sehr kompakten Aufbau

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erhält. Die Verwendung der zu ihrem freien Ende hin verjüngten Klappanker 15 erlaubt bei der radialen Anordnung der Elektromagneten zu einem Kreis eine beträchtliche Verringerung des Außendurchmessers am Betätigungsteil 1 sowie aufgrund geringer Trägheitskräfte ein schnelles Ansprechen der Anker bei ihrer Betätigung. Dabei verringert der aus dem Kern 5, dem Joch 9 und dem Anker 15 gebildete geschlossene magnetische Kreis den magnetischen Streufluß auf ein Mindestmaß.

Die den Klappanker 15 bei stromlosem Elektromagnet von dessen Kern 5 weg belastende Blechfeder 16 bildet gleichzeitig eine Führung für den Anker, was eine weitere Verringerung der Abmessungen des Betätigungsteils 1 ergibt. Da ferner die Federkraft der Blechfeder auch bei kleinem Hub des Klappankers eine plötzliche Änderung erfährt, ist eine solche Feder zur Verwendung am Elektromagnet besonders geeignet. Zu Beginn des Anziehens des Elektromagnets 2 ist die Federkraft nämlich ziemlich gering, so daß der Anker 15 mit der Nadel 17 schnell anspricht. Umgekehrt ist die Federkraft beim Abfallen des Elektromagnets 2 ziemlich groß, so daß der Klappanker 15 mit der Nadel 17 schnell in die Ruhestellung zurückkehrt. Die Verwendung der Blechfeder erlaubt also eine erhöhte Druckgeschwindigkeit.

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Das Tragblech 4 ist fest mit einem Schlitten 18 verbunden, welcher frei beweglich auf mit ihren Enden an feststehenden Teilen befestigten Führungswellen 19, 21 geführt ist. In einer fest am Schlitten 18 angeordneten Buchse 22 ist ein Stift 23 beweglich geführt. Zwischen der Buchse 22 und dem Stift 23 ist eine Schnapphalterung gebildet, welche den Stift in und außer Eingriff mit einer seinem rechten Ende gegenüber angeordneten Gewindespindel 24 festhält (Fig. 1). Die Spindel 24 verläuft durch eine größere öffnung 18a im Schlitten 18 und ist mit gleichmäßiger Drehgeschwindigkeit antreibbar an (nichtjgeeeigten) feststehenden Teilen gelagert. Der Stift 23" steht mit seinem rechtsseitigen Ende dem Gewinde der Spindel 24 gegenüber.

In der Ruhestellung des Schlittens 18 befindet sich der Stift 23 mit seinem linksseitigen Ende in Anlage an einem Schenkel eines Winkelhebels 25, dessen anderer Schenkel mit dem Anker einer Magnetspule 26 verbunden ist.

Eine die Magnetspule 26 und den Winkelhebel 25 tragende Welle 27 ist mit der (nicht gezeigten) eigentlichen Druckvorrichtung, verbunden. Bei Erregung der Magnetspule 26 wird der Stift 23 mit der gleichzeitig angetriebenen Spindel 24 in Eingriff gebracht und bewegt sich an dieser'entlang, wobei er den Schlitten 18 unter Führung auf den Wellen 19, 21 in der Aufzeichnungsrichtung mitnimmt.

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An der linken Seite des Schlittens 18 ist ein Führungsblech 28 fest angebracht. Es weist eine Anzahl von Durchlässen auf, welche von den Nadeln 17 frei beweglich durchsetzt sind. Zur Linken der freien Enden der Nadeln 17 sind ein Farbband, Kohleband 31 od. dergl., ein Aufzeichnungsblatt 32 und eine Gegenplatte 33 angeordnet (Pig. I).

Wird im Betrieb die Magnetspule 26 erregt, so schwenkt der Winkelhebel 25 im Uhrzeigersinn um die Welle 27 und bev/egt dabei den Stift 23 nach rechts in Eingriff mit der Spindel 2h, Der in Eingriff mit der Spindel 2k befindliche Stift 23 bewegt sich bei deren Drehung daran entlang und nimmt dabei den Schlitten 18 mit den Magneten.2 und den Nadeln 17 entlang den Wellen 19, 21 mit. Während dieser Bewegung werden die Elektromagneten synchron mit der Querbewegung der Nadeln 17 wahlweise durch daran gelegte Betätigungssignale erregt. Die mittels der Betätigungssignale erregten Magneten ziehen an und bringen die Ihnenzugeordneten Nadeln 17 zum Anschlag. Beim Anschlag der Nadeln 17 auf dem Aufzeichnungsblatt 32 unter Zwischenlage des Farbbandes 31 entstehen auf dem Blatt einzelne Punkte.

Bei Stromspeisung der Spule 6 des in Fig. k gezeigten nets 2 bilden der Kern 5, das Joch 9 und der Anker 15 zusammen einen geschlossenen magnetischen Kreis, der Anker

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15 wird vom Kern 5 angezogen und die Nadel 17 bewegt sich nach links, so daß sie unter Zwischenlage des Farbbandes 31 auf dem Aufzeichnungsblatt 32 aufschlägt. Bei schnell aufeinander folgenden Anschlägen .der einzelnen Nadeln 17 auf dem Blatt 32 nach einem vorbestimmten Programm entsteht auf dem Blatt 32 ein Druckzeichen 34 (Fig. 7). Die Nadeln haben einen sehr kurzen Hub von nur etwa 0,5 mm und arbeiten mit hoher Geschwindigkeit, so daß pro Sekunde etwa fünfzig Druckzeichen gebildet werden können.

In der vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsform sind sieben Nadeln in einer Reihe angeordnet. Die Erfindung ist Jedoch keineswegs auf eine solche Anzahl der Nadeln beschränkt und erstreckt sich auch auf Ausführungen mit fünf Nadeln oder beliebigen anderen Anzahlen, wobei diese in zwei gegeneinander versetzten Reihen angeordnet sein können, wie dies in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho 46-41357 beschrieben ist.

Fig. 8 und 9 zeigen eine andere Ausführung eines Betätigungsteils für einen Nadeldrucker gemäß Erfindung. Eine an einem Ende einer Halteschraube 43 sitzende Führungsscheibe 35 ist von einer Anzahl Führungsbohrungen 35a für die Nadeln 17 durchsetzt. Auf die Halteschraube 43 ist eine von Führungsbohrungen 36a durchsetzte Führungsbuchse

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36 aufgeschoben und fest mit der Führungsscheibe 35 verbunden. Kreisförmig um die Führungsbuchse 36 herum an dieser befestigte Joche 9 haben jeweils ein Halteteil 9a für einen Kern 5 mit einer darauf gewickelten, durch Seitenscheiben 7 und 8 gesicherten Spule 6.

V/ie man in Fig. 9 erkennt, ist am freien Ende eines Längsschenkels 9b des Jochs 9, welcher parallel zu dem betreffenden Kern 5 verläuft, eine Halterung 12 mittels einer Schraube 13 befestigt. Die Halterung 12 hat an ihrem freien Ende ein Paar hervorstehender Augen 12a, 12b für die Aufnahme von Stiften 37 bzw. 38, zwischen welchen ein Klappanker 15 mit seinem Fußteil gelagert ist.

Eine die Führungsbohrungen 35a, 36a in der Führungsscheibe 35 bzw. in der Führungsbuchse 36 durchsetzende Nadel I7 ist zwischen zwei Anschlägen 39, ^O von einer Schraubenfeder ^l umgeben. Die Feder kl belastet die Nadel 17 mit dem Anschlag ^O in Druckanlage am freien Ende des Klappankers 15 und trachtet diesen um die beiden Stifte 37, 38 vom Kern 5 weg zu verdrehen. Das freie Ende des Klappankers 15 befindet sich dabei in Anlage an einem Gummianschlag k2 an der Innenseite eines Kopfs ^3 der Halteschraube 3Ί, v/elcher so die Auswä'rtnbev.^;egung des Ankers begrenzt.

^ f.) :' 8 7 7 I U 8 5 3

Im Betrieb werden die mit ihren freien Enden einem Aufzeichnungsblatt gegenüberstehenden Nadeln 17 in der Aufzeichnungsrichtung bewegt. Wird dabei den aus jeweils einem Kern 5 und einer Spule 6 gebildeten Elektromagneten . ein Strom zugeführt, so ziehen die betreffenden Kerne 5 den zugeordneten Klappanker 15 an; so daß die jeweilige Nadel 17 gegen die.Belastung durch die Feder 4l zum Drukken eines Punkts nach links bewegt wird. Die übrigen Betätigungseinrichtungen für die Drucknadeln 17 können den vorstehend anhand von Fig. 1 erläuterten Aufbau haben.

Anstelle der anhand von Fig. 1 beschriebenen Verschiebung der Drucknadeln 17 mittels der Spindel 24 kann jedoch auch eine seitliche Bewegung des Aufzeichnungsträgers angewendet werden. In jedem Falle kann das Farbband in Fortfall kommen, wenn ein durch den Aufschlag der Nadeln selbstfärbender Aufzeichnungsträger verwendet wird.

Somit schafft die Erfindung einen Nadeldrucker mit einer Anzahl von Drucknadeln, welche jeweils mit einem aus einer Anzahl von in einem Kreis angeordneten Klappanker-Elektromagneten verbunden sind und zum Drucken von Punkten auf einem Aufzeichnungsträger wahlweise einzeln betätigbar sind.

- Pateritanuprüche-

BAD

Claims

Patentansprüche

/ l.\Nadeldrucker miteiner Anzahl von geführten Nadeln zum Drucken einzelner Punkte, welche mit ihren freien Enden in einer geraden Linie gegenüber einem Aufzeichnungsblatt angeordnet und an ihren Pußteilen mittels einer der ihren entsprechenden Anzahl von Elektromagneten zum Aufschlag der freien Enden auf dem Aufzeichnungsblatt und damit zum Drucken eines aus Punkten zusammengesetzten Bildes betätigbar sind, dadurch gekennzeichne t, daß die Elektromagneten (2) als Klappankermagneten ausgebildet und in einem Kreis angeordnet sind, und daß die Klappanker sich vom jeweiligen Elektromagneten bis nahe zur Mitte des Kreises erstrecken wo sie mit den rückwärtigen Enden der Nadeln diese betätigend zusammenwirken.

2. Nadeldrucker nach Anspruch 1, dadurch, ge'-kennzeichne t, daß die Elektromagneten jeweils einen an einem Joch (9) befestigten Kern (5) mit einer darauf gewickelten Spule (ö) und einen schwenkbar am Joch angebrachten Klappanker (15), mit einem gegenüber dem Kern angeordneten, verjüngten freien Ende (lbc) aufweisen, daii sich cite Klappanker der Elektromagneten im wesentlichen radial Ln liüzu^; auf den Kreia erstrecken,

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bad original

in dessen mittleren Bereich die freien Enden der Klappanker hineinragen, daß die einzelnen Nadeln (17) mit dem freien Ende jeweils eines Klappankers eines Elektromagnets in Triebverbindung stehen, und daß die Klappanker bei stromlosen Elektromagneten mittels Belastungseinrichtungen (l6, ¹Jl) von den betreffenden Kernen abgehoben sind.

3. Nadeldrucker nach Anspruch 1 oder 2, da d u r c h gekennzeichnet, daß sich die Anker (15) zu ihren freien Enden (15c) hin verjüngen, die in den mittleren Bereich die Klappanker mit ihren freien Enden ragen. ." ■

¹J. Nadeldrucker nach Anspruch 1,2 oder J, d a d u r c h gekennzei chnet, daß die Kerne (5) der Elektromagneten (2) jeweils als Stab mit segmentförmigem Querschnitt ausgebildet sind und daß die Anker (15) jeweils mit ihrem verjüngten freien Ende (15c) der ein-, wärts gekehrten Ecke des betreffenden Segmentkerns gegenüber liegen.

b. Nadeldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis ¹I, d adurch gekennzeichnet, daß die Klappanker (15) bei stromlosem Elektromagnet (2") von deren

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Kernen (5) abhaltenden Einrichtungen Jewells eine zwischen dem Anker und dem Joch (9) der einzelnen Elektromagneten angeordnete Blattfeder (16) aufweisen.

6. Nadeldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ä a durch gekennzeichnet, daß die die Klappanker (15) bei stromlosen Elektromagneten (2) von deren Kernen (5) abhaltenden Einrichtungen jeweils eine auf jede der Nadeln (17) aufgeschobene Schraubenfeder (41) aufweisen.

7. Nadeldrucker nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagneten (2) zusammen mit den ihnen zugeordneten Drucknadeln (17) an einem Schlitten (18) angebracht sind, welcher eine für die Axialverschiebung entlang einer mit konstanter Drehzahl angetriebenen Spindel (24) und damit zum Bewegen der Nadeln in einer Aufzeichnungsrichtung mit der Spindel in und außer Eingriff bringbaren Stift (23) trägt.

8. Nadeldrucker nach Anspruch 7, dadürchgekennzeichnet, daß der Stift (2j5) mittels einer Magnetspule (26) in und außer Eingriff mit der Spindel (24) bewegbar ist.

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