DE2309071C3

DE2309071C3 - Farbbandtransport- und -umschalt-Vorrichtung für einen Drucker

Info

Publication number: DE2309071C3
Application number: DE2309071A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Tachikawa Tokio Nishikawa; Toshiaki Tokio Ozawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1972-02-24
Filing date: 1973-02-23
Publication date: 1980-04-17
Also published as: DE2309071B2; US4061219A; DE2309071A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbandtransport- und -umschaltvorrichtung für einen Drucker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 1 923498 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung besteht der Getriebemechanismus aas einer mit Hilfe eines Motors antreibbaren, in Achsrichtung verschiebbaren Antriebswelle, die sich parallel zur Bahn des FarbbaHdes zwischen den beiden Spulen erstreckt. Die Antriebswelle trägt zwei Schnecken, deren Abstand in Achsrichtung der Antriebswelle größer als der Abstand der £;>ulenzahnräder voneinander ist. Je nach axialer Lage der Antriebswelle steht entweder die eine oder die andere Schnecke mit einem zugehörigen Spulenzahnrad im Eingriff. Zwischen den Schnecken trägt die Antriebswelle eine Rasteinrichtung in Form zweier mit den größeren Flächen gegeneinander gesetzter Kegelstümpfe, an deren außen liegenden Spitzen jeweils eine Umfangsrille ausgebildet ist.

Je nach axialer Lage der Antriebswelle greift ein mit Hilfe einer Feder elastisch vorgespannter Stift in eine dieser Umfangsrillen. Wenn bei der bekannten Vorrichtung das Farbband von (for einen Spule ganz abgewickelt und auf die andere Spule ganz aufgewikkelt wurde, wird vom Farbband über die volle Spule eine Bremskraft auf das angetriebene Spulenzahnrad ausgeübt. Sobald diese Bremskraft größer wird als die von dem elastisch vorgespannten Stift auf die Rasteinrichtung ausgeübte Rastkraft, führt der Eingriff zwischen der Schnecke und dem Spulenzahnrad zu einer Axialverschiebung der Antriebswelle. Sobald der elastisch vorgespannte Stift der Rasteinrichtung die Schnittfläche zwischen den beiden Kegelstümpfen erreicht, übt der Stift eine zur weiteren Verschiebung der Antriebswelle führende Kraft aus. Bei dieser Vorrichtung bewirkt die Rasteinrichtung daher ein ruckartiges Umschalten der Farbbandtransportrichtung.

Demgegenüber besteht die Aufgabe Jer Erfindung darin, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß die Transporlrichtung des Farbbandes ohne Ruck umschaltbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Umschaltung der Transportrichtung des Farbbandeserfolgt dadurch rucklos, daß sich beim Drehen der Drehkopfscheibe eines der an ihm gelagerten zweiten Zahnräder in einem kontinuierlichen Vorgang aus dem Eingriff mit einer der Zwischen;'.ahnradanordnungen löst, während gleichzeitig ein ande-

res der zweiten Zahnräder mit der anderen Zwischenzahnradanordnung in Eingriff tritt. Zusätzlich zum Vorteil des ruckfreien Umschaltens bietet die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik weitere Vorteile dadurch, daß hinsichtlich der Anordnung der Farbbandspulen eine wesentlich größere Gestaltungsfreiheit besteht. Diese ist bei der bekannten Vorrichtung dadurch stark eingeengt, daß die Spulen auf einer geraden Linie in einer solchen Weise angeordnet werden müssen, daß ihre Spulenzahnräder von den auf derselben Wel^Ie> befestigten Schnecken angetrieben werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einige Beispiele eines Rasterpunktmusters, das mit einem Drucker gemäß der Erfindung erzeugt wird,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Anordnung von verschiedenen Teilen der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung.

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Farbbandtrinsporteinrichtung,

Fig. 4, 5 und 6 Aufsichten, die den Wechsel im Ineinandergreifen zwischen verschiedenen Zahnrädern während des Umschaltens der Farbbandtransportrichtung darstellen,

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 3,

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII von Fig. 7,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Drehkopfscheibe und eines Indexrades, wie es in Fig. 7 gezeigt ist,

Fig. 10(1) bis (3) einige Formen von Zähnen der Umschaltzahnräder, und

Fig. 11 eine Vorderansicht einer Einrichtung, die ein sauberes Ineinandergreifen der Zahnräder sicherstellt.

Im folgenden werden zunächst die verschiedenen Einrichtungen beschrieben, die die erfindungsgemäße Druckeinrichtung nach Fig. 2 bilden.

Der Papiervorschub A

Auf ein Druckstoppsignal wird ein Papiervorschubsignal von einer Drucksteuerung zu einer Spule 121 gegeben, so daß deren Kern abwärts gezogen und eine Zahnstange 121,, die ein Stück mit diesem Kern bildet, abgesenkt wird. Dadurch wird bewirkt, daß ein Zahnrad G27 und die dazugehörige Welle 122 im Uhrzeigersinn gedreht, werden, wodurch ein Hebel 123, der an der Welle 122 angelenkt ist, verschwenkt wird, so daß eine Vorschubklinke 125, die an dem Hebel 123 mit einem Stift 124 befestigt ist, angehoben wird, um die Stromzufuhr zu der Spule 121 zu unterbrechen, worauf die Elemente 121,-125 mit Hilfe einer Feder 127 in ihre ursprüngliche Lage zurückgebracht werden. Gleichzeitig bewirkt die Vorschubklinke 125, daß ein Klinkrad 126 rotiert, das seinerseits eine Papierbahn P um eine vorgegebene Länge, die einer Druckzeile entspricht, vorgeschoben wird.

Der Druckkopf B

Dieser umfaßt einen Druckkopfhalter 301 auf einer Bodenplatte 104 eines Schlittens C, Druckspulen 313, die an dem Halter 301 befestigt sind, Druckdrahtstiftc 208 (Fig. 7), dit mit Hilfe der Spulen 313 vor und zurück bewegbar sind, Führungsrohre 302 zum reibungslosen Führen der Druckdrahtstifte, Führungs-

platten 304 und 305 für die Druckdrahtstifte und eine Befestigungsplatte 306 für die Führungsrohre, die die Vorderenden der Führungsrohre 302 in vertikaler Ausrichtung halten. Wenn ein Drucksignalstrom zu allen oder einer ausgewählten Anzahl der sieben Druckspulen 313 fließt, werden die damit verbundenen Druckdrahtstifte von der Druckseite der Füh rungsplatte 304 zu einer Druckplatte 280 hin ausgefahren, um auf dem Papier P mittels Druckfarbe, die vom Farbband 270 geliefert wird, Punkte zu drucken. Wenn sieben derartiger Druckdrahtstifte in einer vertikalen Reihe ausgerichtet sind, werden in einer Zeile 30 Zeichen, alphanumerische oder andere Symbole, durch Auswahl aus 7x5 Punkten, die durch die sieben senkrecht ausgerichteten Drahtstifte erzeugt werden, wenn der Schlitten seitlich um 5 Spalten bewegt wird, gedruckt. Eine Platte 312, die als Schutz gegen Verunreinigungen dient und für den Durchgang der Drahtstifte perforiert ist, ist zwischen dem Farbband 270 und der Papierbahn P vorgesehen, so daß das Papier mit keinem anderen Teil als aan begrenzten Stellen, die durch die Druckdrahtstifte aufgedruckt werden, mit dem Farbband in Berührung kommt.

Der Schlitten C

Die Bodenplatte 104 steht mit Hilfe eines Gewindega.igs oder RoHenboIzens od. dgl. im Eingriff mit einer spiralförmigen Nut einer darunter befindlichen Transportschraubenwelle 103. Durch einen Motor 101 kann die Schraubenwelle 103 gedreht werden, um die Bodenplatte 104 (in der dargestellten Ausführungsform) von rechts nach links zu bewegen, wobei während dieses Vorgangs gedruckt wird. Wenn die Schlittenbodenplatte 104 die Endstellung ihres nach links gerichteten Vorschubs erreicht, kehrt eine spiralförmige Rückstellfeder 115 die Drehrichtung der Schraubenwelle 103 um, um die Bodenplatte in ihre Ausgangsposition zurückzuführen. Während des beschriebenen, nach links gerichteten Vorschubs wird von der niedrigsten (am weitesten rechts litgenden) Spalte zu den nachfolgenden Spalten hin gedruckt, bis es kein Zeichen mehr gibt, das in einer Zeile gedruckt werden soll, worauf die Ausgangsstellung des Schlittens sofort wieder hergestellt wird. Dies ist zur Verwirklichung eines Druckvorgangs mit hoher Geschwindigkeit zweckmäßig. Wenn der Gang auf der Schraubenwelle 103 in umgekehrter Richtung angebracht wird, ist es ohne weiteres möglich, den Druckvorschub des Schlittens in umgekehrter Richtung vorzunehmen.

Wenn der Schlittenantriebsmotor 101 ein normal angetriebener Wechselstrommotor ist, kann ein Druckbefehlssignal einer elektromagnetischen Kvpplung 102 zugeführt werden. Wenn der Motor 101 ein Gleichstrommotor ist, kann ein derartiges Signal dem Motor 101 und der Kupplung 102 gleichzeitig zugeführt werden. Die Schraubenwelle 103 wird hierdurch entgegen dem Uhrzeigersinn mit Hilfe einer Zahnradverbindung G1-G4 gedreht, wodurch die Bodenplatte 104 vor» rechts nach links bewegt wird. Die Vorschublänge nach links ist gleich oder wenig geringer als die Breite der Papierbahn P. Während des Vor= schubs wird die spiralförmige Rückstellfeder 115, die in der inneren Aussparung des Zahnrads G3 vorgesehen ist, gespannt. Eine Taktscheibc 113 ist auf der Welle eines der Zahnräder G1-G4 befestigt und besitzt einen Anschlag 113,. Wenn sich der Anschlag 113, einem Eisenkern 114, in einem Signaldetcktor 114 nähert, wird indem Detektor ein Signal aufgrund

elektromagnetischer Induktion erzeugt, um die elektromagnetische Kupplung 102 zu entkuppeln, worauf die Transportschraubenwelle 103 durch die Spiralfeder 115 in umgekehrter Richtung zu der oben beschriebenen gedreht wird, so daß die Bodenplatte 104 > von links nach rechts zurückbewegt wird. Ferner wird durch diesen Signaldetektor 114 ein Rückschubstopsignal geliefert. Ein anderer Signaldetektor 112 ist neben dem Zahnrad G4 vorgesehen. Dieser arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie der vorher beschrie- " bene Detektor 114, um ein jedem Zahn des Zahnrads C4 entsprechendes Signal unter Ausnutzung des Verhältnisses zwischen Kopf und Fuß jedes Zahns zu erzeugen. Ein derartiges Signal wird als ein Signal für einen seitlich verschobenen Punkt der vertikal ausgerichteten Druckdrahtstifte benutzt und dient daher zur Bildung eines Zeichens.

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rung in der Anlaufzeit des Motors 101 und der elektromagnetischen Kupplung 102 beim Beginn der Be- " wegung der oben beschriebenen elektrisch angetriebenen Bodenplatte 104 und möglicher Stöße infolge derTrägheit,dieam Ende der hin- und hergerichteten Vorschübe auftreten, ist es möglich, den Druckkopf so anzuordnen, daß er mit einer gleichförmigen Ge- ·. schwindigkeit während des Druckzyklus bewegt wird.

Farbbandtransporteinrichtung D

Die beiden Enden eines Farbbandes 270 sind an Spulen 268 und 269 befestigt, die drehbar auf der Schlittenbodenplatte 104 angebracht sind. Das Färb- ■ band 270 wird um die Vorderseite der Druckdrahtstiftführungsplatten 304 und 305 des Druckkopfes geführt. Es wird nur während des nach links gerichtete·! oder Druckvorschubs des Schlittens und nicht während dessen Rückschubs zugeführt. Wenn das gesamte ,. Band von einer der Spulen 269 (oder 268) aufgenommen worden ist, ändern die Spulen automatisch ihre Drehrichtung, so daß eine von ihnen, 268 (oder 269), das Farbband aufnehmen kann.

F.in bestimmtes Beispiel der Farbbandtransport- κ. einrichtune ist in den Fit». 3 bis 11 dargestellt. Eine Zahnstange 250 ist auf einem nicht dargestellten Druckerkörper angeordnet und erstreckt sich parallel zu der Transportschraubenwelle 103. Ein Zahnrad 251 befindet sich unter der Bodenplatte 104 und steht :, im Eingriff mit der Zahnstange 250, um den Antrieb zu einem Antriebsrad 252 über eine Einwegkupplung in Form eines Einwegtransmissionsgetriebes 253-254 zu übertragen, das eine Einwegtransmission nur während des Druck-'orschubs des Druckkopfes vornimmt, v, Das Antriebsrad 252 ist auf einer Welle 252, montiert, die sich durch ein Gehäuse 265 erstreckt, das in die Bodenplatte 104 eingesetzt ist und einstückig mit einem Zahnrad G5 auf der Bodenplatte 104 verbunden ist. Das Zahnrad GS kann in Eingriff mit Zahnrädern -,-, G6-C9 stehen, die drehbar auf einer Drehkopfscheibe 267 in Viertelkreisanordnung aufliegen. Die Drehkopfscheibe 267 ist über dem Gehäuse 265 gelagert. Die Spulen 268 und 269 sind entsprechend auf den Wellen von Scheiben 27I₁ und 27I₂ befestigt, wo- _Γ,, bei ihre Ansätze 268, und 269, in Ausnehmungen 27I₃ dieser Scheiben eingreifen. Zahnräder G14 bzw. GIl bilden ein Ganzes mit diesen Scheiben und stehen in Eingriff mit Hilfstriebzahnrädern G12, G13 und GlO, die auf der Bodenplatte 104 montiert sind. Es wird nur angenommen, daß die Zahnräder G9 und G12 im Eingriff miteinander stehen.

Wird die Schlittenabstützplatte 104 zum Druck vorschub von rechts nach links bewegt, wird das Zahnrad 251 längs der Zahnstange 250 bewegt, während das Antriebsrad 252 und das Zahnrad G5 im Gegenuhrzeigersinn (wie aus Fig. 3 ersichtlich) gedreht wird, so daß die Rotation des Zahnrades G5 auf die Zahnräder G6-G9 übertragen wird, die ihrerseits die Drehkopfscheibe 267 in der gleichen Richtung drehen, um auf diese Weise das Zahnrad G6 in Eingriff mit dem Hilfstriebzahnrad GlO zu bringen, um die Drehkopfscheibe anzuhalten. Auf der anderen Seite wird die Transmission zu «lern Hilfstriebzahnrad Gl 2 gelöst. Dadurch wird bewirkt, daß das Farbband 27(1 von der Spule 269 genommen wird.

Wenn das Farbband auf der Spule 268 zu Ende ist, ist die andere Spule 269 nicht langer drehbar, da ein Ende des Farbbandes an der Welle hiervon befestigt ist. Aufgrund dessen dreht sich das Zahnrad G6 1» φ-tr^r- *-!«■%«- *7 r%l~r~·-'+ rin*· /~* ~t Λ I-»«-» »tn * ·#ι # »'<-* η r\*tw DnlotiMn iaiiga Uta ^jUiiiiiuuvj υιν i'vgivitkt *wn uvi · *«j>«utiw«< der Drehkopfscheibe 267, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. In dem gezeigten Falle rotiert das Zahnrad G6 infolge eines Sperrmechanismus, der aus einer Indexscheibe 266, die mit der Drehkopfscheibe eine Einheit bildet, einer Kugel 260. einer Feder 261 und einem Gewindestopfen 262 besteht, um 45°, bis sich das Zahnrad G6 nicht mehr im Eingriff mit dem Zahnrad GlO befindet, während das Zahnrad G8 in Eingri'Ümitdem Zahnrad Gl2 in der in Fig. 6 gezeigten Weise kommt. Daher wird das Farbband 270 von der Spule 268 aufgenommen. Wenn das Farbband auf der Spule 269 zu Ende geht, beginnt die Drehkopfscheibe 267 sich im Gegenuh/zeigersinn zu drehen, da Ji-.s andere Ende des Farbbandes an der Welle der Spule 269 befestigt ist. Daher wird die Anwickelrichtung für das Farbband aufgrund der beschriebenen Wirkungsweise zu der in Fig. 3 gezeigten umgekehrt.

Um die Wahrscheinlichkeit zu vermeiden, daß dei Eingriff zwischen den Zahnrädern G6-G9 und den Zahnrädern G10-G12 nicht zustande kommt, weil die Zahnenden hiervon in der in Fig. 10(1) gezeigten Weise gegeneinander stoßen, sind diese Zahnräder vorzugsweise mit spitzen Zähnen besonderer Gestalt, wie sie in den Fig. 10(2) und (3) gezeigt ist, versehen.

Wie in Fig. 11 gezeigt, können die Zahnräder Gl(I und G12 auch auf einem Hebel 272 angeordnet sein, der schwenkbar um eine Welle 273 sowie durch die Kraft einer Feder 275 zurückziehbar ist, um den Eingriff dieser Zahnräder mit den Zahnrädern G6-G9 sicherzustellen, wenn diese zusammentreffen.

Um die Aufwickelrichtung für das Farbband von der in Fig. 3 gezeigten zu der in Fig. 6 g./eigten Richtung oder umgekehrt umzukehren, werden das Antriebsrad 252 und das Zahnrad 251 um einen Winkel von etwa 90° und entsprechend um etwa ein Viertel einer vollen Umdrehung gedreht. Jedoch wird dei Schlitten C in seine äußerste rechte Startposition von einer mittleren Position, die kurz vor dem Ende des Durckvorschubs liegt, zurückkehren, wenn kein Drucksignal existiert, das diese Spalte, die einer derartigen Zwischenposition entspricht, darstellt, so daß der Schlitten in seiner Startposition zurückkehrer kann, bevor sich die Bewegungsrichtung des Farbbandes umkehren kann. Es wird daher nicht immer sichergestellt, daß das Zahnrad 251 ein Viertel einei vollen Umdrehung während einer derartigen Umkehi des Schlittens vollführt. In Fällen, in denen die Drehung des Zahnrades 251 weniger als ein Viertel einei vollen Umdrehung beträgt, ist es möglich, daß die Kugel 260 des Sperrmechanismus die Spitze der Index-

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scheilic 266 nicht erreicht und durch die Kraft ilcr Feder 261 während des Rückscluibs ties Schlittens in die gleiche RaMsteilung zurückgedrückt wird, so dal.» das I arbband seine Bewegungsrichtung nicht umkehrt.

Um dies /u vermeiden, ist, wie in I-'ig. 7 gezeigt, einr. Kupplung 255 in Form einer gespannten Feder um die Nabe 252, des Antriebsrads 252 angebracht, von der ein Ende am Gehäuse 265 befestigt ist, so daß das Antriebsrad 252 (oder das Z.iMnrad O"5) in

Richtung des Antriebs durch das Zahnrad 251 (d. h. im Gegenuhrzeigersinn) nach dem Fintspannen der Feder 255 frei drehbar ist, daß jedoch die Feder 255 während der umgekehrten Drehbewegung gespannt wird, um /u vermeiden, daß die Kugel 260 durch die Kraft der Sperrfeder 261 zurückgezogen wird. Hierdurch wird ermöglicht, daß das Antriebsrad 252 genügend Rotationsenergie speichert, um die Umkehrung der Bewegungsrichtung des Farbbandes zu bewerkstelligen.

IIki/u 5 BIaIt /eiclmiincen

Claims

Patentansprüche:

1, Farbbandtransport- und -umschaltvorrichtung für einen Drucker, umfassend eine erste und eine zweite Spule, an denen das Farbband jeweils mit einem Ende befestigt und zwischen denen es hin- und hertransportierbar ist, ein erstes, zur ersten Spule koaxiales und mit ihr drehfest verbundenes Spulenzahnrad und ein zweites, zur zweiten Spule koaxiales und mit ihr drehfest verbundenes Spulenzahnrad, einen verstellbaren, Zahnräder aufweisenden Getriebemechanismus, der in einem ersten Zustand auf das erste Spulenzahnrad und in einem zweiten Zustand auf das zweite Spulenzahnrad eine Antriebsbewegung zum Transport des Farbbandes überträgt, und eine Rasteinrichtung, die einer Verstellung des Getriebemechanismus aus dem ersten in den zweiten Zustand bzw. umgekefci*. eine Rastkraft entgegensetzt, wobei eine Verstellung des Getriebemechanismus automatisch erfolgt, wenn die Bremskraft, welche bei von einer Spule ganz abgewickeltem Farbband auf das jeweils angetriebene Spulenzahnrad ausgeübt wird, die Rastkraft der Rasteinrichtung übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebemechanismus, der gemeinsam mit den Spulen (268, 269) und ihrem jeweiligen Spulenzahnrad (GIl, G14) auf einem hin- und herbewegbaren Druckerschlitten (104) gelagert ist, besteht aus: einem ersten Zahnrad (GS), das über eine Einwegkupplung (253, 254) von einem Antriebsrad (252) antreibbar ist, welches bei der Druckerschlittenbewegung an einem neben dem Druckerschlitten (104) vorgesehenem, ortsfesten Element (250) abrollt, mehreren zweiten Zahnrädern (G6-G9), die mit dem ersten Zahnrad kämmen und auf einer zum ersten Zahnrad koaxialen und drehbaren Drehkopfscheibe (267) in Winkelabständen verteilt gelagert sind, einem koaxial zur Drehkopfscheibe angeordneten und starr mit dieser verbundenen Schaltrad (266) und einer Kugel (260), die von einer Feder (261) zwischen jeweils zwei Zähne des Schaltrades drückbar ist, und am Schlitten gelagerten ersten und zweiten Zwischenzahnradanordnungen (GlO, G12, G13), die mit dem ersten bzw. dem zweiten Spulenzahnrad ständig im Eingriff stehen und die derart angeordnet sind, daß abhängig von der Drehstellung der Drehkopfscheibe entsprechend dem ersten oder dem zweiten Antriebszustand des Getriebemechanismus entweder die eine oder die andere Zwischcnzahnradanordnung mit einem der zweiten Zahnräder kämmt und bei einer Verstellung des Getriebemechanismus vom einen zum anderen Antriehszustand das jeweils gerade kämmende zweite Zahnrad gemeinsam mit der Drehkopfscheibe an der mit diesem zweiten Zahnrad im Eingriff stehenden Zwischenzahnradanordnung um die Drehkopfscheibcnachse vorbeidrehbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den zweiten Zahnrädern (G6-G9)in Eingriff bringbaren Zahnräder (GlO, G12) der Zwischenzahnradanordnungen (GlO; G12, G13) jeweils auf einer in der Ebene der Zahnräder schwenkbeweglichen und in Richtung gegen das jeweils kämmende zweite Zahnrad federnd vorgespannten Platte (272) drehbar gela

gert sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (G6-G9, GlO, G12) spitz zulaufende Zähne aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der von der Feder (261) auf die Kugel (260) ausgeübten Kraft eine Schraube (262) vorgesehen ist.