DE2433640C2

DE2433640C2 - Hammerdruckvorrichtung für einen Drucker

Info

Publication number: DE2433640C2
Application number: DE2433640A
Authority: DE
Inventors: Osamu Tokio/Tokyo Asakura; Tatsuo Tachikawa Tokio/Tokyo Nishikawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1985-09-26
Also published as: US3929067A; DE2433640A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hammerdruckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 11 Nr. 11, April 1969. S. 1609. ist eine derartige Hammerdruckvorrichtung bekannt, bei der die einzelnen Druckhammer an einer kontinuierlich umlaufenden Antriebswelle diese lose umgreifend angeordnet sind. Zwischen zwei auskragenden Teilen jedes Druckhammers ist eine elektromagnetische Spule angeordnet, bei deren Erregung die beiden Teile aneinander gezogen werden und dabei den Druckhammer in Klemmberührung mit der umlaufenden Antriebswelle bringen, so daß der Druckhammer eine Druckbewegung ausführt. Bei der bekannten Ausgestaltung muß allerdings die Antriebswelle relativ nahe der jeweiligen Drucklinie angeordnet sein, um ein /u\ erlässiges Funktionieren zu gewährleisten. Darüber hinaus wird die von der Antriebswelle erzeugte Drehkraft nur in relativ geringem Ausmaß ausgenutzt.

Weiterhin ist aus der GB-PS 8 24 208 eine Druckvorrichtung bekannt, die mit Drucknadcln arbeitet. Die einzelnen Drueknadeln sind hierbei .in einem langen Band befestigt, das um zwei Zylinder geführt ist. Das Band sowie die Innenseite eines der beiden kontinuierlich umlaufenden Zylinder ist mit einem Impulsgenerator verbunden, der bei Anlegen einer Spannung zwischen das Band und den Zylinder eine elektrostatische Kopplung bewirkt. Damit erhält das normalerweise feststehende Band und demzufolge auch die Drucknadel eine die Antriebskraft bereitstellende Bewegungskomponente. Die Ausnutzung der Zylinder-Drehkraft ist allerdings auch hier nicht sehr groß.

Schließlich ist aus der US-PS 28 93 313 eine Hammerdruckvorrichtung bekannt, bei der im Abstand von jeweiligen Druckhammer ein kontinuierlich umlaufendes Flügelrad mit fünf Flügeln angeordnet ist. Zum Bewirken eines Abdrucks ist ein elektromagnetisch bewegbares Kopplungsglied vorgesehen, das für einen Druckvorgang zwischen das Flügelrad und den Druckhammer einbringbar ist und hierbei eine Übertragung der Flügelradbewegung auf den Druckhammer mil sich bringt. Die bekannte Konstruktion erfordert allerdings relativ großen mechanischen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hammerdruckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß bei großer konstruktiver Freiheit hinsichtlich der Ausgestaltung der Hammerdruckvorrichtung eine :>ehr effektive Ausnutzung der Drehkraft der Antriebswelle erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Hammerdruckvorrichtung ermöglicht einerseits die Realisierung eines verhältnismäßig großen räumlichen Abstands zwischen der die Zeichen tragenden Trommel und der rotierenden Antriebswelle, so daß beispielsweise an letzlerer nun problemlos ein großflächiges Schwungrad angebracht und/oder andere Anpassungs- oder Ergänzungsmaßnahmen problemlos verwirklichbar sind. Andererseits tragen auch die an der Antriebswelle fest angebrachten Reibungsscheiben der Magnetkupplungen zur Erhöhung des Schwungmoments der Antriebswelle, bei, so daß selbst bei einer Erregung der Magnetkupplungen und einem dementsprechenden Antrieb der Druckhammer dennoch keine ins Gewicht fallende Abbremsung der Antriebswelle auftritt. Damit ist ein zuverlässiger Anschlagbetrieb sichergestellt. Weiterhin können wegen der über die gezahnten Abschnitte der Radelemente bzw. der Hämmer erfolgenden Kraftübertragung bei geeigneter Wahl des Durchmessers der Radelemente bzw. der Hämmer nun auch unterschiedliche Anschlaggeschwindigkeiten und damit Anschlagdruckstärken vorgegeben werden, so daß z. B. eine Anpassung an die jeweils angeschlagene Drucktype möglich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Hammerdruckvorrichtung,

F i g. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Magnetkupplung,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teils der in F i g. 2 gezeigten Magnetkupplung,

Fig.4 einen Längsschnitt der Anordnung der den Antriebsmechanismus für die Druckhämmer bildenden Magnetkupplungen,

F i g. 5 eine schematischc Skizze zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 4 gezeigten Anordnung,

F i g. 6 die Arbeitsweise einer Hammerdruckvorrichtung gemäß F i g. 1 und deren Magnetkupplung, und

Fig.7 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Hammerdruckvorrichtung.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß Gruppen oder Zeilen von Zeichen 4 gleichmäßig auf der Mantelfläche einer Zeichentrommel 2 angeordnet sind, die von einer geeigneten, rieht dargestellten Einrichtung gedreht wird, und daß ein Druckbogen 8 nahe der Mantel- bzw. Umfangsfläche der Zeichentrommel so angeordnet ist, daß er quer zur Achse der Trommel 2 bewegbar ist. Weiterhin ist ein mit Tinte imprägniertes Farbband 10 auf der der Zeichentrommel 2 abgewandten Seite des Druckbogens angeordnet Der Druckbogen 8 wird durch das Kopfteil 14 eines der Hämmer 12 über das Farbband 10 gegen eines der Zeichen 4 auf der Mantelfläche der Zeichentrommel 2 geschlagen, wodurch ein Buchstabe oder eine Ziffer entsprechend dem durch das Kopfteil 14 des jeweiligen Hammers 12 getroffenen Zeichen auf den Druckbogen 8 gedruckt wird.

Die Hammer 12 sind in einer Reihe parallel zur Achse 6 der Zeichentrommel 2 angeordnet; jede Zeile der auf der Umfangsfläche der drehbaren Zeichentrommel 2 angebrachten Zeichen 4 bildet eine Gruppe von Zeichen, die von denen der anderen Grupppen verschieden sind. Auf diese Weise ist es möglich, durch geeignetes Wählen und Kombinieren der Druckhämmer 12 und der Zeichen in jeder Gruppe von Zeichen 4 die gewünschten gedruckten Buchstaben (Zeichen, Ziffern od. dgl.) an einer gewünschten Stelle zu erhalten.

Die Druckhämmer 12 sind durch ein Halteteil 16 in ihrer Längsrichtung verschiebbar gehalten und werden mit Hilfe von Federn 18 elastisch von der Zeichentrommel 2 weggezogen. An dem dem Kopfteil 14 gegenüberliegenden Abschnitt 20 jedes Hammers 12 ist eine Zahnstange 22 ausgebildet, die mit den Zähnen 24 eines zugeordneten drehbaren Radelements 26 kämmt. Die Zähne 24 sind entlang eines Teils des Umfangs jedes Radelements 26 ausgebildet.

Die Radelemente 26 werden durch einen Motor 28 in Richtung des Pfeils a gedreht. Das heißt die in einem Schwungrad 30 gespeicherte Schwungkraft einer Antriebswelle 32 wird über eine nicht dargestellte elektromagnetische Kupplungsanordnung auf die entsprechenden Radelemente 26 übertragen, so d;;3 diese sich in Richtung de^ Pfeils a drehen und die Hämmer 12. die mit den jeweiligen Radelementen 26 über den Zahneingriff in Verbindung stehen, in Richtung des Pfeils b bewegen. Von einer nicht gezeigten Steuereinheit wird über eine Signalleitung 34 jeder der elektromagnetischen Kupplungen ein Steuersignal zugeführt, so daß sie in einem bestimmten Zeitpunkt und für eine bestimmte Zeitdauer angesteuert werden. Das heißt irgendeine der elektromagnetischen Kupplungen w ird betätigt und betätigt ihrerseits den gewünschten Hammer 12 in Richtung des Pfeils b zu dem Zeitpunkt, in dem das gewünschte Zeichen in der entsprechenden Zeile der Zeichen 4 auf der Umfangsfläche der Zeichentrommel 2 zum Bedrucken des Druckbogens 8 in Druckposition gebracht ist. Dann wird das Kopfteil 14 des betreffenden Hammers 12 über das Farbband 10 gegen das gewünschte Zeichen und den Bogen 8 geschlagen, so daß der gedruckte Buchstabe oder die gedruckte Ziffer des betreffenden Zeichens in der gewünschten Position auf dem Druckbogen 8 erhalten \\ ird.

Fi g 2 /eigt eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer der vorgenannten elektromagnetischen Kupplungen (MagnetkuppLngen). In dem Schwungrad 30 auf der Welle 32 des Elektromotors 28 ist Drehenergie gespeichert, was jeder der axial auf der Welle 32 motierten Reibungsscheiben 36 aus magnelischem Material wie beispielsweise Eisen eine hohe Drehkraft gibt. Gegenüber jeder Reibungsscheibe 36 ist ein Radelemem 26 aus magnetischem Material wie beispielsweise Eisen verschiebbar montiert und mit Hilfe eines Lagers 38 auf der Welle 32 drehbar; auf der der Reibungsscheibe 36 zugekehrten Seite weist das Radelement 26 eine ringförmige Ausnehmung 40 auf, wie sie beispielsweise in F i g. 3 gezeigt ist. In der Ausnehmung 40 ist eine ringförmige Magnetspule 42 lose untergebracht, wobei die Zuleitungsdrähte 44 der Magnetspule

42 aus einer öffnung 46 in dem Radelement 26 herausragen und an eine Stromversorgung angeschlossen sind. Zwischen der Magnetspule 42 und der Reibungsscheibe 36 ist zur Sicherung der Magnetspule gegen Spiel eine Federscheibe 48 mit radial verlaufenden FederflügeJn angeordnet, die zugleich den Anschlag zwischen dem Radelement 26 und der Reibungsscheibe 36 regelt. Zum Abteilen der elektromagnetischen Kupplung von der benachbarten ist eine Trennplatte 50 vorgesehen. Die wie oben beschrieben aufgebauten elektromagnetisehen Kupplungen sind gemäß den zugeordneten Hämmern 12 nebeneinander angeordnet, wie es der Längsschnitt gemäß F i g. 4 zeigt.

Bei einer Sti omspeisung der Magnetspule 42 über die Zuleilungsdrähte 44 wird zwischen dem Radelemem 26 und der Reibungsscheibe 36 eine magnetische Anziehungskraft wirksam, so daß das Radelement 26 und die Reibungsscheibe 36 gegen die entgegenwirkende Kraft der Federscheibe 48 gegeneinander gepreßt werden, wie es in F i g. 5 gezeigt ist. Hierdurch wird die Drehkraft der Welle 32 über die Reibungsscheibe 36 auf das Radelement 26 übertragen und dieses mit Drehenergie versorgt.

Wie bereits erwähnt, ist an jedem Radelement 26 entlang eines Teils seines äußeren Umfangs ein gezahnter Abschnitt 24 vorgesehen, der mit der Zahnstange 22 kämmt, die an dem zugeordneten Druckhammer 12 ausgebildet ist, der durch die Feder 18 konstant von der Zeichentrommel 2 weggedrückt wird. Jeder Druckhammer 12 wird durch ein Halleteil 16 in seiner Längsrichtung verschiebbar gehalten. Wenn daher das Radelement 26 bei Erregung der Magnetspule 42 über die Reibungsscheibe 36 gedreht wird, erhält zugleich der zugeordnete Druckhammer 12 eine Antriebskraft infolge des Eingriffs in dem gezahnten Abschnit; 24 und der Zahnstange 22, wodurch er in Richtung des Pfeils b gedrückt wird und über das Farbband 10 und den Druckbogen 8 auf eines der Zeichen 4 auf der Zeichentrommel 2 aufschlägt, so daß der Buchstabe oder die Ziffer gemäß dem getroffenen Zeichen auf den Druckbogen 8 gedruckt wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise rier elektromagnetischen Kupplung und des zugeordneten Druckhammers 12 unter Bezugnahme auf F i g. 6 erörtert, in der (A), (B) und (C) Seitenschnittdnsichten des Druckmecha-

bo nismus einschließlich der elektromagnetischen Anordnung und des Druckhammers darstellen und (A'). (B') und (C) Schnittansichten der elektromagnetischen Kupplung entlang der Linie A-A der F i g. (A), (B) und (C) zeigen.

Fig. 6(A) und (A') zeigen den Zustand, in dem die Magnetspule 42 nicht mit Leistung versorgt wird. Da unter dieser Bedingung sowohl die Magnetspule 42 als auch das Radelement 2β unbetätigi bleiben, wirkt zwi-

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sehen dem Radelement 26 und der Reibungsscheibe 36, die konstant in Richtung des Pfeils a rotiert, keine Druckkraft, so daß die Drehkraft der Welle 32 niehi auf das Radelement 26 übertragen wird und das Radelement 26 daher aufgrund der Kraft der Feder 18. die den Druckhammer 12 in Richtung des Pfeils q zieht, im Uhrzeigersinn belastet wird, d. h. entgegen der Drehrichtung der Reibungsscheibe 36. Wenn dann die Magnetspule 42 mit Leistung versorgt wird, wird das Radelement 26 erregt und an die Reibungsscheibe 36 angezogen, so daß das Radelement und die Reibungsscheibe fest aneinander haften, wie es in F i g. 6(B') gezeigt ist. Folglich wird die Drehkraft der Reibungsscheibe 36 infolge der zwischen dieser und dem Radelement 26 durch die" Druckberührung entwickelten Reibungskraft in Richtung des Pfeils a auf das Radelement 26 übertragen, was dazu führt, daß das Radelement 26 im Gegenuhrzeigersinn, d. h. in Richtung des Pfeils a gegen die entgegengesetzt ziehende Kraft der Feder 18 dreht, die durch den Eingriff zwischen der Zahnstange 22 und den Zähnen 24 indirekt wirksam ist. Wie in Fig.6(B) gezeigt, wird die Drehkraft des Radelements 26 über die mit der Zahnstange 22 kämmenden Zähne 24 auf den Druckhammer 12 übertragen und treibt den Hammer 12 in Richtung des Pfeils b an. so daß der Hammerkopf 14 über das Farbband 10 und den dazwischengefügten Druckbogen 8 auf ein Zeichen 4 auf der Zeichentrommel 2 aufschlägt. Die Drehbewegung des Radelements 26 ist durch die Umfangslänge der öffnung 46. durch die die Zuführungsdrähte 44 der Magnetspule 42 austreten. begrenzt, so daß die gesamte Anordnung so getroffen sein muß. daß die erforderlichen Druckoprationen innerhalb des durch die Umfangslänge der öffnung 46 bestimmten Drehbewegungsbereiche durchgeführt werden können. Die Magnetspule 42 wird nach Beendigung dieses Druckvorgangs von der Stromversorgung abgeschaltet. Beim Abschalten der Stromversorgung der Magnetspule 42 verschwindet die Koppelkraft zwischen dem Radelement 26 und der Reibungsscheibe 36, so daß keine Drehkraft mehr auf das Radelement 26 übertragen wird und das Radelement 26 und der Druckhammer 12 durch die in Richtung des Pfeils q wirkende Kraft der Feder 18 in ihre Ausgangsstellungen zurückgezogen werden, wie es in den F i g. 6(C) und (C) gezeigt ist.

Die oben beschriebenen Vorgänge bilden einen Drucktakt oder Druckzyklus. Es ist zu beachten, daß bei diesem Zyklus ein magnetischer Kreis gebildet wird, der nur mit geringer magnetischer Streuung behaftet ist, so daß bereits mit einem kleinen elektrischen Strom und einer klein bemessenen Magnetspule 42, wie sie in F i g. 5 gezeigt ist. eine sehr starke und sichere magnetische Kupplung zwischen der Reibungsscheibe 36 und dem Radelement 26 erzielt werden kann.

F i g. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung des Aufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels der Hammerdruckvorrichtung. Bei dieser Ausführung ist jeder der Druckhammer 12 durch eine Feder 18 in der Richtung des Pfeils a entgegengesetzter Richtung vorgespannt, wird aber durch einen Block 62 an dieser Bewegung gehindert. Weiter ist an jedem Hammer 12 ein Hammerfuß 60 einstückig ausgebildet der von einer parallel zur Antriebswelle 32 verlaufenden Welle drehbar getragen wird und einen gezahnten Abschnitt 56 besitzt, der mit dem entsprechenden gezahnten Abschnitt 24 an einem Teil des äußeren Umfangs des entsprechenden Radelements 26 kämmt, das über eine elektromagnetische Kupplung, die der bei der Ausführung gemäß F i g. 1 verwendeten gleicht, durch die über einen elektrischen Motor 28 in Richtung des Pfeils ρ gedrehten Antriebswelle 32 drehbar ist, wenn über eine Signalleitung 24 ein Steuersignal eintrifft. Wenn die betreffende Kupplung bei der Aufnahme eines über die zugeordnete Signalleitung 34 eingehenden Steuersignals betätigt wird, wird die Drehkraft über die Reibungsscheibe, die auf der durch den elektrischen Motor 28 in Richtung des Pfeils ρ gedrehten Antriebswelle 32 axial montiert ist, auf das zugehörige Radelement 26 übertragen. Dies führt dazu, daß der betreffende Hammerfuß 60 über den kämmenden Eingriff der Zähne 56 mit den entsprechenden Zähnen 24 auf dem Radelement 26 gegen die Kraft der Feder 18 in Richtung des Pfeils a gedreht wird, so daß der Hammerkopf 14 über das Farbband 10 und den Druckbogen 8 auf ein Zeichen 4 auf der Zeichentrommel 2 aufschlägt und einen Buchstaben oder eine Ziffer gemäß dem getroffenen Zeichen auf den Bogen 8 druckt.

Bei jeder der vorstehenden Ausführungen ist ein Schwungrad 30 zur Speicherung von Rotationsenergie beim Drehen der Antriebswelle 32 durch den Motor 28 vorgesehen, so daß der Antriebswelle 32 eine hohe Drehkraft erteilt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hammerdruckvorrichtung für einen Drucker, mit einer Trommel, auf deren Umfangsfläche Zeilen von Zeichen angeordnet sind, und einer Mehrzahl von entlang der Längsachse der Trommel an einer rotierenden Antriebswelle angeordneten, der Anzahl der Zeichenspalten entsprechenden Hämmern, die über den Hämmern jeweils zugeordnete, elektrisch steuerbare Magnetkupplungen in drehfeste Verbindung mit der Antriebswelle bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Magnetkupplung eine an der Antriebswelle (32) drehfest montierte Reibungsscheibe (36) sowie ein drehbar auf der Antriebswelle (32) gelagertes und bei elektrischer Erregung der Magnetkupplung in Reibungseingriff mit der zugehörigen Reibungsscheibe (36) bringbares Radelement (26) enthält, das einen gezahnten Abschnitt (24) aufweist, und daß jeder Hammer (12) ebenfalls einen gezahnten Abschnitt

(22;56) aufweist, der mit dem entsprechenden gezahnten Abschnitt (24) des zugehörigen Radelements (26) kämmt.

2. Hammerdruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gezahnten Abschnitte (22) der langgestreckten Hammer (12) geradlinig verlaufen, derart, daß bei Erregung der jeweils zugehörigen Magnetkupplungen (36) eine geradlinige Hammer-Druckbewegung erfolgt.

3. Hammerdruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hämmer (12) frei schwenkbar an einer Achse (58) angeordnet sind, mit der die kreisförmig verlaufenden gezahnten Abschnitte (56) der Hammer (12) konzentrisch ausgerichtet sind.

4. Hammerdruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Reibungsschrnben (36) und den Radelementen (26) jeweils ein elastisches Element (48) angeordnet ist. das eine die jeweilige Reibungsscheibe (36) und das zugehörige Radelement (26) auseinanderdrückende Kraft liefert.