DE2526233A1

DE2526233A1 - Mosaikdruckeinrichtung

Info

Publication number: DE2526233A1
Application number: DE19752526233
Authority: DE
Inventors: Diethard Dipl Ing Moeller
Original assignee: Zentronik VEB
Current assignee: Zentronik VEB
Priority date: 1974-07-09
Filing date: 1975-06-12
Publication date: 1976-01-29
Also published as: FR2277677A1; FR2277677B1; DD112695A1

Description

NACKGEREICHTI

Anmelder:

VEB Kombinat ZENTRONIK DDR 523 Sömmerda Weißenseer Straße 52

Mosaikdruckeinrichtung

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Die Erfindung betrifft eine Mosaikdruckeinrichtung zum spaltenweisen Druck mit hoher Schreibgeschwindigkeit. Derartige Mosaikdrucker werden vorwiegend als Ausgabegeräte für Informationen in gedruckter Form der mittleren Datentechnik und EDV-Anlagen verwendet. Bei Mosaikdruckeinrichtungen sind hauptsächlich zwei Prinzipien bekannt geworden: der Komplett- und der Spaltendrucker, Der Komplettdrucker weist im allgemeinen für ein 5x7 Raster 35 elektromechanisch bewegte Druckelemente auf. Die große Zahl der Druckelemente bedeutet einen erhöhten Fertigungsaufwand, erhöhte Störanfälligkeit und neben einem großen Volumen eine erhebliche längs der Zeile zu bewegende Masse. Diese Masse stellt im Start-Stop-Betrieb hohe Anforderungen an den Antriebs- und Transportmechanismus der Druckeinrichtung (DT-OS 2 119 200).

Es sind deshalb in neuerer Zeit Druckeinrichtungen bekannt geworden, die mit 7 bis 11 spaltenweise angeordneten Druckeleraenten und einer der Anzahl der Spalten entsprechenden höheren Druckfrequenz die gleiche Druckgeschwindigkeit wie ein Komplettdrucker erzielen. Vorteilhaft ist zwar das geringere Volumen und die kleinere Masse des Druckkopfes. Die höhere Druckfrequenz erfordert jedoch leistungsfähigere Antriebsmechanismen, deren gedrungene Bauweise eine erhebliche Spreizung der Druckelemente erfordert (DT-OS 2 253 470), Nachteilig sind die Reibungs- und Verschleißerscheinungen. Es sind deshalb Spaltendrucker bekannt geworden, deren Antriebsmechanismus kreisförmig angeordnet und die Druckelemente im Zentrum des Kreises nahezu parallel geführt werden. (DT-OS 2 110 410j FR-P 1 577 409; DT-OS 2 032 821; US-P 3 770 092).
Es sind auch Druckeinrichtungen bekannt geworden, die eine

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parallele Führung eier üruckelemente durch seitliche Anordnung der Antriebsmechanismen (DT-OS 2 2C5 049), durch hinereinander angeordnete Antriebsmechanismen mit seitlich geführten Druckelementen (DT-OS 2 012 739) oder durch hintereinander angeordnete Antriebsmechanismen mit mittiger Durchführung der üruckelemente durch die Antriebselemente (DT-OS 2 145 116) vorsehen. Eine Spreizung der Druckelemente und die damit verbundenen nachteiligen Erscheinungen werden zwar verringert. Nachteilig sind jedoch insbesondere bei den hintereinander angeordneten Antriebsmechanismen die Bauhöhe, die aufwendige Montage und der erschwerte Service.

Nachteilig sind bei den bekannten elektromagnetisch angetriebenen Druckeinrichtungen die verschleißanfälligen Druckelementeführungen und der massenbedingte Aufwand an schnell verschleißenden mechanischen Antriebsmitteln. Die bekannte Verwendung von superharten Lagermaterialien zur Führung der Druckelemente senkt zwar die Lagerreibung nachteilig sind jedoch die erhöhten Fertigungskosten (DT-OS 2 002 250).

Zweck der Erfindung ist, die geschilderten Nachteile bekannter Konstruktionen zu vermeiden und den Aufwand an Druckelementen, Antriebsmechanismen und Verschleißteilen wesentlich zu senken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mosaikdruckeinrichtung mit nur einem Druckelement zu schaffen, die als Spaltendrucker einsetzbar, eine ausreichende Druckgeschwindigkeit erzielt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Druckelement ein in zwei Freiheitsgraden bewegliches federndes Element ist, das durch Ablenkspulen vertikal zur Druckzeile auslenkbar und durch einen mit konstanter Amplitude schwingenden

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Druckhammer in Richtung zum Aufzeichnungsträger antreibbar ist und daß Druckelement und Druckhammer einen Feder-Masse-Schwinger bilden, dessen Eigenfrequenz in Richtung zum Aufzeichnungsträger angenähert der Druckfrequenz ist. In besonderer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Druckelement eine Blattfeder mit Spitze, und wird der Druckhammer, aus einseitig eingespannten lame'llierten Blattfedern ausgeführt, durch eine Erregerspule angeregt. In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist die Konstanz der Schwingamplitude des Druckhammers über den Strom der Erregerspule regelbar und die Eigenfrequenz des Feder-Masse-Schwingers durch eine Spanneinrichtung einstellbar. Als besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung ist zur Bewertung der Bewegungen des Feder-Masse-Schwingers ein Meßwertgeber vorgesehen, der ein piezoelektrischer Wandler oder eine photoelektrische Lichtschranke ist, wobei über das Ausgangseignal des Meßwertgebers die Signalgeber für die Ablenkspule und die Steuersignale für den Spalten- und Zeichenvorschub taktierbar sind.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Mosaikdurckeinrichtung bietet gegenüber dem bekannten Stand der Technik mehrere Vorteile :

- Durch die Verwendung nur eines federnd geführten Druckelements werden Verschleißerscheinungen durch die Führung der Druckelemente vermieden und Volumen und Masse des Druckwerks wesentlich vermindert. Die geringere Masse ist insbesondere im Start-Stop-Betrieb besonders vorteilhaft und wirkt sich günstig bei der Dimensionierung des Antriebs- und Transportmechanismus aus.

- Die verhältnismäßig kleine und schmale Ausführung der Mosaikdruckeinrichtung ermöglicht, daß das gedruckte Zeichen beim Drucken des übernächsten Zeichens sichtbar wird.

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- Der einfache unkomplizierte elektromechanische Aufbau der Mosaikdruckeinrichtung führt zu einer wesentlich geringeren Störanfälligkeit und kleinerem Fertigungsaufwand·

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· Die zugehörige Zeichnung zeigt χ

Fig· 1: die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Druckwerkes und das Blockschaltbild der Steuerelektronik,

Fig,2a: die Ablenkeinheit für das Druckelement in der Vorderansicht j

Fig,2b: die Ablenkeinheit nach Fig· 2a in der Seitenansicht,

Fig«2c: den Schnitt A-A nach Fig« 2a

Fig. 3: eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen Signalfolge und Druckelementebewegung·

Die wesentlichsten Elemente des erfindungsgemäßen Mosaikdurckers sind in Fig. 1 dargestellt. Das Druckwerk 1 besteht aus dem zwischen den Magnetpolen 21 der unteren und oberen Ablenkspule 8;9 angeordneten Druckelement 2 mit der Druckspitze 3, dem Druckhammer 4, an dem das Druckelement 2 befestigt ist, der Erregerspule 5 für den Druckhammer 4, und der Spanneinrichtung 7 mit Meßwertgeber 10, Gegenüber der Druckspitze 3 sind Farbträger f, Aufzeichnungsträger ρ und die Druckwalze d angeordnet.

Der Druckhammer 4 ist aus lamellierten Blattfedern hergestellt und bildet mit dem Druckelement 2, als Blattfeder mit Druckspitze 3 ausgeführt, ein Feder-Masse-Schwinger, dessen Eigenfrequenz angenähert der Druckfrequenz ist·

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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

üer Feder-Masse-Schwinger 4 ;2 wird in der Druckfrequenz von der Erregerspule 5 angeregt und schwingt mit einer über den Erregerstrom dieser Spule zu regelnder konstanter Amplitude in Richtung zum Aufzeichnungsträger p. Da die Erregerfrequenz und die Eigenfrequenz des Feder-Masse-Schwingers 4 ;2 sich annähernd in Resonanz befinden, ist zur Dämpfung der Druckhammer 4 aus lamellierten Blattfedern ausgeführt. Die Eigenfrequenz des Schwingers kann durch Veränderung der Einspannlänge der verschiebbaren Spanneinrichtung 7 über einen gewissen Frequenzbereich beeinflußt werden. Neben dieser horizontalen Bewegung wird das Druckelement gleichseitig durch die untere oder obere Ablenkspule G ;9 horizontal abgelenkt. Das Zusammenwirken beider Bewegungen ermöglicht somit ein spaltenweises punktartiges Drucken. Die dem üruckeleipent 2 zugewandten Flächen der Magnetpole 21 der unteren und oberen Ablenkspule 8;9 divergieren in Richtung Aufzeichnungsträger p. Das Druckelement ist aus der Ruhelage nach oben und unten entsprechend der Höhe einer Spalte ablenkbar. An der Vorderseite des Magnetpols 21 der unteren Ablenkspule 8 ist eine Haltenase 11 vorgesehen, deren Funktion in Fig. 3 verdeutlicht und nachfolgend beschrieben wird. Die Steuerelektronik 12, in Fig· I als Blockschaltbild dargestellt, dient der Ansteuerung der Erregerspule 5, der Ablenkspule 8 ;9 und der Transporteinrichtung für den Spalten- und Zeichenvorschub. Die Steuerelektronik 12 besteht aus dem Leser 13, dem Umsetzer 14, der getakten Signalmodulierung 15, dem Taktgeber 19, dem Signalgeber 16 für die untere Ablenkspule 8, dem Signalgeber 17 für die obere Ablenkspule 9, dem Meßwertverstärker 18 und dem Frequenzgenerator 20. Gegenüber einem Komplett- und Spaltendrucker ist zur Ansteuerung der erfindungsgemäßen Lösung ein höherer elektrischer Aufwand notwendig, da eine weitere zeitliche gestaffelte Informationsauflösung für jeden Punkt des Zeichens und die damit ver-

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bundene Modulation der Signale entsprechend der Höhe der Druckpunkte innerhalb einer Spalte notwendig ist. In Fig. 2a bis 2c ist die Ablenkeinheit S;9 für Druckelement in der Vorder- und Seitenansicht, sowie im Schnitt in größerem Maßstab dargestellt«

Insbesondere aus Fig. 2b und 2c ist die Ausbildung der Magnetpole 2I₁ des Druckelementes 2 und der Haltenase 11 zu erkennen. In Fig. 3 sind schematisch sechs Beispiele dargestellt, aus denen die Zusammenhänge zwischen Signalfolge und Druckelementebewegung zu erkennen sind.

Die sechs Beispiele bedeuten:

a) Rückschwung des Druckhammers 4 beim Anzug der Erregerspule

b) Vorschwung des Druckhammers 4 ohne Drucken durch Anzug der unteren Ablenkspule 8

c) Rückschwung des Druckhammers 4

d) Vorschwung des Druckhammers 4 durch kräftigen Anzug der oberen Ablenkspule 9

e) Rückschwung des Druckhammers 4

f) Vorschwung des Druckhammers 4 durch schwächeren Antrieb der oberen Ablenkspule 9

Das Druckelement 2 bewegt sich horizontal durch den Einfluß der Erregerspule 5 und vertikal durch die getrennte Ansteuerung der unteren und oberen Ablenkspule 8;9. Die Bewegung in den zwei Koordinaten wird durch die Steuerelektronik 12 derart gesteuert, daß bei der Bewegung des Druckelementes 2 zum Aufzeichnungsträger p, die obere Ablenkspule 9 erregt wird, das Druckelement 2 angezogen und sich damit die Druckspitze 3 aufwärts bewegt. Die Höhe, die die Druckspitze 3 bis zum Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger ρ erreicht, ist von der Stärke des Stromimpulses durch die obere Ablenkspule 9 abhängig. Beim Rückschwung des Druckelementes 2 ist die obere Ablenkspule 9 stromlos und die untere Ablenkspule 8 zieht das

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Druckelement 2 nach unten, um bei jeder Druckbewegung einen gleichen definierten Ausgangspunkt zu haben. Wenn der Druck kurzzeitig unterbrochen werden soll (z.B. bei einem Wortende oder beim Einschwingen des Druckhammers 4) zieht die untere Ablenkspule 8 das Druckelement 2 gleichzeitig bei dessen Vorwärtsbewegung an· Die obere Ablenkspule 9 bleibt stromlos. Das Druckelement 2 stößt bei der Vorwärtsbewegung an die Haltenaae 11, biegt sich durch und ein Abdruck auf dem Aufzeichnungsträger ρ unterbleibt. In Fig. 3 sind oben 6 aufeinanderfolgende Stromimpulse dargestellt, die von den Signalgebern 17 und 16 zur Erregung der oberen und unteren Ablenkspule 9 und 8 abgegeben werden. In Fig. 3 sind unten die resultierenden Bewegungen des Druckelementes 2 in Bezug auf den Aufzeichnungsträger ρ dargestellt, wobei der Hub des Druckhammers 4 zu erkennen ist. Die Pole 21 der unteren und obe^ren Ablenkspule 8;9 ebenso der Aufzeichnungsträger ρ mit Farbträger f und Druckwalze d sind nur schematisch angedeutet dargestellt. Die Funktion der Haltenase 11 ist deutlich zu erkennen.

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Claims

Patentansprüche t

1. Mosaikdruckeinrichtung zum spaltenweisen Abdruck mit einem elektromagnetisch angetriebenen Druckelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (2) ein in zwei Freiheitsgraden bewegliches federndes Element ist, das durch Ablenkspule (8;9) vertikal zur Druckzeile auslenkbar und durch einen mit konstanter Amplitude schwingenden Druckhammer (4) in Richtung zum Aufzeichnungsträger (p) antreibbar ist und daß Druckelement (2) und Druckhammer

(4) einen Feder-Masse-Schwinger bilden, dessen Eigenfrequenz in Richtung zum Aufzeichnungsträger (p) angenähert der Druckfrequenz ist_#

2· Mosaikdurckeinrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (2) eine Blattfeder mit Spitze (3) ist.

3· Mosaikdruckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckhammer (4) durch eine Erregerspule

(5) anregbar ist.

4. Mosaikdruckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckhammer (4) aus einseitig eingespannten lamellierten Blattfedern ausgeführt ist.

5. Mosaikdruckeinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstanz der Schwingamplitude des Druckhammers (4) über den Strom der Erregerspule (5) regelbar ist.

6. Mosaikdruckeinrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des Feder-Masse-Schwingers

(4;2) durch eine Spanneinrichtung (7) einstellbar ist.

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7. Mosaikdruckeinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Meßwertgeber (10) die Bewegungen des Feder-Masse-Schwingers (4;2) bewertbar ist,

8. Mosaikdruckeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (10) ein piezoelektrischer Wandler ist.

9· Mosaikdruckeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (10) eine photoelektrische Lichtschranke ist.

10. Mosaikdruckeinrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Ausgangssignal des Meßwertgebers (10) die Signalgeber (16;17) für die Ablenkspulen (8;9) und die Steuersignale (a) für den Spalten- und Zeichenvorschub taktierbar sind.

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