DE2632293A1

DE2632293A1 - Druckkopf fuer matrixdrahtdrucker

Info

Publication number: DE2632293A1
Application number: DE19762632293
Authority: DE
Inventors: Blair Robertson Martin; Johann Hans Meier
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-08-01
Filing date: 1976-07-17
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2632293C2; US4010835A; JPS5760950B2; GB1514406A; JPS5220121A; DE2660934C2

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: EN 974 023

Druckkopf für Matrixdrahtdrucker

Die Erfindung betrifft einen in Druckrichtung bewegbaren Druckkopf für serielle Matrixdrahtdrucker.

Derartige Druckköpfe sind nach dem Stand der Technik bekannt. Danach werden bei matrixartiger Anordnung der Druckdrähte im Druckkopf diese so aktiviert, daß ein ausgewähltes Zeichen erzeugt wird.

Bei entsprechender Druckkopfkonfiguration können durchgehende Zeichenlinien erzeugt werden. Andererseits wird im Rahmen des Hochgeschwindigkeitsdruckens oftmals eine Änderung der Druck-* qualität in Kauf genommen. Jedoch ist ein Drucker immer nur einer Aufgabe gerecht, entweder die Zeichen mit hoher Geschwindigkeit (aber niederer Druckqualität) oder mit hoher Druckqualität (aber niederer Geschwindigkeit) auszugeben.

Es ist darum Aufgabe der Erfindung, einen seriellen Matrixdrahtdrucker anzugeben, der wahlweise sowohl das Hochgeschwindigkeitsdrucken als auch die Zeichenerzeugung hoher Druckqualität möglich macht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß der Druckkopf in zwei Spalten äquidistant angeordnete Druckdrähte aufweist, und daß die Druckdrahtspalten zueinander in vertikaler Richtung verschiebbar sind oder daß der

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ORIGINAL .INSPECTED

Druckkopf zwei Trägerelemente mit in einer Linie äquidistand an- . geordneten Druckdrähten aufweist, daß die Trägerelemente in verschiedene Winkelstellungen bringbar sind, und daß die Trägerelemente in vertikaler Richtung gegeneinander versetzbar sind. j

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ge- j kennzeichnet, daß für den ersten Fall die Druckdrähte der Spalten , jeweils auf einem Trägerelement angeordnet sind, von denen das eine fest auf dem Druckkopfschlitten und das andere blattfederge- '_s halten am oberen Ende über eine elektromagnetisch oder manuell zu j betätigende Nocke vertikal verschiebbar angeordnet ist, und daß für den 2. Fall das Trägerelement am Ende eines zweifach drehbar gelagerten Körpers angeordnet ist, dessen Achse durch einen an ihr befestigten Drehhebel in die gewünschte Winkelstellung bringbar ist. j

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dar- ' gestellt und werden im folgenden näher beschrieben. ι

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Drahtmatrix- ; druckes unter Benutzung translatorisch beweg

barer Drahtführungen,

Fign. 2A u. B schematische Darstellungen zum gegenseitigen

Versatz der Druckdrahtführungen, um zwei verschiedene Druckfelder zu erhalten,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten

Ausführungsform, in welcher die Drahtführung zu- ; sammen mit den Druckdrahtbetätigungsmitteln in

' einem in bestimmte Winkelstellungen drehbaren

Gehäuse angeordnet ist.

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Fig. 4 eine schematische Darstellung der Positionen, i welche die Druckdrähte einnehmen, wenn ihre

Drahtführung gedreht wurde,

Fig. 5 eine Darstellung zur geometrischen Beziehung ■ für die Anordnungen nach den Fign. 3 und 4.

iln den verschiedenen Darstellungen sind einander entsprechende iTeile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung:

Nach Fig. 1 ist ein Drahtmatrixdruckkopf so ausgebildet, daß er _: auf einem Schlitten 1 mit konstanter Geschwindigkeit entlang

einer Druckzeile bewegt werden kann. Der Pfeil deutet an, daß sich _! der Druckkopf horizontal von links nach rechts bewegt, um eine Druckzeile auf dem Dokument 3 zu erzeugen. Das Drucken erfolgt durch den Anschlag einer ausgewählten Anzahl von Druckdrähten 5,

von denen jeder für sich mit einem elektromagnetischen Betätigungsmittel 7 versehen ist. Dieses ist so angeordnet, daß bei seiner Aktivierung der zugeordnete Druckdraht gegen das Papier geschlagen wird. Ein entsprechendes Schreibband (nicht dargestellt) ist zwischen dem Dokument und den Druckdrähten oder zwischen dem j Dokument und dem hinter dem Dokument liegenden Druckwiderlager ' angeordnet. Der Anschlag des Druckdrahtes ruft den Abdruck eines Punktes auf dem Dokument hervor. Nach dem Stand der Technik ist es j bekannt, daß bei Aktivierung entsprechender Betätigungsmittel, entsprechende Druckdrähte aktiviert werden können, um dabei das Druckmuster für ein ausgewähltes Zeichen zu erzeugen.

Die Druckdrähte werden in einem vorbestimmten räumlichen Abstand durch entsprechende Führungen 9 und 11 gehalten; die Führung 11 ist fest mit dem Schlitten 1 durch nicht dargestellte !Haltemittel verbunden. Die Führung 9 ist in vertikaler Richtung beweglich, wobei sie durch einen Satz von Blattfedern 13 und gehalten wird, die an einem Ende an einem Support 17 fixiert

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sind und am anderen Ende mit der beweglichen Führung 9 verbunden sind.

Die Federn 13 und 15 sind in einer solchen Weise vorgespannt, daß eine obere Nockenoberfläche 19 auf der Führung 9 eine drehbare Nooke 21 trägt und daß die derart angeordneten Teile in der dargestellten Position eine horizontale Ausrichtung der Druckdrähte in Führung 9 und Führung 11 gewährleisten. Die die Nocke 21 tragende Welle 22 wird von einem fest mit dem Schlitten 1 verbundenen Ständer (nicht dargestellt) gehalten.

Die Nocke 21 wird in die dargestellte Position gedreht und normalerweise durch gewöhnliche Vorspannmittel wie eine Zugfeder 23 in dieser Position gehalten. Eine Spule 25 ist derart angeordnet, daß bei ihrer Aktivierung die Nocke 21 so bewegt wird, daß sie die Führung 9 niederdrückt und so eine relative Verschiebung der Druckdrähte in Führung 9 zu denen in Führung 11 hervorgerufen wird. Der Versatz der Druckdrähte ist selektiv durch Aktivierung oder Deaktivierung der Spule 25 zu beeinflussen, Es ist verständlich, daß die elektromagnetische Spule manuell betätigt werden kann und daß ein manuell zu betätigender Hebel benutzt werden kann, um die Nocke 21 zu betätigen.

Fig. 2A zeigt, wie die Druckdrähte normalerweise ausgerichtet sind, wenn die Führungen 9 und 11 in ihrer ersten Position belassen werden. Fig. 2B zeigt eine Abwärtsverschiebung der Führung 9 gegenüber der Führung 11, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt wurde. Mit der Führung in einer in Fig. 2A gezeigten Position können 7 Punktezeilen bei hoher Geschwindigkeit gedruckt werden, wobei jeder Draht eines horizontalen Paares abwechselnd aktiv wird. Wenn die Spule 25 aktiviert wird, bewegt sich die Führung 9 um eine Größe abwärts, welche gleich dem halben Abstand vertikal angeordneter benachbarter Drähte in der Führung 9 und 11 ist. Unter diesen Umständen können dann 14 Punktreihen gedruckt werden. Um ein angenehmes Zeichenbild zu erhalten, sollte der

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horizontale Punktabstand ungefähr die Hälfte des ersten Falles betragen. Wenn die Druckgeschwindigkeit durch die Zeit begrenzt wird, welche erforderlich ist, irgendeinen Draht gegen das Papier zu schlagen und zurückzuholen, wird die Druckgeschwindigkeit im zweiten Fall ungefähr ein Viertel derer im ersten Fall betragen. Es ist verständlich, daß die Anzahl der Drähte in der Matrix nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt ist.

Beschreibung einer zweiten Ausführungsform;

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in welcher ein einzelnes Feld von Druckdrähten derart angeordnet ist, um in verschiedenen Winkelstellungen bezüglich einer Referenz, z. B. einer vertikalen Linie, auf dem Dokument eingesetzt werden zu können. Eine Drahtführung 31 ist im Vorderteil eines Trägers angeordnet, so daß die Drähte, wenn sie aktiviert werden, gegen das Papier, das Farbband und das Druckwiderlager in der gleichen Art und Weise wie nach Fig. 1 schlagen. Die Drahtführung zusammen mit den Drahtbetätigungsmitteln ist einem kegelförmigen Trägerkörper 33 angeordnet, welcher an seinem vorderen Ende durch einen Trägerarm 35 und an seinem hinteren Ende von einem Trägerarm 37 gehalten wird.

Die Druckkopfanordnung wird durch einen Positionsauswahlhebel 39 in die gewünschte Winkelstellung gebracht. Die Betätigungsweise der Führung 31 durch den Hebel 39 für einen vorbestimmten Winkel geht aus der Darstellung hervor. Elektrische Verbindungen zu den Druckdrahtbetätigungsmitteln, die in dem Träger 33 enthalten sind, können durch flexible Leitungen (nicht gezeigt) hergestellt werden.

Wenn die Führung 31 zur Vertikalen eine erste Winkelstellung einnimmt, wird das Druckdrahtfeld eine erste Anzahl von Punkten in einer vertikalen Linie vorsehen für eine hohe Druckqualität, wobei sich eine Vielzahl von dichtbenachbarten Druckpunkten über-

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lappen, so daß eine relativ ausgezogene Linie entsteht.

Für eine Drehung in eine zweite Winkelposition sollen zwei Druckdrähte in horizontaler Flucht liegen, und der vertikale Abstand soll das zweifache des Punktabstandes der ersten Position betragen·

Die Hauptbeziehung der Drähte in den zwei Winkelpositionen und der Typ der Punktausbildungen sind in Fig. 4 illustriert. In Fig. 4 sind der Ort und Abstand der Druckdrähte in zwei ver- ! setzten Winkelpositionen gezeigt, welche die Führung 31 als Ergebnis ihrer Drehung durch den Selektorhebel 39 einnehmen kann. In einer Position S (Stellung: von oben links nach unten, rechts) - für Geschwindigkeitsdruckeri - ist die Position der Druckdrähte durch kleine Kreuze gekennzeichnet. Es sei bemerkt, daß die Druckdrähte horizontal orientierte Paarebilden und in dieser ^! Position wird eine Betätigung dieser Druckdrähte eine Folge von Punkten hervorrufen, die rechts in dieser Darstellung gezeigt sind. Dabei sind die Punkte voneinander durch eine vorgegebene Größe beabstandet, sie haben einen gleichförmigen Abstand voneinander. ;

Wenn das Feld in eine Position P (von rechts oben nach links unten)!

ι gedreht wird, nehmen die Druckdrähte die durch die kleinen Kreise angegebenen Positionen ein. Unter diesen Bedingungen sind die Druckdrähte nicht horizontal ausgerichtet; wenn sie zu entsprechenden Zeiten aktiviert werden, wird eine vertikale Linie wie im linken Teil der Figur dargestellt erzeugt, wobei diese Linie durch Überlappung von Punkten (mit nur dem halben Abstand bezogen auf den Fall S) als "durchgehende" Linie erzeugt wird.

In der S Position gibt es immer zwei Druckdrähte (als kleine Kreuze dargestellt) in gleicher horizontaler Ausrichtung, z. B. die Drähte 51 und 53. Der erste Druckdraht dient den ungeraden Punktpositionen (erster, dritter und fünfter Punkt z. B. auf

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der oberen Linie eines E)· Der zweite Druckdraht dient allen geraden Positionen (zweiter und vierter Punkt z. B. auf der

i · ■

oberen Linie eines E).

|In der P Position gibt es die zweifache Anzahl horizontaler Zeilen, auf welchen Punkte wiedergegeben werden können, aber es gibt nur einen Druckdraht (als kleiner Kreis dargestellt) horizontaler Ausrichtung. Da in der P Position die vertikale Auflösung verdoppelt ist, sollte auch die horizontale Auflösung verdoppelt werden, um die Zeichen gleichmäßig erscheinen zu lassen. So kann in der P Position die vierfache Menge der Punkte adressiert werden, aber die Druckgeschwindigkeit beträgt nur ein Viertel der Geschwindigkeit, die für die erste Position zu erhalten ist.

Es gibt zwei Anforderungen, die zu erfüllen sind, wenn der Emitter und die Logik für diesen Druckertyp einfach gehalten werden sollen:

1. Der horizontale Abstand zwischen benachbarten Druckdrähten

auf den Achsen RR¹ und QQ' (h in Fig. 5) muß in einer rationalen Beziehung zur Emitterauflösung stehen, um einen einfachen Emitter zu benutzen, welcher auf eine laterale Verschiebung des Druckkopfes entlang der Druckzeile anspricht.

2. Der horizontale Abstand zwischen den Achsen RR¹ und QQ¹ (gleich dem Abstand zwischen den Druckdrähten auf der gleichen hori-

^: zontalen Linie in der S Position) muß gleich sein der Emitterauflösung multipliziert mit einer rationalen Zahl, vorzugsweise einem Integer.

Allgemein ist es wünschenswert, einen gleichförmigen Abstand der horizontalen Zeilen zu haben, auf welchen die Punkte in der "P" Position ebensogut wie in der "S" Position plaziert werden können. Wenn V der Abstand für die "S" Position ist, ist V/2 der Abstand in der "P" Position.

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Des weiteren erscheint es vorteilhaft, wenn der "P" Positionsversatz den gleichen Winkel von der Vertikalen aufweist wie im Falle der ¹¹S" Position, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Daraus folgt, daß in der "S" Position die horizontalen Zeilen vom DrehungsZentrum wie folgt voneinander entfernt sind: ... - 3V, - 2V, - V, 0, + V, + 2V, + 3V + ... . Dabei liegen die negativen Abstände unterhalb des DrehungsZentrums und die positiven oberhalb.

In der "P^M Position muß der vertikale Abstand v/2 betragen und unter Beachtung von Symmetrieforderungen sind die horizontalen Zeilen vom DrehungsZentrums wie folgt beabstandet: ..., - 5V/4, - 3V/4, - V/4, + V/4, + 3V/4, + 5V/4, ... .

Diese Beziehungen gehen aus der Darstellung in Fig. 5 klar hervor.

Wenn der horizontale Abstand zwischen benachbarten Druckdrähten auf den Achsen QQ¹ und RR¹ als h definiert wird, ist der horizontale Abstand zwischen zwei Spalten in den "S" oder "P" Positionen nh, wobei η eine rationale Zahl bedeutet.

In Fig. 5 sind die Beziehungen zwischen diesen Variablen dargestellt. Nach dem Satz für ähnliche Dreiecke kann der Abstand der Achsen von den Drahtführungen abgeleitet werden. Der Winkel Θ des Dreiecks DBC ist gleich dem Winkel Φ des Dreiecks AOF. Diese Dreiecke sind unter Beachtung der Beziehungen der "P" und "S¹¹ Positionen vom Druckdraht konstruiert, wenn sich dieser über den Winkel 2 Φ von der Position F zur Position B bewegt. Um die Anforderungen des V/2 Abstandes für die P Position zu erfüllen, müssen sich die Drähte entweder aufwärts oder abwärts um die Distanz V/4 bewegen, wie für die vertikale Höhe des Punktes B aus Fig. 5 zu ersehen ist. Die Linie OA teilt das gleichschenklige Dreieck BOF, und das untere der beiden resultierenden rechtwinkligen Dreiecke ist OAF.

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Im folgenden sei das Dreieck OAG betrachtet. Es ist ein rechtwinkliges Dreieck mit der Seite GA = V/8 und dem gegenüberliegenden Winkel Θ. Um die Seite OG zu bestimmen, wird die Seite GA, welche gleich ist V/8, durch h/V dividiert, wobei der letztere Wert dem Tangens des Winkels Φ entspricht. Somit ist aber

OG = V/h.V/8 = V²/8h

Der Abstand OF, welcher dem Abstand von dem DrehungsZentrum 0 zur Achse der linken Spalte der Druckdrähte entspricht, ist

2
dann h/8 + V /8h. Die gesamte Distanz zwischen zwei Spalten

vorher als nh definiert ist gleich

2(h/8 + V²/8) oder (h/4 + V²/4h) = nh. Aufgelöst nach η ergibt sich

η = 1/4 + V²/4h²

Die Steigung V/h ergibt sich aus der Darstellung zu /4n-1. Nach der Wahl von η ist V/h zu bestimmen. Für η = 4 ist V/h = /16^1 = 3,87. Die ¹¹S" und ¹¹P" Positionen sind definiert durch die Steigung

Unter vielen möglichen Lösungen sind η = 2,5, η = 6,5 und η = 20,5 besonders vorteilhaft.

Die geometrischen Zusammenhänge stellen sich wie folgt dar:

2,5	6,5	20,5
3	5	9
5V/6	13V/10	41/18
2	4	2
5	26	41

erforderliches "Feuer"-Potential Pulse pro Abstand h
Pulse pro Abstand nh

Die Lösung für η = 6^5 scheint insbesondere günstig _B da si@ @in@ quadratisch© Matrix gestattet {gleicher Punkfcabstand auf dem Pa° ;pier in horizontaler und vertikaler Richtung) % sie führt zu ein<sr angemessenen horizontalen Distanz zwischen den zwei Achsen der Druckdrähteο

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

In Druckrichtung bewegbarer Druckkopf für serielle Matrixdrahtdrucker, dadurch gekennzeichnet, daß dieser in zwei Spalten äquidistant angeordnete Druckdrähte (5) aufweist,

und daß die Druckdrahtspalten zueinander in vertikaler Richtung verschiebbar sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdrähte der Spalten jeweils auf einem Trägerelement (9, 11) angeordnet sind, von denen das eine (11) fest auf dem Druckkopfschlitten (1) und das andere (9) blattfedergehalten (15, 13) am oberen Ende (19) über eine elektromagnetisch oder manuell zu betätigende Nocke (21) vertikal verschiebbar angeordnet ist.
3. In Druckrichtung bewegbarer Druckkopf für serielle Matrixdrahtdrucker, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zwei Trägerelemente mit in einer Linie äquidistant angeordneten Druckdrähten aufweist, daß die Trägerelemente in verschiedene Winkelstellungen bringbar sind, und daß die Trägerelemente in vertikaler Richtung gegeneinander versetzbar sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

das Trägerelement am Ende eines zweifach drehbar gelagerten Körpers (33) angeordnet ist, dessen Achse durch einen an ihr befestigten Drehhebel (39) in die gewünschte Winkelstellung bringbar ist_o !

.5« Anordnung nach einem der Ansprüche I oder 3_? dadurch ge·= kennzeichnetρ daß der gegenseitige vertikale Versatz der Druckdrähte die Hälfte des Elektrodenabstandes in einer \ Spalte bzw. in einem Trägerelemsnt beträgt_o j

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