DE2652219A1 - Seriendrucker - Google Patents

Description

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Xerox Corporation, Rochester N.Y. / USA

Seriendrucker

Die Erfindung betrifft einen Seriendrucker mit einer Halteeinrichtung für einen Wagen, um diesen lateral längs einer Druckzeile zu bewegen, und mit einer am Wagen getragenen Druckkopfeinrichtung zum Drucken von Zeichen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Schlagdrucker ,bei dem der .Wagen, während des Druckbetriebes stabilisiert ist.

Die Diablo Corporation, eine Tochterfirma der vorliegenden Anmelderin,hat unter dem Handelsnamen Diablo Hytype I einen Seriendrucker auf den Markt gebracht, der einen beweglichen Wagen mit einem Druckrad gänseblümchenartigen Aufbaussowie einen darauf angeordneten Druckhammer und eine Bandkassette verwendet. Ein Drucker dieser Bauart ist in der US-Patentanmeldung Ser.No. 394 072, eingereicht am 4. September 1973, mit'

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dem Titel "Hochgeschwindigkeitsdrucker mit intermittierend betätigtem Druckrad bei Bewegung des Wagens" beschrieben; diese Anmeldung stellt eine Fortsetzungsanmeldung der am 25. Februar 1972 eingereichten US-Anmeldung Ser.No. 229 dar, wobei beide Anmeldungen hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht sind.

Der Diablo Hytype I Drucker konnte als Seriendrucker, ζ.B. als Nachrichtenendstufe oder als Computer - Output-Vorrichtung und dgl.,erfolgreich eingeführt werden. Bei gewissen Anwendungsfällen des Druckers, z.B. als automatische textverarbeitende Schreibmaschine in Büros, sind zusätzliche Merkmale und Eigenschaften, z.B. eine höhere Druckqualität, gewünscht. Bei der Textverarbeitung oder bei Büroschreibzwecken bedingt die hohe Druckqualität, dass das Druckrad einer etwa zehnmal grösseren Kraft aufgrund einer etwa fünfmal grösseren Hammerenergie im Vergleich zu einem Hytype I Drucker ausgesetzt ist, der z.B. als Computer-Output- Drucker eingesetzt wird. Um die hohe erforderliche Druckqualität zu ermöglichen, wurde das integral geformte Druckrad des Hytype I Druckers aus Kunststoff durch ein Verbunddruckrad ersetzt, wie es beispielsweise in der am 25. September 1974 eingereichten US-Patentanmeldung Ser.No. 509 193 beschrieben ist. Zusätzlich wurde eine andere Druckhammeranordnung eingebaut, die eine grössere Hammerenergie schafft. Eine Kartenführung wurde dem Wagen hinzugefügt, um das Einsetzen und Ausrichten des Papiers bei der automatischen Textverarbeitung zu erleichtern. Die erwähnten Änderungen und Ergänzungen führten zu einer erhöhten Masse des Wagens. Ein mit dieser Wagenbauart verbundenes Problem besteht darin, dass wegen der Geometrie des Wagens (des hohen Massenmittelpunktes der Konstruktion) ein Fehler in der horizontalen Ausrichtung oder Lage der gedruckten Zeichen auf dem Aufzeichnungsmedium

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entsteht. Die horizontale Ausrichtung oder Positionierung der gedruckten Zeichen auf dem Aufzeichnungsmedium übertrafen die vorgegebene Anforderung an die Druckqualität um etwa ± 0,05 mm (+ 0,002 inch) bei der manuellen Betriebsweise und um etwa + 0,2 mm (+ 0,008 inch) bei der automatischen Betriebsweise. Der Hauptgrund für das Problem ist die Bewegung des Wagens während der Druckzeit (d.h. während der Zeit, bei der die Zeichentype des Druckrades die Walze in Verbindung mit dem Beginn des Hammervorschiessimpulses beaufschlagt).

Primäres Ziel der Erfindung ist es daher, ein wirtschaftliches Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die den horizontalen Ausrichtfehler an den gedruckten Zeichen bei einem Schlagdrucker mit Druckrad reduzieren. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen und zuverlässigen Einrichtung, um den horizontalen Ausrichtungsfehler der gedruckten Zeichen zu verringern, die mit dem vorhandenen Wagen kombinierbar ist und die ohne wesentliche Erhöhung der Masse und Kompliziertheit des Wagens ausgeführt werden kann. Andere Ziele und Vorteile gehen aus der Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.

Zur Lösung der erwähnten Ziele ist erfindungsgemäss eine Stabilisierungseinrichtung für den Wagen vorgesehen. Die Stabilisierungseinrichtung weist wenigstens zwei Tragelemente auf, wobei wenigstens ein Tragelement an jeder Seite (rechts und links bei Betrachtung vom Bedienungspersonal aus) des Wagens an einer Stelle befestigt ist, die oberhalb der Wagenschwenkstelle liegt, wobei sich das Tragelement nach unten und nach aussen zu wenigstens einer der Wagenhalteschienen, vorzugsweise zur vorderen Schiene (bei Betrachtung vom Bedienungspersonal aus), erstreckt. Ein rechtwinkliger Bereich ist an der unteren Verlängerung von jedem Tragelement ausgebildet, wobei die rechtwinklige Verlängerung parallel zu der Ebene liegt, die durch eine horizontale Tangente an die Wagenhalteschiene gebildet wird.

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An der rechtwinkligen Verlängerung ist eine Lage aus Teflon imprägniertem "Delrin"-Harz befestigt,die die Wagenhalteschiene berührt und der Lateralbewegung des Wagens längs der Halteschienen einen nur minimalen Gleitwiderstand bietet. Die Tragelemente verringern die horizontalen Positionierungsfehler der gedruckten Zeichen, indem die Oszillation oder Bewegungen des Wagens durch die zwischen dem oberen Teil des Wagens und der Halteschienen geschaffene Abstützung herabgesetzt werden.

Zusammengefasst wird durch die Erfindung eine Stabilisierungseinrichtung zur Verringerung der Positionsabweichungen des Wagens von einem Serienschlagdrucker während des Druckvorganges geschaffen. Die Stabilisierungseinrichtung weist wenigstens zwei Tragelemente auf,wobei wenigstens ein Tragelement an jeder Seite des Wagens an einer Stelle oberhalb des Wagenschwenkpunktes befestigt ist und sich nach unten und nach aussen zu wenigstens einer der Wagenhalteschienen erstreckt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Drucker mit einer erfindungsgemässen Stabilisierungseinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Wagens für den Drucker nach Fig. 1 mit der erfindungsgemässen Einrichtung,

Fig. 3 eine rückseitige Ansicht von Fig. 2,

Fig. 4A Ansichten von der erfindungsgemässen Wagenstabilisierungsund 4B . ,.

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Fig. 5A Seitenansichten der Fig. 4A und 4B. und 5B

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 ist eine Gesamtansicht des erfindungsgemässen Druckers wiedergegeben. Auf einem Grundrahmen 57 ist eine Walze 47 mit Knöpfen 45 und 46 zum Drehen der Walze 47 und des darum geschlagenen , nicht gezeichneten Papieraufzeichnungsmediums angebracht. Ein Wagen 10 ist linear beweglich auf Wagenhalteschienen 11 und 12 angeordnet, die sich zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden des Grundrahmens 57 des Druckers 40 erstrecken. Der Wagen 10 weist ein Rotationsdruckrad 13 auf, auf dem eine Vielzahl von Typenelementen oder Zeichenanschlägen, ein hammerartiger Schlagdruckmechanismus 48 zur Beaufschlagung eines ausgewählten Typenelementes und eine Bandkassette 16 mit einem nicht gezeigten Farbband angeordnet sind. Das Farbband erstreckt sich zwischen dem Papier auf der Walze 47 und dem in Druckstellung oder Druckstation befindlichen Typenelement auf dem Druckrad 13.

Ferner sind ein Schrittmotor 31 und ein Servommotor 32 an dem Grundrahmen 57 angeordnet. Der Schrittmotor 31 ist mit der Walze 47 über eine Zahnradfolge 33 verbunden, so dass die Walze 47 bei in Betrieb befindlichem Motor 31 schrittweise gedreht wird und damit das Papier durch den Drucker 40 stufenweise vorschiebt.Ein Ende der Antriebswelle 34 des Servomotors 32 ist andererseits mit dem Wagen 10 über ein Kabel 35 gekoppelt, das um eine Reihe von Rädern 36 bis 40 geführt ist, während das andere Ende der Antriebswelle 34 mit einem Wellenkodierer gekuppelt ist. Bei eingeschaltetem Servomotor 32 wird der Wagen 10 somit bewegt, so dass der Druckmechanismus 48 längs der Walze 47 verschoben wird, während der Kodierer 41 ein Signal abgibt, das die momentane Stellung des Wagens 10 zu irgend-

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einem gegebenen Zeitpunkt kennzeichnet.

Nach Fig. 1 und 2.und unter Berücksichtigung des linear auf den Halteschienen 11 und 12 beweglich angeordneten Druckerwagens 10 kommt der Wagen 10 zum Zwecke des Schreibens von Druckzeichen jedesmal dann zum Stillstand, wenn ein Zeichen gedruckt werden soll. Während der Wagen 10 sich von einer Stelle zur nächsten Stelle längs der Schienen 11 und 12 durch Bewegung des Kabels 35 bewegt, wird ferner das Druckrad 13 so gedreht, dass das nächste zu druckende Zeichen in der Druckstellung oder-station steht, wenn der Wagen 10 anhält und der Druckmechanismus 48 vorschiesst. Nach Fig. 2 ist der obere Teil des Wagens 10 im Uhrzeigersinn um die Welle 14 relativ zum unteren Teil des Wagens 10 schwenkbar. Diese Schwenkbewegung ist notwendig, um das Druckrad 13 nach oben in eine Stellung zu bringen, bei der das Druckrad durch ein anderes Druckrad ausgetauscht werden kann.

Die Halteplatte 15 für die Bandkassette schafft die Befestigungskonstruktion für die Bandkassette 16, den Bandvorschubmotor und das Bandvorschubgetriebe 18. Die Halteplatte 15 ist im Uhrzeigersinn gemäss Fig. 2 um die Welle 19 schwenkbar. Diese Schwenkbewegung ist notwendig, um das Band von der unteren Stellung, bei der das bedruckte Material vom Schreiber betr'achtet werden kann, in die obere Stellung in der Druckstation anzuheben, wenn ein Schreiben vorgenommen werden soll. Die die Halteplatte 15 für die Bandkassette schwenkende Kraft ist eine Magnetkraft, die von elektromagnetischen Spulen 20 abgegeben wird. Werden die Spulen 20 beaufschlagt, so wird der Teil der Halteplatte 15 für die Bandkassette,der oberhalb der Spulen 20 liegt, nach unten in Richtung auf die Spulen gezogen, so dass der Teil der Bandkassette 16,der dem Druckrad 13 am nächsten liegt, in die Druckstellung angehoben wird.

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Während der manuellen Betriebsweise der automatischen Textverarbeitungsschreibmaschine speichert der Schreiber die Zeicheninformation im Gedächtnis und/oder schafft eine gedruckte Kopie auf dem Schreibmaschinendrucker 40 mit Geschwindigkeiten, die von etwa 0,5 bis 2,0 Zeichen pro Sekunde (cps) reichen. Die zu schreibende Information wird durch die Elektronik hinsichtlich des Formats üsw. manipuliert,und durch den Drucker 40 wird ein Ausgabedokument bei der automatischen Betriebsweise unter der Steuerung der Elektronik mit Geschwindigkeiten geschrieben, die von etwa 20 bis 30 cps reichen. Daraus wird deutlich, dass der Wagen 10 und das Druckrad 13 bis zu 20 bis 30 mal pro Sekunde anlaufen und anhalten müssen, was auch gewöhnlich der Fall .ist.

Das rasche Anlaufen und Anhalten des Wagens 10 und des Druckrades 13 während des Druckbetriebes lässt dynamische Schwingungen im Wagen entstehen. Die Kopplungseinrichtung 24 bis 29 zwischen der Halteplatte 15 für die Bandkassette und den Kassettentragkonsolen 21 und 22 am oberen Teil des Wagens 10 führt dazu, dass die Bandkassette 16, der Bandvorschubmotor 17, das Bandvorschubgetriebe 18 und die Halteplatte 15 die Schwingungen oder Oszillationen der verbleibenden Teile des Wagens 10 während dessen rascher Anlauf-und Anhaltebewegung verstärkt. Der wesentliche Beitrag zu den Schwingungen oder Oszillationen kommt von der Befestigungseinrichtung des Wagens 10 mit den Wagenhalteschienen 11 und 12 und von den beiden Schwenkbefestigungen, die vorausgehend erwähnt wurden. Die Verstärkung der Schwingungen oder Oszillationen ist primär Folge der Geometrie des Wagens 10 (des hohen Massenmittelpunktes des Wagens) und der nahen Angleichung der Schwingungsfrequenz von Kassettenhalteplatte 15 und den daran angebrachten Bauteilen an die Frequenz für das Befestigungssystem von Wagen 10 und die Wagenanordnung an den Schienen 11 und 12. Die zuvor genannte Information resultiert aus verschiedenen Versuchen an dem Drucker 40 und

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dem Wagen 10 in Verbindung mit Messgeräten, bei denen es sich u.a. um Hochgeschwindigkeitsfilmaufnahmen und ein elektrooptisches Verschiebungsfolgegerät der Firma Optron, Inc., handelte.

Die Vibrationen oder Oszillationen der verschiedenen Teile des Wagens 10 während des raschen Anhaltens und Anlaufens des Wagens dauern über die Druckzeit an (d.h. wenn der Typenanschlag des Druckrades die Walze in Verbindung mit dem Beginn des Hammervorschiessimpulses beaufschlagt) und führen zu Abweichungen in der Stellung des Wagens 10. Diese Lageabweichungen von der gewünschten Stellung des Wagens während der Druckzeit bedingen horizontale Positionier- oder Ausrichtfehler der gedruckten Zeichen. Eine horizontale Positionieroder Ausrichtmessung bestimmt den Betrag, mit dem ein spezielles gedrucktes Zeichen von seiner gewünschten Stellung bezüglich der an seinen beiden Seiten befindlichen gedruckten Zeichen abweicht. Eine Zeichenabweichung von der vorgegebenen mittleren horizontalen Lage um mehr als einen bestimmten Betrag wird als nicht zulässig erachtet. Für jedes ausgewählte Zeichen wird eine Messung vorgenommen. Die Messungen erfolgen von Bezugspunkten an sämtlichen oberen und unteren Einzelzeichen. Die Bezugspunkte hängen von der Fertigungstechnik für das Sachzeichen ab.

Es war erwünscht, den horizontalen Ausrichtungsfehler der gedruckten Zeichen ohne Vornahme einer wesentlichen und kostspieligen Neuauslegung und tiefgreifenden Änderung des Wagens 10 und/oder dessen Befestigung an den Halteschlitten 11 und 12 und/oder der Abmessung, Gestalt oder Lage der Schienen 11 und 12 selbst zu reduzieren. Die Wagenoszillationen,Bewegungen oder Vibrationen wurden durch Vorsehen der erfindungsgemässen Wagenstabilisierungseinrichtung herabgesetzt.

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Nach Fig. 2 bis 5 weist ein Ausführungsbeispiel der Wagenstabilisierungseinrichtung wenigstens zwei Trag- oder Stützelemente 60 und 70 auf, wobei ein Tragelement an jeder Seite (bei Betrachtung von der bedienenden Person rechts und links) des Wagens 10 angeordnet ist und wobei jedes Tragelement 60 und 70 an einer Stelle oder an Stellen mit dem Wagen verbunden ist, die höher als der oder oberhalb des Wagenschwenkpunktes der Welle 14 liegen. Das Tragelement 60 hat eine grundsätzlich rechteckförmige Gestalt und weist ein darin ausgebildetes grosses Loch auf, um die Masse des Elementes zu verringern. Zwei Bohrungen 62 und 64 sind in dem Tragelement 60 vorgesehen, um das Element am Wagen 10 mittels Bolzen 61 und 63 in Verbindung mit am Druckmotor 23 befestigten Ansatz- ■ elementen 65 und 66 zu befestigen. Das Tragelement 70 stellt ein Spiegelbild des Elementes 60 dar und ist mit der dem Element 60 gegenüberliegenden Seiten des Wagens 10 mittels Bolzen 71 und 73 in Verbindung mit Ansatzelementen 75 und 76 verbunden. Beide Tragelemente 60 und 70 weisen eine untere Verlängerung 67 und 77 auf, die sich nach unten zur Wagenhalteschiene 11 erstreckt. Die unteren Verlängerungen 67 und 77 besitzen rechtwinklige Verlängerungen 68 und 78, die vom Wagen 10 nach aussen ragen und in einer Ebene parallel zu der Ebene liegen, die durch eine horizontale Tangente an die Wagenhalteschiene 11 gebildet wird. An den rechtwinkligen Verlängerungen 68 und 78 ist durch Anheften, Kleben und dgl. ein dazu passendes Gleitelement 69 und 79 befestigt, das aus Teflon imprägniertem Delrin-Harz (DELRIN AF) besteht. Das Element 69 und 79 berührt die Wagenhalteschiene 11 und hält eine Gleitberührung mit der Schiene während der Lateralbewegung des Wagens 10 längs der Schienen 11 und 12 bei. Die Gleitelemente 69 und 79 könnten aus irgendeinem anderen Material bestehen, das einen Betrag an Reibungsund Hemmkraft schafft, der die Arbeitsgeschwindigkeit des Druckers nicht nachteilig beeinflusst. Das zuvor genannte bevorzugte Material beeinflusst die Arbeitsgeschwindigkeit nicht.

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Es sei darauf hingewiesen, dass die Ansatzelemente 65, 66, 75 und 76 für die Anbringung der Tragelemente 60 und 70 verwendet werden, damit die Elemente 60 und 70 eine Gestalt haben können, die eine einfache Fabrikation erlaubt. Die Tragelemente 60 und 70 könnten auch eine Form haben, die das Vorsehen von Ansatzelementen nicht erforderlich macht und es ermöglicht, dass die Elemente 60 und 70 direkt am Druckradmotor 73 befestigt werden können.

Die Tragelemente 60 und 70 bestehen aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (einsatzgehärtet) mit einer Dicke von etwa 2,36 mm (0,093 inch).Die Gesamthöhe der Elemente 60 und 70 beträgt etwa 33 mm (1,3 inch) bei einer Breite von etwa 35,5 mm (1,4 inch). Die Tragelemente könnten aus anderen Metallen oder sogar aus Kunststoffen bestehen, die die notwendige steife Abstützung schaffen, um unerwünschte Wagenbewegungen während der Druckzeit auszuschalten. Die vorliegenden Tragelemente 60 und 70 schaffen eine dreibeinige stabilisierende Abstützung von den Berührungsstellen der Gleitelemente 69 und 79 mit der Wagenhalteschiene 11 über die Befestigung an dem Druckradmotor 23 zu einem Schnittpunkt an dem hammerförmigen Schlagdruckmechanismus 68, der oberhalb des Druckradmotors 23 liegt, wodurch die Wagenbewegung während des Drückens, bedingt durch die hohen, auf den Wagen 10 einwirkenden Trägheitskräfte, verringert wird.

Vorausgehend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt, ist eine Anordnung zur Verwendung bei einem Schlagdrucker mit Druckrad, um den horizontalen Ausrichtfehler der gedruckten Zeichen zu verringern. Obschon das Wesen der Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels deutlich gemacht wurde, versteht es sich, dass der Fachmann ohne Abweichen vom Wesen und Schutzbereich alternative Modifikationen und Änderungen daran vornehmen kann.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.J Seriendrucker mit einer Halteeinrichtung für einen Tagen, um diesen lateral längs einer Druckzeile zu bewegen, und mit einer am Wagen getragenen Druckkopfeinrichtung zum Drucken von Zeichen, dadurch gekennzeichnet , dass eine Stabilisierungseinrichtung (60, 70) in Berührung mit dem Wagen (10) an einer Stelle oberhalb eines Schwenkpunktes (14) am Wagen vorgesehen ist, die sich nach aussen und nach unten in Berührung mit der Wagenhalteeinrichtung (11) erstreckt, um eine unerwünschte Bewegung des Wagens während eines Druckvorganges zu reduzieren.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Stabilisierungseinrichtung ein erstes, starr mit einer ersten Seite des Wagens (10) verbundenes Element (60) und ein zweites, starr mit einer zweiten gegenüberliegenden Seite des Wagens verbundenes Element (70) aufweist.

3. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das erste und zweite Element (60, 70) jeweils einen unteren Bereich (67, 77) mit einer rechtwinkligen Verlängerung (68, 78), die in einer horizontalen Ebene liegt, aufweisen.

4. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das erste und zweite Element (60,

70) jeweils eine darin ausgebildete öffnung zur Verringerung seiner Masse aufweisen.

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5. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die rechtwinklige Verlängerung (68, 78) mit einem daran befestigten Gleitelement (69, 79) versehen ist, das zwischen der rechtwinkligen Verlängerung und der Wagenhalteeinrichtung (11) angeordnet ist.

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