DE2816714C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kassette nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Derartige Farbbandkassetten haben ein weites Anwendungsfeld auf dem Gebiet der Schreib­ maschinen und der Hochgeschwindigkeitsdrucker in der Datenver­ arbeitung gefunden.

Eine derartige Farbbandkassette bildet beispielsweise den Gegen­ stand der DE-OS 26 53 142. Dort wird das Farbband in dem Kasset­ tengehäuse in ungeordneten Schleifen aufgenommen. Aus diesem Grunde ist die speicherbare Farbbandlänge gegenüber einerAnord­ nung begrenzt, die das Farbband aufgewickelt auf einer Spule ent­ hält. Die Folge einer verminderten Farbbandlänge ist eine ver­ minderte Lebensdauer des Farbbandes aufgrund der Farb- bzw. Band­ abnutzung. Zur Verhinderung der Farbabnutzung können Farbenspen­ der angeordnet werden, während der Bandabnutzung als solcher nur durch eine größere Farbbandlänge entgegengewirkt werden kann. Es ist bekannt, daß hinsichtlich eines in einer geschlossenen Schleife vorliegenden Farbbandes das Äquivalent einer größeren Farbbandlänge durch ein breiteres Farbband geschaffen werden kann, das in seiner Längsrichtung um 180° gedreht wird, um eine Möbius- Schleife zu bilden. Auf diese Weise ist es möglich, zwei parallele Spuren des Farbbandes beim Drucken zu benutzen, wobei der Über­ gang von der einen Spur auf die andere aufgrund der Eigenschaften der Möbius-Schleife kontinuierlich erfolgt. Bei der Verwendung dieses Aushilfsmittels ist es erforderlich, daß die Farbbandum­ kehrung auf einen genau definierten Teil des Farbbandweges be­ schränkt ist und daß sich die Umkehrung entlang des Bandes bewegt, wenn das Band entlang seines Weges sich fortbewegt.

In der FR-PS 2.165.444 ist eine Kassette für ein endloses Farb­ band beschrieben, bei der das Farbband eine Möbius-Schleife bil­ det und bei der die Farbbandumkehrung außerhalb der Farbbandkas­ sette in einer Zone der Druckausrüstung ausgeführt wird, wobei vor und hinter der Umkehrungszone Führungselemente angeordnet sind. Die Umkehrung erfolgt innerhalb dieser Führungselemente aufgrund der relativen Flexibilität des Farbbandes. Diese bekannte Lösung erfordert eine Farbbandbehandlung, die vorzugsweise vermieden werden sollte, und sie fordert ferner eine freie Länge der Um­ kehrungszone, die mindestens dem Fünffachen der Farbbandbreite entspricht, um sicherzustellen, daß die Farbbandumkehrung in der richtigen Weise durchgeführt wird.

In den DE-OS'en 25 20 093 und 25 51 989 sind Farbband­ kassetten dargestellt und beschrieben, die eine derartige Farb­ bandbehandlung nicht erfordern, wobei im einen Fall geeignete, in der Kassette vorhandene Führungen verwendet werden und im anderen Fall die Umkehrung in einem geeigneten Gehäuse innerhalb der Kas­ sette erfolgt.

Um sicherzustellen, daß die Umkehrung in der richtigen Weise aus­ geführt wird und nicht aus der Zone bzw. dem Gehäuse, wo die Um­ kehrung erfolgen soll, hinauswandert, sind Querführungen in der Mitte der Umkehrungszone angeordnet, die eine Art von Schlitz bzw. Ziehplatte senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Farbbandes und zu der Ebene entlang der Farbbandbewegung bei fehlender Um­ kehrung bilden. Solche Aushilfsmittel sind jedoch nicht voll­ ständig befriedigend, da derartige Anordnungen die Kanten des Farbbandes aufgrund des längeren Weges stärker strecken als den Mittelteil des Farbbandes. Eine solche Streckung kann ein Falten des Farbbandes insbesondere dann hervorrufen, wenn das Farbband abgenutzt ist, worauf nachfolgend das umgedrehte Farbband aus der für diesen Zweck vorgesehenen Zone herauswandert, oder, was schlimmer ist, eine Verstopfung der Kassette hervorruft.

Dieser Nachteil wird nur teilweise verhindert bzw. verringert durch die Anordnung einer ausreichend langen Umkehrungszone, was zu einer Verminderung der Streckung der Kanten im Vergleich mit dem mittleren Teil des Farbbandes führt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kas­ sette mit einer Einrichtung zur Drehung des Farbbandes so aus­ zubilden, daß das Farbband in Längsrichtung über seine gesamte Breite im wesentlichen die gleiche Zugbeanspruchung erfährt. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 ge­ kennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bandumkehrung durch Ablenkeinrichtungen bewirkt, die das Farbband in einer geeigne­ ten Weise umbiegen, so daß jedes Faserelement des Farbbandes in Längsrichtung betrachtet über eine gleiche Wegstrecke gezogen wird. Ferner wird die Ablenkung des Farbbandes durch die Ablenk­ einrichtungen auf ein Minimum reduziert, so daß sich der Wickel­ winkel ungefähr zwischen 90° und 180° bewegt, was zu einer Ver­ minderung der der Bandbewegung entgegengesetzten Reibungskraft führt. Schließlich weisen die Ablenkeinrichtungen ein leicht kon­ vexes Umlenkprofil auf, so daß der zentrale Teil des Farbbandes etwas stärker als der Kantenbereich gedehnt wird.

Auf diese Weise wird auf das Farbband eine Beanspruchung ausge­ übt, die das Bestreben hat, das Band in der Querrichtung ge­ streckt zu halten, wodurch die Gefahr vermieden wird, daß sich das Band faltet und die zuvor erwähnten Nachteile entstehen.

Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispielen sei die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kassette für ein endloses Farbband mit abgenommenem Deckel.

Fig. 2 eine genauere perspektivische Ansicht Band­ umlenkelemente.

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren ver­ besserten Ausführungsform.

Fig. 4a und 4b eine Frontansicht und eine Draufsicht auf eine durch die Bandumlenkelemente hervor­ gerufene Farbbandumkehr bei einem vorgegebenen Verhältnis zwischen der Breite des Farbbandes und der Länge der Umkehrzone.

Fig. 5a und 5b eine Frontansicht und eine Draufsicht auf die durch die Bandumlenkelemente erzielte Farbbandumkehr bei einem anderen geometrischen Ver­ hältnis.

Fig. 6a und 6b eine Frontansicht und eine Draufsicht auf die durch die Bandumlenkelemente erziel­ bare Farbbandumkehr bei einer Veränderung der Geo­ metrie der gleichen Anordnung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kassette 1 für ein endloses Farbband darge­ stellt, Die Kasette 1 ist in geöffnetem Zustand dargestellt, wobei der Deckel 2 um 90° geschwenkt ist und teilweise entfernt ist, um die Merk­ male der Erfindung besser zu veranschaulichen. Es ist nicht er­ forderlich, auf die konstruktiven Einzelheiten der Kassette ein­ zugehen, da diese der DE-OS 26 53 142 und dem eingangs zitierten Stand der Technik entnommen werden können. Es ist erkennbar, daß das Farbband den Arm 3 über einen vertikalen Schlitz, der durch zwei aneinandergrenzende Führungen 5 und 6 gebildet wird, ver­ läßt und durch einen in dem Arm 4 vorhandenen vertikalen Schlitz in die Kassette wieder eintritt. Die Bewegung des Farbbandes in Pfeilrichtung erfolgt durch einen Antriebsmechanismus innerhalb der Kassette, der in der zuvor erwähnten OS näher beschrieben ist.

Das Farbband liegt in einer geschlossenen Schleife vor, wobei eine Umkehrung um 180° in Längsrichtung auftritt, um eine Möbius- Schleife zu erhalten, und es ist ungeordnet in dem Kassetten­ gehäuse gespeichert. Die Umkehrungszone befindet sich innerhalb des Armes 3.

Das Farbband geht von dem Gehäuse in den Arm 3 durch einen sehr engen vertikalen Schlitz 7 über, der das Farbband daran hindert, in Form von gefalteten Bandpaketen in den Arm einzutreten. Eine Blattfeder 8 preßt das Band gegen die Innwand des Armes und übt eine bestimmte Widerstandsreibung aus, wodurch eine geeignete Bandspannung zwischen dieser Blattfeder und dem Antriebsmechanis­ mus 9 sichergestellt wird.

Die Umkehrung des Farbbandes erfolgt zwischen dem Ende 10 der Blattfeder 8 und den vertikalen Führungen 5 und 6 in einer Inversionszone Z. Die Umkehrung erfolgt unter genauer Führung, so daß jede Bandfaser in Längsrichtung einen Weg gleicher Länge innerhalb der Inversionszone zurücklegt. Dies geschieht durch die Bandumlenkelemente 11 und 12. Das Bandumlenk­ element 11, das in Fig. 1 teilweise in gestrichelten Linien ge­ zeigt ist, befindet sich innerhalb des Armes 3 senkrecht zu dem Boden der Kassette und besitzt eine abgerundete Führungskante, die sich von der einen Seite des Armes bis zu der anderen Seite erstreckt. Das Bandumlenkelement 11 weist eine geeignete Neigung in bezug auf den Bandweg auf, d. h. in bezug auf die durch das Blatt­ federende 10 und den zwischen den Führungen 5 und 6 gebildeten Schlitz definierte Vertikalebene. Ein solches Umlenkelement kann einen integralen Bestandteil des Kassettenarmes bilden und mit diesem gepreßt oder gespritzt werden, ohne daß hierbei Unter­ schneidungsprobleme oder andere Probleme auftreten. Dabei sei hier daran erinnert, daß solche Kassetten aus Gründen der Wirt­ schaftlichkeit im allgemeinen aus Plastik durch Spritzgießen hergestellt werden.

Das Bandumlenkelement 12 ist ebenfalls innerhalb des Armes 3 ange­ ordnet und bildet vorzugsweise einen integralen Bestandteil des Kassettendeckels, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Auch dieses Element kann mit dem Deckel ohne Probleme in einem Stück gebil­ det werden.

Wenn der Deckel auf das Kassettengehäuse aufgesetzt ist, so nimmt das Bandumlenkelement 12 eine der Position des Elementes 11 benachbarte Position ein, wobei eine Führungskante sich von der einen Seite des Armes zu der anderen mit einer Neigung erstreckt. die der Neigung der bereits betrachteten Führungskante des Bandum­ lenkelementes 11 entgegengesetzt ist.

Die geometrische Position der beiden Bandumlenkelemente sowie deren Führungs- und Umkehrungseinwirkung auf das Farbband geht aus Fig. 2 und den nachfolgenden Fig. hervor. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Ele­ mente, d. h. der Bandumlenkelemente 11 und 12 innerhalb der Inversions­ zone Z. Im Hinblick auf eine klare Beschreibung und eine Veran­ schaulichung der Position der Elemente sei ein kartesisches rechtwinkliges Koordinatensystem mit den Koordinaten x, y und w verwendet. Die beiden vertikalen Führungen 5 und 6 sind der Ein­ fachheit halber als zwei Zylinder dargestellt und ein Teil der Armwand, gegen die das Blattfederende 10 drückt, ist ebenfalls als Zylinder 13 dargestellt. Die Führungsmittel zu beiden Enden der Zone z definieren zwei vertikale Führungsschlitze C und D, welche die Bandumkehrung begrenzen. Die beiden Schlitze liegen in der x, w-Ebene in gleichem Abstand von der Achse w.

Wenn das Band keine Umkehrung erfährt, so verläuft das Band in­ nerhalb der Zone z entlang der x, w-Ebene, wobei die untere Band­ kante mit der Achse x zusammenfällt. Die x, y-Ebene veranschau­ licht den Boden der Kassette und des Armes 3. Das Farbband er­ streckt sich über diese Ebene in einer Höhe h, die der Farbband­ breite entspricht. Parallel zu der x, y-Ebene ist in einem gegen­ über der Höhe h geringfügig größeren Abstand der nicht darge­ stellte Kassettendeckel angeordnet. Die y, w-Ebene bildet die Mittenebene der Inversionszone Z.

Das Bandumlenkelement 11 besteht aus einem vertikal angeordneten Formstück, welches sich in einer Ebene parallel zu der Achse w auf einer Seite der x, w-Ebene befindet. Dieses Formstück weist eine abgerundete gerade Führungskante auf, die durch die End­ punkte A′ und A′′ definiert wird. Der Punkt A′ weist einen Ab­ stand von der x, w-Ebene auf, der der Breite h des Bandes ent­ spricht, und dieser Punkt liegt in einer Höhe gegenüber der x, y- Ebene, die der halben Bandhöhe entspricht. Der Punkt A′ liegt darüberhinaus in der Mittelebene der Umkehrungszone, d. h. in der y, w-Ebene.

Der Punkt A′′ liegt in der x, w-Ebene und weist einen Abstand h von der x-Achse und einen Abstand Δ von der w-Achse in nega­ tiver Koordinatenrichtung auf. Der Abstand Δ wird geeignet ge­ wählt, wobei diese Wahl auf den geometrischen Kriterien basiert, was später noch betrachtet wird.

Das Bandumlenkungselement 12 besteht aus einem weiteren vertikal an­ geordneten Formstück, welches in einer Ebene parallel zu der w-Achse auf der gleichen Seite der x, w-Ebene liegt, auf der auch das Element 11 angeordnet ist. Dieses Formstück besitzt eine ab­ gerundete gerade Führungskante, die durch ihre Endpunkte B′ und B′′ definiert ist. Der Punkt B′ liegt sehr dicht an dem Punkt A′ und besitzt im wesentlichen die gleichen Koordinaten wie der Punkt A′. Der Punkt B′′ ist auf der x-Achse in einem Abstand Δ von der w-Achse in positiver Koordinatenrichtung angeordnet, d. h. er be­ findet sich in bezug auf die y, w-Ebene dem Punkt A′′ schräg ge­ genüberliegend.

Die Funktion der Führungskanten A′A′′ und B′B′′ liegt in der Um­ biegung des Farbbandes, um eine 180°-Drehung bzw. Farbbandumkehr ohne die Einführung einer ungleichmäßigen Beanspruchung zu be­ wirken. Zu diesem Zweck wird die untere Kante des Farbbandes, die den unteren Punkt C′ des Schlitzes C verläßt seitlich nach oben gebogen, worauf sie die Punkte A′ und B′ und sodann den Punkt D′′ des Schlitzes D erreicht. Es liegt auf der Hand, daß die Länge der zwei Segmente C′A′ + B′D′′ größer als die Entfernung C′D′ ist, d. h. größer als die Länge der Umkehrungszone.

Die obere Kante des Farbbandes, die den Punkt C'' des Schlitzes C verläßt, wird im Gegensatz hierzu in der x, w-Ebene parallel zu der x-Achse bis zum Punkt A′′ geführt, wo sie nach abwärts zu dem Punkt B′′ gebogen wird und sich sodann entlang der x-Achse bis zum Punkt D′ erstreckt.

Durch eine geeignete Wahl des Abstandes Δ der Punkte A′′ und B′′ von der w-Achse ist es möglich, die Summe der Segmente C′′A′′ + A′′B′′ + B′′D′ der Summe der Segmente C′A′ + B′D′′ gleich zu machen. Durch einfache geometrische Betrachtung, wobei l der Länge des Segmentes C′′A′′ und somit auch der Länge des Segmentes B′′D′ entspricht, kann festgestellt werden, daß die Bedingung für glei­ che Weglänge der beiden Kanten durch folgende Beziehung erfüllt wird

Wenn sodann die Bandfasern in Längsrichtung betrachtet werden, so ist unter der Annahme einer konzentrierten Bandbeanspruchung ent­ lang der gestrichelten Linien C′A′′ und B′′D′′ festzustellen, daß für die Fasern der durch die Ablenkeinrichtung zwischen den Schlit­ zen C und D hervorgerufene Weg hinsichtlich der Kanten die gleiche Länge aufweist. Dies ist aufgrund der geometrischen Übereinstim­ mung zwischen den Dreiecken leicht herzuleiten.

Nimmt man im Gegensatz hierzu an, daß sich das Band, wie dies tat­ sächlich der Fall ist, in der Nähe dieser Linien gleichmäßiger erstreckt, so ist der Weg der inneren Fasern geringfügig kürzer und ruft eine ungleichmäßige Beanspruchung in diesem Bandabschnitt hervor. Dieser sich ergebende Nachteil ist jedoch im wesentlichen vernachlässigbar und kann vollständig durch eine leicht konvexe Form der Bandumlenkelemente 11 und 12 verhindert werden. Auf diese Weise wird der Abstand von Punkten in der Mitte der Führungskante A′A′′ von den Punkten in der Mitte der Führungskante B′B′′ gegen­ über einer geraden Führungskante vergrößert.

Eine derartige Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei jedoch der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung des Farbbandes verzichtet wurde.

Durch eine verstärkte konvexe Ausbildung der Führungskanten ist es ferner möglich, daß der Weg für die inneren Fasern gegenüber den Fasern der Kante leicht verlängert wird, so daß sich eine höhere Zugbeanspruchung der inneren Fasern ergibt. Dies bewirkt, daß ein Umbiegen der Kanten des Bandes an den Schlitzen C und D sowie an den Führungskanten verhindert wird.

Aus der vorstehend angegebenen Gleichung ergibt sich, daß bei l = h für eine gleiche Weglänge hinsichtlich der Bandkanten Δ = O sein muß. In diesem Fall müssen die beiden Bandumlenkelemente im wesentlichen in der y, w-Ebene angeordnet sein. Dieser Fall ist in einer Front- und einer Seitenansicht in den Fig. 4a und 4b dargestellt, woraus erkennbar wird, daß die Bandumkehr in einer sehr begrenzten Zone mit einer Länge von 2 h ausgeführt werden kann, wobei sich jedoch der Nachteil eines bemerkenswerten Wick­ lungswinkels an den Umlenkstellen ergibt. Der Wicklungswinkel be­ wegt sich in diesem Fall zwischen 230° und 270°.

Andererseits ist aus den Fig. 5a und 5b ersichtlich, daß bei l = 2 h, Δ = h sein muß, wobei die vollständige Länge der Um­ kehrzone im wesentlichen 5 h entspricht und der Wicklungswinkel der Bandumlenkelemente wesentlich geringer als 180° ist.

Hinsichtlich einer praktischen Ausführungsform stellt eine Länge der Inversionszone zwischen 3 h und 4 h den besten Kompromiß hin­ sichtlich der Anforderungen an einen reduzierten Platzbedarf für die Inversionszone sowie an eine minimale Reibung aufgrund des Wicklungswinkels dar.

Es ist ferner darauf zu verweisen, daß in allen Beispielen gemäß den Fig. 2 bis 5 b die Umkehrung des Bandes durch eine Umlenkung des Bandes auf einer Seite der x, w-Ebene durchgeführt wird. Durch Verwendung eines Abstandes Δ, der größer als der mit der vorstehend angegebenen Beziehung festlegbare Abstand ist, ist es jedoch möglich, eine Umkehrung zu erhalten, wie sie in den Fig. 6a und 6b dargestellt ist. Hinsichtlich der x, w-Ebene kann hierbei die Umkehrung symmetrisch zu dieser Ebene oder auch teilweise zu einer Seite und teilweise zu der anderen Seite dieser Ebene er­ folgen. Unter der Annahme von gradlinigen Führungskanten A'A'' und B'B'' ist ersichtlich, daß diese Führungskanten eine Inversionsebene definieren, die senkrecht zu der x, w-Ebene liegt und die eine bestimmte Neigung bezogen auf die x, w-Ebene aufweist. Eine solche Ebene kann als Inversionsebene definiert werden, da das Band ent­ lang dieser Ebene zwecks Umkehrung gebogen wird. Die Breite der Inversionszone bezogen auf die Breite des Bandes gestattet die Definition der Neigung der Inversionsebene im Hinblick auf die Erzielung einer gleichen Länge der Bandkanten in der Inversions­ zone. Die vorstehend angegebene mathematische Beziehung definiert eine Neigung, durch die die Umkehrung gänzlich auf einer Seite der x, w-Ebene ausgeführt wird. Durch die Wahl einer geringeren Neigung, die unter geometrischen und analytischen Kriterien defi­ niert werden kann, kann bei gleichem Verhältnis zwischen Breite der Inversionszone und der Bandbreite eine steuerbare Umkehrung erzielt werden, die zu beiden Hälften der x, w-Ebene und daher in nahezu symmetrischer Weise ausgeführt wird.

Das gleiche Ergebnis kann erreicht werden, ohne daß eine Neigung der Inversionszone größer als die durch die mathematische Be­ ziehung angegebene Neigung angenommen werden muß, wenn Führungs­ kanten benutzt werden, die eine geringere Neigung aufweisen. Dies bedeutet, daß die Punkte A'' und B'' an einem Zwischenpunkt zwi­ schen den Bandkanten und der dazwischen verlaufenden Mittelebene angeordnet werden können. Dies wird in gewissen Grenzen durch die Deformierbarkeit des Bandes ermöglicht. Es liegt ebenfalls klar auf der Hand, daß die Maßnahmen einer geringeren Neigung hinsicht­ lich der Inversionsebene und einer geringeren Neigung hinsicht­ lich der Führungskanten kumulativ miteinander kombiniert werden können.

Claims (3)

1. Kassette zur Aufnahme eines endlosen Farbbandes mit einer Einrichtung zur 180°-Drehung des Farbbandes um seine Längsachse in einer zwei Bandumlenkelemente aufweisenden Inversionszone zwischen zwei Bandführungs­ schlitzen, wobei in einem x-, y-, w-Bezugsachsensystem sich die Bandführungsschlitze in der x-, w-Ebene zu beiden Seiten in gleichem Abstand von der w-Achse befinden, so daß eine Bandkante wenigstens in den Bandführungsschlitzen mit der x-Achse zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bandumlenkelemente (11, 12) einen Winkel miteinander einschließen und jeweils eine zu der x-, y-Ebene geneigte Führungskante (A', A'', B', B'') aufweisen, wobei der Winkel zwischen den Bandumlenkelementen (11, 12) durch die Bandbreite (Höhe h) und die Länge (2 l) der Inversionszone (z) vorgegeben ist und jede Führungskante (A', A'', B', B'') auf eine unterschiedliche Seite des Farbbandes einwirkt und dieses umlenkt, daß siich die Führungskanten (A', A'', B', B'') in der y-, w-Ebene in einem Abstand von der x-, y-Ebene kreuzen, der im wesentlichen der halben Bandbreite (Höhe h) entspricht und daß die Führungskanten (A', A'', B', B'') eine Inversionsebene definieren, in der das Farbband umgedreht wird, wobei diese Inversionsebene senkrecht zu der x-, w-Ebene liegt und eine derartige Neigung gegen die x-, y-Ebene aufweist, daß die Bandkanten der Inversionszone (z) die gleiche Länge besitzen.

2. Kassette nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die geneigten Führungskanten (A', A'', B', B'') leicht konvex ausgebildet sind (Fig. 3).

3. Kassette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bandumlenkelemente (11, 12) in der Kassette angeordnet sind und ein Bandumlenkelement (11) einen Bestandteil des Kassettengehäuses (1) und das andere Bandumlenkelement (12) einen Bestandteil des Kassettendeckels (2) bildet.