DE2910859C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckkopf für einen Nadeldrucker entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Drucker weist eine Anzahl Druckelemente auf, welche wahlweise vorgefahren bzw. vorgeschoben werden können, um auf Papier oder anderes Bahnmaterial aufzutreffen, das an einer Auf­ lagplatte oder Walze gehalten ist. Ein Bahnmaterial mit einer Auflage, wie beispielsweise ein Karbonfarbband, ist zwischen dem Druckkopf und dem Papier angeordnet, so daß, wenn ein Druckele­ ment auf das Farbband auftrifft, ein Zeichen auf das Papier ge­ druckt wird. Das naheliegendste und bekannteste Beispiel für einen derartigen Druckkopf ist eine herkömmliche Schreibmaschi­ ne, bei welcher die einzelnen Druckelemente ein geprägtes Zei­ chen tragen, das jeweils auf das Papier gedruckt wird, wenn das Druckelement betätigt wird. Infolgedessen ist ein einzelnes Druck­ element für jedes zu druckende Zeichen erforderlich.

In einem Raster-, Mosaik- oder Matrixdrucker sind die Zeichen aus sehr kleinen, entsprechend angeordneten Punkten zusammenge­ setzt. Diese Punkte werden mittels eines Druckkopfes mit ver­ hältnismäßig wenigen identischen Druckelementen in Form von dünnen Drähten gebildet, deren entsprechende Enden an der Arbeits­ seite des Kopfes gegenüber der Auflageplatte oder Walze ange­ ordnet sind (DE 24 49 235 A1). Ein vorgegebenes Zeichen wird dadurch gebildet, daß ausgewählte Drähte abwechselnd zu der Platte oder Walze hin vorstehen und der Druckkopf und die Walze oder Platte relativ zueinander verschoben werden. Somit kann beispielsweise in einem üblichen Rasterdrucker der Druckkopf eine vertikale Spalte von sieben Drähten enthalten, die horizontal bezüglich der Platte oder Walze um fünf Schritt für jede Zeichenstelle bewegbar sind. Mit anderen Worten jede Zeichenstelle kann als ein 5 × 7 -Raster oder eine entsprechend große Matrix betrachtet werden, wobei die Gleichheit des Zeichens an dieser Stelle dadurch festgelegt wird, welche der sieben Drähte in der vertikalen Spalte an jeder der fünf horizontalen Stellen in dem Raster betätigt werden. Da die in dem Druckkopf eines Rasterdruckers verwendeten Druckelemente klein und leicht sind, haben sie eine verhältnismäßig geringe Trägheit, so daß der Drucker mit einer hohen Geschwindigkeit drucken kann. Rasterdrucker werden daher oft verwendet, um Da­ ten von schnellen Rechnern auszudrucken.

Bei einer herkömmlichen Ausführungsform eines hier hauptsächlich interessierenden Druckkopfes ist ein Satz von Druckdrähten in dem Druckkopf entlang einer parallel zu der Achse des Kopfes verlaufenden Richtung verschiebbar gehaltert. Die jeweiligen Enden dieser Drähte sind in einer vertikalen Spalte an dem Ar­ beits- oder Ausgangsende des Kopfes ausgerichtet, welche ge­ genüber der Walze oder Platte angeordnet sind, und das übliche Karbonfarbband sowie das Papier werden zwischen dem Kopf und der Platte oder Walze durchgezogen. Die anderen Enden der Drähte, die jeweils in einem Amboß enden, sind bezüglich der Kopfachse am anderen, gegenüberliegenden Ende des Kopfes entsprechend ver­ teilt. Jedem Druckdraht ist ein durch ein Solenoid betätigtes Teil zugeordnet, wobei die Betätigungsteile jeweils entsprechend angeordnet sind, um auf die zugeordneten Druckdrahtambosse auf­ zutreffen.

Die bei den herkömmlichen Druckern dieser Art verwendeten Be­ tätigungsteile weisen üblicherweise einen Elektromagneten oder ein Solenoid, der bzw. das parallel zu der Druckkopfachse aus­ gerichtet ist, und einen Hammer auf, der verschwenkbar gegenüber dem Solenoid angebracht und dessen Ende gegenüber dem Amboß an einem benachbarten Druckdraht angeordnet ist. Wenn das Sole­ noid erregt wird, zieht es seinen Hammer an, welcher dann auf den zugeordneten Druckdrahtamboß auftrifft, der dann den Draht entlang der Druckkopfachse verschiebt. Folglich wird der Druck­ draht augenblicklich aus dem Arbeitsende des Druckkopfes vorge­ schoben und trifft auf das Farbband und das Papier auf, wodurch ein gedruckter Punkt auf dem Papier erzeugt wird.

Jedes Betätigungsteil weist auch immer eine gesonderte Feder auf, um dessen Hammer weg von dem Solenoid vorzuspannen, um dadurch sicherzustellen, daß der Hammer eine ausreichende Strecke zurück­ legt, damit der Druckdraht mit einem entsprechenden Impuls im­ mer dann auftrifft, wenn das Solenoid erregt wird. Herkömmliche Drucker dieser Art haben auch eine gesonderte, kleine Rückhol­ schraubenfeder für jeden Druckdraht, um sicherzustellen, daß jeder Draht genau und vollständig nach jeder Betätigung in den Druck­ kopf zurückgezogen wird.

Obwohl die herkömmlichen Druckköpfe, bei welchen derartige Druck­ drähte und Betätigungsglieder verwendet sind, in großem Umfang benutzt werden, sind sie nicht so wirksam, wie sie sein könnten, und zwar deswegen, weil ihre Betätigungsteile verhältnismäßig schlechte magnetische Eigenschaften und eine hohe Trägheit auf­ weisen. Folglich ist eine verhältnismäßig große Energie er­ forderlich, um jedes Betätigungsteil anzutreiben, damit es seine Federvorspannung überwindet und damit der zugeordnete Druckdraht mit einer ausreichenden Kraft auf das Papier auftrifft, um zuver­ lässig einen scharfen Punkt zu drucken. Ein derart hoher Energie­ verbrauch spiegelt sich bei den herkömmlichen Druckern nicht nur in höheren Betriebskosten wieder, sondern es wird auch eine be­ trächtliche Energiemenge als Wärme in dem Druckkopf verschwendet.

Diese Wärme beeinflußt die einzelnen Teile des Kopfes nachteilig, wodurch die Wartungs- und Instandhaltungskosten für den Kopf höher werden und seine Lebensdauer kürzer wird.

Einige der herkömmlichen Köpfe werden auch dadurch nachteilig beeinflußt, daß die wiederholten Betätigungen der Druckdrähte zu einem übermäßigen Verschleiß der Drahtambosse sowie der Draht­ führungen führen, welche dazu dienen, die Drähte in dem Kopf örtlich festzulegen. Die erste Schwierigkeit ist dem wiederholten Auftreffen der Hämmer auf die einzelnen Ambosse zuzuschreiben, während der Verschleiß auf unzweckmäßige Anordnungen der Druck­ draht-Betätigungstelle und der Drahtführungen zurückzuführen ist, was zu einem übermäßigen Durchbiegen der Drähte entlang der Bah­ nen zu dem vorderen Ende des Kopfes führt. Darüber hinaus neigen die Druckdrähte in einigen herkömmlichen Köpfen dazu, fest­ zuklemmen, da Papier- und Staubpartikel sich ständig in dem Kopf sammeln und die einzelnen kleinen Rückführschraubenfedern nicht in der Lage sind, den aufgrund einer derartigen Verschmutzung vorliegenden Widerstand zu überwinden und die Drähte richtig zurückzuziehen. Durch alle diese Faktoren werden die Schwierig­ keiten bezüglich der Wartung und Instandhaltung des Kopfes noch größer. Schließlich sind die herkömmlichen Köpfe verhältnis­ mäßig kompliziert und schwierig zusammenzubauen, so daß sie in der Herstellung teuer sind.

Bei dem bekannten Druckkopf für Nadeldrucker der eingangs ge­ nannten Art wird der Federarm (US-PS 40 49 108) bei bestromtem Elektromagnet von diesem angezogen, um den Druckanschlag der Nadelspitze zu bewirken.

Es sind ferner spezielle Konstruktionen von Antriebseinrichtungen für Nadeldrucker bekannt, die einen aus einem verhältnismäßig starken Permanentmagnet und einem Elektromagnet gebildeten Magnetkreis und einen Luftspalt aufweisen, in dem der Anker an­ geordnet ist, wobei der Anker eine Federlagerung aus zwei Blatt­ federn aufweist (DE-PS 26 30 931). Damit können jedoch nicht die Vorteile erzielt werden, die in Verbindung mit Fig. 4A und Fig. 4B später näher erläutert werden sollen.

Eine andere Konstruktion eines Druckkopfs ist aus der US-PS 40 44 668 bekannt, wobei die anschlagende Bewegung durch Federkraft und der vom Elektromagnet ausgeübten Kraft ver­ ursacht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Druckkopf für einen Nadeldrucker zu schaffen, der einerseits aus einer verhältnis­ mäßig geringen Anzahl von einfach herstellbaren und zusammen­ baubaren Elementen besteht, und für dessen Betätigung anderer­ seits ein verhältnismäßig geringer Energieverbrauch zum Aus­ drucken von Zeichen mit hoher Druckqualität und hoher Druck­ geschwindigkeit erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckkopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Bei einem derartigen Druckkopf ist deshalb der Feder­ arm derart ausgebildet, daß er in Richtung auf den zuge­ ordneten Elektromagnet vorgespannt ist. Die Feldstärke jedes Permanentmagnets wird so gewählt, daß er die Eigen­ vorspannung des zugeordneten Federarms überwindet, so daß dieser Federarm vorzugsweise gegen einen festen Gummian­ schlag weg von dem zugeordneten Elektromagnet angezogen wird. Deshalb enthält jeder Federarm im angezogenen Ruhezustand eine beträchtliche potentielle Energie.

Jedem Solenoid der Elektromagnete wird Strom in einer solchen Richtung zugeführt, daß der Elektromagnet die entgegenge­ setzte Polarität wie der gegenüberliegende Magnetpol des Permanentmagnets aufweist. Durch den Elektromagnet wird eine derartige Feldstärke erzeugt, daß zumindest das von dem Permanentmagnet erzeugte Feld aufgehoben wird. Deshalb wird die potentielle Energie des betreffenden Federarms bei Erregung des Elektromagnets unmittelbar in kinetische Energie umgewandelt, so daß sich der betreffende Federarm schnell zu dem Elektromagnet hin mit einer Geschwindigkeit bewegt, die nicht nur der Feldstärke des Elektromagnets, sondern auch der potentiellen Energie in dem Federarm proportional ist.

Beim Abschalten jedes Elektromagnets zieht der zugeordnete Permanentmagnet den dazwischenliegenden Federarm in seine Ruhelage, wodurch der betreffende Druckdraht in den Druck­ kopf zurückgezogen wird. Vorzugsweise ist ein stoßabsorbierendes Dämpfungsglied aus Gummi oder dergleichen Material vorgesehen, um Rückprall und Geräusche zu verringern. Deshalb können bei einem derartigen Druckkopf die Druckdrähte schneller und mit einer größeren Kraft angetrieben werden, wobei weniger Energie benötigt wird als bei vergleichbaren bekannten Druckköpfen dieser Art. Da derartige Druckköpfe für ein zufriedenstellendes Drucken weniger Energie benötigen, wird in den Druckköpfen auch weniger Energie in Wärme umgewandelt, was dazu beiträgt, daß die Wartungskosten verringert werden können und die Standzeit erhöht werden kann.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Druckkopfes gemäß der Er­ findung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht, in welcher der Federarm in Fig. 1 in unterschiedlichen Lagen dargestellt ist;

Fig. 4A und 4B graphische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise bei vorhandener bzw. nicht vorgesehener Vorspannung der Federarme und

Fig. 5 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Ausbildung einer Trägerplatte für den Rahmenaufbau in Fig. 1.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 in Teildarstellung gezeigten Aus­ führungsbeispiel ist ein Druckkopf 14′ vorgesehen, mit dem höhere Druckgeschwindigkeiten im Vergleich zu bekannten vergleichbaren Druckköpfen dieser Art erzielt werden können, mit dem beispielsweise 200 im Vergleich zu 120 Zeichen pro Sekunde gedruckt werden können, falls das Ausdrucken in beiden Richtungen erfolgt. Der Druckkopf kann beispielsweise 7 Druckdrähte 62 aufweisen, von welchen jeweils ein Ende in einer kleinen Hülse 64 beispielsweise durch Verwendung von Lötmittel befestigt ist. Das freie Ende jedes Druck­ drahts ist an dem nicht dargestellten vorderen Ende des Druckkopfs in Öffnungen in einem Lagerstein geführt. Die Druckdrähte 62 werden in einem Gehäuse 32 durch einen Satz von Trennwänden 74b geführt, die entlang dem Gehäuse in vorgegebenen Abständen angeordnet sind.

Über dem Rohr 34 in Fig. 1 ist ein einheitlicher Solenoidrahmen­ aufbau 40 (Fig. 5) angeordnet. Der Aufbau weist eine etwa halb­ kreisförmige, ferromagnetische, gestanzte Metallplatte 42 mit einer Öffnung auf, welche das Rohr 34 aufnimmt. Die Platte ist an dem Rohr mit ihren geraden obersten Kanten 42a ausgerichtet. Der untere, gebogene Rand der Platte 42 ist mit einer Gruppe von sieben in Abständen voneinander angeordneten, nach rückwärts verlaufenden Zähnen 42b ausgebildet, die etwas über das Ende des Rohrs 34 hinaus vorstehen. Die Platte ist durch eine zylindrische Hülse 45 gehalten, die an dem Rohr 34 anliegt, und die Platte sowie die Hülse sind mittels Stellschrauben befestigt.

An der Platte 42 innerhalb der Zähne 42b ist eine Gruppe von Elektromagneten angebracht. In dem dargestellten Kopf sind sieben derartiger Elektromagnete vorgesehen, welche der Anzahl der vertikalen Punkte in einer üblichen 5 × 7-Zeichenmatrix oder einem gleichgroßen Raster entsprechen. Wenn die Anzahl der vertikalen zeichenbildenden Punkte in der Matrix 11 sein soll, was eine andere im allgemeinen verwendete Zahl ist, dann würden elf Solenoids an der Platte 42 angebracht sowie elf Zähne 42b ausgebildet sein.

Die Elektromagnete sind gleich ausgebildet. Jeder Elektromagnet hat einen ferromagnetischen Kern 46, von welchem ein Ende in einer entsprechenden Öffnung in der Platte 42 aufgenommen und dort gestaucht, genietet oder auf andere Weise befestigt ist. Das andere Ende des Kerns verläuft eben bezüglich des benachbarten Zahns 42b. Der Kern 46 ist von einer Spule 48 (Fig. 1) umgeben. Während des Zusammenbaus des Kopfs wird die Spule auf den Kern 46 geschoben und mittels eines entsprechenden Klebstoffs gehalten. Wenn die Spule 48 mit einer Stromquelle verbunden wird, wird ein Nordpol N beziehungsweise ein Südpol S an den beiden Enden des Kerns ausgebildet, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind die sieben Elektromagnete an der Platte 42 in einer im allgemeinen halbkreisförmigen Anordnung angebracht. Ihre Wicklungen 48 sind alle derart mit der Strom­ quelle verbunden, daß die freien Enden der Kerne 46 alle dieselbe Polarität, d. h. einen Südpol, aufweisen.

Jedem der Elektromagnete ist ein nachgiebiger, elastisch federnder, im allgemeinen L-förmiger ferromagnetischer Feder­ arm zugeordnet. Das Armmaterial sollte gute Feder- und ziemlich gute magnetische Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise Blaustahl 1095. Der kurze Schenkel 52a jedes Arms 52 ist ver­ hältnismäßig breit und liegt an der Außenwandung des angren­ zenden Zahns 42b an, so daß der Arm 42 über dem freien Ende des am nächsten bei diesem Zahn angeordneten Solenoids liegt. Die Armschenkel 52a sind an den Zähnen 42b mittels zwei Stellschrauben 54 befestigt, welche durch den Arm vorstehen und in entsprechende, mit Gewinde versehene Öffnungen in den Zähnen geschraubt sind. Infolgedessen bildet der Satz Arme 52 eine im allgemeinen halbkreisförmige Anordnung, wobei die Arme radial nach innen vorstehen und die Hülse 45 an der Stelle 45a (Fig. 5) ausgeschnitten ist, damit sie diesen angepaßt ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, verjüngen sich die Armenden radial nach innen, um sehr schmale Verlängerungen oder Finger zu bilden, welche nahe beieinander in einem Halbkreis gruppiert sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein scheiben­ förmiges Trägerteil 110 aus nicht ferromagnetischem Material wie Aluminium vorgesehen. Das Teil 110 ist mit einer mittigen Öffnung 112 versehen, welche mit der Bohrung der Hülse 45 übereinstimmt. Ferner ist eine scheibenförmige nicht magnetische Abdeckung 114 über dem Teil 110 angeordnet, um das Ende der Öffnung 112 zu verschließen. Die Abdeckung 114 und das als Anschlagteil dienende Trägerteil 110 sind an der Hülse 45 mittels Schrauben 116 befestigt, die durch entspre­ chende Öffnungen in der Abdeckung und dem Anschlagteil vorste­ hen und in mit Gewinde versehene Bohrungen in dem Ende der Hülse verschraubt sind.

Das Anschlagteil 110 weist gegenüber jedem Federarm 52 eine Ausnehmung oder Vertiefung 120 auf. Jede Vertiefung 120 ist schräg oder unter einem bestimmten Winkel angeordnet, so daß ihre Bodenfläche mehr oder weniger parallel zu dem Federarm ver­ läuft. Mit Epoxyharz oder einem anderen entsprechenden Mittel ist in jeder Vertiefung 120 ein kleiner scheibenförmiger An­ schlag 122 aus einem nichtelastisch federnden Material, wie dämpfender Gummi angebracht, um ein Zurückprallen des Arms und Geräusche auf ein Minimum herabzusetzen. Jeder Anschlag steht von dem Teil 110 in Richtung auf den zugeordneten Arm ein ent­ sprechendes Stück vor, so daß er den Arm mehr oder weniger be­ rührt, wenn sich der Arm in seiner in Fig. 1 dargestellten Ruhe- oder nicht betätigten Stellung befindet.

Eine zweite Gruppe von Vertiefungen 126 ist auf der anderen Sei­ te des Teils 110 ausgebildet. Jede Vertiefung 126 ist unmittel­ bar gegenüber einer Vertiefung 120 angeordnet, und die Vertie­ fungen 126 haben einen etwas größeren Durchmesser als die Ver­ tiefungen 120. In jeder Vertiefung ist ein zylindrischer Dauer­ magnet 128 angeordnet, wobei der Magnet 128 und der ihm gegen­ überliegende Anschlag 122 koaxial und konzentrisch zu dem zuge­ ordneten Solenoidkern 46 angeordnet sind. Die Magnete 128 sind ziemlich stark und aus Samarium mit Kobalt oder anderen Mischungen von seltenen Erden mit Kobalt hergestellt. Ferner ist jeder Magnet 128 so angeordnet, daß sein dem Solenoid am nächsten liegendes Ende eine Polarität hat, die zu der des Solenoids entgegengesetzt ist. Folglich ist in dem in Fig. 1 dargestellten Kopf bei welchem der Südpol jedes Solenoids dem entsprechenden Federarm gegenüberliegt, der zuge­ ordnete Dauermagnet 128 so angeordnet, daß sein Nordpol demsel­ ben Arm gegenüberliegt.

In Fig. 3 ist jeder Federarm 52′ vorgespannt, wenn er in den Druckkopf 14′ eingebaut wird. Insbesondere ist der Arm 52′ so ausgebildet, daß er vor einem Einbau, wenn sich der Arm in einem entspannten Zustand befindet, einen Winkel R′ von weniger als 90° (z. B. 88°) bezüglich seines kurzen Schenkels bildet, wie durch gepunktete Linien 52′ in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn dann der Federarm mittels Schrauben 54 an dem Zahn 42b be­ festigt ist, wird er gezwungen, einen Winkel R′′ von 90° bezüg­ lich des Schenkels einzunehmen, da er an dem Ende seines Sole­ noidkerns 46 anliegt, wie durch eine gestrichelte Linie 52′′ in Fig. 3 dargestellt ist. Normalerweise würde in dieser Stellung kein Spalt zwischen dem Federarm und dem Kern 46 vorliegen, so daß der Arm sich bei einer Erregung des Solenoids nicht bewegen könnte. Jedoch zieht bei dem erfindungsgemäßen Kopf der benach­ barte Dauermagnet 128 den Federarm 52 an seinen Anschlag 122, wie in Fig. 3 durch ausgezogene Linien dargestellt ist, wodurch ein entsprechender Spalt G zwischen dem Federarm und dem Soleno­ idkern 46 geschaffen wird. Auf diese Weise ist jeder Federarm 52 durch das Magnetfeld von dem zugeordneten Dauermagnet 128 vorgespannt, so daß sich der Arm aus der durch eine ausgezoge­ ne Linie wiedergegebenen Stellung in seine gestrichelt wiederge­ gebene Stellung in Fig. 3 bewegen kann. Die Länge jedes Druckdrahtes 62 ist so bemessen, daß wenn der entsprechende Federarm 52 sich in seiner durch eine ausgezogene Linie wieder­ gegebenen Stellung befindet, das freie Ende des Druckdrahtes in den Kopf zurückgezogen ist. Wenn andererseits jeder Federarm in seine gestrichelt wiedergegebene Stellung bewegt wird, ragt das freie Ende des Druckdrahtes 62 von dem Druckkopf vor, wenn ein Punkt auf dem Papierstreifen ausgedruckt wird.

Das ungewöhnlich schnelle Ansprechen des Druckkopfes 14′ ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß jeder durch einen Magnet 128 angezogene Federarm 52 auch zu seinem Solenoid hin vorgespannt ist. Folglich enthält der Arm eine beträchtliche potentielle Energie. Wenn infolgedes­ sen das zugeordnete Solenoid erregt wird, ist die Polarität und die Feldstärke des Solenoids so gewählt, daß zumindest das Mag­ netfeld aufgehoben wird, das durch den zugeordneten Magneten 128 erzeugt wird. Folglich schließt die Energie, die verfügbar ist, um den Arm zu bewegen, nicht nur die in dem Spalt G mittels des Solenoids erzeugte, magnetische Energie, sondern auch die in dem Arm selbst gespeicherte, potentielle Energie mit ein, welche unmittelbar in kinetische Energie umgewandelt wird, wenn das zu­ geordnete Solenoid erregt wird. Mit anderen Worten, die durch die Feder und das Solenoid erzeugten Kräfte ergänzen einander, um den Arm zu bewegen. Da ein hoher Prozentsatz der Kraft, die zur Bewegung des Arms und des Druckdrahtes zur Verfügung steht, aus der in dem Arm gespeicherten, potentiellen Energie zu gewin­ nen ist, beeinflußt die Tatsache, daß der Arm nicht aus einem Material mit besseren magnetischen Eigenschaften hergestellt ist, um zu dem Solenoid hin angezogen zu werden, die schnelle Ar­ beitsweise des Kopfes nicht nachteilig.

Infolgedessen bewegt sich jeder Arm 52 sehr schnell aus seiner durch eine ausgezogene Linie wiedergegebene Stellung in die in gestrichelten Linien wiedergegebene Stellung 52′′, so daß er bei einer vorge­ gebene Eingangsleistung den Druckdraht 62 mit einer Kraft auftreffen läßt, die weit größer ist als in dem Fall, wenn der Arm nicht vorgespannt wäre. Ein Vergleich der Wellenformen in Fig. 4A und 4B macht diese beträcht­ liche Verbesserung anschaulich. Fig. 4A zeigt die Ergebnisse, die mit einem Druckkopf erhalten würden, dessen Arme 52 nicht vorbelastet und weg von ihren Solenoids durch Magnete 128 vorgespannt sind. Fig. 4B zeigt die Ergebnisse, die mit einem Druckkopf erhalten werden, bei welchem die gerade beschriebenen vorgespannten Arme verwendet werden. In jedem Fall bildet der Arm einen Winkel von 93° bezüg­ lich seines kurzen Schenkels, wenn er so angeordnet ist, wie durch die ausgezogenen Linien in Fig. 3 dargestellt ist, d. h. wenn sein zugeordnetes Solenoid entregt ist. In beiden Fällen wurde ein Strom von 2A für dieselbe Zeitdauer an das Solenoid angelegt, wie durch die Wellenformen A in Fig. 4A und 4B darge­ stellt ist. Die Wellenformen B in diesen Figuren geben die Auf­ schlagkraft des Druckdrahtes 62 auf eine Walze wieder. Wie aus Wellenformen B in Fig. 4A zu ersehen ist, erzeugte der nicht vor­ gespannte Arm eine Druckdraht-Aufschlagkraft von etwa 340 g, während aus Fig. 4B zu ersehen ist, daß der Arm, wenn er (mechanisch) vorgespannt und durch einen Magneten 128 vorge­ spannt ist, wie oben beschrieben ist, eine Aufschlagkraft an dem Druckdraht von über 1800 g entwickelte. Oder anders ausgedrückt, mit dem Kopf 14′ kann dieselbe Druckaufschlagkraft wie mit einem Kopf mit nicht vorbelasteten und nicht vorgespann­ ten Federarmen mit einem viermal kleineren Solenoid-Erregungs­ strom erreicht werden. Somit ergibt sich bei dem Kopf 14′ eine beträchtliche Erhöhung der Geschwindigkeit und des Wirkungsgra­ des bei derartigen Duckköpfen. Es können sogar noch höhere Auf­ schlagkräfte erhalten werden, wenn die Armvorspannung erhöht wird, indem der anfängliche Armwinkel R′ verringert und die Stärke des zugeordneten Magneten 128 erhöht wird.

Bei den Druckköpfen gemäß der Erfindung ist somit der Wirkungs­ grad von Raster- oder Matrixdruckern beträchtlich erhöht, wäh­ rend gleichzeitig ihre Herstellungs- und Wartungskosten niedri­ ger sind. Folglich können diese Drucker in ein Datenverarbei­ tungssystem eingebaut werden, um aus einem Rechner gelesene Da­ ten mit niedrigeren Kosten, als es bisher möglich war, zuverläs­ sig und mit einer entsprechend hohen Geschwindigkeit auszudruk­ ken. Infolgedessen dürften diese Drucker in großem Umfang auf dem Gebiet der Datenverarbeitung angewendet werden.

Claims (3)

1. Druckkopf für einen Nadeldrucker, dessen Drucknadeln gleitend verschiebbar in einem Gehäuse geführt sind, mit einer der Anzahl von Drucknadeln entsprechenden Anzahl von an einem Rahmenaufbau angeordneten Betätigungsein­ heiten, die jeweils einen Elektromagnet und einen diesem zugeordneten Federarm aufweisen, welcher bei bestromtem Elektromagnet von diesem angezogen wird und den Druck­ anschlag der Nadelspitze bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Elektromagneten (46) gegenüberliegenden Seite jedes Federarms (52) in einem Abstand davon jeweils ein über ein nicht ferromagnetisches Trägerteil (110) ge­ halterter Permanentmagnet (128) an dem Druckkopf (14) be­ festigt ist, dessen Polarität entgegengesetzt derjenigen des an dem betreffenden Federarm angrenzenden Magnet­ pols (S) des zugeordneten Elektromagneten ist und der den Federarm entgegen seiner Betätigungsrichtung anzieht, und daß der Federarm (52) derart ausgebildet ist, daß er in Richtung auf den zugeordneten Elektromagnet (46) vorgespannt ist.

2. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Permanentmagnet (128) und dem betreffenden Federarm (52) ein stoßabsorbierendes Dämpfungsglied (122) angeordnet ist.

3. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenaufbau (40) eine Trägerplatte (42) aufweist, entlang deren Umfang in einem Abstand voneinander vorge­ sehene Zähne (42b) aus ferromagnetischem Material ausge­ bildet sind, daß das Ende jedes Federarms (52) an jeweils einem dieser Zähne (42b) befestigt ist, und daß jeder Elektromagnet an der Trägerplatte (42) befestigt ist, so daß durch die Trägerplatte mit den Zähnen (42b) ein magnetischer Kreis für jeden Elektromagnet gebildet wird und das durch einen Elektromagnet erzeugte Feld keinen an­ grenzenden Elektromagnet beeinflußt.