DE3213626A1

DE3213626A1 - Rasterdrucker

Info

Publication number: DE3213626A1
Application number: DE19823213626
Authority: DE
Inventors: Tsuneki Kobayashi; Makoto Kurosawa; Yoshikane Matsumoto; Minoru Katsuta Ibaraki Seino
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1983-04-07
Also published as: US4421430A; DE3213626C2; JPS646028B2; JPS57169367A

Description

Rasterdrucker

Die Erfindung bezieht sich auf Rasterdrucker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Rasterdruckern wird das Drucken mittels Druckhämmern ausgeführt, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 941 051 beschrieben ist. Das Drucken kann ebenfalls mit Druckdrähten ausgeführt werden, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 999 644 beschrieben ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auch eine Einrichtung, die die Hammerbank mit den Druckhämmern oder den Druckdrähten und den Antrieb dafür längs einer Druckzeile hin- und herbewegt.

Bei einem Rasterdrucker, bei dem die Druckhämmer oder Drähte angetrieben werden, während sich eine Hammerbank längs einer Drucklinie hin- und herbewegt, ist das Gewicht der Hammerbank beträchtlich und die Bewegungsgeschwindigkeit

der Hammerbank hoch. Entsprechend unterliegt der Drucker selbst einer beträchtlichen Vibration. Um die Druckervibration zu vermindern, wurde ein Verfahren verwendet, bei dem die Hammerbank und ein Gegengewicht mit dem gleichen Gewicht wie die Hammerbank in entgegengesetzten Richtungen hin- und herbewegt werden.

Die Hammerbank und das Gegengewicht sind auf beiden Seiten mit einem elliptischen Nocken versehen. Die Hammerbank und das Gegengewicht werden mittels des Nockens in eine Richtung und mittels einer Feder in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Entsprechend ist der Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, sehr groß, da er sowohl die Hammerbank als auch das Gegengewicht gegen die Federkraft der Federn bewegen muß. Dies wird dadurch verstärkt, da die Geschwindigkeit der Hammerbank, d.h. die Rotationsgeschwindigkeit der Nocken, zur Steigerung der Druckgeschwindigkeit gesteigert wird. Wenn als Antriebsquelle ein Antriebsmotor großer Kapazität verwendet wird, können Raum- und Kühlungsprobleme entstehen, wodurch es unmöglich wird, eine Miniaturisierung des Druckers vorzunehmen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Schwierigkeiten gewöhnlicher Drucker zu beheben, d.h. es möglich zu machen, einen kleinen Motor zu verwenden, um die Hammerbank und das Gegengewicht hin- und herzubewegen, wobei hohe Druckgeschwindigkeiten ohne Vergrößerung der Druckergröße ermöglicht werden.

0 Die Erfindung wurde aufgrund der Tatsache entwickelt, daß, wenn die Hammerbank und das Gegengewicht mittels eines Paares im wesentlichen elliptischer Nocken angetrieben werden, deren größte Durchmesser im wesentlichen senkrecht zueinander stehen, die Hammerbank und das Gegengewicht ohne Verwendung von Federn hin- und herbewegt werden können.

Die Nocken, die mittels der Nocken hin- und herbewegten Gleitschlitten und die Hammerbank und das Gegengewicht, die an dem Gleitschlitten befestigt sind, sind erfindungsgemäß fachmännisch miteinander verbunden. 5

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt längs der wesentlichen Teile einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Hammerbank, wobei in Fig. 2 ein unterer Gleitschlitten aus der tatsächlichen Stellung versetzt angeordnet ist, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern; Fig. 3 eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform zur Darstellung der Gewichte der sich hin- und herbewegenden Teile von Fig. 1; Fig. 4 einen Querschnitt längs der wesentlichen Teile einer zweiten Ausführungsform; Fig. 5 eine Vorderansicht der zweiten Ausführungsform zur Darstellung der Anordnung der sich hin- und herbewegenden Teile.von Fig. 1; und Fig. 6 einen Querschnitt zur Darstellung einer anderen

Ausführungsform.
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In der Zeichnung ist eine Nockenwelle 1 drehbar in einem Rahmen 2 mittels Lagern 3 gelagert, die über eine angetriebene Riemenscheibe 7, einen Riemen 9 und eine Antriebsriemenscheibe 10 mittels eines Motors 11 angetrieben wird. An dem hinteren Ende der Nockenwelle 1 ist ein

Schwungrad 8 so befestigt, daß Rotationsveränderungen der Nockenwelle 1 so klein wie möglich gemacht werden. Am vorderen Ende der Nockenwelle 1 sind ein Paar Nocken 5 und 6 so befestigt, daß deren größte Durchmesser im wesentlichen senkrecht zueinander stehen.

An zwei Führungsstangen 20 bzw. 30, die mittels linearer Gleitlager 4 im Rahmen 2 gelagert sind, sind zwei C-förmige Gleitschlitten 21 bzw. 31 oberhalb bzw. unterhalb der Nockenwelle 1 so befestigt, daß die Gleitschlitten 21 bzw. 31 sich senkrecht zur Nockenwelle 1 hin- und herbewegen können. Jeder der Gleitschlitten 21, 31 hat zwei Arme, die sich auf jeder Seite der Nockenwelle 1 und senkrecht zur Nockenwelle 1 erstrecken. An den Enden der zwei Arme der Gleitschlitten 21 sind mittels Schrauben 23 Rollen 22 befestigt. Ähnliche Rollen 32 sind an den Enden der zwei Arme des Gleitschlittens 31 mittels Muttern 33 befestigt. Die Arme des oberen Gleitschlittens 21 erstrecken sich so nach unten, daß das Paar der Rollen 22 mit der hinteren Nockenfläche des ersten Nockens 5 bzw. mit der vorderen Nockenfläche des zweiten Nockens 6 in Berührung steht. Andererseits erstrecken sich die Arme des unteren Gleitschlittens 31 so nach oben, daß das Paar Rollen 32 entsprechend mit der vorderen Nockenfläche des ersten Nokkens 5 und der hinteren Nockenfläche des zweiten Nockens in Berührung steht.

An den vorderen Flächen der Gleitschlitten 21 bzw. 31 sind mit entsprechenden Schrauben 24 bzw. 34 L-förmige Halterungen 25 bzw. 35 befestigt. Die Halterungen 25, 35 haben sich nach vorne erstreckende Arme, an denen eine Hammerbank 40 und ein Gegengewicht 50 mittels Blöcken 26 bzw. befestigt sind. Die Hammerbank 40 umfaßt mehrere, in einer Druckzeile angeordnete Druckhämmer und einen Antrieb für die Druckhämmer, wobei die Druckhämmer und der Antrieb mit

den Bezugszeichen 41 versehen sind. Der Antrieb besteht aus Permanentmagneten, jochförmigen Bauteilen und Lösespulen, usw.; die Darstellung und ins einzelne gehende Beschreibung ist jedoch nicht notwendig. Der Antrieb kann dem entsprechen, der im einzelnen in der US-PS 3 941 051 beschrieben ist. Das Gewicht des Gegengewichts 5 0 wird so ausgewählt, daß es im wesentlichen dem Gesamtgewicht der Hammerbank 40, einschließlich der Druckhammer und dem Antrieb (Bezugszeichen 42) entspricht. 10

Längs der Druckzeile ist eine Walze 60 so angeordnet, daß sie den Druckhämmern durch ein Druckblatt 61 und ein Farbband 6 2 gegenüberliegt.

Die Walzen 22 und 32 stehen mit den Nockenflächen der Nocken 5 und 6, wie oben beschrieben, in Berührung. Wenn sich daher die Nockenwelle 1 dreht, werden die Gleitschlitten 21 und 31 in entgegengesetzten Richtungen horizontal in Fig. 2 hin- und herbewegt, so' daß die Hammerbank 40 und das Gegengewicht 50 ebenfalls in entgegengesetzten Richtungen und senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 hin- und herbewegt werden. Hierbei werden die Hammerbank 4 0 und das Gegengewicht 50 dynamisch miteinander ausbalanciert, da beide ein gleiches Gewicht und die gleiche Beschleunigung aufweisen. Somit tritt bei dem Drucker keine Vibration auf.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Rollen 22 und 32 drehbar ausgestaltet, um den Verschleiß der RoI-len 22 und 32 und der Berührungsflächen der Nocken 5 und so klein wie möglich zu halten und dadurch das Drehmoment des Motors 11 zu reduzieren. Wenn es jedoch nicht erforderlich ist, auf den Verschleiß Rücksicht zu nehmen, können die Rollen 22 und 32 auch als feste Bauteile ausgeführt werden.

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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Hammerbank und das Gegengewicht mittels der zwei Nocken hin- und herbewegt werden und somit Rückholfedern nicht erforderlich sind. Die Anordnung um die Nocken ist daher ausgesprochen einfach und der Drucker kann sehr klein gebaut werden. Weiter ist nur ein Antriebsmotor 11 sehr kleiner Kapazität erforderlich, der weiter zur Verkleinerung des Druckers beiträgt. Auf diese Art und Weise kann sehr leicht ein Hochgeschwindigkeitsdrucker geschaffen werden. Da die Form der Nocken nach Wunsch ausgewählt werden kann, kann die Hammerbank und das Gegengewicht mit jeder gewünschten Geschwindigkeitskennlinie hin- und herbewegt werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bevor jedoch die Ausführungsform von Fig. 4 beschrieben wird, soll zuerst ein Problem der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert werden.

Wie oben beschrieben, führen die Hammerbank 4 0 und das Gegengewicht 5 0 Hin- und Herbewegungen aus, die in ihrer Phase um 180° verschoben sind, so daß sich die von den Beschleunigungen hervorgerufenen Reaktionskräfte aufheben, so daß eine Vibration des Druckers vermieden wird.

Es werden jedoch nur die Reaktionskräfte aufgehoben, die in Richtung der Beschleunigung der Hammerbank 40 und des Gegengewichts 5 0 auftreten, wobei eine Bewegungsgröße (Kappe) infolge der Reaktionskräfte auftritt, die bei der ersten Ausführungsform nicht ausgeschaltet werden kann.

Fig. 3 zeigt auf einfache Weise die Anordnung der Gewichte oder Massen der sich hin- und herbewegenden Bauteile in Fig. 1. In Fig. 3 stellt G₁, und M₀ den Massenschwerpunkt und die Masse der Hammerbank 40 einschließlich der Druckhämmer und des Antriebs (41) dar; G bzw. IL. stellen

den Schwerpunkt und die Masse des Gegengewichts 50 dar; G_cr, bzw. M stellen den Schwerpunkt und die Masse des

DU DU ~

Gleitschlittens 21 dar; und G„_T bzw. M__ stellen den

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Schwerpunkt und die Masse des Gleitschlittens 31 dar. Aufgrund des Gewichtsausgleichs gilt die Gleichung ^(MB ^{+ M}SU⁾ = ^{MW ^{+ M}SL⁾ ·

Weiter zeigt Fig. 3 den Schwerpunkt G_n einer Anordnung, die die Hammerbank 40, den Gleitschlitten 21 und die HaI-terung 25 umfaßt. G ist der Schwerpunkt der Anordnung, die das Gegengewicht 50, den Gleitschlitten 31 und die Halterung 35 umfaßt. Aus Fig. 3 sieht man, daß der Schwerpunkt G vom Schwerpunkt G_L beabstandet angeordnet ist. Da die Hammerbank 4 0 und das Gegengewicht 5 0 in entgegengesetzten Richtungen und senkrecht zur Zeichenebene, wie oben beschrieben, beschleunigt werden, wird eine Bewegungsgröße bzw. ein Drall (Kappe) M ausgebildet, der durch folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:

M = cc (M_{B +} M_SÜ) . _GüG_L ,

wobei oC die Beschleunigung der Hammerbank 4 0 und des Gegengewichts 50 darstellt.

Durch den Drall M in Verbindung mit der Hin- und Herbewegungsdauer der Hammerbank 4 0 unterliegt der Drucker einer zusätzlichen Vibration. Die Beschleunigung ist dem Quadrat der Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit proportional. Aus diesem Grund ist es im Fall von Druckern rela-0 tiv niedriger Geschwindigkeit möglich, durch Verminderung des Gewichtes der sich hin- und herbewegenden Teile und des Abstandes G₇₁G₁. zwischen den Schwerpunkten den Drall M zu vermindern, so daß die Vibration vermindert wird. Bei Hochschwindigkeitsdruckern ist es andererseits im wesentliehen unmöglich, den Drall M nur durch Verminderung des

Abstandes zwischen den Schwerpunkten zu vermindern, da die Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit der Hammerbank 4 hoch und dementsprechend die Beschleunigung groß ist.

Aus diesem Grunde ist die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform so ausgelegt, daß der Drall M im wesentlichen Null ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Hammerbank 4 auf einem Block 86 auf einer Halterung 85 befestigt, die an einem unteren Gleitschlitten 31 mittels Schrauben 84 befestigt ist. Eir Gegengewicht 5 0 ist mittels eines Blocks 96 auf einer Halterung 95 befestigt, die an dem oberen Gleitschlitten 21 mit Schrauben 94 befestigt ist.

Fig. 5 dient zur Darstellung der Anordnung der Gewichte der sich hin- und herbewegenden Bauteile in der zweiten in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform. Hierbei schneidet sich die Linie, die den Schwerpunkt G₀ der Hammerbank mit dem Schwerpunkt G,..,. des Gleitschlittens 31 verbindet,

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und die Linie, die den Schwerpunkt G„ des Gegengewichts 5 mit dem Schwerpunkt G_n des Gleitschlittens 21 verbindet, im wesentlichen in ihren Mittelpunkten in einer vertikalen Ebene. Entsprechend ist aus Fig. 5 ersichtlich, daß der Schwerpunkt G_, der Anordnung mit der Hammerbank 40, den Gleitschlitten 31 und der Halterung 85 sehr nahe am Schwerpunkt G_n, der Anordnung mit dem Gegengewicht 50, dem Gleitschlitten 21 und der Halterung 95 liegt, wobei der Abstand G_TTG_T zwischen den Schwerpunkten im wesentlichen

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Null beträgt, so daß der Betrag des Dralls ebenfalls im wesentlichen Null ist.

Das heißt, in der in Fig. 4 gezeigten Anordnung können nicht nur die Reaktionskräfte in Richtung der Beschleunigung, sondern ebenfalls der Drall infolge der Reaktionskräfte ausgeschaltet werden. Aufgrund dieser Tatsache kann, sogar wenn die Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit der

Hammerbank gesteigert wird, der Drucker bei jeder Geschwindigkeit ruhig betrieben werden.

Bei beiden der obenbeschriebenen Ausführungsformen wird das Gegengewicht mittels Beschleunigen des Gegengewichts 50 in einer zur Beschleunigung der Hammerbank 40 entgegengesetzten Richtung erzeugt. Man kann jedoch den Gewichtsausgleich beispielsweise auch so herbeiführen, wie dies in der US-Anmeldung Serial No. 291 719 aufgezeigt ist, nämlich mittels zwei Hammerbänken, die in entgegengesetzten Richtungen beschleunigt werden und senkrecht zur Druckzelle mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Eine der Hammerbänke wird wie das obenbeschriebene Gegengewicht 5 0 angetrieben. Dieses Verfahren ist insoweit von Vorteil, als die Druckgeschwindigkeit gesteigert werden kann, da zwei Hammerbänke verwendet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Rasterdrucker, gekennzeichnet durch

- eine drehbare Nockenwelle (1) mit einem Antrieb (7, 8, 9, 10, 11) zur Drehung der Nockenwelle (1);

- ein Paar auf der Nockenwelle (1) in der Weise befestigte Nocken (5, 6), daß die Hauptdurchmesser der einzelnen Nocken senkrecht zueinander stehen;

- ein Paar erster und zweiter Gleitschlitten (21, 31), die in entgegengesetzten Richtungen senkrecht zur Nockenwelle (1) hin- und herbewegbar sind/ wobei sich die Gleitschlitten (21/ 31) mit den Nockenoberflächen des Nockenpaares (5/ 6) auf beiden Seiten der Nockenwelle (1) in Berührung befinden,-

- eine Hammerbank mit mehreren Druckhämmern, wobei die Hammerbank (40) mit dem ersten Gleitschlitten (21) so verbunden ist, daß die Hammerbank (40) längs einer Drucklinie hin- und herbewegt wird; und durch - ein an dem zweiten Gleitschlitten (31) so befestigtes Gegengewicht (50) , daß es in einer entgegengesetzten Richtung der sich hin- und herbewegenden Hammerbank (40) hin- und herbewegt, wobei das Gegengewicht (50) ein im wesentlichen gleiches Gewicht wie die Hammerbank (40) aufweist.

2. Rasterdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Gleitschlitten (21, 31) Rollen (22, 32) zur Berührung der Nockenoberflächen aufweist, wobei jeder Gleitschlitten (21, 31) ein Paar Rollen (22, 32) umfaßt.

3. Rasterdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammerbank (40) und das Gegengewicht (5 0) an dem Paar Gleitschlitten (22, 32) so befestigt sind, daß sich die Linie, die den Schwerounkt G_n der Hammerbank (40) mit dem Schwerpunkt G_qT des einen des Paares Gleitschlitten (22, 32) und die Linie, die den Schwerpunkt GL. des Gegengewichts (5 0) mit dem Schwerpunkt G„_TT des anderen

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Gleitschlittens (21) miteinander verbinden, schneiden.

4. Rasterdrucker nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammerbankeinrichtung zwei Hammerbänke (40) mit mehreren Hämmern und Antriebseinrichtungen 0 zum Antrieb der Druckhämmer umfaßt, wobei eine der zwei Hammerbänke als Gegengewicht verwendet wird, und wobei die Druckstellungen der Druckhämmer von jeder der zwei Hammerbänke um einen vorbestimmten Abstand senkrecht zur Drucklinie beabstandet sind.

5. Rasterdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammerbank einen Antrieb zum Antrieb der
Druckhammer umfaßt.

6. Rasterdrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammerbank (40) und das Gegengewicht (50) jeweils an einem des Paares Gleitschlitten (21, 31) bzw. an dem anderen Gleitschlitten befestigt sind.