DE3627921C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckkopf gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein solcher Druckkopf ist aus DE 34 02 621 A1 bekanntgeworden. Dabei sind erste Joche fest an einem Rahmen angebracht, wobei zwischen einander benachbarten Jochen Luftspalte von konstanter Breite vorhanden sind. An jedem Joch sind zwei Spulenkerne befestigt. Die Druckschrift befaßt sich vorwiegend mit magnetischen Gegebenheiten. So geht es dabei darum, magnetische Interferenz zwischen den einzelnen Magnetspulen zu verringern, gleichzeitig aber die Verteilungsdichte der Magnetspulen zu steigern. Soweit ferner aus der Entgegenhaltung erkennbar ist, gehören alle, also auch die einander benachbarten Druckdrähte einer einzigen Gruppe von Druckelementen an und können gleichzeitig beaufschlagt werden. Dies hat zur Folge, daß die ersten, gemeinsamen Joche die Interferenz zwischen den benachbarten Magnetspulen erhöhen kann.

Aus US-PS 43 89 127 ist ein Drucker bekanntgeworden, der auch als federbelasteter Drucker oder Punkt-Matrix-Drucker bezeichnet wird. Ein Drucker dieser Art umfaßt 9, 16 oder 24 Druckdrähte und magnetische Schaltungen, und wird ganz allgemein zum Drucken lateinischer oder japanischer Buchstaben als Punkt-Matrizen verwendet.

Bei einem solchen Drucker ist es notwendig, eine Anzahl vonein­ ander unabhängiger magnetischer Schaltungen vorzusehen, um eine selektive Beaufschlagung der Druckdrähte zu haben, da die Massenträgheit des Druckerkopfes zum Zwecke der gewünschten raschen hin- und her­ gehenden Bewegung dieses Kopfes in Zeilenrichtung so klein wie möglich gehalten werden soll.

Der sich hieraus ergebende Aufbau ist deshalb derart gedrängt, daß sich häufig Kollisionen zwischen den einzelnen magnetischen Schaltungen bis zu einem gewissen Maße gar nicht vermeiden las­ sen. Die magnetischen Interferenzen zwischen den magnetischen Schaltungen können zu Fluktuationen der elektromagnetischen Kraft bei gewissen magnetischen Schaltungen führen, wobei die magnetische Kraft des Dauermagneten aufgehoben wird, abhängig von dem Zustand der jeweils benachbarten magnetischen Schaltung. Dies kann wiederum zu einer Ungleichförmigkeit der Druckge­ schwindigkeit und des Andruck-Druckes der Druckdrähte dieser betreffenden magnetischen Schaltung führen.

Deswegen hat man derartige Interferenzen zwi­ schen den magnetischen Schaltungen in einem Druckerkopf als sehr unerwünscht angesehen, hauptsächlich deshalb, weil derartige Interferenzen als hauptverantwortlich für ungleichförmige Drücke beim Drucken betrachtet wurden. Die Konstruktion eines Drucker­ kopfes wurde daher derart gestaltet, daß die magnetischen Inter­ ferenzen zwischen den magnetischen Schaltungen in solchem Maße verringert wurden, wie dies andere Bedingungen zugelassen haben.

Aus DE-OS 21 19 416 ist ein Mosaik-Druckkopf bekanntgeworden, bei dem punkterzeugende Druckelemente einem Schriftzeichenfeld zumindest teilweise bedeckend zugeordnet sind. Durch selektives Ansteuern bestimmter Druckelemente bei gleichzeitiger Relativbewegung zwischen Aufzeichnungsträger und Druckkopf wird in jedem Schriftzeichenfeld ein Schriftzeichen während des Druckens zusammengesetzt.

DE 31 09 054 C2 beschreibt einen Nadel-Druckkopf mit gleichförmigen Querschnittsflächen der Wege des magnetischen Flusses zwischen einander benachbarten magnetischen Kreisen.

Schließlich beschreibt DE-OS 21 10 410 einen Modaik-Druckkopf mit zylindrischen Spulenkernen, die zusammen mit dem Joch aus einem einzigen Gußteil bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckkopf gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches derart zu gestalten, daß die wirksame Querschnittsfläche des Magnetspulenkörpers vergrößert und die Gefahr magnetischer Interferenz zwischen den Magnetspulen auf wirtschaftliche Weise verringert wird; insgesamt soll der Wirkungsgrad, d. h. insbesondere die Betriebsgeschwindigkeit des Druckkopfes so groß wie möglich gemacht werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt - teilweise weggeschnitten - eine Seitenan­ sicht einer Ausführungsform eines Druckkopfes.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht des Kernele­ ments 2 des Druckerkopfes gemäß Fig. 1.

Die Fig. 4 und 5 sind Schnittansichten gemäß der Schnitt­ linien IV-IV bzw. V-V in Fig. 3.

Fig. 6 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht des Kernelementes von Fig. 3.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Flugzei­ ten der Druckdrähte in Abhängigkeit von verschieden großen Gruppen von Magnetkreisen.

Der in Fig. 1 dargestellte Druckkopf hat ein Joch 1 aus magneti­ sch leitendem Material und einen Kern 2, ebenfalls aus magnetisch leitendem Ma­ terial, mit einer geeigneten Anzahl von Kernen 2 a in Umfangs­ richtung und in gleichen Abständen mittels Schrauben 6 zusammen­ gefügt, und zwar unter Zwischenfügung eines ringförmigen Dauer­ magneten 3. Kernelement 2 ist im wesentlichen kreisförmig und umfaßt zusätzlich zu den Kernen 2 a eine äußere Umfangswand 2 b sowie eine Bodenwand 2 c, eine Zentralbohrung 15 aufweisend. Fer­ ner erkennt man eine Blattfeder 5, die ebenfalls kreisförmig und mit einer Anzahl von Zungen 5 a versehen ist, die sich ihrerseits radial einwärts erstrecken; die Blattfeder ist zwischen Joch 1 und ringförmigem Dauermagneten 3 eingefügt. Ein Anker 4 ist auf den freien Enden der Zungen 5 a der Blattfeder 5 gelagert. Ein Ende eines Armes 9 ist an jedem Anker 4 befestigt, und ein Ba­ sisende eines Druckdrahtes 10 ist am anderen Ende des Armes 9 befestigt. Die Druckdrähte 10 laufen durch das Innere einer Nase 11, die am Joch 1 mit Schrauben 7 befestigt ist. Die freien En­ den der Druckdrähte 10 reichen bis zur Stirnfläche 11 a der Nase 11. Eine Magnetspule 8 ist auf jeden der Kerne 2 a aufgewickelt, und derjenige Teil des Joches 1, der dem freien Ende eines jeden Kernes 2 a zugewandt ist, ist mit einem Schlitz 1 a zur Aufnahme des Ankers 4 versehen.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist Anker 4 demgemäß im Luftspalt eingelassen, der sich zwischen der freien Endfläche des Kernes 2 a und der seitlichen Oberfläche des Schlitzes 1 a befin­ det. Anker 4 ist mit einer Nut 14 zur Verringerung der Massen­ trägheit ohne wesentliche Steigerung der Dichte des magnetischen Flusses hierin ausgestattet. Wird die Magnetspule 8 nicht be­ aufschlagt, so wird Anker 4 gegen das freie Ende des Kernes 2 a aufgrund der Anziehungskraft des Dauermagneten 3 hin verschoben, wobei der magnetische Fluß durch die äußere Umfangswand 2 b des Kernelementes 2 hindurchtritt, durch jeden der Kerne 2 a, durch den Anker 4, durch das Joch 1 und durch den Dauermagneten 3.

Wird Magnetspule 8 zu diesem Zeitpunkt beaufschlagt, so daß die Wirkung des Dauermagneten 3 aufgehoben wird, so wird Anker 4 elastisch von der freien Endfläche des Kernes 2 a durch die Rück­ stellkraft der Zungen 5 a der Blattfeder 5 zurückgestoßen. Druck­ draht 10, der mittels eines Armes 9 am Anker 4 befestigt ist, springt damit von der Stirnfläche 11 a der Nase 11 heraus und bildet einen gewünschten Druck durch Anschlagen an ein Kohlen­ stoffband und an eine Papierfläche, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind.

Aus Fig. 1 erkennt man ferner, daß das Joch 1 mit einem Umfangs- bereich 1 b versehen ist, der von Kernelement 2 radial nach außen ragt und einen Spalt g mit einem gegenüberliegenden Ring 12 bildet, der seinerseits auf der äußeren Fläche des Kern­ elementes 2 sitzt. Auf diese Weise ist ein magnetischer Nebenschluß gebildet zum Dauermagnet 3 durch den magnetischen Spalt g zwischen Umfangsbereich 1 b des Joches 1 und Ring 12. Der innere magnetische Widerstand des Dauermagneten 3 in bezug auf den magnetischen Fluß, der von Magnetspule 8 erzeugt wurde, wird somit verrin­ gert, und die elektrische Leistung, die an die Magnetspule 8 angelegt werden muß, um den Magnetismus des Dauermagneten aufzu­ heben und den Anker 4 mit der Federkraft der Blattfeder 5 anzu­ treiben, läßt sich somit verringern.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen das Kernelement 2 ohne die Magnet­ spule 8. Kernelement 2 ist im wesentlichen ringförmig und hat eine Zentralbohrung 15. Kern 2 a ist dem Boden 2 c des Kernele­ mentes 2 angeformt und ragt parallel zur äußeren Umfangswand 2 b hervor. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels er­ strecken sich fächerförmig angeordnete Basisteile 2 d, die aus örtlich verdickten Bodenbereichen bestehen, von der äußeren Wand 2 b zur zentralen Bohrung 15; zwei der Kerne 2 a ragen von jedem dieser Basisteile 2 d hervor.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Kernelement 2 mit vierundzwanzig Kernen 2 a ausgestattet. Diese vierundzwanzig Ker­ ne 2 a sind in zwölf Gruppen zusammengefaßt, von denen jede aus zwei Kernen 2 a besteht. Wie man aus den Fig. 4 und 5 erkennt, sind diejenigen Querschnittsflächen der magnetischen Wege zwischen einander benachbarten Kernen 2 a, die zu denselben Gruppen gehören, größer als jene der aneinander benachbarten Kerne 2 a, die zu unterschiedlichen Gruppen gehören, und der Un­ terschied ist in Fig. 4 durch Schraffur veranschaulicht.

Bei einem solchen Vierundzwanzig-Stift-Druckerkopf sind die Druckdrähte 10 typischerweise in zwei Reihen und versetzt an der Stirnfläche 11 a der Nase 11 angeordnet, so daß die Druckdrähte der verschiedenen Reihen alternierend angetrieben werden können, um die gewünschten Druckvorgänge auszuführen. Gemäß der vorlie­ genden Ausführungsform entsprechen die Kerne 2 a, die zu ein und derselben Gruppe gehören, zwei der Druckdrähte 10, die zu den verschiedenen Reihen an der Stirnfläche 11 a der Nase 11 gehören. Fig. 7 zeigt die Flugzeiten der Druckdrähte, wenn die zwölf Druckdrähte auf einer der Reihen in einem Vierundzwanzig-Stift- Druckerkopf angetrieben werden.

Während die Flugzeiten der Druckdrähte bei einem vorbekannten Druckerkopf etwa 430 Mikrosekunden betrugen, wobei die Quer­ schnittsflächen der magnetischen Wege zwischen einander benach­ barten Kernen 2 a ohne Anordnung der Basisteile 2 d gleichförmig waren, wurde nunmehr die Flugzeit der Druckdrähte um etwa 10% auf annähernd 390 Mikrosekunden verringert, entsprechend einem Druckerkopf gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wobei vier­ undzwanzig Kerne 2 a in zwölf Gruppen zusammengefaßt wurden. Ähnliche Untersuchungen wurden in jenen Fällen vorgenommen, in welchen die Kerne in acht, sechs oder vier Gruppen unterteilt wurden. Es hat sich herausgestellt, daß die Flugzeiten der Druckdrähte in allen Fällen verringert wurden. Die besten Ergebnisse erhielt man jedoch dann, wenn die Kerne in zwölf Gruppen unterteilt wurden.

Claims (2)

1. Druckkopf mit einer Mehrzahl magnetischer Kreise, deren jeder einen Anker (4) aufweist, eine diesen abstützende Feder (5 a), einen Dauermagneten (3), der auf den Anker (4) in einer Richtung einwirkt sowie einen Elektromagneten (2 a, 8), der derart aktivierbar ist, daß die Wirkung der Feder (5 a) aufgehoben wird, ferner mit einer Mehrzahl von Einzelmagneten mit jeweils einem Einzelkern (2 a) und einer diesem zugeordneten Wicklung (8), gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) der Druckkopf weist zwei Satz von Druckdrähten (10) auf, die abwechselnd beaufschlagt werden;
• b) die Einzelkerne (2 a) sind Bestandteil eines Kernkörpers (2), der eine Umfangswand (2 b) sowie einen Boden (2 c) aufweist, an den die Einzelkerne (2 c) einteilig dem Boden angeformt sind;
• c) zwei zu derselben Gruppe gehörende, einander benachbarte Einzelkerne (2 a) haben eine gemeinsame Basis (2 d), die aus örtlich verdickten Bodenteilen besteht.

2. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Druckdrähte in zwei Reihen und versetzt angeordnet sind, und daß zwei der magnetischen Kreise, die zu derselben Gruppe gehören, zwei Druckdrähten entsprechen, die zu verschiedenen Reihen gehören.