DE3832564A1 - Druckkopf fuer einen mehrfarbenrasterdrucker - Google Patents
Druckkopf fuer einen mehrfarbenrasterdruckerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckkopf für einen Mehrfarbenrasterdrucker
der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art, der vorzugsweise zur mehrfarbigen Aufzeichnung
von analogen Meßwerten und alpha-numerischen
Texten auf einem ablaufenden Aufzeichnungsträger bestimmt
ist.
Derartige Druckköpfe sind beispielsweise als Nadeldrucker
bekannt. Bei diesen wird das Schriftbild während
des Druckvorganges aus einzelnen gleichartigen Elementen
zusammengesetzt, welche mit Druckstiften erzeugt
werden. Diese Druckstifte werden hierbei mit Elektromagneten
betätigt, die von einem Zeichengenerator gesteuert
werden.
Elektromagnetisch gesteuerte Druckköpfe eignen sich wegen
ihres nicht unerheblichen Platzbedarfs nicht für
bestimmte Anwendungszwecke, z. B. schreibende Meßgeräte
kleinerer Abmessungen, bei welchen mehrere Druck- oder
Schreibsysteme auf engem Raum nebeneinander angeordnet
sind. Auch dürfen derartige Druckköpfe, da sie häufig
aus Akkumulatoren oder Batterien betrieben werden, nur
eine geringe Leistungsaufnahme haben.
Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, zum Antrieb anstelle
von Elektromagneten piezoelektrische Biegeschwinger
zu verwenden (DE-AS 12 67 241, US-PS 44 20 266).
Derartige Antriebssysteme haben sich vermutlich bei
Druckköpfen der gattungsgemäßen Art nicht einführen
können, da die Auslenkung piezoelektrischer Biegeschwinger
zum Vorschub der Druckspitzen gegen den ablaufenden
Aufzeichnungsträger zu gering ist. Wegen
dieses Nachteils wurden mit der US-PS 44 20 266 mehrschichtige
piezoelektrische Biegeschwinger empfohlen.
Ein derartiges Antriebssystem hat jedoch einen vergleichsweise
großen Platzbedarf und ist gegenüber einem
einschichtigen Biegeschwinger kostspielig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
für einen Druckkopf der gattungsgemäßen Art einen mit
einschichtigen piezoelektrischen Biegeschwingern arbeitenden
Antrieb zu schaffen, der bei hoher Schreibleistung,
geringer Leistungsaufnahme und kompakter Bauweise
eine rasche Signalverarbeitung gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die mit dem Hauptanspruch
gekennzeichneten Merkmale a) bis e) angegeben.
Diese Merkmale tragen in Kombination miteinander dazu
bei, daß die Druckspitzen bei Verwendung nur einschichtiger
piezoelektrischer Biegeschwinger den für den Abdruck
erforderlichen vergleichsweise großen Vorschubweg
rasch durchlaufen.
Nach dem Merkmal a) wird die Auslenkung eines piezoelektrischen
Biegeschwingers durch Einsatz eines Hebelarmes
zwischen Biegeschwinger und Druckspitze vergrößert.
Nach dem Merkmal b), nach welchem nur die Druckspitzen
zum Zwecke der Markierung vorzuschieben sind, während
der die Schreibflüssigkeit enthaltende Tank feststehend
ist, ist die Masse des der Markierung dienenden Elementes
erheblich reduziert, wodurch gleichfalls die
Schreibgeschwindigkeit erhöht wird.
Nach dem Merkmal c) sind die Steuerimpulse zur Erregung
des piezoelektrischen Biegeschwingers in ihrer
Impulsbreite so bemessen, daß deren Grundfrequenz der
Resonanzfrequenz des Schwingsystems, das von Biegeschwinger,
Hebelarm und dem Druckelement gebildet wird,
etwa entspricht, was gleichfalls zu einer optimalen
Ausnutzung der Impulsenergie führt.
Mit Merkmal d) wird der Biegeschwinger entgegen der
Schwingrichtung des Schreibvorganges elastisch vorgespannt.
Diese Vorspannung wird dadurch erzeugt, daß der
piezoelektrische Biegeschwinger durch eine elektrische
Gleichspannung vorerregt wird. Zur Erzeugung des
Schreibvorganges wird der Biegeschwinger mit der
Gleichspannung entgegengerichteten Spannungsimpulsen
erregt, deren Amplitude so groß wie oder größer als der
Absolutwert der Vorspannung ist. Hierdurch wird der
Biegeschwinger nicht nur infolge des Steuerimpulses in
Richtung auf den Aufzeichnungsträger, sondern auch unter
der Wirkung der elastischen Vorspannung ausgelenkt,
wodurch sich der Impulsenergie die freiwerdende
kinetische Energie überlagert.
Notwendig bei einer derartigen Anordnung ist, daß die
rasche und starke Auslenkbewegung des Biegeschwingers
bzw. des mit diesem verbundenen Hebelarmes in Bereitschaftsstellung
begrenzt wird. Diesem Zweck dienen
Anschläge gemäß Merkmal e).
Weitere, die Erfindung ausgestaltende und verbessernde
Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9.
Eine für den Austausch der Schreibspitzen besonders
günstige Konstruktion ergibt sich nach den mit den
Ansprüchen 2, 5, 7 und 8 vorgeschlagenen Merkmale.
Der Vorschlag gemäß Anspruch 3 dient einer einfachen
Justierung der Biegeschwinger bei kompakter Bauweise,
wobei die versetzte Anordnung gemäß Anspruch 4 weiterhin
zu dieser kompakten Bauweise beiträgt.
Der mit Merkmal e) des Hauptanspruchs vorgeschlagene
Anschlag läßt sich nach der mit Anspruch 6 gekennzeichneten
Ausgestaltung in sehr einfacher Weise realisieren.
Um einen gleichmäßigen Abdruck sicherzustellen, ist es
bei dem Druckkopf der gattungsgemäßen Art wichtig, daß
die nebeneinanderliegenden Druckspitzen über die gesamte
Aufzeichnungsbreite stets gleichen Abstand zum
Aufzeichnungsträger einhalten.
Dies ist mit der halbkardanischen Aufhängung gewährleistet,
die Gegenstand des Anspruches 9 ist.
Die oben nur kurz erwähnten Merkmale sind ausführlich
nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele,
die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 teilweise geschnittene Seitenansicht des Druckkopfes
nach einem ersten Ausführungsbeispiel
mit Aufzeichnungsvorrichtung,
Fig. 2 teilweise geschnittene Vorderansicht, gesehen
längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 teilweise geschnittene Aufsicht des Druckkopfes
im Bereich der piezoelektrischen Biegeschwinger,
Fig. 4 Seitenansicht des Schuhteiles mit piezoelektrischen
Biegeschwingern,
Fig. 5 Seitenansicht des Schuhteiles mit piezoelektrischen
Biegeschwingern nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 Aufsicht auf das Schuhteil gemäß Fig. 5,
Fig. 7 Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 perspektivische Teilansicht einer Aufzeichnungsvorrichtung
mit Druckkopf nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 Spannungszeitdiagramm zur Veranschaulichung der
Steuerspannungen und
Fig. 10 vergrößerte Darstellung eines Biegeschwingers
mit Hebelarm in Bereitschafts- und Schreibstellung
in vergrößerter und vereinfachter Darstellung.
Der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäßen Druckkopfes
ist zunächst anhand des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiels erläutert.
Der Druckkopf 10 setzt sich aus drei lösbar miteinander
verbundenen Baugruppen zusammen, nämlich:
- 1. Tank 12 mit nebeneinander liegenden Tintenkammern 15. An der Vorderseite des Tanks 12 sind Lager 16 vorgesehen, in welchen die in den Druckspitzenträgern 11 eingesetzten Druckspitzen 11 a in Richtung auf die Papiertransportwalze 41 radial verschiebbar gelagert sind, so daß diese in Richtung des Doppelpfeiles C bewegt werden können. Die Druckspitzen 11 a stehen jeweils mit einer Tintenkammer 15 über flexible Kapillarschläuche 13 in Verbindung. Der Tank 12 bildet zusammen mit den selbstschreibenden Druckspitzen 11 a eine austauschbare Schreibspitzeneinheit.
- 2. Gehäuseartiger Schlitten 21. Die Schreibspitzeneinheit 11-16 ist lös- und festlegbar auf die Oberseite des Schlittens 21 aufgesetzt. Diese Anordnung und Montage gestattet einen einfachen Austausch, wenn die Schreibspitzen verbraucht und/oder die im Tank befindliche Tinte verbraucht ist.
- 3. Schuhteil 25 mit an diesem befestigten piezoelektrischen Biegeschwinger 20 (a-f) sowie schwenkbar an diesem gelagerten Hebelarm 22. Wie die Fig. 1 und 3 erkennen lassen, sind jeweils sechs Biegeschwinger 20 mit dem Schuhteil 25 bis 26 (vgl. Fig. 4) derart fest verbunden, vorzugsweise verklebt, daß die Schwinger 20 an ihren freien Enden Schwingungen in Richtung des Doppelpfeiles C ausführen können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Biegeschwinger 20 a bis 20 c oberhalb der Schlitten 21 und Schuhteil 25 durchsetzenden Führungswelle 30 und drei Biegeschwinger 20 d bis 20 f (vgl. Fig. 1) unterhalb dieser Führungswelle um eine halbe Teilung gegenüber den oben gelegenen Biegeschwingern 20 a bis 20 c versetzt angeordnet. Wie die Darstellung in Fig. 1 erkennen läßt, greifen die Biegeschwinger 20 mit ihren freien Enden jeweils in eine Nut der Kupplungsklaue 24 des Hebelarmes 22 ein, wobei die Hebelarme 22 auf der Achse 23 des Schuhteiles 25 verschwenkbar gelagert sind. An ihren vorn gelegenen Enden sind sie mittels der Kupplungsklauen 24 mit den Mitnehmern 14 der Druckspitzenträger verbunden.
Damit ist der erfindungsgemäße Druckkopf so aufgebaut, daß
sowohl die Schreibspitzeneinheit als auch das Schuhteil 25
mit den Biegeschwingern 20 a bis f und den dazu gehörigen
Betätigungshebeln als geschlossene Bauteile in den Schlitten
eingesetzt oder an diesen angesetzt werden können.
Wie vor allem die Darstellung in Fig. 1 deutlich macht,
ist der erfindungsgemäße Druckkopf 10 für eine Aufzeichnungsvorrichtung
bestimmt und geeignet, bei welcher Aufzeichnungen
auf einem aus einem Papierstreifen 40 bestehenden
Aufzeichnungsträger zu machen sind, welcher von der Papiervorratsrolle
42 abgezogen und über die Papiertransportwalze
41 in Richtung des Pfeiles B transportiert wird.
Der Druckkopf 10 wird hierbei längs der an der Trägerplatte
31 angeordneten Führungswelle 30 mittels eines Transportzahnriemens
33 in Richtung des Doppelpfeiles A (vgl. Fig. 2)
gesteuert von einem nicht dargestellten Zeichengenerator
verfahren. Die an der Trägerplatte 31 vorgesehene und sich
über die Breite des Gerätes erstreckende Schiene 32 dient
zusammen mit der Welle 30 als Führung für den Druckkopf.
Zur Erzeugung einer Markierung, z. B. eines Meßpunktes oder
eines Schriftzeichens, auf dem Papierstreifen 40 werden die
piezoelektrischen Biegeschwinger 20 a bis f mittels
elektrischer Spannungsimpulse erregt, wodurch das vordere
Ende des jeweiligen Biegeschwingers unter der Wirkung der
Elektrostriktion ausgelenkt wird. Die Auslenkbewegung wird
über den Hebelarm 22 vergrößert und über die aus Klaue 24
und Mitnehmer 14 bestehende Kupplung auf den Druckspitzenträger
11 und damit auf die Druckspitze 11 a übertragen,
welch letztere in Abhängigkeit von der Dauer des Impulses
und der Vorschubgeschwindigkeit des Papierstreifens eine
mehr oder minder große Markierung auf dem Papierstreifen 40
hinterläßt. Nach Ablauf der Impulsdauer b kehrt der Biegeschwinger
20 unter der Wirkung der negativen Vorspannung
wieder in seine Ausgangslage zurück und mit ihm die
Schreibspitze 11 a.
In dieser Weise werden mit dem sechs Schreibspitzen 11 a
aufweisenden Druckkopf 10 sowohl Meßwerte als auch bei entsprechender
Kodierung alphanumerische Texte in einer oder
mehreren Farben aufgezeichnet.
Ein derartiger Druckkopf eignet sich vorzugsweise wegen
seiner kleinen Abmessungen für Meßwertschreiber, welche der
Aufzeichnung unterschiedlicher Meßkurven dienen und bei
welchen der Aufzeichnungsträger mit alphanumerischen Texten
zusätzlich beschriftet werden kann.
Ein derartiger Meßwertschreiber, wie er im Detail und im
Schnitt in Fig. 1 dargestellt ist, ist mit der perspektivischen
Darstellung gemäß Fig. 8 veranschaulicht. Der bei
diesem Meßwertschreiber vorgesehene Druckkopf entspricht
dem zweiten Ausführungsbeispiel, dessen Details genauer mit
den Fig. 5 bis 7 dargestellt sind. Übereinstimmende Teile
in Fig. 8 sind mit gleichen Ziffern und entsprechende
Teile mit strichindizierten Ziffern bezeichnet, so daß hinsichtlich
dieser Teile auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen
werden kann.
In Fig. 8 ist aus Gründen der besseren Darstellung der
Schlitten 21′ gestrichelt angedeutet, so daß das in seinem
Inneren gelegene Schuhteil 25′ mit den Biegeschwingern 20 a′
bis 20 c′ erkennbar wird. Exemplarisch ist nur eine Kupplungsklaue
24′ der insgesamt sechs Klauen gezeigt. In Explosionsdarstellung
schräg oberhalb des Schlittens 21′ ist
der Tank 12′ zu erkennen, der bei diesem Ausführungsbeispiel
auf eine Trägerplatte 12 a′ aufgesetzt ist, an deren
Vorderseite als Lager 16′ ein im Querschnitt U-förmiger Ansatz
vorgesehen ist. In diesem sind nebeneinander die
Schreibspitzenträger 11′ angeordnet, welche entsprechend
der Auslenkbewegung der Biegeschwinger 20′ in Richtung des
Doppelpfeiles C verschiebbar sind. Die Druckspitzenträger
11′, an deren unteren Enden die Druckspitzen 11 a erkennbar
sind, sind mit Mitnehmern 14′ mit den Kupplungsklauen 24′
der Hebelarme 22′ (vgl. Fig. 7) verbindbar, wie dies auch
mit einer Bezugslinie angedeutet ist. Anders als bei der
Anordnung gemäß Fig. 1 sind die flexiblen Kapillarschläuche
13′, welche die Druckspitzen 11 a mit Tinte versorgen,
geschützt unterhalb des Tanks 12′ geführt, wodurch sich außerdem
ein besserer Tintentransport ergibt.
Der Druckkopf ist auch in diesem Fall mittels des Zahnriemens
33 parallel zur Walze 42 auf der Führungswelle 30 verschiebbar,
wobei anstelle der Anschlagschiene 32 bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine zweite Führungswelle
34 für die vordere Abstützung sorgt.
Für eine einwandfreie Beschriftung des Aufzeichnungsträgers
40 ist es wichtig, daß der Druckkopf mit seinen Druckspitzen
11 a exakt parallel zu dem auf der Papiertransportwalze
41 aufliegenden Aufzeichnungsträger 40 geführt wird. Um
dies sicherzustellen, ist die Trägerplatte 31, an welcher
die Führungswellen 30 und 34 befestigt sind, mittels eines
Pendellagers 35 halbkardanisch an dem nicht dargestellten
Gestell des Meßwertschreibers aufgehängt, wobei die Trägerplatte
31 mit ihrem vorn gelegenen, abgekröpften Führungsteil
31 a auf der Papiertransportwalze 41 aufliegt. Beidseitig
des Pendellagers 35 zwischen Trägerplatte 31 und
Schreibergestell eingespannte Schraubenfedern 36 sorgen für
eine satte Anlage des Führungsteiles 31 a an der Transportwalze
41. Ebenfalls mit der Trägerplatte 31 verbunden ist
der Antriebsmotor 37, der über ein nicht dargestelltes Abtriebsritzel
und den Transportzahnriemen 33, der über Umlenkrollen
38 geführt ist, den Druckkopf längs der Führungswellen
30, 34 verfährt.
Mit den Fig. 5 bis 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform
des Schuhteiles 25′ gezeigt, wie dieses für den in Fig. 8
angedeuteten Druckkopf notwendig ist.
Der Grundkörper des Schuhteils 25′ besteht aus Metall, z. B.
Zinkguß oder dgl. bleibend verformbaren Material. Auf seiner
Oberseite sind die Biegeschwinger 20′ mit ihren hinteren
Enden bei 26′ auf den Armen 25 a′ durch Kleben befestigt.
Die Arme 25 a′ sind so dimensioniert, daß sie in
Richtung des Doppelpfeiles C verbogen werden können. Da das
Schuhteil 25′ aus bleibend verformbarem Metall besteht,
können die Arme 25 a′ in eine von der Darstellung abweichende
Position gebracht werden. Hierdurch verändert sich
gleichzeitig die Lage der Biegeschwinger 20′, was notwendig
ist, um bei der Montage die Biegeschwinger 20′ so justieren
zu können, daß ihre vorn, d. h. in Fig. 5 links, gelegenen
Enden auf gleiches Niveau gebracht werden können. In Fig. 5
ferner ersichtlich ist die Bohrung 27′ zur Aufnahme der
Führungswelle 30 sowie die Schwenkachse 23′, auf welcher
verschwenkbar die Hebelarme 22′ gelagert sind, die genauer
in dem Schritt gemäß Fig. 7 erkennbar sind.
Zur Verbindung des Schuhteiles 25′ mit einer Abschlußplatte
29 sind Anschlußbuchsen 25 b′ vorgesehen.
Die vorn gelegenen Enden der Biegeschwinger 20′ untergreifen
kraftschlüssig Nasen 24 a′ der Kupplungsklaue 24′ und
sind damit mit dieser in Arbeitsrichtung kraftschlüssig
verbunden. Zur Begrenzung der Auslenkung der Hebelarme 22′
weisen diese nahe der Kupplungsklaue 24′ Langlöcher 22 a′
auf, welche von einer Anschlagwelle 28 durchsetzt sind, die
beidendig in den Seitenteilen des Schuhteiles 25′ festgelegt
ist.
In Fig. 7 halb verdeckt durch den Hebelarm 22′ ist ein
zweiter Hebelarm erkennbar, welcher mit dem unten gelegenen
Biegeschwinger 20 d′ in gleicher Weise verbunden ist.
In der vergrößerten und übertriebenen Darstellung gemäß Fig. 10
soll zusammen mit dem Spannungszeitdiagramm gemäß
Fig. 9 die besondere Funktionsweise der nach vorliegender
Erfindung dimensionierten und bestromten Biegeschwinger
veranschaulicht werden.
Fig. 10 zeigt mit ausgezogenen Linien einen solchen Biegeschwinger
20 a′ in seiner Bereitschaftsstellung. Durch eine
negative Vorspannung Uv (vgl. Fig. 9) ist der Biegeschwinger
20 a′ so erregt, daß er entgegen der Schreibstellung
ausgelenkt ist und hierdurch die nicht dargestellte Druckspitze
vermittels des Hebelarmes 22′ mit Kupplungsklaue 24′
in einer von der Schreibstellung entfernten Position hält.
Begrenzt wird die Auslenkung dadurch, daß das Langloch 22 a′
von unten an der Anschlagwelle 28 anliegt. Um die Druckspitze
zur Erzeugung einer Markierung in die Schreibstellung
zu überführen, wird der piezoelektrische Biegeschwinger
20 a′ mit in Fig. 9 veranschaulichten Spannungsimpulsen
u erregt, deren Amplitude doppelt so groß wie der Absolutwert
der negativen Vorspannung Uv ist, wordurch diese Vorspannung
kompensiert wird und außerdem der Biegeschwinger
20 a′ eine Elektrostriktion in entgegengesetzter Richtung
erfährt. Die mechanische Vorspannung des Biegeschwingers
20 a′ sorgt dafür, daß die Druckspitze mit höherer Geschwindigkeit
die Nullage durchläuft und, bedingt durch die kinetische
Energie, einen kurzen und kräftigen Abdruck erzeugt.
Zur Beschleunigung der Bewegung trägt außerdem die Tatsache
bei, daß der wirksame Hebel H 22 des Hebelarmes 22′ größer
ist, als der wirksame Hebelarm H 20 des Biegeschwingers
20 a′.
Hat die Druckspitze die gewünschte Schreibstellung erreicht,
so schlägt dieselbe über den Aufzeichnungsträger 40
auf die Transportwalze 41, deren Arbeitsbereich aus dämpfendem
Gummi besteht, auf, wodurch nachteilige Überschwinger
vermieden werden. Mit gestrichelten Linien ist die Position
von Biegeschwinger 20 a′ und Hebelarm 22′ in Schreibstellung
angedeutet.
Wichtig für die erfindungsgemäße Anordnung ist, daß die
Grundfrequenz der Spannungsimpulse u in der Größenordnung
der Resonanzfrequenz des Schwingungssystems liegt, das im
wesentlichen gebildet ist aus dem Biegeschwinger 20 a′, dem
Hebelarm 22′ und dem in Fig. 10 nicht gezeigten Druckspitzenträger
mit Druckspitze. Das bedeutet, daß die Impulsbreite
b in der Größenordnung des Quotienten liegen
muß, wobei f₀ die Resonanzfrequenz des oben genannten
Schwingsystems ist.
Figurenlegende
10 Druckkopf
11, 11′ Druckspitzenträger
11 a Druck- bzw. Schreibspitze
12, 12′ Tank
12 a′ Trägerplatte
13, 13′ flexibler Schlauch
14, 14′ Mitnehmer (Kupplungsteil)
15 Kammern
16, 16′ Lager
20, 20 a bis 20 f; 20′, 20 a′ bis 20 f′ piezoelektrische Biegeschwinger
21, 21′ Schlitten
22, 22′ Hebelarm
22 a′ Langloch
23, 23′ Schwenkachse
24, 24′ Kupplungsklaue
25, 25′ Schuhteil
25 a′ Arm
25 b′ Anschlußbuchse
26, 26′ Verbindung mit Schuhteil
27, 27′ Bohrung
28 Anschlagwelle
29 Abschlußplatte
30 Führungswelle
31 Trägerplatte
31 a Führungsteil
32 Anschlagschiene
33 Transportzahnriemen
34 Führungswelle
35 Pendellager
36 Schraubenfedern
37 Antriebsmotor
38 Umlenkrollen
40 Aufzeichnungsträger, Papierstreifen
41 Papiertransportwalze
42 Papiervorratsrolle
11, 11′ Druckspitzenträger
11 a Druck- bzw. Schreibspitze
12, 12′ Tank
12 a′ Trägerplatte
13, 13′ flexibler Schlauch
14, 14′ Mitnehmer (Kupplungsteil)
15 Kammern
16, 16′ Lager
20, 20 a bis 20 f; 20′, 20 a′ bis 20 f′ piezoelektrische Biegeschwinger
21, 21′ Schlitten
22, 22′ Hebelarm
22 a′ Langloch
23, 23′ Schwenkachse
24, 24′ Kupplungsklaue
25, 25′ Schuhteil
25 a′ Arm
25 b′ Anschlußbuchse
26, 26′ Verbindung mit Schuhteil
27, 27′ Bohrung
28 Anschlagwelle
29 Abschlußplatte
30 Führungswelle
31 Trägerplatte
31 a Führungsteil
32 Anschlagschiene
33 Transportzahnriemen
34 Führungswelle
35 Pendellager
36 Schraubenfedern
37 Antriebsmotor
38 Umlenkrollen
40 Aufzeichnungsträger, Papierstreifen
41 Papiertransportwalze
42 Papiervorratsrolle
Claims (9)
1. Druckkopf für einen Mehrfarbenrasterdrucker, mit
mehreren nebeneinander angeordneten Druckspitzen,
welche jeweils am freien Ende einseitig eingespannter,
elektrisch steuerbarer piezoelektrischer
Biegeschwinger vorgesehen und mit diesen gegen einen
ablaufenden Aufzeichnungsträger vorschiebbar sind,
wobei der von einem Zeichengenerator gesteuerte
Druckkopf quer zur Ablaufrichtung des Aufzeichnungsträgers
verfahrbar ist, gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
- a) Die Druckspitzen (11 a) sind mit verschwenkbar gelagerten Hebelarmen (22, 22′) verbunden, welche von den piezoelektrischen Biegeschwingern (20, 20′) betätigbar sind und letztere zur Vergrößerung des Auslenkweges (S 20) verlängern.
- b) Die als selbstschreibende Tintenschreibspitzen ausgebildeten Druckspitzen (11 a) sind in feststehenden Lagern (16, 16′) gegen den Aufzeichnungsträger (40) verschiebbar gelagert und über flexible Schläuche (13, 13′) mit einem Tintentank (12, 12′) verbunden, wobei der Tank (12, 12′) und die Lager (16, 16′) gegenüber den Biegeschwingern (20, 20′) und den Hebelarmen (22, 22′) feststehend angeordnet sind.
- c) Die Biegeschwinger (20, 20′) sind mit Steuerimpulsen (u) ansteuerbar, deren Breite (b) in der Größenordnung des Quotienten liegen, wobei f₀ die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems, bestehend aus Biegeschwinger (20, 20′), Hebelarm (22, 22′) und Druckspitzenträger (11, 11′) mit Druckspitze (11 a), ist.
- d) Die Biegeschwinger (20, 20′) sind mittels einer elektrischen Gleichspannung (U v ) derart vorgespannt, daß die Druckspitzen (11 a) in Bereitschaftsstellung um eine dem Weg aus der Nullage des Biegeschwingers (20, 20′) in die Schreibstellung entgegengesetzte Strecke ausgelenkt sind, wobei die Steuerimpulse (u) der Gleichspannung (U v ) entgegengerichtet und eine Amplitude haben, welche gleich wie oder größer als der absolute Werk der Gleichspannung (U v ) ist.
- e) Zur Begrenzung der Auslenkung in Bereitschaftsstellung sind den Hebelarmen (22′) Anschläge (28) zugeordnet.
2. Druckkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein
Schuhteil (25, 25′) mit dem mehrere nebeneinander
angeordnete Biegeschwinger (20, 20′) einerends fest
verbunden, vorzugsweise verklebt, sind und an dem
die Hebelarme (22, 22′) schwenkbar gelagert sind,
welche mit dem anderen Ende der Biegeschwinger (20,
20′) kraftschlüssig und über Kupplungen (22 a, 14,
22 a′, 14′) mit den Druckspitzen (11 a) lösbar verbunden
sind.
3. Druckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Biegeschwinger (20, 20′) an Armen (25 a,
25 a′) des Schuhteils (25, 25′) angebracht sind,
welche zur Positionierung der Biegeschwinger (20,
20′) in einer senkrecht zum Biegeschwinger (20,
20′), parallel zu seiner Schwingrichtung (C) verlaufenden
Richtung bleibend verformbar sind.
4. Druckkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Biegeschwinger (20, 20′) auf der
Ober- und Unterseite des Schuhteils (25, 25′) versetzt
zueinander angeordnet sind.
5. Druckkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungen jeweils aus einer
gabelförmigen Klaue (24 a, 24 a′), die am schreibspitzenseitigen
Ende des Hebelarmes (22, 22′) vorgesehen
ist, und einen Mitnehmer (14, 14′) bestehen, welcher
an einem die Druckspitze (11 a) aufnehmenden Träger
(11, 11′) vorgesehen ist.
6. Druckkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß im Schuhteil (25′) nahe der
Kupplung (24 a′), eine quer zu den Hebelarmen (22)
verlaufende Welle (28) vorgesehen ist, welche als
Begrenzungsanschlag für die Hebelarme (22′) dient.
7. Druckkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schuhteil (25, 25′) mit den
Biegeschwingern (20, 20′) und den Hebelarmen (22,
22′) in einem gehäuseartigen Schlitten (21, 21′)
lösbar angeordnet ist, welcher auf Führungswellen
(30, 34) quer zur Vorschubrichtung des Aufzeichnungsträgers
(40) verfahrbar ist.
8. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckspitzenträger (11, 11′)
mit den die Druckspitzen (11, 11 a) an einer mit dem
Schlitten (21, 21′) lösbar verbundenen, den Tank
(12, 12′) enthaltenden Kassette gelagert sind, welche
mit den Druckspitzen (11 a) über Schläuche (13,
13′) verbundene Tintenkammern (15) aufweist.
9. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungswellen (30, 34) des
Druckkopfes an einer bezüglich eines Druckergestelles
halbkardanisch gelagerten Trägerplatte (31) vorgesehen
sind und letztere mit einem Führungsteil
(31 a) form- und reibschlüssig an der Papiertransportwalze
(41) anliegt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 1989-03-31 FR FR8904448A patent/FR2645075B1/fr not_active Expired - Fee Related
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GB2229675A (en) | 1990-10-03 |
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