DE3832755A1

DE3832755A1 - Needle print head

Info

Publication number: DE3832755A1
Application number: DE19883832755
Authority: DE
Inventors: Haruo Inoue; Mikio Hayashi
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1987-06-18
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1989-04-13
Also published as: JPS63316044A

Abstract

In a needle print head in which the needles (11) are attached to the free end in each case of an electromagnetically actuated drive element (B) and are guided displaceably in guide holes (13) of a guide member (12), the guide holes are designed as elongate holes whose longitudinal direction lies in the direction in which the associated needle (11) is bent due to a swivel movement of the drive element (B). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Nadeldruckkopf, d. h. einen Druckkopf für einen Nadeldrucker, als auch Punktanschlag drucker bezeichnet.The invention relates to a wire print head, i. H. one Printhead for a dot matrix printer as well as a dot stop referred to printer.

Es sind derartige Druckköpfe mit einem sogenannten direkten Nadelanschluß bekannt, bei denen die Nadeln direkt am freien Ende eines jeweiligen Antriebselements befestigt sind, beispielsweise festgeschweißt sind. Bei einem solchen Druckkopf führen die elektromagnetisch betätigten Antriebs elemente bei der Betätigung eine Schwenkbewegung aus, wo durch die Nadeln zur Durchführung des Druckes vor und zu rück bewegt werden.They are such printheads with a so-called direct one Needle connection known, in which the needles directly on attached free end of each drive element are welded, for example. With such a Print head guide the electromagnetically actuated drive elements when actuating a swivel movement from where through the needles to carry out the pressure before and to be moved back.

Für diese Art von Druckkopf sind zur Führung der Nadeln verschiedene Arten von Führungsgliedern bekannt. Die mei sten weisen eine Vielzahl annähernd kreisförmiger Führungs löcher auf, die nach Maßgabe der Vielzahl von Nadeln ange ordnet sind. Je eine Nadel ist verschiebbar in ein jeweili ges dieser Führungslöcher eingeführt. In einem anderen Fall (JP-A-1 311 838/1984) ist das Führungsglied mit zwei gegenüberliegenden gekrümmten Führungskanälen versehen, von denen jeder eine Vielzahl von Nadeln aufnimmt, um diese zu führen.For this type of printhead are used to guide the needles known different types of leadership members. The mei Most have a variety of approximately circular guide holes that are in accordance with the large number of needles are arranged. One needle can be slid into each ges introduced these guide holes. In another case (JP-A-1 311 838/1984) is the guide link with two opposite curved guide channels provided by each of which holds a variety of needles to close them to lead.

Da bei dem erwähnten direkten Nadelanschluß jede Nadel am freien Ende eines zugehörigen Antriebselements befestigt ist, wird sie infolge der Schwenkbewegung dieses Antriebs elements in einer Richtung senkrecht zu ihrer hin- und her gehenden Bewegung gebogen. Infolge dieses Biegens wird die Nadel gegen die innere Seitenwand eines Führungslochs ge drückt, was den Reibungswiderstand erhöht und damit die Gleitfähigkeit beeinträchtigt.Since with the direct needle connection mentioned, each needle on attached free end of an associated drive element is due to the pivoting movement of this drive elements back and forth in a direction perpendicular to theirs going motion curved. As a result of this bending, the Needle against the inner side wall of a pilot hole expresses what increases the frictional resistance and thus the Slidability impaired.

Zur Vermeidung einer Zunahme des Reibungswiderstandes könnte der Durchmesser des Führungslochs so dimensioniert werden, daß er dem Betrag der Biegung der Nadel angepaßt ist. Bei nahezu kreisförmigen Führungslöchern würde dies jedoch zu einem deutlich größeren Durchmesser als dem Durchmesser der Nadel selbst führen, so daß das Führungs loch Schwingungen der Nadel nicht mehr unterdrücken könnte. Im Fall der beiden gekrümmten Führungskanäle, die gegen überliegend im Führungsglied ausgebildet sind, würden die Nadeln in der Krümmungsrichtung der Führungskanäle vibrie ren, was die Reaktionsgeschwindigkeit der Nadeln beein trächtigen und einem schnellen Druck im Wege stehen würde.To avoid an increase in frictional resistance the diameter of the pilot hole could be dimensioned so be adjusted to the amount of bending of the needle is. With almost circular guide holes, this would however to a much larger diameter than that Guide the diameter of the needle itself so that the guide hole could no longer suppress vibrations of the needle. In the case of the two curved guide channels that oppose are formed overlying in the guide member, the Needles in the direction of curvature of the guide channels vibrie ren, which affects the reaction speed of the needles pregnant and would stand in the way of quick pressure.

Wenn der Druckkopf über lange Zeit benutzt wird, führt die Vibration einer Nadel zu einem Lösen der Verbindung zwi schen der Nadel und dem Antriebselement.If the printhead is used for a long time, the Vibration of a needle to loosen the connection between the needle and the drive element.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckkopf der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem die Vibration der Na deln auf ein Minimum beschränkt ist, ohne daß die Gleitfä higkeit der Nadeln beeinträchtigt würde.The object of the invention is a printhead of the beginning to create specified type in which the vibration of the Na deln is kept to a minimum without the glide ability of the needles would be impaired.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Druckkopf gemäß dem Patentanspruch gelöst.According to the invention, this object is achieved by a printhead solved according to the claim.

Infolge der guten Gleitfähigkeit der Nadeln in dem Füh rungsglied oder in den Führungsgliedern, läßt sich eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit erzielen, die hohe Druckge schwindigkeiten erlaubt. Durch das weitgehende Unterdrücken von Schwingungen der Nadeln ist der Gefahr eines Lösens der Verbindung zwischen den Nadeln und ihren Antriebselementen entgegengewirkt. Due to the good sliding ability of the needles in the guide tion member or in the management members, one can achieve high reaction speed, the high Druckge speed allowed. By largely suppressing of vibrations of the needles is the danger of loosening the Connection between the needles and their drive elements counteracted.

Da die Führungslöcher oder Führungseinschnitte, in die die Nadeln verschiebbar eingesetzt sind, eine in der Richtung, in der die jeweilige Nadel bei der Schwenkbewegung des An triebselements gebogen wird, längliche Form aufweist, wer den die Nadeln im gebogenen Zustand nicht gegen die inneren Stirnwände des jeweiligen Führungslochs gedrückt. Da dennoch die inneren Seitenwände der länglichen Führungs löcher eine Vibration der Nadeln unterdrücken können, er folgt einerseits keine Beeinträchtigung der Gleitfähigkeit der Nadeln, während andererseits Vibrationen minimal sind.Since the guide holes or guide cuts into which the Needles are slidably inserted, one in the direction in which the respective needle during the pivoting movement of the An drive elements is bent, has an elongated shape, who which the needles do not bend against the inner ones when bent End walls of the respective guide hole pressed. There nevertheless the inner side walls of the elongated guide holes can suppress vibration of the needles, he on the one hand there is no impairment of the sliding ability of the needles, while on the other hand vibrations are minimal.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with the aid of an embodiment game explained with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Führungsglied, Fig. 1 is a plan view of a guide member,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Führungs lochs, Fig. 2 is an enlarged view of a guide hole,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht des Druckkopfes im Be reitschaftszustand, und Fig. 3 is a partial sectional view of the print head in the ready state Be, and

Fig. 4 eine weitere Teilschnittansicht desselben Druckkopfes im Druckzustand. Fig. 4 is a further partial sectional view of the same printhead in the printing state.

Die Fig. 3 und 4 sind Teilschnittansichten einer Ausfüh rungsform des Druckkopfes. Wie in den Figuren gezeigt, ist ein Dauermagnet 1 zwischen einem vorderen Joch 2 und einem hin teren Joch 3 fest eingeschlossen. Das hintere Joch 3 hat einen im Schnitt annähernd U-förmigen Teil, und um einen Kernteil 3 a des Jochs 3 ist eine Spule 4 gewickelt. Diese Spule 4 dient dazu, bei Erregung das vom Dauermagneten her rührende Magnetfeld aufzuheben. Eine Blattfeder 8 ist ver mittels Abstandshaltern 6 und 7 zwischen das vordere Joch 2 und einen Kopfrahmen 5 gesetzt und dort befestigt. Ein An ker 9 ist am freien Ende der Blattfeder 8 befestigt und bildet zusammen mit dem Dauermagneten 1, dem vorderen Joch 2, dem hinteren Joch 3 und der Spule 4 eine elektromagneti sche Antriebseinrichtung A. Ein Druckhebel 10 ist am Anker 9 derart befestigt, daß er durch die Blattfeder 8 ver schwenkt werden kann. Die Blattfeder 8, der Druckhebel 10 und der Anker 9 bilden ein Antriebselement B. Eine Nadel 11 ist an ihrem hinteren Ende mit dem freien Ende des Druckhe bels 10 verbunden, beispiesweise durch Silberver schweißung. FIGS. 3 and 4 are partial sectional views of one embodiment of the print head. As shown in the figures, a permanent magnet 1 is firmly enclosed between a front yoke 2 and a rear yoke 3 . The rear yoke 3 has an approximately U-shaped part in section, and a coil 4 is wound around a core part 3 a of the yoke 3 . This coil 4 serves to cancel the magnetic field from the permanent magnet when excited. A leaf spring 8 is placed by means of spacers 6 and 7 between the front yoke 2 and a head frame 5 and fastened there. An at ker 9 is attached to the free end of the leaf spring 8 and forms together with the permanent magnet 1 , the front yoke 2 , the rear yoke 3 and the coil 4 an electromagnetic drive device A. A pressure lever 10 is attached to the armature 9 such that it can be pivoted ver by the leaf spring 8 . The leaf spring 8 , the pressure lever 10 and the armature 9 form a drive element B. A needle 11 is connected at its rear end to the free end of the Druckhe lever 10 , for example by Silberver welding.

Obwohl aus der Figur nicht erkennbar, ist eine Vielzahl von Blattfedern 8 einstückig mit einem Ringträger ausgebildet, von dem aus sie sich radial nach innen erstrecken. Alle Na deln 11 sind an dem freien Ende einer jeweiligen Blattfeder 8 befestigt. Das hintere Joch 3 ist mit einer Vielzahl U- förmiger Teile versehen, die sich von einem mit ihnen ein stückigen Ringträger radial nach innen erstrecken. Der Magnet 1, das vordere Joch 2 und die Abstandshalter 6 und 7 haben je Ringform.Although not apparent from the figure, a plurality of leaf springs 8 are formed in one piece with a ring carrier, from which they extend radially inwards. All Na needles 11 are attached to the free end of a respective leaf spring 8 . The rear yoke 3 is provided with a large number of U-shaped parts which extend radially inward from a ring carrier which is in one piece with them. The magnet 1 , the front yoke 2 and the spacers 6 and 7 each have a ring shape.

In einem hohlen Abschnitt 5 a des Kopfrahmens 5 ist eine mittlere Führungsplatte 12 als Führungsglied angeordnet, das die Nadeln 11 führt. Die Führungsplatte 12 ist mit einer Vielzahl von Führungslöchern 13 versehen, durch die sich je eine Nadel11 erstreckt. Eine vordere Führung 14 ist am vorderen Ende des Kopfrahmens 5 angeordnet, um die Nadeln in einer vorgegebenen Anordnung auszurichten.In a hollow section 5 a of the head frame 5 , a middle guide plate 12 is arranged as a guide member which guides the needles 11 . The guide plate 12 is provided with a plurality of guide holes 13 through which a needle 11 extends. A front guide 14 is arranged at the front end of the head frame 5 to align the needles in a predetermined arrangement.

Fig. 3 zeigt den Ruhe- oder Bereitschaftszustand einer Na del 11. Der Anker 9 wird vom hinteren Joch 3 angezogen, und die Blattfeder 8 ist nach hinten gebogen, so daß der Druckhebel 10 nach hinten verschwenkt ist und die Nadel 11 senkrecht zu sich in Richtung auf das Zentrum des Druck kopfes verbogen ist. Fig. 4 zeigt den angetriebenen oder Druckzustand, der sich einstellt, wenn die Spule 4 mit elektrischem Strom beaufschlagt wird, um die Magnetkraft des Dauermagneten 1 zu kompensieren, so daß sich der Anker 9 vom hinteren Joch 3 löst und der Druckhebel 10 in einer Schwenkbewegung nach vorne vorschnellt, um die Nadel 11 nach vorne zu bewegen. In diesem Zustand ist die Nadel 11 senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung in Richtung auf die Außenseite des Druckkopfes verbogen. Fig. 3 shows the idle or standby state of a Na del 11th The armature 9 is attracted by the rear yoke 3 , and the leaf spring 8 is bent rearward, so that the pressure lever 10 is pivoted rearward and the needle 11 is bent perpendicular to itself in the direction of the center of the pressure head. Fig. 4 shows the driven or pressure state that occurs when the coil 4 is supplied with electrical current to compensate for the magnetic force of the permanent magnet 1 , so that the armature 9 detaches from the rear yoke 3 and the pressure lever 10 in a pivoting movement flaps forward to move the needle 11 forward. In this state, the needle 11 is bent perpendicular to its direction of movement towards the outside of the print head.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, hat jedes der Führungslöcher 13 der Führungsplatte 12 eine langgestreckte Form, wobei die Längsrichtung auf das Zentrum der Führugsplatte 12 hin verläuft. Wie weiter aus Fig. 2 erkennbar, sind alle Füh rungslöcher 13 so bemessen, daß, wenn der Druckhebel 10 im Ruhe- oder Bereitschaftszustand gemäß Fig. 3 ist, die Nadel 11 mit einer inneren Stirnwand 13 a des Führungslochs 13 in Berührung kommt (in Fig. 2 in ausgezogenen Linien gezeich net). Diese Stirnwand 13 a ist die zur Mitte der Führungs platte 12 hin gerichtete schmälere Wand des Langloches. Die ses ist ferner so bemessen, daß, wenn der Druckhebel 10 im angetriebenen Zustand gemäß Fig. 4 ist, die Nadel 11 mit einem geringen Zwischenraum neben der anderen, radial außen liegenden Stirnwand 13 b angeordnet ist (in Fig. 2 gestri chelt gezeichnet). Die Breite jedes der länglichen Füh rungslöcher 13 ist etwas größer als der Durchmesser der Na deln 11.As seen from Fig. 1, each of the guide holes 13 of the guide plate 12 has an elongated shape, the longitudinal direction on the center of the Führugsplatte runs 12. As can be seen further from FIG. 2, are all Füh approximately holes 13 such that when the pressure lever 10 is in idle or standby state according to FIG. 3, the needle 11 comes in contact with an inner end wall 13 a of the guide hole 13 (in Fig. 2 drawn in solid lines). This end wall 13 a is the plate 12 directed towards the center of the narrow wall of the elongated hole. This ses is further dimensioned so that when the pressure lever 10 is in the driven state according to FIG. 4, the needle 11 is arranged with a small space next to the other, radially outer end wall 13 b (shown in Fig. 2 dashed lines) . The width of each of the elongated guide holes 13 is slightly larger than the diameter of the needles 11 .

Der Druckkopf wird durch selektives Anlegen elektrischer Impulse an die Spulen 4 nach Maßgabe einer vorgegebnen graphischen Information oder Zeicheninformation angetrie ben, so daß sich in beschriebener Weise selektiv entspre chende Anker 9 vom hinteren Joch 3 lösen und den zugehöri gen Druckhebel 10 verschwenken. Während des Betriebs gehen die Nadeln mit hoher Geschwindigkeit wiederholt hin und her und werden dabei verbogen, wobei Schwingungen unregelmäßig in allen Richtungen auftreten. Da die Führungslöcher 13 in beschriebener Weise in der mittleren Führungsplatte 12 an geordnet sind, wird verhindert, daß die Nadeln 11, wenn sie bei ihrer Betätigung verbogen werden, gegen die innere Stirnwand 13 a des zugehörigen Führungslochs 13 gedrückt werden. Die Seitenwände des Führungslochs 13, die sich in der Breitenrichtung des Führungslochs gegenüberliegen, kön nen die Vibrationen der Nadel 11 unterdrücken bzw. auf ein Minimum reduzieren, ohne daß die Gleitfähigkeit der Nadel 11 beeinträchtigt wird.The print head is ben by selective application of electrical pulses to the coils 4 in accordance with a given graphical information or character information, so that in the manner described selectively corre sponding armature 9 from the rear yoke 3 and the associated pressure lever 10 pivot. During operation, the needles move back and forth repeatedly at high speed and are bent, with vibrations occurring irregularly in all directions. Since the guide holes are ordered in the described manner in the central guide plate 12 at 13, it is prevented that the needles 11 when they are bent, when actuated, pressed against the inner end wall 13 a of the associated guide hole. 13 The side walls of the guide hole 13 , which face each other in the width direction of the guide hole, can suppress or reduce the vibrations of the needle 11 to a minimum without impairing the slidability of the needle 11 .

Da, wie beschrieben, die Nadeln 11 die innere Stirnwand 13 a der Führungslöcher 13 berühren, wenn ihr zugehöriger Druck hebel 10 im Ruhezustand ist, kann die Vibration der Nadeln augenblicklich unterdrückt werden, wenn diese im Bereit schaftszustand gehalten, so daß die Ansprechgeschwindigkeit verbessert wird und eine hohe Druckgeschwindigkeit erziel bar ist.Since, as described, the needles 11 touch the inner end wall 13 a of the guide holes 13 when their associated pressure lever 10 is at rest, the vibration of the needles can be suppressed instantaneously when it is kept in the ready state, so that the response speed is improved and a high printing speed can be achieved.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die mittlere Führungsplatte 12 mit den langgestreckten Führungslöchern 13 vorgesehen. Vor und/oder hinter dieser mittleren Füh rungsplatte 12 könnten zusätzliche Führungsglieder mit ähn lichen Führungslöchern angeordnet werden.In the described embodiment, the middle guide plate 12 is provided with the elongated guide holes 13 . Before and / or behind this middle guide plate 12 additional guide members could be arranged with similar guide holes.

Da die Vibration der Nadeln in beschriebener Weise weitest gehend unterbunden wird, besteht keine Gefahr, daß sich Na deln und Antriebselement voneinander lösen, selbst wenn der Druckkopf lange Zeit in Gebrauch ist. Die Haltbarkeit wird also verbessert.As the needles vibrate as far as possible is prevented, there is no danger that Na and separate the drive element from each other, even if the printhead has been in use for a long time. The durability will be improved.

Claims

Needle printhead, comprising a swiveling movement underneath drive elements (B) , an electromagnetic drive device (A) for driving the drive elements ( B) , needles ( 11 ), each of which is attached to the free end of an associated drive element, and a guide member ( 12 ) with guide openings, in each of which an associated Na del is slidably received, characterized in that each of the guide openings has an elongated shape, the longitudinal direction being in the direction in which the associated needle ( 11 ) is bent if the associated one Drive element (B) executes the swiveling movement.