DE4221265C2 - Drucker mit einer Abstandseinstelleinrichtung für den Druckkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucker mit einer Abstandseinstelleinrichtung für den Druckkopf gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Drucker ist aus der DE 38 30 880 A1 bekannt. Sein Druckkopf wird von einem Druckkopfschlitten getragen, der auf einer exzentrisch gelagerten Achse geführt und durch Drehung der Exzenterachse im Abstand zu einem Druckwiderlager verstellbar ist. Hierbei ist der Druckkopfschlitten auf einer zur Exzenterachse parallel verlaufenden Führungsstange gelagert und in Verstellrichtung frei beweglich. Auf der Exzenterachse ist ferner ein Zahnsegment befestigt, das über einen Schrittmotor drehantreibbar ist, so daß im Antriebsfall der Druckkopf auf einen notwendigen Mindestabstand bzw. auf einen Maximalabstand zur jeweiligen Papierdicke bzw. Farbbanddicke auf dem Druckwiderlager eingestellt werden kann. Dazu liegt eine Dickenabtastrolle, die durch unterschiedlich dickes Papier verstellbar ist, auf dem Papier auf. Die Dickenabtastrolle erzeugt ein elektrisches bzw. elektronisches Signal, das als Analog- oder Digitalsignal der Steuerung für den Schrittmotor zugeführt wird.

Für die Erzeugung des elektronischen Signals ist bei der bekannten Gestaltung ein Hebel mit Abtastrolle notwendig, der mit seinem rückwärtigen Ende eine Auslenkung ausführt, die optisch, magnetisch oder elektrisch ausgewertet wird. Diese Bauweise führt dazu, daß der Sensor relativ groß baut und dadurch nicht auf den Druckkopfschlitten aufgesetzt werden kann. Der Sensor muß an einem ungünstigeren Platz untergebracht werden, wodurch sämtliche Ungenauigkeiten der Messung und der Druckkopfverstellung auf den Druckkopfabstand eingehen. Außerdem besteht bei Abnahme der Dicke eines Mehrlagenpapiers die Gefahr eines Abdruckes durch die mittels Federkraft erzeugte Anpreßkraft des Hebels. Ferner muß zum Messen der Papiereinzug gestoppt werden, um den Hebel aufzulegen, während für den normalen Druckbetrieb der Hebel aus dem Papierlaufweg entfernt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßsignalerzeugung ohne den bekannten Hebel und trotzdem sehr genau vornehmen zu können und der Meßeinrichtung einen vereinfachten Aufbau zu geben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gegebenen Merkmale in Verbindung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff gelöst. Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der bekannte Hebel und ein großer Schaltmechanismus entfallen, daß ein Teil der Sensorik auf dem Druckkopfschlitten mitgeführt werden kann, so daß eine nächstmögliche Anordnung zur Istwertstelle erfolgen kann, d. h. daß die Abstandseinstelleinrichtung nicht nur sehr genau arbeitet, sondern auch an Gewicht und Raum gespart wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht auf den Druckkopfschlitten, Druckkopf und Druckkopfschlittenführung von oben,

Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Einzelheit A gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 4 einen Schaltplan der Sensorik mit angeschlossener Auswerte-Elektronik.

Ein Drucker (Matrixnadeldrucker) weist einen Druckkopf 1 auf einem Druckkopfschlitten 2 auf. Der Druckkopfschlitten 2 ist auf einer Exzenterachse 3 gelagert und auf dieser längsbeweglich in Richtung der Mittelachse der Exzenterachse 3 geführt. Querbewegungen werden durch Drehung der Exzenterachse 3 bewirkt, wobei der Druckkopfschlitten 2 aufgrund der Exzentrizität mit dem Druckkopf 1 verstellt wird, was wiederum durch ein Druckkopfschlitten-U-Profil 2a ermöglicht wird, so daß der mittels einer Führungsrolle 6a auf einer parallelen Führungsstange 6 längsgeführte Druckkopfschlitten 2 in einer Verstellrichtung 7 in einem Bereich von ca. 1 bis 2 mm verstellt werden kann. Ein hierin einzunehmender Abstand 4 (zwischen Druckkopf und einem Druckwiderlager 5) berücksichtigt die Papierdicke, die Dicke eines Farbbandes 5a und den notwendigen Hub von Drucknadeln im Druckkopf 1. Auf der Exzenterachse 3 ist ein Zahnsegment 8 drehfest angeordnet und in dessen Verzahnung 3a greift ein Ritzel 9a eines Schrittmotors 9 ein.

Eine Dickenabtastrolle 10 wird durch das jeweilige Papier 11 angehoben oder abgesenkt, das aus Einzelblättern 11a oder Endlospapierbahnen 11b bestehen kann. Alle Papiersorten werden in einer Papierlaufrichtung 12 bewegt.

Der Dickenabtastrolle 10 liegt entweder ein festes, flaches Gegenlager (nicht gezeichnet) oder eine Achse 13, die parallel zu einer Achse 14 verläuft, auf der die Dickenabtastrolle 10 drehbar gelagert ist, gegenüber. Auf den Achsen 13 und 14 ist ein erstes Friktionsrollenpaar 15 mit einer großen Friktionsrolle 15a und der Dickenabtastrolle 10 gebildet. Das feste, flache Gegenlager oder die große Friktionsrolle 15 bilden eine Ebene für einen Papierlaufweg 16. Die Achse 14 ist in den beiden Druckerseitenwänden 17 auf einer Seite 18 des Druckkopfes 1 in Langlöchern 17a in Verstellrichtung 7 geführt, so daß die Achse 14 nicht drehbar ist.

Gegenüberliegend zur Seite 18 des Druckkopfes 1, den Papierlaufweg 16 mitbildend, ist für die Endlospapierbahn 11b ein Traktorpaar 19 und für die Einzelblätter 11a eine Einzelblattzuführung 20 angeordnet (Fig. 1).

Auf der Seite 18 des Druckkopfes 1 liegend, befindet sich ein erstes Magnetelement 21, das einen ersten Magnetfluß 22 mittels eines ersten Dauermagneten 21a erzeugt. Das Magnetelement 21 ist auf der querverstellbaren Achse 14 befestigt, was nachstehend noch genauer beschrieben wird. Dem Magnetelement 21 liegt mit einem eingestellten, geeichten Grundluftspalt 23 ein zweites Magnetelement 24 gegenüber, das einen zweiten Magnetfluß 25 aufgrund von zwei zweiten Dauermagneten 24a und 24b erzeugt (Fig. 3).

Im Verlauf des ersten und des zweiten Magnetflusses 22 und 25 ist ein Hall-Element 26 eingeschaltet, das wegen der Gegenläufigkeit der beiden Magnetflüsse 22 und 25 die Magnetfelder in einer geeichten Abstandslage von Magnetelementen 21 und 24 kompensiert. Die an einem Ausgang 26a (Fig. 4) des Hall-Elementes 26 anstehende Gleichspannung bei Änderung des eingestellten Grundluftspaltes 23 wird einer Steuerung 27 für den Schrittmotor 9 zugeführt (Fig. 4), an die eine Auswerte-Elektronik 27a angeschlossen ist.

Das Magnetelement 21 ist auf der querverstellbaren Achse 14 z. B. durch Klebemittel befestigt. Das Hall-Element 26 ist auf das zweite Magnetelement 24 aufgeklebt. Die Signale werden durch ein Folienkabel 28 dem zweiten Magnetelement 24 bzw. der Auswerte-Elektronik 27a, die die Steuerung bilden, zugeführt.

Das Magnetelement 24 und die Auswerte-Elektronik 27a sind als eine (sehr leichte) Baueinheit an dem Druckkopfschlitten 2 so nahe wie möglich beim Druckkopf 1 befestigt.

Das Papier hebt die Dickenabtastrolle(n) 10 und damit die querverstellbare Achse 14 entgegen der Kraft von einer oder mehreren Blattfedern 29 an, wobei der Hub der jeweiligen Papierdicke von Einzelblättern 11a oder Mehrfachsätzen 11b entspricht.

Im Ausführungsbeispiel (Fig. 1 und 2) sind die Magnetelemente 21 und 24 im Bereich der Mündung mehrerer Papierkanäle für Einzelblätter 11a und Endlospapierbahnen 11b angeordnet. Bezogen auf die Papierlaufrichtung 12 hinter dem Druckwiderlager 5 (das aus einem Druckbalken oder einer zylindrischen Druckwalze bestehen kann), ist ein zweites Friktionsrollenpaar 30 angeordnet. Bei der Verarbeitung von Endlospapierbahnen 11b wird nach Übernahme des Papiers durch das Friktionsrollenpaar 30 das erste Friktionsrollenpaar 15 über eine Funktionsauswahl in der Steuerung 27 aufgefahren, indem die Dickenabtastrolle 10 abgehoben wird.

Die Auswerte-Elektronik 27a besteht aus einer Spannungsquelle 31, dem an diese angeschlossenen Hall-Element 26, einem Komparator 32, einem Referenzwiderstand 33 (für die Grundluftspalt-Einstellung), einem Mikrocontroller 34, einem Schrittmotortreiber 35 und einem an den Mikrocontroller 34 angeschlossenen ROM-Speicher 36. Von einem Komparator-Ausgang 32a wird ein dort anstehendes Logiksignal in dem Mikrocontroller 34 verarbeitet und ein entsprechendes Signal an den Schrittmotortreiber 35 bzw. an den Schrittmotor 9 weitergeleitet.

Bezugszeichenliste

1 Druckkopf
2 Druckkopfschlitten
2a Druckkopfschlitten-U-Profil
3 Exzenterachse
4 Abstand Druckkopf/Druckwiderlager
5 Druckwiderlager
5a Farbband
6 Führungsstange
6a Führungsrolle
7 Verstellrichtung
8 Zahnsegment
8a Verzahnung
9 Schrittmotor
9a Ritzel
10 Dickenabtastrolle
11 Papier
11a Einzelblatt
11b Endlospapierbahn
12 Papierlaufrichtung
13 parallele Achse
14 parallele Achse/querverstellbar
15 erstes Friktionsrollenpaar
15a große Friktionsrolle
16 Papierlaufweg
17 Druckerseitenwand
17a Langlöcher
18 Seite des Druckkopfes
19 Traktorpaar
20 Einzelblattführung
21 Indikator
21a erster Dauermagnet
22 erster Magnetkreis
23 eingestellter Grundluftspalt
24 Sensor
24a zweiter Dauermagnet
25 zweiter Magnetkreis
26 Hall-Element
26a Ausgang des Hall-Elementes
27 Steuerung
27a Auswerte-Elektronik
28 Folienkabel
29 Blattfedern
30 zweites Friktionsrollenpaar
31 Spannungsquelle
32 Komparator
32a Komparator-Ausgang
33 Referenzwiderstand
34 Mikrocontroller
35 Schrittmotortreiber
36 ROM-Speicher

Claims (4)

1. Drucker mit einer Abstandseinstelleinrichtung für den Druckkopf, die einen Druckkopfschlitten aufweist, der im Abstand zu einem Druckwiderlager verstellbar und in Verstellrichtung frei beweglich ist, und ferner Dickenabtastrollen aufweist, die durch unterschiedlich dickes Papier verstellbar sind, wobei ein mittelbar von den Dickenabtastrollen erzeugtes elektronisches Signal als Analogsignal einer Steuerung für die Abstandseinstellung zuführbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Dickenabtastrollen (10) drehbar auf einer Achse (14) gelagert sind, die ihrerseits querverstellbar in den Druckerseitenwänden (17) angeordnet ist,
• b) daß sich auf der Achse (14) ein erstes Magnetelement (21) zur Erzeugung eines ersten Magnetflusses befindet,
• c) daß am Druckkopfschlitten (2) ein zweites, einen gegenläufigen zweiten Magnetfluß erzeugendes Magnetelement (24) vorgesehen ist,
• d) daß auf dem Druckkopfschlitten (2) ferner ein Hallelement (26) im Bereich des zweiten Magnetflusses angeordnet ist,
• e) daß bei nicht vorhandenem Papier und bei einer vorgegebenen seitlichen Position des Druckkopfschlittens (2), bei der das Hallelement (26) von den gegenläufigen Magnetflüssen der Magnetelemente (21, 24) durchsetzt ist, am Hallelement (26) eine Spannung ansteht, die einem Grundluftspalt entspricht und
• f) daß bei vorhandenem Papier und gleicher seitlicher Position des Druckkopfschlittens die Abstandseinstelleinrichtung angesteuert wird, bis die dem Grundluftspalt entsprechende Spannung am Hallelement (26) ansteht.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hallelement (26) auf das zweite Magnetelement (24) aufgeklebt ist.

3. Drucker nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerte-Elektronik (27a) an dem Druckkopfschlitten (2) angeordnet ist.

4. Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Druckerseitenwänden (17) querverstellbare Achse (14) mit ihren Dickenabtastrollen (10) mittels mehrerer Blattfedern (29) gegen große Friktionsrollen (15a) auf einer zur Achse (14) parallelen Welle (13) angebracht sind, die in den Druckerseitenwänden (17) gelagert ist.