DE68906629T2

DE68906629T2 - PRINTING DEVICE.

Info

Publication number: DE68906629T2
Application number: DE89904482T
Authority: DE
Inventors: Robert Brull; Signore James Del; Alan Walker
Original assignee: NCR International Inc
Current assignee: NCR International Inc
Priority date: 1988-04-04
Filing date: 1989-03-21
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-03-22
Also published as: DE68906629D1; JPH02503777A; WO1989009694A1; EP0362356A1; JP2772565B2; EP0362356B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung und insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Druckvorrichtung mit einem auf einem beweglichen Schlitten abgestützten Punktmatrixdruckkopf, wobei der Schlitten auch Schaltmittel zur Versorgung des Druckkopfs mit elektrischem Strom trägt.The present invention relates to a printing device and, in particular, but not exclusively, to a printing device having a dot matrix print head supported on a movable carriage, the carriage also carrying switching means for supplying the print head with electrical current.

Auf dem Gebiet der Runktmatrixdrucker sind Druckkopfwagen bekannt, die so montiert sind, daß sie eine Pendelbewegung entlang einer horizontalen Richtung ausführen können. Es ist ebenfalls bekannt, ein flaches, flexibles Kabel mit einer Vielzahl von Leitungen oder Leitern zur Stromverteilung von einer elektrischen Quelle an eine Anzahl magnetartiger Antriebs- oder Betätigungselemente mit gedruckter Schaltung zu verwenden. Das flexible Kabel ist so aufgebaut, daß das Netzende ortsfest ist und das Kabel genügend Kabellänge aufweist, so daß sich ein Teil des Kabels mit dem Druckkopf bewegt, wenn sich der Druckkopf entlang des Druckers bewegt.In the field of dot matrix printers, print head carriages are known which are mounted so as to be able to perform a pendulum motion along a horizontal direction. It is also known to use a flat, flexible cable with a plurality of leads or conductors to distribute power from an electrical source to a number of magnetic-type printed circuit drive or actuator elements. The flexible cable is constructed so that the power end is fixed and the cable has sufficient cable length so that a portion of the cable moves with the print head as the print head moves along the printer.

Das US-Patent 4,518,269 offenbart einen Drucker mit einem Druckkopf, der ein zwischen den Kernrahmen und das Kopfelement des Druckkopfes gepreßtes flexibles Kabel aufweist.US Patent 4,518,269 discloses a printer with a print head having a flexible cable pressed between the core frame and the head element of the print head.

Einer der Nachteile des obigen Druckeraufbaus ist, daß bei Austausch des Druckkopfs eine beträchtliche Installationszeit vonnöten sein kann. Dies kommt daher, weil die Verbindung des flexiblen Kabels mit dem alten Druckkopf gelöst und anschließend das flexible Kabel wieder mit dein neuen Druckkopf verbunden werden muß. Des weiteren ist bei diesem Verfahren des Lösens und Neuanschließens Sorgfalt erforderlich, um eine Beschädigung der Verbindungen auf dein Druckkopf zu vermeiden.One of the disadvantages of the above printer setup is that when replacing the print head, it can take a significant amount of installation time. This is because you have to unplug the flex cable from the old print head and then reconnect the flex cable to the new print head. Furthermore, care must be taken during this unplugging and reconnecting process to avoid damaging the connections on the print head.

Ein weiterer Nachteil ist, daß eine ausreichend große Länge an flexiblem Kabel vorhanden sein muß, um den Druckkopf mit der Stromquelle zu verbinden. Zusätzlich zu den Kosten für das flexible Kabel ist Sorgfalt bei der Führung und Befestigung des flexiblen Kabels am Schlitten des Druckers nötig, um einen sicheren und geeigneten Verbindungsweg zum Druckkopf schaffen.Another disadvantage is that a sufficient length of flexible cable must be available to connect the print head to the power source. In addition to the cost of the flexible cable, care must be taken in routing and securing the flexible cable on the printer carriage is necessary to create a safe and suitable connection path to the print head.

In Patent Abstracts of Japan, Band 9, Nr. 164(M-395) (1987), 10. Juli 1985, wird eine Druckvorrichtung offenbart, die Kupplungsvorrichtungen zur leichteren Verbindung zwischen dem Druckkopf und dem flexiblen Kabel aufweist. Die Vorrichtung ist jedoch insofern nachteilig, als das flexible Kabel und die Kupplungsvorrichtungen nicht schnell oder einfach mit dem Druckschlitten verbunden oder von ihm gelöst werden können. Demzufolge besteht der Nachteil iin komplizierten und langsamen Zusammen- oder Auseinanderbauvorgang.In Patent Abstracts of Japan, Vol. 9, No. 164(M-395) (1987), July 10, 1985, a printing apparatus is disclosed which has coupling devices for facilitating connection between the print head and the flexible cable. The apparatus, however, has a disadvantage in that the flexible cable and coupling devices cannot be quickly or easily connected to or detached from the print carriage. Consequently, the disadvantage is complicated and slow assembly or disassembly operations.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckvorrichtungsaufbau zu schaffen, der obige Nachteile verringert und Installation oder Austausch des Druckkopfes erleichtert.It is an object of the present invention to provide a printing apparatus structure which reduces the above disadvantages and facilitates installation or replacement of the print head.

Demzufolge umfaßt die vorliegende Erfindung eine Druckvorrichtung mit einem auf einem in einer Planrichtung beweglichen Schlitten montierten Druckkopf, einem ersten am Druckkopf befestigten und sich von diesem weg erstreckenden gedruckten Schaltungselement, einer Verbindungsvorrichtung zum Aufnehmen des ersten gedruckten Schaltungselementes und Verbinden des ersten gedruckten Schaltungselementes mit einer flexiblen Kabelvorrichtung, und den Druckkopf mit elektrischem Strom zu versorgen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung ein zweites gedrucktes Schaltungselement umfaßt, das von dem Schlitten abgestützt wird und eine daran befestigte Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Endes des ersten gedruckten Schaltungselementes aufweist, wodurch eine betriebsfähige Verbindung zwischen dem ersten und zweiten gedruckten Schaltungselement gebildet wird; und die flexible Kabelvorrichtung mit einem Ende an dein zweiten gedruckten Schaltungselement befestigt ist; und weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schlitten eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Endes des zweiten gedruckten Schaltungselementes und ein Paar einstückig auf dem Schlitten gebildete Kragarme mit nach innen gerichteten Abstützvorrichtungen beinhaltet, die angeordnet sind, um mit dem anderen Ende des zweiten gedruckten Schaltungselementes eine Schnappverbindung einzugehen, so daß das zweite gedruckte Schaltungselement von dem Schlitten in einer Anordnung so abgestützt wird, daß es von und zu einer Abstützposition schwenkbar ist.Accordingly, the present invention comprises a printing apparatus having a print head mounted on a carriage movable in a planar direction, a first printed circuit element secured to and extending from the print head, connecting means for receiving the first printed circuit element and connecting the first printed circuit element to a flexible cable means and supplying electrical power to the print head, and is characterized in that the connecting means comprises a second printed circuit element supported by the carriage and having receiving means secured thereto for receiving one end of the first printed circuit element, thereby forming an operative connection between the first and second printed circuit elements; and the flexible cable means is secured at one end to the second printed circuit element; and is further characterized in that the carriage has a recess for receiving one end of the second printed circuit element and a pair of cantilever arms integrally formed on the carriage with inwardly directed support means arranged to snap-engage the other end of the second printed circuit element so that the second printed circuit element is supported by the carriage in an arrangement such that it is pivotable to and from a support position.

Es wird anerkannt werden, daß es die erfindungsgemäße Druckvorrichtung ermöglicht, eine kürzere Länge flexibles Kabel sowie einfache Mittel zur Kabelführung zu verwenden und damit Kosten zu sparen, weil das flexible Kabel direkt an ein auf dem Schlitten abgestütztes, separates gedrucktes Schaltungselement angeschlossen ist und nicht an ein gedrucktes Schaltungselement, das einen Teil des Druckkopfs bildet. Da desgleichen das einen Teil des Druckkopfs bildende gedruckte Schaltungselement nicht direkt mit dem Kabel verbunden ist, ist es möglich, eine relativ dünne und kostengünstige gedruckte Schaltungskarte für dieses Element zu verwenden.It will be appreciated that the printing apparatus according to the invention enables a shorter length of flexible cable and simple means for cable routing to be used, thus saving costs, because the flexible cable is connected directly to a separate printed circuit element supported on the carriage, rather than to a printed circuit element forming part of the print head. Likewise, since the printed circuit element forming part of the print head is not directly connected to the cable, it is possible to use a relatively thin and inexpensive printed circuit board for that element.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:An embodiment of the present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Druckkopf-Schlitten-Anordnung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist;Fig. 1 is a side view of the printhead carriage assembly of an embodiment of the invention;

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf den Druckkopfschlitten mit dem Druckkopf darauf ist;Fig. 2 is an enlarged plan view of the printhead carriage with the printhead thereon;

Fig. 3 eine Vertikalansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 ist;Fig. 3 is a vertical view taken along line 3-3 in Fig. 1 ;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 ist;Fig. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in Fig. 2 ;

Fig. 5 eine Ansicht der gedruckten Schaltungskarte mit den darin eingebetteten Leiterbahnen ist; undFig. 5 is a view of the printed circuit board with the conductive tracks embedded therein; and

Fig. 6 eine Perspektivansicht eines Druckers ist.Fig. 6 is a perspective view of a printer.

Bevor der Aufbau im einzelnen beschrieben werden wird, sollte beachtet werden, daß eine erfindungsgemäße Ausführung eines Druckers eine Multifunktionsausführung sein kann, die eine Quittung, ein Journal und einen Bon oder ein Formular aufnehmen kann, wobei das Formular aus einem oder mehreren Teilen bestehen kann. Der Drucker kann auf eine von fünf verschiedenen Betriebsarten eingestellt werden, nämlich Nur-Journal-Druck, Nur-Quittungs-Druck, Quittungs- und Journal-Druck, Nur-Bon- oder Formular-Druck, sowie Bon- oder Formular- und Journal-Druck.Before the construction is described in detail, it should be noted that an embodiment of a printer according to the invention can be a multifunctional embodiment that has a Receipt, journal and ticket, or a form, where the form may consist of one or more parts. The printer can be set to one of five different operating modes, namely journal only printing, receipt only printing, receipt and journal printing, receipt or form only printing, and receipt or form and journal printing.

Es wird nun auf die Zeichnung Bezug genommen. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Druckkopfschlittens 20, auf den sich ein Druckkopf 22 abstützt. Der Druckkopf 22 ist in Strichlinien dargestellt, um den Teil der Druckkopfanordnung zu kennzeichnen, der entfernbar oder leicht ersetzbar ist. Der Schlitten 20 weist Lagervorrichtungen in Form eines Paares von vorderen Lagern 24 und 26 auf (Fig. 2), die von einer Führungsschiene oder einem Tragschaft 28 abgestützt werden und sich daran entlang bewegen. Ein rückwärtiges Lager 30 bildet eine Lauffläche und Abstützung für eine zum Schaft 28 parallele Führungsschiene oder einen Tragschaft 32. Die Führungsschiene oder der Tragschaft 28 ist in geeigneter Weise von Eckrahmen eines Druckers 29 abgestützt (Fig. 6). Der Schaft 32 ist in gleicher Weise von Eckrahmen des Druckers abgestützt.Referring now to the drawing, Fig. 1 shows a side view of a print head carriage 20 on which a print head 22 is supported. The print head 22 is shown in phantom to indicate that part of the print head assembly which is removable or easily replaceable. The carriage 20 has bearing means in the form of a pair of front bearings 24 and 26 (Fig. 2) which are supported by and move along a guide rail or support shaft 28. A rear bearing 30 provides a running surface and support for a guide rail or support shaft 32 parallel to the shaft 28. The guide rail or support shaft 28 is suitably supported by corner frames of a printer 29 (Fig. 6). The shaft 32 is similarly supported by corner frames of the printer.

Beim Druckkopfschlitten 20 handelt es sich um ein spritzgegossenes Teil, das aus Lexan bestehen kann und von einstückiger Bauweise und komplexer Form ist, um die vielen Funktionen aufzunehmen, die der Schlitten erfüllen muß. Der Schlitten umfaßt einen Kopf oder Vorderabschnitt 34 in im allgemeinen plattenartiger Form, um den Kopfabschnitt 36 des Druckkopfes 22 abzustützen. Der Kopfabschnitt 34 des Schlittens umfaßt ein Paar beabstandeter Hülsen 38 und 40 zur Aufnahme und Befestigung des Druckkopfs 22. Ein Vorsprung 42 an der Vorderseite des Kopfabschnitts 34 des Schlittens 20 dient zur Führung des Druckkopfs 22 bei dessen Installation und dazu, den Kopfabschnitt 36 auf dem Schlitten in Position zu halten. Ein hochkant angeordneter Plattenabschnitt 44 des Schlittens 20 stützt den Kopfabschnitt 34 ab und verbindet ein Paar von Überbrückungsabschnitten 46 und 48, die einstückig mit den vorderen Lagern 24 und 26 verbunden sind. Die Überbrückungsabschnitte 46 und 48 sind einstückig mit einem im allgemeinen horizontalen Plattenabschnitt 50 und verbinden den Plattenabschnitt, der zwischen den Überbrückungsabschnitten 46 und 48 eine Öffnung 52 darin aufweist, um einen unteren Abschnitt des Druckkopfs 22 aufzunehmen.The printhead carriage 20 is an injection molded part which may be made of Lexan and is of one-piece construction and complex shape to accommodate the many functions which the carriage must perform. The carriage includes a head or front portion 34 of generally plate-like shape to support the head portion 36 of the printhead 22. The head portion 34 of the carriage includes a pair of spaced apart sleeves 38 and 40 for receiving and securing the printhead 22. A projection 42 on the front of the head portion 34 of the carriage 20 serves to guide the printhead 22 during installation and to hold the head portion 36 in position on the carriage. An edgewise plate portion 44 of the carriage 20 supports the head portion 34 and connects a pair of bridge portions 46 and 48 which are integral with the front bearings 24 and 26. The bridging sections 46 and 48 are integral with a generally horizontal plate section 50 and connect the plate section having an opening 52 therein between the bridging sections 46 and 48 for receiving a lower portion of the print head 22.

Der Schlitten 20 umfaßt ebenfalls ein Paar sich nach unten erstreckender Arme 54 und 56 (Fig. 3), die eine gedruckte Schaltungsplatine 58 (Fig. 5) abstützt, die dem Druckkopf 22 elektrischen Strom zuführt. Der Schlitten 20 weist eine Ausnehmung 60 darin auf, die sich gleich hinter dem Lagerabschnitt 26 befindet, um einen Endabschnitt 62 (Fig. 5) der gedruckten Schaltungsplatine 58 aufzunehmen. Das andere Ende 64 weist Ausnehmungen oder Ausschnitte 66 und 68 auf, die mit Kippabschnitten oder Schnappverschlüssen 70 und 71 in Eingriff gehen, die das Ende 64 der Platine 58 abstützen.The carriage 20 also includes a pair of downwardly extending arms 54 and 56 (Fig. 3) that support a printed circuit board 58 (Fig. 5) that supplies electrical power to the print head 22. The carriage 20 has a recess 60 therein, located just behind the bearing portion 26, for receiving an end portion 62 (Fig. 5) of the printed circuit board 58. The other end 64 has recesses or cutouts 66 and 68 that engage with tilting portions or snaps 70 and 71 that support the end 64 of the board 58.

Die gedruckte Schaltungsplatine 58 umfaßt eine Steckerleiste oder eine ähnliche Vorrichtung 72, die an der Oberseite der Platine zur Aufnahme einer gedruckten Schaltkarte 76 des Druckkopfs 22 befestigt ist. Die Steckerleiste 72 ist dauerhaft am Ende 62 der Platine 58 befestigt. Die gedruckte Schaltkarte 76 ist zwischen den Kopfabschnitt 36 und den Spulenabschnitt 78 des Druckkopfs 22 eingeschoben.The printed circuit board 58 includes a connector strip or similar device 72 attached to the top of the board for receiving a printed circuit board 76 of the print head 22. The connector strip 72 is permanently attached to the end 62 of the board 58. The printed circuit board 76 is sandwiched between the head section 36 and the coil section 78 of the print head 22.

Der Schlitten 20 besitzt eine Vielzahl Kabelhalter oder Führungen 80, die einstückig mit dem Plattenabschnitt 50 verbunden und in Abständen darüber verteilt sind, um ein flaches, flexibles Kabel 82 zu führen (Fig. 1, 2 und 4). Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist das Kabel 82 ebenfalls dauerhaft an der gedruckten Schaltungsplatine 58 befestigt und durch einen Durchlaß hindurchgezogen, der von einer Klemme oder einem ähnlichen Element 84 und einer Führung oder einem ähnlichen Element 86 gebildet wird, die beide als Teil des Schlittens 20 einstückig mit diesem verbunden oder gegossen sind. Das Kabel 82 ist auf einem geeigneten Pfad von der Oberseite des Plattenabschnitts 50 zu einer Stromquelle 85 oder einer ähnlichen Verbindung gezogen.The carriage 20 has a plurality of cable holders or guides 80 integrally connected to the plate portion 50 and spaced thereacross for guiding a flat, flexible cable 82 (Figs. 1, 2 and 4). As shown in Fig. 4, the cable 82 is also permanently attached to the printed circuit board 58 and is passed through a passage formed by a clamp or similar member 84 and a guide or similar member 86, both of which are integrally connected or molded as part of the carriage 20. The cable 82 is guided along a suitable path from the top of the plate portion 50 to a power source 85 or similar connection.

Fig. 5 zeigt die gedruckte Schaltungsplatine 58 mit der Anordnung und Führung der Leiter oder Bahnen 88, die in das Substrat der Platine eingebettet sind. Die Leiter 88 sind zahlenmäßig ausreichend und so angeordnet, daß sie einen Neun- Nadel-Punktmatrixdruckkopf aufnehmen können und umfassen ein Paar üblicher Leiter. Die dargestellten Bahnen 88, die an der rechten Seite des Abschnitts 62 der Platine 58 enden, sind zur Aufnahme eines Neun-Nadel-Druckkopfs vorgesehen.Fig. 5 shows the printed circuit board 58 with the arrangement and routing of the conductors or traces 88 embedded in the substrate of the board. The conductors 88 are sufficient in number and arranged to accommodate a nine-pin dot matrix print head and include a pair of conventional conductors. The traces 88 shown, which terminate at the right side of the portion 62 of the board 58, are intended to accommodate a nine-pin print head.

Im Betrieb der Ausführung und wenn man annimmt, daß der Druckkopf 22 mit dem Schlitten 20 zusammengesetzt wird, oder daß ein Druckkopf 22 ausgetauscht wird, wird die gedruckte Schaltungsplatine 58 in die Ausnehmung 60 des Schlittens eingefügt, während das Ende 64 in einer abgesenkten Position gehalten wird (Fig. 1). Die Platine 58 wird dann angehoben, und die Ecken der Platine gehen an Ausschnitten 66 und 68 daran (Fig. 5) mit den abgewinkelten Oberflächen der Kippabschnitte oder Schnappverschlüsse 70 und 71 in Eingriff. Die Kragarme 54 und 56 werden nach außen gedrückt, um die gedruckte Schaltungsplatine 58 aufzunehmen und dann mit einem Ausgangsstromsprung wieder zurückgedrückt, um die Platine in sicherer Weise aufzunehmen.In operation of the embodiment, assuming that the print head 22 is being assembled with the carriage 20, or that a print head 22 is being replaced, the printed circuit board 58 is inserted into the recess 60 of the carriage while the end 64 is held in a lowered position (Fig. 1). The board 58 is then raised and the corners of the board engage the angled surfaces of the tilting portions or snaps 70 and 71 at cutouts 66 and 68 thereon (Fig. 5). The cantilever arms 54 and 56 are pushed outward to receive the printed circuit board 58 and then pushed back with an output current jump to securely receive the board.

Das Steckerleiste 72 ist dabei zur Aufnahme der gedruckten Schaltkarte 76 positioniert, wenn der Druckkopf 22 in den Raum zwischen den Hülsen 38 und 40 und auf den Plattenabschnitt 34 des Schlittens 20 abgesenkt wird, um den Druckkopf zu befestigen.The connector block 72 is positioned to receive the printed circuit board 76 when the print head 22 is lowered into the space between the sleeves 38 and 40 and onto the plate portion 34 of the carriage 20 to secure the print head.

Demzufolge ist ersichtlich, daß hiermit ein Schlitten gezeigt und beschrieben ist, auf dem ein Punktmatrixdruckkopf installiert ist, der eine unabhängige gedruckte Schaltungsplatine zum einfachen und bequemen Zusammenbau aufweist. Die gedruckte Schaltkarte wird in einer Steckerleiste aufgenommen, die an einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt ist. Ein flaches, flexibles Kabel ist an der gedruckten Schaltungsplatine befestigt.Accordingly, it will be seen that there is shown and described a carriage having a dot matrix print head mounted thereon, which has an independent printed circuit board for easy and convenient assembly. The printed circuit board is received in a connector strip which is attached to a printed circuit board. A flat, flexible cable is attached to the printed circuit board.

Claims

1. A printing device with a print head (22) mounted on a carriage (20) movable in a planar direction, a first printed circuit element (76) attached to the print head (22) and extending therefrom, a connecting device for receiving the first printed circuit element (76) and connecting the first printed circuit element (76) to a flexible cable device (82) in order to supply the print head (22) with electrical power, characterized in that

the connecting device comprises a second printed circuit element (58) supported by the carriage (20) and having a receiving device (72) attached thereto for receiving one end of the first printed circuit element (76), thereby forming an operative connection between the first and second printed circuit elements (76, 58); and the flexible cable device (82) is attached at one end to the second printed circuit element (58); and further characterized in that the carriage (20) includes a recess (60) for receiving one end of the second printed circuit element (58) and a pair of cantilever arms (54, 56) integrally formed on the carriage (20) having inwardly directed support means (70, 71) arranged to snap-fit to the other end of the second printed circuit element (58) so that the second printed circuit element (58) is supported by the carriage (20) in an arrangement such that it is pivotable to and from a support position.

2. Printing device according to claim 1, characterized in that the first printed circuit element (76) is a printed circuit board (76) which is thinner than the second printed circuit element (58) which is a printed circuit board (58).

3. Printing device according to claim 1 or 2, characterized in that the carriage (20) includes a plurality of guides (80) formed integrally therewith for guiding the flexible cable device (82) along a path from the second printed circuit element (58) to a power source.

4. Printing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carriage (20) has a pair of spaced sleeves (38, 40) formed integrally therewith in order to hold the print head (22) in a position which enables insertion of the first printed circuit element (76) into the receiving device (72).

5. Printing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carriage (20) has a pair of bearings (24, 26) at one end and a U-shaped bearing element (30) at the other end, each of the bearing elements (24, 26, 30) being integrally connected to the carriage (20).

6. Printing device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the carriage (20) has a plate element (50) connected integrally to the guides (80) and a clamping element (84) connected integrally to the plate element (50) in order to hold the flexible cable device (82) from the second printed circuit element (58) to the guides (80) in position.

7. Printing device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the receiving device (72) comprises a plug-in strip which has electrical connections for connection to the first printed circuit element (76).

8. Printing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carriage (20) is of one-piece construction and is supported by and movable along a pair of spaced guide rails (28, 32).