DE69122846T2 - Verbinder für die Kupplung eines Druckkopfes mit einer Schaltung in einem Drucker - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder zur Kupplung eines Druckkopfes mit einer Schaltung in einem Drucker.
• Bekannte Drucker weisen einen einzigen Druckkopf auf, der fest im Drucker montiert ist. Bei manchen dieser Drucker ist ein steckdosenartiger Verbinder fest im Drucker installiert, damit ein Druckkopf in den Verbinder "eingesteckt" werden kann. Bei diesen steckdosenartigen Verbindern ist das Einstecken von Druckköpfen mit unterschiedlichen Steckergestaltungen in den Verbinder nicht möglich. Insbesondere sind vom Stand der Technik her bekannte Verbinder nicht in der Lage, Druckköpfe mit verschiedenen elektrischen Verbindungsanforderungen anzunehmen. Um einen Druckkopf im Drucker zu ersetzen, der andere elektrische Verbindungsanforderungen stellt, muß gegenwärtig der ganze Verbinder ausgetauscht werden. In einigen Fällen erfordert dies den Austausch eines ganzen Druckerschlittens oder der Leiterplatte, auf der der Verbinder befestigt ist. Diese Wechsel müssen von einem Fachingenieur oder Techniker vorgenommen werden. Demzufolge kann ein Benutzer nicht ohne beträchtlichen Zeit- und Geldaufwand einfach den Druckkopf im Drucker auswechseln.
• Aus der US-A-4,778,291 ist ein Punktdrucker mit einem Druckkopf bekannt, der herausnehmbar in eine im Schlitten vorgesehene Ausnehmung eingesetzt ist. Wenn der Druckkopf auf diese Weise am Schlitten befestigt worden ist, kann die elektrische Verbindung hergestellt werden. Ebenfalls abnehmbar am Drucker befestigt ist eine Systemsicherung, in der ein Zeichenfont- und Festbenutzungsprogramm gespeichert ist, wodurch die Anzahl gedruckter Punkte durch Austausch des Druckkopfes und der Systemsicherung geändert werden kann. Jeder andere Druckkopf muß dieselbe Form aufweisen, damit er in die Ausnehmung paßt, und es werden keine Informationen darüber gegeben, wie die elektrische Verbindung mit dem Druckkopf hergestellt wird.
• Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, einen Verbinder zu schaffen, mit dem es einem Benutzer möglich ist, wahlweise einen von zumindest einem ersten Druckkopf oder einem zweiten Druckkopf mit einer Schaltung in einem Drucker zu kuppeln.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verbinder zur elektrischen Verbindung eines ersten Druckkopfes mit einer elektrischen Schaltung auf einer auf einem Druckerschlitten montierten Leiterplatte geschaffen, wobei die Schaltung mit der elektrischen Schaltungsanordnung in einem Drucker elektrisch verbunden ist und der Verbinder einen Gehäusekörper, erste Verbindermittel zur Verbindung mit der Schaltung und erste Aufnahmemittel aufweist, die mit der ersten Verbindervorrichtung verbunden und so angeordnet sind, daß sie eine Kupplungsvorrichtung des ersten Druckkopfes aufnehmen, gekennzeichnet durch zweite Verbindermittel, die mit zweiten Aufnahmevorrichtungen verbunden sind, um einen zweiten Druckkopf zum Ersetzen eines ersten Druckkopfes mit der Schaltung zu verbinden, wobei die zweiten Aufnahmemittel so angeordnet sind, daß sie Kupplungsmittel des zweiten Druckkopfes mit einer anderen elektrischen und körperlichen Gestaltung als die der Kupplungsvorrichtung des ersten Druckkopfes aufnehmen.
• Ein Vorteil dieser Erfindung ist, daß sie einen Benutzer in die Lage versetzt, einen Druckkopf in einem Drucker schnell und leicht gegen einen anderen Druckkopf mit unterschiedlichen elektrischen Verbindungsanforderungen auszutauschen, ohne daß er einen Druckerschlitten oder eine Leiterplatte auf dem Druckerschlitten ersetzen muß.
• Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, daß damit Druckköpfe mit verschiedenen elektrischen Verbindungsanforderungen gegeneinander ausgetauscht werden können, ohne die Qualität des Drucks des Druckers zu beeinträchtigen.
• Noch ein anderer Vorteil dieser Erfindung ist, daß damit ein Drucker leicht und billig hergestellt, zusammengebaut und repariert werden kann, weil die Druckköpfe leicht im Drucker installiert oder daraus entfernt werden können.
• Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine teilweise weggebrochene allgemeine Perspektivansicht eines Druckers ist und eine Druckstation und einen Druckerschlitten mit einem Druckkopfverbinder zeigt;
• Fig. 2 eine fragmentarische Perspektivansicht eines Teiles des in Fig. 1 dargestellten Druckers zur Darstellung des Druckerschlittens, des Druckkopfverbinders und des ersten Druckkopfes in größerer Einzelheit ist;
• Fig. 3 eine Explosionsdarstellung eines auf einer Leiterplatte montierten Doppel-Druckkopfverbinders ist und zeigt, wie entweder ein erster Druckkopf oder ein zweiter Druckkopf wahlweise in dem Druckkopfverbinder befestigt werden kann;
• Fig. 4 eine Seitenansicht der Leiterplatte in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 zur Darstellung einer ersten Verbindungsvorrichtung und einer zweiten Verbindungsvorrichtung oder einem Satz Verbindungselemente in dem Doppel-Druckkopfverbinder ist; und
• Fig. 5 eine teilweise weggebrochene Vorderansicht in Richtung des Pfeiles F in Fig. 3 ist und den ersten Druckkopf in angehobener Stellung über dem Druckkopfverbinder zeigt.
• Fig. 1 ist eine allgemeine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Druckers 10. Der Drucker 10 umfaßt ein Gehäuse 12 und eine Steuerschaltung 14, die elektrische Signale zur Steuerung des Betriebs des Druckers 10 liefert. Eine geeignete Steuerschaltung bietet der von der Intel Corporation, Santa Clara, Kalifornien, hergestellte Modelltyp # 8052, sowie andere entsprechend ausgelegte elektromechanische Steuerelektronikbauteile (nicht dargestellt). Der Drucker 10 umfaßt auch eine Druckstation 16 zum Drucken der Daten 50 (Fig. 2) auf einen Quittungsbeleg 18 (Fig. 1 und 2) an einer Quittungsstation 20 (Fig. 1) oder auf Journalpapier (nicht dargestellt) an einer Journalstation 24. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Quittungsbeleg 18 von einer Papiervorratsrolle 22 zugeführt, die an der Druckstation 16 angeordnet ist. Das Journalpapier (nicht dargestellt) wird auf herkömmliche Weise von einer Vorratsrolle (nicht dargestellt) geliefert, die im Innern des Journalgehäuses 25 (Fig. 1) befestigt ist. Auf der linken Vorderseite des Druckers 10 (in Richtung des Pfeils B in Fig. 1 gesehen) ist ein Schlitz 28 vorgesehen, um beispielsweise auf einen Beleg (nicht dargestellt) zu drucken, wenn der Beleg von der Vorderseite des Druckers 10 aus durch den Schlitz 28 in die Druckstation 16 eingeführt wird.
• Die Druckstation 16 weist einen Druckerschlitten 30 auf, der mit einer Quertriebvorrichtung 32 verbunden ist, um den Druckerschlitten 30 von einer Seite zur anderen quer über die Druckstation 16 und die Journalstation 24 zu verfahren. Die Quertriebvorrichtung 32 weist die Führungsstangen 34A bzw. 34B auf, die auf herkömmliche Weise am Gehäuse 12 befestigt sind. Der Druckerschlitten 30 ist durch beliebige geeignete Mittel, wie Ringbuchsen 36 (Fig. 2 und 3), direkt auf den Führungsstangen 34A und 34B verschiebbar befestigt. Die Quertriebvorrichtung 32 weist auch einen Schlittenantriebsmotor (nicht dargestellt) auf, der an die Steuerschaltung 14 angeschlossen ist. Der Schlittenantriebsmotor ist durch einen Taktriemen und Riemenscheiben (nicht dargestellt) mit dem Druckerschlitten 30 verbunden. Die Steuerschaltung 14 betätigt den Schlittenantriebsmotor, um den Schlitten 30 seitlich quer über die Druckstation 16 zu verfahren, um entweder an der Quittungsstation 20 oder der Journalstation 24 (Fig. 1) einen Druckvorgang vorzunehmen.
• Wie am besten in Fig. 1 bis 3 dargestellt, umfaßt der Druckerschlitten 30 eine Leiterplatte 38 mit einer darauf befestigten Schaltung 40. Die Schaltung 40 ist mittels Anschlußkabeln 13 und zugehöriger Verbindungsausstattung (nicht dargestellt) mit dem Schaltsystem (nicht dargestellt) der Steuerschaltung 14 elektrisch verbunden. Die Leiterplatte 38 ist durch geeignete Befestigungsmittel, wie angegossene Kunststoff- Schnappverschlüsse (nicht dargestellt) oder Schrauben 41 (Fig. 3), auf herkömmliche Weise an dem Schlitten 30 befestigt. Die Leiterplatte 38 weist einen nachfolgend als Verbinder 42 bezeichneten Doppel-Druckkopfverbinder auf, der daran befestigt ist, um einen von zumindest einem ersten Druckkopf 44 oder zweiten Druckkopf 46 mit der Schaltung 40 zu kuppeln. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Druckkopf 44 ein Epson 9-Nadel-Punktmatrixdruckkopf, Typ 90B, hergestellt von der Firma Epson Computer in Torrance, Kalifornien. Der zweite Druckkopf 46 ist ein Epson 24-Nadel-Punktmatrixdruckkopf, Typ 2401, der ebenfalls von der Firma Epson Computer hergestellt wird. Der erste und zweite Druckkopf 44 und 46 wirken mit einer Platte 48 (Fig. 1 und 2) zusammen, um die Daten 50 entweder auf den Quittungsbeleg 18 oder das Journalpapier (nicht dargestellt) an der Quittungsstation 20 (Fig. 1) bzw. Journalstation 24 zu drucken. Wie am besten in Fig. 3 dargestellt, weist der erste Druckkopf 44 erste Verbindungsmittel mit einem Kartenrandfinger für einseitig gedruckte Leiterplatten oder einem Verbindungselement 52 auf. In der beschriebenen Ausführungsform weist der zweite Druckkopf 46 ebenfalls zweite Verbindungsmittel mit einem Paar Kartenrandfinger für einseitig gedruckte Leiterplatten oder einem Satz Verbindungselemente 54 auf. Das Verbindungselement 52 weist eine erste Leitung 52-1 auf, und der Satz Verbindungselemente 54 umfaßt eine zweite Leitung 54-1 und eine dritte Leitung 54-2, wie am besten in Fig. 3 gezeigt. Die erste, zweite und dritte Leitung 52-1, 54-1 und 54-2 ermöglichen die Kupplung des ersten Druckkopfes 44 und des zweiten Druckkopfes 46 mit der Schaltung 40. Das Verbindungselement 52 und der Satz Verbindungselemente 54 sind im allgemeinen flach und stehen von ihren jeweiligen Druckköpfen 44 und 46 ca. 1,27 cm nach unten ab, wie am besten durch den Doppelpfeil E in Fig. 5 dargestellt ist, die in vergrößertem Maßstab gezeigt ist. Das Verbindungselement 52 und der Satz Verbindungselemente 54 haben auch eine typische Breite (in Fig. 3 durch den Doppelpfeil C angedeutet) von 2,26 cm und eine typische Dicke (in Fig. 3 durch den Doppelpfeil D angedeutet) von 0,03 mm. Es versteht sich, daß das Verbindungselement 52 auf Wunsch als Vielzahl von Leitungen ausgebildet sein könnte und der Satz Verbindungselemente 54 auf Wunsch als Einzelleitung oder in einer anderen Anzahl separater Leitungen ausgebildet sein könnte.
• Eine Aufgabe der Schaltung 40 (Fig. 3) besteht darin, die Anschlußkabel 13 und die Steuerschaltung 14 mit dem Verbinder 42 und irgendwelchen anderen Bauteilen (nicht dargestellt) zu verbinden, z. B. optischen Sensoren (nicht dargestellt), die auf der Leiterplatte 38 montiert sein können. Eine andere Aufgabe der Schaltung 40 ist es, die Anschlußkabel 13 und die Steuerschaltung 14 (Fig. 1) mit dem Verbinder 42 zu verbinden, um die Steuerschaltung 14 entweder mit dem ersten oder zweiten Druckkopf 44 bzw. 46 zu kuppeln, je nachdem, welcher Druckkopf 44 oder 46 in dem Verbinder 42 installiert ist. Die Schaltung 40 weist erste Kontaktmittel oder einen ersten Knotensatz 56 (Fig. 3) auf, um den ersten Druckkopf 44 daran anzuschließen und zweite Kontaktmittel oder einen zweiten Knotensatz 58, um den zweiten Druckkopf 46 daran anzuschließen.
• Der Verbinder 42 (Fig. 1 bis 5) weist einen im allgemeinen rechteckigen Körper 60 mit den Maßen 2,54 cm x 1,27 cm x 3,81 cm in einer bevorzugten Ausführungsform auf. Der Körper 60 kann aus jedem geeigneten Isoliermaterial, wie z. B. Kunststoff, bestehen. Der Verbinder 42 weist auch eine Aufnahmevorrichtung 62 (Fig. 3) auf, die ein Mittel bereithält, um entweder das Verbindungselement 52 oder den Satz Verbindungselemente 54 aufzunehmen. Die Aufnahmevorrichtung 62 weist eine erste Öffnung oder Schlitz 64 zur Aufnahme des Verbindungselementes 52 auf, um den ersten Druckkopf 44 mit der Schaltung 40 zu kuppeln. Außerdem weist die Aufnahmevorrichtung 62 einen zweiten Schlitz 66 und einen dritten Schlitz 68 zur Aufnahme des Satzes Verbindungselemente 54 auf, um den zweiten Druckkopf 46 mit der Schaltung 40 zu kuppeln.
• Des weiteren weist der Verbinder 42 eine erste Kupplungsvorrichtung 70 (Fig. 4) auf, die dem ersten Schlitz 64 der Aufnahmevorrichtung 62 zugeordnet ist. Die Aufgabe der ersten Kupplungsvorrichtung 70 besteht darin, die erste Leitung 52-1 des Verbindungselementes 52 an den ersten Knotensatz 56 der Schaltung 40 anzuschließen, wenn das Verbindungselement 52 in die Aufnahmevorrichtung 62 eingesteckt wird. Die erste Kupplungsvorrichtung 70 weist eine erste Vielzahl von Steckverbindern 70-1 (Fig. 3 und 5) auf, die den ersten Knotensatz 56 der Schaltung 40 an die erste Leitung 52-1 des Verbindungselementes 52 anschließen, wenn der Verbinder 42 auf der Leiterplatte 38 befestigt ist und das Verbindungselement 52 in den ersten Schlitz 64 eingesteckt wird.
• Außerdem weist der Verbinder 42 eine zweite Kupplungsvorrichtung 72 (Fig. 4) auf, die dem zweiten und dritten Schlitz 66 und 68 der Aufnahmevorrichtung 62 zugeordnet ist. Die Aufgabe der zweiten Kupplungsvorrichtung 72 besteht darin, die zweite und dritte Leitung 54-1 und 54-2 des Satzes Verbindungselemente 54 (Fig. 3) an den zweiten Knotensatz 58 der Schaltung 40 anzuschließen, wenn der Satz Verbindungselemente 54 in den zweiten und dritten Schlitz 66 bzw. 68 eingesteckt wird. Die zweite Kupplungsvorrichtung 72 (Fig. 4) weist eine zweite Vielzahl von Steckverbindern 72-1 und 72-2 auf (Fig. 3 und 4). Wie am besten in Fig. 3 gezeigt, schließt die zweite Vielzahl von Steckverbindern 72-1 und 72-2 den zweiten Knotensatz 58 an die erste und zweite Leitung an, wenn der Verbinder 42 auf der Leiterplatte 38 befestigt ist und der Satz Verbindungselemente 54 in den zweiten und dritten Schlitz 66 und 68 eingesteckt wird. Fig. 5 ist eine teilweise weggebrochene Vorderansicht, die eine Reihe 72-1 der zweiten Vielzahl von Steckverbindern 72-1 und 72-2 zeigt, die als Teil des Verbinders 42 angeformt und auf der Leiterplatte 38 befestigt sind. Die erste und zweite Vielzahl von Steckverbindern 70-1, 72-1 und 72-2 stehen vom Boden des Verbinders 42 aus (wie aus Fig. 4 ersichtlich) ca. 0,64 cm nach unten ab. In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die erste und zweite Vielzahl von Steckverbindern 70-1, 72-1 und 72-2 aus verzinntem Berylliumkupfer, sie könnten jedoch aus jedem geeigneten Leitungsdraht hergestellt sein, der in der Lage ist, dieselbe Funktion zu erfüllen. Ebenso sind die erste und zweite Vielzahl von Steckverbindern 70-1, 72-1 und 72-2 auf herkömmliche Weise in den Körper 60 des Verbinders 42 eingegossen, und sie können unter Verwendung der herkömmlichen Technologie bezüglich gedruckter Durchgangsleiterplatten, z. B. Löten, auf der Leiterplatte 38 befestigt werden.
• Nachfolgend wird nun der Betrieb des Druckers 10 beschrieben. Zu Illustrationszwecken sei angenommen, daß der erste Druckkopf 44 im ersten Schlitz 64 des Verbinders 42 installiert ist. Zum Drucken der Daten 50 (Fig. 2) auf den Quittungsbeleg 18 an der Druckstation 16 (Fig. 1) betätigt die Steuerschaltung 14 die Quertriebvorrichtung 32 zum Verfahren des Druckerschlittens 30 von einer Seite zur anderen. Mittels der Anschlußkabel 13 betätigt die Steuerschaltung 14 auch die Schaltung 40, die wiederum den ersten Druckkopf 44 zum Drucken der Daten 50 auf den Quittungsbeleg 18 aktiviert. Es kann erwünscht sein, den ersten Druckkopf 44 (Fig. 3) durch den zweiten Druckkopf 46 zu ersetzen, beispielsweise weil der erste Druckkopf 44 kaputt ist oder weil der zweite Druckkopf 46 bessere Druckeigenschaften bietet. Zum Ersetzen des ersten Druckkopfes 44 durch den zweiten Druckkopf 46 würde ein Benutzer oder Fachingenieur die erste Leitung 52-1 des Verbindungselementes 52 aus dem ersten Schlitz 64 im Verbinder 42 herausziehen. Danach würde der Benutzer den zweiten Druckkopf 46 in dem Verbinder 42 befestigen, indem er die zweite und dritte Leitung 54-1 und 54-2 des Satzes von Verbindungselementen 54 ausrichten und in den zweiten und dritten Schlitz 66 bzw. 68 einstecken würde, wie am besten in Fig. 3 gezeigt. Nach Befestigen des zweiten Druckkopfes 46 in dem Verbinder 42 werden die erste und zweite Leitung 54-1 und 54-2 mit dem zweiten Knotensatz 58 betriebsmäßig verbunden. Der zweite Druckkopf 46 wird dann direkt mit der Schaltung 40 gekuppelt, so daß er durch die Steuerschaltung 14 betätigt werden kann. Auf ähnliche Weise kann der zweite Druckkopf 46 auf Wunsch aus dem Verbinder 42 herausgenommen und durch den ersten Druckkopf 44 ersetzt werden.
• Selbstverständlich könnte die Aufnahmevorrichtung 62 als Alternative Schlitze 64, 66 und 68 aufweisen, die so ausgeführt sind, daß sie in der Lage sind, Leitungen 52-1, 54-1 und 54-2 aufzunehmen, die nicht generell flach sind.

Claims (8)

1. Verbinder zur elektrischen Verbindung eines ersten Druckkopfes (44) mit einer elektrischen Schaltung (40) auf einer auf einem Druckerschlitten (30) montierten Leiterplatte (38), wobei die Schaltung mit der elektrischen Schaltungsanordnung in einem Drucker elektrisch verbunden ist und der Verbinder einen Gehäusekörper (42), erste Verbindermittel (70) zur Verbindung mit der Schaltung (40) und erste Aufnahmemittel (64) aufweist, die mit der ersten Verbindervorrichtung (70) verbunden und so angeordnet sind, daß sie eine Kupplungsvorrichtung (52) des ersten Druckkopfes (44) aufnehmen, gekennzeichnet durch zweite Verbindermittel (72), die mit zweiten Aufnahmevorrichtungen (66, 68) verbunden sind, um einen zweiten Druckkopf (46) zum Ersetzen eines ersten Druckkopfes (44) mit der Schaltung (40) zu verbinden, wobei die zweiten Aufnahmernittel so angeordnet sind, daß sie die Kupplungsmittel (54) des zweiten Druckkopfes (46) mit einer anderen elektrischen und körperlichen Gestaltung als die der Kupplungsvorrichtung (52) des ersten Druckkopfes (44) aufnehmen.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der ersten (64) und zweiten (66, 68) Aufnahmevorrichtungen einen Schlitz (64) zur Aufnahme einer zungenartigen Kupplungsvorrichtung (52) aufweist.

3. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der ersten (64) und zweiten (66, 68) Aufnahmevorrichtungen eine Vielzahl von Schlitzen (66, 68) zur Aufnahme von Kupplungsmitteln mit einer Vielzahl von zungenartigen Elementen (54) aufweist.

4. Verbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufnahmevorrichtung einen einzigen Schlitz (64) und die zweite Aufnahmevorrichtung zwei parallele Schlitze (66, 68) aufweist.

5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (70) und die zweite (72) Verbindervorrichtung Steckverbindungselemente (70-1, 72-2) aufweisen.

6. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (44) und zweite (46) Druckkopf Nadelmatrixdruckköpfe sind.

7. Druckschlitten zum Tragen eines Druckkopfes in einem Drucker, gekennzeichnet durch einen Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

8. Drucker gekennzeichnet durch einen Druckschlitten nach Anspruch 7.