Pierwszenstwo: 06.1.1967 Wielka Brytania Opublikowano: 05.04.1974 69495 KI. 15d,39 MKP B411 47/42 Wspóltwórcy wynalazku: Ronald Henry Lee, Albert John Keen Wlasciciel patentu: International Computers and T^bulators Limited (Letchworth, Wielka Brytania) Uklad mlotków drukujacych do szybkodrukujacych drukarek Przedmiotem wynalazku jest uklad mlotków drukujacych do szybkodrukujacych drukarek czcionkowych.Znane sa uklady mloteczków drukujacych do szybkodrukujacych czcionkowych drukarek sklada¬ jace sie z grupy umieszczonych obok siebie kólek czcionkowych z czcionkami znajdujacyimi sie na obrzezu tych kólek. Kólka czcionkowe obracaja sie w sposób ciagly z duza predkoscia rzedu kilkuset obrotów na minute. Czcionki sa umieszczone na kazdym kólku czcionkowym w pojedynczej ko¬ lumnie, przy czym kazda z kolumn zawiera regu¬ larnie rozmieszczone czcionki wszystkich znaków jakie sa drukowane.Równolegle do wspólnej osi kólek czcionkowych, wzdluz linii drukowania, rozmieszczone sa w szere¬ gu mloteczki drukujace, po jednym mloteczku na kolumne czcionek. Podloze wraz z papierem w po¬ staci arkusza lub tasmy porusza sie wzdluz linii drukowania pomiedzy mloteczkami a kólkami czcionkowymi. Uruchomienie mloteczka w momen¬ cie, gdy czcionka odpowiedniej kolumny osiagnie linie drukowania powoduje docisniecie papieru do tej czcionki i wydrukowanie jej.Kazdy mloteczek jesit zamontowany na oddzielnej kotwicy w polaczonym zespole elektromagnesów, posiadajacym rdzen magnetyczny i uklad cewek, który jest chwilowo pobudzany w celu spowodowa¬ nia uderzenia mloteczka. Uderzenie takie powoduje 10 15 20 30 przeniesienie znaku z kólka czcionkowego na pa¬ pier.W drukarkach zawierajacych te znane uklady mloteczków szybkodrukujacych wlasciwe usytuo¬ wanie wydrukowanego na papierze znaku wymaga absolutnej synchronizacji ruchu obrotowego kólek i ruchu mloteczków aby uderzenie nastepowalo dokladnie w chwili gdy czcionki drukujace poja¬ wiaja sie naprzeciwko linii drukowania. Gdy pred¬ kosc obrotowa kólka zwieksza sie, zadana doklad¬ nosc jest wieksza i trudniejsza do uzyskania. Polep¬ szenie wydajnosci drukarki uzyskuje sie z jednej strony przez zmniejszenie dlugosci drogi ruchu mlo¬ teczków a z drugiej strony przez stosowanie mlo¬ teczków o stosunkowo malej masie, które ze wzgle¬ du na to, ze w stanie spoczynkowym sa w kontak¬ cie z elektroimechanicznym urzadzeniem uruchamia¬ jacym i poruszaja sie ruchem prostoliniowym przy¬ spieszonym po zadzialaniu urzadzenia uruchamiaija- cego, osiagaja ipapier i kólka w wyniku nabytej predkosci, uderzaja w papier z zadana sila i po¬ wracaja szybko w swoje polozenie spoczynkowe pod Wplywem odbicia. Poniewaz w momencie dru¬ kowania papier jest nieruchomy a kólka obracaja sie ciagle, konieczne jest by czas., przez który mlo¬ tek dociska papier do kólka byl mozliwie krótki aby zapewnic calkowita czystosc drukowania. Aby to osiagnac potrzebny jest silny impuls mechanicz¬ ny, który jest zdolny do rzucenia mloteczka w kie¬ runku papieru z wystarczajaco duza predkoscia. 69 49569 495 Ponadto, ze wzgledu na mala dlugosc drogi mlo¬ teczka, impuls wywierany na mloteczek przez urza¬ dzenie elektromagnetyczne musi byc przylozony przez bardzo maly okres czasu. W wyniku tego uklad elektromechaniczny (elektromagnes i kotwi¬ ca) musi byc zdolny do wytwarzania znacznej sily mechanicznej, a to w prakltyce w znanych urzadze¬ niach wymaga stosowania elektromagnesów o sto¬ sunkowo duzych wymiarach aby otrzymac impulsy o wymaganejsile. n Przy drukowaniu od trzech do czterech znaków na centymetr jednego wiersza trzeba umiescic mlo¬ teczki drukujace odpowiednio blisko siebie, przez co wlasciwe umieszczenie elektromagnesów staje sie trudne ze wzgledu na ich wymiary i mala ilosc u dysponowanego 'miejsca, spowodowana malymi od¬ leglosciami pomiedzy mloteczkami. Zblizenie kotwic prowadzi ponadto do znacznych trudnosci w roz¬ praszaniu wytwarzanego ciepla.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej 20 wymienionych wad w znanych ukladach mlotecz¬ ków szybkodrukujacych.Cel ten osiagnieto dzieki skonstruowaniu ukladu mloteczków drukujacych do urzadzenia drukujace¬ go, zawierajacego obracajace sie kólka czcionkowe, 25 z których kazde ma kolumne czcionek,, szeregowo przechodzacych przez polozenie drukowania, przy czym dla kazdego kólka czcionkowego zadany znak jest drukowany przez chwilowe pobudzenie urza¬ dzenia elektromagnetycznego, którego kotwica ma 30 mloteczek drukujacy, aby poruszyc ten mloteczek w kierunku kólka czcionkowego gdy wybrana czcionka jest usytuowana w polozeniu drukowania.Istota nowosci ukladu mloteczków drukujacych wedlug wynalazku jest to, ze uklad ten zawiera 35 uklad magnetyczny o jednolitej konstrukcji, posia¬ dajacy cewke wykonana na cienkim szkielecie, która jest wcisnieta na jeden z wystepów i takie obrotowe zamocowanie kotwicy posiadajacej mlo¬ teczek, ze czesc kotwicy wspólpracuje z cewka, 40 przy czym kotwica jest w polozeniu spoczynkowym utrzymywana w oddaleniu od wystepu za pomoca sprezyny, a ponadto zastosowany jest zderzak o re¬ gulowanym polozeniu, przeznaczony do ogranicze¬ nia ruchu mloteczka w kierunku kólka czcionko- 45 wego.Istota ukladu mloteczków drukujacych wedlug wynalazku jest równiez to, ze uklad ten zaopatrzo¬ ny jest w sprezyste podkladki usytuowane pomie¬ dzy czlonem mloteczków a regulowanym eiemen- 50 tern stykowym oraz pomiedzy sprezynami powrot¬ nymi kotwic a czlonami ukladu na które one dzia¬ laja. Dzieki tym sprezystym podkladkom stanowia¬ cym obrotowe ulozyskowanie kotwic i styków po¬ lepszono dzialanie ukladu mloteczków. 55 Przez zastosowanie takiej konstrukcji ukladu magnetycznego elektromagnesu, ze nabiejgunniki, sluzace do nalozenia na nie cewek, i kotwica sta¬ nowia jedna calosc z pozostala czescia ukladu mag¬ netycznego, skutecznosc ukladu magnetycznego zo- 00 stala w zasadniczy sposób poprawiona. Dzieki temu mozliwe jeslt zastosowanie zespolów malych w po¬ równaniu ze znanymi ukladami, w których nie zastosowano jednolitego ukladu magnetycznego.Jednolitosc konstrukcji powoduje dobre odprowa- 65 dbanie ciepla^ pozwalajac na stosowanie wiekszych pradów pobudzania cewek elekromagnesu, co jest konieczne dla uzyskania duzej sily uderzenia, po¬ trzebnej dla drukowania z duza predkoscia. Uklad 5 wedlug wynalazku umozliwia poprawienie odpro¬ wadzania ciepla, dzieki temu,, ze same cewki sa juz tak skonstruowane, ze przyspieszaja przenosze¬ nie ciepla. Odprowadzanie ciepla jest polepszone ponadto przez zastosowanie czlonu laczacego wiele 1 oddzielnych ukladów mloteczków drukujacych.Czlon laczacy ma takie wymiary, ze stanowi bocz¬ nik cieplny dla poszczególnych cewek.Uklad mloteczków drukujacych wedlug wyna¬ lazku jest przedstawiony przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad mloteczka dru¬ kujacego, w widoku z boku; fig. 2 — fragment ukladu z fig. 1 w powiekszonej podzialce i fig 3 — kilka ukladów mloteczków drukujacych oraz wza¬ jemne ich usytuowanie.Przedstawiony na fig. 1 uklad mloteczka drukuja¬ cego sklada sie z jednolitego elementu rdzenio¬ wego 1, wykonanego z, materialu magnetycznego i majacego czesc górna 3, stopke 2 oraz plaska czesc srodkowa 4 laczac czesc górna 3 ze stopka 2.Element rdzeniowy 1 jest zasadniczo uksztaltowany tak, ze zarówno czesc górna 3, jak i stopka 2 wysta¬ ja w tym samym kierunku w stosunku do czesci srodkowej 4. Czesc srodkowa 4 elementu 1 jest cien¬ sza od czesci górnej 3 i stopki 2 oraz posiada dwa wystepy 5 znajdujace sie w przestrzeni pomiedzy stopka 2 i górna czescia 3. Wystepy 5 stanowia rdzenie dwóch cewek 6 elektromagnesu.Kazda z cewek 6 jest wykonana przez nawinie¬ cie uzwojenia na cienkim papierowym szkielecie 7, przy czym po nawinieciu uzwojenia szkielet wraz z cewka zostaje pokryty zywica epoksydowa. Cala cewka 6 wraz ze szkieletem 7 zostaje nastepnie osadzona na wystepie 5, do którego jeslt scisle do¬ pasowana* Uzwojenia cewek 6 sa polaczone z dwo¬ ma sworzniami wtykowymi 8. Sworznie 8 sa osa¬ dzone w stopce 2, odizolowane od niej i wystaja poza stopke i poza tulejki 9.Do górnej czesci 3 elementu 1 zamocowana jest plytka 10 za pomoca wkretów 11. W plytce 10 umieszczony jest czop 12, na którym osadzona jest obrotowo zwora 13. Zwora 13 moze sie obracac wzgledem czopa 12 i w polozeniu roboczym, odpo¬ wiednio do wzbudzenia cewki 6 jest przyciagana do rdzeni elektromagnesu laczac konce wystepów 5.Zwora 13 posiada kotwice 14 na której koncu znaj¬ duje sie drukujacy mloteczek 15. Kotwica 14 jest zasadniczo prostopadla do zwory 13 i znajduje sie w przestrzeni pomiedzy stopka 2 i czejscia górna 3 elementu 1. Mloteczek drukujacy 15 jest tak uksztaltowany, ze jego koniec wystaje poza i po¬ nad czesc górna 3, jak to jest pokazane na fig. 1 i 2, i jest uruchamiany na skutek przyciagniecia zwory przez elektromagnes przy czym koniec mloteczka wysuwa sie jeszcze wyzej ponad czesc 3. W czesci górnej 3 elementu rdzeniowego 1 znajduje sie sru¬ ba 16 sluzaca do ograniczenia ruchu mloteczka drukujacego 15. Tak wiec srulba 16 stanowi nastaw¬ ny zderzak ograniczajacy dla mloteczka 15.Zwora 13 jest odpychana za pomoca sprezyny 17 tak, ze w polozeniu swobodnym jest nieznacznie5 69 495 6 oddalona od konców wystepów 5. Sprezyne 17 sta¬ nowi sprezyna plytkowa zamocowana za pomoca plytki 18 do jednego konca zwory 13. Wolny ko¬ niec sprezyny opiera sie o kolek 19 osadzony w czesci laczacej 4 elementu1. 5 Fig. 3 przedstawia uklad kilku ukladów mlotecz¬ ków drukujacych opisanych powyzej, powstaly przez zestawienie obok siebie szeregu tych ukla¬ dów tak, ze konce wszystkich mloteczków 15 znaj¬ duja sie w jednej linii. Naprzeciw jednej grupy 10 ukladów mloteczków drukujacych znajduje sie dru¬ ga grupa, przy czym uklady mloteczków drugiej grupy sa tak usytuowane, ze konce mloteczków drugiej grupy wchodza pomiedzy konce mlotecz¬ ków pierwszej grupy i sa ustawione z nimi w jed- 15 riej linii. W celu zapobiegniecia zaklóceniom pola magnetycznego w jednym ukladzie mloteczków przez pola magnetyczne wytworzone w zespole przyleglym, kazdy uklad mloteczka posiada oslone 20 z niemagnetycznego materialu. Oslona 20 jest, 20 korzystnie zamocowana za pomoca kleju do ze¬ wnetrznej powierzchni magnetycznej cewki 6.W celu utrzymania poszczególnych ukladów mlo¬ teczków w odpowiednim wzgledem siebie polozeniu zastosowano czlon laczacy 21. Czlon laczacy 21 ma x ksztalt korytka, w którego dnie wykonane sa otwo¬ ry ustalajace 22 do wstawienia w nie sworzni wty¬ kowych 8 wraz z tulejkami izolacyjnymi 9, przy czym sworznie 8 wystaja poza dno korytkowego czlonu laczacego 21. Uklady mloteczków drukuja- 30 cych zamocowane sa do czlonu laczacego 21 za po¬ moca wkretów 23 i 24. Wkrety 23 przechodza przez otwory 20 w dnie korytkowego czlonu laczacego 21 i sa wkrecane w stopke 2 elementu rdzeniowego l, a wkrety 24 przechodza przez otwory wykonane 35 w czesciach górnych 3 elementów 1 i sa wkrecane w gwintowane otwory 26 w czlonie laczacym 21.Wewnatrz czlonu laczacego 21 wzdluz jego bocz¬ nych scianek, umieszczone sa sprezyste zderzaki 27.Kazdy ze zderzaków 27 umieszczony jest naprzeciw 40 jednej zwory 13 i stanowi ogranicznik ruchu powrotnego zwory, z która wspólpracuje po osa¬ dzeniu danego ukladu mloteczka w czlonie lacza¬ cym 21.Przy wmontowaniu ukladu mloteczków drukuja- 45 cych, skladajacego sie z szeregu pojedynczych zes¬ polów mloteczków osadzonych na czlonie laczacym do aparatu czcionkowego, uklad ten jest umiesz¬ czony obok znanych, obrotowych nosników czcio¬ nek, nie pokazanych na rysunku, majacych na przy- 50 klad postac zespolu kólek czcionkowych, z których kazde jest wyposazone w zestaw czcionek. Wspól¬ praca kólek czcionkowych z zespolami mloteczków polega na tym, ze czcionki znajdujace sie na jed¬ nym z kólek przechodza podczas obrotu kólka obok 55 mloteczka, a wybór przeznaczonej do odbicia poje¬ dynczej czcionki nastepuje przez uruchomienie w odpowiednim czasie mloteczka drukujacego w znany sposób. Jest oczywiste, ze w ukladzie mloteczków drukujacych wedlug wynalazku pred- 60 kosc obrotowa kólek czcionkowych jest zwiekszona, a czas potrzebny na uruchomienie mloteczka i jego zadzialania ulega skróceniu. W zwiazku z tym jest konieczne zwiekszenie predkosci podawania impul¬ sów i predkosci zadzialania mloteczka, aby wybra- 65 na czcionka mogla byc odbita na dokumencie wy¬ raznie i w odpowiednim miejscu. Uklad mloteczków drukujacych wedlug wynalazku w drukarce czcion¬ kowej posiada jednolity element rdzeniowy two- 5 rzacy obwód magnetyczny, w którym jarzmo, rdze¬ nie elektromagnesu i nadlbielgunniki stanowia jeden element 1 o polepszonej charakterystyce magne¬ tycznej. Rozwiazanie konstrukcyjne ukladu mlo¬ teczków wedlug wynalazku zapewnia duza spraw- 10 nosc obwodu magnetycznego o malych rozmiarach, a przy zmniejszonych wymiarach obwodu zmniej¬ szona zostaje równiez wielkosc ruchomych czesci i ich ciezar co z kolei umozliwia szybsze dzialanie.Predkosc reagowania na impulsy i predkosc za¬ dzialania mloteczków drukujacych moze byc rów¬ niez zwiekszona przez zastosowanie stosunkowo silnych impulsów pradowych doprowadzanych do cewek 6 elektromagnesu. Jednakze, poniewaz zwiekszenie predkosci obrotowej kólek czcionko- 20 wych powoduje skrócenie czasu odbijania czcionki, czestotliwosc impulsów uruchamiajacych mloteczki, przykladanych do cewki elektromagnesu, równiez wzrasta. Polaczony skutek silnego impulsu prado¬ wego i czestszego powtarzania impulsów moze spo- 25 wodowac niepozadany wzrost temperatury cewki 6 elektromagnesu. W ukladzie mloteczków drukuja¬ cych wedlug wynalazku kazda cewka jest nawi¬ nieta na cienkim szkielecie 7, korzystnie papiero¬ wym, który scisle przylega do wystepów 5 tworza- 30 cych nabiegunniki i pozwala na szybkie przekazy¬ wanie ciepla wytworzonego w cewce na element rdzeniowy 1. Przez dokladna obróbke powierzchni elementu 1 przylegajacych do czlonu laczacego 21, umozliwiajaca dobra przewodnosc cieplna pomiedzy 35 tymi czesciami oraz dzieki duzemu ciezarowi i gru¬ bosci elementu laczacego 21, uzyskuje sie dobre odprowadzenie ciepla i w zwiazku z tym w znacz¬ nym stopniu sa zmniejszone niepozadane, lokalne wzrosty temperatury pracujacych cewek w poszcze- 40 górnych ukladach mloteczków.Nalezy równiez zauwazyc, ze stosowanie sworzni wtykowych 8 i polaczonych z nimi tulejek izola¬ cyjnych 9 w celu ustalenia polozenia kazdego zes¬ polu mloteczka drukujacego wzgledem czlonu la- 45 czacego 21 umozliwia zestawienie ukladu zespolów mloteczkowych bez stosowania uzywanych dotych¬ czas grzebieni dystansowych. Dzieki temu zmniej¬ sza sie niebezpieczenstwo zaklócenia pracy mlotecz¬ ka przez dotkniecie grzebienia oraz ulatwiony 50 i uproszczony jest montaz, a co za .'tym idzie i koszt jednostkowy wytwarzania.Uklad mloteczka drukujacego moze byc jeszcze dalej zmodyfikowany w celu poprawy warunków jego pracy, tak jak to pokazano na fig. 2. W mo- 55 dyfikacji przedstawionej na tej ifigurze czop lozys¬ kowy 12 jest otoczony tulejka 28 wykonana z ma¬ terialu o bardzo niskim wspólczynniku tarcia, ta¬ kim jak na przyklad policzteroifluoroetylen. Tulejka ta tworzy wiec lozysko dla zwory 13 majace bar- 60 dzo niski wspólczynnik tarcia. Sprezyna powrotna 17 zwory 13 jest oddzielona od kólka 19, osadzo¬ nego w elemencie 1 elastyczna podkladka 23 slu¬ zaca do tlumienia wytworzonych mechanicznie drgan sprezyny, które moga niekorzystnie wplywac 65 na prace zespolu mloteczka. Podkladka 29 moze 15 20 26 30 35 40 45 507 69 495 8 byc równiez wykonana z materialu o niskim wspól¬ czynniku tarcia w celu zlikwidowania strat wy¬ wolanych przez tarcie sprezyny 17 o kolek 19.Wreszcie w celu zmniejszenia halasu wywolywa¬ nego uderzeniem mloteczka 15 o srube zderzakowa 16, sruba ta jest oddzielona od mloteczka elastycz¬ na podkladka 30, która moze byc równiez wykona¬ na z materialu o malym wspólczynniku tarcia. PL