EP0038290B1 - Antriebsvorrichtung für einen Drucker, insbesondere einen Matrixdrucker - Google Patents
Antriebsvorrichtung für einen Drucker, insbesondere einen Matrixdrucker Download PDFInfo
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- B41J29/38—Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism
Definitions
- the invention relates to a drive device for a printer according to the preamble of patent claim 1.
- the object of the invention is to design the drive device for a printer in such a way that, compared to a printer with a drive of the ink ribbon system and the paper feed system that is independent of the main drive, less installed motor power can be used.
- a single auxiliary drive motor takes over both the drive of the ink ribbon system and the drive of the paper feed system.
- the pause times in the ribbon feed are used for the paper feed, the pause times in the paper feed for the ribbon feed.
- the printer shown in FIG. 1 contains a print head 1 which is fastened on a carriage 2 and is moved back and forth on a guide rod 3.
- the guide rod 3 is rotatably mounted in two bearings 6 and carries eccentrics 4 and 5 at their ends, against which end shields 18 and 19 rest resiliently.
- the rear part of the carriage 2 is guided on a guide bar 7 by means of two rollers 8 and 9.
- the carriage 2 is moved by a rope 10 which is fastened on the one hand to the carriage 2 and on the other hand to a rope drum 13.
- a gear wheel attached to the cable drum 13 is in engagement with a pinion 15 of a main drive motor 14.
- the main drive motor 14 carries a clock disk 16, the slots of which are scanned by a light barrier 17.
- the movement system of the carriage 2 also includes two deflection rollers 11 and 12, which simultaneously serve to tension the rope 10.
- An auxiliary drive motor 21 moves the ribbon system and the paper feed system.
- a further pinion 22 is attached, which engages in a gear 23.
- gearwheel 23 In the interior of the gearwheel 23 - for reasons of clarity relocated to the outside - two freewheels 40 and 41 are arranged which, depending on the direction of rotation of the reversible auxiliary drive motor 21 and thus depending on the direction of rotation of the gearwheel 23, either a first shaft 24 of the ribbon system or a second shaft 28 of the paper transport system.
- the second shaft 28 is arranged to be longitudinally displaceable in order to compensate for the movement of the paper transport system when the paper thickness is set by the eccentrics 5 and 6.
- the ribbon system consists of the first shaft 24, on which a worm 25 is attached, which rotates a worm wheel 26.
- An axle 27 is taken along via a freewheel, not shown, in the worm wheel 26, the upper end of which is formed into a cutting edge, which is used to take along a transport roller, not shown, of a stationary ribbon cassette.
- An ink ribbon 39 is stored in the ink ribbon cassette, which forms the upper cover of the printer, a section of which is drawn.
- the paper transport system consists of the second shaft 28, with which a further screw 30 and a control cam 29 are connected.
- the control cam disk 29 contains a helically rising control cam, the end points of which abruptly merge into one another and thus form a detent for a lever 33.
- the lower end of the lever 33 dips into a light barrier 34, in such a way that the lower end of the lever 33 releases the light path of the light barrier 34 at about the middle of the control curve, in the lowest position, i.e. when the lever 33 is in contact with the Latch of the control curve, but the light path of the light barrier 34 is interrupted.
- a slip clutch 32 On the second shaft 28 there is also a slip clutch 32, which can consist, for example, of two half-shells pressed against the axis by O-rings, over which a tension spring 36 is wound.
- the tension spring 36 acts like a spring drive which is wound up by the rotation of the second shaft 28.
- the worm 30 drives a pressure roller 20 via a worm wheel 31, which takes over the paper feed.
- a plunger freewheel 37 is also provided on the pressure roller 20.
- auxiliary drive motor 21 there is a fan wheel 38 which is arranged in such a way that a nose of this wheel takes along when the auxiliary drive motor 21 rotates, but when the direction of rotation of the auxiliary drive motor 21 is reversed, the fan wheel 38 can make almost a full rotation before it starts again the driver nose rests and also reverses its direction of rotation. In this way, the auxiliary drive motor is relieved when the direction of rotation is reversed quickly.
- the gear 23 rotates clockwise and takes the ink ribbon 39 with it via the first freewheel 40.
- the direction of rotation of the auxiliary drive motor 21 is reversed.
- the gear 23 now takes the second shaft 28 with it.
- the control cam 29 moves the lever 33 until after about half a turn the lever 33 releases the light barrier 34. After a complete revolution, the lever 33 slides over the locking lug of the cam plate 29 and jumps back. The light path of the light barrier 34 is interrupted again. In response to this interrupt signal, the direction of rotation of the motor 21 is reversed as quickly as possible. In this case, the fan wheel 38 does not load the auxiliary drive motor 21, but rather continues to rotate somewhat.
- first freewheel 40 couples the first shaft 24.
- the second shaft 28 is now free, but the slip clutch 32 rotates the second shaft 28 a little under the tension of the spring 36 until the nose of the control cam 29 bears on the lever 33 in order to obtain the same line spacing for the next line connection.
- the return movement of the second shaft 28 under the action of the spring 36 is less, the faster the lever 33 can engage in the latching lug of the control cam 29 and the faster the auxiliary drive motor 21 reverses. Therefore, even with a fast paper feed, the auxiliary drive motor is controlled in the last part of the revolution by means of its control, as will be described below.
- the further worm 30 is also connected to the second shaft 28 via a freewheel 42 which is rectified to the second freewheel 41, so that the second shaft 28 can rotate back freely under the action of the spring 36.
- FIG. 2 shows the engine speed n over time t and assigned to FIG. 2
- FIG. 3 then explains the light-dark phases over time t.
- the auxiliary drive motor 21 drives the ink ribbon transport system at the speed -n3.
- the «-» here means a direction of rotation
- the «+» that appears below means the other direction of rotation of the auxiliary drive motor 21.
- the auxiliary drive motor is switched to the speed + n2. This direction of rotation drives the paper transport system.
- light barrier 34 switches from “dark” to “light”, whereupon the speed is reduced from + n2 to + n1 in order to achieve a slow entry into the end position and thus a precise end position in the line switch.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Drucker gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Es ist bekannt, die Nebenantriebe vom Hauptantriebsmotor abzuzweigen und in diesen Abzweigungen entsprechende Kupplungs- und Steuervorrichtungen vorzusehen. Der Hauptantriebsmotor muss dann entsprechend stärker ausgelegt werden, da er nun neben dem Schlittenantrieb auch den Farbbandantrieb und den Papiervorschub zu übernehmen hat. Weiterhin ist es bekannt, den Nebenantrieben separate Motoren zuzuordnen, d.h. einen Nebenantriebsmotor für den Papiervorschub und einen weiteren Nebenantriebsmotor für das Farbbandsystem, nämlich den Antrieb der Farbbandkassette. Die Nebenantriebsmotoren treten dabei abwechselnd in Tätigkeit, da das Farbband nur während des Druckens, der Papiervorschub während der Druckpausen zwischen dem Schreiben aufeinanderfolgender Zeilen in Tätigkeit tritt.
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Antriebsvorrichtung für einen Drucker derart zu gestalten, dass gegenüber einem Drucker mit vom Hauptantrieb unabhängigem Antrieb des Farbbandsystems und des Papiervorschubsystems mit geringerer installierter Motorleistung ausgekommen werden kann.
- Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, die Antriebsvorrichtung entsprechend den im Patentanspruch 1 niedergelegten Merkmalen zu gestalten.
- Auf Ausgestaltungen der Erfindung gemäss den Unteransprüchen wird verwiesen.
- Durch die Erfindung wird mit einfachen konstruktiven Mitteln erreicht, dass ein einziger Nebenantriebsmotor sowohl den Antrieb des Farbbandsystems wie auch den Antrieb des Papiervorschubsystems übernimmt. Die Pausenzeiten im Farbbandvorschub werden für den Papiervorschub, die Pausenzeiten im Papiervorschub für den Farbbandvorschub genutzt.
- Die beigefügten Abbildungen zeigen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels.
- Es zeigt
- Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem Matrixdrucker.
- Fig. 2 ein Zeitdiagramm für die Motordrehzahl des Nebenantriebsmotors, ein Zeitdiagramm für eine im Steuerkreis des Hilfsantriebsmotors liegende Lichtschranke.
- Der in Fig. 1 dargestellte Drucker enthält einen Druckkopf 1, der auf einem Schlitten 2 befestigt ist und auf einer Führungsstange 3 hin- und herbewegt wird. Die Führungsstange 3 ist in zwei Lagern 6 drehbar gelagert und trägt an ihren Enden Exzenter 4 und 5, an denen Lagerschilde 18 und 19 federnd anliegen. Der hintere Teil des Schlittens 2 wird mittels zweier Rollen 8 und 9 auf einer Führungsleiste 7 geführt. Der Schlitten 2 wird durch ein Seil 10 bewegt, das einerseits am Schlitten 2, andererseits auf einer Seiltrommel 13 befestigt ist. Ein an der Seiltrommel 13 befestigtes Zahnrad ist im Eingriff mit einem Ritzel 15 eines Hauptantriebsmotors 14.
- Zur Erkennung der Druckposition trägt der Hauptantriebsmotor 14 eine Taktscheibe 16, deren Schlitze durch eine Lichtschranke 17 abgetastet werden.
- Zum Bewegungssystem des Schlittens 2 gehören ferner zwei Umlenkrollen 11 und 12, die gleichzeitig zum Spannen des Seiles 10 dienen.
- Ein Hilfsantriebsmotor 21 bewegt das Farbbandsystem und das Papiervorschubsystem.
- Auf der Motorwelle 22 des Hilfsantriebsmotors 21 ist ein weiteres Ritzel 22 befestigt, welches in ein Zahnrad 23 eingreift. Im Innern des Zahnrades 23 - einer deutlichen Darstellung wegen nach aussen verlegt - sind zwei Freiläufe 40 und 41 angeordnet, die je nach Drehrichtung des drehrichtungsumkehrbaren Hilfsantriebsmotors 21 und damit je nach Drehrichtung des Zahnrades 23 entweder eine erste Welle 24 des Farbbandsystems oder eine zweite Welle 28 des Papiertransportsystems mitnehmen. Die zweite Welle 28 ist dabei längsverschieblich angeordnet, um die Bewegung des Papiertransportsystems beim Einstellen der Papierdicke durch die Exzenter 5 und 6 auszugleichen.
- Das Farbbandsystem besteht aus der ersten Welle 24, auf der eine Schnecke 25 befestigt ist, welche ein Schneckenrad 26 dreht. Über einen nicht gezeigten Freilauf im Schneckenrad 26 wird eine Achse 27 mitgenommen, deren oberes Ende zu einer Schneide ausgebildet ist, welche zur Mitnahme einer nicht gezeigten Transportrolle einer feststehenden Farbbandkassette dient.
- In der Farbbandkassette, welche die obere Abdeckung des Druckers bildet, ist ein Farbband 39 gelagert, von dem ein Ausschnitt eingezeichnet ist.
- Das Papiertransportsystem besteht aus der zweiten Welle 28, mit der eine weitere Schnecke 30 und eine Steuerkurvenscheibe 29 verbunden sind. Die Steuerkurvenscheibe 29 enthält eine schraubenförmig ansteigende Steuerkurve, deren Endpunkte abrupt ineinander übergehen und so eine Rastnase für einen Hebel 33 bilden. Auf der Steuerkurve der Steuerkurvenscheibe 29 gleitet der Hebel 30, der durch eine Zugfeder 35 an der Steuerkurvenscheibe 29 anliegend gehalten wird. Das untere Ende des Hebels 33 taucht in eine Lichtschranke 34 ein, und zwar dergestalt, dass etwa auf mittlerer Höhe der Steuerkurve das untere Ende des Hebels 33 den Lichtweg der Lichtschranke 34 freigibt, in der tiefsten Stellung, also bei Anlage des Hebels 33 an der Rastnase der Steuerkurve, der Lichtweg der Lichtschranke 34 aber unterbrochen ist. Auf der zweiten Welle 28 ist ferner eine Rutschkupplung 32 angeordnet, die beispielsweise aus zwei, durch O-Ringe gegen die Achse gedrückte Halbschalen bestehen kann, über die eine Zugfeder 36 geschlungen ist. Die Zugfeder 36 wirkt dabei wie ein Federantrieb, der durch die Drehung der zweiten Welle 28 aufgezogen wird.
- Die Schnecke 30 treibt über ein Schneckenrad 31 eine Druckwalze 20 an, die den Papiervorschub übernimmt. An der Druckwalze 20 ist weiterhin ein Stechfreilauf 37 vorgesehen.
- Auf dem Hilfsantriebsmotor 21 befindet sich ein Lüfterrad 38, das so angeordnet ist, dass eine Nase dieses Rad bei Drehung des Hilfsantriebsmotors 21 mitnimmt, dass aber bei Umkehr der Drehrichtung des Hilfsantriebsmotors 21 das Lüfterrad 38 fast eine volle Umdrehung machen kann, ehe es wieder an der Mitnehmernase anliegt und ebenfalls seine Drehrichtung umkehrt. Auf diese Weise wird der Hilfsantriebsmotor bei der schnell zu vollziehenden Drehrichtungsumkehr entlastet.
- Während des Druckens dreht das Zahnrad 23 im Uhrzeigersinn und nimmt dabei über den ersten Freilauf 40 das Farbband 39 mit.
- Zur Zeilenschaltung wird die Drehrichtung des Hilfsantriebsmotors 21 umgekehrt. Das Zahnrad 23 nimmt nun die zweite Welle 28 mit. Die Steuerkurvenscheibe 29 bewegt den Hebel 33, bis etwa nach einer halben Umdrehung der Hebel 33 die Lichtschranke 34freigibt. Nach einer ganzen Umdrehung gleitet der Hebel 33 über die Rastnase der Kurvenscheibe 29 und springt zurück. Dabei wird der Lichtweg der Lichtschranke 34 wieder unterbrochen. Auf dieses Unterbrechersignal hin wird die Drehrichtung des Motors 21 so schnell wie möglich umgekehrt. Dabei belastet das Lüfterrad 38 den Hilfsantriebsmotor 21 nicht, sondern dreht noch etwas frei weiter.
- Nach kurzer Drehung des Zahnrades 23 trennt der zweite Freilauf 41 die zweite Welle 28 und der
- erste Freilauf 40 kuppelt die erste Welle 24 an. Die zweite Welle 28 ist nun frei, die Rutschkupplung 32 dreht aber unter dem Zug der Feder 36 die zweite Welle 28 noch etwas zurück, bis die Nase der Steuerkurvenscheibe 29 am Hebel 33 anlegt, um für die nächste Zeilenschaltung den gleichen Zeilenabstand zu erhalten. Die Rückdrehbewegung der zweiten Welle 28 unter der Wirkung der Feder 36 ist um so geringer, je schneller der Hebel 33 in die Rastnase der Steuerkurvenscheibe 29 einfallen kann und je schneller der Hilfsantriebsmotor 21 reversiert. Daher wird auch bei schnellem Papiervorschub der Hilfsantriebsmotor im letzten Teil der Umdrehung mittels seiner Ansteuerung heruntergesteuert, wie nachfolgend noch beschrieben wird. Es ist noch hervorzuheben, dass die weitere Schnecke 30 mit der zweiten Welle 28 ebenfalls über einen dem zweiten Freilauf 41 gleichgerichteten Freilauf 42 verbunden ist, damit die zweite Welle 28 unter der Wirkung der Feder 36 ungehindert zurückdrehen kann.
- Anhand der Diagramme Fig. 2 und Fig. 3 wird der zeitliche Ablauf erläutert. Fig. 2 zeigt die Motordrehzahl n über der Zeit t und zugeordnet zu Fig. 2 erläutert dann Fig. 3 die Hell-Dunkelphasen über der Zeit t.
- Bis zum Zeitpunkt t1 treibt der Hilfsantriebsmotor 21 mit der Drehzahl -n3 das Farbbandtransportsystem an. Das «-» bedeutet hier eine Drehrichtung, das nachfolgend erscheinende «+» bedeutet die andere Drehrichtung des Hilfsantriebsmotors 21. Zum Zeitpunkt t1 wird der Hilfsantriebsmotor auf die Drehzahl +n2 umgesteuert. Diese Drehrichtung treibt das Papiertransportsystem. Zum Zeitpunkt t2 schaltet die Lichtschranke 34 von «dunkel» auf «hell», worauf die Drehzahl von +n2 auf +n1 vermindert wird, um ein langsames Einlaufen in die Endstellung und damit eine präzise Endstellung in der Zeilenschaltung zu erreichen.
- Die Endstellung wird zum Zeitpunkt t3 erreicht. Die Lichtschranke 34 springt nun von «hell» auf «dunkel», der Hilfsantriebsmotor 21 wird auf die Drehzahl -n4 umgesteuert. Diese hohe Drehzahl wird nur kurzzeitig (t0) beibehalten, um zum einen das Reversieren zu beschleunigen, zum anderen das Farbband zu straffen. Anschliessend wird zur Zeit t4 auf die niedrige Betriebsdrehzahl -n3 zurückgeschaltet. In ihren absoluten Werten sind die Drehzahlen n1 und n3 einerseits und die Drehzahlen n2 und n4 andererseits einander gleich.
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