DE69111288T2 - Matrixdruckkopf. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Punktmatrixdruckerkopf mit einer Reihe von Stiften, die gleitend in die Druckstellung geführt sind, wobei die Stifte in zumindest in einer Zeile angeordnet und wahlweise durch eine entsprechende Reihe von Elektromagneten betätigt werden.
• Punktmatrixdruckerköpfe sind in modernen Druckern weit verbreitet wegen der im Vergleich mit Nicht-Matrixdruckern höheren Druckgeschwindigkeit und dem enormen Umfang an Schriftarten, die mittels eines Geradeauspermanentspeichers erzeugbar sind.
• Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise das Drucken von Buchstaben, die sowohl visuell als auch automatisch mittels optischer oder magnetischer Leseeinrichtungen lesbar sind, ist es dafür, daß der Buchstabe von der Leseeinrichtung erkannt wird, wesentlich, daß die Kontur, insbesondere die vertikalen Teile, klar und akkurat abgegrenzt sind. Bei Druckerköpfen der zuvorbeschriebenen Art haben die Stifte üblicherweise eine runde Druckoberfläche, was dazu führt, daß die Buchstaben aus runden Punkten mit einer unebenen Kontur bestehen.
• Zum Qualitätsbuchstabendrucken mit einer Kontur, die mit derjenigen eines Nicht-Matrixdruckers vergleichbar ist, sind Drucker vorgeschlagen worden, bei denen jede Linie zweifach gedruckt wird oder mit einer großen Anzahl von Stiften, die in einer oder mehreren Zeilen zum Drucken einer einzelnen vertikalen Spalte von Buchstabenpunkten angeordnet sind. Zusätzlich dazu, daß die Drucker der vorgenannten Art höchst komplex und teuer sind, ist keiner von ihnen in der Lage, dünne geradlinige Segment mit einer wohldefinierten Kontur bereit zustellen. Aus diesem Grund müssen Standardbuchstaben, die optisch oder magnetisch erkennbar sind, weiterhin mit dedizierten Druckern gedruckt werden, beispielsweise mit Typen- Druckrollen oder austauschbaren Elementen wie Typenrädern.
• Aus der Druckschrift US-A-3 822 005 ist eine Vorrichtung zum Drucken von Buchstaben mittels Punkten bekannt, in der die
• Druckelemente aus übereinandergelegten Klingen gebildet sind, deren Endabschnitte seitlich geneigt sind, um eine Druckspitze zu bilden. Die Klingen werden mittels eines Führungselements mit abgeschrägter Kante auf die Seite des bereits gedruckten Buchstabens geführt, um so den zuletzt gedruckten Buchstaben sichtbar zu machen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen Punktmatrixdruckerkopf bereitzustellen, der darauf ausgelegt ist, geradlinige Segmente mit einer im hohen Maße wohldefinierten Kontur zu drucken, die extrem geradlinig ist, und für eine Beseitigung der zuvorbeschriebenen Nachteile sorgt, die typischerweise mit den bekannten Druckerköpfen verbunden sind.
• Erfindungsgemäß wird ein Druckerkopf bereitgestellt mit einer Reihe von Stiften, die gleitend in die Druckstellung geführt sind, wobei die Stifte wahlweise durch eine entsprechende Reihe von Elektromagneten betätigt werden, wobei wenigstens der Abschnitt der Stifte nahe der Druckstellung in einer vertikalen Zeile angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne der Stifte eine Druckoberfläche im wesentlichen in der Form eines Rechteckes darbietet, wobei die Länge der kürzeren Kante zwischen einem Viertel und der Hälfte der Länge der längeren Kante beträgt, wobei die längere Seite parallel zu der Spalte angeordnet ist, wodurch ein gleichzeitiger Betrieb einer Gruppe von nebeneinanderliegenden Stiften das Drucken eines geradlinigen vertikalen Segments mit einer genau definierten Kontur bewirkt.
• Eine bevorzugte, nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 einen horizontalen Teilschnitt des Druckerkopfes gemäß der Erfindung zeigt;
• Fig. 2 einen Teil einer Frontansicht des Druckerkopfes von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab zeigt;
• Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 zusammen mit einer Herstellungsbefestigung zeigt;
• Fig. 4 ein Magnetzeichen zeigt, das unter Verwendung des Kopfes gemäß Fig. 1 und 2 gedruckt wurde.
• Der erfindungsgemäße Druckerkopf ist besonders zum Drucken sogenannter CMC7 Magnetzeichen geeignet, wobei eine vergrößerte Darstellung des Zeichens "2" hiervon in Fig. 4 gezeigt ist. Diese Zeichen werden unter Verwendung von Tinte gedruckt, die Ferritpulver enthält, und bestehen aus dünnen vertikalen Segmenten 3 unterschiedlicher Länge innerhalb der Höhe des Zeichens und sind horizontal durch Spalten 4 unterschiedlicher Breite getrennt. Die Gesamterscheinung des Zeichens, das wie zuvor beschrieben gedruckt wurde, ist derart, daß es visuell perfekt lesbar ist, während die Kombination der Segmente 3 und Spalten 4 einen Code bereitstellt, der durch eine Magnetleseeinrichtung erkennbar ist, und die hierdurch gelesenen Daten leicht von einem Dokument, beispielsweise einem Scheck oder dergleichen, zu einem Computerspeicher übertragen werden können.
• Das Bezugszeichen 5 in Fig. 1 bezeichnet ein hohles Trägergehäuse einer Reihe von neun Druckerstiften 6, von denen jeder einen Körper aus extrem hartem Draht runden Querschnitts aufweist, beispielsweise aus Stahl, Wolfram, Wolframcarbid oder dergleichen. Der Träger 5 weist einem im wesentlichen konischen Vorderabschnitt 7 mit einem Sitz 8 auf, in den eine erste perforierte Platte 9 zum Führen der Stifte 6 eingepaßt ist. Eine zweite Führungsplatte 11 ist in einem Sitz 12 am vorderen Ende des Trägers 5 eingepaßt.
• Die Platte 11 bietet eine Reihe von neun Bohrungen 13 (Figuren 2 und 3) dar, die in einer vertikalen Zeile angeordnet sind und deren Durchmesser derart ist, daß er den Bereich des Stifts 6 nahe seiner Druckoberfläche 14 exakt führt. Die Bohrungen 13 sind im allgemeinen so dicht aneinander angeordnet, wie dies technisch möglich ist.
• In der Nähe der Platte 11 steht jeder Stift 6 in Eingriff mit einer Blattfeder 15 (Fig. 1), um jegliches Spiel innerhalb der Bohrung 13 aufzunehmen und in einer konstanten Richtung für alle Stifte 6. Die Druckoberfläche 14 greift in eine Standarddruckauflage durch ein magnetisches Farbband ein (nicht gezeigt).
• Der Träger 5 umfaßt weiterhin einen ringförmigen Flansch 16, der an einem zylindrischen Gehäuse 17 befestigt ist, das an der Rückseite durch eine Abdeckung 18 verschlossen ist. Das zylindrische Gehäuse 17 schließt eine Reihe von neun Elektromagneten 19 ein, die längs des Umfangs angeordnet sind und wahlweise auf bekannte Art und Weise erregt werden. Sowohl das Gehäuse 17 als auch die Abdeckung 18 sind mit Flanschen 20 versehen, um die durch die Elektromagneten 19 erzeugte Wärme abzugeben.
• Jeder Elektromagnet 19 umfaßt einen Kern 21 eines magnetischen Materials und eine Spule 22 und sorgt für eine Aktivierung eines entsprechenden Ankers 23, der durch eine in einem Sitz 25 aufgenommene Druckfeder 24 normalerweise von den Polschuhen des Kerns 21 getrennt ist.
• Insbesondere ist der Anker 23 durch einen Rahmen 26 geführt und gehalten mittels der Feder 24, wobei ein Ende 29 auf einem inneren Rückhaltering 27 ruht, der als Dämpfer wirkt. Das andere Ende des Ankers 23 wird in Berührung mit einem äußeren Rückhaltering 28 gehalten, um es gegenüber einem Drehpunkt zu positionieren, der aus der äußeren Kante des Polschuhs des Kerns 21 besteht.
• Das Ende 29 jedes Ankers 23 ist an dem hinteren Ende 31 eines jeweiligen Stifts 6 zur Steuerung des Drucks eines Punkts befestigt. Die Stifte 6, die durch die Enden 29 und die Führungsplatten 9 und 11 festgelegt sind, verbiegen sich geringfügig und laufen um ein bestimmtes Maß zusammen, so daß, wenn die Stifte 6 aktiviert werden, der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Druckoberflächen weiter reduziert ist verglichen mit denjenigen der Bohrungen 13. In dem Gehäuse 17 befindet sich ein gedruckter Schaltkreis 32, der mit dem Steuerschaltkreis der Elektromagnete 19 verbunden ist und eine Reihe von Nebenanschlüssen aufweist, mit denen die elektrischen Anschlüsse der Spulen 22 in bekannter Weise verbunden sind.
• Gemäß der Erfindung ist die Druckoberfläche 14 jedes Stifts 6 auf einem sich verjüngendem Endabschnitt 33 des Stifts 6 (Figuren 2 und 3) gehalten und im wesentlichen rechteckig, wobei ihre längere Kante 34 parallel zu der Zeile der Stifte 6 angeordnet ist. Genauer gesagt werden die zwei Flächen des Bereichs 33, die den Seiten 34 der Druckoberfläche 14 entsprechen, durch Abflachen zwei paralleler gegenüberliegender Oberflächen an dem Ende des Körpers des Stifts 6 ausgebildet, so daß die kürzeren Kanten 36 der rechteckigen Oberfläche 14 tatsächlich aus zwei kleinen Bögen bestehen.
• Der Bereich 33 ist vorzugweise 1 bis 2 mm lang, mit einer Dicke im Bereich von 1/2 bis zu 1/4 des Durchmessers des Stifts 6. Wenn ein Stiftdurchmesser 0,35 mm beträgt, kann die Dicke des Bereichs 33 vorzugsweise im Bereich von 0,12 bis 0,13 mm liegen.
• Um eine permanente vertikale Ausrichtung der Seiten 34 des Abschnitts 33 sicherzustellen, muß der Stift 6 davon abgehalten werden, sich in der Führung 11 zu drehen. Vorteilhafterweise wird der hintere Bereich 31 des Stifts 6 starr mit dem Ende 29 des Ankers 23 mittels einer Schweißstelle 37 (Fig. 1) zwischen der Kante des Endes 29 und den zwei Seiten des Bereichs 31 befestigt.
• Beim Drucken aktiviert ein Anker 23 einen entsprechenden Stift 6, um den Abschnitt 33 aus der Platte 11 herauszutreiben, und die entsprechende Druckoberfläche 14 gelangt in Eingriff mit der Druckauflage durch das magnetische Parbband, so daß eine dünne vertikale Linie gedruckt wird. Durch gleichzeitiges Aktivieren einer Anzahl von aneinanderliegender Stifte 6 verbinden sich die verschiedenen Drucklinien zur Bildung eines dünnen vertikalen Segments mit einer scharf definierten, perfekt geraden Kontur. Unter Verwendung eines Zeichenerzeugers zur Steuerung des Druckerkopfes ist es daher möglich, optische oder magnetische Schriftzeichen zu drucken, und, insbesondere, CMC7 Magnetschriftzeichen, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind.
• Der erfindungsgemäße Druckerkopf kann hergestellt werden unter Verwendung der meisten Komponenten, die für bekannte Köpfe verwendet werden, die Stifte mit kreisförmigen Druckoberflächen aufweisen. Nach dem Verschweißen des Bereichs 31 jedes Stifts 6 an der Kante des Endes 29 eines entsprechenden Ankers 23 werden zumindest einige der Druckerkopfkomponenten im Inneren des Trägers 5 und Gehäuses 17 zusammengefügt.
• Der Druckerkopf wird dann auf einen Schleifer aufgesetzt, auf dem eine Befestigungseinrichtung (nicht gezeigt) die Stifte 6 starr mit ihren Bereichen 33 außerhalb der Führung 11 befestigt, wie durch die gestrichelte Linie in Figur 3 gezeigt. Der Schleifer wird mit zwei parallelen Diamantschleifscheiben 38 und 39 bestückt, die durch einen Abstandshalter 41 der gleichen Dicke getrennt sind, wie sie für den Bereich 33 erforderlich ist. Die Seiten 34 der Bereiche 33 der Stifte 6 können somit in einem einzigen Schleifvorgang bearbeitet werden, um eine extrem kostengünstige Herstellung des Druckerkopfes zu ermöglichen.
• Aus der vorstehenden Beschreibung werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Druckerkopfes im Vergleich sowohl mit bekannten Punktmatrix- als auch Nicht-Matrixdruckerköpfen deutlich. Insbesondere stellt er Drucke für beide Zeichenerkennungen bereit, beispielsweise optische, Zeichensätzen und bekannten Zeichensätzen, die durch einen oder mehrere Läufe des Druckerkopfes hergestellt werden. Darüberhinaus liefert der erfindungsgemäße Drucker im Vergleich mit Typen, die eine große Anzahl von Stiften enthalten, dünne Segmente mit einer schärfer definierten Kontur und ist billiger zu produzieren.
• Es ist für den Fachmann klar, daß an dem Druckerkopf, wie er hierin beschrieben und dargestellt wurde, Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen definiert ist. Beispielsweise kann jeder Stift an einem Betätigungselement verschweißt sein, das von dem Anker 23 getrennt ist; die Stifte 6 können federaktiviert sein (gespeicherte Energie), wobei in diesem Fall der Elektromagnet 19 erregt wird, um die Feder wieder zu spannen, und zum Drucken entregt wird; der sich verjüngende Abschnitt 33 kann anders ausgeführt sein, beispielsweise keilförmig, und unter Verwendung von Mitteln hergestellt sein, die von den beschriebenen verschieden sind; der Druckerkopf kann für Paralleldrucker ausgelegt sein, wobei in diesem Fall die schmalere Seite 36 des Rechtecks parallel zu der horizontalen Reihe von Stiften ist; schließlich kann der Druckerkopf zum Drucken gerader horizontaler und/oder vertikaler Segmente durch geeignete Orientierung der Rechtecke der Druckoberflächen jedes Stifts ausgelegt sein.

Claims (9)

1. Ein Druckerkopf mit einer Reihe von Stiften (6), die gleitend in die Druckstellung geführt sind, wobei die Stifte (6) wahlweise durch eine entsprechende Reihe von Elektromagneten (19) betätigt werden, wobei wenigstens der Abschnitt der Stifte (6) nahe der Druckstellung in einer vertikalen Zeile angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne der Stifte (6) eine Druckoberfläche (14) im wesentlichen in der Form eines Rechteckes darbietet, wobei die Länge der kürzeren Kante (36) zwischen einem Viertel und der Hälfte der Länge der längeren Kante (34) beträgt, wobei die längere Seite (34) parallel zu der Spalte angeordnet ist, wodurch ein gleichzeitiger Betrieb einer Gruppe von nebeneinanderliegenden Stiften (6) das Drucken eines geradlinigen vertikalen Segmentes mit einer genau definierten Kontur bewirkt.

2. Ein Druckerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (19) am Umfang in einem zylindrischen Körper (17) angeordnet sind und wahlweise in einer solchen Weise betrieben werden, daß Zeichen mit wenigstens einem dünnen vertikalen Segment gedruckt werden und sowohl visuell als auch durch einen magnetischen oder optischen Zeichenleser lesbar sind.

3. Ein Druckerkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckoberfläche (14) an einem sich verjüngenden Abschnitt (33) jedes Stiftes (6) angeordnet ist.

4. Ein Druckerkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stift (6) einen kreisabschnittsförmigen Körper hat, der in einem entsprechenden Loch (13) in einem gemeinsamen Führungsteil (11) geführt ist, so daß die kürzere Kante (36) des Rechtecks die Form eines Bogens hat.

5. Ein Druckerkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisabschnittsförmige Körper einen Durchmesser von etwa 0,35 mm hat, wobei die kürzere Kante (36) im Bereich von 0,12 bis 0,13 mm ist, um den Druckerkopf in die Lage zu versetzen, senkrechte Segmente des CMC7-Zeichensatzes zu drucken.

6. Ein Druckerkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Stiftes (6) an ein Betätigungsglied (23) eines entsprechenden Elektromagneten (19) angeschweißt ist, um so die längere Kante (34) parallel zu der 1ospalte zu halten.

7. Ein Druckerkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied aus einem Anker des Elektromagneten (19) gebildet ist, wobei der Abschnitt (31) des Stiftes an die Kante eines Endes (29) des Ankers (23) angeschweißt ist.

8. Ein Druckerkopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der sich verjüngende Abschnitt (33) durch Abflachen zweier paralleler Oberflächen (34) eines Endabschnittes des Stiftes (6) mittels zweier nebeneinander angeordneter Diamanträder gebildet ist, die in einem Abstand voneinander getrennt ist, der gleich der Größe der kürzeren Kante (36) ist.

9. Ein Druckerkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich verjüngenden Abschnitte (33) der Stifte (6) so gestaltet sind, daß der Druckerkopf auf einen Schleifer aufgesetzt ist, der mit den Rädern (38, 39) verbunden ist, und daß die parallelen Oberflächen (34) aller Stifte (6) in einem einzigen Schleifvorgang bearbeitet werden.