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Dokumentenidentifikation DE4418451C2 30.04.1997
Titel Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker
Anmelder Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Kobayashi, Atsuhisa, Hyogo, JP
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Anmeldedatum 26.05.1994
DE-Aktenzeichen 4418451
Offenlegungstag 23.03.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1997
IPC-Hauptklasse B41J 19/14

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker, bei dem sich der Druckkopf für den Druckvorgang hin- und herbewegt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines bekannten Punktliniendruckers. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 7 eine Papiervorschubeinheit, Bezugszeichen 8 bezeichnet eine Druckmechanismus-Einrichtung enthaltend eine Druck-Shuttleeinheit mit einem darauf angebrachten Druckkopf, und Bezugszeichen 9 bezeichnet eine mit einem Farbband ausgestattete Bandeinheit. Während der Druckkopf sich geradlinig hin- und herbewegt, schlägt er an das Farbband der Bandeinheit 9 und führt das Drucken auf ein Papier 4 aus, das durch die Papiervorschubseinheit 7 in das Innere des Druckers befördert wird. Wenn der Druckvorgang einer Linie vollendet ist, wird das Papier 4 senkrecht zu der Hin- und Herbewegung befördert und ein kontinuierliches Drucken wird durchgeführt.

Da eine Druck-Shuttleeinheit mit einem darauf angebrachten Druckkopf sich in einem Liniendrucker wie oben beschrieben mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt, ist es wichtig, daß solch eine Anordnung ebenso wie das gesamte Gerät nicht vibriert aufgrund der Hin- und Herbewegung. Daher wurden im Stand der Technik verschiedene Anordnungen zur Beseitigung der Vibration vorgeschlagen.

Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift No. 61-169 257 (1986) ist ein Liniendrucker bekannt, bei dem ein Linearmotor für die Hin- und Herbewegungen einer Druck-Shuttleeinheit mit einem Druckkopf darauf durch eine magnetische Spule ausgeführt ist, die an der Unterseite der Druck-Schuttleeinheit angebracht ist und einen Magnetkreis vom beweglichen Typ die magnetische Spule ansteuert. Der Magnetkreis des Lineannotors wird in der entgegengesetzten Richtung zur Druck-Shuttleeinheit bewegt, wodurch der Magnetkreis als Ausgleichselement der Druck-Shuttleeinheit wirkt und die Vibrationen beseitigt werden.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung müssen, um die gegenphasigen Hin- und Herbewegungen der Druck-Shuttleeinheit und des Magnetkreises über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten, beide durch einen Draht verbunden sein, und die Steuerung der Hin- und Herbewegungen ist nicht leicht. Andererseits ist ein Liniendrucker gut bekannt, bei dem eine Ausgleich-Shuttleeinheit, die ungefähr genauso schwer wie eine Druck-Shuttleeinheit ist, Hin- und Herbewegungen ausführt, die mit den Hin- und Herbewegungen der Druck-Schuttleeinheit verriegelt und parallel und in umgekehrter Richtung zu diesen ist.

Bei dem herkömmlichen Gerät dieser Konstruktion wird die Gegenkraft, die in einem Grundrahmen oder dergleichen verbunden mit den Hin- und Herbewegungen der Druck- Shuttleeinheit erzeugt wird, ausgeglichen und die Erzeugung von Vibrationen wird unterdrückt.

Wenn die Druck-Shuttleeinheit und die Ausgleich-Shuttleeinheit jedoch bei der oben genannten Konstruktion parallel und in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, wird aufgrund des Kräftepaares während der Bewegungen der beiden ein Drehmoment erzeugt. Dadurch wird in dem ganzen Gerät eine Drehvibration erzeugt, und die Druckqualität kann sich aufgrund der Vibrationen des Druckpapiers verschlechtern.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde in der japanischen Anmeldungsveröffentlichung No. 6-040 108 (1994) eine verbesserte Version davon vorgeschlagen. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schwingmechanismus in dieser verbesserten Version, und Fig. 3 ist eine Seitenschnitt-Ansicht derselben. Der in Fig. 2 und 3 gezeigte Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker ist auch in der Druckschrift EP 0580 330 A beschrieben. In Fig. 3 zeigt ein weißer Pfeil die Richtung der Schwerkraft an.

Ein Druck-Shuttle-Rahmen 12 ist mit einem darauf angebrachten Druckkopf 11 verschiebbar an einen Shuttleschaft 2 angebracht, die nahezu im Zentrum des Schwingmechanismus angeordnet ist. Der Druck-Shuttle-Rahmen 12 ist durch eine Rolle 13 auf einem Basisrahmen 6 gelagert, so daß er sich darauf und auf dem Shuttleschaft 2 bewegen kann. Mehrere Spulen 16 sind an einer unteren Seite einer Spulengrundplatte 14, einer Eisenplatte, angeordnet, die an der Unterseite des Druck-Shuttle-Rahmens 12 angebracht ist. Eine Druck-Shuttleeinheit 10 besteht aus dem Druck-Shuttle-Rahmen 12, dem Druckkopf 11 mit der auf ihn angebrachten Spulengrundplatte 14 und den Spulen 16, und kann längs des Shuttleschaftes 2 bewegt werden.

Den Spulen 16, die an der Druck-Shuttleeinheit 10 angeordnet sind, gegenüberliegend sind mehrere Permanentmagnete 15 auf einem Joch 18, einer Eisenplatte, angeordnet, die an dem Grundrahmen 6 befestigt ist, wobei ein schmaler Spalt zwischen den Magneten 15 und den Spulen 16 besteht. Ein Linearmotor zum Antrieb der Druck-Shuttleeinheit 10 wird durch die Permanentmagnete 15 und die Spulen 16 gebildet. In dem Linearmotor fließt Strom durch die Spulen 16 innerhalb des Magnetfelds durch die Permanentmagnete 15, wodurch in den Spulen 16 aufgrund der Linken-Hand-Regel von Fleming eine Schubkraft erzeugt wird und die Druck-Shuttleeinheit 10 mit den darauf angebrachten Spulen 16 längs des Shuttleschaftes 2 bewegt wird. Der durch die Spulen 16 fließende Strom wird gesteuert, wodurch die Druck-Shuttleeinheit 10 mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt werden kann.

Ein Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22 ähnlich dem Druck-Shuttle-Rahmen 12 ist verschiebbar auf einen Shuttleschaft 3 angebracht, der parallel zu dem Shuttleschaft 2 angeordnet ist. Der Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22 ist durch eine Rolle 23 gelagert, so daß er sich auf dem Grundrahmen 6 und dem Shuttleschaft 3 bewegen kann. Auf dem Ausgleich-Shuttle- Rahmen 22 ist ein Gewicht 21 angebracht, und mehrere Spulen 26 ähnlich den Spulen 16 sind an einer unteren Seite einer Spulengrundplatte 24 angebracht, die an der Unterseite des Ausgleich-Shuttle-Rahmens 22 befestigt ist. Ein Paar von Armen 29, die an beiden Querseiten des Ausgleichrahmens 6 hervorragen, sind mit dem Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22 verbunden. Das obere Ende des Arms 29 erstreckt sich über die Einbauposition der Druck-Shuttleeinheit 10 hinaus und reicht bis zu der abgewandten Seite, und ein Ausgleichsgewicht 30 ist auf dem oberen Ende angebracht. Eine Rolle 31, die sich auf dem Grundrahmen 6 bewegen kann, ist an dem Ausgleichsgewicht 30 befestigt. Eine Ausgleich- Shuttleeinheit 20 besteht aus dem Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22, dem Gewicht 21 und der auf dem Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22 angebrachten Spulengrundplatte 24, Spulen 26, Arm 29 und Ausgleichsgewicht 30, das an dem oberen Ende des Arms 29 angebracht ist, und kann längs des Shuttleschaftes 3 bewegt werden.

Gegenüberliegend den auf der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 angeordneten Spule 26 sind mehrere Permanentmagnete 25, ähnlich den Permanentmagneten 15, angeordnet, wobei ein schmaler Spalt zwischen den Magneten 25 und den Spulen 26 auf einem Joch 28 ähnlich dem Joch 18 besteht.

Ein Linearmotor zum Antrieb der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 wird durch die Permanentmagnete 25 und die Spulen 26 gebildet. Der Linearmotor zum Antrieb der Ausgleich-Shuttleeinheit 20, der ähnlich dem zum Antrieb der Druck-Shuttleeinheit 10 ist, steuert den Strom, der durch die Spulen 26 fließt, wodurch die Ausgleich-Shuttleeinheit 20 mit hoher Geschwindigkeit längs des Shuttleschafts 3 hin- und herbewegt werden kann.

Das Gesamtgewicht der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 entspricht ungefähr dem der Druck- Shuttleeinheit 10. Ebenso ist die Gewichtsverteilung der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 so, daß die Ortskurve des Schwerpunkts der gesamten Ausgleich-Shuttleeinheit 20 während der Bewegung längs des Shuttleschaftes 3 ungefähr dieselbe Position erreicht, wie die Ortskurve des Schwerpunkts der gesamten Druck-Shuttleeinheit 10 während der Bewegung längs des Shuttleschaftes 2. Zusätzlich bezeichnet in Fig. 3 das Bezugszeichen 5 eine Führungsrolle zum Vorschub des Papiers 4 in den Pendeldrucker.

Wenn die Druck-Shuttleeinheit 10 längs des Shuttleschaftes 2 hin- und herbewegt wird, wird bei dem oben beschriebenen Schwingmechanismus die Ausgleich-Shuttleeinheit 20, die in etwa das selbe Gewicht wie die Druck-Shuttleeinheit 10 hat, hin- und herbewegt, verriegelt mit der Druck-Shuttleeinheit 10 in umgekehrter Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit längs des Shuttleschafts 3. Daher wird die Gegenkraft, die in dem Grundrahmen 6 durch Hin- und Herbewegung der Druck-Shuttleeinheit 10 erzeugt wird, durch die Hin- und Herbewegung der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 ausgeglichen. Da der Schwerpunkt der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 sich auf derselben Kurve bewegt wie der Schwerpunkt der Druck-Shuttleeinheit 10, wird in diesem Fall ebenso wenig ein Drehmoment erzeugt aufgrund der Hin- und Herbewegung der beiden. Daher können die Vibrationen des gesamten Gerätes reduziert werden.

Da bei der oben genannten Konstruktion neben dem Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22 der Arm 29 und das Ausgleichsgewicht 30 Hin- und Herbewegungen ausführen, die mit der Druck-Shuttleeinheit 10 verriegelt sind, wird für diese Elemente eine große Einbaufläche benötigt. Daher besteht das Problem, daß die nötige Miniaturisierung des Geräts erschwert und die Bedienbarkeit des Geräts verschlechtert wird.

Ebenso führt der Schwingmechanismus wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, die Unterdrückung des Drehmoments, das aufgrund des Kräftepaars in Folge der Hin- und Herbewegung der Druck-Shuttleeinheit 10 und der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 erzeugt wird, aus, indem das Ausgleichsgewicht 30 angebracht wird und die Ortskurve der Schwerpunkte der beiden Shuttleeinheiten 10 und 20 ungefähr gleichgemacht wird. Daher muß das Anbringen der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 für das Ausgleichsgewicht 30 und dem Arm 29 mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.

Wenn der Abstand zwischen der Druck-Shuttleeinheit 10 und der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 größer wird, muß das Ausgleichsgewicht 30 größer werden und die Konstruktion ist größeren Beschränkungen unterworfen. Wenn die Druck-Shuttleeinheit 10 und die Ausgleich-Shuttleeinheit 20 nahe beieinander angeordnet sind und die Positionen der Schwerpunkte der beiden Shuttleeinheiten 10 und 20 ungefähr gleich sind, wird wie oben beschrieben, kein Drehmoment erzeugt, und da der ursprüngliche Ausgleichsvorgang der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 durch das Gewicht 21 nur ohne das Ausgleichsgewicht ausgeführt werden kann, entsteht das oben beschriebene Konstruktionsproblem nicht.

Demgemäß ist es wesentlich, eine Konstruktion zur Anbringung zu entwickeln, die die Positionen der Schwerpunkte der beiden Shuttleeinheiten 10 und 20 so nahe wie möglich zusammenbringt. Bei einer Konstruktion der Anbringung der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 auf der entgegengesetzten Seite der Druck-Shuttleeinheit 10 in Gegenrichtung zu dem Papiervorschubbereich, der zwischen den beiden liegt, wie man bei dem oben genannten Schwingmechanismus sieht, hat die Verringerung des Abstands zwischen den beiden Shuttleeinheiten 10 und 20 jedoch ihre Grenzen. Der Grund dafür ist, daß Platz für den Papiervorschubweg und Platz zur Anbringung von Teilen des Mechanismus zum Drucken, wie z. B. einer Andruckrolle zwischen den beiden Shuttleeinheiten 10 und 20, vorgesehen sein muß. Daher kann die Anbringungskonstruktion, die die Schwerpunkte der beiden Shuttleeinheiten 10 und 20 so nahe wie möglich zusammenbringt, keine vernünftige Anbringung sein.

Die Druckschrift DE 32 13 626 A1 beschreibt einen weiteren bekannten Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker mit einer Ausgleich-Shuttleeinheit und einer Druck-Shuttleeinheit mit einem Druckkopf, wobei die Ausgleich-Shuttleeinheit ein Gewicht aufweist, um die Hin- und Herbewegungen der Druck-Shuttleeinheit auszugleichen. Die Ausgleich-Shuttleeinheit besitzt im wesentlichen dasselbe Gewicht wie die Druck-Shuttleeinheit. Die Ausgleich-Shuttleeinheit ist unmittelbar unterhalb der Druck-Shuttleeinheit angeordnet und wird entgegengesetzt zur Druck-Shuttleeinheit bewegt, um die von der Druck-Shuttleeinheit hervorgerufenen Vibrationen zu dämpfen. Die Druck-Shuttleeinheit wird entlang eines Paares von Führungsstangen und die Ausgleich-Shuttleeinheit entlang eines weiteren Paares von Führungsstangen bewegt, wobei die beiden Führungsstangenpaare zueinander parallel angeordnet sind.

Aus der Druckschrift DE 30 41 170 A1 ist ebenfalls ein Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker bekannt, bei dem die Hin- und Herbewegung des Druckkopfes durch eine masseausgleichende Stange ausgeglichen wird. Die Führung dieser masseausgleichenden Stange erfolgt unter Verwendung von Riemenscheiben, die auf Wellen gelagert sind. Der Antrieb der masseausgleichenden Stange erfolgt mit Hilfe einer Magnet-Spulenanordnung, wodurch das Prinzip eines Linearmotors realisiert wird. Die in der Druckschrift DE 30 41 170 A1 beschriebene Anordnung ist jedoch aufwendig und kompliziert ausgestaltet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker anzugeben, der einen einfacheren Zusammenbau und zudem eine verbesserte Bedienbarkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Schwingmechanismus mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist für die Hin- und Herbewegung der Druck-Shuttleeinheit und der Ausgleich-Shuttleeinheit ein gemeinsamer Shuttelschaft als Führungselement vorgesehen. Daher können Teile, die beim Stand der Technik einzeln montiert werden müssen, auf einmal montiert und die Konstruktion wesentlich vereinfacht werden.

Erfindungsgemäß ist die Ausgleich-Shuttleeinheit an der abgewandten Seite des Druckkopfes der Druck-Shuttleeinheit angeordnet, insbesondere an der Unterseite der Druck-Shuttleeinheit. Da die Position des Schwerpunkts der Druck-Shuttleeinheit und der Ausgleich-Shuttleeinheit nahe zueinanderkommen, wird dadurch kein Drehmoment aufgrund des Kräftepaars erzeugt und die Vibrationen des gesamten Gerätes können unterdrückt werden, ohne ein Ausgleichsgewicht wie beim Stand der Technik anzubringen. Bei solch einer Anbringung kann eine gemeinsame Verwendung von Komponenten, wie z. B. von Magneten in beiden Shuttleeinheiten ermöglicht werden.

Vorzugsweise sind die Bauteile der Druck-Shuttleeinheit und die der Ausgleich- Shuttleeinheit in Bezug auf die Linearsymmetrie angeordnet, z. B. können Magnete des Mechanismus zur Hin- und Herbewegung, die auf dem Prinzip des Linearmotors beruhen gemeinsam verwendet werden. Somit können einzeln vorgesehene Teile entfernt werden, so daß eine Kostenreduzierung durch die Verringerung der Teilezahl und eine Verkleinerung des Schwingmechanismusses erreicht werden kann.

Des weiteren weist vorzugsweise die Druck-Shuttleeinheit und/oder die Ausgleich- Shuttleeinheit einen gemeinsamen Aufbau von mehren Gruppen von Spulen und Magneten auf. Demgemäß kann die Schubkraft vergrößert werden, ohne die Abmessung des Druckers in der Tiefenrichtung zu vergrößern.

Die oben genannten Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der begleitenden Zeichnung verständlicher.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines bekannten Punktliniendruckers;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Schwingmechanismus.

Fig. 3 zeigt eine Seitenschnittansicht eines herkömmlichen Schwingmechanismus;

Fig. 4 zeigt eine Seitenschnittansicht des erfindungsgemäßen Schwingmechanismus;

Fig. 5 zeigt eine Seitenschnittansicht einer Variante des in Fig. 4 dargestellten Schwingmechanismus;

Fig. 6 zeigt eine Seitenschnittansicht einer weiteren Variante des Schwingmechanismus;

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schwingmechanismus gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 und 9 zeigen Seitenschnittansichten weiterer Varianten des Schwingmechanismus.

In Fig. 4 bezeichnen die Teile mit denselben Bezugszeichen wie die Fig. 2 und 3 die gleichen Teile. Der weiße Pfeil in Fig. 4 zeigt die Richtung der Schwerkraft.

Bezugszeichen 2 der Zeichnung bezeichnet einen Shuttleschaft, der in Parallell-Richtung zu der Quererstreckung des Druckpapiers vorgesehen ist. Ein Druck-Shuttle-Rahmen 12 mit einem auf ihm angebrachten Druckkopf 11 ist verschiebbar an den Shuttleschaft 2 eingesetzt und gelagert und ebenso durch Rollen 13 gelagert, die auf einem Grundrahmen 6 und den Shuttleschaft 2 sich bewegen können. Mehrere Spulen 16 sind in einer Linie an der Unterseite einer Spulengrundplatte 14 angeordnet, die aus einer am Boden des Druck- Shuttle-Rahmens 12 angebrachten Eisenplatte besteht. Eine Druck-Shuttleeinheit 10 besteht aus dem Druck-Shuttle-Rahmen 12, dem Druckkopf 11 und der Spulengrundplatte 14, die zusammen mit dem Shuttle-Rahmen 12, den Spulen 16 und dergleichen zusammen als eine Einheit angebracht ist und entlang des Shuttleschaftes bewegbar ist. Mehrere Permanentmagnete 15 sind in Reihe auf einem Joch 18 angeordnet, das aus einer Eisenplatte besteht, die an dem Grundrahmen 6 in einer solchen Lage angebracht ist, daß die Magneten 15 den Spulen 16 mit einem kleinen Spalt gegenüberliegen. Diese Permanentmagnete 15 und Spulen 16 bilden einen Linearmotor zum Antrieb der Druck- Shuttleeinheit 10.

Unter der Druck-Shuttleeinheit 10 ist in einer liniensymmetrischen Lage zur Symmetrieachse, nämlich der Unterseite des Jochs 18, eine Ausgleich-Shuttleeinheit 20 vorgesehen mit einer Konstruktion, die im folgenden beschrieben wird. Ein Ausgleich- Shuttle-Rahmen 22 ist verschiebbar eingesetzt und gelagert auf dem Shuttleschaft 2, wie aus Fig. 7 ersichtlich, und ist ebenso durch Rollen 23 gelagert, die sich auf einem Grundrahmen 6 bewegen können. An der Unterseite des Ausgleich-Shuttle-Rahmens 22 ist ein Gewicht 21 angebracht. Mehrere Spulen 26 sind in einer Reihe an der Oberseite einer Spulengrundplatte 24 angebracht, die aus einer Eisenplatte besteht, die an dem oberen Ende des Ausgleich-Shuttle-Rahmens 22 angebracht ist. Eine Ausgleich-Shuttleeinheit 20 besteht aus dem Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22, dem Gewicht 21 und der Spulengrundplatte 24, die zusammen an dem Rahmen 22, die Spulen 26 und dergleichen als eine Einheit angebracht ist und entlang dem Shuttleschaft 2 bewegbar ist. Mehrere Permanentmagnete 25 sind in einer Reihe an der Unterseite eines Joches 28 angebracht, das aus einer Eisenplatte besteht, die an dem Grundrahmen 6 befestigt ist in einer Lage, daß die Magnete 25 den Spulen 26 mit einem kleinen Spalt gegenüberliegen. Diese Permanentmagnete 25 und Spulen 26 bilden einen Linearmotor zum Antrieb der Ausgleich-Shuttleeinheit 20.

Die Unterseite des Jochs 18 der Seite der Druck-Shuttleeinheit 10 steht in Kontakt mit der Oberseite des Jochs 28 der Ausgleich-Shuttleeinheit 20, und beide Shuttleeinheiten 10 und 20 sind an den abgewandten Seiten der Berührungsfläche vorgesehen. Darüber hinaus ist das Gesamtgewicht der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 im wesentlichen gleich dem der Druck-Shuttleeinheit 10. Übrigens bezeichnet das Bezugszeichen 5 in Fig. 4 eine Führungsrolle zum Vorschub des Druckpapiers 4 in den Pendeldrucker.

Wenn die Spulen 16 und 26 bei dem wie oben ausgeführten Schwingmechanismus mit Strom versorgt werden, bewegt sich die Druck-Shuttleeinheit 10 längs des Shuttleschaftes 2 hin und her, während die Ausgleich-Shuttleeinheit 20, die ungefähr genauso schwer ist wie die Druck-Shuttleeinheit 10, sich ebenfalls entlang des Shuttleschaftes 2 hin- und herbewegt mit der gleichen Geschwindigkeit, in der umgekehrten Richtung und verriegelt mit der Druck-Shuttleeinheit 10. Demgemäß wird die Gegenkraft, die an dem Grundrahmen 6 entgegen den Hin- und Herbewegungen der Druck-Shuttleeinheit 10 erzeugt wird, durch die Hin- und Herbewegung der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 ausgeglichen. Weiterhin sind in diesem Fall die Positionen der Schwerpunkte in beiden Shuttleeinheiten 10 und 20 im wesentlichen gleich, so daß kaum ein Drehmoment aufgrund der Hin- und Herbewegungen der beiden Einheiten erzeugt wird.

Daraus folgend kann eine Vibration des gesamten Gerätes unterdruckt werden. Weiterhin wird bei einer Anordnung der Einrichtung wie oben beschrieben die Aufbaufläche jeder Komponente des Shuttle-Mechanismus auf eine gewisse, vergleichsweise kleine Fläche begrenzt. Daher kann der Shuttle-Mechanismus kompakt ausgeführt werden und dadurch die Wartungsfreundlichkeit und Zusammenbaufreundlichkeit des Gerätes verbessert werden, da der gesamte Shuttle-Mechanismus als eine Einheit zusammenbaubar ist.

Fig. 5 zeigt eine Teilschnittansicht einer Variante des Schwingmechanismus. Die in Fig. 4 und 5 gleichen Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung wird unterlassen.

Die Konstruktion ist so abgeändert, daß das Joch 18 für die Seite der Druck-Shuttleeinheit 10 und das Joch 28 für die Seite der Ausgleichseinheit 20 in dem ersten Ausführungsbeispiel als ein gemeinsames Joch 28 vereinheitlicht sind. Insbesondere ist ein Joch 38 vorgesehen, das an dem Grundrahmen 6 befestigt ist als gemeinsames Joch für die beiden Permanentmagnete 15 und 25.

Bei der obigen Konstruktion wird es möglich, den gesamten Shuttle-Mechanismus als eine Einheit zusammenzubauen, die Kosten durch eine Reduzierung der Anzahl der Bauteile zu reduzieren und den Schwingmechanismus in der Größe zu reduzieren.

Fig. 6 zeigt eine Teilschnittansicht einer weiteren Variante des Schwingmechanismus. Die Teile, die in Fig. 6 dieselben sind wie in Fig. 4, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung wird unterlassen.

Die Konstruktion ist so verändert, daß der Permanentmagnet 15 der Seite der Druck- Shuttleeinheit 10 und der Permanentmagnet 25 der Seite der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als ein gemeinsamer Permantenmagnet 35 vereinheitlicht sind. Insbesondere entfällt das Joch 38, und es ist eine Gruppe von Permanentmagneten 35 vorgesehen, die an dem Grundrahmen 6 als gemeinsame Magnete für beide Linearmotormechanismen angebracht sind.

Bei der obigen Konstruktion ist es möglich, den gesamten Schwingmechanismus als eine Einheit anzubringen, weiter Kosten zu sparen durch eine Verringerung der Anzahl der Bauteile und die Größe des Shuttle-Mechanismus weiter zu verringern.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schwingmechanismus gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Teile, die in Fig. 7 dieselben sind wie in Fig. 4, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung wird unterlassen.

Die Konstruktion ist derart, daß der Shuttleschaft 2 für die Druck-Shuttleeinheit 10 und für die Ausgleich-Shuttleeinheit 20 der vorhergehenden Schwingmechanismen als gemeinsamer Shuttleschaft verwendet wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der Ausgleich- Shuttle-Rahmen 22 der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 mit einem Arm 52 versehen, der an den Shuttleschaft 2 der Druck-Shuttleeinheit 10 eingesetzt ist. Als Alternative kann der Ausgleich-Shuttle-Rahmen 22 selbst in Form eines Arms modifiziert werden, anstatt den Arm 52 vorzusehen.

Bei der obigen Konstruktion kann der gesamte Shuttle-Mechanismus als eine Einheit angebracht werden, um die Kosten durch eine Verringerung der Anzahl der Bauteile zu senken, die Bedienbarkeit und die Produktivität des Zusammenbaus des Shuttle- Mechanismus zu verbessern und die Größe des Shuttle-Mechanismus zu verringern.

Fig. 8 zeigt eine Seitenschnittansicht einer weiteren Variante des Schwingmechanismus. Die Teile, die in Fig. 8 dieselben wie in Fig. 4 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung unterbleibt.

Normalerweise werden zu einer Vergrößerung der Schubkraft bei dem Schwingmechanismus die Querschnittsflächen des Permantenmagnets und der Spule in dem Linearmotormechanismus vergrößert. Da der Betrag der Hin- und Herbewegungen des Druckkopfs fest steht, ist es unmöglich, die Fläche in Parallelrichtung zu der Breite des Druckpapiers (oder in der Richtung parallel zu der Breite des Druckers) zu vergrößern. In Fig. 8 sind die Permanentmagnete 45 und Spulen 46 der Druck- Shuttleeinheit 10 in Vertikalrichtung des Druckpapiers (oder in der Tiefenrichtung des Druckes) vergrößert. Darüberhinaus sind Jöcher 181 und 281, die gegenüber den Jöchern 18 und 28, die in Fig. 4 gezeigt sind, in der Tiefe vergrößert sind und ersetzen diese. Ebenso ist die Ausgleich-Shuttleeinheit 20 mit in Tiefenrichtung vergrößerten Permanentmagneten 65 und Spulen 66 versehen. Jedoch besteht in diesem Fall das Problem, daß der Schwingmechanismus zu groß wird, so daß die Bedienbarkeit verschlechtert wird genauso wie der Aufbau des Gerätes aufgrund der Vergrößerung des Druckers in der Tiefenrichtung.

Fig. 9 zeigt eine Seitenschnittansicht einer weiteren Variante des Schwingmechanismus.

In Fig. 9 ist zwischen der Druck-Shuttleeinheit 10 und der Ausgleich-Shuttleeinheit 20 ein Permanentmagnet 351 vorgesehen, der mit dem Grundrahmen 6 verbunden ist als ein gemeinsamer Permanentmagnet, der dem in Fig. 6 gezeigten Permanentmagnet 35 gleicht. Bei einer solchen Konstruktion erhält man eine große Schubkraft wie anhand Fig. 9 beschrieben, verringert die Anzahl der Bauteile und verringert, wie anhand Fig. 6 beschrieben, die Größe des Schwingmechanismus. Als Alternative kann eine Konstruktion mit mehreren Gruppen von Spulen und Permanentmagneten, wie oben beschrieben, verwendet werden, entweder für die Druck-Shuttleeinheit 10 oder die Ausgleich- Shuttleeinheit 20. Als weitere Alternative ist die Einbaurichtung der Spulen und Permanentmagnete nicht auf die in den Zeichnungen gezeigte horizontale Lage beschränkt, sondern die Spulen und Permanentmagneten können für dieselbe Wirkung in Vertikalrichtung eingebaut sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Schwingmechanismus für eine Pendeldrucker, mit
    1. - einer Druck-Shuttleeinheit (10), die einen auf seiner einen Seite einen Druckkopf (11) und auf seiner gegenüberliegenden Seite eine Spulenanordnung (16, 46, 56) tragenden, an einem Shuttleschaft (2) geführten schwingbaren Druck-Shuttlerahmen (12) sowie eine an einem Grundrahmen (6) angeordnete Magnetanordnung (15/35, 45, 55) aufweist, wobei der Shuttleschaft (2) sich parallel zu einer Druckebene und quer zur Vorschubrichtung eines Druckpapiers (4) erstreckt,
    2. - einer Ausgleich-Shuttleeinheit (20), die einen auf seiner einen Seite eine Ausgleichsmasse (21) und auf seiner gegenüberliegenden Seite eine weitere Spulenanordnung (26, 66, 76) tragenden, an dem Shuttleschaft (2) geführten schwingbaren Ausgleich-Shuttlerahmen (22) sowie eine an dem Grundrahmen (6) angeordnete Magnetanordnung (25/35, 65, 75) aufweist,

      wobei der Druck-Shuttlerahmen (12) und der Ausgleich-Shuttlerahmen (22) so angeordnet sind,
    3. - daß die die Spulenanordnungen (16, 46, 56) tragende Seite des Druck-Shuttlerahmens (12) und die die weitere Spulenanordnung (26, 66, 76) tragende Seite des Ausgleich- Shuttlerahmens (22) einander zugewandt und die Magnetanordnungen (15/35, 45, 55; 25/35, 65, 75) zwischen diesen einander zugewandten Seiten angeordnet sind, und
    4. - daß die sich gegenüberliegenden korrespondierenden Flächen der Spulenanordnungen (16, 46, 56, 26, 66, 76) und Magnetanordnungen (15/35, 45, 55; 25/35, 65, 75) zu den die Spulenanordnungen (16, 46, 56; 26, 66, 76) tragenden Seiten des Druck-Shuttlerahmens (12) bzw. des Ausgleich-Shuttlerahmens (22) hin gerichtet sind.
  2. 2. Schwingmechanismus für eine Pendeldrucker nach Anspruch 1, bei dem die Spulenanordnungen (56, 76) und die Magnetanordnungen (55, 75) für die Druck-Shuttleeinheit (10) und/oder die Ausgleich-Shuttleeinheit (20) mehrere Gruppen von Spulen (56a, 56b) und Magneten (55, 75) umfassen.
  3. 3. Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Ausgleich-Shuttleeinheit (20) an der Unterseite der Druck-Shuttleeinheit (10) angebracht ist.
  4. 4. Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bauteile der Druck-Shuttleeinheit (10) und die Bauteile der Ausgleich- Shuttleeinheit (20) symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  5. 5. Schwingmechanismus für einen Pendeldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein gemeinsamer Magnet (35, 351) für jeden Schwingmechanismus zur Hin- und Herbewegung jeweils der Druck-Shuttleeinheit (10) und der Ausgleich-Shuttleeinheit (20) verwendet ist.






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