DE4345332C2 - Drucker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucker zum Bedrucken von Papierblättern nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus "Patent Abstracts of Japan" M-883 und JP 1-184 174 A ist ein Mechanismus zum Antrieb einer Papierzuführwalze in einem herkömmlichen Drucker der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem Mechanismus ist ein Übertragungsarm auf einem Gehäusekörper gelagert und kann sich um einen Hebelstütz­ punkt drehen. Ein Antriebsrad ist axial auf dem Hebelstütz­ punkt gelagert. Weiterhin ist eine Übersetzung zur Übertra­ gung der Drehung des Antriebsrads auf ein Rollenlaufwerk axial auf einer Seite des Übertragungsarms gelagert. Wenn das linke Ende des Übertragungsarms durch die Bewegung einer Halterung gegen eine Gegenfeder niedergedrückt wird, greift die Übersetzung in das Rollenlaufwerk ein und treibt eine auf einer Welle befestigte Papierzuführwalze an, wobei die Welle das Rollenlaufwerk ebenfalls drehbar lagert.

Dieser bekannte Mechanismus mit den obengenannten Strukturen weist die folgenden Nachteile auf. Da der Übertragungsarm nicht elastisch ist, ist, wenn das linke Ende des Übertra­ gungsarms durch die Halterung zu fest gedrückt wird, die Kraft des Übertragungsarms gegen das Rollenlaufwerk zu stark, und das Rollenlaufwerk und der Übertragungsarm drehen sich nicht glatt.

Weiterhin ist aus DE 39 25 162 A1 bekannt, bei Getrieben für Einziehwalzen miteinander kämmende Zahnräder durch Feder­ kraft gegeneinander vorzuspannen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucker be­ züglich eines Betätigungsmechanismus für eine Einführwalze derart weiterzubilden, daß bei einfachem Aufbau eine einwand­ freie funktionsfähige Kraftübertragung an die Einführwalze erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Drucker nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 2.

Der erfindungsgemäße Drucker ermöglicht es, einen glatten Betrieb des Mechanismus zum Antrieb der Einführwalze sicher­ zustellen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, es zeigen:

Fig. 1A ist eine Querschnittsansicht der linken Seite eines Druckers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 1B ist eine Rückansicht von Fig. 1A;

Fig. 2 ist eine Ansicht eines Antriebssystems;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Seitenaufrißansicht eines Teils des Antriebssystems aus Fig. 2;

Fig. 4 ist eine linksseitige Aufrißansicht eines links­ seitigen Rahmens;

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6(a) bis 6(g) zeigen einen Arm, wobei Fig. 6(a) eine linksseitige Aufrißansicht, Fig. 6(b) eine rechts­ seitige Aufrißansicht, Fig. 6(c) eine Draufsicht, Fig. 6(d) einen Querschnitt entlang der Linie 6d-6d in Fig. 6(a), Fig. 6(e) einen Querschnitt entlang der Linie 6e-6e in Fig. 6(a), Fig. 6(f) einen Querschnitt der Linie 6f-6f in Fig. 6(b), und Fig. 6(g) einen Querschnitt entlang der Linie 6g-6g in Fig. 6(b) darstellen.

Die Fig. 7(a) und 7(b) zeigen ein Federelement, wobei Fig. 7(a) eine Draufsicht und Fig. 7(b) eine fragmen­ tarische vordere Aufrißansicht darstellen,

Fig. 8 ist eine teilweise Schnittdraufsicht einer Halte­ rung;

Fig. 9 ist eine seitliche Aufrißansicht eines Druckers, welche den Betrieb desselben erläutert; und

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb des Druckers erläutert.

Zuerst wird eine kurze Übersicht des erfindungsgemäßen Druckers anhand der Fig. 1A und 1B gegeben.

Fig. 1A zeigt einen mit 210 bezeichneten automatischen Pa­ pierzuführer, welcher einen automatischen Zuführweg 202 und einen ersten Hebel 921 zur Ermittlung des dem automatischen Zuführweg 202 zugeführten Papiers aufweist. Fig. 1B ist eine Rückansicht von Fig. 1A. Eine Eingangswalze 340 wird in Druckkontakt mit einer Papierzuführwalze 330 angetrieben. Eine Klemmwalze 350 wird ebenfalls in Druckkontakt mit der Papierzuführwalze 330 angetrieben. Auf einer Halterung 60 ist eine Tintenpatrone 90 angeordnet. Ein mit 380 bezeichne­ ter Transportabschnitt ist in dem Papierausgabeweg 470 ange­ ordnet. Der Ausgabeabschnitt 490 gibt Papier aus, während das Papier in einer konkaven Form gehalten wird, wenn es in Transportrichtung betrachtet wird. Ein Betätigungshebel 260 dient auch als Schale für ausgegebenes Papier. Ein Zwischenrahmen 110 weist einen Tintenabschirmabschnitt 112 sowie ein Druckelement 140 auf.

Die Papierblätter P werden einzeln dem automatischen Zuführweg 202 durch die Papiereinführwalze 312, die später im einzelnen beschrieben werden wird, zugeführt.

Das zugeführte Papier bewirkt, daß der erste Hebel 921 sich, wie in den Fig. 1A und 1B gezeigt, um eine Achse 921a gegen den Uhrzeigersinn dreht. Die Drehung des ersten Hebels 921 bewirkt, daß ein zweiter Hebel 922, der ebenso für die Papiererfassung vorgesehen ist, sich entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig. 1B gezeigt, dreht. Wenn weiterhin ein dritter Hebel 922b in ähnlicher Weise entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, ermittelt ein Papiererfassungsschalter 923 die Zuführung des Papiers.

Nachdem der Schräglauf des erfaßten Papiers kompensiert worden ist, wie dies später beschrieben werden wird, wird das Papier um Papierzuführwalzen 330 gewickelt, und es erreicht den Druckbereich PA mittels der Klemmwalze 350. Die Klemmwalze 350 ist drehbar am distalen Ende der Papierführung 53, die am hinteren Ende 130 mittels einer Feder 52 aufgehängt ist, befestigt, so daß die Papierführung 53 sich um einen Hebeldrehpunkt 51 dreht.

Der Druckbereich PA ist zwischen einer oberen Oberfläche des Zwischenrahmens 110 und einem an der Halterung 60 befestigten Tintenstrahlkopf H ausgebildet. Die Halterung 60 bewegt sich in einer Richtung hin und her, die senkrecht auf der Ebene der Zeichnung von Fig. 1A steht. Eine Führungswelle 163 führt ein Ende der Halterung 60. Das andere Ende der Halterung 60 wird durch einen oberen Rahmen 120 geführt.

Das in dem Druckbereich PA bedruckte Papier wird durch den Transportabschnitt 380 geführt und auf dem Träger 260 für abgelegtes Papier über dem Ablageabschnitt 490 abgelegt, welcher Hochdrückabschnitte 491, 491 zum Hochdrücken der beiden Seiten des Papiers sowie eine Rändelwalze 492 zum Niederdrücken eines zentralen Abschnitts des Papiers aufweist.

Der vorbeschriebene Vorgang von der Zuführung bis zur Ausgabe wird in den Fällen kontinuierlich durchgeführt, in denen das Drucken auf einer Mehrzahl von Papierblättern durchgeführt wird. Die Blätter werden einzeln durch den automatischen Papierzuführer 210 zugeführt, und die bedruckten Papierblätter P1 werden nacheinander in der Ablage 260 für ausgegebenes Papier gestapelt.

Der Mechanismus zum Antrieb der Papiereinführwalze 312 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 7 näher erläutert.

Das in Fig. 2 gezeigte Diagramm erläutert den entwickelten Zustand eines Gesamtantriebssystems des Druckers, einschließlich der Walzen. Daher stimmen die Lagebeziehungen der entsprechenden Walzen und ähnlichem in dieser Abbildung nicht unbedingt mit denen der anderen Abbildungen überein.

Die Einführwalze 312 wird drehend durch einen Zufuhrmotor M1 über einen Getriebezug G1, ein an einem Ende der Zuführwelle 331 befestigtes Zahnrad 332, ein an dem entgegengesetzten Ende befestigtes Zahnrad 333, ein Umlaufgetriebe 313, ein als bewegbares Getriebe dienendes Planetengetriebe 314, sowie ein auf der Einführwalzenwelle 371, auf welcher die Einführwalze 312 befestigt ist, befestigtes Einführzahnrad 374 angetrieben. Das Planetengetriebe 314 greift in das Einführzahnrad 374 ein oder es löst sich von ihm, und ist so ausgestaltet, daß es mit dem Einführzahnrad 374 nur in Eingriff steht, wenn sich die Halterung in der Einführstellung befindet.

Fig. 3 ist eine linksseitige Aufrißansicht, die einen in dem Druckergehäuse angeordneten linksseitigen Rahmenabschnitt erläutert. Das linke Ende der Zuführwelle 331 und der Einführwalzenwelle 371 sind jeweils auf dem linksseitigen Rahmen 130 gelagert. Weiterhin zeigt Fig. 3 einen auf einer äußeren Seite des Umlaufgetriebes 313 angeordneten und drehbar auf einer Welle 133 gelagerten Arm 3140, welcher das Planetengetriebe 314 trägt. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Bohrung 131 zur Lagerung der Zuführwelle 331 und eine Bohrung 132 zur Lagerung der Einführwalzenwelle 371. Weiterhin gezeigt sind die Welle 133 zur drehbaren Lagerung des Umlaufgetriebes 313 und der Arm 3140.

Die Fig. 6(a) bis 6(g) sind Diagramme, die weiter den Arm 3140 erläutern. Der Arm 3140 weist eine drehbar auf der Welle 133 auf der Seite des Rahmes befestigte Bohrung 3141 sowie eine Welle 3142 zur drehbaren Lagerung des Planetengetriebes 314 auf (siehe Fig. 3). Die Bezugsziffer 3143 ist einem Lagerabschnitt für den Eingriff eines Endes des Federelements 150 zugeordnet (siehe Fig. 3, 22a, 22b), welcher in der Form einer Nadel mit einem Schlitz 3143a ausgebildet ist.

In den Fig. 6(a) bis (d) ist gezeigt, daß auf dem Arm 3140 ein Anschlag 3144 ausgebildet und in einer in den Seitenrahmen 130 ausgebildeten fächerförmigen Bohrung 137 (siehe Fig. 4) eingesetzt ist. Daher ist der Arm 3140 dieser Ausführungsform im Bereich der Bohrung 137 drehbar, aber der Arm 3140 wird normalerweise in der in Fig. 3 gezeigten Stellung gehalten, da das Federelement 150 dazu neigt, sich geradlinig zu erstrecken.

Die Fig. 7(a) und 7(b) zeigen das Federelement 150, welches eine stabförmige Schraubenfeder darstellt, deren unteres Ende 151 über dem Lagerabschnitt 3143 des Arms, wie in Fig. 3 gezeigt, eingepaßt ist. Das obere Ende 152 des Federelements 150 ist gelagert und stößt gegen einen in einer Ausnehmung 134 des Seitenrahmens 130 ausgebildeten Vorsprungs 135, wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt. Ein Zwischenabschnitt 153 des Federelements 150 ist so gelagert, daß zwei Abschnitte von zwei auf dem Seitenrahmen 130 ausgebildeten Halteteilen 136, 136 bedeckt sind, wobei ein Zwischenraum 138 dazwischen liegt. In der Normalstellung der Feder 150 wird der Arm 3140 in einer Stellung gehalten, in der das Planetengetriebe 314 nicht in das Einführzahnrad 374 eingreift.

Im folgenden wird Fig. 8 erläutert, welche eine teilweise Ansicht einer Draufsicht auf die Halterung 60 zeigt. Ein Betätigungsabschnitt 564 ist auf der linksseitigen Oberfläche der Halterung 60 angeordnet. Der Betätigungsabschnitt 564, welcher ein vorsprungsähnliches Element ist, weist eine am distalen Ende ausgebildete, sich verjüngende Oberfläche 565 auf. Wenn die Halterung 60 in die Einführstellung nahe des Seitenrahmens 130 gebracht wird, erstreckt sich der Betätigungsabschnitt 564 durch die in dem Seitenrahmen 130 ausgebildete Bohrung 137 sowie durch den Zwischenraum 138 zwischen den Halteteilen 136, 136, und drückt und verschiebt den Zwischenabschnitt 153 des Federelements 150 nach rechts, wie in Fig. 3 gezeigt, wodurch sich der Arm 3140 drehen kann, so daß das Planetengetriebe 314 mit dem Einführzahnrad 374 in Eingriff steht. Da das Federelement 150 eine stabförmige Schraubenfeder ist, wird die Kraft des Betätigungsabschnitts 564 auf das Federelement 150 sanft übertragen (siehe Fig. 9). Das Federelement 150 wird von Verschiebungen in andere Richtungen durch die Halteteile 136, 136 abgehalten.

Weiterhin ergibt sich die Eingriffswirkung des Planetengetriebes 314 mit dem Einführzahnrad 374 durch die Drehung des Arms 3140 dadurch, daß der Betätigungsabschnitt 564 der Halterung 60 gegen das Federelement 150 drückt, und die Durchführung des Eingriffs des Planetengetriebes 314 mit dem Einführzahnrad 374 wird durch die Elastizität des Federelements 150 bewirkt. Dadurch wird ein glatter Eingriff erreicht. Weiterhin dreht sich das Umlaufgetriebe 313, so daß das Planetengetriebe 314 mit dem Einführzahnrad 374 in Eingriff steht und daß das Planetengetriebe 314 und das Einführzahnrad 374 nicht getrennt werden, bis die Kraft des Betätigungsabschnitts 564 auf den Zwischenabschnitt 153 des Federelements 150 beendet ist.

In Fig. 10 ist ein Fließdiagramm gezeigt, welches den Betrieb des vorgenannten Antriebsmechanismus beschreibt.

Wenn in einem Drucker aus einem nicht gezeigten Host-Computer oder ähnlichem ein Signal zur Papierzuführung eingegeben wird, bewegt sich die Halterung 60 in die Einführstellung (Schritt ST1). Durch die Bewegung der Halterung 60 in die Einführposition drückt und verschiebt der Betätigungsabschnitt 564 den Zwischenabschnitt 153 des Federelements 150, so daß sich der Arm 3140 dreht (Fig. 24), wodurch das Planetengetriebe 314 mit dem Einführzahnrad 374 in Eingriff kommt.

In einem zweiten Schritt ST2 wird ein Papierzuführzähler, der die Anzahl N der Schritte zählt, welche die Drehverschiebung des Zufuhrmotors M1 definiert, zurückgestellt, so daß N = 0 ist. Als nächstes wird der Papierzufuhrmotor M1 rückwärts gedreht (Schritt ST3) und der Papierzuführzähler beginnt in Schritten von 1 zu zählen (Schritt ST4).

Die Rückwärtsdrehung des Zufuhrmotors M1 bewirkt, daß sich die Zufuhrwalzen 330 und das Zahnrad 333 rückwärts drehen. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird diese Drehung auf das Einführzahnrad 374 über das Umlaufgetriebe 313 und das Planetengetriebe 314 übertragen. Dadurch dreht sich die Einführwalze 312 im Uhrzeigersinn, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, so daß Papier P durch die vorbeschriebene automatische Papierzufuhr eingeführt wird.

Als nächstes wird auf der Basis eines Signals vom Papiererfassungsschalter 923 bestimmt, ob das Papier tatsächlich zugeführt worden ist oder nicht (Schritt ST5). Wenn das Papier zugeführt worden ist, wird der Zufuhrmotor M1 über eine vorbestimmte Größe rückwärts gedreht (hier um 120 Schritte) (Schritt ST6).

In Schritt ST7 wird die Halterung 60 in eine Druckwartestellung bewegt, in der der Betätigungsabschnitt 564 nicht mit dem Federelement 150 in Eingriff steht.

Wenn der Druck des Betätigungsabschnitts 564 gegen das Federelement 150 aufhört, kehrt der Arm 3140 ebenfalls in seine Ursprungsstellung zurück (die Stellung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist) aufgrund der Federwirkung des Federelements 150; das Planetengetriebe 314 steht mit dem Papierzuführzahnrad 374 nicht in Eingriff.

Im Schritt ST8 wird der Zufuhrmotor M1 um eine vorbestimmte Größe vorwärts gedreht (hier um 610 Schritte).

Dadurch drehen sich, wie in Fig. 9 gezeigt, die Papierzuführwalzen 313 im Uhrzeigersinn, das Papier wird um die Papierzuführwalzen 313 gewickelt und der Führungsendabschnitt des Papiers erreicht den Druckabschnitt PA über die Klemmwalze 350, wodurch ein Zustand eingenommen wird, in dem das Papier in einer bedruckbaren Lage vorliegt (sogenannter "Head-Out"-Zustand).

Im Schritt ST9 wartet der Drucker auf ein Drucksignal.

Wenn anschließend ein Drucksignal eingegeben wird, wird aus dem Tintenstrahlkopf H Tinte ausgestoßen und der Druckvorgang findet statt, während sich die Halterung 60 durch den Antrieb über einen nicht gezeigten Halterungsmotor hin und her bewegt. Das bedruckte Papier wird auf der Ablage 260 für ausgegebenes Papier über den Transportabschnitt 380 mit den Transportwalzen 381a bis 381d und den Sternrädern 382a bis 382d sowie dem Ausgabeabschnitt 490 mit den Abschnitten 491, 491 zum Anheben der beiden Seiten des Papiers und der Rändelwalze 492 zum Niederdrücken eines Zentralabschnitts des Papiers P1 (Fig. 1A), ausgegeben.

Wenn das Papier nicht zugeführt worden ist, wird, wie in Schritt ST5 von Fig. 10 gezeigt ist, eine Entscheidung getroffen, ob die Anzahl N der Schritte der Rückwärtsdrehung des Zufuhrmotors M1 (die Anzahl N der in Schritt ST4 gezählten Schritte) 1000 erreicht hat (Schritt ST10).

Wenn der Zuführmotor M1 1000 Schritte erreicht hat, wird bestimmt, daß kein Papier in der automatischen Papierzufuhr 210 vorhanden ist; dann wird in Schritt ST11 auf einer nicht gezeigten Anzeigeeinheit ausgegeben, daß "kein Papier" vorhanden ist.

Wenn N noch keine 1000 Schritte erreicht hat, wird der Schritt ST3 und die folgenden Schritte wiederholt.

Bei dem Antriebsmechanismus dieser Ausführungsform dreht sich der Arm 3140 und bewirkt, daß das Planetengetriebe 314, welches ein bewegliches Getriebe ist, mit dem Einführzahnrad 374 in Eingriff kommt, da der Zwischenabschnitt 153 des Federelements 150 durch den Betätigungsabschnitt 564 der Halterung 60 gedrückt und verschoben ist. Dadurch dreht sich die Einfuhrwalze 312. Durch die Elastizität des Federelements 150 wird auch der Eingriff des Planetengetriebes 314 mit dem Einführzahnrad 374 bewirkt. Dadurch wird ein reibungsloser Eingriff erreicht und eine glatte und zuverlässige Drehung der Einführwalze 312 kann erhalten werden.

Das eine Ende 151 des Federelements 150 ist durch den Arm 3140 und das andere Ende 152 ist durch den Seitenrahmen 130 gelagert. Wenn der Druck des Betätigungsabschnitts 564 der Halterung 60 gegen das Federelement 150 aufhört, kehrt das Federelement 150 in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Wenn der Druck des Betätigungsabschnitts 564 der Halterung gegen den Zwischenabschnitt 153 des Federelements 150 aufhört, kehrt der Arm 3140 ebenfalls durch die Rückstellwirkung des Federelements 150 in seine ursprüngliche Stellung zurück. Dadurch wird der Eingriff des Planetengetriebes 314 mit dem Einführzahnrad 374 gelöst.

Somit dient das Federelement 150 zur Drehung des Armes 3140 und ebenfalls zur Rückkehr des Arms 3140 in seine ursprüngliche Stellung.

Es ist klar, daß verschiedene Abwandlungen des Betätigungs- und Antriebsmechanismus vorgenommen werden können.

Beispielsweise ist der Betätigungsmechanismus nicht auf das oben beschriebene Federelement 150 beschränkt. Es besteht die Möglichkeit, einen Mechanismus zu verwenden und einen üblichen Hebel L zu drehen.

Das Federelement 150 muß auch nicht eine stabförmige Schraubenfeder sein, und an deren Stelle kann auch eine Blattfeder verwendet werden. In diesem Fall kann ein reibungsloser Betrieb erhalten werden, wenn Kontaktabschnitte zwischen der Blattfeder und dem Betätigungsabschnitt so geformt sind, daß sie glatt miteinander in Kontakt stehen.

Wenn jedoch das Federelement wie die stabförmige Schraubenfeder 150 ausgebildet ist, kann ein reibungsloser Betrieb auch ohne eine solche Formgebung erhalten werden.

Weiterhin muß in dem oben gezeigten Antriebsmechanismus das bewegbare Getriebe nicht unbedingt ein Planetengetriebe sein. Es reicht aus, wenn das bewegbare Getriebe wenigstens zwei Stellungen einnehmen kann, eine Stellung, in der es mit dem Einführzahnrad 374 durch die Drehung des Arms zur Drehung des Einführzahnrads 374 in Eingriff steht, und eine Stellung, wo es nicht mit dem Einführzahnrad 374 in Eingriff steht.

Claims (2)

1. Drucker mit einem Druckkopf (H) zum Bedrucken von Papier­ blättern (P), mit

• - einem Rahmen (130),
• - einer Einziehwalze (312) zum Einziehen der Papierblät­ ter (P) nacheinander von einem Stapel,
• - einem den Druckkopf (H) tragenden Wagen (60) mit einem Betätigungselement (564) zum Betätigen eines Stell­ gliedes in einer Stellposition des Wagens (60),
• - einem Einziehgetriebeteil (374) zum Drehen der Einzieh­ walze (312),
• - einem an einem schwenkbaren Hebel (3140) angeordneten Getriebeteil (314), welches in einer ersten Position des Hebels (3140) zum Übertragen einer Antriebskraft auf das Einziehgetriebeteil (374) in Eingriff mit die­ sem und in einer zweiten Position des Hebels (3140) außer Eingriff mit dem Einziehgetriebeteil (374) ist,
• - einem Federelement (150) zum Beaufschlagen des schwenk­ baren Hebels (3140), das einenends an dem schwenkbaren Hebel (3140) und anderenends an dem Rahmen (130) fest­ gelegt ist,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß das Federelement (150) in einer Ausgangslage den schwenkbaren Hebel (3140) in die zweite Position be­ wegt und dort hält und in einer Auslenklage den schwenkbaren Hebel (3140) in die erste Position bewegt und dort hält, so daß der schwenkbare Hebel (3140) aus­ schließlich durch Krafteinwirkung des Federelementes (150) verschwenkt und gehalten wird,
• - daß das Stellglied das Federelement (150) ist, das durch das Betätigungselement (564) des Wagens (60) in dessen Stellposition im Bereich zwischen seinen Enden erfaßt und dadurch in die Auslenklage ausgelenkt wird.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (150) eine stabförmige Schraubenfeder ist.