DE2635398A1

DE2635398A1 - Verfahren und anordnung zur ansteuerung der druckmagnete eines matrixdruckers

Info

Publication number: DE2635398A1
Application number: DE19762635398
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Brandenburg
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1976-08-06
Filing date: 1976-08-06
Publication date: 1978-02-09
Also published as: IT1085691B; CA1099026A; FR2360423A1; AU2756377A; FR2360423B1; SE432841B; JPS5319724A; SE7708833L; GB1532110A; YU192277A; ES461343A1; US4162858A; AU513755B2; DE2635398C2

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, Steindainm 94, 2000 Hamburg 1

Verfahren und Anordnung zur Ansteuerung der Druckmagnete eines Matrixdruckers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ansteuerung der Druckmagnete eines Matrixdruckers, bei dem das abzudruckende Zeichen spaltenweise aufgebaut wird und die Magnete entsprechend der jeweiligen Zeichendarstellung durch Einzelimpulse oder durch eine Impulsfolge erregt werden.

Beim Abdruck eines rasterförmigen Zeichens wird der Matrixdruckkopf, dessen Druckelemente in Reihe übereinander angeordnet sind, von Rasterspalte zu Rasterspalte schrittweise oder kontinuierlich bewegt. Dabei wird das abzudruckende Zeichen' spaltenweise aufgebaut. Die einzelnen Druckelemente werden hierzu unterschiedlich angesteuert. So wird beispielsweise beim Abdruck des Zeichens "A" das oberste von z.B. sieben übereinanderliegenden Druckelementen nur einmal, das zweite zweimal unmittelbar hintereinander und das dritte und vierte jeweils zweimal mit Unterbrechung, das fünfte dagegen fünfmal hintereinander

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und das sechste und siebente wiederum nur zweimal mit Unterbrechung von dem zugeordneten Magneten bewegt. Demnach werden bei dem Zeichen "A" die Magnete des zweiten und fünften Druckelementes durch eine Impulsfolge beaufschlagt, während die übrigen Magnete nur durch Einzelimpulse gesteuert werden. Bei anderen Zeichen oder Ziffern ergeben sich andere Kombinationen von Folgeimpulsen zu Einzelimpulsen.

Die Folgefrequenz, mit der die Magnete der Druckelemente dabei angesteuert werden müssen, ist für hohe Druckgeschwindigkeiten ein begrenzender Parameter» Es ist z.B. schwierig, die zu bewegenden Massen klein genug zu halten und gleichzeitig ausreichend gute Bedingungen für die elektromechanische Energiewandlung einzuhalten. Deshalb werden derartige Matrixdrucker mit geringen Hüben und hoher Wärmeentwicklung in den Spulen betrieben. Beides ist jedoch nachteilig für die Anwendung dieses Druckprinzips.

Es ist bereits versucht worden, diese Nachteile zu umgehen, indem die Druckmagnete so betrieben werden, daß bei kontinuierlicher Impulsfolge die Ansteuerimpulse und der Bewegungsablauf auf "Resonanz" abgestimmt sind, d.h. es wird versucht, die zeitliche Ansteuerung der Druckmagnete zur Zeichendarstellung auf die mechanischen Bewegungen der Magnetsysteme abzustimmen. In der Praxis kann dieser Effekt jedoch nicht oder nur in etwa unter Hinnahme von schlechter Druckqualität genutzt werden, weil die Ansteuerimpulsfolge - vom Zeichenraster abhängig diskontinuierlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ansteuerung und die mechanischen Eigenschaften der Magnete eines Matrixdruckers so aufeinander abzustimmen, daß bei kontinuierlicher und annähernd äquidistanter Impulsfolge in Resonanz gearbeitet werden kann. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist hierzu dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ansteuerung eines Magneten eine logische Entscheidung darüber durchgeführt wird, ob der zu erre-

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gende Magnet durch einen Einzelinipuls oder durch einen Folgeimpuls beaufschlagt wird, und daß bei einem Einzelimpuls dem Magneten eine höhere Energie zugeführt wird als bei einem Folgeimpuls. Die unterschiedliche Energiezufuhr wird dadurch erreicht, daß bei gleicher Impulsfolgefrequenz derselbe Magnet beim Einzelimpuls langer erregt wird als beim Folgeimpuls. Diese Differenzierung zwischen Einzelimpuls und Folgeimpuls kann durch bedarfsweises Anschalten der Magnete an zwei Taktimpulsgeber erfolgen oder auch softwaremäßig durch eine entsprechende mikroprogrammierte Steuereinheit.

Zwar ist es durch die DT-PS 1 181 241 bei Schreibmaschinen oder Schreibautomaten mit Typenhebeln bekannt, vor dem Abdruck eines vollständigen Zeichens eine logische Entscheidung darüber durchzuführen, ob der zu betätigende Typenhebel zum ersten oder zum wiederholten Male angeschlagen werden soll. Jedoch wird hierdurch eine Zeitverzögerung erreicht, um bei wiederholtem Anschlag desselben Typenhebels diesen zwangsweise bis in die Ausgangslage zurückzuführen. Es ist auch bekannt (DT-AS 1 449 993) die logische Entscheidung darauf abzustimmen, ob beim Abdruck einer Zahl die Vornullen übersprungen werden können, so daß in diesem Bereich der Druckkopf eine kontinuierliche anstelle der üblichen schrittweisen Bewegungen durchführt.

In allen diesen Fällen aber ist eine Beeinflussung in der Energiezufuhr nicht möglich, so daß keinerlei Einfluß auf das Druckbild der abzudruckenden Zeichen ausgeübt werden kann. Hierzu sind stets gesonderte Vorkehrungen zusätzlich zu treffen.

Demgegenüber wird bei Matrixdruckern der zugrunde liegenden Art der Vorteil erzielt, daß bei gleichem Hub der Druckelemente mit höherer Geschwindigkeit oder umgekehrt bei gleicher Geschwindigkeit mit höherem Hub gearbeitet werden kann. Außerdem wird erreicht, daß die im Durchschnitt zuzuführende elektrische Energie geringer ist, da durch die Zufuhr der höheren Energie beim Einzelimpuls die nachfolgenden Impulse exakt in Re-

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sonanz mit den mechanischen Bewegungen des Magneten liegen und somit wesentlich weniger Energie benötigen als bei dem bekannten Verfahren.

Das zugrunde liegende Verfahren kann durch eine Schaltungsanordnung verwirklicht werden, bei der die Magnete der Druckelemente über zugeordnete Transistoren schaltbar sind, die ihrerseits durch ein Auswahlregister in Abhängigkeit eines Taktgebers steuerbar sind. Eine derartige Schaltungsanordnung ist gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlregister als zweistufiges Schieberegister ausgebildet ist und daß in Abhängigkeit der Anzahl der erregten Schaltstufen des Schieberegisters der Druckmagnet bei gleicher Impulsfolgefrequenz erregbar ist. Jede Schaltstufe des Auswahlregisters besitzt dabei eine der zu steuernden Druckmagnete entsprechende Anzahl von Ausgängen, die entsprechend der für das abzudruckende Zeichen erforderlichen Auswahl der Druckmagnete auswählbar sind. Nach Auswahl der Ausgänge der ersten Schaltstufe werden von dem Auswahlregister zwei Taktgeber gesteuert, deren Impulsfolgefrequenz gleich ist und deren Impulslänge jedoch unterschiedlich ist. Die Ausgänge sowohl der ersten als auch der zweiten Schaltstufe des Auswahlregisters und die Ausgänge der beiden Taktgeber werden jeweils mit einer Verknüpfungsschaltung verbunden, die den einzelnen Druckmagneten zugeordnet sind und die in Abhängigkeit der Anzahl der erregten Schaltstufen an den Schaltkreis des ausgewählten Druckmagneten schalten.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Bekanntlich werden beim Matrixdruck die zur Zeichendarstellung benötigten Druckpunkte aus der Gesamtheit der möglichen Rasterpunkte ausgewählt. Dabei wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel das abzudruckende Zeichen spaltenweise aufgebaut, indem die Magnete M1 bis Mn der zugeordneten Druckelemente nach-

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einander einzeln oder in Folge erregt werden. Die entsprechende Impulskombination wird in bekannter, nicht näher, dargestellter Weise für jede Spalte des Matrixdruckes dem Eingang E eines Auswahlregisters zugeführt. Dieses Auswahlregister ist zweistufig mit den Stufen A1 und A2 ausgebildet. Die Schaltstufe A1 besitzt Ausgänge 11 bis 1n, während die Schaltstufe 2 gleiche Ausgänge 21 bis 2h aufweist. Die erste Schaltstufe A1 ist außerdem mit zwei Taktgebern T1 und T2 in der Weise verbunden, daß beide Taktgeber T1 und T2 eingeschaltet werden, sobald in der Schaltstufe A1 einer oder mehrerer der Ausgänge 11 bis 1n aktiviert sind. Die Taktgeber T1 und T2 erzeugen Impulse gleicher Impulsfolgefrequenz, jedoch unterschiedlicher Impulslänge. Dabei sendet der erste Taktgeber T1 längere Impulse als der Taktgeber T2 aus. Ihr Verhältnis zueinander ist an sich frei wählbar und wird durch die Impulsfolgefrequenz und durch die geometrischen und magnetischen Eigenschaften der Magnete begrenzt.

Den Ausgängen der Schaltstufen A1 und A2 sowie der beiden Taktgeber T1 und T2 sind Verknüpfungsschaltungen nachgeordnet, die jeweils einem Schaltkreis des Druckmagneten M1 bis Mn zugeordnet sind. Diese Verknüpfungsschaltungen V1 bis Vn bestehen aus der Pyramidenschaltung jeweils zweier Und-Gatter U11 bis U1n und U21 bis U2n und den Oder-Gattern 01 bis On. Jedes der Und-Gatter besitzt drei Eingänge, die, wie aus der Zeichnung ohne weiteres zu ersehen ist, mit den Ausgängen der Schaltstufen A1 und A2 des Auswahlregisters und mit den Ausgängen der beiden Taktgeber T1 und T2 verbunden sind. Während die Ausgänge 11 bis 1n bzw. 21 bis 2n beider Schaltstufen A1 und A2 jeweils mit beiden zugeordneten Uhd-Gattern verbunden sind, ist jedes Und-Gatter nur jeweils mit einem der beiden Taktgeber T1 oder T2 verbunden. Außerdem sind die Ausgänge der zweiten Schaltstufe A2 mit dem einen Und-Gatter U21 bis U2n direkt und mit dem Eingang des anderen Und-Gatters U11 bis U1n invertiert verbunden.

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Den Verknüpfungsschaltungen V1 bis Vn ist jeweils ein Transistor Tr1 bis Trn zugeordnet, die kollektorseitig gemeinsam an einer Spannung +U2 anliegen und emitterseitig über Widerstände den einzelnen Schaltkreisen der Druckmagnete M1 bis Mn zugeordnet sind. Diese Schaltkreise enthalten Schalttransistoren TM1 bis TMn. Die Spannung U1 ist so gewählt, daß sie für die Ansteuerung der Magnete M1 bis Mn ausreicht.

Wird davon ausgegangen, daß zum Abdruck eines Rasterzeichens sieben Druckmagnete M1 bis Mn vorhanden sind, so wird zum Abdruck der ersten Rasterspalte dem Eingang E der Auswahlschaltung eine Impulskombination zugeführt, die beispielsweise zum Abdruck des Buchstaben "E" sämtliche sieben Ausgänge 11 bis 1n der ersten Schaltstufe A1 aktiviert. Gleichzeitig mit dieser Aktivierung werden die Taktgeber T1 und T2 eingeschaltet. Über die Verbindungsleitungen der einzelnen Ausgänge 11 bis 1n mit den Eingängen der Und-Gatter U11 bis U1n und U21 bis U2n werden diese beiden Und-Gatter jeweils vorbereitet. Da die Ausgänge 21 bis 2n der zweiten Schaltstufe A2 nicht aktiviert sind, werden die mit diesen Ausgängen verbundenen Eingänge der Und-Gatter U21 bis U2n nicht vorbereitet, dagegen aber durch die Invertierung die entsprechenden Eingänge der Und-Gatter U11 bis U1n.

Da nun die beiden Taktgeber T1 bis T2 die gleiche Impulsfolgefrequenz besitzen, werden gleichzeitig über die entsprechenden Leitungen zu den einzelnen Und-Gatter Impulse angelegt, von denen jedoch nur das Und-Gatter schaltet, das mit dem Taktgeber T1 verbunden ist, der die längeren Impulse aussendet. Nur diese Und-Gatter U11 bis U1n werden für die Dauer dieses Impulses durchlässig und schalten über das nachfolgende Oder-Gatter 01 bis On die Transistoren Tr1 bis Trn und damit die Magnete M1 bis Mn. Damit werden für den Abdruck der ersten Rasterspalte sämtliche Druckmagnete erregt und die erste Rasterspalte des Buchstaben "E" abgedruckt. In der Zeichnung sind hierzu nur der erste, der zweite und der letzte Magnet mit den entsprechenden Schaltungen dargestellt.

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Nach Beendigung des vom Taktgeber T1 abgegebenen Impulses wird der an den Ausgängen 11 bis 1n der ersten Schaltstufe A1 herrschende Zustand in die zweite Schaltstufe A2 überführt, so daß nunmehr anstelle der Ausgänge 11 bis 1n die Ausgänge 21 bis 2n aktiviert sind. Tritt nun über den Eingang E der Auswahlschaltung die Kombination der nächsten abzudruckenden Rasterspalte ein, im vorliegenden Beispiel wären dies von den sieben möglichen Rasterpunkten der erste, der vierte und der siebente Rasterpunkt, so werden in der Schaltstufe A1 die Ausgänge 11, 14 und 17 aktiviert. Gleichzeitig werden wiederum die Taktgeber T1 und T2 angesteuert.

Nun ergibt sich für die Ausgänge 11, 14 und 17 eine andere Situation als für die Ausgänge 12, 13, 15 und 16. Für die Ausgänge 11, 14 und 17 sind gleichzeitig auch die Ausgänge 21, 24 und 27 der Schaltstufe A2 aktiviert, so daß durch die Invertierung nunmehr die Und-Gatter U21, U24 und U27 schalten, während die Und-Gatter U11, U14 und U17 gesperrt sind. Damit wird über das zugeordnete Oder-Gatter 01, 04 und 07 der nachgeschaltete Transistor durch den zweiten Taktgeber T2 mit dem kürzeren Impuls geschaltet. Wie vorher beschrieben, werden dadurch die Magnete M1, M4 und M7 erregt.

Die Ausgänge 12, 13, 15 und 16 der Schaltstufe A1 sind nicht aktiviert, dagegen aber die entsprechenden Ausgänge 22, 23, 25 und 26 der zweiten Schaltstufe A2. Dadurch werden die mit den beiden Ausgängen der Schaltstufe A2 verbundenen Eingänge der Und-Gatter U22, U23, U25 und U26 vorbereitet, nicht aber die damit verbundenen Eingänge der Und-Gatter U12, U13, U15 und U16, Da die Ausgänge 12, 13, 15 und 16 der ersten Schaltstufe A1 und damit die mit ihnen verbundenen Eingänge der Und-Gatter U12, U13, U15 und U17 nicht aktiviert sind, bleiben die beiden Und-Gatter für die Ausgänge 22, 23, 25 und 26 der zweiten Schaltstufe A2 unwirksam. Die mit diesen Verknüpfungsschaltungen verbundenen Druckmagnete M2, M3, M5 und M6 werden nicht erregt. Für den Abdruck des Zeichens "E" wird in den nächsten Raster-

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spalten die gleiche Schaltsituation bestehen bleiben, so daß für alle weiteren Rasterpunkte jeweils nur die vom Taktgeber T2 ausgesandten kurzen Impulse zur Wirkung kommen.

Aufgrund der geschilderten Wirkungsweise ist es ohne weiteres ersichtlich, daß entsprechend der an den Eingang Ξ der Auswahlschaltung angelegten Impulskombination in Verbindung mit den an den Ausgängen 11 bis 1n der ersten Schaltstufe A1 und den Ausgängen 21 bis 2n der zweiten Schaltstufe A2 anliegenden Kombination die Schalttransistoren Tr1 bis Tm durch die Verknüpfungsschaltungen V1 bis Vn nur dann an den Taktgeber T2 mit den kürzeren Impulsen angeschaltet werden, wenn sowohl an den Ausgängen der ersten Schaltstufe A1 als auch an den Ausgängen der zweiten Schaltstufe A2 Spannung anliegt. Ist dagegen der Ausgang 11 bis 1n der ersten Schaltstufe A1, nicht aber der zugeordnete Ausgang 21 bis 2n der zweiten Schaltstufe A2 aktiviert, so wird der zugeordnete Schalttransistor Tr1 bis Trn jeweils mit dem Taktgeber T1 mit den längeren Impulsen angeschaltet. Eine Anschaltung der Transistoren Tr1 bis Trn an einen der Taktgeber T1 und T2 unterbleibt dagegen, wenn nur der zugeordnete Ausgang 21 bis 2n der zweiten Schaltstufe A2 aktiviert ist, nicht aber der zugeordnete Ausgang 11 bis 1n der ersten Schaltstufe A1.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltung stellt lediglich ein schematisches Beispiel dar. Der gleiche Effekt kann auch durch eine andere Schaltungsanordnung ohne weiteres erreicht werden. Z.B. auch dadurch, daß überwacht wird, ob eine gewisse Zeitdauer zwischen zwei Ansteuerimpulsen verstrichen ist oder nicht, unldaß unabhängig davon die Ansteuerzeit langer oder kurzer gemacht wird. Außer der Beeinflussung der Erregungszeit der Magnete können auch die angelegte Spannung U1, der Spulenstrom oder der Abschaltvorgang variiert werden. Ebenso sind Kombinationen dieser Varianten möglich.

Es ist auch möglich, die für die Ansteuerung der Magnete M1

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bis Mn an einen langen oder kürzeren Impuls ausschlaggebende Aktivierung der Ausgänge 11 bis 1n und 21 bis 2n der Schaltstufen A1 und A2 softwaremäßig zu erreichen, indem zur Differenzierung zwischen Einzelimpuls und Folgeimpuls mikroprogrammierbare Steuereinheiten verwendet werden.

Patentansprüche:

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L e e r s e i \ e

Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur Ansteuerung der Druckmagnete eies Matrixdruckers, bei dem das abzudruckende Zeichen spaltenweise aufgebaut wird und die .Magnete entsprechend der jeweiligen Zeichendarstellung durch Einzelimpuls oder durch eine Impulsfolge erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ansteuerung eines Magneten (M1 bis Mn) eine logische Entscheidung darüber durchgeführt wird, ob der zu erregende Magnet (M) durch einen Einzelimpuls oder durch einen Folgeimpuls beaufschlagt wird, und daß bei einem Einzelimpuls dem Magneten (M) eine höhere Energie zugeführt wird als bei einem Folgeimpuls.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleicher Impulsfolgefrequenz derselbe Magnet (M) bei einem Einzelimpuls langer erregt wird als bei den Folgeimpulsen.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der die Magnete der Druckelemente über zugeordnete Transistoren schaltbar sind, die ihrerseits durch ein Auswahlregister in Abhängigkeit eines Taktgebers steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlregister (A) als zweistufiges Schieberegister ausgebildet ist,' deren untereinander entsprechende Ausgänge (11 bis In, 21 bis 2n) jeweils einem gemeinsamen Magneten (M) zugeordnet sind, und daß in Abhängigkeit der Anzahl zugeordneter Ausgänge der erregten Schaltstufen (A1,A2) des Auswahlregisters der Magnet (M) entweder mit längerer Impulsdauer oder mit kürzerer Impulsdauer bei gleicher Impulsfolgefrequenz erregbar ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erregung nur die erste Schaltstufe (A1) des Auswahlregisters der dem jeweiligen Ausgang (11 bis 1n) zugeordnete Magnet (M) an einen Taktgeber (T1) mit längeren Im-

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pulsen und bei Erregung beider Schaltstufen (A1, Α2) der den jeweiligen entsprechenden Ausgängen zugeordnete Magnet (M) an einen Taktgeber (T2) mit kürzeren Impulsen anschaltbar ist.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auswahl eines der Ausgänge (11 bis 1ii)der ersten Ausxirahlstufe (A1) beide Taktgeber (T1, T2) aktivierbar sind, deren Impulsfolgefrequenz gleich ist.
6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den entsprechenden Ausgängen beider Schaltstufen (A1,A2) des Auswahlregisters jeweils eine Verknüpfungsschaltung (V1 bis Vh) nachgeordnet ist, die in Abhängigkeit der Anzahl der erregten Schaltstufen (A1,As) des Auswahlregisters den einen oder den anderen der beiden Taktgeber (T1, T2) an den Schaltkreis des ausgewählten Druckmagneten (M) schaltet.

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