DE3342728A1

DE3342728A1 - Punkt-drucker mit drucktakt-korrektureinrichtung

Info

Publication number: DE3342728A1
Application number: DE19833342728
Authority: DE
Inventors: Takahiko Tokyo Fukuzawa; Hisayoshi Saitama Matsumoto
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1984-05-30
Also published as: US4507002A; DE3342728C2; JPS5996974A

Description

Dipl.-Phys. O. E. Weber D-8000 München 71 Patentanwalt Hofbrunnstraße 47 European Patent Attorney

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C 113

CITIZEN WATCH CO., LTD.

2-1-1, Nishi-Sinjuku, Sinjuku-ku Tokyo, Japan Punkt-Drucker mit Drucktakt-Korrektureinrichtung

, C 113

Punkt-Drucker mit Drucktakt-Korrektureinrichtung

Die Erfindung betrifft einen Punkt-Drucker mit einem senkrecht zur Vorschubrichtung des Papieres hin- und herbewegten Träger, auf dem Träger angeordneten Druck-Nadeln, welche auf das Papier vorstoßen, um dort den Druck auszuführen, und mit einem mittels einer Kurbelwelle den Träger mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten antreibenden Antriebsmotor.

Es sind Punkt-Drucker bekannt, bei denen die Druck-Nadeln entsprechend vorbestimmten Druck-Daten auf das Papier stoßen und dort die gewünschten Zeichen, Symbole o. dgl. mittels einer Vielzahl von Punkten formen. Derartige Drucker werden vorzugsweise mit Datenverarbeitungsanlagen eingesetzt. Es sind Punkt-Drucker bekannt, bei denen eine Vielzahl von Druck-Nadeln mit regelmäßigen Abständen in einer Linie angeordnet sind, wobei die Druck-Nadeln über einen Bereich hin- und herbewegt werden, der dem Abstand zweier benachbarter Nadeln entspricht, wobei die gewünschten Druck-Operationen nacheinander ausgeführt werden. Punkt-Drucker haben insbesondere den Vorteil, daß sie mit sehr hohen Geschwindigkeiten drucken können. Da das über einen Nadelabstand hin- und herbewegte Bauteil, auf welchem eine Vielzahl von Druck-Nadeln angeordnet ist, als Träger ("Shuttle") bezeichnet wird, werden derartige Drucker auch häufig als "Shuttle-Drucker" bezeichnet.

Fig. 1 zeigt einen solchen herkömmlichen Punkt-Drucker, bei dem eine Walze 26 drehbar an Seitenwänden 22 und

24 gelagert ist, welche ihrerseits an einem Rahmen 20 befestigt sind. Das Druckpapier liegt auf der Oberfläche der Walze 26 auf. Das Druckpapier wird mittels Stanz-Löchern an seinen Kanten gehalten und mittels herkömmlicher Vorschub-Einrichtungen 30 und 32 durch Drehung der Welle 34 in Richtung des Pfeiles A vorgeschoben .

Der Rahmen 20.ist mit einem Träger 36 versehen, der in Richtung der Pfeile B, C senkrecht zur Richtung A hin- und herbewegbar ist. Auf dem Träger 36 ist eine Vielzahl von Druck-Nadeln oder regelmäßigen Abständen angeordnet, welche auf das Druck-Papier 28 während der Bewegung des Trägers vorstoßen, wobei sie gleichzeitig mittels eines Druck-Bandes o. dgl. auf einer Linie den Druck ausführen. Die Bauart der einzelnen Druck-Nadeln und deren Solenoid-Antrieb sind nicht im einzelnen gezeigt, sie entsprechen dem Stand der Technik.

Der Träger 36 wird in Richtung B-C mittels eines Antriebsmotors 38 (Gleichstrommotor) angetrieben,, der am Rahmen 20 befestigt ist und ein Schwungrad 40 an seiner Welle aufweist. Eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle ist vor der Schwungscheibe 40 angeordnet. Ein Endabschnitt der verbindenden Stange 42 ist mit der Kurbelwelle verbunden, während der andere Endabschnitt über eine Welle 44 mit dem Träger 36 in Eingriff steht, so daß entsprechend der Drehung des Motores 38 der Träger 36 mittels der Kurbelwellen-Anordnung in Richtung der Pfeile B-C hin- und herbewegbar ist.

Der Träger 36 weist eine Vielzahl von Druck-Nadeln und Betätigungseinrichtungen für die Druck-Nadeln auf, welche in einer Hammer-Bank angeordnet sind. Diese Hammer-Bank hat eine relativ große Masse, so daß ihre

Trägheitskräfte beim Betrieb des Motors relativ groß ■ sind, wodurch unnötige Vibrationen o«, dgl- beim Betrieb auftreten. Um die Trägheitskräfte auszugleichen, ist die Vorrichtung mit einem Gegengewicht 46 versehen, welches . sich in entgegengesetzter Richtung wie der Träger 36 hin- und herbewegt. Das Gegengewicht 46 ist mittels . einer zweiten Verbindungsstange 48.mit der erwähnten Kurbelwelle verbunden, so daß der Träger "36 einerseits und das Gegengewicht 46 andererseits in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden und sich die Trägkeitskräfte gegeneinander aufheben, so daß unerwünschte Vibrationen der Vorrichtung vermieden werden. Der Träger 36 und das Gegengewicht 46 werden jeweils von Stützkörpern 50 bzw. 52 bei ihrer Bewegung in Richtung der Pfeile B-C abgestützt, welche am Rahmen 20 befestigt sind.

Eine Schlitzscheibe 54 ist auf der Rückseite des Elektromotors 38 angebracht und gestattet es, die Position des Trägers 36 mittels einer Lichtschranke 56 nachzuweisen.

.Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wird der Träger 36 in Richtung B-C mittels der Kurbelwellen-Anordnung hin- und herbewegt, wobei die Hin- und Herbewegung mit nicht-konstanter Geschwindigkeit erfolgt, obwohl der Motor 38 sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit dreht. Dementsprechend ist es schwierig, den Druck-Takt der Druck-Nadeln exakt zu steuern. Bei herkömmlichen Druckern ist deshalb eine Kompensationseinrichtung vorgesehen, welche mechanisch die erwähnte nicht-konstante Geschwindigkeit der Bewegung ausgleichen soll, so daß der Träger 36 sich (zumindest abschnittweise) mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt. Ein derartiger Drucker ist aber hinsichtlich seiner Mechanik sehr aufwendig und zudem sperrig. ..Auch sind die Herstellungskosten relativ hoch. Außerdem ist eine spezielle

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Nocken-Anordnung erforderlich, um die verbindenden Stangen 42, 48 mit der Welle des Motors 38 zu verbinden. Eine solche Anordnung weist auch den Nachteil auf, daß sowohl der Zusammenbau als auch die Wartung recht aufwendig sind. Außerdem ist die komplizierte Mechanik störanfällig.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den oben genannten Punkt-Drucker derart weiterzubilden, daß eine Drucktakt-Korrektureinrichtung bereitgestellt wird, welche elektronisch den Stoß-Takt der Druck-Nadeln steuert, wobei die Hin- und Herbewegung des Trägers nicht mit gleichförmiger Geschwindigkeit erfolgen muß und trotzdem der Druck an genau den gewünschten Stellen erfolgt.

Die erfindungsgemäße Drucktakt-Korrektureinrichtung weist folgende Vorteile auf:

Einen Motor-Positions-Sensor zum Nachweis der Drehlage des Antriebsmotors; einen Takt-Korrekturspeicher zum Speichern der Takt-Korrekturwerte zum Korrigieren der nicht-gleichen Intervalle der Trägerbewegung entsprechend der Drehlage des Motors; einen Adressenzähler zum sukzessiven Auslesen der Takt-Korrekturwerte aus dem Takt-Korrektur-Speicher; und einen Verzögerungszeit-Korrekturkreis zum Abgeben von Drucktakt-Signalen an die Antriebseinrichtungen für die Druck-Nadeln "des Trägers, wobei die Signale entsprechend den Takt-Korrekturwerten des Takt-Korrektur-Speichers angepaßt sind und wobei der Adresszähler sukzessive durch die"gleiche Intervalle anzeigenden Pulse des Motor-Positions-Sensors aufgefrischt wird, sowie die Verzögerungszeitspannen des Verzögerungszeit-Korrekturkreises entsprechend den im Takt-Korrektur-Speicher gespeicherten Takt-Korrekturwerten angepaßt

werden und die Druck-Takt-Signale nach jeweils gleichen Intervallen abgegeben werden, obwohl sich der Träger mit nicht-gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Punkt-Druckers , in dem die vorliegende Erfindung Verwendung findet;

Fig. 2 ein Block-Diagramm einer erfindungsgemäßen Schaltung;

Fig. 3 eine Veranschaulichung der Erfindung; und Fig. 4 eine Taktfolge.

Die Drucktakt-Korrektureinrichtung gemäß Fig. 2 weist einen Motor-Positions-Sensor 60 mit einer Schlitz-Scheibe auf, sowie eine Lichtschranke, wie sie auch bei herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art üblich ist. Vom Positions-Sensor werden gleichförmige Pulse abgegeben und verarbeitet, um verzögerungskorrigierte Drucktakt-Signale an die Antriebseinrichtungen der Druck-Nadeln abzugebeni

Fig. 3 zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen Korrektur der Taktfolge. Die Kurbelwellen-Anordnung weist eine . Kurbel R auf und der Kurbel-Arm L überträgt die gleichförmige Kreisbewegung (öC) in eine Hin- und Herbewegung, welche durch das Bezugszeichen β angedeutet ist. ■ Das Wegstück χ der Rückwärtsbewegung läßt sich aus der Länge der Kurbel R, der Länge des Armes L und der Winkelgeschwindigkeit D der Drehbewegung OL berechnen.

Gemäß Fig. 3 wird die gleichförmige Kreisbewegung der Kurbel R in eine lineare Verschiebung x des Trägers mittels des Armes umgesetzt, wobei sich die lineare

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Verschiebung χ aus folgender Gleichung ergibt:

χ = R + L - R* (cos. (Ot - /l²-(R-sin Wt)² ... (1)

wobei für große Werte von L und kleine Werte von R folgende Näherung gilt:

x = R cos. Wt.

Wird also der Arm L lang gestaltet und die Kurbel R klein, so ergibt sich etwa eine sinusförmige Bewegung.

Die Winkelgeschwindigkeit (λ> ergibt sich aus den Signalen des Motor-Positions-Sensors 60 und die Position des Trägers (Shuttle) läßt sich entsprechend berechnen (insbesondere zeigen Pulse gleicher Länge die Position der Kurbel R an) .

Gemäß Fig. 2 ist ein Takt-Korrekturspeicher 62 vorgesehen, welcher die erforderlichen Berechnungen mittels der obigen Gleichung (1) durchführt und Drucktakt-Signale abgibt, welche bestimmte Verzögerungen entsprechend der Druck-Position aufweisen. Der Takt-Korrekturspeicher 62 speichert die Korrekturwerte der Verzögerungszeiten gemäß den entsprechenden Druck-Positionen während der Bewegung des Trägers, welche zuvor gemäß Gleichung (1) berechnet worden sind. Im einzelnen besteht dieser Takt-Korrekturspeicher 62 aus einem ROM (Festwertspeicher), wobei die Speicher wunschgemäß austauschbar sind, je nachdem welcher Punkt-Drucker eingesetzt ist und welche besonderen Betriebsbedingungen herrschen.

Die Takt-Korrekturwerte im Speicher 62 bewirken, daß die Schaltung insgesamt einen Verzögerungsprozeß ausführt, gemäß welchem der Antrieb der Druck-Nadeln gesteuert wird. Die Verzögerungs-Korrekturschaltung weist

einen einstellbaren Zähler 64 auf, in welchen die soeben erwähnten Zeit-Korrekturwerte eingegeben werden, worauf bei Erreichen der vorgegebenen Zählwerte das Druck-Signal abgegeben wird.

Im einzelnen wird ein bestimmter, vorgewählter Zeit-Korrekturwert vom Takt-Korrektur-Speicher 60 in den Zähler 64 eingegeben, welcher zuvor auf "Null" gestellt wurde, worauf vom Zähler 64 ein Signal abgegeben wird, sobald ebenfalls in den Zähler 64 eingegebene Takt-Signale einen vorbestimmten Wert erreicht haben. Ein Druck-Trigger-Signal 100 wird vom Zähler 64 abgegeben und wird zusammen mit einem Druck-Gatter-Signal 102 aus dem Takt-Korrektur-Speicher 62 in ein AND-Gatter 66 eingegeben, so daß dann, wenn beide Signale einander entsprechen, ein Druck-Signal 104 an den (nicht gezeigten) Antrieb der Druck-Nadeln abgegeben wird.

Zum Auslesen der Zeit-Korrekturwerte, die im Takt-Korrektur-Speicher 62 gespeichert sind, ist der Speicher 62 mit einem Adressenzähler 68 verbunden. Nacheinander werden entsprechend den Druck-Positionen des Trägers die Adres- . sen gelesen, entsprechend den AusgangsSignalen des •Motor-Positions-Sensors 60.

Gemäß Fig. 4A hat das Ausgangssignal des Motor-Positions-Sensors 60 im wesentlichen eine Sinusform, welche mittels einer Schmidt-Schaltung 70 in gleichlange Rechteckpulse 202 (Fig. 4B) umgewandelt werden, welche in einem Puls-Erzeugungskreis 72 gemäß Fig. 4C mit Takt-Signalen 204 verglichen werden. Synchronisierte, den Perioden der Pulse 202 entsprechende Pulse 206 werden gemäß Fig. 4D abgegeben. Diese Synchronisierpulse 206 entsprechen den Ausgangssignalen des Motor-Positions-Sensors 60 und zeigen insbesondere die Drehlage des Motors an. Ist die Drehbewegung des Motors gleichförmig, so ist das Tastverhältnis

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der Synchronisierpulse 206 konstant. Dabei ist der sich aus obigen Gleichungen, ergebende Fehler bezüglich der Position des Trägers berücksichtigt.

Weiterhin enthalten die Synchronisierpulse 206 ein Signal, das die Grundstellung der Motor-Drehung anzeigt, d.h. die Grundstellung des Trägers selbst, da eine Motor-Drehung normalerweise auch einer Hin- und Herbewegung des Trägers entspricht. Ein Grundstellungspuls-Trennkreis 74 ist vorgesehen, um die Grundstellungspulse von den anderen Synchronisierpulsen zu trennen.

In der Schlitz-Scheibe des Motor-Positions-Sensors 60 sind Schlitze unterschiedlicher Breite vorgesehen. In dem Bereich HP (Fig. 4E) ist der Pulsabstand doppelt so groß wie in anderen Bereichen. Der Bereich HP entspricht der Grundstellung, so daß die Grundstellungspulse 208 (Fig. 4F) ohne Schwierigkeiten von den Synchronisierpulsen 206 zu trennen sind.

Die Grundstellungspulse 208 werden in den Reset-Eingang (Nullstellungseingang) des Adressenzählers 68 eingegeben, wodurch der Adressenzähler 68 in seine der Ausgangsposition des Trägers entsprechende Ausgangssituation zurückgestellt wird. Beginnt die Vorrichtung aus ihrer Ausgangsposition heraus den Betrieb, so bewegt sich der Träger aufgrund der Drehung des Motors in die nächste Druck-Position, worauf der Synchronisierkreis 72 Synchronisierpulse 206 unmittelbar vor der entsprechenden Druckposition abgibt, welche über das ODER-Gatter in den Adressenzähler 68 eingegeben werden, wodurch die Lese-Adresse sukzessive erneuert wird. Dementsprechend liest der Adressenzähler 68 den Takt-Korrekturwert des Takt-Korrektur-Speichers 62 mittels einer derart erneuerten Adresse und dieser Takt-Korrekturwert wird in den

,". ·. όΟ^Δ Ι LO

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Adressenzähler 64 eingegeben. Da der Adressenzähler 64 mittels des Synchronisierpulses 206 zurückgesetzt wurde (wenn der vorgenannte Takt-Korrekturwert eingestellt ist), wird gleichzeitig die Abwärtszählung mittels des Taktsignales 204 ausgeführt und - sobald der Zählwert den Wert "Null" erreicht, wird das Druck-Trigger-Signal 100 abgegeben. Die für diese Zählung erforderliche Zeitspanne entspricht der Verzögerungszeitspanne/ welche sich aus der· obigen Gleichung (1) ergibt, so daß bei Abgabe des Druck-Trigger-Signales 100 der Träger genau die gewünschte Druckposition erreicht. Das Druck-Trigger-Signal 100 passiert zusammen mit dem Druck-Gatter-Signal 102, welches zuvor vom Takt-Korrektur-Speicher 62 abgegeben wurde, das AND-Gatter 66 und wird als Druck-Taktsignal 104 abgegeben. Es aktiviert den gewünschten Antrieb einer bestimmten Druck-Nadel, so daß der Druck exakt an der gewünschten Stelle erfolgt.

Die zuvor beschriebene Verzögerungsoperation wird derart wiederholt, daß in Ansprache auf vom Motor-Positions-Sensor 60 abgegebene Pulse gleicher Länge der einstellbare Zähler 64 sukzessive zurückgestellt wird, sowie der Adressenzähler 68 erneuert, die Zeit-Korrekturwerte im Takt-Korrektur-Speicher 62 eingestellt und das verzögerte Druck-Trigger-Signal vom Zähler 64 abgegeben werden, wodurch ein exaktes, verzögertes Druck-Takt-Signal 104 an der gewünschten Druck-Position abgegeben wird.

Somit wird der Antrieb der Druck-Nadeln trotz der ungleichförmigen Bewegung des Trägers derart gesteuert, daß der Antrieb;der Druck-Nadeln exakt in gleichen' Abständen angesteuert wird.

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Dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann dann, wenn Drucke höherer Dichte erzeugt werden sollen, wie beispielsweise Drucke, bei denen der Abstand der Punkte um einen Faktor 2 oder 4 enger ist, ein Schaltkreis zugefügt werden, welcher den Druckvorgang nach Intervallen " einleitet, die kürzer sind als die zuvor durch die Synchronisierpulse 206 vorgegebenen Intervalle. Dazu werden insbesondere das Druck-Trigger-Signal 100 aus dem Zähler 64 und das Doppel-Punkt-Trigger-Signal 208 aus dem Takt-Korrektur-Speicher 62 in das AND-Gatter 78 eingegeben, wodurch vom AND-Gatter 78 Blind-Pulse 210 abgegeben werden, die eingangsseitig in ein ODER-Gatter 76 des Adressenzählers 68 eingegeben werden. Dementsprechend wird beim Drucken mit doppelter Dichte bei Abgabe des Druck-Trigger-Signales 100 aus dem Zähler 64 ein Doppel-Punkt-Triggerr-Signal 208 aus dem Takt-Korrektur-Speicher 62 abgegeben, wodurch der Ausgang 100 des einstellbaren Zähler 64 in den Adressenzähler 68 mit den Blind-Pulsen 210 eingegeben, so daß anstelle der Synchronisierpulse 206 die Blind-Pulse 210 den Adressenzähler 68 erneuern. Unabhängig davon, ob die Pulse 200 gleicher Länge vom Motor-Positions-Sensor 60 abgegeben werden, gibt also der Adressenzähler 6 8 den Zeit-Korrekturwert in den einstellbaren Zähler 64, wodurch der Betrieb entsprechend dem oben gesagten erfolgt, so daß zwischen den unter Normalabstand angeordneten Punkten noch weitere Punkte mit halbem Abstand gedruck werden. Bei diesem Drucken mit erhöhter Dichte werden die Daten aus dem Takt-Korrektur-Speicher 62 selbstverständlich ebenfalls verwendet.

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Claims

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C 113

Ansprüche

Punkt-Drucker mit einem senkrecht zur Vorschubchtung des Papiers hin- und herbewegten Träger, ■ auf dem Druck-Nadeln regelmäßig angeordnet sind, welche in Richtung auf das Papier verschiebbar sind, um dort zu drucken, wobei der Träger über eine Kurbelwellenanordnung mit nicht gleichförmiger Geschwindigkeit von einem Motor angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Drucktakt-Korrektureinrichtung vorgesehen ist, welche folgende Bauteile aufweist:

einen Motor-Positions-Sensor (60) zum Nachweis der Drehlage des Antriebsmotores (38); einen Takt-Korrektur-Speicher (62) zum Speichern von Zeit-Korrekturwerten, welche dazu dienen, die ungleichförmigen Bewegungsphasen des Trägers entsprechend der Drehlage des Motors beim Drucken zu korrigieren; einen Adressenzähler zum sukzessiven Auslesen der Zeit-Korrekturwerte aus dem Takt-Korrektur-Speicher (62); und

eine Verzögerungszeit-Korrekturschaltung (60, 70, 72, 74, 68, 62, 66) zum Abgeben von Druck-Takt-Signalen (104) an die Antriebe der Druck-Nadeln im Träger (36), welche entsprechend den Zeit-Korrekturwerten im Takt-Korrektür-Speicher (62) korrigiert sind; wobei der Adressenzähler sukzessive mittels vom Motor-Positions-Sensor (60) abgegebener Pulse gleicher Länge zurückgestellt wird, die Verzögerungszeiten der Verzögerungszeit-Korrekturschaltung entsprechend den im Takt-

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Korrektur-Speicher (62) gespeicherten Zeit-Korrekturwerten eingestellt und die Druck-Takt-Signale (104), die nicht gleichförmige Bewegung des Trägers ausgleichend derart abgegeben werden, daß der Druck an Positionen erfolgt, die untereinander gleichen Abstand aufweisen.

2„ Punkt-Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,. daß der Takt-Korrektur-Speicher (62) ein ROM (Festwertspeicher) aufweist, das austauschbar ist.

3. Punkt-Drucker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungszeit-Korrekturschaltung einen einstellbaren Zähler (64) aufweist, in den die Zeit-Korrekturwerte eingegeben werden und der ein Druck-Trigger-Signal ■ (100) abgibt, sobald der Zählwert einen vorbestimmten Wert erreicht; und daß ein Druck-^Takt-Signäl (104) dann abgegeben wird, wenn das Druck-Trigger-Signal (100) und ein Druck-Gatter-Signal (102) aus dem Takt-Korrektur-Speicher (62) gemeinsam an einem UND-Gatter (66) anliegen.

4. Punkt-Drucker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Grundstellungspuls-Trennschaltung (74) vorgesehen ist, um die vom Motor-Positions-Sensor (60) abgegebenen Pulse gleicher Länge derart zu verarbeiten, daß die Grundstellung des Trägers (36) ermittelt wird.

5. Punkt-Drucker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schaltung zur Erzeugung von Blind-Pulsen (210) vorgesehen ist, um einen Druck mit erhöhter Dichte zu erzeugen.

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