DE3443923C1 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Druckeinrichtung in einem Ausgabegerät zum Zeichnen von Kurven, Linien und Einzelpunkten in XY-Richtung - Google Patents

Description

• 350 alphanumerische Zeichen einschließlich Sonderzeichen vor, die in vier verschiedenen Zeichengrößen dargestellt werden können (normale Größe, doppelte Breite, doppelte Höhe, doppelte Größe). Ist der Zeichengenerator so aufgebaut, daß sich die Zeichen in normaler Größe nur aus den acht möglichen Druckrichtungen zusammensetzen, so ergeben sich zwangsläufig bei doppelter Breite und doppelt hoher Zeichendarstellung Darstellungskanten, die von den vorgegebenen acht im Idealfall dargestellten abweichen. Wie bereits dargelegt, könnte eine Annäherung an die ideale schräg verlaufende Verbindungslinie der Zeichen durch lineare Interpolation erwirkt werden. Dieses Verfahren ist aber derart grobstufig, daß eine Kantenverzerrung unvermeidlich ist; die Zeichen wirken entstellt. Dieser Nachteil ist primär nur bei solchen Druckeinrichtungen gegeben, die die Punkt/Strichdarsteltung der Zeichen schreiben.
• Die in der F i g. 3a, b und c dargestellten Beispiele anhand des Buchstaben D veranschaulichen die Problematik der beim zeichnenden Ausdruck schräg verlaufenden Darstellungslinien durch Interpolation.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen schrittmotorgesteuerten Drucker ein solches Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die eine wesentliche Verbesserung der Annäherung der gezeichneten schrägen Linie an die ideale Verbindungslinie zwischen zwei Fixpunkten in einem Quadranten gewährleisten.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, wie es im Patentanspruch I angegeben ist.
• Der Zeitversatz zwischen dem X- und Y-Schritt, der einem Bruchteil einer Schrittdauer entspricht, ermöglicht eine wesentlich feiner abgestufte Annäherung an die idealen Verbindungslinien im Koordinatensystem.
• Dies ist in den F i g. 4a und b anhand des auszudruckenden Buchstabens D ersichtlich.
• Die Darstellung in F i g. 5 veranschaulicht die Feinabstufungen und damit die wesentlich verbesserte Annäherung an die ideale Verbindungslinie zwischen dem Koordinatenkreuzpunkt und dem im ersten Quadranten liegenden Punkt P 9, 7.
• Aus dem Zeitdiagramm in F i g. 5 ist auch ersichtlich, daß der Y-Motor nach Beginn des ersten X-Steuerschrittes um die Zeit tl versetzt angesteuert wird, nach Vollendung des ersten Schrittes jedoch um 2x Zeit t1, die mit der Schrittzeit Tdie Zeit t2 ergibt.
• Vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Im Anspruch 2 ff. ist die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher beschrieben.
• Ein Vergleich der Abweichung durch den Zeitversatz gegenüber dem Interpolationsverfahren ergibt, daß die Abweichungen von der Ideallinie bei der Interpolation zweimal so groß sind wie die beim zweiten zeitversetzten Ansteuern der XY-Motoren.
• In einer verwirklichten Druckersteuereinrichtung ist ein Prozessor 8031 eingesetzt, der über zwei Timer verfügt. Pro Timer stehen 2 Bytes zur Verfügung, d. h. es können maximal 64 000 Zeitintervalle für die Schritte in den Timer geladen werden. Mittels der beiden Timer wird die Phasenansteuerung der beiden Schrittmotoren gesteuert. Dabei liefert der erste Timer Clock-Impulse im Abstand von T(Dauer eines Schrittes), hier 4 ms, und steuert den Schrittmotor, der die größere Anzahl Schritte ausführen muß. Der zweite Timer liefert nach dem Start des ersten Timers zunächst einen Impuls im Abstand tl, der nach der im Anspruch 1 angegebenen Formel ermittelt wird, und dann Impulse im Abstand von t2 die nach der ebenfalls im Anspruch 1 angegebenen Formel ermittelt werden.
• Bezogen auf des 1. Quadranten ergibt sich folgende Winkelbeziehung: x>y<45°, Anzahl der x-Schritte ist größer als die der y-Schritte, die Steuerung des y-Schrittmotors setzt zeitverzögert ein.
• x<y>45°, Anzahl der y-Schritte ist größer als die der x-Schrittc, die Steuerung des x-Schrittmotors setzt zeitverzögert ein.
• Beim Zeichnen von Schrägkanten in den anderen Quadranten wird lediglich die Bewegungsrichtung der Motoren bzw. der Druckeinrichtung und des Papiervorschubs geändert. Die Bewegungsrichtung wird vom Rechner ebenfalls ermittelt.
• Der zweite Timer steuert damit den Schrittmotor, der die kleinere Anzahl Schritte ausführen muß.
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Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Steuern einer Druckeinrichtung in einem Ausgabegerät zum Zeichnen von Kurven, Linien und Einzelpunkten in XY-Richtung, wobei die Druckeinrichtung entweder in XY-Richtung vor-und rückwärts oder nur in X-Richtung und die Druckwalze in Y-Richtung vor- und rückwärts bewegbar sind und das Druckelement gesteuert auf den Druckträger drückt, welche Druckeinrichtung durch gleichzeitige oder nachfolgende Ansteuerung von Schrittmotoren in verschiedene Druckpositionen verschiebbar ist, zur Darstellung von Texten, Grafiken und Symbolen, bei denen die Darstellungskanten senkrecht, waagerecht und in jedem beliebigen Neigungswinkel verlaufen, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß beim Ausdrucken schräger Linien eine Annäherung an die ideale Verbindungslinie zwischen den Koordinatenpunkten durch zeitversetzte Ansteuerung der Schrittmotoren der Druckeinrichtung bzw. der Druckwalze in XY-Richtung erfolgt, wobei in Abhängigkeit von der Anzahl der zu vollziehenden Schritte in XY-Richtung sowie der benötigten Zeit pro Schritt derjenige Schrittmotor für die kleinere Anzahl der auszuführenden Schritte unter zeitlichem Versatz nach einer Zeit t1 für den ersten Schritt, die nach folgender Formel ermittelt wird: x = Anzahlderx-Schritte y = Anzahldery-Schritte T = Zeit pro Schritt und für die Folgeschritte nach der Zeit t2, die nach folgender Formel ermittelt wird: oder: t2=2t1+T angesteuert wird.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitzählglieder die Timer eines Mikroprozessors der Steuereinrichtung verwendet werden, und daß der Prozessor nach eingeschriebenem Programm für die Darstellung schräg verlaufender Linien eines Druckbildes zunächst die zu vollziehende Anzahl von Schritten in beiden Bewegungsrichtungen und dann den Zeitversatz ermittelt und diesen in den Speicher eines der Zeitzählgliedes einspeichert
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß pro Timer mindestens 2 Byte Speicherkapazität vorgesehen sind.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Druckeinrichtung in einem Ausgabegerät zum Zeichnen von Kurven, Linien und Einzelpunkten in XY-Richtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

   Derartige Druckeinrichtungen werden z. B. in Plottern eingesetzt. Für die horizontale Vor/Rückwärtsbewegung des Druckkopfes sowie für den vertikalen Papiervorschub in Y-Richtung sind jeweils Schrittmotoren vorgesehen. Das Vorschubraster, das durch die Schrittmotoren vorgegeben ist, bestimmt die Auflösung in X-und Y-Richtung. Es beträgt z. B. bei bekannten Plotter-Laufwerken 0,2 mm. Die Ausführungszeit pro Schritt beträgt in der Regel ca. 4 ms. Da sowohl der Druckkopf als auch der Papiervorschub vor- und rückwärts bewegt werden können, ergeben sich, je nachdem welcher Schrittmotor angesteuert wird bzw in welche Richtung diese angesteuert werden, acht mögliche feste Druckrichtungen, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist Weicht eine zu zeichnende bzw. auszudruckende Linie von den acht möglichen idealen Drucklinien ab, d. h.

   verläuft der Verbindungspunkt in einem Quadranten zwischen zwei Punkten in einem vom 45" Winkel abweichenden Neigungswinkel, so kann durch Approximation eine Annäherung an die ideale Verbindungslinie gefunden werden. Die Annäherungswerte werden dabei bei bekannten Verfahren und Druckereinrichtungen durch lineare Interpolation ermittelt.

   In Fig. 2 sind die zwei möglichen Approximationslinien, die sich durch die Wahl der Diskriminanten D ergeben, zur Darstellung einer angenäherten idealen Verbindungslinie zwischen dem Nullpunkt und einem zweiten Punkt im Koordinatensystem (9, 7) im ersten Quadranten dargestellt Es ist aus dem Druckverlauf ersichtlich, daß grundsätzlich zwei Annäherungen möglich sind. Während des ersten Schrittes werden der X-und Y-Motor gleichzeitig angesteuert und die 45" Linie gezeichnet Im zweiten Schritt können nur der X-Motor um einen Schritt weitergeführt oder aber auch beide Motoren gleichzeitig angesteuert werden. In beiden Fällen ist eine Annäherung an die Ideallinie noch gegeben. Der Rechner der Druckkopfsteuerung ermittelt dann die nächsten Interpolationsfaktoren und bestimmt damit die Zeichnung der Annäherungsstufen.

   Es hat sich gezeigt, daß dieses Interpolationsverfahren zum Zeichen von Approximationslinien bei schrittmotorengesteuerten Druckwerken insbesondere bei der Darstellung kleiner Zeichen, Linien und Grafiken mit in den Quadrant - bezogen auf einen Fixpunkt -schräg verlaufender Linien ein derart auffallendes Stufenraster aufweist, daß dieses als störend empfunden wird. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn alphanumerische Zeichen und Sonderzeichen ausgedruckt werden sollen, wie sie beim Bildschirmtextstandard nach CEPT gegeben sind. Dieser Standard sieht ca.