DE3782849T2 - Verfahren und vorrichtung zum geraeuscharmen arbeiten eines punktmatrixdruckers. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum geräuscharmen Arbeiten eines Punktmatrix-Druckers durch Reduzierung der Anzahl von Datenpunkten, die gleichzeitig gedruckt werden.
• Punktmatrix-Drucker stellen ein Verfahren dar, um Informationen auf zuzeichnen, die in einem Datenverarbeitungssystem gespeichert sind oder in diesem erzeugt werden. Bei Punktmatrix-Druckern besteht jedes Zeichen oder Segment eines graphischen Bildes aus einer Matrix von Punkten und Leerstellen, die zusammen das Zeichen definieren. Bei genauer Untersuchung sind die Punkte in einer Matrix von Positionen angeordnet, die zusammen horizontale Reihen und vertikale Spalten bilden, die benachbart, parallel und evtl. beabstandet sind. Die Schnittpunkte der Reihen und Spalten definieren die Stellen der Punkte und Leerstellen und die Punkte können sich überlappen, was von dem Abstand zwischen den Matrixschnittpunkten und dem Punktdurchmesser abhängig ist. Jeder Punkt oder Leerstelle, der bzw. die das gedruckte Zeichen oder Bildsegment ausmacht, wird in der Datenverarbeitungsvorrichtung durch ein binäres Datenelement wiedergegeben, wobei eine binäre 1 typischerweise einen Punkt und eine binäre 0 typischerweise eine Leerstelle wiedergibt. Daten, die ein typisches Zeichen bzw. Schriftzeichen wiedergeben, können durch eine Matrix gebildet werden, die eine vertikale Spaltenhöhe von acht Punktstellen und eine horizontale Weite oder Breite von fünf Punktstellen besitzt, obwohl die Zahl der Stellen in jeder Richtung nach Wunsch variieren kann. Obwohl alphanummerische Zeichen verwendet werden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, sind sie nur als Beispiel gedacht, da die vorliegende Erfindung auch bei irgendwelchen Punktmatrixdaten, inclusive graphischen Darstellungen angewandt werden kann.
• Punktmatrix-Drucker enthalten typischerweise einen horizontal hin- und herverfahrbaren Druckkopf, der dazu verwendet wird Zeichen auf einem Gewebe wie beispielsweise Papier zu erzeugen. Der Druckkopf besteht gewöhnlich aus einer vertikal ausgerichteten Spalte von sieben oder acht Druckdrähten, von denen jeder selektiv ausgefahren bzw. verlängert (oder gezündet) werden kann, wenn der Druckkopf jede horizontale Zeile (oder Druckzeile) des Gewebes entlangfährt.
• Wenn er gezündet wird schlägt der Draht ein Farbband auf das Gewebe und es wird dadurch ein Bild auf dasselbe übertragen.
• Es ist gut bekannt, daß Drucker inclusive Drucker des Punktmatrix-Typs während des Betriebes Geräusche verursachen. Diese Geräusche stören Arbeitskräfte, verhindern die Konzentration, machen eine Konversation schwierig und sie sind allgemein unerwünscht. Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen, um das Druckgeräusch zu reduzieren, wobei jedoch keiner dieser Versuche vollständig zufriedenstellend war, obwohl bei einigen klar erkannt wurde, daß das Ausmaß des Geräusches, welches von dem Drucker erzeugt wird, proportional zur Zahl der Druckdrähte ist, die gleichzeitig gezündet oder aufgeheizt werden. Bei einem ersten Versuch wird lediglich ausgeführt, daß der Druckkopf inhärent geräuschverursachend ist, wobei bei diesem Versuch ein Augenmerk darauf gelenkt wurde, den Drucker dicht einzuschließen in einem Versuch, das Geräusch einzuschließen. Obwohl dies zu einem gewissen Erfolg führte, stellt es doch nur eine Überdeckung der Symptome dar ohne das dahinterliegende Problem zu lösen. Aufgrund der inhärenten Notwendigkeit die Abdeckung öffnen zu müssen, um Leerpapier einzuführen, bedrucktes Papier zu entfernen, Kabel anzuschließen usw., ist es nicht möglich zufriedenstellend das Problem unter Anwendung dieser Technik zu lösen.
• Ein weiterer Versuch (siehe JP-A-56/1 44 170) befaßt sich damit, die Spalte der Druckdrähte des Druckkopfes zu neigen. Beispielsweise besitzt ein Druckkopf die acht Druckdrähte, die entlang einer diagonalen Linie angeordnet sind. Jedoch ist die Zeitsteuerung der Zündung oder Betätigung der schrägen Druckdrähte bei diesem Druckkopf komplex und es wird dabei auch nicht die Zahl der gleichzeitigen Drahtzündungen oder Betätigungen vermindert, wenn nicht die Schriftzeichentype auch speziell ausgelegt ist und eine unterschiedliche Neigung hat gegenüber der Neigung der Spalte der Drähte in dem Druckkopf. Wenn mit anderen Worten graphische Zeichen oder ein nicht spezialisiertes Schriftbildzeichen gedruckt wird, wird der Geräuschpegel nicht vermindert. In einer sich damit befassenden Technik ist der Schriftzeichentyp (Font) speziell dafür ausgelegt, um die Zahl der Punkte in jeder vertikalen Spalte oder Scheibe des Zeichens zu reduzieren. Obwohl weniger Punkte gleichzeitig an jeder Druckstelle gedruckt werden, erfolgt eine Geräuschminderung des Betriebes nur für diesen einheitlichen Schrifttyp und sie läßt sich nicht realisieren bei anderen Schriftbildern oder Schrifttypen oder graphischen Zeichen oder Darstellungen und kann ferner nur unter Verminderung der Zeichenauflösung und Zeichenqualität erkauft werden.
• Eine noch weitere Technik besteht darin, daß der Druckkopf zwei Durchgänge ausführt, wobei jeweils eine andere Spalte bei jedem Durchgang gedruckt wird. Auch dadurch wird jedoch das Geräuschproblem nicht gelöst, da dabei nicht die Zahl der gleichzeitig betätigten Drähte bzw. erregten Drähte an jeder der einzelnen Druckstellen reduziert wird.
• Bei einer sich hiermit befassenden Technik (siehe JP- A-58/69 071) führt der Druckkopf vier Durchgänge aus, wobei jeweils eine andere Zeile bei jedem Durchgang gedruckt wird und zwar für die obere oder die untere Hälfte des Zeichens bzw. Schriftzeichens.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum geräuscharmen Arbeiten eines Punktmatrix-Druckers zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird vorteilhaft durch die vorliegende Erfindung durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 12 aufgeführten Maßnahmen gelöst.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Arbeitsweise des Punktmatrix-Druckers dadurch geräuscharmer gemacht, indem die zu druckenden Daten logisch aufgeteilt werden unter zeitlich beabstandeten Druckoperationen. Es wird eine Matrix von zu druckenden Daten gespeichert. Eine Scheibe der Daten wird aus der gespeicherten Matrix der zu druckenden Daten ausgewählt. Die Zahl der Punkte in der ausgewählten Scheibe bzw. Ausschnitt der Daten, die gleichzeitig zu drucken sind, wird dadurch reduziert, indem die Daten logisch auf komplementäre Untermatritzen aufgeteilt bzw. zugeordnet werden. Jede Untermatrix von Daten wird gedruckt und zwar im wesentlichen ausgerichtet mit jeder entsprechenden Untermatrix, um so die gesamte ausgewählte Scheibe bzw. Ausschnitt von Daten wiederzugeben. Jede Untermatrix der Daten wird zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt gedruckt, so daß sich dadurch eine Reduzierung der Anzahl der Datenpunkte ergibt, die gleichzeitig an im wesentlichen jedem Druckpunkt bzw. Druckstelle gedruckt werden.
• Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Verständnis der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung, die einen typischen Punktmatrix-Drucker veranschaulicht, der mit der vorliegenden Erfindung kompatibel ist;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung, die das Aufschlagende eines Druckkopfes veranschaulicht für einen typischen Achtdraht-Punktmatrix-Drahtdrucker, wie er bei dem Drucker nach Fig. 1 zur Anwendung gelangen kann, wobei der Buchstabe "E" dabei erzeugt wird, wenn der Druckkopf über eine Druckzeile bewegt wird;
• Fig. 3 eine schematische Darstellung von fünf Scheiben binärer Daten, die gespeichert werden können, um den Buchstaben "E" zu drucken, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist;
• Fig. 4 eine schematische Darstellung, welche die Vorrichtung veranschaulicht, um einen Drucker gemäß der vorliegenden Erfindung zu betreiben;
• Fig. 5 ein Blockschaltbild, welches die Folge von logischen Operationen veranschaulicht, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um geräuscharm Daten in zwei Durchgängen des Druckkopfes zu drucken;
• Fig. 6 schematisch die logischen Operationen, die hinsichtlich einer Scheibe von zu druckenden Daten ausgeführt werden, um sie logisch für einen geräuscharmen Betrieb auf zuteilen gemäß einen Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 7 eine schematische Darstellung der Datenpunkte, welche den Buchstaben "E" der Fig. 2 wiedergeben und die Datenpunkte, die bei dem jeweils ersten und zweiten Durchgang des Druckkopfes während eines geräuscharmen Betriebes im Sinne der vorliegenden Erfindung gedruckt werden; und
• Fig. 8 schematisch ein Beispiel einer Nachschlagetabelle, die durch die zu drukkenden Daten adressiert wird, um die Folge zu bestimmen, mit welcher die Datenpunkte gedruckt werden.
• Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit einem Drucker beschrieben und zwar desjenigen Typs, der schematisch in Fig. 1 veranschaulicht ist, obwohl darauf hingewiesen sei, daß sich die vorliegende Erfindung auch mit anderen Punktmatrix-Anzeigevorrichtungen realisieren läßt bzw. mit diesen kompatibel ist. Ein Punktmatrix-Drucker enthält typischerweise eine Druckwalze 1, über welcher ein Druckmedium oder Gewebe 2 bewegt wird und zwar mit Hilfe von zwei Ziehvorrichtungen oder Stiftrad-Antriebsvorrichtungen 3, 4. Das Druckmedium kann beispielsweise ein durchgehendes Papiergewebe mit Löchern 7 sein, die parallel zu den Kanten verlaufen. Jede Ziehvorrichtung enthält ein Rad oder Riemen 5, das bzw. welches mit nach außen von seiner Fläche abstehenden Stiften 6 ausgestattet ist. Die Stifte 6 greifen in die Löcher 7 ein, die in dem Gewebe ausgebildet sind, um einen positiven Antrieb vorzusehen. Die zwei Ziehräder 5 sind auf einer gemeinsamen Welle 8 angeordnet, die in der erforderlichen Weise durch einen Motor 9 in Drehung versetzt werden kann, um das Medium über die Druckwalze vorzurücken. Der Motor 9 wird typischerweise durch ein Druckmedium oder Gewebesteuereinrichtung gesteuert, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist.
• Der Drucker enthält einen verfahrbaren Druckkopf 11, der an einem Support 12 montiert ist, welcher sich über die Druckwalze 1 erstreckt, so daß das Medium 2 zwischen der Druckwalze und dem Druckkopf 11 hindurch verläuft. Der Druckkopf 11 kann entlang dem Support 12 durch den Motor 13 mit Hilfe eines Riemens oder einer drehenden mit Gewinde versehenen Welle bewegt werden. Die Bewegung des Druckkopfes wird durch einen Druckkopfbewegungsregler gesteuert, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die kombinierte Bewegung des Papiers und die Bewegung des Druckkopfes ermöglichen es dem Druckkopf nahezu jede Stelle auf der Fläche des Mediums 2 zu erreichen.
• Der Aufschlagabschnitt des Druckkopfes 11, der in Fig. 2 veranschaulicht ist, ist typischerweise zum Teil aus einer Spalte von acht Druckelementen 14 gebildet, die in einer 1 auf 8 vertikal orientierten Matrix angeordnet sind und in einem Körperabschnitt 15 gehaltert sind. Die Elemente 14 sind typischerweise Einzeldrähte, die selektiv in axialer Richtung beispielsweise mit Hilfe eines Elektromagneten bewegt werden können. Jeder Draht ist getrennt mit einem Elektromagnet gekoppelt, so daß er einzeln gezündet werden kann, wie dies erforderlich oder wünschenswert ist und zwar in zeitlich gesteuerter Beziehung zur Bewegung des Druckkopfes 11. Jeder gezündete oder erregte Druckdraht treibt ein Farbband (nicht gezeigt) auf das Medium 2, um auf diesem einen Punkt zu bilden.
• Wenn der Druckkopf 11 die Breite oder Weite des Papiers entlang der Länge der Abstützvorrichtung 12 abfährt, werden die die zu druckenden Zeichen definierenden Daten den Elektromagneten in einer koordinierten, zeitlich gesteuerten Folge zugeführt, gemäß welcher die zugeordneten Druckdrähte aktiviert oder gezündet werden. Bei einer Bewegung von links nach rechts, wie dies durch den Pfeil 18 angezeigt ist, werden die Druckdrähte 14 selektiv betätigt, um gleichzeitig die komplette linke vertikale Spalte des Zeichens zuerst zu drucken und um aufeinanderfolgend nachfolgende vertikale Spalten auf einer Spalte-um- Spalte-Grundlage zu drucken, bis die äußerst rechts liegende Spalte dann gedruckt wird. Wenn speziell der Druckkopf 11 die Druckstelle der Spalte 0 für den Buchstaben E erreicht, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Druckdrähte 1 bis 7 gleichzeitig vorgeschoben, um das Farbband gegen das Druckmedium zu schlagen und um dadurch die sieben Punkte für die Spalte 0 zu drucken und werden dann zurückgezogen. Wenn dann der Druckkopf sich der ersten Stelle der Spalte 1 nähert werden die Druckdrähte 1, 4 und 7 gleichzeitig vorgeschoben und dieses Muster wird fortgesetzt wenn sich der Druckkopf durch die Druckstellen der Spalten 2, 3 und 4 bewegt, um letztlich den gesamten veranschaulichten Buchstaben zu drucken. Die Größe und die Lage des Buchstabens oder Zeichens und der Abstand zwischen benachbarten Punkten in horizontaler Richtung wird dadurch gesteuert, indem die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes in Relation zur Zeitsteuerung des Betriebes der Druckelemente variiert wird. Der Abstand der Punkte in vertikaler Richtung entspricht dem Abstand der Druckelemente 14 und der Bewegung oder Stellung des Gewebes.
• Um Zeichen oder Buchstaben zu drucken ist es erforderlich, eine Matrix von binären Daten zu speichern oder anderweitig verfügbar zu machen, wobei jede Matrix zumindest zum Teil die Gestalt eines jeweiligen Zeichens oder Buchstabens definiert. Diese Daten sind schematisch als 1'en und 0'en veranschaulicht und Fig. 3 zeigt die logischen Einsen und Nullen, wie sie in einer Zeichen-Datenspeichervorrichtung gespeichert werden können, um die binären Datenelemente wiederzugeben, welche die Gestalt des Buchstaben E der Fig. 2 definieren. Beispielsweise enthält die Matrix fünf vertikale Spalten, die mit 0-4 bezeichnet sind und acht horizontale Reihen, die mit 0-7 bezeichnet sind, die zusammen eine 5·8 Matrix zur Definition jedes Zeichens bilden. Wenn eine binäre 1 in einer Datenspeicherstelle gespeichert ist, wird das entsprechende Druckelement betätigt, um einen Punkt auf dem Druckmedium zu drucken, und wenn eine binäre 0 gespeichert ist, wird das Druckelement nicht betätigt.
• Fig. 4 veranschaulicht schematisch ein Beispiel der Vorrichtung zur Darstellung von Punktmatrix-Zeichen, die selektiv in einer normalen Betriebsart oder einer geräuscharmen Betriebsart gemäß der vorliegenden Erfindung gedruckt werden können. Die Schaltungsanordnung umfaßt eine Steuereinheit 31, einen Zeichendatenspeicher 32, eine logische Einheit 33, eine Druckmedium-oder Gewebesteuereinrichtung 34, die mit dem Gewebe-Motor 9 verbunden ist, eine Druckkopf-Bewegungssteuereinrichtung 36, die mit dem Druckkopf- Motor 13 verbunden ist und eine Druckkopf-Betätigungsvorrichtung 35, die mit dem Druckkopf 15 verbunden ist, um die Betätigung jedes einzelnen Druckdrahtes 14 zu steuern.
• Die Steuereinheit 31 enthält Mittel, um die "geräuscharmer Draht"-Betriebsart zu ermöglichen, Mittel zur Regelung und Koordinierung der Datenverarbeitung und der mechanischen Funktionen des Druckers und Mittel für eine Kommunikation mit einem Host- Computer. Die Verwaltung der Datenverarbeitung kann eine Steuerung der Zeichendaten-Speichereinrichtung 32 und der logischen Einheit 33 umfassen. Die Steuerung der mechanischen Operation des Druckers kann eine Steuerung der Bewegung des Gewebes und des Druckkopfes umfassen und auch die Betätigung der Druckdrähte in einer zeitlich gesteuerten Folge mit der Bewegung des Gewebes und des Druckkopfes.
• Die die Zeichenelemente definierenden binären Daten werden in der Zeichendaten-Speichereinrichtung 32 gespeichert, die eine Vielzahl von Speichervorrichtungen enthalten kann wie beispielsweise Halbleiterspeicher. Die Betriebsweise der Zeichendaten-Speichereinrichtung wird durch die Steuereinheit 31 geregelt. Binäre Daten, die entweder einen Punkt oder eine Leerstelle in einer Matrix von Stellen angeben, welche in horizontalen Reihen und vertikalen Spalten angeordnet sind, sind gespeichert und stellen die zu druckenden Daten wie beispielsweise ein Zeichen dar. Alternativ können diese Daten durch einen Host-Datenprozessor vorgesehen werden. Als eine weitere Alternative kann der Zeichendatenspeicher 32 aus einem Drucker-Puffer bestehen, der Daten enthält, die ein zu druckendes graphisches Bild wiedergeben.
• Die logische Einheit 33, die in Abhängigkeit von Signalen (welche Daten enthalten) von der Steuereinheit 31 und der Zeichendaten-Speichervorrichtung 32 arbeitet, enthält Mittel zum Auswählen einer Scheibe von Daten (slice of data) aus der Zeichendaten-Speichereinrichtung, Mittel zur logischen Reduzierung der Anzahl von Datenpunkten in dem Daten unter komplementären Untermatritzen aufgeteilt bzw. zugeordnet werden und Mittel zur Ausgabe dieser Daten an den Druckkopf in einer richtig zeitlich gesteuerten Folge. Je nach den Instruktionen der Steuereinheit können die "Ruhigdraht"-Funktionen der logischen Einheit 33 von einer Bedienungsperson bei Wunsch in Bereitschaft gesetzt werden bzw. aktiviert werden wie beispielsweise durch einen Drucktastenschalter am Frontbedienungspult des Druckers.
• Die Gewebesteuereinrichtung 34 erzeugt abhängig von Signalen aus der Steuereinheit 31 Signale für den Motor 9, um die Bewegung des Gewebes 2 über die Druckwalze und am Druckkopf vorbei zu steuern.
• Die Druckkopfbewegung-Steuereinrichtung 36 erzeugt abhängig von den Signalen der Steuereinheit 31, Signale für den Druckkopf-Motor 13, um die Translationsbewegung des Druckkopfes entlang dem Support 12 und über das Gewebe 2 hinweg zu steuern.
• Die Druckkopf-Betätigungsvorrichtung 35 erzeugt abhängig von den Signalen der Steuereinheit 31, Signale zur Betätigung der einzelnen Druckelemente 14 des Druckkopfes 11 entsprechend den Datensignalen aus der Datenspeichereinheit 32 und der logischen Einheit 33. Die Steuereinheit 31 koordiniert typischerweise den Fluß der Daten zur Druckkopf-Betätigungsvorrichtung mit der mechanischen oder physikalischen Bewegung des Druckkopfes.
• Wie an früherer Stelle bereits erwähnt wurde ist das Druckkopfgeräusch eine Funktion der Zahl der Druckdrähte, die zu irgendeinem Zeitpunkt gleichzeitig aktiviert oder gezündet werden. Durch die vorliegende Erfindung wird demzufolge das Druckergeräusch dadurch reduziert, indem die Zahl der Drähte, die gleichzeitig gezündet bzw. betätigt werden, reduziert wird. Dies wird auf logische Weise durchgeführt, indem die zu druckenden Datenpunkte über zeitlich beabstandete Druckoperationen zugeordnet oder verteilt werden z. B. Vielfachdurchgänge des Druckkopfes entlang dem Druckmedium. Durch vernünftige Auswahl der zu erregenden Drähte bei jedem Durchgang des Druckkopfes kann die Geräuschentwicklung minimal gehalten werden, während gleichzeitig der Datendurchsatz optimal wird. Die Datendurchsatz-Optimierung besteht in einer Minimierung der Zahl der erforderlichen Durchgänge und durch Drucken bei den Durchgängen mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit.
• Gemäß Fig. 5 veranschaulicht ein Blockschaltbild den Folgefluß der logischen Operationen, die erforderlich sind, um in einer geräuscharmen Betriebsart zu drukken. In dem Block 51 ist eine Matrix von Daten gespeichert, die gedruckt werden sollen. Die Daten können in Form eines Ausgangs eines Host-Computers zugeführt werden oder sie können in dem Drucker in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert sein und sie sind typischerweise in der zuvor beschriebenen Matrix von acht Reihen und fünf Spalten gespeichert. Der Fachmann erkennt hier unmittelbar, daß die Daten in irgendeiner herkömmlichen Weise gespeichert oder verarbeitet werden können. Um jedoch die Erläuterung der vorliegenden Erfindung noch weiter zu unterstützen sei angenommen, daß die Daten gemäß Fig. 3 in einem Muster gespeichert sind, welches die Datenpunkte aufeinanderfolgend wiedergibt, wie sie auf dem Gewebe auszudrucken sind.
• Aus den zu druckenden Daten wird eine Scheibe von Daten ausgewählt, wie dies im Block 52 veranschaulicht ist. Die Scheibe oder Abschnitt an Daten umfaßt die Daten einer gesamten vertikalen Spalte, die normalerweise gleichzeitig durch die Druckdrähte an einer Druckstelle gedruckt würden. Somit wird die Scheibe oder der Teil der Daten in der Richtung genommen parallel zur linearen Druckmatrix, die durch die Druckdrähte 14 des Druckkopfes definiert ist. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Scheibe wiedergegeben durch irgendeine der vertikal orientierten Spalten 0-4 von acht binären Datenbits (siehe Fig. 3).
• Die Zahl der Datenpunkte in der ausgewählten Scheibe der Daten, die gleichzeitig gedruckt werden sollen, wird durch logische Zuordnung der Daten zu komplementären Untermatritzen reduziert, wie dies im Block 53 veranschaulicht ist. Die Daten werden zugeordnet indem sie logisch im wesentlichen in Hälften aufgeteilt werden, indem ein Paar von komplementären Untermatritzen gebildet wird, die zusammen die gesamte ausgewählte Scheibe der Daten ausmachen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Daten auch einer unterschiedlichen Zahl von Untermatritzen zugeordnet werden können.
• Jede Untermatrix der Daten wird zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt gedruckt, wie dies in den Blocks 54A, 54B veranschaulicht ist, so daß sich eine Reduzierung der Anzahl der Datenpunkte ergibt, die gleichzeitig bei im wesentlichen jeder Druckstelle gedruckt werden. Jede Untermatrix ist ausgerichtet mit ihrer Begleitmatrix oder komplementären Untermatrix (Untermatritzen) und wenn die Druckoperationen beendet sind, wurde die gesamte Scheibe der Daten gedruckt.
• Die logische Zuordnung der Daten in der ausgewählten Scheibe wird ferner unter Hinweis auf die Fig. 6, 7 und 8 beschrieben. In Fig. 6 wird die erste Scheibe der Daten aus der Spalte 0 der in der Matrix der Fig. 3 gespeicherten Daten ausgewählt. Diese Scheibe der Daten stellt ein originales Drahterregungsmuster (fire pattern) 60 dar, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist und es belegt Bitpositionen 0-7, wobei die Positionen 0-3 und 4-7 jeweils definiert sind als untere und obere Abbiße bzw. Portionen.
• Unter Verwendung der oberen und unteren Portionen (nibbles) des ursprünglichen Drahterregungsmusters als Adressen, wird ein Zugriff zu einer Nachschlagtabelle 31 vorgenommen, um zu definieren auf welche Weise die originalen Daten logisch in zwei komplementäre Untermatritzen 62, 63 aufgeteilt werden. Die Nachschlagtabelle (Fig. 8) enthält die zwei Durchgänge gemäß den geräuscharmen Drahtzünd-Mustern für jedes mögliche Portionsmuster, das heißt 2&sup4; oder 16 mögliche Kombinationen. Die Datenscheibe wird aufgeteilt in untere und obere Portionen, um die Zahl der Bitkombinationen zu reduzieren, die adressiert werden muß, um zu bestimmen welche Drähte bei jedem Durchgang des Druckkopfes über das Druckmedium gezündet bzw. erregt werden sollen. Alternativ kann auch eine Nachschlagtabelle mit 2&sup8; Adressenstellen oder anderen Dimensionen im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
• Eine geeignete Steuereinrichtung wie die Steuereinheit 31 der Fig. 4 zeichnet auf ob der Druckkopf sich bei seinem ersten oder zweiten Durchgang befindet, ob die ausgewählte Scheibe ungeradzahlig oder geradzahlig ist und ob das obere oder untere Portions-Datenmuster zu verwenden ist, um die Nachschlagtabelle zu adressieren. Unter Verwendung dieser Informationen definieren die adressierten Daten in der Nachschlagetabelle die Datenpunkte, die bei jedem der ersten und zweiten Durchgänge des Druckkopfes zu drucken sind. Bei diesem Beispiel wurde die originale Datenscheibe von sieben Datenpunkten aufgeteilt in zwei Untermatritzen von vier und drei Punkten, die zusammen das ursprüngliche Drahtzünd-Muster 60 ausmachen.
• Die vorliegende Erfindung kann praktisch realisiert werden in einer realen Zeitbetriebsart, wobei das Muster gemäß einer ruhigen Drahtbetätigung in einer zeitlich gesteuerten Folge mit der Bewegung des Druckkopfes erzeugt wird. In dieser Betriebsart wird das originale Drahtzünd-Datenmuster aus dem Zeichendatenspeicher 32 oder einem anderen Druckzeilenpuffer in einer zeitlich gesteuerten Folge mit der Translationsbewegung des Druckkopfes ausgelesen. Die Musterdaten gemäß einer ruhigen Drahterregung werden aus der Nachschlagtabelle ausgelesen, werden in eine volle Spalte angeordnet (obere und untere Portionen) und werden zur Druckkopf-Betätigungsvorrichtung 35 übertragen, so daß es nicht erforderlich ist die Daten für das Muster gemäß einer ruhigen Drahterregung zu speichern. Nach der Vervollständigung des ersten Durchlaufs wird das gleiche originale Drahterregungs- Datenmuster erneut in einer zeitlich gesteuerten Folge ausgewählt, um das komplementäre Muster gemäß einer geräuscharmen Drahterregung für den zweiten Durchlauf anzuordnen. Alternativ können auch beide Muster gemäß einer ruhigen Drahterregung erzeugt werden, wobei eines in Realzeit für den laufenden Druckdurchlauf und eines gespeichert wird für die Verwendung in einem nachfolgenden Druckdurchgang.
• Wie bereits an früherer Stelle erwähnt wurde, werden alle gespeicherten Daten letztlich in zwei Durchgängen des Druckkopfes gedruckt. Eine Unterscheidung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Scheiben wird durchgeführt, um genauer die Daten in eine Hälfte aufzuteilen und um die Geräuschreduzierung in allen Fällen optimal zu gestalten. Beispielsweise könnte das Drucken zweier horizontaler Reihen von benachbarten oder sich überlappenden Datenpunkten dazu führen, daß alle Punkte bei einem Durchgang gedruckt werden und keine Punkte beim zweiten Durchgang gedruckt werden. Indem aber zwischen einem ersten und einem zweiten Durchgang oder Durchlauf unterschieden wird, werden benachbarte Datenpunkte willkürlich zugeordnet und bei abwechselnden Durchgängen des Druckkopfes gedruckt, wobei Geräusch reduziert wird. Es wird somit für den ersten Durchgang des Druckkopfes für geradzahlige Scheiben der obere Abschnitt des zu druckenden Bitmusters adressiert und zwar durch die obere Portion und wird ausgewählt für die erste Datenspalte der Fig. 8; und es wird der untere Abschnitt des zu druckenden Bitmusters durch die untere Portion adressiert und aus der zweiten Datenspalte der Fig. 8 ausgewählt. Auf ähnliche Weise wird für ungeradzahlige Scheiben das Bitmuster, welches durch die obere Portion adressiert ist, aus der zweiten Datenspalte ausgewählt und es wird das Bitmuster, welches durch die untere Portion adressiert ist, aus der ersten Datenspalte ausgewählt.
• Die Betriebsweise des Gegenstandes der Erfindung wird nun anhand eines Beispiels beschrieben und zwar speziell unter Hinweis auf den Druckvorgang eines Buchstaben "E", wie dies in den Fig. gezeigt ist; es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese Erläuterung auch auf irgendwelche anderen zu druckenden Daten erweiterbar ist. Unter Hinweis auf Fig. 4 sind die binären Daten, die das Zeichen "E" wiedergeben, das gedruckt werden soll, in Fig. 3 als eine Matrix gezeigt und zwar in Form von binären 1 und binären 0-Datenbits. Diese Daten werden zu einer Zeichendaten-Speichervorrichtung 32 der Fig. 4 übertragen. Nimmt man ein Drucken von links nach rechts an, so besteht die erste ausgewählte Datenscheibe aus der äußerst links gelegenen Spalte, die eine binäre 0 an der Datenstelle 0 und binäre 1'en an den Bitstellen 1 bis 7 enthält, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Beim Stand der Technik würden alle sieben Bits gleichzeitig bei einem Durchgang des Druckkopfes gedruckt werden. Nach der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Scheibe aufgeteilt in eine untere Portion (nibble), welche die Bits 0 bis 3 (0111) enthält und eine obere Portion, welche die Bits 4 bis 7 (1111) enthält. Da dies die erste zu druckende Scheibe ist, wird sie willkürlich so zugeordnet, daß sie eine geradzahlige Datenscheibe 11011 ist. Die Daten in der oberen und der unteren Portion werden dann als Adressen verwendet, um einen Zugriff zur Drahtzünd-Ersatztabelle zu realisieren, um zu bestimmen, welche Datenpunkte beim ersten Durchgang des Druckkopfes gedruckt werden sollen. Die Tabelle zeigt somit an, daß für eine geradzahlige Datenscheibe, einem ersten Durchgang, der unteren Portion und dem Bitmuster 0111, das Bitmuster 0010 als erste Komponente identifiziert wird. Auf ähnliche Weise wird für die geradzahlige Datenscheibe, den ersten Durchgang, die obere Portion und das Datenmuster 1111 das Bitmuster 1010 als zweite Komponente identifiziert. Diese Bitmuster-Komponenten werden kombiniert bzw. miteinander verbunden, um das Drahtzünd-Muster 00101010 zu bilden (siehe Fig. 6 und 7), welches an den Druckkopf beim ersten Durchgang ausgegeben wird. Die nächste Datenscheibe, die Spalte 1 der Fig. 3, besitzt Datenbits von 01001001, die aufgeteilt werden in die untere Portion 0100 und die obere Portion 1001. Die Portionen werden selbst wiederum dazu verwendet, die richtigen Datenstellen in der Nachschlagetabelle zu adressieren. Da es sich hierbei um eine ungeradzahlige Spaltennummer handelt, ergibt sich ein Datenausdruck gemäß einem ersten Durchgang aus der Tabelle gemäß dem Datenmuster 01000001. Dieser Prozeß wird in Folge für jede Datenscheibe beim ersten Durchgang wiederholt. Es wird dann ein Signal gesendet um anzuzeigen, daß der erste Druckdurchgang vervollständigt wurde. Dies setzt dann den Abschnitt der Nachschlagtabelle in Bereitschaft, welcher dem zweiten Druckdurchlauf entspricht.
• Der zweite Druckdurchlauf, wenn man einen Druckvorgang von links nach rechts annimmt, beginnt erneut mit der ersten zu druckenden Datenscheibe, der geradzahligen Datenscheibe "0", welche die gleichen Daten enthält, die für den ersten Durchgang verwendet wurden. Die Daten werden erneut aufgeteilt in ein unteres Portions-Bitmuster 0111 und ein oberes Portions- Bitmuster 1111. Die bei diesem zweiten Durchgang zu druckenden Daten werden jedoch in einem unterschiedlichen Abschnitt der Nachschlagetabelle definiert und sind komplementär zu den Daten, die beim ersten Durchgang gedruckt wurden. Somit ist die erste Komponente, die der unteren Portion entspricht, gleich 0010 und die zweite Komponente, die der oberen Portion entspricht, ist gleich 1010. Somit wurde beim zweiten Durchgang des Druckkopfes die gesamte Scheibe für die Spalte 0 gedruckt. Die nächste Datenscheibe, die Spalte 1 wird dann für eine Verarbeitung ausgewählt. Sie enthält die binären Daten 01001001 und wird in eine untere Portion 0100 und eine obere Portion 1001 für die Adressierung der Nachschlagetabelle aufgeteilt. Die entsprechenden Daten aus der Nachschlagetabelle für eine ungeradzahlige Scheibe, einem zweiten Druckdurchgang ist 0000 und 1000, was dann kollektiv an den Druckkopf ausgegeben wird. Dieser Prozeß wird wiederholt bis alle verfügbaren Scheiben gedruckt wurden.
• Zusätzlich zur Reduzierung der Zahl der Datenpunkte um ca. die Hälfte, die gleichzeitig bei jeder Druckposition gezündet werden, ist die Nachschlagetabelle dafür ausgelegt, um die Zündfrequenz jedes Drahtes zu reduzieren, indem benachbarte Punkte durch einen Raum getrennt werden und zwar sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung. Es wird in diesem Zusammenhang auf Fig. 7 verwiesen. Durch dieses Vermindern der Zünd- oder Erregungsfrequenz kann die Druckkopfgeschwindigkeit erhöht werden, wobei aber trotzdem die gewünschte Druckdichte erreicht wird. Dadurch wird eine Reduzierung des Durchsatzes kompensiert, die inhärent bei der Erfindung auftritt. Darüber hinaus führen die höheren Druckkopfgeschwindigkeiten und die erhöhte Zahl von Durchgängen zu einer zusätzlichen Kopfbewegung, es wird die Luftströmung über dem Kühlkörper erhöht und es wird damit die Wärmebildung vermindert.
• In den Zeichnungen und der Beschreibung wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und obwohl spezifische Ausdrücke verwendet wurden, so sind diese lediglich in gattungsbildender und beschreibenderweise verwendet und sollen nicht als Einschränkung verstanden werden. Es können Reihen und Spalten ausgetauscht werden und die Orientierung der Druckdrähte kann ebenfalls geändert werden. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auch bei sich überlappenden Punkten verwendet werden und es können die Daten zwischen mehr als nur zwei Untermatritzen aufgeteilt bzw. zugeordnet werden und es können auch mehr als nur zwei Portionen (nibbles) je nach Anforderung oder Wunsch gebildet werden.

Claims (12)

1. Verfahren zum geräuscharmen Betreiben eines Punktmatrix-Druckers, mit einem Druckkopf mit wenigstens einer Spalte von Druckdrähten, die über einen Aufzeichnungsträger bewegbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) es wird eine Matrix von zu druckenden binären Daten gespeichert;

b) es wird eine Scheibe der Daten von der gespeicherten Matrix der zu druckenden Daten ausgewählt, wobei die Scheibe der Daten die Datenpunkte wiedergibt, die an der gleichen Stelle über dem Aufzeichnungsträger gedruckt werden sollen,

c) es werden die Matrixdaten logisch auf Untermatritzen unter Verwendung der Inhalte der Scheibendaten aufgeteilt, um die Zahl der Datenpunkte in der ausgewählten Scheibe der Daten zu reduzieren, die gleichzeitig zu drucken sind, und

d) es wird jede Untermatrix der Daten im wesentlichen ausgerichtet mit jeder entsprechenden Untermatrix der Daten gedruckt, um die gesamte ausgewählte Scheibe der Daten wiederzugeben, wobei jede Untermatrix von Daten zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt gedruckt wird, derart, daß eine Reduzierung der Zahl der Datenpunkte erfolgt, die gleichzeitig an im wesentlichen jeder Druckstelle gedruckt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wonach die zu druckenden Daten in jeder Scheibe logisch aufgeteilt werden auf eine erste und eine zweite Untermatrix unter Verwendung der Inhalte der Scheibendaten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wonach der Schritt der logischen Aufteilung der Daten von der ausgewählten Scheibe der Daten ein Adressieren einer vorbestimmten Datentabelle mit den Daten in der ausgewählten Scheibe der Daten umfaßt, um logisch die Untermatritzen zu identifizieren.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wonach die Daten während zeitlich beabstandeter Druckdurchgänge gedruckt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wonach der Schritt der Speicherung einer Matrix von binären zu druckenden Daten ein Speichern für jede aufeinanderfolgende Druckstelle von allen an jeder Druckstelle zu druckenden Daten umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Schritt der Auswahl einer Scheibe von Daten aus der gespeicherten Matrix von Daten das Auswählen einer Scheibe von Daten Spalte um Spalte umfaßt, wobei der Druckkopf parallel zur Reihenrichtung der matrixartig gestalteten bzw. angeordneten zu druckenden Punkte verfahren wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, wonach der Schritt des Druckens der ersten Untermatrix der Daten das Drucken der ersten Untermatrix der Daten während eines ersten Durchlaufs des Druckkopfes umfaßt, und der Schritt des Druckens der zweiten Untermatrix der Daten das Drucken während eines zweiten Durchlaufs des Druckkopfes über die gleiche Druckzeile wie der erste Durchlauf des Druckkopfes umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 3, wonach der Schritt der logischen Aufteilung der Daten aus der ausgewählten Scheibe der Daten folgendes umfaßt:

ein logisches Aufteilen der Scheibe der Daten in obere und untere Datenabschnitte;

das Adressieren einer ersten vorbestimmten Datentabelle unter Verwendung der Daten in jedem oberen und

unteren Scheibenabschnitt und das logische Identifizieren erster oberer und unterer Untermatritzen, die den Daten in den oberen und unteren Datenabschnitten entsprechen;

das logische Kombinieren der ersten oberen und unteren Untermatritzen und die Bildung einer ersten Untermatrix, die nahezu halb so viel Datenpunkte wie die Scheibe der Daten enthält;

adressieren einer zweiten vorbestimmten Datentabelle, die komplementär zur ersten vorbestimmten Datentabelle ist unter Verwendung der Daten in jedem oberen und unteren Schreibenabschnitt und das logische Identifizieren zweiter oberer und unterer Untermatritzen, die den Daten in den oberen und unteren Datenabschnitten entsprechen; und

eine logische Kombination bzw. Verbindung der zweiten oberen und unteren Untermatritzen und das Ausbilden einer zweiten Untermatrix.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 8, wonach der Schritt der logischen Aufteilung der Daten das logische Aufteilen der Daten in eine erste Untermatrix umfaßt, die ca. die Hälfte der Datenpunkte der Scheibe der Daten enthält, und eine zweite Untermatrix, welche die anderen bzw. nahezu die Hälfte der Datenpunkte der Scheibe der Daten enthält.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 8 oder 9, wonach der Schritt der logischen Aufteilung der Datenpunkte ein logisches Zuordnen der Daten umfaßt indem Datenpunkte durch einen Datenabstand getrennt werden, um dadurch benachbarte Datenpunkte in jeder Untermatrix zu beseitigen.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wonach für eine erste Untermatrix-Druckoperation bei einem ersten Druckdurchgang eine Scheibe von Daten aus der gespeicherten Matrix der zu druckenden Daten ausgewählt wird und für eine nachfolgende zweite Untermatrix-Druckoperation die gleiche Scheibe von Daten aus der gespeicherten Matrix der zu druckenden Daten ausgewählt wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit folgenden Einrichtungen:

a) mit einer Einrichtung (51) zum Speichern einer Matrix von zu druckenden Daten,

b) eine Einrichtung (52) zum Auswählen einer Scheibe von Daten aus der Einrichtung zum Speichern einer Matrix von zu druckenden Daten, wobei die Scheibe der Daten die Datenpunkte wiedergibt, die bei der gleichen Stelle über einem Aufzeichnungsträger zu drucken sind,

c) eine Einrichtung (53), um logisch die zu druckenden Daten Untermatritzen zuzuordnen, bzw. auf diese auf zuteilen unter Verwendung der Inhalte der Scheibe an Daten, um logisch die Zahl der Datenpunkte in der ausgewählten Scheibe der gleichzeitig zu druckenden Daten zu reduzieren, und

d) eine Einrichtung (54A, 54B) zum Drucken jeder Untermatrix von Daten im wesentlichen ausgerichtet mit jeder anderen Untermatrix der Daten, um dadurch die gesamte ausgewählte Scheibe von Daten wiederzugeben, wobei die genannte Einrichtung jede Untermatrix zu einen unterschiedlichen Zeitpunkt druckt, so daß eine Reduzierung in der Zahl der Datenpunkte erfolgt, die gleichzeitig an im wesentlichen jeder Druckstelle gedruckt werden.