EP0055325B1 - Druckersteuerung mit Zeitgeberscheibe - Google Patents
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- EP0055325B1 EP0055325B1 EP81107090A EP81107090A EP0055325B1 EP 0055325 B1 EP0055325 B1 EP 0055325B1 EP 81107090 A EP81107090 A EP 81107090A EP 81107090 A EP81107090 A EP 81107090A EP 0055325 B1 EP0055325 B1 EP 0055325B1
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
- B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
-
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- B41J19/00—Character- or line-spacing mechanisms
- B41J19/18—Character-spacing or back-spacing mechanisms; Carriage return or release devices therefor
- B41J19/20—Positive-feed character-spacing mechanisms
- B41J19/202—Drive control means for carriage movement
Definitions
- the invention relates to a method and an arrangement for determining the firing times in line printers of the type referred to in the preamble of claim 1.
- the characters of a print line are formed from a matrix of selectively arranged dots, which are generated on the recording medium by selectively excited printing elements.
- These printing elements can be printing wires or electrodes (discoloration of the recording surface due to heat or removal of parts of a surface layer by electroerosion).
- the point in time when the printing elements are excited must be observed precisely in order to allow successive dots to follow one another exactly.
- the pressure elements are often operated in the forward and reverse directions; therefore the timing must work in both directions.
- corresponding output signal sequences from two transducers are logically combined in order to determine the direction of movement of the print head.
- the control signals for the printing elements are generated on every flank of a pulse in every pulse train.
- transducers are likewise arranged relative to one another in a track of alternating transparent and opaque cutouts in order to generate pulse sequences shifted by 90 ° so as to determine the direction of movement.
- the timing signals for the printing elements are only generated by the leading edge of the pulses of only one of the two pulse trains.
- the polarity of the impulses (timing signals) for the forward and return of the printhead, which cause the firing times, should remain the same and a simple construction and greater freedom from maintenance should be achieved.
- the print element is energized as the print head moves along the print line.
- phase A and B in FIG. 3 By combining both signal forms (phases A and B in FIG. 3) by means of an antivalence circuit, taking into account a direction signal for the forward and return, the timing signals on the leading and trailing edges of the signals are generated in only one of the signal forms (phase A or phase B) , so that the 90 ° phase shift remains important, but is no longer as critical as in previous systems.
- This advantage enables the support block for the transducers (scanning station) to be cast without the transducers having to be set independently of one another.
- the use of an antivalence circuit exclusive OR circuit is less expensive than that of a previously required flip-flop circuit. In microprocessor-controlled printing systems, it is advantageous if no more time has to be used to determine the polarity of the timing signals when changing direction (forward or reverse).
- FIG. 1 shows a matrix printer with a print head 10 which moves along a print line on the guide rods 11 and 12, which are fastened between the frame parts 13 and 14.
- the print head is moved by a cable.
- a switchable servo motor 15 drives a roller 16, around which the cable 17 is wound, which runs on the opposite end plate via a spring-mounted roller 18.
- a record carrier, e.g. B. metallized paper 19 is gripped by a pressure roller 20 and a transport roller, not shown, and transported upwards in the direction of the arrow via a paper roller 21.
- the transport roller is actuated by a stepper motor 22 attached to the side part of the frame 13, which drives the belt 23, which in turn acts on the feed roller 24 to advance the paper line by line.
- Each phototransistor is assigned to a light source. It provides an output signal that changes with the brightness of the transmitted light, which the sensing element senses during the rotation of the disk.
- the two pairs of light source / scanning element have the same radial distance from the disk axis; they are arranged on the concentric track of the regions to be scanned at such a distance that they deliver signal sequences which are phase-shifted by 90 °.
- These signal sequences are processed into timing signals which are transmitted to the print head 10 to excite the printing elements via a flexible cable. If both edges of the pulses in both signal sequences (phase A and B in FIG. 3) are used for time control, the exact mutual adjustment of the scanning elements becomes extremely important in order to ensure a uniform pulse spacing.
- the printing elements are often arranged in a column that runs perpendicular to the direction of movement of the print head.
- the pressure elements can optionally be excited to make a corresponding marking.
- timing pulses are generated for each column position reached by the print head during its travel. Because printhead 10 and timer disk 30 move synchronously, the markings on the timer disk can indicate any column position if the transparent and opaque areas in the disk are sized accordingly.
- FIG. 2 shows a block diagram for processing the output signal sequences from the scanning elements (converters) 37 and 38 to the time control signals.
- the output signals from converter 37 are labeled phase A and those from transformer 38 are labeled phase B.
- the output signals are fed via appropriate amplifiers to an antivalence circuit 41 and a detector circuit 42 for determining the direction of rotation of the timer disk.
- the output signal sequences of the amplifiers 40 are shown in Figures 3a and 3b for the corresponding phases.
- the output signal of the antivalence circuit 41 is applied directly to the AND gate 43 and via the inverter 44 to the AND gate 45.
- the conditioning pulses for each of the AND gates 43 and 45 are the direction signals from the direction detector 42 for forward and backward movement, so that only one of the two AND gates can be activated at a time to pass the direct or the inverted pulses from the antivalence circuit 41 .
- Forward and backward signals are determined by a logic circuit that detects the sequence of signal level combinations for phases A and B in FIG. 3 and determines the direction in which the print head moves. Such direction detector circuits are generally known.
- the output signal from the antivalence circuit 41 is shown in Figure 3c, from which it can be seen that a positive pulse occurs on each edge of the phase A signals.
- the antivalence circuit only delivers a signal if either signals of phases A or B are present alone (exclusive OR function).
- the active AND gate 43 or 45 supplies an output signal to the OR gate 46.
- the output signal from the OR gate 46 is supplied as a trigger signal to an adjustable monostable toggle shuttering 47, which in turn sends a control pulse to the various pressure elements.
- Driver circuits 48 provides.
- the waveform in FIGS. 3d and 3e shows the pulses for the driver circuit during the forward and backward movement of the print head.
- the monostable multivibrator 47 can be set to control the duration of the excitation pulse for the individual printing element and thus the strength of the printed mark on the paper.
- the data to be printed are passed to the buffer memory 51 via a control adapter circuit 50.
- a control circuit 52 individually directs the characters along with a direction signal to a character generator 53 which then provides the column data to control the appropriate driver for each print element in the printhead.
- the timing signals for controlling the drivers 48 are generated on each edge of the phase A pulses, and that the timing of the phase B pulses is not critical since it is only for this purpose serve to recognize both edges of the phase A pulses.
- the transducers on the housing block 33 do not have to be set separately separately; their positions can be maintained within an acceptable tolerance by potting.
- the resulting timing pulses also have the same polarity and can be either positive or negative; in any case, they maintain the same polarity for each direction. This means that in many cases a microprocessor does not need for every direction to be set differently to recognize the right signals.
- the converter for phase A should be adjusted to operate at approximately 50% of the duty cycle in order to maintain the timing signals equally spaced.
Landscapes
- Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Feuerzeitpunkte bei Zeilendruckern der im Oberbegriff des Anspruches 1 bezeichneten Art.
- In Matrixdruckern werden die Zeichen einer Druckzeile aus einer Matrix selektiv angeordneter Punkte gebildet, die auf dem Aufzeichnungsträger durch selektiv erregte Druckelemente erzeugt werden. Diese Druckelemente können Druckdrähte oder auch Elektroden sein (Verfärbung der Aufzeichnungsfläche durch Wärme oder Entfernung von Teilen einer Oberflächenschicht durch Elektroerosion). Zur Erzielung einer guten Druckqualität muß der Zeitpunkt der Erregung der Druckelemente genau eingehalten werden, um aufeinanderfolgende Punkte genau aufeinanderfolgen zu lassen. Außerdem werden die Druckelemente häufig in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betätigt ; daher muß die Zeitsteuerung in beiden Bewegungsrichtungen funktionieren.
- Zur Anzeige der Bewegungsrichtung des Druckkopfes und der Ableitung der Zeitsteuerimpulse für die Druckelemente dient ein Signalfolgenpaar mit um 90° gegeneinander verschobenen Signalfolgen. Beispiele für die Erzeugung von Richtungssignalen und Zeitsteuersignalen finden sich in den US Patentschriften 4 225 251 und 4 195 938.
- Im erstgenannten Patent werden entsprechende Ausgangssignalfolgen von zwei Wandlern logisch kombiniert, um die Bewegungsrichtung des Druckkopfes zu bestimmen. Die Steuersignale für die Druckelemente werden an jeder Flanke eines Impulses in jeder Impulsfolge erzeugt.
- Nach dem zweiten Patent sind gleichermaßen Wandler relativ zueinander in einer Spur von wechselnden transparenten und undurchsichtigen Ausschnitten angeordnet zur Erzeugung von um 90° verschobenen lmpulsfolgen, um so die Bewegungsrichtung zu bestimmen. Die Zeitsteuersignale für die Druckelemente werden jedoch nur von der Vorderflanke der Impulse nur eines der beiden Impulszüge erzeugt.
- Bekannte Druckersteuerungen der oben beschriebenen Art weisen den Nachteil auf, daß sie eine sehr exakte 90° Phasenverschiebung der Impulsfolgen erfordern, und daß für die Anpassung an hohe Druckgeschwindigkeiten dynamische Einstellschaltungen erforderlich sind.
- Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung für eine Druckersteuerung mit Zeitgeberscheibe vorzusehen, welche mit diesen Nachteilen nicht behaftet ist. Außerdem soll die Polarität der die Feuerzeitpunkte bedingenden Impulse (Zeitsteuersignale) für Vor- und Rücklauf des Druckkopfes die gleiche bleiben und eine einfache Konstruktion sowie eine größere Wartungsfreiheit erreicht werden.
- Diese Aufgabe der Erfindung wird in vorteilhafter Weise durch die im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen Maßnahmen gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind dem Unteranspruch zu entnehmen.
- Mit den Zeitsteuersignalen werden die Druckelement erregt, während sich der Druckkopf entlang der Druckzeile bewegt.
- Durch Zusammenfassen beider Signalforgen (Phase A und B in Fig. 3) mittels einer Antivalenzschaltung unter Berücksichtigung eines Richtungssignales für den Vor- und Rücklauf werden die Zeitsteuersignale an der Vorder- und Hinterflanke der Signale nur einer der Signalforgen (Phase A oder Phase B) erzeugt, so daß die 90° Phasenverschiebung zwar wichtig bieibt, jedoch nicht mehr so kritisch ist wie bei früheren Systemen. Durch diesen Vorteil kann der Trägerblock für die Wandler (Abtaststation) gegossen werden, ohne daß die Wandler unabhängig voneinander eingestellt werden müssen. Die Verwendung einer Antivalenzschaltung (Exclusiv-ODER-Schaltung) ist weniger kostspielig als die einer bisher erforderlichen Flip-Flop-Schaltung. In mikroprozessorgesteuerten Drucksystemen ist es vorteilhaft, wenn keine Zeit mehr aufgewendet werden muß, um die Polarität der Zeitsteuersignale beim Richtungswechsel (Vor- oder Rücklauf) zu ermitteln.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
- Es zeigen :
- Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Matrixdruckers mit einem erfindungsgemäß hergestellten optischen Impulsgeber,
- Figur 2 ein Blockschaltbild zur Erzeugung der Zeitsteuersignale und
- Figur 3 Impulsdiagramme für die in Fig. 2 gezeigte Schaltung.
- In Fig. 1 ist ein Matrixdrucker mit einem Druckkopf 10 gezeigt, der sich entlang einer Druckzeile auf den Führungsstangen 11 und 12 bewegt, die zwischen den Rahmenteilen 13 und 14 befestigt sind. Der Druckkopf wird durch einen Seilzug bewegt. Ein umschaltbarer Servomotor 15 treibt eine Rolle 16 an, um die das Seil 17 gewunden ist, welches an der gegenüberliegenden Endplatte über eine federnd gelagerte Rolle 18 verläuft. Ein Aufzeichnungsträger, z. B. metallisiertes Papier 19, wird von einer Andruckwalze 20 und einer nicht dargestellten Transportwalze ergriffen und in Richtung des Pfeiles über eine Papierwalze 21 nach oben transportiert. Die Transportwalze wird von einem am Seitenteil des Rahmens 13 befestigten Schrittmotor 22 betätigt, der den Riemen 23 treibt, welcher wiederum auf die Vorschubwalze 24 einwirkt, um das Papier zeilenweise vorzuschieben.
- Die Position des Druckkopfes 10 entlang der Druckzeile und seine Bewegungsrichtung werden von einer Zeitgeberscheibe 30 abgeleitet, die an ihrem Umfang eine Spur abwechselnd durchsichtiger und undurchsichtiger Bereiche 31, 32 trägt. Die Scheibe sitzt auf der Welle des Motors 15 und dreht sich somit synchron mit der Bewegung des Druckkopfes 10. Ein gegossener Gehäuseblock 33 enthält ein Paar Lichtquellen 35, 36 (z. B. lichtemittierende Dioden) auf einer Seite der Scheibe 30 und ein Paar Abtastelemente (Wandler) 37, 38 (z. B. Phototransistoren) auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe.
- Jeder Phototransistor ist einer Lichtquelle zugeordnet. Er liefert ein Ausgangssignal, das sich mit der Helligkeit des übertragenen Lichtes ändert, welches das Abtastelement während der Scheibendrehung abfühlt. Die beiden Paare Lichtquelle/Abtastelement (Wandler) haben von der Scheibenachse denselben radialen Abstand ; sie sind auf der konzentrischen Spur der abzutastenden Bereiche in einem solchen Abstand angeordnet, daß sie um 90° phasenverschobene Signalfolgen liefern. Diese Signalfolgen werden zu Zeitsteuersignalen verarbeitet, welche an den Druckkopf 10 zur Erregung der Druckelemente über ein flexibles Kabel übertragen werden. Wenn beide Flanken der Impulse in beiden Signalfolgen (Phase A und B in Fig. 3) zur Zeitsteuerung benutzt werden, wird die exakte gegenseitige Justierung der Abtastelemente äu- ßerst wichtig, um einen gleichmäßigen Impulsabstand zu gewährleisten. Nur auf diese Weise können die Ausgangssteuerimpulse ebenfalls einen gleichmäßigen Abstand haben. Die Justage der Abtastelemente, ihre Lage und ihr gegenseitiger Abstand ist daher kritisch und sehr schwierig vorzunehmen ; sie kann sich außerdem später bei Benutzung der Maschine ändern. Mit zunehmender Geschwindigkeit sind Schaltungen erforderlich, um eine dynamische Flankentoleranzeinstellung vorzunehmen, deren Kosten zu denen der Zeitgeberschaltung hinzukommen.
- In einem Matrixdrucker sind die Druckelemente häufig in einer Spalte angeordnet, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Druckkopfes verläuft. Die Druckelemente sind wahlweise erregbar, um eine entsprechende Markierung vorzunehmen. Um sicherzustellen, daß die Druckelemente zur richtigen Zeit erregt werden, werden Zeitsteuerimpulse für jede vom Druckkopf während seines Laufes erreichte Spaltenposition erzeugt. Da sich der Druckkopf 10 und die Zeitgeberscheibe 30 synchron bewegen, können die Markierungen auf der Zeitgeberscheibe jede Spaltenposition angeben, wenn die durchsichtigen und undurchsichtigen Bereiche in der Scheibe eine entsprechende Größe haben.
- In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild zur Verarbeitung der Ausgangssignalfolgen von den Abtastelementen (Wandlern) 37 und 38 zu den Zeitsteuersignalen gezeigt. Die Ausgangssignale vom Wandler 37 sind mit Phase A und diejenigen vom Übertrager 38 mit Phase B bezeichnet. Die Ausgangssignale werden über entsprechende Verstärker auf eine Antivalenzschaltung 41 und eine Detektorschaltung 42 zur Bestimmung der Drehrichtung der Zeitgeberscheibe geführt. Die Ausgangssignalfolgen der Verstärker 40 sind in den Abbildungen Fig. 3a und 3b für die entsprechenden Phasen gezeigt. Das Ausgangs- signal der Antivalenzschaltung 41 wird direkt an das UND-Glied 43 und über den Inverter 44 an das UND-Glied 45 angelegt. Die Konditionierimpulse für jedes der UND-Glieder 43 und 45 sind die Richtungssignale vom Richtungsdetektor 42 für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, so daß nur jeweils eines der beiden UND-Glieder aktiviert werden kann, um die direkten oder die invertierten Impulse von der Antivalenzschaltung 41 weiterzuleiten. Vorwärts- und Rückwärtssignale werden durch eine Logikschaltung bestimmt, die die Folge der Signalpegelkombinationen für die Phasen A und B in Fig. 3 erkennt und daraus bestimmt, in welcher Richtung sich der Druckkopf bewegt. Solche Richtungsdetektorschaltungen sind allgemein bekannt. Das Ausgangssignal von der Antivalenzschaltung 41 ist in Abbildung Fig. 3c dargestellt, aus der zu ersehen ist, daß ein positiv verlaufender Impuls an jeder Flanke der Signale der Phase A auftritt. Die Antivalenzschaltung liefert nur dann ein Signal, wenn entweder Signale der Phasen A oder B alleine anstehen (Exklusiv-ODER-Funktion). Zur Erzeugung des Zeitsteuersignales liefert das aktive UND-Glied 43 bzw. 45 ein Ausgangssignal an das ODER-Glied 46. Das Ausgangssignal vom ODER-Glied 46 wird als Triggersignal an eine einstellbare monostabile Kippschalung 47 geliefert, die wiederum einen Steuerimpuls an die verschiedenen Druckelemente-Treiberschaltungen 48 liefert. Der Signalverlauf in Fig. 3d und 3e zeigt die Impulse für die Treiberschaltung während der Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung des Druckkopfes. Die monostabile Kippschaltung 47 kann so eingestellt werden, daß die Dauer des Erregungsimpulses für das einzelne Druckelement und damit die Stärke der gedruckten Markierung auf dem Papier gesteuert wird.
- Die zu druckenden Daten werden über eine Steueradapterschaltung 50 an den Pufferspeicher 51 geleitet. Eine Steuerschaltung 52 leitet die Zeichen einzeln zusammen mit einem Richtungssignal an einen Zeichengenerator 53, der dann die Spaltendaten zur Steuerung des entsprechenden Treibers für jedes Druckelement im Druckkopf liefert.
- Aus der obigen Beschreibung und der Fig. 3 geht hervor, daß die Zeitsteuersignale zum Steuern der Treiber 48 an jeder Flanke der Impulse der Phase A erzeugt werden, und daß das zeitlich genaue Auftreten der Impulse der Phase B nicht kritisch ist, da diese nur dazu dienen, beide Flanken der Impulse der Phase A zu erkennen. Infolgedessen braucht man am Gehäuseblock 33 die Wandler nicht separat genau einzustellen ; ihre Positionen können innerhalb einer akzeptablen Toleranz durch Vergießen eingehalten werden. Die resultierenden Zeitsteuerimpulse haben außerdem die gleiche Polarität und können entweder positiv oder negativ verlaufen ; sie behalten jedenfalls für jede Richtung dieselbe Polarität bei. Dadurch braucht in vielen Fällen ein Mikroprozessor nicht für jede Richtung anders eingestellt zu werden, um die richtigen Signale zu erkennen. In der beschriebenen Schaltung sollte der Wandler für die Phase A so justiert werden, daß er bei ungefähr 50 % des Arbeitszyklus arbeitet, um die Zeitsteuersignale in gleichmäßigem Abstand zu erhalten.
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