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Anordnung zum Drucken von Daten mittels steuerbarer elektrischer Entladungen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur schnellen Ausgabe von Daten, z. B. beim Druckender Ergebnisse elektronischer Rechenanlagen, nach dem Serienprinzip mittels steuerbarer elektrischer Entladungen.
Bei den bekannten mechanisch bzw. elektromechanisch arbeitenden Datendruckvorrichtungen, z. B. bei Schnelldruckern, ist die Ausdruckgeschwindigkeit durch die verhältnismässig geringe Geschwindigkeit der Druckorgane (im Hinblick auf die zu bewegenden Massen) begrenzt. Die Anwendung des Serienprinzips führt hier zu Druckgeschwindigkeiten, die für die meisten Anwendungsfälle der Datenverarbeitung untragbar niedrig sind, z. B. bei der Schreibmaschine etwa maximal 15 Zeichen pro sec betragen. Zur Steigerung der Ausgangsgeschwindigkeit musste man zum Parallelbetrieb übergehen, wie er heute z. B. bei den bekannten Typenrad- und Kettenschnelldruckern üblich ist. Hiemit können etwa maximal 20 Zeilen bzw. 2400 Zeichen pro sec gedruckt werden.
Wesentlich höhere Druckgeschwindigkeiten werden erreicht, wenn man an Stelle der mechanischen Ausgabeorgane, z. B. der Typen oder Hämmer beim Drucker, elektrische Hilfsmittel einsetzt, wie z. B. bei den bereits vorgeschlagenen elektrographischen Druckern oder dem Drucken mittels Druckwellen. Der Druckvorgang spielt sich hier in weinigen use ab, er ist also etwa ein bis zwei Grössenordnungen schneller als beim mechanischen Drucker. Die damit theoretisch erreichbaren Druckgeschwindigkeiten können in den meisten Fällen nicht mehr ausgenutzt werden, schon allein im Hinblick auf den erforderlichen Papiertransport.
Die Erfindung bezieht sich demgemäss auf eine Anordnung zum schnellen Drucken von Daten, die es ermöglicht, auf Kosten der Geschwindigkeit mit einem aufwandsparenden Serienprinzip zu arbeiten, wo-
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elektrischen Druckens die Druckgeschwindigkeit immer noch um eine Grössenordnung höher als bei den mechanischen Druckern, wobei der Aufwand in der Ansteuerung etwa auf den zehnten Teil gesunken ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine sich kontinuierlich drehende Typenwalze mit aneinander liegenden Typenreihen und eine einer Typenreihe oder Spalte zugeordnete funkengezündete Druckkammeranordnung zur Steuerung des Papierandruckes an die Typenwalze vorgesehen ist und mit der Typenwalze ein mit ihr synchron laufender Funkenverteiler gekuppelt ist, der die Zündfunkenverteilung an der Druckkammeranordnung steuert, einen Zündfunkengenerator triggert und weitere Kommandos, z. B. für ein Zeichenregister, liefert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt : Fig. 1 eine schemaische Anordnung der Einrichtung ; Fig. 2 eine Abwicklung der Typenwalze ; Fig. 3 ein Schaltbild zur Erzeugung der Triggersignale für die Steuerfunktionen ; Fig. 4 ein schematisches Beispiel des Verteilers und Fig. 5 ein Impulsdiagramm.
Die Erfindung wird am Beispiel eines zehnstelligen Druckwerkes, das mittels einer beim Funkenüber-
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schlag entstehenden Druckwelle arbeitet, erläutert. Nach Fig. l sind bei der schematischen Anordnungeine Typenwalze T, eine Druckkammeranordnung F mit zehn Entladungskammern F1...F10 ein Zündund Triggerverteiler V, und ein Zündgenerator G vorgesehen.
Die Entladungskammern enthalten eine vorgespannte Funkenstrecke, die mittels der Zündelektro-
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jedoch der Übersichtlichkeit halber in die Zeichenebene verlegt worden. Die ebenfalls in Fig. 1 gezeigten zwei Stellen des Akkumulators A gehören bereits zum Rechenwerk einer Datenverarbeitungsanlage.
Die sich kontinuierlich drehende Typenwalze T enthält für jede der zu druckenden Stellen am Umfang einen Zeichensatz von aneinanderliegenden Typenreihen, z. B. aus den Ziffern 0-9. Die Anordnung beruht nun darauf, dass die Typenwalze pro Reihe gleicher Typen zeitlich nacheinander abgetastet wird. Die Fig. 2 zeigt die Abwicklung derTypenwalze und die Rasterung bei der Abtastung. Für jede vor dem Papier stehende Ziffer werden sämtliche zehn Druckstellen nacheinander durch den Verteiler V abgetastet. Wenn der Verteiler alle Stellen überstrichen hat, muss sich die Typenwalze um den Zeichenteilungswinkel 9'= 2 TT/10 (l) gedreht haben.
Wenn neben den zehn echten Stellen eine Leerstelle für die Umschaltung auf das nächste Zeichen vorgesehen wird, dann müssen infolge der gleichzeitigen Drehung der Typenwalze die sich entsprechenden Zeichen der einzelnen Stellen insgesamt um den Winkel p am Umfang versetzt sein : p = 2 ? r/ll (2) Jede der zehn Entladungskammern F...F enthält eine Entladungsstrecke mit einer Zündelektrode.
Die durch die Funkenentladung entstehende Druckwelle dient dazu, das Papier P gegen die Type der Typenwalze T zu drücken. Jede der Entladungskammern liegt an einem über einen Widerstand aufgeladenen Kondensator, dessen Spannung zum Zünden noch nicht ausreicht. Die Zündung erfolgt im gewünschen Augenblick durch einen Hochspannungsimpuls an der Zündelektrode, der vom getriggerten Zündgenerator G geliefert wird.
Der Verteiler V führt insgesamt vier Funktionen aus :
1. Verteilung des Zündgenerators an die einzelnen Druckstellen der Zeile (Kontaktserie d),
2. Gewinnung der Triggerimpulse für den Zündgenerator G und der Schiebeimpulse für den Akkumulator A des Rechenwerkes (c), 3. Lieferung eines Impulses für jedes neue Zeichen der Typenwalze an das Zeichenregister Zz (b),
4. Lieferung eines Impulses in der Anfangsstellung der Typenwalze T (a).
Alle diese Funktionen erfolgen durch Hochspannungsentladungen (Funken), so dass keine Schleifkontakte benötigt werden. Die Gewinnung der Triggerimpulse für die Funktionen 2 - 4 erfolgt auf die in
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Zum Drucken einer Zeile muss der Verteiler V die Stellen zehnmal, nämlich für jedes Zeichen auf der Typenwalze T einmal überstreichen, er müsste also zehnmal so schnell laufen wie die Typenwalze. Zur Vermeidung eines Getriebes erhält der Verteiler V vorteilhafterweise an Stelle eines Armes die zehn Arme Ao'" Ag und kann dann auf derselben Welle mit der Typenwalze sitzen (Fig. 4). Neben der Einsparung des Getriebes wird auf diese Weise das den Gleichlauf zwischen Typenwalze und Verteiler störende Getriebespiel vermieden.
DieFig. 4zeigtdasPrinzipdesVerteilers.UmdieSpeisungderrotierendenVerteilerarmeA6...A9 zu vermeiden, sind die Arme als Brücken zwischen den verschiedenen Verteilerkontakten d ; c : b und a und zugehörigen, feststehenden Speisesegmenten ...S ausgebildet. Auf diese Weise entstehen an
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über die Verteilerarme auf die Zündlamelle d. Da jeder Verteilerarm während des Passierens einer Reihe gleicher Typen an den Druckstellen nur ein Zehntel des Umfanges überstreicht, können die einzelnen Funktionen auf verschiedene Kreisausschnitte verteilt werden.
Auf diese Weise kommt man im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit drei Spuren im Verteiler aus, eine a für den Triggerimpuls für die Anfangsstellung der Typenwalze, eine (b) für die Zeichenimpulse undje eine c und d für die Triggerung und Erzeugung der Funken in den Funkenkammern F 1... F 10'
Die Triggerung der Anfangsstellung darf bei einer Umdrehung der Typenwalze nur einmal erfolgen ; dies wird erreicht, indem die der Ziffer Null entsprechende Verteilerbrücke Ao auf die innere Spur (a) verlängert wird. Die Ziffer Null selbst erhält jedoch keine Brücke für die mittlere Spur (b), da sie keinen Zeilenimpuls liefern darf. Die Fig. 5 zeigt schematisch die zeitliche Zuordnung des Verteilers und der Triggerimpulse :
Zunächst wird die Anfangsstellung durch den Anschlusskontakt a geliefert.
Der Kontakt b liefert die Impulse für die Zeichen 1-9 in das Zeichenregister Zz. Beim Erreichen der Kontakte c wer- den die Triggerimpulse für den Zündgenerator G (Fig. l) erzeugt, die gleichzeitig als Schiebeimpuls für den Akkumulator A des Rechenwerkes dienen können. Schliesslich liefern die Kontaktbrücken über Segment S. und Lamellen d die im Zündgenerator erzeugte Spannung an die Zündelektroden Z der zehn Entladungskammern F 1... F 10 (Fig. 1).
Die Wirkungsweise des Druckers ist im Prinzip folgende : Typenwalze T und Verteiler V laufen dauernd. Der Inhalt des Zeichenregisters Z wird laufend mit dem Inhalt der letzten Stelle des Akkumulators A auf Übereinstimmung im Gatter U ver- glichen. In der Ruhestellung steht jedoch die bistabile Kippstufe FF auf Stellung Null, wodurch die Gatter U und U2 gesperrt sind. Auf diese Weise gelangen weder die Zeichenimpulse in das Register Z noch kommt irgendeine Koinzidenz zwischen Zeichenregister und Akkumulator zur Wirkung. Soll ge- druckt werden, dann wird der Schalter S geschlossen. Der nächste Anfangsimpuls vom Kontakt a stellt dann das Zeichenregister Z auf Null und die Kippstufe FF in die Stellung"l", wodurch die Gatter U1 und U geöffnet werden.
Ferner wird der Vorschubmagnet M stromlos und dadurch dessen Anker durch die Kraft der Feder M'im Leerlauf nach oben gezogen. Wenn die erste im Akkumulator A befindliche Stelle Null ist, triggert die Vorderflanke des Impulses aus den Kontakten c
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ersten Stelle zündet. Die Rückflanke des c-Impulses schiebt die zweite Stelle der zu druckenden Zahl in die letzte Stelle des Akkumulators. Nur. wenn hier wieder eine Null steht, wird in der zweiten Stelle der Zeile gedruckt usw. Nach einmaligem Überstreichen des Segmentes S, sind alle Stellen, die eine Null
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hung der Typenwalze sind sämtliche Stellen ausgedruckt. Der nächste Anfangsimpuls von Kontakt a stellt das Register Z auf "0", der hiebei entstehende Übertrag setzt die Kippstufe FF auf "0" zurück, wodurch die beiden Gatter U. und U wieder gesperrt sind.
Ausserdem erregt der 0-Ausgang von FF den Vorschubmagneten M, der über die Klinke und Rasterscheibe R das Papier P um eine Zeile weiterschiebt. Für den Vorschub steht die Zeit einer Umdrehung des Typenrades zur Verfü- gung. Anschliessend stellt der nächste a-Impuls die Kippstufe FF wieder auf Stellung "1", der Druck der zweiten Zeile beginnt usw. Soll jeweils nur eine Zeile gedruckt werden, kann dies durch einen kur-
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Druckbefehlerfolgen. Das Drucksignalstellt das Ziffernregisterersten Stufe des Registers stellt die Kippstufe FF ein und der Druck einer Zeile läuft, wie beim Dauer- druck geschildert, ab.
Nach Abdruck sämtlicher Stellen stellt wieder der Übertragungsimpuls des Zei- chenregisters Zz die Kippstufe FF auf "0", das Papier wird um eine Zeile vorgeschoben und das Drucken bleibt bis zum nächsten Druckbefehl unterbunden.
Für das Überstreichen einer Druckstelle durch den Verteiler steht maximal die Zeit
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zur Verfügung, wenn die Isolation zwischen zwei Zündlamellen d gleich der Lamellenbreite gewählt wurde. Hiebei bedeutet : s... Zahl der zu druckenden Stellen, l... Zahl der Leerstellen (z. B. 2),
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n... Zahl der verschiedenen Zeichen, z... Druckgeschwindigkeit in Zeilen pro sec.
Für den Durchlauf einer Zeichenteilung über die Entladungskammern wird die Zeit
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benötigt. Die Zeit, die zum Drucken eines Zeichens zur Verfügung steht, muss daher die Bedingungen < ts
D < < tz (5) erfüllen. Die erste Bedingung bedeutet, dass die gewünschte Stellenlamelle d wirksam ist, die zweite Bedingung ist ein Mass für den Stand des abzudruckenden Zeichens in der Zeile. Diese Bedingung ist im allgemeinen die strengere. Lässt man eine Höhenschwankung in der Zeile von etwa : I : 5 % zu, so ist die zulässige Synchronisationsschwankung der Funkenstrecke
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muss die Typenwalze auf ihrem Umfang den Zeichensatz so oft enthalten wie Stellen in Serie gedruckt werden sollen.
Der Vorteil dieser vertikalen Abtastung liegt darin, dass das Papier kontinuierlich bewegt werden kann, wenn zwischen Vorschubrichtung und Achse der Typenwalze ein geeigneter, von 900 abweichender. Winkel eingestellt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Drucken von Daten mittels steuerbarer elektrischer Entladungen, z. B. beim Druk-
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einer Typenreihe (oder Spalte) zugeordnete funkengezündete Druckkammeranordnung zur Steuerung der Papierauflage auf die Typenwalze vorgesehen ist und mit der Typenwalze ein mit ihr synchron laufender Funkenverteiler gekuppelt ist, der die Zündfunkenverteilung an die Druckkammeranordnung steuert, einen Zündfunkengenerator triggert und weitere Kommandos, z. B. für ein Zeichenregister, liefert.