DD223675A1 - Steuereinheit fuer einen druckknopf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit fuer einen Druckkopf, der lineare Anordnungen steuerbarer Elemente, bei denen mehr steuerbare Elemente vorhanden sind als fuer die maximale Breite einer Druckzeile notwendig sind, enthaelt und denen eine Ansteuerschaltung vorgeschaltet ist. Es besteht die Aufgabe, eine gleichmaessige Benutzung der steuerbaren Elemente zu gewaehrleisten. Die Loesung besteht darin, dass die Steuereinheit einen Taktgeber zur Erzeugung eines Taktsignals in bestimmten Benutzungs- bzw. Zeitintervallen, einen Zaehler zur Anweisung der Richtung der Verschiebung der Daten der gesamten Druckzeile in der Ansteuerschaltung und eine Verschiebeeinrichtung zum Aendern der Zuordnung der steuerbaren Elemente zu den Positionen der Druckzeile enthaelt. Der Taktgeber ist mit dem Zaehler ueber eine Signalleitung und der Zaehler ist mit der Verschiebeeinrichtung ueber einen Steuerbus verbunden. Die Verschiebeeinrichtung steht ueber ein Bussystem mit der Ansteuerschaltung und ueber ein Bussystem mit einem Zeichengenerator in Verbindung. Figur

Description

Steuereinheit für einen Druckkopf

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die' Erfindung betrifft eine Steuereinheit für einen Druckkopf., der lineare Anordnungen steuerbarer Elemente, bei denen-mehr steuerbare 31eme:ate vorhanden sind als für. die maximale Breite einer Druckzeile notwendig sind, enthält und denen eine Ansteu— verschaltung, bestehend aus -Schieberegister und Treiber, vorgeschaltet ist. Anwendungsgebiete sind nichtmechanische Drucker, z.B. elektrofotografische Drucker, Thermodrucker, Tintenstrahldrucker, aber.auch Mikrofilmausgabegeräte u.a.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen'

3s ist ein Druckkopf (D3-Q3 3113 293, H 04 H - 1/032) bekannt, ' in dem-zur Informationsausgabe mit Druckern eine oder mehrere Anordnungen von steuerbaren Elementen, z.B. L3D, eingesetzt werden, die auf einem Informationsaufnahmeträger innerhalb eines - Schaltzyklus eine oder mehrere Zeilen von.Bildpunkten- entsprechend der auszugebenden Information quer zur Bewegungsrichtung des Informationsauf nähmet rage rs erzeugen. Der Inf ormat'ionsaufnahmeträger, kann beispielsweise eine einen Fotoleiter tragende' Trommel" .oder ein licht- oder wärmeemDfindliches Paeier sein. Die ' Bildpunkte können beispielsweise Ladungsverteilungen auf einem Fotoleiter oder Farbpunkte auf einem licht- oder wärmeempfindlichen Papier darstellen.

Bei der Ausgabe von alphanumerischer Information werden.die auszugebenden Symbole aus einzelnen Bildpunkten in einem Zeichenfeld zusammengesetzt. Graphikfähigkeit und Flexibilität bezüglich der auszugebenden Information werden durch ein lückenlos acuidistan- ,

tes Raster der Bildpunkte quer zur Bewegungsrichtung des Informationsaufnahmeträgers erreicht. Für eine hohe Druckqualität·/ müssen sich die Zeichenfelder aus vielen. Bildpunkten zusammensetzen, und die bildpunkterzeugenden steuerbaren Elemente müssen in ihren den Druckvorgang "betreffenden Eigenschaften sehr .gleichmäßig sein (z.3. Strahlstärke der Elemente bei elektrofotografischen Druckern, Temperatur bzw. Widerstandswert bei Thermodruckern, Elektrodenabstand bei elektrostatischen Druckern). Die Elemente der Anordnungen werden durch eine elektronische Ansteuerschaltung entsprechend der durch einen Zeichengenerator aufbereiteten Ausgabeinformation gesteuert. Eine solche Ansteuerschaltung (DE-OS 3031 29 5, 3 41 J - 3/21) besteht beispielsweise aus- einer Singangs-'/Ausgangssteuerstufe, die die elektrischen Einga.ngssigna.le, die die Zeieheninformation darstellen, einem · Schieberegister zuführen, Das Schieberegister speichert zeitweilig.die Information, und liefert nach Eingabe der Information für ;einen vollständigen Zeilenausdruck die Information für -eine vollständige Punkt zeile einer Treiberstufenschaltung," die die ,steuerbaren Elemente entsprechend der eingespeicherten Informa-' tion erregt ; ' ' . .

Weiterhin sind sin Verfahren und eine Vorrichtung (E? 0073124? ' -3 41 -J - 3/20) . zum Austauschen defekter Slamente in einem thermischen Drucker j ' der eine Anordnung von steuerbaren Heizelementen enthält und bei dem ein oder mehrere fest vorgegebene Spalten eines; jeden'Zeichenfaides für die Informationsausgabe nicht genutzt werden (ζ_;*3. Lücken zwischen Zeichen bei alphanumeric sehen Druckern oder zwischen Balken bei Strichcodeausgabe) bekannt , Dabei enthält die Anordnung mehr steuerbare Heiselemente,, als für das Ausdrucken der Information in der benötigten Zsilenlänga benötigt werden. Die re-stli.chen Heizelemente bleiben im -Tormalfall unbenutzt, Bei Defekt eines Heizelementes ermöglicht eine Schaltung, daß das defekte Heizelement durch ein intaktes Heizelement airier nicht benötigten Zaichan-fald

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schalters von Hand vorgenommen werden, oder eine elektronische Schaltung berechnet den Ersatz mit Hilfe der von einer Erkennung sschaltung bestimmten Position des defekten Heizelementes und den eingespeicherten Positionen der intakten Heizelemente der nicht benötigten Zeichenfeldspalten. Somit wird eine andere Zuordnung der auszudruckenden Daten in der Ansteuerschaltung, der Heizelementeanordnung erreicht.

Nachteilig ist, daß besonders bei der Ausgabe alphanumerischer Baten in einem äquidistanten Raster die steuerbaren Elemente der Anordnungen durch die Ansteuerschaltung mit unterschiedlicher Benutzungshäufigkeit angesteuert werden. Z.3. gibt der Drucker in der Schriftart IBM 3800 OC E-B aus. Diese Schriftart wird, als Sparschrift mit kleinerem Zeichenfeld von nur 18 Spalten .eingesetzt. Bei. Betrachtung der relativen BenutZungshäufigkeit der 18 Spaltenpositionen des Zeichenfeldes, gemittelt für die 26 Buchstaben entsprechend ihrer Häufigkeit in der deutschen Schriftsprache, wird ein unterschiedlicher Benutzungsgrad bezüglich der LSD erhalten. Am. häufigsten wird die 6. Spalte betrieben, nämlich 43 % der Zeit beim Ausdrucken'von Buchstaben, dagegen -werden die Spalten 1, 2, 17 und 18 für das Ausdrucken von Buchstaben gar nicht benötigt, sondern nur für die Ausgabe von Sonderzeichen oder von Graphiken, also so selten, dai3 ein wesentlicher unterschiedlicher Benutzungsgrad zu verzeichnen ist. Damit werden-die Zeichenfeldmitten viel stärker benötigt, als' die Zeichenfeldränder, also die Lücken zwischen den Zeichen. Dadurch'tritt eine unterschiedliche Alterung der steuerbaren Elemente auf, die die Druckqualität vermindert und die Lebensdauer :des Druckkopfes begrenzt, .

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, die Lebensdauer der steuerbaren Elemente zu erhöhen und die unterschiedliche -Ben.utzungshäufigkeit der steuerbaren Elemente zu vermeiden.

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Darlegung des Wesens der Erfindung ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinheit für einen Druckkopf anzugeben, die eine gleichmäßige Benutzung der steuerbaren Elemente gewährleistet. .

Erfindungsgemäß enthält die Steuereinheit für einen Druckkopf, der lineare Anordnungen ,steuerbarer Elemente aufweist, bei denen mehr steuerbare Elemente vorhanden sind als' für die maximale Breite der Druckzeile -notwendig sind -und denen eine Ansteuerschaltung, bestehend aus Schieberegister und Treiber, vorgeschaltet sind, einen Taktgeber zur Erzeugung eines Takt signals in bestimmten Benutzungs- bzw. Zeitintervallen, der einen Zähler, insbesondere mit einem Schreib-Lese-Speicher zur Speicherung des Zähler- . Inhalts in den Benutzungspausen benötigt j einen Zähler zur Anweisung der Richtung der Verschiebung der Daten der gesamten Druckzeile in der'Ansteuerschaltüng, der insbesondere mit einem Speieher zur Speicherung der Richtung und Verschiebeposition in den Benutzungspausen verbunden ist, und eine Verschiebeeinrichtung zum Ändern der Zuordnung der steuerbaren Elemente zu den Positionen der Druckzeile. Der Taktgeber ist mit dem Zähler zur An-· Weisung der. Richtung der Verschiebung der Daten der gesamten Druckzeile'in der Ansteuerschaltung über eine .Signalleitung und der-gleiche Zähler ist'mit der.Verschiebeeinrichtung über einen Steuerbus verbunden.- Die Verschiebeeinrichtung steht- über ein Bussystem mit der Ansteuerschaltung und über ein Bussystem mit einem ,Zeichengenerator in Verbindung. Die vom Taktgeber gelieferten 'Intervalle sind klein gegenüber der Alterungsgeschwindigke'it der Schaltelemente. - . _ ·,'

Im einfachsten Fall besteht der Taktgeber aus einem, langsamen Taktgenerator, der ±xi konstanten 'Zeitabständen Taktimpulse liefert. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Taktgeber einen Seitenzähier enthält und jeweils nach einer bestimmten .Zahl gedruckter Seiten (z.B. 100) einen Taktimpuls* lief ert.·. An Stelle des Seitansahlers kann der Taktgeber auch^:einen Zei-

lenzähler enthalten und jeweils nach einer bestimmten Zahl gedruckter Zeilen einen Taktimpuls liefern. Um zu verhindern,._ daß eine Verschiebung während eines Seitendrucks erfolgt, enthält ein solcher Taktgeber vorzugsweise auch einen Seitenwech- . selimpulsgeber, der nach erreichter Zeilenzahl erst zum Seitenwechsel den Taktimpuls auslöst. Ss ist auch möglich, daß der Taktgeber die Zeitintervalle, durch andere Größen, die die Be,-nutzungshäufigkeit der steuerbaren Elemente charakterisieren,. ableitet. Solche Größen können beispielsweise Scniebetaktimpulse für das Einschreiben der Daten in die Ansteuerschaltung der steuerbaren Elemente oder Impulse eines in der Druckeinrichtung vorhandenen Betriebsstundenzählers darstellen.

Der Zähler zur -Anweisung der Richtung der Verschiebung der Daten der gesamten Druckzeile in der Ansteuerschaltung liefert bei jedem Taktimpuls des Taktgebers eine -Reihe von Verschiebeimpulsen an die Einrichtung zur Verschiebung der Druckzeile auf dem Informationsaufnahmeträger. Der Zähler zählt die Verschiebeimpülse und liefert nach einer, bestimmten Anzahl von Verschiebungen einen Impuls zur Richtungsumkehr der Verschiebung an die Verschiebeeinrichtung. .

Insbesondere liefert der Zähler bei jedem Taktimpuls .des Taktgebers nur einen Verschiebeimpuls, so daß -die Druckzeilen Jeweils um eine Spalte verschoben werden. In diesem Fall kann die ?unktion des Zahlers auch vom Taktgeber mit übernommen werden. Der Zählumfang des Zählers ist insbesondere so groß, wie das Zeichenfeic um eine Spalte verminderte Spalten besitzt. Die Zahl der.Verschiebeimpulse und die maximale Breite der Verschiebung wird so''gewählt, daß jede3 steuerbare Element gleich häufig den verschiedenen Spalten dar Zeichenfelder zugeordnet wird. ' . "

Die Beeinflussung-des Druckbildes bleibt klein, wenn die Druckzeile jeweils nur um eine Spalte verschoben und die Verschiebung beim Seiten-' oder Papierwechsel ausgelöst wird.

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Palls die Verschiebeeinrichtung keine Verschiebeimpulse benötigt, sondern beispielsweise _;eine Adresse, die den Ort der Anfänge der Bildpunkt.zeilen auf.dem Informationsaufnahmeträger kennzeichnet, ist in der Steuereinheit zusätzlich ein Adressengenerator enthalten, der aus den Verschiebeimpulsen und Richtungsimpuls die benötigte Adresse erzeugt. ι . Die beschriebene Steuereinheit kann Bestandteil des Druckers, aber beispielsweise auch des Gerätes sein, an das der Drucker angeschlossen wird, ' ' . ' '

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Steuereinheit besteht darin, daß die steuerbaren Elemente gleichmäßig beansprucht werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung treten in den Anordnungen steuerbarer Elemente die gleichen Alterungserscheinungen also erst nach einer längeren Betriebsdauer des Druckkopfes auf./Wegen der gleichmäßigen Beanspruchung ändern die Elemente, ihre Eigenschaften auch in gleichem Maße. Die gleichmäßige Änderung der Eigen- schäften wird innerhalb gewisser Grenzen meistens durch generelle Haßnahmen ausgeglichen, wie z.B. durchdie Erhöhung des Fluß- stromes aller'- LSD bei einem elektrofotografischen LED-Drucker. Dadurch wird die Lebensdauer des'Druckkopfes weiter wesentlich erhöht ..· . - ... ·

Ein¹weiterer Vorteil'besteht darin, daß die- Eigenschaften aller steuerbaren Elemente und damit auch die Druckcualität über- den gesamten Benutzungszeitraum gleich bleiben. Die Stärke' der Alterung hängt in der Regel auch von der Stärke der. Belastung ab. Man-kann deshalb neben der Lebensdauer des Druckkopfes auch an-'dere Leistungspärame'ter .des Druckkopf es -verbessern, . .z.3, die Eruckgeschwindigkeit erhöhen. ·

Ausführungsbeispiele

' Die Erfindung wird anhand von',Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Steuereinheit 1 für

. einen' Bruckk.oof 2 zur zeilenoarallelen Datenausgabe.„'

Der Druckkopf 2 enthält vier lineare Anordnungen 3, 4, 5 und 6 mit «je 506 einzeln steuerbaren LED 7 in monolithischer Bauweise. Die 2024 LED 7 dienen zum elektrofotografischen Druck einer ~ A 4-Seite mit 80 Zeichen/Zeile bei einem Zeichenfeld mit je 25 Spalten. Die Bildpunkte auf der fotoleitenden Trommel, die nicht .Bestandteil des Druckkopfes 2 und nicht dargestellt ist, werden mit Hilfe von vier Gradientenfaseranordnungen 8, 9, 10 und 11 erzeugt. Die vier Anordnungen 3, 4, 5 und 6 der LED 7 werden durch eine Ansteuerschaltung 12 angesteuert, Eie Ansteuerschaltung 12 enthält ein 2024 bit umfassendes Schieberegister 13 zum seriellen Dateneinlesen, 2024 Zwischenspeicher 14 zur parallelen Übernahme der Daten aus"dem Schieberegister 13 nach dem vollständigen Einlesen der Daten für eine Druckzeile und 2024 Trei-"ber 15s äie die Daten der Zwischenspeicher 14 auf die LED 7 schalten. Die Verschiebeeinrichtung 16 dient zum Ändern der Zuordnung der einzelnen LSD 7 zu den Positionen der Druckzeile. Die 2000 Bildpunkte umfassende Druckzeile kann durch die Verschiebeeinrichtung 16 um maximal 24 Spalten auf der fotoleitenden Trommel verschoben werden. Dazu werden durch die .Verschiebeeinrichtung 16 an die vom Zeichengenerator 17 über das Bussystem 18 kommende 2000 bit lange Druckdaten einer Druckzeile davor und danach insgesamt 24 !Tüllen, die nicht zum Erzeugen von Bildpunkten auf der fotoleitenden Trommel führen, angehängt. Die Zahl der Hüllen vor bzw. nach der eigentlichen Druckinformation bestimmt die Lage der Druckdaten im Schieberegister 13 und damit der. Druckzeile auf der fotoleitenden Trommel. Die ergänzten Druckdaten gelangen über das Bussystem 19 in die Ansteuerschaltung 12. Der Druckkopf enthält -weitere-, nicht dargestellte Baugruppen, wie' beispielsweise die Takterzeugungseinheit und zugehörige Steuerleitungen und eine Einrichtung zum Regeln der Strahlungsleistung aller LED 7. Die Steuereinheit 1 für den Druckkopf- 2 empfängt von einem Sensor 20, der mit dem Papiertransport des Druckers gekoppelt ist, am Ende jeder gedruckten Seite einen Zählimpuls über die Impulsleitung 21, der im Zähler 22 des Taktgebers 23 gezählt wird. Der Taktgeber 23 enthält einen Schreib-Lese-Speicher 24, der während '· der Betriebspausen des Druckers den Zählerinhalt speichert und den Zähler 22 bei Be'triebsbesinn neu setzt. Bei jedem hundertsten

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Zählirapuls liefert der .Taktgeber 23 einen Taktimpuls über die Signalleitung 25 an den Zähler 2b zur Zählung der Taktimpulse. Der Zähler 26 ist ebenfalls mit einem Speicher 27 gekoppelt. Der Zählumfang' des Zählers 26 beträgt 24> so daß naGh 24 Taktimpulsen ein Impuls zur Richtungsumkehr an die Verschiebeeinrichtung 16 geliefert wird, der gemeinsam mit .dem Taktimpuls, der gleichzeitig als Verschiebetakt wirkt, über den Steuerbus 28 der Verschiebeeinrichtung 16 zugeführt w-ird. Die beschriebene Steuereinheit 1 des Druckkopfes 2 ist Bestandteil eines: Mikrorechners, der weitere Steuerfunktionen im Drucker ausführt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht der Taktgeber nur aus einer Taktaufbereitungsschaltung 'für die vom Sensor über die Impulsleitung 21 kommenden Seitenwechselimpulse, die -, direkt als Verschiebeimpulse im Zähler 26 gezählt werden und über den Steuerbus 28 der-Verschiebeeinrichtung 16 zugeführt .werden. Jetzt erfolgt bei jedem Seltenwechsel eine Verschiebung um. eine' Zeiehanf eldspalte,. Da -während einer- Betriebsphase des Druckers genügend-Verschiebeimpulse erzeugt werden, ist der . Schrelb-Lese-Speicher im Taktgeber .nicht notwendig. -

Durch die regelmäßige Verschiebung der Druckzeile in -der'gesamten 'Druckbreite' erfolgt eine gleichmäßige Benutzung der L3D^; 7 '..miu dem" Durchschnittswert von 46 ?o des Maximalwertes ohne Ver-Schiebung. · . . .

Dadurch treten folgende drei Vorteile auf: Srstens ist die Betriebsdauer der maximal beanspruchten LSD durc; die Verschiebung" nur noch knapp halb so groß.wie vorher. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer des Druckkopf es u.'i den Faktor 2. Zweitens'altern alle LSD sehr gleichmäßig. Das ermöglicht ein ,^Tachregeln der Strahlungsleistung aller LSD, wodurch sich die Lebensdauer des Druckkopfes um wesentlich mehr als den Faktor

\'erhöht.. .Drittens wird durch die Gleichmäßigkeit der Strahlungsleistung-aller LSD über' die gesamte Betriebsdauer eine gleichbleibend hohe Druckqualität gesichert,

Claims (2)

Erfindungsanspruch

1. Steuereinheit für einen Druckkopf, der lineare Anordnungen steuerbarer Elemente, bei denen mehr steuerbare Elemente vorhanden sind als für die maximale Breite einer Druckzeile notwendig sind, enthält und denen eine Ansteuerschaltung, bestehend mindestens aus Schieberegister und Treiber, vorgeschaltet sind, gekennzeichnet dadurch, daß sie einen Taktgeber (23) zur Erzeugung eines Taktsignals in bestimmten 3enut-zung.s-.bzw. Zeitintervallen, in dem ein Zähler (22) vorhanden ist, einen Zähler (26) zur Anweisung, der Richtung der Verschiebung der Daten der gesainten Druckzeile in der Ansteuerschaltung (12) und eine Verschiebeeinrichtung (16) zum Andern der Zuordnung der steuerbaren Elemente (7) zu den Positionen der Druckzeile enthält, daß der Taktgeber (23) mit dem Zähler (26) übereine Signalleitung (25) und der Zähler (26) mit der Verschiebeeinrichtung (16) über einen Steuerbus (28) verbunden sind und die Verschiebeeinrichtung (1S) über ein Bussystem (19) mit der Ansteuerschaltung (12) und über ein Bussystem (18) mit einem Zeichengenerator (17) in Verbindung steht.

2, Steuereinheit für einen Druckkopf nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Taktgeber (23) an den Zähler (22) ein Schreib-Lese-Speicher (24) zur Speicherung des Zählerinhalts . in den Benutzungspausen angeschlossen ist und/oder der Zähler (26) zur Anweisung der Richtung der Verschiebung der Daten der gesamten Druckzeile mit einem Speicher (27) zur' Speicherung der Eicht ung und Verschiebeposition- in den 3enut.sungspausen verbunden ist,. '

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