DE19742147C2

DE19742147C2 - Verfahren zum Einstellen und Einhalten des Abstandes zwischen einer Druckoberfläche und einem Druckkopf und Druckvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19742147C2
Application number: DE19742147A
Authority: DE
Inventors: Udo Petermann
Original assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Current assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: EP0919391B1; EP0919391A1; DE59802520D1; DE19742147A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen und Einhalten des Abstandes zwischen der zu bedruckenden Oberfläche eines Druckträgers, der an einem Druckwiderla ger anliegt, und einem parallel zu diesem bewegbaren Druckkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In EDV-Druckern und insbesondere Belegdruckern, die Pa piere unterschiedlicher Dicke wie z. B. Einfachbelege, mehrlagige durchschreibende Belege oder Sparbücher verar beiten müssen, wird als Druckprinzip häufig das berühren de DOT-Matrix-Druckverfahren eingesetzt. Um ein für alle Druckträger gleichbleibend gutes Schriftbild gewährlei sten zu können, muß der Abstand zwischen der Druckträger oberfläche und dem Druckkopf konstant gehalten werden. Dieses wird z. B. dadurch erreicht, daß am Druckkopf oder an dem ihn haltenden Träger eine Taltrolle angebracht ist, die mit einer bestimmten Kraft gegen den Druckträger gedrückt wird. Positioniert man den Druckkopf in einer festen räumlichen Relation zur Tastrolle, so ist damit auch der Abstand des Druckkopfes zur Druckträgerober fläche fixiert.

Trifft während der Verfahrbewegung des Druckkopfes ent lang dem Druckwiderlager die Tastrolle auf eine Störkante (Papierrand, Falzbereich von Sparbüchern und derglei chen), führt dies kurzzeitig zu einer von der Höhe der Störkante und von der Verfahrgeschwindigkeit abhängigen Vergrößerung des Abstandes des Druckkopfes von der Druck trägeroberfläche. Da der Träger mit dem Druckkopf, der Tastrolle und der Andruckfeder ein schwingfähiges System bilden, werden durch das Überfahren von Störkanten in diesem System Schwingungen angeregt, die sich im Druck bild sichtbar wiederfinden.

In der US 5 172 987 und der JP 08-25750 A1 sind deshalb bereits Druckvorrichtungen vorgeschlagen worden, deren Druckkopf mit einem zur Anlage an dem Druckwiderlager oder der Druckträgeroberfläche bestimmten Tastelement verbunden ist, bei denen während eines Leerdurchganges des Druckkopfes parallel zum Druckwiderlager über den eingelegten Druckträger hinweg Änderungen des Abstandes der Druckträgeroberfläche von dem Druckwiderlager nach ihrer Lage innerhalb des Stellweges des Druckkopfes und nach ihrer Größe bestimmt werden. Während eines folgenden Druckdurchganges von der Abstand zwischen dem Druckkopf und der Druckträgeroberfläche dem entsprechend geregelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem sich unab hängig von der Art des Druckträgers bei, hoher Drucklei stung ein störungsfreies Druckbild ergibt; ferner soll eine Druckvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stellgeschwindigkeit des Druckkopfes für einen Druck durchgang in Abhängigkeit von Lage und Größe oder auch zusätzlich des Gradienten der ermittelten Abstands änderungen gesteuert wird, derart, daß bei im wesentli chen störungsfreiem Druckbild eine maximale Stell geschwindigkeit erreicht wird; die dabei zur Anwendung kommende Druckvorrichtung ist im Patentanspruch 5 angegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also Störkan ten erfaßt. Durch Absenken der Geschwindigkeit in diesem Bereich kann erreicht werden, daß der Druckkopf nicht durch das Anstoßen an der Störkante vom Druckwiderlager weggeschleudert wird, sondern in Kontakt mit der Druck trägeroberfläche bleibt. Zwischen den Störkanten kann der Druckkopf aber mit voller Geschwindigkeit bewegt werden, so daß sich auch bei einem guten Druckbild eine hohe Druckleistung ergibt. Gleichzeitig kann die Kraft, mit der der Druckkopf gegen das Widerlager gedrückt wird, verringert werden, so daß die Tastrolle keine Spuren auf dem Druckträger hinterläßt. Die Druckeinrichtung muß nicht von Hand auf die unterschiedlichen Druckträger ein gestellt werden. Verändert sich die Position einer Stör kante über die Papierlänge hinweg, kann dies ebenfalls erfaßt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die infolge einer erfaßten Abstandsänderung erforderliche Änderung der aktuellen Druckkopfgeschwindigkeit an Hand eines vorgegebenen funktionellen Zusammenhangs zwischen der Größe und eventuell dem Gradienten einer Abstandsän derung einerseits und der Druckkopfgeschwindigkeit ande rerseits ermittelt. Das nach dem Leerdurchgang ermittelte Geschwindigkeitsprofil des Druckkopfes über dem Stellweg kann abgespeichert werden, so daß es für jede zu drucken de Zeile zur Verfügung steht.

Vorzugsweise wird der Abstand der Druckträgeroberfläche vom Druckwiderlager durch eine berührungsfrei arbeitende Sensoranordnung ermittelt. Die Abstandserfassung kann da bei durch kapazitive, induktive, optische oder magneti sche Sensoren erfolgen.

Zur Ermittlung der optimalen Druckkopfgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Lage und Größe von Störkanten und daraus resultierenden Abstandsänderungen ist eine Steuervorrich tung mit einer Recheneinrichtung vorgesehen, die unter Berücksichtigung eines vorgegebenen funktionellen Zusam menhangs zwischen der Größe und eventuell dem Gradienten einer Abstandsänderung einerseits und der Druckkopfge schwindigkeit andererseits und in Abhängigkeit der Größe und Lage von Abstandsänderungen entlang dem Stellweg des Druckkopfes ein Geschwindigkeitsprofil für die Druckkopf bewegung ermittelt. Vorzugsweise ist der vorgegebene funktionelle Zusammenhang zwischen der Abstandsänderung und der Druckkopfgeschwindigkeit in einem Speicher der Steuervorrichtung gespeichert. Der Ort des Druckkopfes ist zu jedem Zeitpunkt bekannt.

Die Sensorcharakteristik kann von Sensor zu Sensor und darüber hinaus während der Lebenszeit des Sensors sich ändern. Um die Sensoranordnung bei Bedarf eichen zu kön nen, ist erfindungsgemäß außerhalb des zur Artlage des Druckträgers bestimmten Bereiches an dem Druckwiderlager im Tastweg des Tastelementes mindestens eine Eichschwelle zum Eichen der Sensoranordnung vorgesehen. Die Eich schwelle bewirkt eine definierte Abstandsänderung, die mit dem Meßergebnis der Sensoranordnung verglichen werden kann, so daß auf diese Weise die Sensoranordnung geeicht werden kann. Bei einer linearen Sensorkennlinie genügt eine einzige Eichschwelle. Bei einem nichtlinearen Ver lauf müssen mehrere Eichschwellen vorhanden sein.

Weiterbildungen der Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungs gemäßen Druckvorrichtung parallel zur Bewe gungsrichtung des Druckkopfes entlang dem Druckwiderlager,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der in Fig. 1 darge stellten Druckvorrichtung in Richtung des Pfei les A in Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 erkennt man ein allgemein mit 10 bezeichnetes Druckwiderlager mit einer Anlagefläche 12 für einen Druckträger 14, der in Fig. 2 als Sparbuch dargestellt ist.

Ein Tragarm 16, der um eine Achse 18 schwenkbar gelagert ist, trägt eine Führungsstange 20, an der ein Druckkopf träger 22 in Fig. 1 senkrecht zur Darstellungsebene und in Fig. 2 in Richtung des Doppelpfeiles B verschiebbar gelagert ist. An dem Druckkopfträger 22 ist ein Nadel druckkopf 24 gehalten. Ferner ist an dem Druckkopfträger 22 eine Tastrolle 26 um eine Achse 28 drehbar gelagert. Die Tastrolle ist zur Anlage an der Auflagefläche 12 des Druckwiderlagers 10 bzw. der Oberfläche des Druckträgers 14 bestimmt, um das Mundstück 30 des Druckkopfes 40 in dem für den Druck optimalen Abstand von der Druckträger oberfläche 14 zu halten. Die Tastrolle 26 wird durch eine am Haltearm 16 angreifende Feder 32 gegen die Auflageflä che 12 des Druckwiderlagers 10 gespannt. Selbstver ständlich könnte auch die Führungsstange 20 stationär an geordnet sein und das Druckwiderlager 10 in Richtung auf die Tastrolle 26 vorgespannt sein.

In den Fig. 1 und 2 liegt die Tastrolle 26 unmittelbar an der Auflagefläche 12 des Druckwiderlagers 10 an. In dieser Stellung ist der Abstand zwischen dem Druckkopf träger 22, bzw. dem mit ihm starr verbundenen Druckkopf 24 und der Auflagefläche 12 des Druckwiderlagers 10 mini mal. Dieser Abstand sei beispielsweise durch den Abstand a zwischen den in der Fig. 1 dargestellten Ebenen X und Y bezeichnet.

Wird der Druckkopf 24 mit Hilfe seines in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten Antriebes 34 in Fig. 2 nach links bewegt, so fährt die Tastrolle 26 über die Kante 36 des Druckträgers, d. h. des Sparbuches 14 auf die zu be druckende Seite hinauf. Der Druckkopfträger 22 und der Druckkopf 24 werden entsprechend angehoben, so daß sich der Abstand a vergrößert. Geschieht dies mit hoher Ge schwindigkeit, so springt der Druckkopf 24 über die Kante 36, d. h. er entfernt sich weiter von dem Druckwiderlager 10 als unbedingt erforderlich ist. Da der Druckkopfträger 22 mittels der Feder 32 in Richtung auf das Druckwiderla ger 10 vorgespannt ist, schwingt das System noch einige Male hin und her, bis der Druckkopf 30 wieder den optima len Abstand von der zu bedruckenden Oberfläche des Druck trägers 14 hat. Diese Schwingungen könnten bis zu einem gewissen Grade durch eine Verstärkung der Feder 32 ver mieden werden, was jedoch andere Nachteile hat. Dasselbe Problem tritt auch an dem Falz 38 des Sparbuches 14 auf.

Erfindungsgemäß wird nun die Abstandsänderung mit Hilfe eines an dem Druckkopfträger 22 angeordneten Sensors 40 erfaßt. Der von dem Sensor 40 ermittelte Abstand wird ei ner Steuereinrichtung 42 zugeführt, die einen Rechner 44 hat. Bei einer bekannten Sensorkennlinie kann aus dem Ausgangssignal des Sensors 40 die Höhe der Störkante 36 bestimmt werden. Die Position des Druckkopfes 24 entlang seinem Stellweg ist stets bekannt. Damit kann die Lage der Störkante 36 erfaßt werden.

Die Recheneinrichtung 44 berechnet abhängig von der Stör kantenhöhe und evtl. des Anstieges der Störkante 36, d. h. des Gradienten die maximale Verfahrgeschwindigkeit, für die noch keine Beeinträchtigung des Schriftbildes zu er kennen ist. Dieser funktionale Zusammenhang zwischen der Störkantenhöhe und ihres Gradienten einerseits und der maximal möglichen Verfahrgeschwindigkeit kann theoretisch und/oder experimentell ermittelt werden und in einem Speicher 46 der Steuervorrichtung 42 gespeichert werden.

Wird ein Druckträger 14 in den Drucker eingelegt, fährt der Druckkopfträger 22 einmal ohne Druck, d. h. in einem Leerdurchgang in voller Breite über das eingelegte Doku ment, um die Störkanten bezüglich ihrer Höhe und Position zu ermitteln. Unter Bezugnahme auf den abgespeicherten funktionalen Zusammenhang zwischen Störkantenhöhe und ma ximaler Verfahrgeschwindigkeit wird ein Geschwindigkeits profil für die jeweiligen Druckzeilen ermittelt. Im an schließenden Druckvorgang wird dann der Druckkopfantrieb 34 von der Steuervorrichtung 42 entsprechend diesem Ge schwindigkeitsprofil gesteuert.

Während der Bedruckung eines Dokumentes kann dann dyna misch überprüft werden, ob sich die Störkantenparameter (Höhe und Position) geändert haben. Gegebenenfalls kann das Geschwindigkeitsprofil nachgeführt werden.

Zur Erstinitialisierung und zum Abgleich des Systems im laufenden Betrieb, d. h. zur Eichung des Sensors 40 ist in einem nicht bedruckbaren Bereich des Druckwiderlagers, d. h. in Fig. 2 am rechten Rand desselben eine Eich schwelle 48 angeordnet. Diese bildet eine definierte Er höhung, über welche die Tastrolle 26 laufen kann. Dadurch wird der Druckkopfträger 22 um einen definierten Abstand angehoben, so daß das Sensorsignal mit dieser definierten Abstandsänderung verglichen werden kann, um den Sensor gegebenenfalls nachzueichen. Die Anzahl solcher Eich schwellen 48 ist abhängig von der geforderten Genauigkeit und der mathematischen Funktion, mit der die Sensorkenn linie beschrieben werden kann. Bei einer linearen Sensor kennlinie z. B. genügt eine einzige Schwelle.

Bezugszeichenliste

10

Druckwiderlager

12

Anlagefläche

14

Druckträger

16

Tragarm

18

Achse

20

Führungsstange

22

Druckkopfträger

24

Druckkopf

26

Tastrolle

28

Achse

30

Mundstück

32

Feder

34

Antrieb

36

Kante

38

Falz

40

Sensor

42

Steuereinrichtung

44

Recheneinrichtung

46

Speicher

48

Eichschwelle

Claims

1. Verfahren zum Einstellen und Einhalten des Abstandes zwischen der zu bedruckenden Oberfläche eines Druck trägers (14), der an einem Druckwiderlager (10) an liegt, und einem parallel zu diesem bewegbaren Druck kopf (24) in einer Druckervorrichtung, deren Druck kopf (24) mit einem zur Anlage an dem Druckwiderlager (10) oder der Druckträgeroberfläche bestimmten Taste lement (26) verbunden ist, bei dem während eines Leerdurchganges des Druckkopfes (24) parallel zum Druckwiderlager (10) über den eingelegten Druckträger (14) hinweg Änderungen des Abstandes (a) der Druck trägeroberfläche von dem Druckwiderlager (10) nach ihrer Lage innerhalb des Stellweges des Druckkopfes (24) und nach ihrer Größe bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgeschwindigkeit des Druckkopfes (24) für einen Druckdurchgang in Abhän gigkeit von Lage und Größe oder auch zusätzlich des Gradienten der ermittelten Abstandsänderungen gesteu ert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein funktioneller Zusammenhang zwischen der Größe der Abstandsänderung oder auch ihres Gradienten und einer für die Druckvorrichtung charakteristischen ma ximal möglichen Verfahrgeschwindigkeit ermittelt und gespeichert wird und daß die infolge einer erfaßten Abstandsänderung erforderliche Änderung der aktuellen Druckkopfgeschwindigkeit an Hand des vorgegebenen funktionellen Zusammenhangs erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das nach dem Leerdurchgang ermittelte Geschwindigkeitsprofil des Druckkopfes (24) über den Stellweg gespeichert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Druckträgerober fläche vom Druckwiderlager (10) durch eine berüh rungsfrei arbeitende Sensoranordnung (40) ermittelt wird.

5. Druckvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß außerhalb des zur Anlage des Druckträ gers (14) bestimmten Bereichs (12) an dem Druck widerlager (10) im Tastweg des Tastelementes (26) mindestens eine Eichschwelle (48) zum Eichen der Sen soranordnung (40) vorgesehen ist.