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o. TiTEL Beschleunigungsfreier, elektronischer Schnelldrucker 1. ANWENDUNG
Die Erfindung betrifft einen beschleunigungsfreien, elektronischen Schnelldrucker,
der als Ausgabegerät an Datenverarbeitungsanlagen (DVA) eingesetzt@werden kann.
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2. ZWECK Die Erfindung ist geeignet, das bisherige Druckverfahren
an Datenverarbeitungaanlagen in folgenden Merkmalen zu übertreffen: 1 Geräuscharmut
2 Verschleißarniut (verringerte Zahl mechan. Bauteile) 3 Druckgeschwindigkeit (regelbar)
4 Zeichengröue und Zeilenabstand regelbar 5 Druckzeichen-Vorrat 6 Reparaturleichtigkeit
3. STAND DER TECHNIK 3.1 Die heute gebräuchlichen DVA-Drucker bestehen aus einem
elektronischen Steuerteil und einem mechanischen Druckteil; im Druckteil wird mit
beweglichen Lettern (Typenrädern oder Typenketten) eine Textzeile zusammengestellt
und dann mittels Farbband auf das jeweils stillstehende Schreibpapier gedruckt.
in der nachfolgenden Druckpause müssen Typenräder und Papier beschleunigt, verstellt
und bis zum Stillstand abgebremst werden.
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Das herkömmliche Verfahren ist also durch ruckweise (intermittierende)
Bewegung von massebehafteten Bauteilen gekennzeichnet. Wegen der erforderlichen
Beschleunigungen läßt sich die Druckgeschwindigkeit dieser Geräte nicht beliebig
steigern (Festigkeitsgrenze); diesbezüglich besteht heute ein Engpaß beim Einsatz
von Iechenanlagen.
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j.2 Hochleistungs-Druckverfahren, deren Arbeitsgesciwindigkeit derjenigen
von Rechenanlagers angep t ware, arbeiten nach dem Rotationsprinzip, benötigen aber
einen feststehenden Schriftsatz und sind deshalb an DVA nicht verwendbar.
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3.3 Zahlreiche Licht-Kopierverfahren arbeiten zwar mit Druckzylindern
(Rotationsdruck), aber das Abtasten des Originals geschieht periodisch mit mechanischptischen
Bauteilen , und verschiedene Originale werden manuell ausgetauscht (dadurch geringe
Ausgabegeschwindigkeit).
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3.4 Aus der Kinematografie sind Ablenkverfahren für periodische Lichtbilder
bekannt.
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4. AUFGABE Die Erfindung zeichnet sich gegenüber dem geschilderten
Stand der Technik dadurch aus, daß durch Trennung der physikalischen Größen 'Masse'
und 'B¢schleunigung' ein neuartiger Jlochgeschwindigkeitsdrucker für DVA gebaut
werden kann: 4.1 Alle massebehafteten Bauteile des Druckers (Zylinder, Antriebe,
Rapier) erhalten eine konstante Betriebsgeschwindigkeit ( = beschleunigungsfrei);
4.2 alle periodischen bzw. diskontinuierlichen Arbeitsschritte (Auswechseln der
Druckzeichen, Übertragung auf den Druckzylinder) werden von praktisch masselosen
und deswegen hoch beschleunigungsfähigen Vorgängen (Licht, Elektronenstrahl) übernommen.
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5. LÖSUNG Es ergibt sich folgender prinzipieller Aufbau des beschleunigungsfreien,
elektronischen Schnelldruckers; 5.1.1 Die zu druckenden Zeichen (Buchstaben, Zahlen,
Sonderzeichen) einer Zeile werden auf elektronischem Wege erzeugt (als heute bekannte
Bauteile .bieten sich dafür Zählröhren oder Elektronenstrahiröhren an); damit ist
in diesem Bauabschnitt eine Grenzgeschwindigkeit von 5o ooo Zeilen je Sekunde erreichbar
(mit Zählröhren).
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5.1.2 Ein optisches System verkleinert die Zeichen und ordnet sie
in einer Zeile nebeneinander an. Die Zeile wird projiziert (Primärstrahl) auf 5.2.1
Einen Polygon-Spiegel-Zylinder, der mit konsta..
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ter Winkelgeschwindigkeit rotiert. Dieser Zylinder spiegelt die schnell
wechselnden, aber masselosen Lichtzeichen aus dem Primärstrahl als Sekundärstrahl
in gleichmäßigem Rhythmus und Zeilenabstand auf den massebehafteten, aber gleichförmig
rotierenden Druckzylinder.
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5.2.2 Elektrische Geber, die gemäß der Anzahl von Spiegeln am Umfang
des Spiegel-Zylinders verteiit sind, steuern die Schaltzeiten der Bild erzeugung
von 5.1.1 (Synchronisierung).
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5.3.1 Der gespiegelte Lichtstrahl (Sekundärstrahl) hat die doppelte
Winkelgeschwindigkeit des Spiegelzylinders; er überstreicht während seiner Existenz
einen bestimmten Winkelbereich, innerhalb dessen der Druckzylinder angeordnet sein
muß, damit die Zeichenübertragung erfolgt.
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5.3.2 Zwischen Spiegel- und Druckzylinder ist eine Spaltblende längs
des Druckzylinders angeordnet, deren Maße die Strahlwirkung und Bildschärfe auf
dem Druckzylinder mitbestimmen.
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5.3.3. Die Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Zylinder sind so
eingestellt' und' fest miteinander gekoppelt, daß Sekundärstrahl und Druckzylinderumfang
im Bereich der Spaltblende genau gleiche Bahngeschwindigkeit haben. (Wegen der gegensinnig
gekrümmten Bahnen bleibt diese Bedingung, von der die Schärfe des Druckbildes maßgeblich
abhängt, nur in der Umgebung der Spaltblende erfüllt und auch nur dann, wenn der
Spalt schmal gegenüber dem Durchmesser des Druckzylinders ist.) 5.3.4 Die Ausnutzung
des vom Sekundärstrahl auf dem Druckzylinder erzeugten Lichtbildes einer Druckzeile
kann nach einem der be¾annteii. Verfahren er-@@folgen, wie sie in Kopiergeräten
angewandt werden.
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6. BESCHREIBUNG Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der schematischen
Zeichnung (Fig. 1) dargestellt, aus der die im folgenden erläuterte Anordnung und
Wirkungsweise der einzelnen Baugruppen hervorgehen.
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(Die folgenden Ziffern beziehen sich auf die Kennzeichnung der Bauteile
in Fig.1) 1-1 Ein schnell schaltendes elektronisches Bauelenlent (z.B. eine Zählröhre
oder eine Elektronenstrahlröhre) erzeugt das leuchtende Bild eines Schriftzeichens,
das gedruckt werden soll. (Die elektronische Steverschaltung ist nicht dargestellt.)
1-2 Sinne Linse verkleinert das Bild von 1-1, wodurch Leuchtdichte und Bildschärfe
erhöht werden.
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1-3 Bin (kriimmbares) optisches Leitsysten, das aus Spiegeln oder
einem Bündel von Glasfäden hoher Lichtleitfähigkeit besteht, fängt das verkleinerte
Bild von 1-2 auf und leitet es an einen Ort, der für die Zusammenstellung einer
Schriftzeile aus weiteren, gleichartigen Baugruppe konstruktiv geeignet ist. Auf
diese Weise kann über die Anordnung der Bilderzeuger und über ihre Größe weitgehend
unabhängig verfügt werden.
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1-4 Bin Objektiv projiziert das (oder mehrere nebeneinanderstehende)
leuchtende Schriftzeichen als Primärstrahl in der gezeichneten Pfeilrichtung.
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2-1 Der Primärstrahl fällt auf einen @olygon-Spiegel-Zylinder und
trifft in der gezeichneten StelluuC' einen der gleichmäßig auf dem Zylindermantel
angeordneten Spiegel. Der Spiegel-Zylinder rotiert mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit
w2. im Augenblick der Spiegelung des Primärstrahls wird die Drehbewegung auf den
Lichtstrahl übertragen, so d der reflektierte Strahl (Sekundärstrahl) mit der Winkelgeschwindigkeit
2'w2 um den Spiegelungspunkt rotiert.
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2-2 Jedem Spiegel ist ein Schalter (z.B. ein induktiver oder kapazitiver
Geber) zugeordnet, der fiir ein rechtzeitiges Umschalten des Bilderzeugers 1-1 un
Berücksichtigung aller Verzögerungszeiten sorgt, und zwar derart, daß immer dann
gerade ein neues Schriftzeichen aufleuchtet, wenn ein neuer Spiegel in den Strahlengang
des Primärstrahls eintaucht.
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3-1 Eine Spaltblende ist in der dargestellten Weise zwischen dem Spiegel-Zylinder
2-1 und dem Druckzylinder 3-2 angeordnet, wodurch die Bildverzerrung begrenzt und
eine Überschneidung aufeinanderfol-gender Sekundärstrahlen vermieden wird.
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3-2 Der Druckzylinder trägt auf seiner Oberfläche eine lichtempfindliche
Schicht, die in der Lage ist, das vom Sekundärstrahl erzeugte Bild chemisch oder
fotoelektrisch zu speichern (diese Schicht kann auch in Form eines Filmes der ZylindermanteLfläche
angeschmiegt sein).
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Der Druckzylinder rotiert mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit
w3. Damit der bewegte Sekundärstrahl im Spaltbereich der Blende immer dieselbe Stelle
des Druckzylinders trifft, müssen die Drehza@len mit folgender Bedingung synchronisiert.
werden: w2#a23 = w3#r3 Der Transport des Druckpapi,ers sowi,e der Farbauftrag sind
im Sinne der Erfindung nicht maßgebend und deshalb hier nicht dargestellt gleiches
gilt, auch für die elektronischen Baugruppen, zur Auswahl und- Codierung der gewünschten
S.chriftzeiche,n, die bei den derzei,tigen Typenrad-Druckern ebenfalls.benötigt
werden und im Iwrinz.ip bekannt. sind.