DE2229474A1

DE2229474A1 - Vorrichtung zum Festklemmen von Bahnmaterial, insbesondere für einen Drucker

Info

Publication number: DE2229474A1
Application number: DE19722229474
Authority: DE
Inventors: Clifford J. Calabasas Park Calif. Helms (V.StA.). P
Original assignee: Ricoh Printing Systems America Inc
Current assignee: Ricoh Printing Systems America Inc
Priority date: 1971-06-18
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1972-12-21
Also published as: CA959705A; US3802546A; IT956682B; NL170469C; DE2229474B2; FR2142366A5; GB1396156A; NL170469B; NL7207707A; DE2229474C3

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

DATA PRODUCTS CORPORATION

6219 De Soto Avenue

Woodland Hills, California 91364, V. St. v. A.

Vorrichtung zum Festklemmen von Bahnmaterial, insbesondere für einen Drucker

Die Erfindung bezieht sich generell auf Einrichtungen, die in einer Bahnzuführvorrichtung verwendbar sind, wie bei einem Schnell-Anschlagdrucker, um eine Bahn gesteuert festklemmen und fest- sowie gespannt zu halten.

Anschlagdrucker sind auf dem Gebiet der Datenverarbeitung bekannt als Einrichtungen, die einen widerstandsfähigen Abdruck eines Rechnerausgangssignals liefern. In typischer Weise enthalten derartige Drucker eine Typenfläche, wie eine Zeichentrommel oder -kette, die kontinuierlich an einer Druckstation vorbeibewegt wird, an welcher eine Reihe von ausgerichteten, individuell betätigbaren Hämmern vorgesehen ist_o Zwischen der Hammerreihe und der Typenfläche sind eine Papierbahn und ein Farbband vorgesehen. Das Papier wird normalerweise jeweils um eine Zeile weitergeschaltet, wobei

209052/Q83/,

zwischen aufeinanderfolgenden Papierbewegungen eine vollständige Zeile gedruckt wird. Das Drucken wird dadurch bewirkt, daß der jeweilige Hammer zu dem in Frage kommenden Zeitpunkt betätigt wird, so daß er zu der Typenfläche hingeführt wird, wenn das zu druckende Zeichen sich in eine Stalong bewegt, in der es zu der Hammeranschlagfläche ausgerichtet ist.

Um die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen, sind fortlaufend Versuche unternommen worden, um sowohl die Geschwindigkeit der Papierbewegung als auch die Geschwindigkeit der Hammerbewegung auf einen maximalen Wert zu bringen. Diese Versuche haben dazu geführt, daß Anschlagdrucker zur Verfügung stehen, die imstande sind, größenordnungsmäßig 2000 Zeilen pro Minute bei im allgemeinen annehmbarer Druckqualität zu drucken. Es sei bemerkt, daß bei einer gegebenen Vorrichtung die Erhöhung der Druckgeschwindigkeit über einen bestimmten Punkt hinaus dazu führen kann, daß sich die Druckqualität verschlechtert. So macht z.B. die Zeitspanne, die erforderlich ist, um das Papier um eine Zeile weiterzuschalten, normalerweise einen bedeutenden Anteil eines Druckzyklus aus. Demgemäß beeinflußt die Dauer dieses Zeitintervalls die Druckzeilengeschwindigkeit_e Die Wahl dieser Dauer hängt in gewissem Umfang von der geforderten Druckqualität ab,und zwar insofern, als eine bestimmte Zeitspanne bereitgestellt werden muß, damit die Papierbewegung nach dem Weiterschalten aufhören kann. Kann eine geringere Druckqualität zugelassen werden (z.B. eine schwache fehlerhafte Ausrichtung bzw. Einstellung der Zeichen), so kann eine minimale Einstellbzw. Übergangszeit gewählt werden. In diesem Fall wird eine maximale Zeilenfrequenz erzielt. Ist eine bessere Druckqualität erforderlich, so steigt die Bereitstellung der Einstellzeit an, weshalb die Zeilenfrequenz entsprechend vermindert wird.

209852/0834

- 3 - 2229A7A

Die Druckqualität wird überdies hinsichtlich der Ausrichtung bzw. Einstellung zwischen Zeichen in einer einzigen Zeile noch dadurch beeinflußt, wie fest das Papierantriebssystem das Papier fceim Anschlag hält. Dies heißt, daß sogar in dem Fall, daß eine Einstellzeitspanne gewählt ist, die sicherstellt, daß die Papierbewegung vor Ausführung eines Druckvorgangs vollständig gedämpft worden ist, aus einem praktischen Grund stets ein gewisser Grad an Nachgiebigkeit und Spiel in den Elementen (z.B. Riemen, etc.) des Papierantriebssystems vorhanden ist«, Auf Grund dieser Nachgiebigkeit und dieses Spiels kann der anfängliche Hammeranschlag an der Zeichentrommel nach erfolgter Papiereinstellung das betreffende Papier bewegen, da dieses durch die kontinuierlich sich drehende Walze mitgezogen wird. In diesem Zusammenhang sei insbesondere die Trommeloberfläche betrachtet, die sich an den Hammerflachen nach unten vorbeibewegt. Wenn die Hammeranschlagfläche gegen die Trommel schlägt, wird das zwischen den betreffenden Elementen befindliche Papier zusammengedrückt, und zwar mit der Folge, daß es durch die Trommelbewegung nach unten gezogen wird₀ Damit nimmt das betreffende Papier aber die Nachgiebigkeit und/oder das in dem Papierantriebssystem vorhandene Spiel auf. Infolge dieser Tatsache werden nachfolgende Zeichen in der betreffenden Zeile in bezug auf das ursprünglich gedruckte Zeichen in einer relativ hohen Lage gedruckt werden.

Es sind zwar bereits Versuche unternommen worden, einfache, durch Magnetrelais betätigte Klemmen bzw. Bügel zu verwenden, um die betreffende Papierbewegung zu verhindern. Die Ergebnisse dieser Versuche haben jedoch nicht zufrieden gestellt, da 4$jfe Magnetrelais verhältnismäßig langsam wirken und da *ihr£ Anwendung ein fiif&ebliches zusätzliches Zeitintervall innerhalb des Druckzyklus erforderte Demgemäß hat die Wirkung

209862/0834

dieser Magnetrelais zu einer erheblichen Herabsetzung der Druckzeilenfrequenz geführt. Darüber hinau· haben derartige bekannte Vorrichtungen häufig Papiervorschubprobleme (Verklemmungen) mit sich gebracht, und zwar als Folge einer minimisierten Klemmbewegung zwecks Herabsetzung der Betätigungszeit« Der für das Papier vorgesehene geringe Zwischenraum ist zuweilen zu klein, um z.B. Falten in dem Papier hindurchzulassen·

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung zur steuerbaren Festklemmung einer Bahn zu schaffen·

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung. Gemäß der Erfindung ist eine Bahnklemmvorrichtung vorgesehen, die, kurz gesagt, aus einer großen Spulenanordnung besteht, welche zur Ausführung einer geradlinigen Bewegung in einem Permanentmagnetfeld gelagert bzw· getragen ist· Die Spulenanordnung wird dabei insbesondere von Biegeteilen getragen, wie durch Blattfedern· Die betreffende Spulenanordnung ist vorzugsweise in einer Ebene ausgerichtet, die senkrecht zu der Ebene der Bahn verläuft· Auf diese Weise wird auf das Auftreten eines die betreffende Spule durchfließenden Stroms hin eine Kraft erzeugt, die die Spulenanordnung nach vorn führt und damit die Bahn an einer gegenüberliegenden Druckplatte festklemmt. Die Vorderkante der Oberfläche der Spulenanordnung ist so geformt, daß sie zu der Oberfläche der gegenüberliegenden Druckplatte paßt und die Bahn fest und flach hält.

Gemäß einem bedeutenden Merkmal der Erfindung wird die Spulenanordnung in einer gesteuerten Weise geradlinig

2O98S2/O034

verschoben. Zu diesem Zweck wird ein den Spulensteuerstrom liefernder geschlossener Schleifenkreis benutzt. Dabei wird insbesondere ein Befehlssignal erzeugt, das mit einem Rückkopplungssignal summiert wird, welches kennzeichnend ist für die Geschwindigkeit der Spulenanordnung. Durch die Summierung der betreffenden Signale wird ein Fehlersignal für die Lieferung des Spulenstroms erzeugt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Befehlssignal so geformt, daß die Geschwindigkeit der Spulenanordnung in steuerbarer Weise auf nahezu Null herabgesetzt wird, wenn die vordere "Klemm"-Position oder die rückseitige Ruhe-"Freigabe"-Position erreicht ist. Auf Grund der Tatsache, daß die Herabsetzung der Spulenanordnungsenergie auf Null mit dem Erreichen der vorderen und hinteren Bestimmungspositionen durch die Spulenanordnung zusammenfällt, kann die betreffende Spulenanordnung schnell bewegt werden, und zwar ohne eine Hinausbewegung über das in Frage kommende Ziel, ohne eine Markierung des Papiers und ohne die Erzeugung irgendeiner nennenswerten Störung infolge des Anschlags an mechanischen Anschlaggliedern· Das vorstehende Merkmal ermöglicht darüber hinaus, die Klemmanordnung schnell weit genug in Rückwärtsrichtung bewegen zu können, um einen hinreichenden Zwischenraum für Papierfalten, etc., bereitzustellen.

Gemäß einem noch weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Wandler für die Erzeugung eines Geschwindigkeits-Rückkopplungssignals vorgesehen. Dieser Wandler besteht aus einer kleinen Spule, die von der großen Spulenanordnung getragen wird und die in einem Permanentmagnetfeld bewegbar ist. Die Wandlerspule ist vorzugsweise quer zu der Spulenanordnung ausgerichtet, um die induktive Kopplung zwischen den beiden Spulen

209852/0834

auf einen minimalen Wert zu senken·

Gemäß einem noch weiteren Merkmal der Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, die selektiv entgegengerichtete Vorspannungsströme an die Spule abgeben, um die betreffende Spulenanordnung entweder in der "Klemm"-Position oder in der "Freigabe"-Position zu halten.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert»

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Teil eines eine Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung umfassenden Schnell-Anschlagdruckers·

Fig» 2 zeigt eine Schnittansicht längs der in Fig, 1 eingetragenen Linie 2-2.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht längs der in Fig. 1 eingetragenen Linie 3-3·

Flg. 4 zeigt in einem Blockdiagramm einen Steuerkreis mit geschlossener Regelschleife zur Lieferung eines Spulensteuerstroms ·

Fig. 5 zeigt Impulsfolgen zur Veranschaulichung verschiedener, in der Steuerschaltung gemäß Fig. 4 auftretender Signale.

In Fig. 1 ist schematisch ein Teil eines Schnell-Anschlagdruckers 10 gezeigt, der häufig als Datenverarbeitungs-Ausgabeeinrichtung verwendet wird. Der Drucker 10 besteht üblicherweise aus einer bewegbaren Typenfläche in Form einer Trommel 12, die zur Drehung um eine Achse 14 entsprechend angeordnet ist„ Die Trommel 12 weist normalerweise hoch- bzw. abstehende alphanumerische Zeichen (nicht gezeigt) auf, die in Umfangsspuren angeordnet sind, welche sich um die Trommelfläche ziehen. In typischer Weise kann eine Trommel 132 Spuren

2Q985?/O8IU

aufweisen, die den Druck einer 132 Zeichen umfassenden Zeile ermöglichen. Gegenüber jeder Trommelspur ist jeweils ein Hammer verschiedener Hammer 16 einer Hammerreihe 18 angeordnet. Eine Papierbahn 20 ist durch den Zwischenraum zwischen den Hammeranschlagflächen 22 und der Oberfläche der Trommel 12 hindurchgeführte Ferner ist ein Farbband 24 zwischen dem Papier 22 und der Trommeloberfläche vorgesehen. Das Papier 22 weist normalerweise Randlöcher (nicht gezeigt) auf, in die Finger 26 einzugreifen vermögen, die an einer Zugkette 28 gebildet sind. Die Zugkette 28 wird durch ein Zahnrad 29 angetrieben, das seinerseits von einem Motor her über einen Riemen angetrieben sein kann. Der Motor spricht dabei auf Signale an, die von einer (nicht dargestellten) Papiersteuerschaltung geliefert werden. Geeignete Papierantriebssysteme sind in größeren Einzelheiten in den US-Patentschriften 3 423 658 und 3 452 853 angegeben.

Beim normalen Betrieb des Zeilendruckers 10 gemäß Fig. 1 wird die Papierbahn 20 jeweils um eine Zeile in der durch den Pfeil 32 bezeichneten Richtung weitergeschaltet, und zwar mit Geschwindigkeiten bis zu etwa 2000 Zeilen pro Minute. Wenn das Papier sich in der Ruhelage zwischen aufeinanderfolgenden Bewegungen befindet, kann eine vollständige Zeile gedruckt werden, was normalerweise während einer vollständigen Umdrehung der Trommel 12 der Fall ist« Dies bedeutet, daß mit einer vollständigen Umdrehung der Trommel 12 ein vollständiger Satz von Zeichen an der Anschlagfläche 22 jedes Hammers der Hammer 16 vorbeibewegt wird. Wird ein Hammer gegen die Trommel geschlagen, wenn das gewünschte Zeichen zu dem betreffenden Hammer auegerichtet ist, so wird dieses Zeichen auf der Oberfläche der Papierbahn 22 neben dem Farbband 24 abgedruckt.

2 2 2 9 A 7 Λ

Obwohl verschiedene Hammeranordnungen auf dem vorliegenden Gebiet bekannt sind, eignet sich hier insbesondere eine Hammeranordnung, wie sie in der US-PS 3 279 362 angegeben ist.

Um eine gute Einstellung bzw. Ausrichtung der Zeichen in einer einzelnen Zeile zu erzielen, ist es erforderlich, daß die Papierbahn 20 fest und flach gehalten wird, währenddessen sämtliche Zeichen in der betreffenden Zeile zu drucken sind. Nachdem das Papier von einer Zeile zu der nächsten Zeile weitergeschaltet worden ist, ist es somit erforderlich, eine gewisse Zeitspanne für die Stillsetzung des Papiers bereitzustellen, bevor das Drucken begonnen wird. Die Länge der Zeitspanne, die für die Einstellung bzw. Stillsetzung bereitgestellt wird, hat natürlich einen unmittelbaren Einfluß auf die Druckzeilenfrequenz. Bei einer gegebenen Vorrichtung führt die Herabsetzung der Länge der Einstellzeitspanne über einen bestimmten Punkt hinaus zu einer verschlechterten Druckqualität, Der Grund hierfür liegt darin, daß die gedruckten Zeichen in fehlerhafter Weise ausgerichtet sein können, wenn das Papier sich während des Drückens bewegt. Demgemäß tragen die Eigen-r schäften des Papierantriebsystems ebenso wie die Eigenschaften der Hammer direkt zu der Druckzeilenfrequenz bei. Angesichts dieser Tatsache sind bisher bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden, um die Arbeitsgeschwindigkeit sowohl des Papierantriebssystems als auch der Hämmer auf einen maximalen Wert zu bringen.

Im Zusammenhang mit einem fortgeführten Versuch zur Steigerung der Druckqualität, einschließlich einer genauen Ausrichtung der Zeichen längs einer einzelnen Zeile, hat sich ein zusätzliches Problem ergeben, und zwar auf Grund einer schwachen Papierbewegung. Diese schwache Papierbewegung ist durch die Trommel hervorgerufen worden, die das Papier während des

209852/08-U

anfänglichen Anschlags eines Hammers in einer Zeile mitzieht. Aus einem praktischen Grund ist nämlich bei sämtlichen Papierantriebssystemen insbesondere ein gewisser Grad an Nachgiebigkeit bzw. Spiel vorhanden. Nachdem das Papier in eine neue Zeile weitergeschaltet und stillgesetzt ist, ist es somit normalerweise noch möglich, das betreffende Papier ein wenig nach unten zu ziehen. Auf diese Weise nimmt man einen Teil der vorhandenen Nachgiebigkeit in dem Papierantriebssystem auf. Auf Grund dieser Eigenschaften führt der anfängliche Anschlag eines Hammers in einer Zeile dazu, daß die Bewegung der auf das Papier einwirkenden Trommelob.erfläche häufig das Papier noch ein wenig nach unten zieht, so daß die anschließend in derselben Zeile gedruckten Zeichen in einer erhöhten Lage gedruckt werden. Wie oben aufgezeigt, sind bereits Versuche unternommen worden, um das Papier festzuklemmen, damit diese Bewegung nicht auftritt. Im Zuge derartiger Versuche sind hauptsächlich jedoch relativ langsam wirkende und eine geringe Bewegung ausführende I^agne tr eMs vorri chtungen verwendet worden. In den Fällen, in denen Papierklemmvorrichtungen benutzt worden sind, muß innerhalb eines Druckzyklusses selbstverständlich Zeit zur Verfügung gestellt werden, um die Klemm-, Freigabe- und Rückstellungswirkungen zuzulassen. Wenn die Klemmvorrichtung langsam arbeitet, kann sie zu einer erheblichen Verlängerung der Druckzykluszeit und damit zu einer entsprechenden Herabsetzung der Druckzeilenfrequenz führen. Wenn die betreffende Vorrichtung nicht ausgelöst und zurückgestellt wird, kann das Papier festklemmen, oder es kann während des Weiterschaltens zu einer Verwischung kommen. Wenn die Klemmvorrichtung mit hinreichender Kraft gegen das Papier angeschlagen wird, bringt dies eine Markierung des Papiers und Geräusche mit sich. Durch die vorliegende Erfindung ist nun hauptsächlich eine verbesserte Vorrichtung zur steuerbaren Festklemmung einer Bahn, wie Papier, in einem Schnell-Anschlagdrucker geschaffen.

209852/083A

Die Klemmvorrichtung 40 gemäß der Erfindung ist vorzugsweise in Bewegungsrichtung hinter (und/oder vor) einer Druckstation in dem Drucker 10 gemäß Fig. 1 angeordnet. Wie aus Fig. 1,2 und 3 hervorgeht, besteht die Klemmvorrichtung aus einer flachen Spulenanordnung 42, die einen stabilen, langgestreckten Rahmen 44 aufweist. Der Rahmen 44 weist lange Vorder- und Rückkantenseiten 46 und 48 und relativ kurze Stirnseiten 50 und 52 auf. In der Spulenanordnung ist zwischen einer Deck- und einer Bodenplatte 56 bzw. 58 eine eine Vielzahl von Windungen aufweisende Leiterspule 54 untergebracht. Die Spulenanordnung enthält vorzugsweise einen mittig ausgeschnittenen Bereich 60, durch den die Masse der Spulenanordnung herabgesetzt wird. An der Vorderkantenseite 46 der Spulenanordnung ist ein Druckbügel 62 fest angebrachte

Wie am besten aus Fig. 1 hervorgeht, wird die Spulenanordnung durch vordere und hintere Biegeteile 64 bzw. 66 getragen, die von magnetischen Bauteilen 68 herabhängen. Die Biegeteile 64 und 66 sind vorzugsweise durch Blattfedern gebildet, die, wie dargestellt, die Spulenanordnung in einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Ebene tragen, welche nahezu senkrecht zu der Ebene des Papiers 20 verläuft_o Zu dem Druckbügel bzw. Druckstab 62 ausgerichtet ist eine Druckplatte 70 vorgesehen. Die Druckplatte 70 befindet sich jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn des Papieres 20. Wird die Spulenanordnung 42 nach vorn zu der Druckplatte 70 hin bewegt, so wird das Papier 20 zwischen diesen Elementen eingeklemmt und festgehalten.

Gemäß der Erfindung ist die Spulenanordnung 42 in einem Magnetfeld untergebracht, das durch Permanentmagneten erzeugt wird. Die Permanentmagneten können zusammenhängende

2 0 9 8 5 ') ! 0 W ? U

U-förmige Elemente enthalten, oder sie können, wie dies in Fig« 1 gezeigt ist, durch Stabmagneten 64 und 67 gebildet sein, die an einem magnetischen Tragteil 68 angebracht sind«, In entsprechender Weise sind Magneten 78 und 80 an einem zweiten magnetischen Tragteil 82 angebrachte Durch die Stellung der Magneten ist ein magnetischer Flußweg geschaffen, wie er im wesentlichen durch die gestrichelte Linie 84 angedeutet ist. Dieser magnetische Flußweg läuft über die Spalte zwischen den Magneten 74 und 78 und zwischen den Magneten 76 und 80. Wie ohne weiteres ersichtlich sein dürfte, wird durch Hindurchleiten eines Stroms durch die Spule 54 in der Spulenanordnung eine Kraft auf die Spulenanordnung in einer Richtung wirksam, in der die Spule versucht, sich in einer durch die Spulenanordnung begrenzten Ebene zu bewegen. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß eine Bewegung in Richtung auf die Druckplatte 70 zu erfolgt.

Im folgenden seien die Figuren 4 und 5 näher betrachtet, in denen eine geeignete Steuerschaltung 90 für die Lieferung eines Steuerstroms an die Spule 54 bzw. Impulsfolgendiagramme gezeigt sind. Wie weiter unten noch näher verständlich werden wird, stellt die Steuerschaltung 90 eine Schaltung mit geschlossener Regelschleife dar. Diese Steuerschaltung ermöglicht, die Spulenanordnung 42 gesteuert aus der in Fig. 1 dargestellten Ruhe-"Auslöse"-Position in eine "Festklemm"-Position geradlinig zu verschieben, in der der Druckbügel 62 das Papier 20 an der Druckplatte 70 festklemmte

Bevor die in Fig. 4 dargestellte Steuerschaltung betrachtet wird,'seien zunächst die Zeilen (a) und (b) in Fig. 5 näher

20985?/083

2229A7A

betrachtet, in denen Impulsfolgen dargestellt sind, die einem typischen Papierzufuhr- bzw. Papiervorschubsystem zugehörig sind. In der Zeile (a) gemäß Fig. 5 ist ein Befehlssignal dargestellt, das an einen Papiervorschubmotor abgegeben wird, mit dessen Hilfe das Papier um eine Zeile weitergeschaltet wirdo Auf das Auftreten des Papiervorschub-Befehlssignals gemäß Zeile (a) wird das Papier in einer Weise bewegt,

durch

wie dies/das Geschwindigkeits-Signal in der Zeile (b) veranschaulicht ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die PapL ergeschwindigkeit von der durch die Grundlinie 100 dargestellten Ruhelage aus linear auf irgendeine maximale Geschwindigkeit erhöht wird, wie sie durch den Pegel 102 veranschaulicht ist. Hat sich das Papier seiner Bestimmungsposition genähert, so wird die Papiergeschwindigkeit linear vermindert, wie dies durch die geneigte Linie 104 veranschaulicht ist. Die Papiergeschwindigkeit wird dabei derart vermindert, daß sie den durch die Grundlinie 106 gekennzeichneten Wert Null erreicht, und zwar zum gleichen Zeitpunkt, zu dem das Papier an seiner Bestimmungsposition angekommen ist. Eine eingehendere Erläuterung des Papiervorschubsystems und des in Zeile (b) gemäß Fig. 5 dargestellten Papiergeschwindigkeits-Signals findet sich in der oben erwähnten US-PS 3 452 853. Gemäß der Erfindung wird das in der Zeile (a) gemäß Fig. 5 dargestellte Papiervorschub-Eingangssignal dem Eingang einer Steuerlogik der Steuerschaltung 90 gemäß Fig. 4 zugeführt. Darüber hinaus wird ein Positionsimpuls von dem Papiervorschubsystem abgegeben, wie es in der US-PS 3 452 853 beschrieben ist. Dieser Positionsimpuls wird dazu benutzt, die Verlangsamung der Papiergeschwindigkeit einzuleiten; der betreffende Positionsimpuls wird ebenfalls dem Eingang der Steuerlogik 108 zugeführt.

Die Vorderflanke 110 des Papiervorschub-Eingangssignals (Fig. 5, Zeile (a)) löst die Papierbewegung aus, und darüber hinaus wird die betreffende Vorderflanke gemäß der Erfindung von der Schaltung 90 gemäß Fig. 4 dazu herangezogen, den Druckbügel 62 an der Klemmvorrichtung aus der Klemmposition in die Freigabe-Position zu bewegen. Mit Auftreten der Vorderflanke 110 des Papiervorschub-Eingangssignals wird insbesondere ein Auslöse-Befehlsimpuls 114 (Fig. 5, Zeile (c)) an der Ausgangsklemme 116 der Steuerlogik abgegeben. Die betreffende Ausgangsklemme 116 ist mit dem Eingang einer Befehlsgeneratorschaltung 118 verbunden. Wie in der Zeile (e) gemäß Fig. 5 gezeigt, gibt der Befehlsimpulsgenerator auf das Auftreten der Vorderflanke 120 des Auslöse-Befehlsimpulses 114 hin ein Ausgangssignal mit ansteigender Amplitude ab, wie dies mit 122 angedeutet ist. Auf das Auftreten der Rückflanke 124 des Auslöse-Befehlsimpulses 114 sinkt das Ausgangssignal des Befehlsgenerators auf Null zurück, wie dies durch die Linie veranschaulicht ist. Wie nachstehend noch ersichtlich werden wird, bewirken die zu positiven bzw. negativen Werten hin erfolgenden Auslenkungen 122 und 126 des Ausgangssignals des Befehlsgenerators, daß die Spulenanordnung 42 in Rückwärtsrichtung beschleunigt und dann abgebremst wird, so daß die Geschwindigkeit der betreffenden Spulenanordnung zum gleichen Zeitpunkt auf nahezu Null herabgesetzt ist, zu dem die Spulenanordnung ihre Ruhe-Auslöseposition erreicht, wie sie in Fig.1 veranschaulicht ist.

Auf das Auftreten des dem Eingang der Steuerlogik 108 zugeführten Positionsimpulses hin wird an der Ausgangsklemme 131 der Steuerlogik 108 ein Halte-Befehlsimpuls 130 (Figo 5, Zeile (d)) abgegeben. Die Vorderflanke 132 und die Rückflanke 136 des Impulses 130 führen dazu, daß das Ausgangssignal

20985?/0834

des Befehlsgenerators mit einer negativen Auslenkung 136 und einer positiven Auslenkung 138 auftritt (Fig. 5, Zeile (e)). Wie nachstehend noch ersichtlich werden wird, bewirken die negativen und positiven Auslenkungen 136, 138 des Ausgangssignals des Befehlsgenerators, daß die Spulenanordnung 42 anfänglich in Vorwärtsrichtung zu der Druckplatte 70 hin beschleunigt und dann in der Geschwindigkeit auf nahezu Null vermindert wird, und zwar gleichzeitig mit der Anlage des Druckbügels 62 an der Druckplatte 70»

Das Ausgangssignal des Befehlsgenerators 118 wird über einen Widerstand 140 einem Summierpunkt 142 zugeführt, der mit dem Eingang eines Fehler-Verstärkers 144 verbunden ist· Das Ausgangssignal des Fehler-Verstärkers wird einem Leistungsverstärker 146 zugeführt, der einen Strom für die Abgabe an die Leiterspule 54 der Spulenanordnung 42 liefert. Um bei der Spulenanordnung eine Geschwindigkeit zu erzielen, die der Geschwindigkeit entspricht, wie sie durch das Ausgangssignal des Befehlsgenerators 118 charakterisiert ist, ist ein Geschwindigkeitswandler 150 vorgesehen, der ein Geschwindigkeits-Signal liefert, das dem Summierpunkt und damit dem Eingang des Fehler-Verstärkers 144 zurückgekoppelt wird. Die Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform des Geschwindigkeitswandlers werden nachstehend noch näher erläutert werden. Es dürfte an dieser Stelle jedoch genügen, darauf hinzuweisen, daß das von dem Geschwindigkeits-Wandler 150 gelieferte Signal über einen Schalter 152 und einen Widerstand 154 zu dem Summierpunkt hin geführt wird. Der Schalter 152 wird durch ein an einer Ausgangsklemme 156 der Steuerlogik 108 auftretendes Signal gesteuert, und zwar in der Weise, daß er während der gesamten in Fig. 5 veranschaulichten Papiervorschubfolge freigegeben ist (Fig. 5, Zeile (i)). Auf Grund der Verwendung eines ge-

209852/08^4

schlossenen Schleifenkreises 90, in welchem ein für die Geschwindigkeit der Spulenanordnung charakteristisches Signal mit dem Ausgangssignal des Befehlsgenerators summiert wird, entspricht die Geschwindigkeit der Spulenanordnung in der Tat der Geschwindigkeit, die für das Ausgangssignal des Befehlsgenerators charakteristisch ist (Figo 5, Zeile (e))„ Aus dem Verlauf der Signalfolge dürfte ersichtlich sein, daß die Geschwindigkeit der Spulenanordnung, und zwar sowohl für die Vorwärtsbewegung zu der Klemmposition hin als auch für die Rückwärtsbewegung zu der Freigabeposition hin, zu dem gleichen Zeitpunkt auf nahezu Null herabgesetzt ist, zu dem die Spulenanordnung die betreffenden Positionen erreicht." Auf diese Weise ist ein ruhiger Betrieb der Klemmvorrichtung gewährleistet. Überdies arbeitet die Klemmvorrichtung 40, was noch wichtiger ist, ziemlich schnell, da nämlich die Spulenanordnung unmittelbar mit Erreichen ihrer jeweiligen Bestimmungsposition stillgesetzt wird.

Um sicherzustellen, daß die Spulenanordnung 42 fest an der Druckplatte 70 gehalten wird, wenn sie sich in der Klemmposition befindet, wird von der Steuerlogik 108 an die Spule ein Vorstrom bzw. Vormagnetisierungsstrom 170 (Fig. 5, Zeile (h)) abgegeben. Der Halte-Vormagnetisierungsstrom 170 wird dabei insbesondere zu allen Zeitpunkten mit Ausnahme der Zeitspanne abgegeben, während der die Papiervorschubfolge abläuft, die koinzident mit Auftreten der Vorderflanke 110 des Papiervorschub-Eingangssignals eingeleitet wird und die zu dem gleichen Zeitpunkt beendet wird, zu dem die Vorwärtsgeschwindigkeit der Spulenanordnung auf Null herabgesetzt ist₀ Demgemäß wird zu allen Zeitpunkten mit Ausnahme der Zeitspanne, während der das Papier bewegt wird, die Spulenanordnung 42 an der Druckplatte 70 auf Grund des dem Summierpunkt 142 über den Wider-

209852/0834

2229A7A

stand 172 zugeführten Halte-Vormagnetisierungsstroms170 festgeklemmt. Während der in Fig. 5 veranschaulichten Papiervorschub-Ablauffolge wird über einen Widerstand 178 an den Summierpunkt 142 ein Rückstell-Vormagnetisierungsstrom 176 (Fig. 5, Zeile (g)) mit zu der Polarität des Halte-Vormagneti-

und damit sierungsstroms 170 entgegengesetzter Polarität/an die Spule 54) abgegeben. In der Zeile (f) gemäß Fig. 5 ist der Verlauf des die Spule 54 durchfließenden Stroms veranschaulicht, der auf Grund der Summenbildung der verschiedenen Signalelemente geliefert wird, die dem Summierpunkt 142 zugeführt worden sind.

Zurückkommend auf die Fig. 1 bis 3 sei bemerkt, daß in diesen Figuren eine Ausführungsform eines besonders brauchbaren Geschwindigkeitswandlers dargestellt ist, der ein der Geschwindigkeit der Spulenanordnung entsprechendes Geschwindigkeits-Signal liefert, das über den Schalter 152 zu dem Summierpunkt 142 zurückgekoppelt wird. Der Geschwindigkeits-Wandler 150 enthält eine Spule 180, die mechanisch an der Spulenanordnung befestigt ist. Wenn die Spulenanordnung 42 sich bewegt, bewegt sich die Spule 180 in.entsprechender Weise in einem Spalt, der durch ein oberes Paar von Permanentmagneten 182 und 184 und ein unteres Paar von Permanentmagneten 186 und 188 begrenzt ist, Die Permanentmagneten 182, 184, 186 und 188 liefern einen Magnetfluß längs eines Weges, der durch die in Fig. 3 dargestellte gestrichelte Linie I90 angedeutet ist. Es dürfte ohne weiteres ersichtlich sein, daß mit Rücksicht darauf, daß der Leiter der Spule 180 die durch den Permanentmagneten erzeugten Flußlinien schneidet, ein zu der Flußänderungsgeschwindigkeit in Beziehung stehendes Ausgangssignal erzeugt wird. Demgemäß gibt die Spule 180 an ihren Ausgangsklemmen ein Signal ab, das kennzeichnend ist für die Geschwindigkeit der betreffenden Spule 180; diese Geschwindigkeit ist selbstver-

209852/083 A

ständlich auch die Geschwindigkeit der Spulenanordnung 42. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Spule 180 vorzugsweise quer zu der Spule 154 angeordnet ist, wie dies in Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, um nämlich jegliche induktive Kopplung zwischen den beiden Spulen auf einen minimalen,Wert herabzusetzen.

Aus Vorstehendem dürfte ersichtlich sein, daß eine Bahnklemmvorrichtung angegeben worden ist, die schnell und ruhig arbeiten kann, um selektiv die Bahn in einer Bahnvorschubvorrichtung, wie in einem Schnelldrucker, festzuklemmen. Obwohl eine besondere Ausführungsform der Erfindung dargestellt worden ist, dürfte einzusehen sein, daß im Rahmen der Erfindung liegende Änderungen und Modifikationen ohne weiteres vorgenommen werden können«. So ist z_oB_e lediglich eine einzige Klemmvorrichtung in den Zeichnungen an einer Stelle dargestellt worden, die in Bewegungsrichtung hinter der Druckstation liegt. In einigen Ausführungsformen kann es jedoch bevorzugt werden, Klemmvorrichtungen sowohl vor als auch hinter der.Druckstation zu verwenden. Obwohl eine flache festliegende Druckplatte gezeigt worden ist, ist die Erfindung ferner auch bei Ausführungsformen von Nutzen, in denen z.B. die Druckplattenfläche eine andere Form als die flache Form besitzt und bei denen die Druckplatte zu der Spulenanordnung hin bewegbar ist. Obwohl ferner die Klemmvorrichtung für die Verwendung in Verbindung mit einem Geschwindigkeits-Servokreis angegeben worden ist, dürfte ersichtlich sein, daß in Abweichung oder zusätzlich dazu eine Positionsinformation betreffend die Position der Spulenanordnung zurückgekoppelt werden kann, um nämlich die Position der Spulenanordnung zum Zwecke der Erzielung einer gewünschten Kraft auf die Bahn genau steuern zu können.

209852/083*

Claims

Patentansprüche

ΓΐΛ Vorrichtung zum Festklemmen von Bahnmaterial unter Vermeidung einer Bewegung des betreffenden Bahnmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß eine ebene Spulenanordnung (42) mit einer Vorderkantenfläche (46) und einer Leiterspule (54) vorgesehen ist, deren Achse senkrecht zu der Ebene der Spulenanordnung (42) verläuft, daß gegenüber der Vorderkantenfläche (46) der Spulenanordnung (42) eine Druckplatte (70) angeordnet ist, daß eine Trageinrichtung (64,66) vorgesehen ist, die die Spulenanordnung (42) In einem Ruhezustand, in welchem die Vorderkantenfläche (46) von der Druckplatte (70) beabstandet ist, derart trägt, daß die Spulenanordnung (42) nahezu geradlinig in ihrer Ebene zu der Druckplatte (70) hin bewegbar ist, daß Einrichtungen (74,76,68;78,80,82) vorgesehen sind, die ein Magnetfeld erzeugen, welches quer zu der Spulenanordnung (42) und parallel zu deren Achse verläuft, und daß Steuereinrichtungen (108, 118, 144, 146) vorgesehen sind, die durch Abgabe eines Steuerstroms an die Leiterspule (54) auf diese eine Kraft ausüben, welche die Spulenanordnung (42) in eine vordere Position führt, in der die Vorderkantenfläche (46) an der Druckplatte (70) anliegt und an dieser das Bahmmaterial (20) festklemmt.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Magnetfeld erzeugenden Einrichtungen (74,76,68; 78,80,82) Permanentmagneten (74,76,78,80) enthalten, die auf zumindest einer Seite der Ebene getragen sind, in der die Spulenanordnung (42) verläuft«

209832/0834

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Steuerstrom an die Spule (54) abgebenden Steuereinrichtungen eine Einrichtung (118) zur Erzeugung eines Befehlssignals, eine Wandlereinrichtung (150), welche durch die Spulenanordnung (42) gesteuert ein Rückkopplungssignal abgibt, eine Verstärkereinrichtung (144, 146) und eine Einrichtung (152, 142) enthalten, welche ein Befehlssignal und das Rückkopplungssignal dem Eingang der Verstärkereinrichtung (144,146) zuführt , die an die Spule (54) ein Steuersignal abgeben·

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung (150) auf die Geschwindigkeit der Spulenanordnung (42) anspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Befehlssignal gearbeitet wird, das aus einer Vorwärts-Signalkomponente mit einem ersten Bereich, dessen Amplitude von einem Null-Pegel aus ansteigt, und einem zweiten Bereich, dessen Amplitude auf den Null-Pegel absinkt und diesen nahezu konzident mit der Anlage der Spulenanordnung (42) an der Druckplatte (70) erreicht, besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssignal ferner aus einer Rückwärts-Signalkomponente besteht, enthaltend einen ersten Bereich, dessen Amplitude von einem Null-Pegel aus absinkt, und einen zweiten Bereich, dessen Amplitude auf den Null-Pegel ansteigt und diesen nahezu koinzident mit dem Eintreffen der Spulenanordnung (42) in der Ruheposition erreichte

7· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (172, 178) vorgesehen sind, die an die Verstärkereinrichtung (144, 146) ein Vorspannungssignal einer ersten Polarität in dem Fall abgeben, daß die Spulenanordnung (42) sich in der Ruheposition befindet, und die an die Verstärkereinrichtung (144,146) ein Vorspannungssignal einer zweiten Polarität in dem Fall abgeben, daß die Spulenanordnung (42) sich in der vorderen Position befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die das Rückkopplungssignal liefernde Einrichtung (150) eine relativ kleine flache Spule (180) enthält, die an der Spulenanordnung (42) zur Ausführung einer Bewegung mit dieser angebracht ist, daß Einrichtungen (182, 184;186,188) vorgesehen sind, die ein quer zu der kleinen Spule (180) verlaufendes Magnetfeld erzeugen, zu dessen Ebene die betreffende Spule (180) senkrecht verläuft, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die von den Anschlußklemmen der betreffenden Spule (180) das Rückkopplungssignal abnehmen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Spule (180) in einer Ebene liegt, die nahezu senkrecht zu der Ebene der Spulenanordnung (42) verläuft.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (64, 66) der Spulenanordnung (42) eine Vielzahl von Biegeteilen enthält, die zwischen der Spulenanordnung (42) und einem fest angeordneten Grundteil befestigt sind.

209852/OR-U

11. Drucker mit Einrichtungen zum schrittweisen Weiterführen einer Papierbahn längs einer bestimmten Bahn, mit elektrisch betätigbaren Einrichtungen zum Festklemmen der Bahn zwecks Vermeidung einer Bahnbewegung, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch betätigbaren Einrichtungen eine flache stabile Spulenanordnung (42) mit einer Leiterspule (SA) enthalten, deren Achse senkrecht zu der Ebene der Spulenanordnung (42) verläuft, daß Trageinrichtungen (64,66) vorgesehen sind, die die Spulenanordnung (42) für eine nahezu geradlinige Bewegung in einer durch diese festgelegten Ebene tragen, die nahezu senkrecht zu dem Weg der Bahn (20) verläuft, daß zu der Spulenanordnung (42) ausgerichtet auf der der betreffenden Spulenanordnung (42) gegenüberliegenden Seite des Bahnweges eine Druckplatte (70) angeordnet ist, daß Einrichtungen (74,76,68j78,80,82) vorgesehen sind, die ein Magnetfeld erzeugen, welches quer zu der Leiterspule (54) und parallel zu deren Achse verläuft, und daß Steuereinrichtungen (90) vorgesehen sind, die durch Abgabe eines Stromes an die Leiterspule $k ) auf diese eine Kraft ausüben, derzufolge die Spulenanordnung (42) an der Druckplatte (70) in Anlage gelangt lind an dieser die Papierbahn (20) festklemmt·

12. Drucker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein fest angeordnetes Grundteil vorgesehen ist und daß die die Spulenanordnung (42) tragenden Trageinrichtungen (64,66) eine Vielzahl von Biegeteilen enthalten, die zwischen dem Grundteil und der Spulenanordnung (42) befestigt sind.

209852/0834

13. Drucker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

die einen Strom an die Leiterspule (54) abgebenden Steuereinrichtungen (90) eine Einrichtung (118) zur Erzeugung eines Befehlssignals, eine Wandlereinrichtung (150) die durch die Spulenanordnung (42) gesteuert ein Rückkopplungssignal erzeugt, eine Verstärkereinrichtung (144,146) und Einrichtungen (152, 142) enthalten, die das Befehlssignal und das Rückkopplungssignal dem Eingang der Verstärkereinrichtung (144,146) zur Lieferung eines an die Leiterspule (60) abzugebenden Steuersignals zuführen.

14. Drucker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befehlssignal verwendet ist, das aus einer Vorwärts-Signalkomponente besteht. die einen ersten Bereich mit einer von einem Null-Pegel ansteigenden Amplitude und einen zweiten Bereich mit einer Amplitude enthält, die auf den Null-Pegel absinkt und diesen nahezu koinzident mit der Anlage der Spulenanordnung (42) an der Druckplatte (70) erreicht*

15. Drucker nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die das Rückkopplungssignal liefernde Einrichtung (?50) eine an der Spulenanordnung (42) angebrachte Spule (180) enthält, die durch Bewegung mit der Spulenanordnung (42) ein Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal liefert, daß Einrichtungen (182, 184, 186, 188) vorgesehen sind, die ein Magnetfeld erzeugen, welches quer zu der Spule (180) und nahezu rechtwinklig zu deren Ebene verläuft, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die das Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal von den Anschlußklemmen der betreffenden Spule (180) abnehmen»

209852/0854

16. Drucker nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der die Spule (180) liegt, nahezu rechtwinklig zu der Ebene verläuft, in der die Spulenanordnung (42) liegt·

17« Drucker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (108, 172, 178) vorgesehen sind, die selektiv Vorspannungssignale mit erster oder zweiter Polarität an die Verstärkereinrichtung (144, 146) zur Erzeugung von Kräften abgeben, die die Spulenanordnung (42) zu der Druckplatte (70) hin bzw. von dieser weg stoßen.

2098Β7/ΠΒ3/,