DE2360323A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung der anschlagstaerke in druckern - Google Patents
Schaltungsanordnung zur steuerung der anschlagstaerke in druckernInfo
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Description
2360323 Böblingen,121 November Ϊ973 ■
heb-oh
Anmelderin: . ; , International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtl. Aktenzeichen; Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: EN 971 046
Schaltungsanordnung zur Steuerung der Anschlagstärke
in Druckern .
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Anschlagstärke in Druckern, vorzugsweise in Zeiiendruckern.
Zum Stand der Technik sei auf die US-Patentschrift 3 172 353 verwiesen,
die am 9. März 1965 ausgegeben wurde, bei der der Arbeitswicklung des Druckhammermagneten für eine Steuerung der Anschlagstärke
eine veränderbare Spannung zugeführt wird.
Die US-Patentschrift 3 183 830 vom 18. Mai 1965 offenbart die
Verwendung von Verzögerungseinrichtungen, die so voreingestellt werden, daß Fertigungstoleranzen zwischen verschiedenen Druckhämmern
ausgeglichen werden können* ·
Ganz allgemein liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Hochgeschwindigkeitsdrucker
derart weiter zu verbessern, daß insbesondere eine gleichmäßigere Druckqualität erzielbar ist. Vor allen
Dingen geht es dabei darum, die Auftreffenergie eines Drückhammers
dadurch veränderbar zu machen, daß man die Breite des den Druckhammermagneten ansteuernden Impulses veränderbar macht. Dabei
lassen sich auch Unterschiede in der Flugzeit von Druckhämmern
kompensieren, indem man die Impulsbreite und die Startzeit
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des so geänderten Impulses zum Antrieb des Druckhammers ändert.
Daraus läßt sich schließlich ableiten, daß es mit der neuen Schaltungsanordnung
möglich sein soll, eine konstante Aufschlagkraft in einem mit Druckhämmern arbeitenden Drucker auch bei unterschiedlicher
Dicke des zu bedruckenden Papiers oder der Formblätter zu erzielen. Dies soll sich auch dann erzielen lassen, wenn Schwankungen
in der Versorgungsspannung auftreten.
Die Art und Weise, wie sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe mit den oben angegebenen Vorteilen lösen läßt, ist in
den beigefügten Patentansprüchen im einzelnen angegeben.
Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 schematisch als Blockschaltbild eine Schaltungs
anordnung zur Steuerung eines Druckers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung der
Impulsbreite für verschiedene Formularstärken bei Aufrechterhalten einer gleichbleibenden Aufschlagskraft
von etwa 9,5 kp;
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehungen
zwischen Impulsbreite, Flugzeit und Spannung der Spannungsquelle für verschiedene Stärken
der Formulare;
Fig. 4 schematisch ein Blockschaltbild der Steuerung
der Anschlagstärke;
Fig. 5 schematisch ein Schaltbild für den Regler für
die Formularstärke und den Mischer für die Analogfunktion in Figur 4;
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■Fig. 6 ein Schaltbild eines Inverterverstärkers, wie er
■ in Figur 4 benutzt wird;
Fig. 7 ein Schaltbild einer Teilerschaltung und Fein-
- einstellung, wie er in dem Analogfunktionsverstärker
und Mischer der Figur 4 benutzt wird;
Fig. 8 schematisch ein Schaltbild eines Impulsbreitengenerators
, wie er in der Schaltung nach Fig. 4 benutzt wird;
Fig. 9 schematisch ein Schaltbild eines Impulsbreiten-Verzögerungsgenerators
mit einer nichtlinearen Abhängigkeit von der Spannung der Spannungsquelle
in Figur 4 und
Fig. 10 einen Impulsbreiten-Verzögerungsgenerator mit
einer nichtlinearen Abhängigkeit von der Spannung für die Formularstärke in Figur 4.
In Fig'i 1 ist ein Hochgeschwindigkeitsdrucker 10 dargestellt, wie
er beispielsweise in der US-Patentschrift 2 993 437 vom 25.7.1961
offenbart ist,,welcher jedoch für eine Verwendung für die vorliegende Erfindung abgewandelt wurde. Eine Typenkettenkassette 11
enthält ein endloses Band 12, an dem eine Anzahl von Zeichentypen 13 befestigt ist, das um voneinander auf Abstand stehende
Räder 14 und.15 herumgelegt ist und sich so längs einer Druckzeile
auf einem Dokument öder Formular bzw. Formularsatz 22 längs einer
Anzahl von Druckpositionen bewegen kann, um einen Druckvorgang auszuführen. Eine Anzahl von Druckhämmern mit Druckhammermagneten
20 ist in den Druckpositionen längs der Druckzeile zum Aufschlag
auf das Dokument 22 und ein Farbband öder Farbtuch 24 gegen ausgewählte
Typen 13 bei deren Vorbeilaufen an den verschiedenen
Druckpositionen vorgesehen. Das Endlosband 12 weist der Taktgabe
dienende Markierungen 16 auf, die durch einen Wandler 18 abgefühlt
werden und Taktsignale erzeugen, die in der Steuerschaltung
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verwendet werden. : · .
Die zu druckende Information wird in einem Druckzeilenpuffer 26
abgespeichert, der durch die üblichen Treiber 28 für die X-Rich-*
tung und die Y-Treiber 30, gesteuert durch den XrRing 32 und den
Y-Ring 33 abgetastet werden, -wie dies in der obengenannten US-Patentschrift
2 993 437 beschrieben ist. Ein Unterzyklusring 34
ist vorgesehen, so daß die Druckpositionen in einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge abgetastet werden können. Verwendet man
einen Unterzyklusring mit drei Stufen, 1, 2 und 3, zum Abtasten
-des Druckzeilenpuffers 26 in der in der obengenannten US-Patentschrift
beschriebenen Reihenfolge, dann können die Stufen 2, 3 und 1 des Unterzyklusringes mit den um eine Position verschobenen
Stufen verwendet werden, um eine Impulssteuerung 40 anzusteuern,
die die tatsächliche Betätigung ausgewählter Druckhämmer gleichzeitig
für jeden Unterzyklus im darauffolgenden Unterzyklus bewirkt. Anstatt eine Druckhammer-Auswahlsteuerschaltung für die
unmittelbare Betätigung der Druckhammer zu benutzen, wird hier
die Druckhammer-Auswahlsteuerschaltung 175 benutzt, um einzelne der Druckhammer-Verriegelungsschaltungen 36 auszuwählen, die über
UND-Torschaltungen 38 mit den verschiedenen Druckhammermagneten
20 verbunden sind. Die UND-Torschaltungen 38 werden durch die Impulssteuerung
40, gesteuert durch den Unterzyklusring 34, in Unterzyklusgrupperi für die tatsächliche Betätigung der Druckhammermagnete
20 durchgeschaltet, die in einem vorangegangenen Unterzyklus ausgewählt wurden. Die Typenkassette 11 kann, wie schematisch
durch die Pfeile angezeigt, zur Anpassung an verschiedene
Stärken der Formulare 22 von den Druckhämmern weg oder auf diese
zu bewegt werden. Ein Regelwiderstand 42 ist vorgesehen, der mit
dem Kassettenmechanismus wirkungsmäßig so verbunden ist, daß er betätigt wird, wenn sich die Kassette auf die Druckhämmer zu oder
von diesen Druckhämmern weg bewegt. .
Fig. 2 zeigt die Impulsbreiten der an die Druckhammermagneten an ^-
gelegten Impulse, wie sie erforderlich sind, um die Anschlagskraft
der Druckhämmer konstant bei einem Wert von 9,5 kp zu halten,
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und zwar für Formulare mit einem, drei und sechs Blättern und bei
verschiedenen Werten der Spannung der Spannungsquelle, die an den Druckhammermagneten 20 liegt. Diese Bedingungen beziehen sich auf
Druckhammermagnete, deren Magnetkerne während des Anliegens des Steuerimpulses nicht in die Sättigung gehen. Das ergibt einen
beträchtlichen Steuerbereich für den Druckhammermagneten, solange dieser erregt ist, so daß damit seine Betriebseigenschaften veränderbar sind. Die Hauptausführungsform sieht eine korrekte kinetische
Energie des Druckhammers vor, die dem Formularsatz zugeführt wirdr um eine im wesentlichen konstante Druckqualität über
den beabsichtigten Bereich der Stärke der Formulare oder Formularsätze
aufrechtzuerhalten. Andere Bedingungen beziehen sich auf
1. die Verringerung von Druckqualitätsschwankungen, die sich aus
schlecht geregelten Stromversorgungsteilen für die Druckhammermagnete
ergeben, :
2. auf Schwankungen in der Ausrichtung der einzelnen gedruckten Zeichen durch dynamische Änderung der Flugzeit des Druckhammers
zur Erzielung einer pichtesteuerung und .
3. Ausrichtfehler im Druck, die durch die Spannungs- oder Strom- >
Schwankungen,der Stromversorgung hervorgerufen werden können.
Figur 3 zeigt in einem Diagramm, welche Werte mit der Schaltung erzielt werden sollen. Die Impulsbreitenkurven FT, F3 und F6 sind
geglättete Darstellungen der in Figur 2 gezeigten Kurven und die
Kurve F3,5 ist aus den Kurven F1, F3 und F6 errechnet worden. Die
Kurve F3,5 stellt einen Mittelwert für die Formularsteuerung dar. Die nachgestellten Ziffern bezeichnen die relative Anzahl der
Formulare eines Formularsatzes. In Wirklichkeit ist die Formularsteuerung in Stufen von 0,025 mm geeicht und kontinuierlich einstellbar, so daß der Impulsbreitengenerator der Impulssteuerung 40
eine jedem Punkt innerhalb des Bereiches zwischen den Punkten A, B, C und D entsprechende Impulsbreite liefern kann.
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Die Betrachtung des Funktionsbereichs A, B, C, D für die Impulsbreite zeigt, daß für eine bestimmte Formularstärke (jede F-Kurve)
die erforderliche Impulsbreite nichtlinear und umgekehrt proportional zur Versorgungsspannung für den Druckhammermagneten ist.
Es zeigt ferner, daß
1. für eine bestimmte Spannung die Impulsbreite eine positive
lineare Funktion der Formularstärke ist, daß aber
2. der diskrete Bereich der Impulsbreiten umgekehrt proportional zu einer bestimmten Spannung ist.
Da die Eingangsenergie für den Druckhammermagneten und damit die
Hammergeschwindigkeit bewußt mit der Einstellung der Formularstärke geändert wird und außerdem sich in unerwünschter Weise
durch SpannungsSchwankungen der Stromversorgung ändert, wird
auch die Hammerflugzeit verändert und es ergibt sich daraus eine veränderliche Beziehung zwischen Druckhammer und Typenelement zum
AuftreffZeitpunkt. Die Kurven für die Flugzeit (FLTM) F1, F3 und
F6 geben die Zeit an zwischen der Erregung des Druckhammermagneten und dem Auf treff en des Druckhammers. Diese Kurven sind in jeder
Hinsicht eine nichtlineare Funktion in bezug auf die Spannung und die Formularstärke»
Es ist dabei erwünscht, die Auftreffdauer in bezug auf die Zeichentypen
13 der Figur 1 konstant zu halten, um eine Fehlausrichtung
während des Druckes zu vermeiden (vergleiche die Auftreffzeitlinie).
Da die tatsächlichen Flugzeiten für jede Gruppe von Bedingungen durch die von den Punkten A, E, G und H begrenzte Fläche
umschrieben wird, muß das Anlaufen der Pulsbreitengeneratorschaltung von jedem Punkt innerhalb dieses Bereiches bis zur Auftreffzeitlinie
verzögert werden, so daß die Ausrichtung der gedruckten Buchstaben konstant gehalten wird.
Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild der Impulssteuerung 40 in Figur 1 für die Verzögerung und Steuerung der Breite der Impulse, die
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i --κ-
zum Betätigen der. Druckhammermagnete 20 und der Druckhammer
dienen.. Eine .Verriegelungsschaltung 44 wird durch einen vom Wandler
18 in Figur.1 kommenden Impuls eingestellt und ein, ,Verzögerungsgenerator
46 wird durch die Verriegelungsschaltung 44 entsperrt und die Verzögerungsdauer ist eine nichtlineare Funktion,
der von der Druckhammerenergieversorgung mit 24 Volt abgegebenen
,Spannung. Während dieser Zeit wird außerdem der Verzögerungsgenerator
48 zurückgestellt. Am Ende.der spannungsgesteuerten Verzögerung
des Verzögerungsgenerators 46 wird der Verzögerungsgenerator 48. entsperrt und die von ihm gelieferte Verzögerung ist eine nichtlineare Funktion der Formularstärke, wie sie sich aus der Einstellung
des RegelwiderStandes 42 ergibt. Wenn der Verzögefungsgenerator
.48 zurückschaltet, dann bewirkt ein Ausgangsimpuls, daß
die Verriegelungsschaltung 44 zurückgestellt.wird und der Verzögerungsdruckzyklus ist beendet und bleibt in Ruhe, bis ein nächster
Synchronisierimpuls vom Wandler 18 eintrifft.
Wenn der Verzögerungsgenerator 48 abschaltet, schaltet er eine von drei ÜND-Torschaltungen 50, 52 und 54 ein, die durch Signale
von dem unterzyklusring 34 aufgetastet werden, um die Impulse für
die Hammerbetätigung einzuleiten. Wird beispielsweise die UND-Tor
schaltung, 50 eingeschaltet, so schaltet sie ihrerseits eine
Verriegelungsschaltung 56 für die Impulsbreite ein, ÜND-Torschaltung
52 steuert in gleicher Weise die Impulsbreiten-Verriegelungsschaltung 58 und die UND-Torschaltung 54 steuert die Impulsbreiten-Verriegelungsschaltung
60. Diese Verriegelungsschaltungen liefern Steuersignale mit genau kontrollierter Breite für die
entsprechenden unterzyklusgruppen der Druckhammer 1, 4, 7 usw.,
2, 5, 8 usw. oder 3, 6, 9 usw., je nachdem, welche der Gruppen der Verriegelungsschaltungen 36 eingestellt sind. Wenn die Verriegelungsschaltung
56 eingeschaltet wird, läuft damit der Impulsbreitengenerator 62 an, der die Breite der dem Druckhammermagneten
1, 4, 7 usw. zugeführten Impulse bestimmt. Die Verriegelungsschaltungen 58 und 60 betätigen die entsprechenden Impulsbreitengeneratoren
64 und 66. Die Breite der von den Impulsbreitengeneratoren 62, 64 und 66 erzeugten impulse hängt νφη zwei
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voneinander unabhängigen Veränderlichen ab und ist in bezug auf
jede dieser Veränderlichen nichtlinear. Die Impulsbreitengeneratoren 62, 64 und 66 werden durch einen Analogfunktionsmischer-
und Verstärkerschaltung 68 gesteuert, die auf die Spannung der 24 Volt-Stromversorgung anspricht und außerdem auf die Einstellung
des Regelwiderstandes 42. Wenn der Impulsbreitengenerator abschaltet, wird die Verriegelungsschaltung 56 zurückgestellt und
der den Druckhammermagneten 1, 4, 7 usw. zugeführte Impuls wird beendet.
In der Praxis ist es wahrscheinlich, daß die erforderliche Impulsbreite
größer ist als der Abstand zwischen den Synchronisierimpulsen. Dieses Problem läßt sich dadurch ausräumen, daß man identische
Gruppen von Schaltungen benutzt, die durch die Generatoren 62, 64 und 66 gesteuert werden, wobei diese Generatoren, gegeneinander
versetzt, durch den Unterzyklusring 34 aufgetastet werden.
Beispielsweise werden die Impulse 1,2 und 3 zum Abtasten des Druckzeilenpuffers 26 in dieser Reihenfolge benutzt, während die
Impulse 2, 3 und 1 in dieser Reihenfolge zum Betätigen der entsprechenden Gruppen der Druckhammermagneten 1, 4, 7; 2, 5, 8 und
3, 6, 9 benutzt werden.
In Figur 5 ist der zur Abfühlung der Formularstärke benutzte Regelwiderstand 42 mit der Basis und dem Kollektor eines Transistors
T1 verbunden, der mit einem Emitterwiderstand 70 einen
Verstärker in Kollektorschaltung zur Pufferung des Regelwiderstandes 42 bildet und die einzelnen Impulsbreitengeneratoren 62,
64 und 66 über Ausgangsklemmen 18a, 18b und 18c ansteuert. Die
Formularabfühlspannung vom Regelwiderstand 42 tritt am Mischerpunkt
A des Mischers 68 mit einer Verstärkung kleiner als 1 auf, während die Versorgungsspannung +V für die Hammermagneten und
die entsprechenden SpannungsSchwankungen dort verstärkt und in
Phase an dem Verstärker .auftreten, der aus Widerstand 72, Transistor
T2 und den parallel geschalteten Widerständen 73, 74 und 75 besteht. Transistor T3 und Widerstand 76 bilden einen Kollektorverstärker
zur Pufferung des Punktes A und dienen der Ansteuerung
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der Klemmen 24a, 24b und 24c.
Figur 6 zeigt einen Inverteryerstärker mit dem Transistor T4, der
einen Korrekturstrom für +V für jeden Impulsbreitengenerator über
die Klemmen 25a, 25b und 25c abgibt, so daßder Detektor nicht
eine Funktion des Ladestromes des Kondensators in dem Generator ist". Die E ingang s impedanz en der angesteuerten Schaltungen stellen
zusammen die Last für diesen Verstärker dar. Die Kondensatoren .
C1 und C2 in Figur 5 bzw.. Figur 6 begrenzen die Schaltungsbandbreite
und verhindern damit Impulsbreitenschwankungen des Impulsbreitengenerators bei raschem Wechsel der Betriebsspannung für
die Drückhammermagneten. Schnelle Änderungen der Betriebsspannung verursachen wegen der magnetischen und mechanischen Integrationswirkung keine merkliehen Wirkungen in der Druckhammerschaltung.
In Figur 7 bilden Widerstände 78 und 79 und Regelwiderstände P1,
P 2 und P3 einen Spannungsteiler und eine Feineinstellung, so daß jeder der Impulsbreitengeneratoren auf dieselbe Zeitdauer eingestellt
werden kann. Diese Generatoren müssen sich über einen
relativ großen Bereich ziehen lassen, .da sie sonst Fehlausrichtungen
der gedruckten Buchstaben hervorrufen würden. Die Druckdichte würde ebenso schwanken, doch Wäre der Einfluß hier relativ
klein. An den Klemmen 28a, 28b und 28c ist eine einstellbare Vorspannung
für die einzelnen Impulsbreitengeneratoren abnehmbar.
Figur 8 zeigt einen Impulsbreitengenerator, beispielsweise den
Impulsbreitengenerator 62 in Figur 4, wobei jeder der Generatoren 62, 64 und 66 identisch aufgebaut ist. Die an der Klemme 28a eingestellte
Vorspannung bestimmt den durch die Leitung B fließenden Strom und damit den durch den Transistor T9 fließenden Strom. Die
Stärke dieses Stromes entspricht dem Unterschied zwischen den Strömen in Widerstand 80 und 81, die eine Funktion von +V bzw.
der Formularstärke sind. Der in der Leitung B fließende Strom hat
einen in der Leitung D fließenden -Strom zur Folge, der jedoch
kleiner ist als der Strom in der Leitung B, da die Stromverstärkung α der Transistoren kleiner als 1 ist. Die bei E auftretende Span-
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nung steht in Beziehung zur Spannung am Punkt J, die eine zusammengesetzte Funktion der Spannung +V und der Formularstärke
ist.
Im Gleichgewichtszustand ist die Klemme 29a positiv und der Transistor
T5 eingeschaltet, so daß der gesamte in der Leitung D fließende Strom über T 5 nach Masse abgeleitet wird und das Potential
am Punkt G etwa O Volt beträgt. Der Transistor T7, die Diode
83 und die Widerstände 84, 85 und 86 bilden einen Halteverstärker,
wobei das Potential am Punkt K ausreichend positiv ist, so daß der
Transistor T8 eingeschaltet und gesättigt ist. Das Potential an der Klemme 35a beträgt +5 Volt.
Wenn die Impulsbreiten-Verriegelungsschaltung 62 eingeschaltet wird, nimmt die Klemme 29a Erdpotential an und der Transistor T5
schaltet ab. Der in der Leitung D fließende Strom wird nunmehr über den Kondensator C3 abgeleitet. Die Masse dieses Stromes
fließt über den Widerstand 84, der restliche Strom reicht jedoch aus, um den Transistor T7 in die Sättigung zu steuern. Der Punkt
K geht auf O Volt über, so daß die Diode 83 in Sperrichtung vorgespannt ist und der Transistor T8 abgeschaltet wird. Der Punkt L
geht auf +5 Volt und der Kondensator C4 wird auf O Volt entladen. Dieser Zustand hält so lange an, bis die ansteigende Spannung am
Punkt G die Spannung am Punkt E erreicht.
Der an der Klemme 35a auftretende negativ gerichtete Impuls stellt
die Impulsbreiten-Verriegelungsschaltung 56 zurück. Die Klemme 29a nimmt ein positives Potential an und Transistor T5 wird eingeschaltet.
Punku G nimmt zwangsläufig das Potential O Volt ah
und der in der Leitung D fließende Strom wird wieder über den Transistor T5 abgeleitet und der Kondensator C3 wird entladen.
Transistor T6 ist als Haltediode geschaltet und schützt Transistor T7 und verkürzt die Erholzeit der Schaltung dadurch, daß ein
hoher Entladestrom über den Kondensator C3 und die Transistoren T5 und T6 fließen kann. Wenn der Transistor T6 nicht länger in
Durchlaßrichtung vorgespannt ist1, wird der restliche Entladestrom
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über die Diode 83 und den Widerstand 85 geliefert.
Ist die^Spannung +V hoch, dann sind die in. den Leitungen B und D
fließenden Ströme ebenfalls relativ hoch und der darüber hinaus im Widerstand 84 fließende Strom ist viel größer, als wenn +D in
der Nähe ihres unteren Eckwertes liegt. Für einen gegebenen Wert der Spannung am Punkt J würde die Spannung am Punkt G bei einem
hohen Wert von +V höher ansteigen als mit einem niedrigeren Wert,
ehe der Transistor T7 abgeschaltet wird. Die tatsächliche Impulsbreite würde dann länger, als vorhergesagt, fortschreitend zunehmen.
Die Spannung an der Klemme 25a nimmt mit zunehmender
Spannung +V zu, so daß der Strom in der Leitung D zunimmt, wobei
der Betrag der Stromzunahme durch den Widerstand 86 abgeleitet wird. In diesem Fall ist der Basisstrom des Transistors T7 keine
Funktion von +V, so daß die Pulsbreitenfunktion nicht beeinflußt wird. ■
Die für die Sättigung des Transistors TIG erforderliche Zeit ist
eine komplexe Funktion . *
1. der Zeit, in der der Kondensator C3 aufgeladen wird, gesteuert
durch den in der LeitungD fließenden Strom, der
eine nichtlineare Funktion zweier unabhängiger'Veränderlicher ist, und
2. der Spannung am Punkt J, die den Punkt E steuert und die
eine lineare Funktion der beiden gleichen unabhängigen Veränderlichen ist. :,
Im folgenden soll nunmehr eine Analyse der Impulsbreite T als eine Funktion der Betriebsspannung V der Spannungsversorgung für
die Druckhammermagneten und der der Formular stärke entsprechen'-den
Spannung F gegeben werden. Die gesamte Diskussion bezieht sich dabei auf Figur 8, die einzelnen Daten sind jedoch Fig.. 3
entnommen. "
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.DATENTABELLE (Bereich ABCD)
Anzahl | der Formulare | 1 | T1 | T3 | 3.5 | T6 | 6 |
V | AV | 1 | .271* | 1. | .5 | 1. | |
21 .6 | 0 | 1 | .110* | 1. | 438 | 1. | 603* |
24.0 | 2.4 | .007* | 1. | 250 | 1. | 388 | |
26.4 | 4.8 | 127 | 2 47 *" | ||||
"* Vergleiche Text
Diese Daten beschreiben drei Datenpunkte auf jeder der drei Kurven in Figur 3, die einen unteren, einen mittleren und einen
oberen Wert für die Stärke der Formulare oder Formularsätze angeben. Die Zeit ist dabei in Millisekunden angegeben. Dazu dienen
die folgenden Gleichungen:
(1) V = Vo + AV, wobei Vq = 21.6V ist,
(2) F =-F + AF, wobei Fq = 1 V und &F = 2.4V
für jedes Formular über 1 hinaus ist
(3) M = eine zu bestimmende Vorspannung. Die Spannung an der Klemme 28a unterscheidet sich dann von der
Spannung M durch den Faktor V für Transistor T9
(4) J = eine Spannung, die unter der Bedingung V=V und F=F bestimmt werden muß .
(5) J=J + aAV + BAF, wobei (a) die Verstärkung der
Spannung Δν und b die Verstärkung für die Spannung AF,
gesehen am Punkt J, ist
(6) Δν = J + N, wobei N eine Spannungskonstante ist, die
die typischen Werte von V und V£ _AT für T10,
V-., „-„ für T5 und AV13-.. für T7 enthält. Δν ist die
Spannungsänderung über dem Kondensator C3 während
der Zeit, in der der Generator aufgetastet ist.
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(7) Ι·η = ((V-M) ν R) - (M-F) ν R01
(8) C = C3 τ α , wobei ot die typische Stromverstärkung der
Transistoren T9 und-T1O in Basisschaltung ist. Dies
ist genau das gleiche wie die Verwendung von I in
den nachfolgenden Gleichungen anstelle yon I1,
(9) T = CAVc -5- IB
Substitution der Gleichungen 1 bis 8 nach 9 ergibt:
(10) T = (Rg0 R81 C (JQ + aAV + bAF + N)) 4- (R
J (V -M +AV) -R8n (M -P. - Δ F)
>
Q OU O
Dies kann in folgende Form gebracht werden:
(11) KQTAV + K1T + K2AV + K3 +K4AF + K5 TAF = 0, wobei
■ (12) K = R01
O 81
(13) K1 = (R81 (V0 -M)-R80 (M-F0)) >
R81
(14) K2 - -aR80C-
(15) K3 = -R80G (Jo+N)
(16) K4 = -bR80C
(17) K5 = R80 τ R81
Durch sukzessive Substitution der mit (*) bezeichneten Werte von
der Datentabelle in Gleichung ti können K Faktoren berechnet
werden, jedoch sind sechs Unbekannte vorhanden. Eine endliche Lösung findet man durch Iteration mit angenommenen Werten von
JQ, solange der Maximalwert von J den Wert (M-I.1D) nicht überschreitet,
um eine Steuerung an der Basis für beide Transistoren T9 und TTO sicherzustellen.
Figur 9 zeigt einen Impulsbreiten-Verzögerungsgeneratör, der in
Abhängigkeit von der Spannung +V für den Druckhammermagneten
arbeitet und dem Verzögerungsgenerator 46 in Figur 4 entspricht.
Der gestrichelt,umrandete Teil 88 dient für diesen Verzögerungs-
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generator genau dem gleichen Zweck wie die Schaltung von Figur 5
für den Verzögerungsgenerator von Figur 8. Der Generator 46 wird
an der Klemme 89 durch die Verzögerungs-Verriegelungsschaltung 44 in Figur 4 entsperrt und das an der Klemme 90 auftretende Aüsgangssignal
dient der Steuerung des nächsten Generators 48 in Figur 4. Die Analyse und Arbeitsweise dieses Generators sind im
Prinzip mit denen für Generator 62 in Figur 8 identisch.
Figur 10 zeigt einen Impulsbreiten-Verzögerungsgenerator 88 von
Figur 4, dessen Funktion von der am Regelwiderstand 42 in Figur 4
abgenommenen Spannung F für die Formularstärke abhängt. Der gestrichelt
umrandete Teil 92 dieser Schaltung hat für diesen Generator dieselbe Funktion wie die Schaltung in Figur 6 für die
Schaltungen in Figur 8 und 9. Die FormularSteuerspannung wird unmittelbar
an der Klemme 18m angelegt. Dieser Generator wird zurückgestellt,
wenn die Klemme 90 ein positives Potential aufweist und der Spannungsfunktionsgenerator in Figur 9 eingeschaltet ist.
Nimmt die Klemme 90 wieder ein negatives Potential an, dann wird der Generator 48 eingeschaltet und nach Ablauf der Verzögerungszeit
tritt an der Klemme 94 ein negativer Impuls auf. Wie in Figur 4 gezeigt, stellt dieser Impuls dann die Verzögerungsverriegelungsschaltung
44 zurück, stellt eine Impulsbreiten-Verriegelung sschaltung 50, 52 oder 54 ein, die durch den Ringzähler 34
ausgewählt wird. Analyse und Arbeitsweise dieses Generators sind im Prinzip identisch mit denen des Generators in Figur 8. Die
Rückstellung des in Figur 10 gezeigten Generators tritt unmittelbar
vor dessen Einschaltung ein und der Transistor T13 muß während des Übergangs zwischen Rückstellen (Klemme 90 positiv) und
Einstellen (Klemme 90 negativ) abgeschaltet gehalten werden. Kondensator 96 und Widerstand 97 stellen sicher, daß Transistor
T11 abschaltet, so daß der Transistor T12 in die Sättigung gehen
kann, bevor der Widerstand 98 die Abschaltung des Transistors T14 zuläßt. Auf diese Weise wird die Basis des Transistors T13 für
diesen Zeitraum gesperrt gehalten. Die normale Wirkung durch Abschaltung
des Transistors T12 und die mögliehe Einschaltung des
en 971 046 409 82 77 06 2 2
Transistors T13 kann dann, am Ende der Verzögerung eintreten/ da
Transistor 14 abgeschaltet oder gesperrt ist. Die Widerstände 99
und 100 liefern an ihrem Verbindungspunkt eine negative ODER-Verknüpfung.
- . . " - ' -
Die kumulativen Verzögerungen der Schaltungen in Figur 9 und 10
bewirken für jeden Punkt innerhalb der von.den Punkten A, E, G und
H in Figur 3 begrenzten Fläche eine Verzögerung, so daß jeder
Druckhammer zum selben Zeitpunkt in bezug auf den Synchrönisierimpuls
zum Abdruck kommt, der die elektrische Taktgabe auf die
mechanische Position der Zeichentypen zurückführt. Bei tatsächlich
ausgeführten Schaltungen liefern die Verzögerungsgeneratoren für
Versorgungsspannung und Formular feststehende Minimumverzögerungszeiten von 50 bzw. 57/5 Mikrosekunden, so daß die gemeinsame Auftreff
zeit 107,5 MikroSekunden später als in Figur 3 gezeigt liegt.
Der spannungsabhängige Verzögerungsgenerator 46 ergibt die notwendige
Verschiebung der Kurve EJG nach der Auftreffzeitlinie.
Der formuiarabhängige Verzögerungsgenerator 48 liefert eine notwendige
Parallelverschiebung jeder parallel zu EJG verlaufenden Kurve zu einer Koinzidenz mit der Kurve EJG.. Diese Verzögerungscharakteristik wird durch die Kurve JKL dargestellt (wie sie auch
aussehen würde, wenn sie gegenüber einem linearen Maßstab für
die Formularstärke abgetragen wäre).
In Betrieb wird der Druckzeilenpuffer 26 in Figur 1 durch die
X-Treiber und Y-Treiber, gesteuert durch den Unterzyklusring 34, abgetastet und liefert für alle möglichen Druckpositionen drei
Unterabtastungen. Die Druckhammer-Auswahlschältung 175 stellt, in Abhängigkeit vom Vergleich zwischen einem im Druckzeilenpuffer
für eine gegebene Druckposition und dem Zeichen auf der Typenkette in dieser Position, die verschiedenen Druckhammer-Verriegelungsschaltungen
36 ein. Die Impulssteuerung 40 schaltet das Ausgangssignal der ausgewählten Verriegelungsschaltungen 36 über'
UND-Torschaltungen .38 zur Auswahl der ausgewählten Druckhammermagneten 20 durch. Die .Impulsdauer der den UND-Torschaltungen 38
über die Impulssteuerung 40 zugeführten Durchschaltimpulse ist
en 971 046 . 40982-77 062 2
dabei eine Funktion der Ausgangssignale des Impulsbreitengenerators
und die Verzögerung der Impulse ist dabei eine Funktion der Verzögerungsgeneratoren 46 und 48 in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung
bzw. der Formatstärke.
Aus der vorangegangenen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen
erkennt man, daß eine neuartige Steuerschaltung für einen Drucker geschaffen wurde, die eine Impulssteuerung benutzt, die
die Taktgabe und Dauer der den Druckhämmern zugeführten Impulse steuert, so daß nicht nur eine konstante Abdruckkraft aufrechterhalten
wird, sondern auch eine gute Ausrichtung der einzelnen Zeichen, unabhängig von Schwankungen der Anzahl oder Stärke der
Formulare (bis zu 6) oder Schwankungen in der Betriebsspannung.
en 971 O46 409 827/0622
Claims (7)
- P A TENTAN S- J? R Ü C H ESchaltungsanordnung zur Steuerung der Anschlagstärke von Druckern mit einem längs einer Druckzelle bewegbaren mit Drucktypen versehenen Typenträger und einer Anzahl mit Drückpositionen ausgerichteten, selektiv zum Abdruck von Zeichen betätigbaren Druckhämmern sowie mit Schaltmitteln zur Auswahl und Betätigung der Druckhammermagneten entsprechend dem Auftreten der Drucktypen in den entsprechenden Druckpositionen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulssteuerung (40; Fig. 4) mit der Auswahlschaltung (26> 30, 32, 33, 34) und den Druckhammermagneten (20) in der Weise verbunden ist, daß damit die Drückhammermagneten mit Impulsen veränderbarer Dauer ansteuerbar sind.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die impulssteuerung (40) sowohl die Dauer der die Druckhammermagnete (20) erregenden Impulse, als auch der AuftrittsZeitpunkt dieser Impulse dynamisch steuerbar ist.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Impulssteuerung (40) die Verzögerung der die Drückhättimermagnete (20) erregenden Impulse im selben Sinne wie die Änderung der Spannung der Spannungsqüelle und die Dauer der Erregung der Druckhammermagnete im umgekehrten Sinne wie die Änderung der Spannung der Spannungsquelle (+V) steuerbar ist.
- 4. Schaltungsanordnung nach /mspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Impulssteuerung (40) für eine im wesentlichen konstante Aufschlagzeit der·Druckhammer die Dauer der die Drückhammermagnete erregenden Impulse und die Verzögerung dieser Impulse entsprechend der Stärke des zuen 971 046 AO 9 82 7/06 2 2bedruckenden Formulars oder FormularSatzes steuerbar ist.
- 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Verriegelungsschaltungen (36) vorgesehen ist, die entsprechend den zu erregenden Druckhammermagneten (20) selektiv einstellbar sind, und daß die Impulssteuerung (40) mit Torschaltungen (38) verbunden ist, die zwischen die Verriegelungsschaltungen (36) und die Druckhammermagnete (20) eingeschaltet sind.
- 6. ' Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssteuerung (40; Fig. 4) eine Impulsbreiten-Verriegelungsschaltung (56, 58, 6O) aufweist, die ausgangsseitig mit den Torschaltungen (38) verbunden ist, daß ein Impulsbreitengenerator (62, 64, 66) vorgesehen ist, der eine nichtlineare Abhängigkeit von der Versorgungs-Spannung und der Formularstärke aufweist, und daß zur Bestimmung der Dauer der die Druckhammermagneten erregenden Ausgangsimpulse der Impulsbreiten-Verriegelungsschaltung (56, 58, 60) diese durch den Impulsbreitengenerator (62, 64, 66) rückstellbar sind.
- 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die impulssteuerung (40) eine Verzögerungs-Verriegelungsschaltung (44). enthält, die über Torschaltungen (50, 52, 54) mit der Impulsbreiten-Verriegelungsschaltung (56, 58, 60) verbunden und durch einen Verzögerungsgenerator (46) mit nichtlinearer Abhängigkeit von der Versorgungsspannung sowie durch einen Verzögerungsgenerator (48) mit nichtlinearer Abhängigkeit von der Formularstärke (42) steuerbar ist, und daß Verriegelungsschaltung (44) , Verzögerungsgenerator (46) und Verzögerungsgenerator (48) in Kaskade geschaltet sind, so daß die Verriegelungsschaltung (44) durch das Ausgangssignal des Formularstärke-Verzögerungsgenerators rückstellbar ist.EN 971 046409 827/062δ. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterzyklusring (34) zur selektiven Erregung der Verriegelungsschaltungen (36) in Gruppen· mit vorbestiiranter Reihenfolge angeschlossen ist, und daß dieser Unterzyklusring außerdem an der Impulssteuerung (40) in einer anderen Reihenfolge angeschlossen ist, um die Verriegelungsschaltungen im nächsten Unterzyklus, in dem sie ausgewählt sind, durchzuschalten >409 82 7/062Ο46
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