DE2360323A1

DE2360323A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung der anschlagstaerke in druckern

Info

Publication number: DE2360323A1
Application number: DE2360323A
Authority: DE
Inventors: Richard Lyman Gilbert; John Gregory Hamilton; Tatsuo Hasegawa; Charles Owen Ross
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1974-07-04
Also published as: US3866533A; IT999367B; CA997208A; DE2360323C2; JPS5318367B2; JPS4991725A; GB1421474A; FR2211880A5

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 wird_r 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 = V_o + AV, wobei V_q = 21.6V ist,

(2) F =-F + AF, wobei F_q = 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 = CAV_c -5- I_B

Substitution der Gleichungen 1 bis 8 nach 9 ergibt:

(10) T = (Rg₀ R₈₁ C (J_Q + aAV + bAF + N)) 4- (R J (V -M +AV) -R_8n (M -P. - Δ F) >

Q OU O

Dies kann in folgende Form gebracht werden:

(11) K_QTAV + 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 (J_o+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 J_Q, 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

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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

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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.

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Claims

P A TENTAN S- J? R Ü C H E

Schaltungsanordnung 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 zu

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bedruckenden 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.

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δ. 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 >

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