DE2404799A1

DE2404799A1 - Steuerschaltung fuer die ausrichtung von druckhaemmern in schnelldruckern

Info

Publication number: DE2404799A1
Application number: DE2404799A
Authority: DE
Inventors: Richard L Gilbert; Michael D Hryck; John Mako
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-03-05
Filing date: 1974-02-01
Publication date: 1974-09-19
Also published as: FR2220385B1; FR2220385A1; US3842736A; IT1003480B; CA981588A; GB1435846A; DE2404799C2; JPS5340421B2; JPS49121444A

Description

Amtl. Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin:

EN 972 059

Steuerschaltung für die Ausrichtung von Druckhämmern in Schnelldruckern

Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine Steuerschaltung für Schnelldrucker und insbesondere für Kettendrucker mit elektromagnetisch betätigten Druckhämmern und einem Motorantrieb für die Typenkette. Bei solchen Druckern ist die genaue Ausrichtung der Druckhammer im AuftreffZeitpunkt von besonderer Bedeutung.

Unterschiedliche Flugzeiten der einzelnen Druckhämmer in einem Kettendrucker, die sich aus Herstellungstoleranzen ergeben, hat man bisher beispielsweise dadurch ausgeglichen oder kompensiert, daß man für jeden Druckhammermagneten und seine Betätigungsschaltung einstellbare Verzögerungsvorrichtungen vorsah, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 183 830 vom 18. Mai 1965 beschrieben sind. In der US-Patentschrift 3 513 774 vom 26. Mai 1970 ist eine Einrichtung beschrieben, durch die zur Taktgabe für die Druckhammer erzeugte Taktimpulse modifiziert werden, um Spannung sSchwankungen und Änderungen der Typengeschwindigkeit auszugleichen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich jedoch allgemein mit der gesteuerten Ausrichtung der Drucktypen in Schnelldruckern. Insbesondere wird dabei die Geschwindigkeit eines Typenträgers in einem Schnelldrucker genau gesteuert, um sich aus Änderungen der Versor-

409838/0691

gungsspannung ergebende Änderungen in der Flugzeit der Druckhammer auszugleichen.

Dabei geht man insbesondere so vor, daß man eine Typenwalze oder eine Typenkette mit Hilfe eines Schrittschaltmotors antreibt und aabei die Frequenz der dem Schrittschaltmotor zugeführten Impulse entsprechend den Änderungen der Versorgungsspannung ändert. Auf diese Weise werden die Auswirkungen von Schwankungen der Versorgungsspannung auf die Flugzeit eines Druckhammers auf einfache und wirksame Weise ausgeglichen.

Man ändert also dabei die Geschwindigkeit des Typenträgers entsprechend den SpannungsSchwankungen der Versorgungsspannung und gleicht damit die Schwankungen in der Flugzeit der Druckhammer aus, die sich aus den Spannungsschwankungen der Druckhammer-Stromversorgung ergibt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, während die unter Schutz zu stellenden, einzelnen erfinderischen Merkmale den beigefügten Patentansprüchen zu entnehmen sind.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht eines Schnell

druckers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine leicht vergrößerte Seitenansicht eines

Druckhammers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaltbild der Motorsteuerschaltung;

Fig. 4 eine Kurve zur Darstellung der Beziehung zwischen

der Versorgungsspannung und der Geschwindigkeit des Typenträgers und

EK 972 059

409838/0691

Fig. 5 Kurven zur Darstellung der Beziehungen zwischen

der Eingangsspannung für den Druckhammer und der Hairanerflugzeit bzw. der Auftreffgeschwindigkeit.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Druckers 10 mit einer endlosen Typenkette 12 dargestellt, die urn auf Abstand stehende Antriebsrollen herumgelegt ist, von denen nur eine Antriebsrolle 14 gezeigt ist. Diese Typenkette dient der Bev/egung einer Anzahl von Drucktypen 16, die auf nach oben stehenden Fingern 18 der Typenkette 12 angebracht sind und mit Hilfe dieser Kette längs einer Anzahl von Druckpositionen längs einer Druckzeile auf einem nichtgezeigten Dokument geführt werden. Die Typenkette 12 weist eine Anzahl von laktmarken 20 auf, die in bezug auf die Zeichentypen 16 einen vorbestimmten Abstand aufweisen und durch einen Wandler 21 abgefühlt werden, wodurch das Arbeiten einer Anzahl von Druckhämmern gesteuert wird, die hier in vereinfachter Form durch den Druckhammer 22 dargestellt sind. Der Druckhammer 22 weist eine Arbeitswicklung 23 auf, die in zeitlicher Übereinstimmung mit der Bewegung der Typenkette 12 über die Drucksteuerung 24 und Leitungen 28 aus einer Stromquelle erregt wird. Die Typenkette 12 wird durch einen Motor 30 angetrieben, der in Wirkverbindung mit der Antriebsrolle 14 steht und wird über eine Motorsteuerschaltung 32 erregt, die ebenfalls über die Leitungen 28 mit der Stromquelle verbunden ist.

Der Motor 3O kann ein Schrittschaltmotor sein, der durch an die Arbeitswicklungen des Motors angelegte Schrittschaltimpulse betätigt wird. Der Schrittschaltmotor 30 kann beispielsweise in der Art aufgebaut sein, wie dies in dem Aufsatz "Characteristics of a Synchronous Conductor Motor" von Arthur E. Snowdon und Elmer W. Madsen in Applications and Industry, März 1962 beschrieben ist. Ein solcher Motor hat eine Geschwindigkeit, die proportional der Frequenz der zugeführten Impulse ist und wird normalerweise im wesentlichen durch Schwankungen im Wert der Versorgungsspannung nicht beeinflußt.

^EN972059 409838/0691

Wie in Fig. 2 gezeigt, kann der Druckhammer 22 einen Anker 34 aufweisen, der an einem Zapfen 35 schwenkbar gelagert ist und einen nach oben weisenden Abschnitt 36 und am oberen Ende zum Anschlag gegen die Zeichentypen 16 eine Hammeranschlagsfläche 38 aufweist. Ein im wesentlichen ü-förmiger Magnetkern 40 v/eist eine Arbeitswicklung 23 auf seinem unteren Schenkel auf, der innerhalb der Wicklung endet, so daß ein hakenförmiger Endabschnitt 42 des Ankers 34 sich in die Wicklung der Spule hinein erstreckt.

In Fig. 3 ist die MotorSteuerschaltung 32 dargestellt, die aus zwei bistabilen Kippschaltungen 42A und 42B besteht, die zusammen in Abhängigkeit von Impulsen aus einem Oszillator 44 als Binärzähler arbeiten. Die Ausgangssignale der Kippschaltungen 42A und 42B werden den ÜND-Torschaltungen 46A, 46Ä, 46B und 46B zugeleitet, die mit den Klemmen A, Ä, B und B des Motors 30 verbunden sind.

Der Oszillator 44 kann von beliebiger Bauart, beispielsweise als Kippschwingungsgenerator aufgebaut sein, und in seiner Schaltung einen Kondensator 48 aufweisen, der aufgeladen und entladen wird und damit die Schwingung liefert und die Schwingungsfreguenz bestimmt. Der Kondensator 48 kann von einer Spannungsquelle her aufgeladen werden, die hier durch einen Transistor 50 dargestellt ist, der über Festwiderstände R15, R18, Regelwiderstand R17 und Leitung 28 mit der Gleichstromquelle verbunden ist. Die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators 48 läßt sich dabei mit Hilfe des Regelwiderstandes R17 einstellen. Der Widerstand R16 und der Kondensator C16 bilden dabei ein stabilisierendes Filter. Die Basis des Transistors 50 ist mit der Stromquelle über ein Vorspannung snetzwerk mit den Dioden D2, D10, D11 und dem Widerstand R19 verbunden. Ein Widerstand R20 ist parallel zu den Dioden geschaltet und diese Schaltung liefert die Basisansteuerung für den Transistor 50.

Ein Sägezahngenerator 52 mit einem Kondensator 53 ist mit der Basis des Transistors 50 über einen Widerstand R21 verbunden, wodurch der Transistor 50 zunächst in seine Sperrichtung vorge-

^EN972059 409838/0691

spannt wird und nur allmählich in seinen leitenden Zustand übergehen kann, so daß sich eine Verzögerung ergibt, bei der der Motor 30 auf seine Sollgeschwindigkeit kommt. Der Sägezahngenerator 52 wird durch Anlegen eines Kettenlaufsignals an der Klemme 54 eingeschaltet. Ein Kettentorschaltsignal wird den UND-Torschaltungen 46A, 46Ä, 46B und 46B zugeführt und steuert die Arbeitsweise des Motors 30 unabhängig vom Oszillator 44.

Ohne Kompensation würde eine 10%ige positive oder negative Änderung des Nennwertes der Spannungsversorgung von 24 Volt Gleichspannung eine Änderung in der Flugzeit des Druckhammers von mehr als 150 Mikrosekunden hervorrufen. Dies hätte eine deutlich sichtbare Fehlausrichtung der Zeichen zur Folge. Würde der Druckhammer 22 zum Zeitpunkt t = 0 betätigt, dann ist die Zeit S , die das Zeichen durchlaufen muß, bevor Berührung mit dem Druckhammer erfolgt, gleich der Kettengeschwindigkeit V_ mal der Hammerflugzeit t_f. Da t_f eine Funktion der Spannung ist, wäre es erwünscht, die Kettengeschwiadigkeit mit der Spannung in der Weise zu ändern, daß S_n mit der Spannung konstant bleibt, da die Taktmarken auf

der Kette, die die Betätigung der Druckhammermagneten einleiten, einen vorgesetzten Abstand in bezug auf das gewünschte Zeichen aufweisen.

Trägt man die Flugzeit über der Spannung auf, dann ist es erwünscht, daß V_n so gewählt ist, daß OS₁VSV₁₃ über einen Spannungsbereich innerhalb annehmbarer Grenzen bleibt. Wenn beispielsweise die Kettengeschwindigkeit V mit der Versorgungsspannung linear schwankt und sich die Flugzeit t^ hyperbolisch mit der Spannung V ändert, erhält man

^SB - ^VB ^fcf ^{= K}1 ^Vf2 * V V

V
wobei K₁ und K Konstanten sind.

Daher wird 6S - 0, oder S ändert sich nicht mit der Spannung ~5v

EN 972 059

4098 38/0691

Gemäß der Erfindung wird zum Antrieb einer Typenkette ein Schrittschaltmotor verwendet mit einer automatischen Kompensation für SpannungsSchwankungen der Versorgungsspannung, die die Ausrichtung eier Druckzeichen beeinflussen. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird beim Druckhammer 22 ein Arbeitsmagnet benutzt. Eine der Eigenschaften eines solchen Druckhammermagneten ist seine hohe Empfindlichkeit in bezug auf die Eingangsleistung. Die Kurven in Fig. zeigen, wie sich die Flugzeit ändert, wenn die Eingangsleistung verändert wird und wie die Auftreffgeschwindigkeit sich mit der Eingangsleistung ändert. SpannungsSchwankungen der Stromversorgung bewirken ebenfalls eine unerwünschte Veränderung der Flugzeit, was zu einer Fehlausrichtung führt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Typenkette 12 durch einen Schrittschaltmotor 30 angetrieben, dessen Geschwindigkeit von der Schrittschaltfrequenz abhängt, die wiederum durch einen spannungsempfindlichen Oszillator 44 gesteuert wird, so daß sich daraus eine der Spannung proportionale Geschwindigkeit für den Motor ergibt.

Wenn die Schaltung 32 eingeschaltet wird, dann liegt die Basis des Transistors 50 über den Sägezahngenerator 52 auf einem positiven Wert, der damit den Transistor 50 sperrt. Wenn die Spannung des Sägezahngenerators abfällt, wird die Steuerung des Transistors 50 von der Basisvorspannungsschaltung mit den Dioden D2, D10 und D11 übernommen. Der Transistor 50 dient als Stromquelle und der Kondensator 48 wird allmählich aufgeladen und, gesteuert durch den Kippschwinger 44, entladen. Die Aufladegeschwindigkeit des . Kondensators 48 wird durch das Dioden-Widerstandsnetzwerk im Basis- und Emitterstromkreis des Transistors 50 bestimmt. Nimmt die Versorgungsspannung zu, dann wird der Transistor 50 durch das Diodennetzwerk schneller eingeschaltet. Das ergibt eine schnellere Aufladung und damit auch eine höhere Schwingungsfrequenz des Oszillators 44. Fällt die Versorgungsspannung ab, tritt das Gegenteil ein. Demgemäß wird also die Geschwindigkeit des Schrittschaltmotors 30 in Übereinstimmung mit dem Wert der Versorgungs-

EK 972 059

409838/0691

spannung gesteuert, an der die Leitungen 28 angeschlossen sind. Wenn somit die Versorgungsspannung abfällt, wodurch der Druckhammer 22 eine längere Flugzeit bekommt, dann wird die Geschwindigkeit des Motors 30 verringert, so daß sich die Typenkette 12 mit etwas geringerer Geschwindigkeit bewegt, wodurch die genaue Ausrichtung des Druckhammers 22 mit den Zeichentypen 16 auf der Druckkette aufrechterhalten wird.

Aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnungen erkennt man, daß durch die vorliegende Erfindung eine verbesserte Arbeitsweise bei Kettendruckern erreicht wird. Schwankungen der Versorgungsspannung, die zuvor durch Erhöhung der Flugzeit des Druckhammers Fehlausrichtungen des Druckhammers und der Zeichentypen bewirkten, werden nunmehr dadurch kompensiert, daß eine entsprechende Geschwindigkeitsänderung des Schrittschaltmotors 30 vorgenommen wird, der die Typenkette antreibt, so daß die Zeichentypen in richtiger Zeitlage mit der Betätigung des Druckhammers ankommen und eine Fehlausrichtung vermieden wird.

EN 972 059

409838/0691

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Steuerschaltung für die Ausrichtung von Druckhämmern in Schnelldruckern mit einem Typenträger und einer Anzahl von Zeichentypen auf diesem Typenträger für eine Bewegung der Typen in verschiedene Druckpositionen längs einer Druckzeile, mit elektromagnetisch betätigten Druckhämmern, die zum Aufschlag auf einem Dokument und ausgewählten Zeichentypen aus einer Stromquelle erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein impulsbetätigter Motor (30) zum Antrieb des Typenträgers (12) dient, und daß eine spannungsabhängige Schaltung variabler Frequenz (44) an dieser Spannungsquelle angeschlossen ist und Impulse zum Antrieb des Motors erzeugt, wodurch durch Spannungsschwankungen hervorgerufene Änderungen in der Flugzeit der elektromagnetisch betätigten Druckhämmer durch entsprechende Geschwindigkeitsänderungen des Typenträgers ausgleichbar sind.

Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindliche Schaltung aus einem Kippschwinger (44) besteht, der über ein Paar bistabile Kippschaltungen (42A, 42B) mit dem Motor (30) verbunden ist.

Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistor (50) mit der Spannungsquelle verbunden ist und damit die Aufladegeschwindigkeit eines Kondensators (48) steuert, der wiederum die Frequenz des Kipps chwinger s (44) be s timmt.

Steuerschaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Sägezahngenerator (52), dessen Ausgangssignal als Vorspannung an der Basis des Transistors (50) liegt und für den Motoranlauf den Basisstromanstieg des Transistors (50) auf ein Maximum verzögert.

EN 972 059 A 0 9 8 3 8 / 0 6 9 1

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabilen Kippschaltungen (42A, 42B) mit dem Motor (30) über logische Torschaltungen (46A, 46Ä, 46B, 46B) verbunden sind.

EN 972 059

409838/0691