DE2404799C2

DE2404799C2 - Steuerschaltung für die Ausrichtung von Druckhämmern in Schnelldruckern

Info

Publication number: DE2404799C2
Application number: DE2404799A
Authority: DE
Inventors: Richard L. Endicott N.Y. Gilbert; Michael D. Endwell N.Y. Hryck; John Vestal N.Y. 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: 1982-04-08
Also published as: JPS49121444A; IT1003480B; FR2220385A1; FR2220385B1; JPS5340421B2; DE2404799A1; CA981588A; GB1435846A; US3842736A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für die Ausrichtung von Druckhämmern in bezug_ auf die Druckspalte 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 Spannungsquelle erregt werden.

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 830 vom 18. Mai 1965 beschrieben sind. In der US-Patentschrift 35 13 774 vom 26. Mai 1970 ist eine Einrichtung beschrieben, durch die zur Taktgabe für die Druckhammer erzeugte Taktimpulse in Abhängigkeit von Geschwindigkeitsänderungen und von Spannungsschwankungen so modifiziert werden, daß Spannungsschwankungen und Änderungen der Typengeschwindigkeit ausgeglichen werden.

Ferner ist aus der US-PS 36 36 867 eine Regelschaltung für Schnelldrucker mit fliegendem Abdruck bekannt in welcher die Geschwindigkeit eines kontinuierlich laufenden Gleichstrommotors zum Antrieb des ständig umlaufenden Typen trägers und der Taktgeberscheibe dadurch geregelt wird, daß die Geschwindigkeit des Motors nach Erreichen seiner Sollgeschwindigkeit durch ständigen Vergleich der Ist-Impulsperiode mit der vorgegebenen Impulsperiode über die Spannungsversorgung des Motors erhöht oder verringert wird. Die vorgegebene Impulsperiode ist durch die Abfallzeit einer monostabilen Kippschaltung bestimmt

Es hat sich aber gezeigt daß der Einfluß von Schwankungen in der Versorgungsspannung für die Druckhammermagnete auf die Flugzeit der Druckhäm mer ganz erheblich ist

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Einfluß durch eine Änderung der Geschwindigkeit des Antriebsmotors für den Typenträger in Abhängigkeit von den Schwankungen der Versorgungsspannung der Hammermagnete soweit als möglich zu beseitigen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Motor zum Antrieb des Typenträgers durch Impulse betätigt wird, deren Frequenz von der Höhe der Spannung der Spannungsquelle abhängig durch eine

jo Steuerschaltung so geändert wird, daß durch Spannungsschwankungen der auch für die Druckhammerbetätigung herangezogenen Spannungsquelle hervorgerufene Abdruckungenauigkeiten durch Anpassung der Typenträgergeschwindigkeit an die spannungsabhängige Flugzeit der Druckhämmer verringerbar sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Dabei zeigt

F i g. 1 eine teilweise Schnittansicht eines Schnelldruckers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; F i g. 2 eine leicht vergrößerte Seitenansicht eines Druckhammers gemäß F i g. 1;

F i g. 3 ein Schaltbild der Motorsteuerschaltung;
Fig.4 eine Kurve zur Darstellung der Beziehung zwischen der Versorgungsspannung und der Geschwindigkeit des Typenträgers und

F i g. 5 Kurven zur Darstellung der Beziehung zwischen der Eingangsleistung für den Druckhammer und der Hammerflugzeit bzw. der Auftreffgeschwindigkeit.

In F i g. 1 ist ein Teil eines Druckers 10 mit einer endlosen Typenkette 12 dargestellt, die um auf Abstand stehende Antriebsrollen herumgelegt ist, von denen nur eine Antriebsrolle 14 gezeigt ist. Diese Typenkette dient der Bewegung 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 Taktmarken 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 3D 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 30 kann ein Schrittschaltmotor sein, der durch an die Arbeitswicklungen des Moiors angelegte Schrittschaltimpulse betätigt wird. Der Schrittschaltmotor 30 kann beispielsweise in der Art aufgebaut sein, wie dies in dem Aufsat? »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 Vei jorgungsspan- nung nickt beeinflußt.

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 U-förmiger Magnetkern 40 weist 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 F i g. 3 ist die Motorsteuerschaltung 32 dargestellt, die aus zwei bistabilen Kippschaltungen 42/4 und 42ß besteht, die zusammen in Abhängigkeit von Impulsen aus einem Oszillator 44 als Binärzähler arbeiten. Die Ausgangssignale der Kippschaltungen 42Λ und 42ß werden den UND-Torschaltungen 46.4, 464. 46ß und 46Zizugeleitet, die mit den Klemmen A. Ä, Bund Bdes Motors 30 verounden 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 Schwingungsfrequenz bestimmt. Der Kondensator 48 kann von einer Spannungsquelle her aufgeladen werden, die hier durch einen Transistor 50 dargestellt ist, der über Festwidersiände R 15, R 18, Regelwiderstand R 17 und Leitung 28 mit der Gleichstromquelle verbunden ist. Die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators 48 läßt sich dabei mit Hilfe des Regelwiderstandes R17 einstellen. Der Widerstand R 16 und der Kondensator C16 bilden dabei ein stabilisierendes Filter. Die Basis des Transistors 50 ist mit der Stromquelle über ein Vorspannungsnetzwerk mit den Dioden D 2, D10, D 11 und dem Widerstand R 19 verbunden. Ein Widerstand Λ 20 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 R 21 verbunden, wodurch der Transistor 50 zunächst in seine Sperrichtung vorgespannt 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 46Λ 46Ä 46ß und 4bB zugeführt und steuert die Arbeitsweise des Motors 30 unabhängig vom Oszillator 44.

5 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

ίο deutliche sichtbare Fehlausrichtung der Zeichen zur Folge. Würde der Druckhammer 22 zum Zeitpunkt f=0 betätigt, dann ist die Zeit Sb, die das Zeichen durchlaufen muß. bevor Berührung mit dem Druckhammer erfolgt, gleich der Kettengeschwindigkeit V_B mal der Hammerflugzeit U Da U eine Funktion der Spannung ist, wäre es erwünscht, die Kettengeschwindigkeit mit der Spannung in der Weise zu ändern, daß Ss mit der Spannung konstant bleibt, da die Taktmarken auf der Kette, die die Betätigung der Druckhammer-

2<> magneten einleiten, einen vorgesetzten Abstand in bezug auf das gewünschte Zeichen aufweisen.

Trägt man die Flugzeit über der Spannung auf, dann ist es erwünscht, daß Vg so gewählt ist, daß öSb/ö Vb über einen Spannungsbereich innerhalb annehmbarer Grenzen bleibt. Wenn beispielsweise die Kettengeschwindigkeit Vb mit der Versorgungsspannung linear schwankt und sich die Flugzeit tr hyperbolisch mit der Spannung V ändert, erhält man

^i(l S_B= V₈I₁ = K_xV^- = _K χ _K

wobei Α', und K₂ Konstanten sind.

Daher wird

ÖS_B öV

oder 5s ändert sich nicht mit der Spannung.

Wie beschrieben wird zum Antrieb einer Typenkette ein Schrittschaltmotor verwendet mit einer automatischen Kompensation für Spannungsschwankungen der Versorgungsspannung, die die Ausrichtung der 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 F i g. 5 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 Fehiausrichtung führt.

Die Typenkette 12 wird 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 proportiona-Ie 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, DlO und DIl 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 Versorgungsspünnung ab, tritt das Gegenteil ein. Demgemäß wird also die Geschwindigkeit des Schrittschaltmotors 30 in Übereinstimmung mit dem Wert der Versorgungsspannung 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.

Hierzu 2 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für die Ausrichtung von Druckhämmern in bezug auf die Druckspalte 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 Spannungsquelle erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (30) zum Antrieb des Typenträgers (12) durch Impulse betätigt wird, deren Frequenz von der Höhe der Spannung der Spannungsquelle abhängig durch eine Steuerschaltung (32) so geändert wird, daß durch Spannungsschwankungen der auch für die Druckhammerbetätigung herangezogenen Spannungsquelle hervorgerufene Abdruckungenauigkeiten durch Anpassung der Typen trägergeschwindigkeit an die spannungsabhängige Flugzeit der Druckhämmer (22) verringerbar sind.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (32) zur Motorimpulserzeugung aus einem Oszillator (44) besteht, der über ein Paar bistabile Kippschaltungen (42/4,42ß,/mit dem Motor (30) verbunden ist.

3. 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 Oszillators (44) bestimmt.

4. 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) maximal verzögert.

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