DE2556015B2 - Steuerschaltung für die Bewegung des Typenträgerschlittens eines Druckers mit rotierendem Typenträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für die Bewegung eines Typenträgerschlittens, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, die bezweckt mit einem rotierenden Typenträger, wie z. B. einem Typenkopf, einem Typenstab oder einer Typenscheibe, eine größtmögliche Ausgangsleistung zu erzielen.
Zum Stanrl der Technik ist zunächst die US-Patentschrift 34 61 235 vom 12. August 1969 zu nennen, bei der ein Seriendrucker mit einer kontinuierlich rotierenden Typenscheibe offenbar ist, die längs der Druckzeile nach jeder Drehung der Scheibe um eine Druckposition fortgeschaltet wird.

Die air. 26. Dezember 1972 ausgegebene US-Patentschrift 37 07 214 zeigt einen Seriendrucker, bei dem die Typenscheibe und der diese tragende Schlitten auf dem kürzesten Weg von einer Position zur nächsten bewegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerschaltung für den den Typenträger tragenden Schlitten eines Seriendruckers zu schaffen, bei dem der Typenträger von einer Position nach der nächsten Position weiter bewegt wird, während gleichzeitig die Arbeitsweise,

d. h. die Bewegung des Schlittens in der Weise gesteuert wird, daß die gewünschte Druckposition erreicht wird, wenn sich der Schlitten mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in der Weise bewegt, daß sich ein fliegender Druck ergibt. Insbesondere soll dabei aber die Geschwindigkeit des Schlittens in einem Seriendrukker so geändert werden, daß sich der Schlitten, der sich mit einer vorbestimmten Maximalgeschwindigkeit bewegt, immer rechtzeitig auf die nächste Druckposition einstellt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird in der im einzelnen in den Patentansprüchen angegebenen Weise gelöst.

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

Fig. 1 schematisch einen Seriendrucker, bei dem die Erfindung verwirklicht werden kann,

Fig.2 ein Geschwindigkeitsdiagramm für die Bewegung eines Schlittens,

Fig.3 eine Tabelle der verschiedenen Schlittengeschwindigkeiten, verglichen mit der Anzahl von Positionen, um die der Typenträger rotiert werden muß zur Darstellung des nächsten Zeichens, wobei der Schlitten dann so bewegt wird, daß der fliegende Abdruck jedesmal mit der gleichen Geschwindigkeit des Schlittens erfolgt

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zur Steuerung eines Seriendruckers gemäß Fig. 1,

Fig.5 eine Kurvenschar von Bewegungskurven entsprechend den verschiedenen Betriebsbedingungen des Sytems in F i g. 3,

F i g. 6 eine Tabelle zur Darstellung der Einspeicherung der einzelnen Bits im Festwertspeicher zur Steuerung des Schlittens gemäß der in F i g. 5 gezeigten Kurvenschar,

Fig.7 eine Schar von Geschwindigkeitskurven für die in F i g. 4 dargestellte Schaltung und

Fig.8 ein Blockschaltbild einer typischen Schaltung für den Block 15 zur Berechnung der zu rotierenden Positionen in F i g. 4.

In Fig. 1 ist ein in seitlicher Richtung bewegbarer oder verfahrbarer Schlitten 1 auf Führungsstangen la und \b gleitend gelagert und trägt eine rotierbare Typenscheibe 2, die über ein Kegelzahnrad 3 angetrieben wird, das mit einem weiteren Kegelzahnrad 4, das auf einer versplinteten Antriebswelle 5 befestigt ist, die durch einen Schrittschaltmotor 6 angetrieben wird, in Eingriff ist. Diese Konstruktion kann durch eLe andere bekannte Konstruktion zum Antrieb eines Typenkopfes ersetzt sein. Der Schlitten 1 wird über einen Zahnriemen oder ein Band 7 über einen Schrittschaltmotor 8 angetrieben. Während des Drückens von Zeichen bewegt sich der Schlitten 1 immer von links nach rechts und kann durch eine entsprechende Steuerung des Schrittschaltmotors 8 angehalten und wieder angefahren werden.

Der Typenträger 2 ist beispielsweise eine Scheibe, die eine Anzahl von Typenelementen trägt, die auf biegsamen Speichen oder Typenfingern 9 angebracht sind. Der Abdruck eines gewünschten Zeichens mittels einer Type auf einem Typenfinger 9 wird dadurch erzielt, daß ein Druckhammer 10 über einen Elektromagneten 11 betätigt wird, die beide auf dem Schlitten 1 befestigt sind. Wenn sich der entsprechende Typenfinger 9 der Druckposition nähert, dann betätigt der Elektromagnet 11 den Druckhammer 10, der mit dem Typenfinger 9 in Berührung kommt und diesen in Berührung mit derii Papier 12 bringt. Eine Taktgeberscheibe 13 rotiert mit der Typenscheibe 2 und erzeugt über ein magnetisches Fühlelement 13a eine Folge von Impulsen zur Steuerung der Arbeitsweise des Druckers mit jeweils einem Impuls für jedes Zeichen und einem Nullpositionsimpuls für jede Umdrehung der Typenscheibe beispielsweise dadurch, daß an der Impulsgeberscheibe 13 ein Zahn fehlt. Die Steuerschaltungen des Druckers können somit jederzeit die Winkelposition der Typenscheibe feststellen.

Bisher bekannte Seriendrucker mit einem Typenkopf oder einer Typenscheibe als Typenträger arbeiten gewöhnlich mit schrittweiser Fortschaltung. Das heißt, daß der den Typenträger tragende Schlitten um eine Zeichenposition weitergeschaltet wird, worauf der Typenkopf oder die Typenscheibe eingestellt und das Zeichen gedruckt wird. Dieser Zyklus wird für das nächste Zeichen wiederholt. Durch die vorliegende Erfindung wird die schrittweise Fortschaltung und Einstellung des Schlittens auf die Druckpositionen verlassen und man geht zum fliegenden Abdruck über. Dabei wird als Schlittengeschwindigkeit eine konstante Geschwindigkeit von 12,7cm/sec oder 50 Zeichen/sec ausgewählt. Der Schlitten 1 läuft dann längs der Druckzelle so lange mit dieser Geschwindigkeit, als es möglich ist, den Typenkopf oder die Typenscheibe in einer Zeit einzustellen, die kleiner ist als die für die Einstellung von einer Druckposition auf die nächste DruckDosition erforderliche Zeit. Ist die Zeicheneinstellzeit größer als die Fortschaltzek, dann wird die Bewegung des Schlittens 1 verlangsamt, so daß die Einstellvorrichtung für den Typenträger, z. B. den Typenkopf oder die Typenscheibe ausreichend Zeit erhält, den Typenkopf oder die Typenscheibe einzustellen, bevor der Schlitten die nächste Druckposition erreicht. Dann wird der Schlitten wieder auf die normale Druckgeschwindigkeit beschleunigt und der Druck kann stattfinden. Fig.2 zeigt ein mögliches Geschwindigkeitsprofil für einen Drucker mit einer maximalen Druckgeschwindigkeit von 50 Zeichen/sec.

Bei dieser Art der Steuerung der Bewegung des Schlittens erhält man eine wesentlich höhere Druckleistung. Dies erfordert aber eine kompliziertere Steuerung. Eine Tabelle oder ein Algorithmus für die Bestimmung der Laufzeit, aufgrund der in Fig.3 dargestellten Tabelle, ist in den logischen Schaltungen des Druckers eingespeichert. Aufgrund der Kenntnis des zu druckenden Zeichens, des soeben gedruckten Zeichens und der Beschleunigung des Schlittens läßt sich das Geschwindigkeitsprofil des Schlittens leicht bestimmen.

Verwendet man einen Schrittschaltmotor als Antriebsquelle für die Bewegung des Schlittens, so läßt sich damit eine genaue Steuerung der Geschwindigkeit erzielen. Alle Geschwindigkeiten werden dadurch erzielt, daß man den Motor über einen Oszillator steuert und durch Abwärts^ählen die Antriebsimpulse ableitet. Dabei hat man eine gleichförmige Beschleunigung und eine gleichförmige Verzögerung ausgewählt, um damit den Umfang der elektronischen Steuerungen möglichst klein zu halten. Die Betätigung eines Druckhammers oder einer Betätigungsvorrichtung für einen Typenträger wird aus einem Zählvorgang der Einzelschritte des Schrittschaltmotors abgeleitet, wenn die erforderliche Verschiebung des Schlittens durchgeführt ist. Da der Abdruck jedesmal bei der gleichen Geschwindigkeit stattfindet, ist für die Flugzeit des Druckhammers bzw. für die Betätigungsdauer der Betätigungsvorrichtung keine Kompensation erforderlich.

Dieses Verfahren zur Erhöhung der Druckgeschwindigkeit kann also nicht nur für einen Drucker unter Verwendung eines Typenkopfes, sondern auch mit jedem anderen Typenträger wie z. B. einem Typenrad cder einer Typenscheibe benutzt werden, bei denen die einzelnen Typen eingraviert sind und unterschiedliche Zeiten zum Einstellen eines Zeichens zum Druck erforderlich sind.

Obgleich F i g. 2 ein gewünschtes Geschwindigkeitsprofil für die erforderliche Verzögerung der Bewegung des Schlittens zeigt, so ergeben sich in der Praxis daraus jedoch drei Probleme. Diese Probleme sind die folgenden:

1. linear verlaufende Geschwindigkeitsabnahmen oder Geschwindigkeitszunahmen lassen sich nicht leicht herstellen;

2. eine veränderbare Zeit t_c ist unerwünscht, da jede Tendenz für Geschwindigkeitsüberschreitung zum Druckzeitpunkt unterschiedliche Geschwindigkeiten ergibt und

3. die verschiedenen Zeitabschnitte, die hier erzeugt werden müssen, stehen in keinem einfachen Verhältnis zueinander, so daß sie schwierig zu erzeugen sind.

Die bevorzugste Antriebsart, in der der Schrittschaltmotor 8 den Schlitten 1 antreibt, besteht einfach darin, dem Schrittschaltmotor die richtige Anzahl von

Fortschaltimpulsen in der gewünschten Zeit zuzuführen. Natürlich muß dies innerhalb annehmbarer Verzögerungs- und Beschleunigungswerte für einen bestimmten Drucker stattfinden. Die tatsächlich ausgeführte Schaltung in Fig.4 verwendet ein Schrittschaltmotor-Antriebssystem, bei dem zwölf Fortschaltimpulse erforderlich sind, um den Schlitten 1 um eine Spalte weiter zu bewegen, d. h. mit 50 Zeichen pro Sekunde maximal, wobei die Taktfrequenz für den Schlittenantrieb 600 Hz beträgt. Treibt man den Schrittschaltmotor mit kleineren Schaltfrequenzen, (300 Hz, 200 Hz oder angehalten) an, dann läßt sich die gewünschte Verzögerung oder Verlangsamung der Bewegung des Schlittens mit einem Minimum an logischen Steuerschaltungen erzielen.

F i g. 5 zeigt eine Kurvenschar für die Zeit, die der Schlitten 1 benötigt, um sich genau um eine Spalte (12 Fortschaltimpulse des Schrittschaltmotors) als Funktion der Anzahl von Zeichen weiterbewegen muß, die ein bestimmter rotierender Typenträger 2 bis zum Druck des nächsten Zeichens rotiert werden muß. Der Maßstab in diesem Diagramm ist einfach die Anzahl der Taktimpulse mal eins, geteilt durch die Taktfrequenz (in diesem Fall 600 Hz). Es ist dies das Verschiebediagramm, bei dem die Zeit über den durch Drehung eingestellten Zeichen in F i g. 7 aufgetragen ist.

Indem man den Schrittschaltmotor 8 für jeden Taktimpuls (1,667 msec) fortschaltet, bewegt sich der Schlitten t kontinuierlich mit 12,7 cm oder 50 Zeichen/sec mit einer Rotation des Typenträgers um 0 bis 3 Zeichen. Soll beispielsweise eine Rotation um 12 Zeichen erfolgen, dann werden die Fortschaltimpulse als Taktimpulse Nummer 2, 5, 8, 11. 14. 17, 19. 21, 23, 24, 25 und 26 ausgewählt. Für die Bewegung des Typenträgers um eine Spalte wird eine mehr als doppelt so lange Zeit verwendet, damit für den Typenträger eine ausreichend lange Zeit zur Verfügung steht, um in Druckposition gedreht zu werden.

Die Impulsintervalle werden für alle Bedingungen derart gewählt, daß a) die Grenzwerte des Motordrehmomentes nicht überschritten, b) annehmbare Werte für die gleichförmige Beschleunigung oder gleichförmige Ver7ögerung erzielt und c) immer zum selben Zeitpunkt (Schritt 0) nach Beendigung der Beschleunigungsphase gedruckt wird, so daß Ausrichtprobleme möglichst klein gehalten werden, wenn der Schlitten nicht präzise angehalten wird. Die dazwischenliegenden Kurven stellen die Impulszahl für eine Rotation des Druckelementes zwischen 3 und 12 Zeichen dar. Man sieht, daß für eine bestimmte Anzahl von Motorschritten je Spalte eine Anzahl der durch Drehung erreichbaren Zeichen und der für die Rotation zur Verfügung stehenden Zeit jedes beliebige Verzögerungsprofil hergestellt werden kann. Dabei müssen Start- und Stoppfolgen vorgesehen sein und eine solche Folge stellt sich immer so dar, als ob 12 Zeichen rotiert werden müssen, so daß beim Start des Druckers eine komplexe Synchronisierung nicht erforderlich ist Unabhängig von der Rotationsstrecke hat der Typenträger rotiert und angehalten, bevor das Zeichen gedruckt wird. Das beim Taktimpuls 7 auf der für eine Rotation um 12 Zeichen bestimmten Kurve angebrachte Sternchen ist der festgelegte Stoppunkt: man sieht daß es zu diesem Zeitpunkt keinen Motorfortschaltimpuls gibt Nach Aufnahme der Stoppanzeige werden zwei Stoppfolge-Fortschaltimpulse abnehmender Frequenz (bei den Taktimpulsen 2 und 5) eintreffen. Wenn eine Startanzeige aufgenommen wird, dann wird die restliche Kurve für eine Rotation um 12 Zeichen durchlaufen, so daß der Schlitten gemäß dieser Ablauffolge beschleunigt wird.

F i g. 5 ist also diejenige Kurvenschar, die bei ihrer Verwirklichung bewirkt, daß der Schlitten unmittelbar nach Anhalten des rotierbaien Typenträgers in -, Druckposition ist. Die Kurven lassen sich durch a) logische Schaltkreise oder b) durch einen Festwertspeicher darstellen, der bei jedem Auslesen anzeigt, wieviel Taktimpulse übersprungen werden, bevor ein Taktimpuls zur Erzeugung eines Schrittschaltmotor-Fortschaltimpulses benutzt wird oder c) einen Festwertspeicher mit 1 Bit pro Speicherposition, welcher durch jeden Taktimpuls fortlaufend adressiert wird, wobei die Schrittschaltmotor-Fortschaltimpulse in einfachster Weise dadurch erzeugt werden, daß beim Auslesen des

i<> Festwertspeichers ein Bit vorhanden ist. Die Ausführungsform c) wird bevorzugt, da die zugehörigen Schaltungen weniger aufwendig sind.

Fig.6 zeigt die Anordnung der Bits (x) in einer Festwertspeichertabelle, die 1 Bit breit und 512 Bits lang ist, obwohl nur 416 Speicherplätze benutzt werden. Die erste Spalte (Anzahl der zu rotierenden Zeichen) wählt den bestimmten, durch aufeinanderfolgender Taktimpulse zu adressierenden 32 Bit umfassenden Abschnitt des Festwertspeichers aus. Eine binäre Gewichtung der

2". Rotationszählwerte 1, 2, 4 und 8 wählt die Festwertspeicheradresse in einem direkten Verhältnis von 1 :32 aus, wie dies durch die Pfeile in Spalte 1 und 2 angezeigt ist. Wird aus dem Festwertspeicher ein Bit (x) ausgelesen, dann bewegt sich der Schrittschaltmotor 8

jo für den Schlitten 1 um einen Schritt. Ein Vergleich der F i g. 5 und 6 zeigt, daß die in F i g. 6 gezeigten Bits (x) jeweils der Beziehung zwischen dem Impuls und dem Motorfortschaltimpuls in den 10 Kurven in Fig.5 entsprechen. Wenn ein externer Zähler den Zählerstand

j-, 12 erreicht hat. wird die Adreßfortschaltung des Festwertspeichers für diese Kurve beendet, und es wird für das nächste zu druckende Zeichen eine neue Startadresse ausgewählt.

Man sieht, daß die letzten drei Impulse jeder Kurve niemals verzögert werden, so daß bei einer abgewandelten Ausführungsform die ersten neun Impulse dem Festwertspeicher entnommen und die letzten drei Impulse über logische Schaltungen eingefügt werden könnten. Damit ließen sich aber die für jede Kurve

4¹J erforderlichen Speicherpositionen im Festwertspeicher auf 24 begrenzen, so daß man mit einem Festwertspeicher von 1 Bit Breite und 256 Bit Länge auskommen könnte. Der Stern bei der Adresse 390 ist das Äquivalent zu demStern auf der Kurve für eine Zeichenrotation von

5n 12 Zeichen in F i g. 5.

F i g. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Block 15 enthält dabei die logischen Schaltkreise für die Steuerung des rotierbaren Typenträgers 2. Dabei wäre ein Register 21 enthalten, indem die Anzahl der Zeichenpositionen des Typenträgerelementes 2 eingespeichert sind, um die dieses zum Drucken des nächsten Zeichens auf ein Signal hin gedreht werden muß, das anzeigt wenn das nächste Zeichen bereitsteht (Signaleo berechnungsende). Block 16 ist ein gemeinsamer Oszillator mit einer Frequenz von 2400 Hz und Block 17 ist ein aus Kippschaltungen bestehender Ringzähler, der bewirkt daß jeder Impuls mit der erforderlichen Frequenz von 600 Hz erzeugt wird. Diese Impulse weden in der gesamten Schaltung für die Taktgabe benutzt

Bei Aufnahme eines Startsignals wird die Startkippschaltung 18 über ein UND-Glied 19 während der

Taktzeit 73 eingestellt. Diese bistabile Kippschaltung bewirkt, daß die Schaltung eine Verschiebung längs der Kurve für eine Rotation von 12 Zeichen wie folgt beginnt: Zur Taktzeit Γ 4 wird der Schrittzähler 20 über das UND-Glied 22 zurückgestellt. Die Auswahl-Sperr-Kippschaltung 23 wird über das ODER-Glied 24 und das UND-Glied 25 eingestellt und der Adreßzähler 26 für den Festwertspeicher wird über das UND-Glied 27 zurückgestellt. Zur Taktzeit Ti wird der Schrittzähler 20 über das UND-Glied 28 auf einen Zählerstand 2 voreingestellt, da der Start, wie aus F i g. 5 zu erkennen, an einem zwei Schritte längs der Kurve 12 verschobenen Punkt beginnt. Eine bistabile Kippschaltung 29 für die Bewegung des Schlittens wird über das UND-Glied 30 und ein ODER-Glied 31 eingestellt. Der Adreßzähler 26 des Festwertspeichers wird über die U N D-Glieder 32 und 33, die ODER-Glieder 34, 35 und 36, und die UND-Glieder 37 und 38 auf die Adresse 390 voreingestellt, während die 1 -Bit- und 2-Bitpositionen des Registers 21 durch die Sperrwirkung der Inverterstufe 40 und der UND-Glieder 41 und 42 nicht nach dem Zähler 26 übertragen werden können.

Zum Zeitpunkt Γ2 wird die Kippschaltung 18 zurückgestellt, doch das vom Adreßzähler 26 kommende Signal kann das UND-Glied 43 nicht durchlaufen, da dieses durch die Inverterstufe 44 gesperrt ist, solange die Kippschaltung 23 für die Auswahlsperre eingeschaltet ist. Zum Zeitpunkt Γ3 wird die bistabile Kippschaltung 23 für die Auswahlsperre zurückgestellt, jedoch wird diesmal über das UND-Glied 45 kein den Schrittschaltmotor fortschaltender Impuls abgegeben, da bei der Adresse 390 aus der Festwertspeichertabelle 46 kein Bit abgegeben wird (vergl. Stern in Fig.6). Der Anlauf der Schaltung ist beendet, die Kippschaltung 29 bleibt eingeschaltet und die Festwertspeicheradresse ist 390, während der Schrittzähler 20 auf den richtigen Wert 2 eingestellt ist.

Solange die Kippschaltung 29 eingeschaltet ist, wird der Adreßzähler 26 für den Festwertspeicher zu jedem Taktzeitpunkt T2 über das UND-Glied 43 weitergeschaltet Das UND-Glied 45 liefert bei jedem Taktzeitpunkt T3 jedesmal dann, wenn am Ausgang der Festwertspeichertabelle 46 ein Bit vorhanden ist, einen Fortschaltimpuls für den Schrittschaltmotor und schaltet den Schrittzähler 20 um einen Schritt weiter. Wenn der Schrittzähler 20 den Wert 12 ereicht, stellt er automatisch auf null zurück. Das zeigt die Beendigung jeder Verschiebeprofilkurve dar und es muß dann zur Aufrechterhaltung einer gesteuerten Geschwindigkeit des Schrittschaltmotors während der nächstfolgenden Taktperiode die nächste Kurve ausgewählt werden. Die Rotationslogik 15 gibt dann über das ODER-Glied 24 vor diesem Zeitpunkt ein Signal »Berechnungsende« ab, wenn noch weitere Zeichen zu drucken sind.

Die Auswahl-Sperr-Kippschaltung 23 wird zum Zeitpunkt Γ4 über das UND-Glied 25 eingestellt Zum Zeitpunkt Ti wird entsprechend der Beziehung zwischen den Spalten 1 und 2 in Fig.6, da die Start-Kippschaltung 18 gesperrt ist, der gesamte Inhalt des Rotationsregisters 2t über die ODER-Glieder 35 und 36 und die UND-Glieder 37,38, 41 und 42 in dem Festwertspeicher-AdreBzähler 26 voreingestellt Wiederum wird durch das UND-Glied 43 kein Fortschaltimpuls für den Zähler durchgelassen, solange die Kippschaltung 23 und die Inverterstufe 44 eingestellt sind. Diese schalten zum Zeitpunkt T3 ab und die ausgewählte Verschiebekurve wird so lange durchlaufen, bis der Schrittzähler 20 erneut über den Zählerstand 12 auf null zurückgeht.

Soll die Bewegung des Schlittens angehalten werden, dann wird die Kurve für 12 Rotationspositionen bis zur Festwertspeicheradresse 390 durchlaufen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Fortschaltimpulse für den Schrittschaltmotor für dauernd gesperrt, bis ein neues Eingangssignal für den erneuten Anlauf der Bewegung des Schlittens eintrifft. Ein Stoppsignal für den Schlitten kann zu jedem Zeitpunkt aufgenommen werden und stellt die bistabile Kippschaltung 47 für das Anhalten des Schlittens unmittelbar ein, doch ist keine weitere Auswirkung zu erwarten, bis der Schrittzähler 20 am Ende einer jeden ausgewählten Kurve auf null geht. In diesem Fall wird die Auswahl-Sperr-Kippschaltung 23 erneut über das ODER-Glied 24 und das UND-Glied 25 eingestellt Da die Auslauffolge für das Anhalten des Schrittschaltmotors längs der Kurve für 12 Rotationspositionen verlaufen muß, sperren das ODER-Glied 34 die Inverterstufe 40 und die UND-Glieder 41 und 42 das Rotationsregister 21 während über die ODER-Glieder 35 und 36 und die UND-Glieder 37 und 38 die der 12 äquivalente Adresse von 384 in den Zähler 26 eingestellt wird. Die Auswahl-Sperr-Kippschaltung 23 arbeitet in der üblichen Ablauffolge und der Festwertspeicher wird weitergeschaltet nach 385, 386 usw. 1st die Adresse bei 390 angekommen, dann werden die Kippschaltungen 29 und 47 über das UND-Glied 48 zurückgestellt, so daß sämtliche Funktionen beendet sind. Der Schrittzähler 20 steht dann in der Zählstellung 2, weil von der Festwertspeichertabelle 46 zwei Bits aufgenommen wurden, so daß die gleichen Bedingungen vorherrschen, wie sie ursprünglich durch die Start-Kippschaltung 18 voreingestellt waren. Kommt ein asynchrones Signal zum erneuten Anlauf der Bewegung des Schlittens an, dann wird die Kippschaltung 29 über UN D-Glied 49 und ODER-Glied 31 zum Taktzeitpunkt Ti synchron eingestellt, so daß der Ablauf wieder längs der Kurve für zwölf Rotationspositionen fortgesetzt wird, so daß ein Anhalten des Schlittens und ein neuer Anlauf beendet sind. Ein Impuls zur Betätigung des Druckhammers 10 ist nicht gezeigt, ist jedoch logisch einem bestimmten Wert des Schrittzählers und einer Taktzeit in der Weise zugeordnet, daß der Hammer ungefähr zu der Zeit auf dem Papier auftrifft wenn der Zähler 20 auf null geht da sich der Schlitten unmittelbar vor oder zu dieser Zeit immer mit genau der gleichen Geschwindigkeit (12,7 cm/s) bewegt unabhängig davon, was für Betriebsarten vorher oder nachher durchgeführt werden.

Fig.7 stellt ein aus der Festwertspeichertabelle 6 entnommenes Geschwindigkeitsprofildiagramm dar. Auf der Abszisse sind, wie in Fig.5, Taktimpulse aufgetragen und es wurde ferner ein Zeitmaßstab hinzugefügt um diese Impulse einer entsprechenden Druckgeschwindigkeit gleichzusetzen (der Kehrwert der für die Bewegung des Motors um zwölf Schritte erforderlichen Zeit). Die Ordinate ist die Geschwindigkeit und es werden hierbei vier diskrete Geschwindigkeitswerte benutzt, nämlich 0,4,23,635 und 12,7 cm/s.

Zum Zeitpunkt TO läuft wegen des Drückens eines vorhergehenden Zeichens der Schlitten 1 immer mit der Geschwindigkeit 12,7 cm/s. Die Steuerschaltung wählt, genau wie dies in Fi g. 5 dargestellt ist, die Taktimpulse von der Abszisse aus. Will man das GeschwindigkeitsprofH für eine beliebige Anzahl durch Rotation zum Abdruck zu bringender Zeichen oder für eine Stoppoder Startoperation zu «rmitteln, beginnt man in der oberen linken Ecke und folgt dem Profil mit der in einem Kreis angegebenen Zahl, die gleich der Anzahl der zu

ίο

rotierenden Zeichen ist (oder Stopp und Start). Die kleinen, längs des Profils angegebenen Zahlen sind die Motorfortschaltimpulse (Ordinate in Fig.5); wenn diese Zahl den Wert 11 erreicht, dann wird die Betätigungsvorrichtung, beispielsweise der Druckhammer, eingeschaltet und der Abdruck erfolgt beim Zählerstand 0 (zwölf Impulse vom Start her). Alle im Bereich A des Diagramms angegebenen Geschwindigkeiten sind tatsächlich 6,35 cm/s, sind hier jedoch getrennt dargestellt, so daß man den einzelnen Kursen zu folgen vermag. Das Stopprofil kann natürlich für jede beliebige Zeitspanne bei der Geschwindigkeit null verweilen, wurde hier jedoch nur kurz gezeigt, damit die Darstellung des erneuten Anlaufs möglich ist.

Jedes Zeichen wird dabei zum Zeitpunkt T = 0 mit einer Geschwindigkeit von 12,7 cm/s gedruckt. Dabei wäre beispielsweise der Druckhammer bei der Taktzeit — 1 betätigt worden, so daß die Flugzeit des Druckhammers in diesem Fall 1,667 ms beträgt, d. h. die Zeit eines Taktimpulses. In jedem Fall ist jedoch die Flugzeit in bezug auf die Abszisse eine Konstante.

Alle möglichen Zeitpunkte für die Betätigung des Druckhammers einerseits und das Auftreffen des Druckhammers (den Druckvorgang) für jede beliebige Anzahl von rotierten Zeichen sind über die Abszisse aufgetragen. Wie bereits erwähnt, findet jeder Abdruck bei der konstanten Geschwindigkeit von 12,7 cm/s statt. Es sei hier darauf verwiesen, daß die Zeitpunkte der Betätigung des Druckhammers und des Abdrucks jeweils unter den Motor-Fortschaltimpulsen 11 und 0 für jede Profilkurve liegen.

Dieser Abschnitt dient nun einer Diskussion der Schaltung des Blocks 15 in F i g. 4 und wie dieser aufgebaut ist. Beim derzeitigen Stand der Technik würde man, wenn dem Drucker ein kleiner Mikroprozessor zugeordnet wäre, diesen zur Berechnung der Anzahl von Zeichenpositionen benutzen, um die das Typenrad, der Typenkopf oder ganz allgemein der rotierbare Typenträger rotiert werden muß. In jedem Fall ist das entsprechende Verfahren, durch das das Typenrad oder der Typenkopf über die erforderliche Strecke in der erforderlichen Zeit gedreht wird, nicht Gegenstand der Erfindung. Für eine vollständige Offenbarung der Erfindung ist jedoch in Fig.8 eine Schaltungsanordnung angegeben, mit der die erforderliche Rotation des Typenträgers berechnet werden kann.

Die hier beschriebene Rotationsberechnung für einen Typenträger mit 24 Zeichen je Umdrehung bei einer bestimmten Höhenlage oder Neigung mit vier solchen Ebenen übereinander mit insgesamt 96 möglichen Zeichen dient hier als Beispiel. Diese Randbedingungen lassen sich verallgemeinern auf eine beliebige Anzahl von Ebenen und jede geradzahlige Anzahl von Zeichen/Umdrehung mit einer Festwertspeichertabelle, deren Länge durch das Produkt der beiden Zahlen gegeben ist Die Zeichen lassen sich dabei in beliebiger Weise ordnen, da in der Tabelle der Ort des Zeichens mechanisch in bezug auf eine Ruheposition, statt in bezug auf den Zeichencode selbst angegeben ist Zur Berechnung dient ein Zahlensystem, dessen Basis gleich der Hälfte der Zeichen je Umdrehung des Typenträgers ist

Fig.8 ist eine schaltungsmäßige Ausführungsform des in Fig.4 benutzten Blockes 15. Ein zu druckendes Zeichen müßte zunächst über eine Dateneingangsleitung ankommen und ein ein aufgenommenes Zeichen anzeigendes Signal würde einerseits die Dateneingangsleitung nach dem Register 50 für das nächste Zeichen durchschalten und außerdem die Zeichenabtast-Kippschaltung 51 einstellen und das Festwertspeicher-Adreßregister 52 auf null voreinstellen. Dies würde zur Taktzeit TD erfolgen, einem der Taktsignale TA bis TD, die beispielsweise von einem mit 500 kHz bis 1 MHz schwingenden Oszillator kommen. Die Tabellensuch-Vergleichsschaltung 53 vergleicht ständig das im Register 50 eingespeicherte Zeichen mit dem über das Adreßregister 52 in der Festwertspeichertabelle 54

ίο ausgewählten Zeichen und gibt bei Übereinstimmung ein entsprechendes Signal ab.

Während jeder Taktzeit TA prüft ein UND-Glied 55 während des Tabellensuchvorgangs auf Gleichheit der miteinander zu vergleichenden Zeichen und bei positivem Ergebnis wird die das Ende des Tabellensuchvorgangs anzeigende bistabile Kippschaltung 56 eingestellt. Wenn die Vergieichsstufe 53 ein ungleiches Ergebnis anzeigt, dann wird auf die Taktzeit TC übergegangen und das Adreßregister 52 des Festwert-Speichers wird über ein UND-Glied 57 um 1 erhöht. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das nächste zu druckende Zeichen, das im Zeichenregister 50 eingespeichert ist, auch in der Tabelle 54 aufgefunden ist, so daß dann zum Zeitpunkt TA über das UND-Glied 55 die das Ende des Tabellensuchvorgangs anzeigende Kippschaltung 56 eingestellt wird. Zum Zeitpunkt TB wird über ein UND-Glied 58 die Zeichenabtastkippschaltung 51 zurückgestellt, so daß als Ergebnis die Festwertspeichertabelle 54 das richtige Ausgangssignal liefert, das dem tatsächlichen Ort des nächsten zu druckenden Zeichens auf dem Typenträger 2 in bezug auf eine Ruhelage oder eine Grundstellung anzeigt. Diese Position wird durch eine zwischen 0 und der halben Anzeige der Zeichen pro Umdrehung liegende Zahl beschrieben sowie durch eine 0 oder eine 1, die anzeigt, welche halbe Umdrehung zu dem Zeichen führt und wenn mehrere Zeilen von Zeichen oder mehrere Ebenen von Zeichen vorhanden sind (z. B. auf einem Typenstab oder einem Typenkopf) eine entsprechende für die Auswahl der Ebene bestimmte Ziffer.

Während ein Impuls das UND-Glied 58 durchläuft, wird die Rechenschaltung eingestellt und liefert das gewünschte Ergebnis. Soll der die Zeichenposition anzeigende Zähler 71 rückwärts geschaltet werden, dann liefert die Vergleichsstufe 59 ein Signal »niedrig« und die entsprechende, dafür bestimmte Kippschaltung 60 wird über ein UND-Glied 61 eingestellt. Die Verriegelungsschaltung 62 enthält eine Anzeige dafür, in welcher Halbumdrehung das zu druckende Zeichen

so liegt und dies wird mit der entsprechenden Hälfte für das nächste Zeichen aus der Tabelle 54 des Festwertspeichers im Exklusiv-ODER-Glied 63 verglichen, das dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die beiden Hälften ungleich sind. Sind sie ungleich, dann wird das UND-Glied 64 entsperrt so daß dadurch der Zähler 21 auf die Zahl der Grundstellung von Zeichen in Ui Umdrehung eingestellt und die Kippschaltung 65 eingestellt wird. Sind die beiden gleich, dann wird das UND-Glied 66 über die Inverterstufe 67 aufgetastet so daß der Zähler 21 auf 0 voreingestellt wird. Während dieses gleichen Taktintervalls wird die der Rotationsberechnung zugeordnete Kippschaltung 68 eingestellt und die Verriegelungsschaltung 69 für eine Rotationsbewegung im Gegenuhrzeigersinn wird entsperrt Sie bleibt gesperrt wenn das Exklusiv-ODER-Glied 70 ebenfalls gesperrt ist da die beiden Kippschaltungen 60 und 65 im gleichen Betriebszustand sind oder ist eingestellt wenn das Exklusiv-ODER-Glied 63 entsperrt ist da sich die

Kippschaltungen 60 und 65 in entgegengesetzten Betriebszuständen befinden.

Während der nächsten Taktzeit TC wird die Kippschaltung 56 für das Ende des Tabellensuchvorgangs zurückgestellt und die Rotationsberechnung beginnt. Es sei in diesem Zusammenhang darauf verwiesen, daß die Rotationsrichtung, die in kürzester Zeit zu dem nächsten zu druckenden Zeichen führt, bereits vorherbestimmt ist, da eine Umdrehung oder Rotation im Uhrzeigersinne dann erfolgt, wenn die Verriegelungsschaltung 69, die eine Rotation im Gegenuhrzeigersinne anzeigt, gesperrt ist.

Während der ersten und jeder weiteren Taktzeit TC wird die Berechnung dann beendet, wenn die Anzahl der im Zähler 71 für die Grundstellung eingespeicherte Zahl gleich der Ortszahl ist, die am Ausgang der Tabelle 54 des Festwertspeichers auftritt. Die Gleichheit wird durch das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 59 angezeigt, die sofort das UND-Glied 72 durchschaltet und unmittelbar das das Ende der Berechnung anzeigende Signal darstellt, das vom Block 15 in F i g. 4 verarbeitet wird.

Bis zu dem Zeitpunkt, in dem die UND-Bedingungen am UND-Glied 72 befriedigt sind, entsperren aufeinanderfolgende Taktzeiten TA über das UND-Glied 73 die UND-Glieder 74, 75, 76 und 77 und schalten die Zähler 21 und 71 je nachdem, ob die entsprechenden, der Steuerung dienenden Kippschaltungen 60 und 65 gleiche oder unterschiedliche Betriebszustände aufweisen, um jeweils einen Zählschritt vorwärts oder rückwärts.

Wenn die Bedingungen am UND-Glied 72 befriedigt sind, dann enthält der die Ordnungszahl der Grundstellung enthaltende Zähler 71 den tatsächlichen Ort des nächsten zu druckenden Zeichens (das nunmehr das derzeitige Zeichen wird), und die Kippschaltungen 60 und 65 werden zurückgestellt, falls sie eingestellt sind. Die Polaritäts-Halte-Verriege'ungsschaltung 62 wird entsperrt und nimmt den Ort einer Halbumdrehung des nächsten Zeichens aus der Tabelle 54 des Festwertspeichers auf, die nunmehr ebenfalls zum Ort des derzeitig verarbeiteten Zeichens wird und damit die beiden Informationselemente, die für die Steuerung des den Schlittenantrieb bewirkenden Schrittschaltmotors in Fig.4 erforderlich sind, dann enthält der Zähler 21 in F i g. 8 die aus der Grundstellung heraus erforderlichen Bewegungswerte, und das das Ende einer Berechnung anzeigende Signal zeigt den Steuerschaltungen in Fig.4 an, daß nunmehr die Geschwindigkeit des Schrittschaltmotors wie programmiert entsprechend dem im Zähler oder Register 21 liegenden Rotationswert gesteuert werden soll.

Es sei wiederum darauf hingewiesen, daß die hier ausgeführte Schaltung auf einer Zahl mit duodezimalcr Basis aufgebaut ist, da das hier benutzte bestimmte Typenelement 24 Zeichen je Umdrehung aufweist, jedoch läßt sich die Schaltung auch auf jede andere geradzahlige Anzahl von Zeichen je Umdrehung einrichten.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für die Bewegung des Typenträgerschlittens längs einer Druckzeile in einem Druckwerk mit einem rotierenden Typenträger mit einer Anzahl auf dem Typenträger angebrachter Typen, die wahlweise in Druckposition einstellbar sind, sowie mit einer Betätigungsvorrichtung, die eine in Druckposition befindliche Type auf dem Aufzeichnungsträger zum Abdruck bringt und mit einer Antriebsvorrichtung für den Schlitten, dadurch gekennzeichnet,,

daß eine Steuerstufe (15, 21) zur Bestimmung der Anzahl der Schritte vorgesehen ist, um die der Typenträger (2) auf dem Schlitten (1) bewegt werden muß, damit das nächste zu druckende Zeichen in Druckposition kommt,

daß fsrner zum Antrieb des Schliuen-Einstellmotors (8) ein Impulsgenerator (16,17) und eine Steuerung (26, 46, 54, 59, 71) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Anzahl der Schritte, um die der Typenträger bewegt werden muß, selektiv das Anlegen der Impulse des Impulsgenerators (16, 17) an den Antrieb (8) in der Weise steuern, daß der Schlitten zum Zeitpunkt des Abdruckes des nächsten Zeichens auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (15,21,26,46; 50, 53, 54, 59, 74) selektiv für eine unterschiedliche Beschleunigung des durch die Impulse betätigten Antriebs in der Weise steuerbar ist, daß für jede Beschleunigung eine entsprechende vorbestimmte Folge von Fortschaltimpulsen auswählbar ist.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuervorgang eine Impulsfolge aufweist, die den Schlitten (1) auf die gleiche vorbestimmte Endgeschwindigkeit beschleunigt.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung für den Abdruck eines Zeichens jeweils an einem vorbestimmten Punkt jeder Steuerimpulsfolge auslösbar ist.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einen Festwertspeicher (46) enthält, dem für jede in Frage kommende Anzahl von Schritten des Typenträgers (2) bis zur Einstellung des nächsten zum Abdruck bestimmten Zeichens eine der dafür erforderlichen Beschleunigung auf die gleiche Geschwindigkeit des Schlittens beim Abdruck des Zeichens entsprechende von den Impulsen des Impulsgebers (16, 17) abgeleitete Fortschaltimpulsfolge für den Schlittenantrieb entnehmbar ist.

fi. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel zur Bestimmung der Anzahl der zum Abdruck des nächsten Zeichens erforderlichen Gehritte des Typenträgers mit dem Festwertspeicher verbunden sind und dementsprechend die Auswahl der dem Festwertspeicher entnehmbaren Fortschaltimpulsfolge für den Schlittenantrieb steuern.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der in dem Festwertspeicher abrufbaren Fortschaltimpulsfolgen einen vorbestimmten Geschwindigkeitsprofil für den Schlittenantrieb entspricht und daß die Schaltmittel zur Bestimmung der Anzahl der zum Abdruck des nächsten Zeichens erforderlichen Schritte des Typenträgers über einen Decodierer mit dem Festwertspeicher verbunden sind.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der Impulsgenerator (16, 17) zur Abgabe von Fortschaltimpulsen über ein UND-Glied (45) mit dem Schlittenantrieb (8) verbunden ist, und daß dieses UND-Glied (45) durch die aus dem Festwertspeicher auslesbaren Signale auftastbar ist