DE2556015C3 - Steuerschaltung für die Bewegung des Typenträgerschlittens eines Druckers mit rotierendem Typenträger - Google Patents
Steuerschaltung für die Bewegung des Typenträgerschlittens eines Druckers mit rotierendem TypenträgerInfo
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- DE2556015C3 DE2556015C3 DE2556015A DE2556015A DE2556015C3 DE 2556015 C3 DE2556015 C3 DE 2556015C3 DE 2556015 A DE2556015 A DE 2556015A DE 2556015 A DE2556015 A DE 2556015A DE 2556015 C3 DE2556015 C3 DE 2556015C3
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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 Stand 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.
Zum Stand 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 am 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.
α Aufgabe der Erfindung ist es, eme 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,
F i g. 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,
Fig. 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 dor Einspeicherung der einzelnen Bits im Festwertspeicher zur
Steuerung des Schlittens gemäß der in F i g. 5 gezeigten Kurvenschar,
F i g. 7 eine Schar von Geschwindigkeitskurven für die in F i g. 4 dargestellte Schaltung und
F i g. 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 angetr°ben wird, in Eingriff ist. Diese Konstruktion kann durch eine andere
bekannte Konstruktion zum Antrieb eines Typenkopfes ersetzt sein. Der Schlitten 1 -.vird 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 U den Druckhammer 10, der mit dem
Typenfinger 9 in Berührung kommt und diesen in Berührung mit dem 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 Winkelnosition 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 12,7 cm/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 Fortschaltzeit, 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. F i g. 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 Abwärtszählen 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
j"> 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 emes Typenkopfes, sondern auch mit jedem anderen Typenträger wie z. B. einem Typenrad
oder einer Typenscheibe benutzt werden, bei denen die einzelnen Typen eingraviert sind und unterschiedliche
Zeiten zum Einstellen eines Zeichens zum Druck erforderlich sind.
Obgleich Fig. 2 ein gewünschtes Geschwindigkeitsso
profil 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 tc 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 Schrittschallmotor 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-An- ■,
triebssystem, 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 kleine- m ren 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.
Fig. 5 zeigt eine Kurvenschar für die Zeit, die der ii
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 >ii
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. 2r>
Indem man den Schrittschaltmotor 8 für jeden Taktimpuls (1,667 msec) fortschaltet, bewegt sich der
Schütter 1 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 jo 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 j-,
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
Verzögerung erzielt und c) immer zum selben Zeitpunkt (Schritt 0) nach Beendigung der Beschieunigungsphase
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 5(1 und der für die Rotation zur Verfügung stehenden Zeit
jedes beliebige Verzögerungsprofii hergestellt werden
kann. Dabei müssen Start- und Stoppfoigen 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 Ablauffolgc beschleunigt wird.
Fig. 5 ist also diejenige Kurvenschar, die bei ihrer
Verwirklichung bewirkt, daß der Schlitten unmittelbar nach Anhalten des rotierbaren 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 Festwertspeichers ein Bit vorhanden ist. Die Ausführungsform
c) wird bevorzugt, da die zugehörigen Schaltungen weniger aufwendig sind.
F i g. 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 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
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 Zähierstand 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
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 12 Zeichen in Fig.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 (Signalberechnungsende).
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 Γ3 eingestellt. Diese bistabile Kippschaltung
bewirkt, daß die Schaltung eine Verschiebung längs der Kurve für eine Rotation von 12 Zeichen wie folgt
beginnt: Zur Taktzeit 7~4 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 UND-Giieder 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 Inverter- zo
stufe 40 und der UND-Glieder 41 und 42 nicht nachdem Zähler 26 übertragen werden können.
Zum Zeitpunkt 7~2 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 F i g. 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 eingeschalte·, ist, wird
der Adreßzähler 26 für den Festwertspeicher zu jedem Taktzeitpunkt T2 über das UND-Glied 43 weiterge- w
schaltet. Das UND-Glied 45 liefert bei jedem Taktzeitpunkt Γ3 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 Rot2t!ons!Q"!k 15 "ibt 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 TA über das UND-Glied 25 eingestellt Zum Zeitpunkt TX 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 21 über die ODER-Glieder 35 und 36 und die UND-Glieder 37, 3S, 41 und 42 in dem
Festwertspeicher-Adreßzähler 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 Γ3 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
Festwertspeichenidresse 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. Ist 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 UND-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 Schrillzählers und einer Taktzeil 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.
F i g. 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 dis 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 7"0 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 F i g. 5 dargestellt ist die Taktimpulse
von der Abszisse aus. Will man das Geschwindigkeitsprofil für eine beliebige Anzahl durch Rotation zum
Abdruck zu bringender Zeichen oder für eine Stoppoder Startoperation zu ermitteln, beginnt man in der
oberen linken Ecke und folgt dem Profil mit der in einem Kreis angegebenen Zahl, die gleich der Anzahl der zu
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 Kurven
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 ciii/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-Fortsehaltimpulsen 11 und 0 für jede Profilkurve liegen.
Dieser Abschnitt dient nun einer Diskussion der Schaltung des Blocks 15 in Fig. 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 F i g. 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 lasser, sich verallgemeinern auf eine beliebige Anzahl
von Ebenen uiid 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 F i g. 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 Zcichenabtast-Kippschaltung
51 einstellen und das Festwertspeicher-Adreßregister 52 auf null voreinstellen. Dies würde zur
Taktzeit 7"D erfolgen, einem der Taktsignale TA bis TD,
ο die beispielsweise von einem mi! 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
Ii positivem Ergebnis wird die das Ende des Tabellensuchvorgangs
anzeigende bistabile Kippschaltung 55 eingestellt. Wenn die Vergleichsstufe 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 SO 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 Rechenschaitung 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 M 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 '/2
■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 s 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
Verriegelungsschallung 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-Verriegelungsschaltung 62 wird entsperrt und nimmt den Ort einer Halbumdrehung des
nächsten Zeichens aus der Tabelle 54 des Festwertspeiehers 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
Γ 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 duodezimaler
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)
1. Steuerschaltung für die Bewegung des Typenträgerschiittens 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 ferner zum Antrieb des Schlitten-Einstellmolors
(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 dpr 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.
6. Steuerschaltung nacn Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel zur Bestimmung
der Anzahl der zum Abdruck des nächsten Zeichens erforderlichen Schritte 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 Forlschalümpulsfolgen einen vorbestimmten Geschwindigkeitsprofil für den Schlit
tenantrieb 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.
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Free format text: ABITZ, W., DIPL.-ING.DR.-ING. MORF, D., DR. GRITSCHNEDER, M., DIPL.-PHYS. FRHR. VON WITTGENSTEIN, A., DIPL.-CHEM. DR.PHIL.NAT., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN |
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