DE2608301A1

DE2608301A1 - Vorrichtung zur abstandregelung eines druckkopfes

Info

Publication number: DE2608301A1
Application number: DE19762608301
Authority: DE
Inventors: Leonhard Bader
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1976-02-28
Filing date: 1976-02-28
Publication date: 1977-09-08
Also published as: JPS52106923A; GB1519274A; DE2608301C2; CA1083415A; FR2342163A1

Description

Γ a te Μ ta it ΐίχ 1 dung

yjr.i-ic;;tjj:.g zu:- /[^T₁MDf₁LCLLUG Li..ν; :,-: ι.c;:κοrrr.r

Die Lrfinduruj betrifft eine Vorn' ch Lur. i"; zi.r Pe<.t. lung des Abstancles zwischen einc-i. Auf zti chnur.'istr."· = r und cc-n Drucke!et.cnten eines quer zur Transpcrtri chtun^ ces Auf zei ehnungs trägers bewegbaren Druckkopfes r-it riner Druckkopfabstandfühler.

Eine Vorrichtung der vorgenannten Art ist bereits aus der US-PS 1 358 507 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung gleitet eine fest n:it dem Druckkopf verbundene Rolle in Zeilenrichtung über einen Aufzeichnungsträger. Dadurch wird sichergestellt, daß jeweils ein konstanter Abstand zwischen den Elementen des Druckkopfes und den: Aufzeichnungsträger eingehaltm wird, da bei der Verwendung von unterschiedlich dicken Aufzeichnungsträgern die Dickenunterschiede quasi durch diese Rolle kompensiert werden. Eine der vorgeschriebenen Vorrichtung ähnliche Anordnung ist in der US-PS 3 750 7°-? beschrieben. Im Gegensatz zu der erstgenannten Vorrichtung erfolgt bei dieser Anordnung die Regulierung des Druckkopf abstandes mittels eines Abfül1 fingers, der über ein in Zeilenrichtung gespanntes kammfcrroiges flexibles Fand gefuhrt wird. Der Nachteil der bekannten Vorrichtungen liegt darin, daß durch die Verwendung von Führungsbänriern jeweils ein Teil der zuvor auf den Aufzeichnungsträger gedruckten Information nicht sichtbar ist.

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Ls ist die- Aufgabe der trf indunc;, eine Vorrichtung zur Regelung des Abstandes zwischen einen Aufzeichnungsträger und einem Druckkopf aufzuzeigen, bei dem die vorgenannten Nachteile nicht vorhanden sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daC Hiittels eines durch den Abstandfühler beeinflußbaren Hall-Generator eine Regelspannung erzeugt uiru, die über einen Stellmotor den Druckkopfabstand auf einen Sollwert regelt.

Lei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Verwendung einer Führungsschiene zur Kontrolle des Druckkopfabstandes nicht mehr notwendig, da zur Beeinflussung des Hai 1-Generators der Abstandfühler nur ns it einer sehr geringen Auflagekraft auf den Aufzeichnungsträger gleitet, so daß durch den Abstandfühler der Aufzeichnungsträger weder verschoben noch verletzt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines AusfiihruncjSbeispiels mit Hilfe von Figuren im einzelnen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 eine prinzipielle Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 verwendeten DruckkopfabstandfUhiers mit einen' hai!-Generator;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung des Regelkreises wie er der Vorrichtung gemäß Fig. 1 enthalten ist;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der elektrischer. Wirkungsweise des Regelkreises und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Druckers, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung des Abstandes zwischen einem Aufzeichnungsträger und einem Druckkopf enthalten ist.

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I;.. nach f (.-I ](--r!ÜC-n ν if·! ^ i _ l.rfii. "mv <.i,lu.i. ' U FiJ₀ 1 !,is Ü ii.· einzelner. ! esc!iric!-i-i., ». r. I ·. i i < *; 1 1 ■ -: Zeichnungen j ev/e i Ί s korrespondi eremit. Tt-ilt i;it uc-.v gleichen bezugszeichen versehen sind.

Ger.iäß der Darstellung in Fig. 1 erfolnt der Transport eines oder mehrerer Aufzeichnungsträger iifc-r t:iii ο Transport- bzw. eine Genenl anc-rwal zo "). Cii· Pid h ucs Aufzeichnungsträgers 2 wird durch einr-n Druckkopfabstandfühl er 8 abgefühlt, so dal?., wio in nachf öl fjf rider, noch in; einzelnen b e s c h r i e b e η wird, u η a b h ei η <j i g von u <■ r Stärke des Aufzeichnungsträgers 2 stets ein konstanter Abstand zwischen den 0 ückel en'enten 13 (Fig, 2 und 5) eines Druckkopfes 1 und dem Aufzeichnunqsträger 2 eingehalten wird. Der Druckkopfabs tandfühl er F ist, wie in Fig. 1 prinzipiell angedeutet, an der Stelle 9 so gelagert, dap· bei einer Verschwenkung des oberen Teils des Druckkopfabstandfühlers t nach rechts (Fif. 1) der untere Teil eine Verschwenkung nach links ausführt. Durch eine Feder 10 wird bewirkt, daß der obere Teil des Druckkopf abstandfühl ers stets nit einer leich'ten Auflagekraft von z.B. 20 ρ an dem über die Walze 3 geführten Aufzeichnungsträger 2 anliegt*

Mit dem unteren Teil des Druckkopfabstandfühlers 8 ist ein Magnet 7 verbunden, der auf einen Hall-Generator 6 einwirkt. Der Hall-Generator C ist an einem geeigneten Träger befestigt, an don sowohl der Druckkopf 1 als auch ein Stellmotor A angeordnet ist. Der Druckkopf 1 ist um einen Drehpunkt 11 verschwenkbar, wenn an den Stellmotor Ί noeinnete Signale angelegt werden„ Der Drehpunkt 11 und drr 5 teil motor 4 liegen auf einen- Träger 41 (Fin. 5), der, wie später noch in; einzelnen beschrieben wird, quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 2

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bewegbar ist. Durch die Potation der '..'eile des ^r>tel Ir-otors -'; ureht sich ein mit der Welle befestigter Rolzen C, der ein Außengewinde aufweist, in ein Teil 43, das eine öffnung nit einem Innengewinde aufweist, und das fest mit dem Druckkopf verbunden ist. Durch Rotation der Welle des Stellmotors 4 erfolgt somit ein hineindrehen oder herausdrehen des r.olzcns ί in bzw. aus der". Teil 43, so daß in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Stellmotors der Druckkopf 1 entweder zur Aufzeichnungsträger 2 hin bewegt oder von diesen entfernt w i r c! „

Die Steuerung des Stellmotors 4 zur Regelung des Abstandes des Druckkopfes 1 von dem Aufzeichnungsträger 2 erfolgt mit Hilfe des Kai 1-Generators C.

In Fig. 2 ist der Druckkopfabstandfühler 8 vergrößert dargestellt. Der DruckkopfabstandfUhler 8 weist eine ijffnung 42 auf, durch die einzelne Drucknadeln 13 cos Druckkopfes 1 in bekannter Folge durchgeführt werden können, um auf einem über die Walze 3 geführten Aufzeichnungsträger 2 (Fig. 1) geeignete Informationen aufzudrucken. Mittels einer gegen den Druckkopf abstandfühl er P. wirkenden Feder IC wird sichergestellt, daß dieser r.i t r-intr Ic iciiten Auflagekraft an der Walze 3 bzw» an einem über Liest ijeführten Auf zei chnungstrager anliegt. Jindert sich die Dicke des Aufzeichnungsträgers so wird der DruckkopföLstandfühler 8 um eine Achse verschwenkt, die zwischen zv.ei Führungsteilen 17 und 18 (Fig. 2) angeordnet ist. Dadurch wird das mit dem Druckkopf 1 fixierte Element in Forn. eines Hall-Generators 6 im proportionalen Verhältnis durch den am Druckkopfabstandfühler 8 befestigten Magnet 7 beeinflußt. Die Teile 15 und 14 (Fig. 2) sind, wie bereits gesagt, mit dem Druckkopf 1 fixiert.

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In αies tr ;Viurdnun-j virJ -;,: it U-r : <, 1 1 -Πι-ικ ι ,ι i <■>. ι-.ine Spannung, ;jr. Beispiel zwischen 0,2 und 0,E. V₅ t.rzi-ij'j· ■■. üie ein Maß für nie örtliche Lagu des Druckkopfalstandfühlers 8 in bezug auf den Aufzeichnungsträger darstellt. Ii.i anschließenden wird die Auswertung der durch den Hall-Generator C erzeugten Spannung zur Regelung des Pbstaiulr'. zwischen dem Druckkopf 1 und finer Auf zoi chnungstK-'jtr '.' (Fi-j. 1) bzw. 2a und 2b (Fin. 5) beschrieben „ Der in Fi·:.. J prinzipiell dargestellte Regelkreis zeigt in vereinfachter Forn. die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltunn₀ G er is*. Fij. 3 wird in einer Vergleichsvorrichtung 44 eine Führungsgrüße V· in Form einer durch ein Potentiometer 19 (Fi'j. 4) vorgegebenen Sollspannung mit einer von der i.al !-Generator 6 erzeugten Istspannung verglichen. Das Lrgebnis ist die Regelabweichung X, die einem Sollwerteinstel1 regler 12b, 12c, 12d zugeführt wird, der eine auf den Stellmotor 4 einwirkende Regelgröße Y erzeugt. Dadurch wird in der im vorangehenden beschriebenen Weise eine Veränderung des Abstandes des Druckkopfes 1 bewirkt, die über den Druckkopfabstandfühler 8 wieder auf den Jia 1 !-Generator 6 wirkt, wodurch der in Fig. 3 gestellte Regelkreis geschlossen ist.

Die elektrische Wirkungsweise des in Fig_u 3 in vereinfachter Form dargestellten Regelkreises wird anhand von Fig. 4 erläutert»

über ein Potentiometer 19 wird einem als Proportional/Differential regler ausgebildeten Regler 12a (P/D-Regler) eine Sollwertspannung zugeführt. Die Arbeitsweise bzw. die Charakteristik des P/D-Reglers ΙΓη wird in an sich bekannter K'eise durch lüderstände 22, ?3, 24 und einen Kondensator 25 festgelegt. Die beiden unteren Ausgänge des Hall-Generators in Fig. 4 sind r.iit nasse verbunden, während die beiden oberen Ausgönr·'· über die erwähnten Widerstände und den Kondensator bzw.

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■iber das Po tu η ti υ. et er ut-ί zwei Lindan nt· öufvei sr-η'!er. F'/D-Regler 12a zu -j erführt werden. Wird ein Schalter 22c geschlossen, welcher ύ c η ,iegativeingang des Poolers 1Γ η π.it Masse verbindet, so wird den Regler eine andere Istwertspannung vorgetäuschte Dies führt dazu, daß der Transistor IZc voll durchschalten, wodurch der Motor zum L-eispit;! in Rechts 1 auf ri chtung angetrieben wird. Die Drehrichtung "rechts" bewirkt in diesen Fall ein' A'egschwenken des Kopfes vom Aufzeichnungsträger, r.eendet \;ird diese Wegschwenkbewegung durch einen eingebauten Endschalter 22b, nachdem sich dar Kopf ca_c £ ΐι.η. von: Aufzeichnungsträger entfernt hat« Der endschalter 22b unterbricht dann den Motorstromkreis_u Die '.egschwenkbewegung ist von wesentlicher-] Vorteil, da ein Aufzeichnungsträger durch den 6 mn; breiten Spalt leicht eingeführt werden kann_o Durch das öffnen des Schalters 22a wird der bisherige Regelkreis wieder wirksam. Der Regler erkennt nun sofort, daß der Kopf zum Aufzeichnungsträger geschwenkt werden muß und schaltet den Transistor 12d voll durch, wodurch der i'.otor in Linkslaufrichtung angetrieben wird» Damit si cli trotz des geöffneten Schalters 22b der t-otorstrorkreis schließen kann, ist die Diode 22d vorhanden* Dor Linkslauf des Motors wird beim Sollabstand v/ieder beendet. Wie bereits erwähnt, erzeugt der hier verwendete Hall-Generator eine Spannung zwischen 0,2 und 0,5 V. In dem beschriebenen Beispiel hängt die Größe der von dem hall-Generator erzeugten Spannung von der Lage des Druckkopfabstandfühlers 8 und somit direkt von der Stärke des verwendeten Aufzeichnunnsers ab„

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Das in den. Regler 12a erzeugte Ergebnis wird über einen Widerstand 26 einen: weiteren herkömmlichen Verstärker 12b, der über einen Kondensator 27 und einen Widerstand 28 rückgekoppelt ist, zugeführt. Der Verstärker 12b weist einen positiven und einen negativen Eingang auf. Der positive Eingang ist mit Ilasse verbunden, während der Negativeingang mit den·, vorangehend erwähnten, die Regelabweichung interpretierenden Signal beaufschlagt wird.

Der Ausgang des Verstärkers 12b ist über zwei Transistoren 12c und 12d in allgemein bekannter Weise mit dem Stellmotor 4 verbunden, so daß dieser in Abhängigkeit von der Polarität des erzeugten Signals in Links- oder Rechtsrichtung betrieben werden kann.

Die Versorgungsspannungen für den Stellmotor 4 für Links- und Rechtslauf sind symbolisch durch die beiden Energiequellen 20 und 21 angedeutet. In Abhängigkeit der von dem Hall-Generator 6 erzeugten Spannung und der durch das Potentiometer 19 vorgegebenen Vergleichsspannung erzeugt der P/D-Regler 12a ein Signal, das, nachdem es verstärkt wurde, den Stellmotor 4 in entsprechender Weise entweder in Links- oder Rechtsrichtung antreibt, so daß sich der Druckkopf 1 so in bezug auf den Aufzeichnungsträger 2 einstellt, daß ein konstanter Abstand zwischen den Drucknadeln 13 des Druckkopfes 1 und dem Aufzeichnungsträger 2 entsteht bzw. eingehalten wird. Das Maß dieses Abstandes, der aufrechterhalten werden soll, kann durch die Einstellung des Potentiometers vorgegeben werden.

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ln, folgenden wird anhand Fig. 5 ! eschri r.Len , wie die erf indungsger.iäße Vorrichtung zur Abstandsregelung in einem seriell arbeitenden Nadeldrucker eingesetzt werden kann. In Fig. 5 ist der Druckkopf 1 auf einem quer zur Einzugsrichtung von Aufzeichnungsträgern 2a und 2b beweglichen Träger 41 angeordnet. Die Nadeln 13 des Druckkopfes 1 können durch eine entsprechende Ausnehmung durch den an den Aufzeichnungsträgern 2a, 2b leicht aufliegenden Druckkopfabstandfühler 8 in gewünschter Folge durchgeführt werden. Zwischen den Nadeln 13 und den Aufzeichnungsträgern 2a, 2b ist in bekannter U'eise das Farbband einer Farbbandvorrichtung 29 geführt. Der Träger 41 gleitet über Rollen 38 auf einer Befestigungsstange 36, die zusammen mit der Stange 35 in zwei Seitenteilen 30 und 31 fixiert ist. Die Energieversorgung und Ansteuerung des Druckkopfes sowie der Abstandregel schaltung erfolgt über ein flexibles Leiterband 37 in allgemein bekannter Weise.

Der mit dem Druckkopfabstandfühler 8 verbundene Magnet und der verwendete Hall-Generator sind in Fig. 5 nicht zu sehen, da sie sich räumlich hinter dem Druckkopf 1 befinden. Der Abstand des Druckkopfes 1 wird in der vorangehend beschriebenen deise durch den Stellmotor 4 in Abhängigkeit von der Stärke der Aufzeichnungsträger 2a bzw. 2b geregelt. Der Träger 41 wird durch einen über eine Umlenkrolle 40 geführten Riemen 35 quer zur Einzugsrichtung der beiden Aufzeichnungsträger, das heißt in Zeilenrichtung, transportiert. Der Antrieb des Riemens 35 erfolgt über einen Motor 32, der über einen Antriebsriemen 34 eine Rolle 39 antreibt. Mit Hilfe einer Taktscheibe 33 kann die Positionierung des Trägers bzw. des Druckkopfes 1 vorgenommen werden.

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In Fig* 5 werden hei spi r 1 swei se ;:wc i Λ 'j f 7 r i r !,· r; υ ii -i ■: trüger 2a und 2b, die unterschiedliche Di el.en aufweise!!, fit einer nicht gezeigten Einzugsvorrichtung, zum Beispiel in Form quer zur Walze 3 angeordneten Greifern eingezogen. Her Aufzeichnungsträger 2a kann aus einer Kontokarte und der Auf zei chnungsträger 2b aus einen Sparbuch bestehen. Durch .ien leicht aufliegenden Druckkopfabstandfuhier P wird die Starke der Aufzeichnungsträger ermittelt bzw. festgestellt und in Abhängigkeit von der Stärke erfolgt jeweils über den Hall-Generator, die entsprechenden elektrischen Schaltungen und den Stellmotor 4 die Regelung des Alstandcs zwischen -''^n J-rucknadel η 13 und der Oberfläche des jeweils eiie-sem jtCji.nüLerstehenden Aufzeichnungsträgers auf ein gewünschtes 'ieiß, zui.i Beispiel auf 0,3 mn.

Durch die genaue Regelung des Druckkopfabstandes in der erf indungsgen.äßen Weise wird sichergestellt, daß ohne uie Gefahr einer Beschädigung bzw. einer Verschiebung der Aufzeichnungsträger ein exakter und sauberer Druck erzielt werden kann. Dies ist möglich, da die Drucknadeln 13 stets i.'.it einem konstanten Druck und nach einem konstanten F1u<jweg auf den Aufzeichnungsträger auftreffen.

Da die Druckgeschwindigkeit von Matrixdruckköpfen stark von dem Flugweg der N'adeln abhängig ist, ist außerdem eine einfache Einstellung des optimalen ','adelflugweaes, das heißt der maximalen Druckgeschwindigkeit i.iöglich.

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Claims

Patentansprüche:

I₀ Vorrichtung zur Regelung des Abstandes zwischen, einem Aufzeichnungsträger und den Druckel ei:ienten eines quer zur Transportvorrichtung des Aufzeichnungsträgers bewegbaren Druckkopfes r,:it einen. Druckkopf abs tandfühl er , dadurch ge kennzei ci'i net, daß mittels eines durch den Abstand fühl er (B) beeinflußbaren Hal I-Generators (6) eine Regel spannung erzeugt wird, die über einen Stellmotor (4) den Druckkopfabstand auf einen Sollwert regelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckkopf ein iiadeldruckkopf (1) verwendet wird, der auf einem in Zeilenrichtung bewegbaren Träger (41) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch l.und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der DruckkopfabstandfUhler (S) auf dem durch eine Ualze (3) quer zur Zeilenrichtung transportierbaren Aufzeichnungsträger (2a, 2b) aufliegt und eine öffnung (42) aufweist, durch die Drucknadeln (13) auf den Aufzeichnungsträger angeschlagen werden«

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der örtlichen Lage des Druckkopfabstandfühlers (8) die Lage eines den Hall-Element zugeordneten Magneten (7) bestimmt wird.

5« Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Hall-Generator (C) erzeugte Regel spannung (Istwertspannung) in einem Proportional-Differential regler (12a) mit einer durch ein Potentiometer (19) voreinstellbaren Sollwertspannung verglichen wird und daß das Vergleichsergebnis einem Sollwerteinstel1 regler (12b, 12c) zugeführt wird.

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OBIGiNAL INSPECTED

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6, Vorrichtung nach einer" der vorangehender, rnnι r.ichr , dadurch gekennzeichnet, daß der CoIlwerteinstel1 regler (12h, 12c) den Stellmotor (4) steuert, der entsprechend der AbstandsollWertabweichung den Abstand des Druckkopfes (I) zum Aufzeichnungsträger (2a, 2b) einstellt,,

7 * Vorrichtung nach einem uer vorangehender. Ληsr-r'ichf. , dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Aufzeichnungsträger (2a, 2h) horizontal nittels einer Einzugsvorrichtung eingezogen werden und daß der Druckkopf (1) senkrecht angeordnet ist und zusammen mit dem Druckkopfabstandfühler (8) quer zur Einzugsrichtung bewegt werden.

8c Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Helle des Stellmotors (4) mit den Druckkopf (1) über einen ein Außengewinde aufweisenden Gewindebolzen (5) verbunden ist, der in ein an Druckkopf (1) befestigtes, eine flffnung mit einem Innengewinde aufweisendes Verbindungsteil (43) eingesetzt ist.

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