DE2608301C2 - Vorrichtung zur Regelung des Abstandes eines Druckkopfes von einem Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

c) daß ein Stellmotor (4) vorgesehen ist der ab- tung, bei der die Aufzeichnungsträgerdicke mittels eines hängig von dem vom Hallgenerator(6) ermittel- 25 Fühlers abgetastet und nachfolgend der Druckspalt auf ten Meßwert den Druckkopf in seinem Abstand die richtige Distanz eingestellt wird. Die Vorrichtung zum Aufzeichnungsträger (2) verändert und ei- wird jedoch bei einem Kettendrucker verwendet und ist nen konstanten Abstand einstellt für eine kontinuierliche Abtastung ungeeignet, da der

Fühler gegen den Hammeranschlagdruck wirken müß-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 te, der sich zudem mit der Dicke des Aufzeichnungsträ -zeichnet, daß die Fühlervorrichtung (8) am Druck- gers verändert kopf(l)bzw.dessenTräger(41)angeordnetist Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, gekennzeichnet, daß der Hebel der Fühlervorrich- bei der eine Beschädigung des Aufzeichnungsträgers tung (8) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, des- 35 durch die Fühlvorrichtung bei kontinuierlicher Abtasen eines Ende am Aufzeichnungsträger (2) anliegt stung vermieden wird und eine laufende präzise Ab- und der an seinem anderen Ende den Magneten (7) Standsregelung erfolgt

trägt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch durch eine Vorrichtung mit dem Merkmal des Kennzeigekennzeichnet, daß der Drehpunkt (9) des Hebels 40 chens des Patentanspruchs 1.

der Fühlervorrichtung (8) sowie der Hallgenerator Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Füh-

(6) am Träger (41) angebracht sind und der Träger lervorrichtung nicht starr für eine Bewegung mit dem

(41) in Richtung zum Aufzeichnungsträger (2) hin Druckkopf angeordnet übt nur eine geringe Kraft auf

schwenkbar ist. den Aufzeichnungsträger aus und regelt motorgetriebe-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 45 ne Einstellmittel, die eine konstante positive Antriebs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus- kraft zur Bewegung des Druckkopfes in beiden Richtungangssignal des Hallgenerators (6) einem Regelsy- gen, nämlich zum Aufzeichnungsträger hin und von diestem (12a, t2b, \2c) zugeführt und dort mit einer sem weg liefert. Es erfolgt somit keine kraftschlüssige, Bezugsspannung verglichen wird und daß das Regel- sondern formschlüssige Positionierung des Druckkopsystem (12a, 12Z>, YIc) den Stellmotor (4) derart ein- 50 fes bezüglich des Aufzeichnungsträgers.

stellt, daß das Ausgangssignal des Hallgenerators (6) Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen

in einer vorbestimmten Beziehung zur Bezugsspan- Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnung gehalten wird. net.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen zeichnet, daß in dem Regelsystem (12a, 12Z>, 12c^ein 55 Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Potentiometer (19) vorgssehen ist, dessen Einstel- die Zeichnung näher erläutert In diesen zeigt

lung die Bezugsspannung bestimmt. F i g. 1 eine seitliche Prinzipdarstellung der Vorrich-

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden tung gemäß dem Ausführungsbeispiel,

Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schalter F i g. 2 eine Perspektivdarstellung der in F i g. 1 ver-

(22a/ bei dessen Betätigung der Stellmotor (4) den 60 wendeten Fühlervorrichtung mit einem Hallgenerator, Druckkopf (1) in einen geeigneten Abstand (6) von F i g. 3 ein Prinzipschaltbild der Regelung, wie sie im

einer Druckunterlage (3) bewegt, um ein Einlegen Zusammenhang mit der Vorrichtung der F i g. 1 vereines neuen Aufzeichnungsträgers (2) zwischen die wendet wird,

Druckunterlage und den Druckkopf (1) zu erleich- Fig.4 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der elek-

tern. 65 trischen Wirkungsweise der Regelung nach F i g. 3 und

F i g. 5 eine perspektivische Darstellui.g eines Druk-

kers, bei dem die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand der F i g. 1 bis 5 im einzelnen beschrieben, wobei in allen Zeichnungen jeweils korrespondierende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Gemäß der Darstellung in F i g. 1 erfolgt der Transport eines oder mehrerer Aufzeichnungsträger über eine Transport- bzw. eine Gegenlagerwalze 3. Die Dicke des Aufzeichnungsträgers 2 wird durch einen Druckkopfabstandfühler 8 abgefühlt, so daß, wie im nachfolgenden noch im einzelnen beschrieben wird, unabhängig von der Stärke des Aufzeichnungsträgers 2 stets ein konstanter Abstand zwischen den Druckelementen 13 (F i g. 2 und 5) eines Druckkopfes 1 und dem Aufzeichnungsträger 2 eingehalten wird. Der Druckkopfabstandfühler 8 ist, wie in F i g. 1 prinzipiell angedeutet, an der Stelle 9 so gelagert, daß bei einer Verschwenkung des oberen Teils des Druckkopfabstandiiihlers 8 nach rechts (Fig. I) der untere Teil eine Verschwenkung nach rechts (Fig. 1) der untere Teil eine Verschwenkung nach links ausführt. Durch eine Feder 10 wird bewirkt, daß der obere Teil des Druckkopfabstandfühlers stets mit einer leichten 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 6 ist an einem geeigneten Träger befestigt, an dem sowohl der Druckkppf 1 als auch ein Stellmotor 4 angeordnet ist. Der Druckkopf 1 ist um einen Drehpunkt 11 verschwenkbar, wenn an den Stellmotor 4 geeignete Signale angelegt werden. Der Drehpunkt 11 und der Stellmotor 4 liegen auf einem Träger 41 (F i g. 5), der, wie später noch im einzelnen beschrieben wird, quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 2 bewegbar ist. Durch die Rotation der Welle des Stellmotors 4 dreht sich ein mit der Welle befestigter Bolzen 5, der ein Außengewinde aufweist, in ein Teil 43, das eine öffnung mit einem Innengewinde aufweist, und das fest mit dem Druckkopf 1 verbunden ist Durch Rotation der Welle des Stellmotors 4 erfolgt somit ein Hineindrehen oder Herausdrehen des Bolzens 5 in bzw. aus dem Teil 43, so daß in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Stellmotors der Druckkopf 1 entweder zum Aufzeichnungsträger 2 hin bewegt oder von diesem entfernt wird.

Die Steuerung des Stellmotors 4 zur Regelung des Abstandes des Druckkopfes 1 von dem Aufzeichnungsträger 2 erfolgt mit Hilfe des Hall-Generators 6.

In Fig.2 ist der Druckkopfabstandfühler 8 vergrößert dargestellt Der Druckkopfabstandfühler 8 weist eine öffnung 42 auf, durch die einzelne DrucKnadeln 13 des Druckkopfes 1 in bekannter Folge durchgeführt werden können, um auf einem über die Walze 3 geführten Aufzeichnungsträger 2 (F i g. 1) geeignete Informationen aufzudrucken. Mittels einer gegen den Druckkopfabstandfühler 8 wirkenden Feder 16 wird sichergestellt, daß dieser mit einer leichten Auflagekraft an der Walze 3 bzw. an einem über diese geführten Aufzeichnungsträger anliegt. Ändert sich die Dicke des Aufzeichnungsträgers, so wird der Druckkopfabstandfühler 8 um eine Achse verschwenkt, die zwischen zwei Führungsteilen 17 und 18 (F i g. 2) angeordnet ist. Dadurch wird das mit dem Druckkopf 1 fixierte Element in Form eines Hall-Generators 6 im proportionalen Verhältnis durch den am Druckkopfabstandfühler 8 befestigten Magnet 7 beeinflußt. Die Teile 15 und 14 (Fig.2) sind, mit dem Druckkopf 1 fixiert.
In dieser Anordnung wird somit der Hall-Generator 6 eine Spannung, zum Beispiel zwischen 0,2 und 0.5 V. erzeugen, die ein Maß für die örtliche Lage des Druckkopfabstandfühlers 8 und damit für die Dicke der Aufzeichnungsträger darstellt Im anschließenden wird die Auswertung der durch den Hall-Generator 6 erzeugten Spannung zur Regelung des Abstandes zwischen dem Druckkopf 1 und einem Aufzeichnungsträger 2 (F i g. 1) bzw. 2a und Ib (F i g. 5) beschrieben. Der in F i g. 3 prinzipiell dargestellte Regelkreis zeigt in vereinfachter Form die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltung. Gemäß F i g. 3 wird in einer Vergleichsvorrichtung 44 eine Führungsgröße W in Form einer durch ein Potentiometer 19 (Fig. 4) vorgegebenen Sollspannung mit einer von dem Hall-Generator 6 erzeugten Istspannung verglichen. Das Ergebnis ist die Regelabweichung X, die einem Sollwerteinstellregler 126, 12c, \2d 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 Hall-Generator 6 wirkt, wodurch der in F i g. 3 gestellte Regelkreis geschlossen ist

Die elektrische Wirkungsweise des in F i g. 3 in vereinfachter Form dargestellten Regelkreises wird anhand von F i g. 4 erläutert

Über ein Potentiometer 19 wird einem als Proportional/Differentialregler ausgebildeten Regler 12a (P/D-Regler) eine Sollwertspannung zugeführt. Die Arbeitsweise bzw. die Charakteristik des /VD-Reglers 12a wird in an sich bekannter Weise durch Widerstände 22,23,24 und einen Kondensator 25 festgelegt. Die beiden unteren Ausgänge des Hall-Generators in Fig.4 sind mit Masse verbunden, während die beiden oberen Ausgänge über die erwähnten Widerstände und den Kondensator bzw. über das Potentiometer dem zwei Eingänge aufweisenden P/D-Regler 12a zugeführt werden.

Das in dem Regler 12a erzeugte Ergebnis wird über eine·. Widerstand 26 einem weiteren herkömmlichen Verstärker 126, der über einen Kondensator 27 und einen Widerstand 28 rückgekoppelt ist, zugeführt. Der Verstärker 126 weist einen positiven und einen negativen Eingang auf. Der positive Eingang ist mit Masse verbunden, während der Negativeingang mit dem vorangehend erwähnten, die Regelabweichung interpretierenden Signal beaufschlagt wird.

Der Ausgang des Verstärkers 126 ist über zwei Transistoren 12cund 12c/in allgemeiner bekannter Weise mit dem Stellmotor 4 verbunden, so daß dieser in Abhängigkeit von der Polarität des erzeugten Signals in Linksoder 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.

Zum Abheben des Druckkopfes wird ein Schalter 22a geschlossen, welcher den Negativeingang des Reelers

12a mit Masse verbindet. So wird dem Regler eine andere Istwertspannung vorgetäuscht. Dies führt dazu, daß der Transistor 12c voll durchschaltet, wodurch der Motor zum Beispiel in Rechtslaufrichtung angetrieben wird. Die Drehrichtung »rechts« bewirkt in diesem Fall 5 ein Wegschwenken des Kopfes vom Aufzeichnungsträger. Beendet wird diese Wegschwenkbewegung durch einen eingebauten Endschalter 22b, nachdem sich der Kopf ca. 6 mm vom Aufzeichnungsträger entfernt hat. Der Endschalter 22b unterbricht dann den Motorstromkreis. Die Wegschwenkbewegung ist von wesentlichem Vorteil, da ein Aufzeichnungsträger durch den 6 mm breiten Spalt leicht eingeführt werden kann. 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 12</ voll durch, wodurch der Motor in Linkslaufrichtung angetrieben wird. Damit sich trotz des geöffneten Schalters 22b der Motorstromkreis schließen kann, ist die Diode 22d vornanden. Der Linkslauf des Motors wird beim Sollabstand wieder 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 Aufzeichnungsträgers ab.

Im folgenden wird anhand F i g. 5 beschrieben, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abstandsregelung in einem seriell arbeitenden Nadeldrucker eingesetzt werden kann. In F i g. 5 ist der Druckkopf 1 auf einem quer zur Einzugsrichtung von Aufzeichnungsträgern 2a und 26 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 Weise 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 Abstandregelschaltung erfolgt über ein flexibles Leiterband 37 in allgemein bekannter Weise.

Der mit dem Druckkopfabstandfühler 8 verbundene Magnet und der verwendete Hall-Generator sind in F i g. 5 nicht zu sehen, da sie sich räumlich hinter dem Druckkopf 1 befinden. Der Absiand des Druckkopfes ί so wird in der vorangehend beschriebenen Weise 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 41 bzw. des Druckkopfes 1 vorgenommen werden.

In F i g. 5 werden beispielsweise zwei Aufzeichnungsträger 2a und 2b, die unterschiedliche Dicken aufweisen, mit einer nicht gezeigten Einzugsvorrichtung, zum Beispiel in Form quer zur Walze 3 angeordneten Greifern eingezogen. Der Aufzeichnungsträger 2a kann aus einer Koniokarte und der Aufzeichnungsträger 2b aus einem Sparbuch bestehen. Durch den leicht aufliegenden Druckkopfabstandfühler 8 wird die Stärke 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 Abstandes zwischen den Drucknadeln 13 und der Oberfläche des jeweils diesem gegenüberstehenden Aufzeichnungsträgers auf ein gewünschtes Maß, zum Beispiel auf 0,3 mm.

Durch die genaue Regelung des Druckkopfabstandes in der erfindungsgemäßen Weise wird sichergestellt, daß ohne die Gefahr einer Beschädigung bzw. einer Verschiebung der Aufzeichnungsträger ein exakter und sauberer Druck erzielt werden kann. Dies ist möglich, da die Drucknadein 13 stets mit einem konstanten Druck und nach einem konstanten Flugweg auf den Aufzeichnungsträger auftreffen.

Da die Druckgeschwindigkeit von Matrixdruckköpfen stark von dem Flugweg der Nadeln abhängig ist, ist außerdem eine einfache Einstellung des optimalen Nadeflugweges, das heißt der maximalen Druckgeschwindigkeit möglich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung Patentansprüche: des Abstandes eines Druckkopfes von einem Aufzeich nungsträger gemäß dem Oberbegriff des Patentan-

1. Vorrichtung zur Regelung des Abstandes eines Spruchs 1.

Druckkopfes von einem Aufzeichnungsträger wäh- 5 Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der

rend seiner Bewegung in Zeilenrichtung mit einer DE-OS 2339630 und der DE-OS 2246 243 bekannt

auf dem Aufzeichnungsträger gleitenden Fühlervor- Dabei ist am Druckkopf ein Andruckschuh oder eine

richtung, wobei der Druckkopf abhängig von der Andruckrolle angebracht, die mittels einer Feder gegen

von der Fühlervorrichtung ermittelten Dicke des die Druckunterlage gedrückt werden, so daß bei einge-

Aufzeichnungsträgers senkrecht zum Aufzeich- io legtem Aufzeichnungsträger der Andruckschuh bzw.

nungsträger verschiebbar ist, dadurch ge- die Andruckrolle gegen den Aufzeichnungsträger

kennzeichnet, drückt Dies erfolgt mit einer erheblichen Kraft, so daß

gerade beim Einführen eines Aufzeichnungsträgers

a) daß die Fühlervorrichtung (8) als Hebel ?usge- aber auch während des EJruckens die Gefahr einer Bebildet und in Richtung zum Aufzeichnungsträ- is Schädigung besteht Bei der Vorrichtung gemäß DE-OS ger (2) hin schwenkbar gelagert ist und an die- 22 46 243 wurde deshalb über dem Aufzeichnungsträger sem mit sehr geringer Auflagekraft anliegt, ein Führungsstreifen angeordnet, auf dem der Andruck-

b) daß die Fühlervorrichtung (8) in Abstand von schuh bzw. die Andruckrolle gleitet Dies erschwert jeihrem Drehpunkt (9) einen Magneten (7) trägt, doch zusätzlich das Einführen des Aufzeichnungsträder mit einem am Druckkopf (1) oder in be- 20 gers, ohne daß unerwünschte Abdrucke auf dem Aufstimmter räumlicher Zuordnung zu diesem an- zeichnungsträger, insbesondere bei Verwendung von geordneten Hallgenerator (6) zusammenwirkt selbstdurchschreibendem Material verhindert werden, und Die DE-OS 24 44 758 beschreibt zwar eine Vorrich-