DE2642031C3 - Typenscheibendrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Typenscheibendrucker der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Typenscheibendrucker sind allgemein bekannt. Derartige Drucker können nach der Drehrichtung der Typenscheibe oder nach der Laufrichtung des Schlittens in verschiedenen Kategorien unterteilt werden.

Teilt man diese Drucker danach ein, wie sich die Typenscheibe dreht, so gehören zu einer ersten Gruppe solche, in denen sich die Typenscheibe mit gleichbleibender Geschwindigkeit dreht und zu einer zweiten Gruppe solche, bei denen sich die Typenscheibe intermittierend dreht. Bei Druckern der ersten Gruppe erfolgt der Druck, wenn der Hammer die umlaufende Typenscheibe trifft. Die Drehung der Typenscheibe wird nicht jedesmal gestoppt, wenn ein Zeichen

gedruckt wird.

Bei Druckern der zweiten Gruppe wird die Typenscheibe auf die gewünschte Druckposition gedreht und dann gestoppt Während des Drückens dreht sich die Typenscheibe nicht

Drucker können aber auch nach der Bewegung des Schlittens unterteilt werden. Bei einigen Druckern wird die Querbewegung des Schlittens jedesmal gestoppt, wenn der Druck erfolgt Bei anderen Druckern bewegt

ίο sich der Schlitten auch in dem Moment, in dem gedruckt wird. Bei beiden Typen kann sich das Rad während des Drückens drehen oder nicht Bei einigen Druckern, bei denen sich der Schlitten mit einer festgelegten Geschwindigkeit beim Drucken bewegt, wird der Schlitten zwischen den Druckpositionen verlangsamt bzw. gestoppt, um der umlaufenden Typenscheibe Zeit zu geben, sich auf das gewünschte Zeichen zu bewegen.

In folgenden Patenten sind Drucker mit einer umlaufenden Typenscheibe beschrieben.

Das US-Patent 34 6t 235 zeigt einen Typenscheibendrucker mit konstant sich drehendem Rad. Der Schlitten stoppt in jeder Druckposition.

Das US-Patent 37 07 214 zeigt einen Typenscheibendrucker mit separater Steuerung für die Typenschei- be und den Schlitten. Die Typenscheibe und der Schlitten bewegen sich um die kürzeste Strecke zur nächsten gewählten Position. Typenscheibe und Schlitten stoppen \n jeder Druckposition. Das US-Patent 33 56 199 beschreibt einen Drucker mit rotierender Typenscheibe, die sich konstant dreht Die Typenelemente auf der Typenscheibe weisen eine spezielle Spiralenkonfiguration auf. Der Schlitten bewegt sich ebenfalls mit konstanter Geschwindigkeit, die mit der Bewegung der Typenscheibe so synchroni siert ist, daß das gewünschte Zeichen in jeder Druckposition gedruckt werden kann.

Das US-Patent 37 42 845 zeigt in F i g. 11 einen Trommeldrucker mit einer konstant sich drehenden Trommel. Es wurde vorgeschlagen, diese Trommel auf einem Schlitten zu montieren, der in jeder Druckposition stoppen müßte, damit die umlaufende Trommel Zeit hat, sich auf das gewünschte Zeichen zu drehen.

Das US-Patent 37 94 150 zeigt einen Trommeldrukker mit einem Schritttransportschlitten. Der Schlitten stoppt in jeder Druckposition, bis sich die Trommel auf die gewünschte Stelle gedreht hat.

Die britische Patentschrift 14 03 629 bezieht sich auf eine variable Geschwindigkeitssteuerung eines in Zeilenrichtung bewegbaren Druckkopfschlittens. Bei

so Vorhandensein von codierten Druckinformationen in ersten und zweiten Speicherstufen sind Signale ableitbar, durch die ein für den Schlittenantrieb verwendeter Schrittmotor zur Erreichung einer höheren Geschwindigkeit beaufschlagt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Typenscheibendrucker anzugeben, bei dem unter Ausnutzung physikalischer Gegebenheiten seiner Bauteile wie größtmögliche Beschleunigung bzw. Abbremsung die Druckleistung optimiert wird.

Diese Aufgabe wird in vorteilhafter Weise erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die mechanische Charakteristik der Antriebsmotoren ^Γ·'τ den Schlitten und die Typenscheibe und anderer zugehöriger mechanischer Bauteile legt bestimmte physikalische Grenzen für Höchstgeschwindigkeiten,

größte Beschleunigung und größte Abbremsung fest. Durch die vorliegende Erfindung soil die Leistung des Druckers optimiert werden, indem man den Querlauf des Schlittens, die Typenscheibendrehung und die Hammerzündung so gesteuert, daß die maximalen Kapazitäten der Motoren und anderer physikalischer Bauteile vollständiger ausgenutzt werden können als es mit herkömmlichen Steuerschemata möglich ist.

Abhängig von der jeweiligen Reihenfolge des zu druckenden Zeichens wird der Schlitten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt Der jeweilige Zeitpunkt, an dem der Druckhammer gezündet wird, ändert sich in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Schittens, wenn ein bestimmtes Zeichen gedruckt w-rd.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anschließend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Typenscheibendruckers,

F i g. 2A und 2B Diagramme Schlittengeschwindigkeit als Funktion der Schlittenverschiebung und der Zeit für herkömmlicher Drucker,

Fig.3A und 3B Diagramme Schlittengeschwindigkeit als Funktion der Schlittenverschiebung und der Zeit für andere herkömmliche Drucker,

Fig.4 Diagramm für zulässige Trägergeschwindigkeiten bei Betrieb eines Druckers nach dem Erfindungsgedanken,

F i g. 5 Diagramm Schlittengeschwindigkeit als Funktion der Schlittenverschiebung beim Betrieb eims Druckers nach dem Erfindungsgedanken

F i g. 6 ein schematisches Schaltbild nach der vorliegenden Erfindung,

F i g. 7 eine Tabelle für verschiedene Schlittengeschwindigkeiten in Abhängigkeit der Typenraddrehung,

F i g. 8 eine Tabelle für gespeicherte Taktierungswörter,

Fig.9 eine schematische Darstellung einer gespeicherten Datenfolge,

F i g. 10a und 10b ein Ablaufdiagramm des durch den in F i g. 6 gezeigten Prozessors ausgeführten Programmes und

Fig. 11 eine schematische Darstellung zur Lage der Zeichen auf der Typenscheibe.

In F i g. 1 sind die mechanischen Hauptbestandteile des vorliegenden Druckers schematisch dargestellt. Ein seitlich gleitender Schlitten 1 ist auf den Führungsschienen la und \b befestigt und trägt eine drehbare Typenscheibe 2, die durch einen Schrittmotor 3 so angetrieben wird. Der Schlitten 1 wird über einen Zahnriemen 7 von einem Schrittmotor 8 angetrieben. Der Motor 8 kann natürlich auch den Schlitten 1 über eine Führungsspindel antreiben.

Die Typenscheibe 2 besteht aus einer Scheibe mit einer Anzahl beweglicher Typenelemente oder flexibler Typenfinger 9/4, 9ß, 9C usw. Das Drucken eines gewünschten Zeichens erfolgt durch Betätigung eines Druckhammers 10 über den Magneten U, die beide auf dem Schlitten 1 befestigt sind. Wenn sich der betreffende Typenfinger der Druckposition nähert, betätigt der Magnet U den Hammer 10, so daß dieser den Typenfinger berührt und ihn zum Papier 12 treibt. Ein Impulsgeberiad 13 ist an der Typenscheibe 2 befestigt, dreht sich mit dieser und arbeitet mit einem Magnetfühler 13d so zusammen, daß ein Strom von Emitterindeximpulsen zur Steuerung des Druckerbetriebes erzeugt wird. Der impulsgeber hat eine Reihe von Zähnen, von denen jeder einem der Finger 9Λ, 9ß und 9C usw. entspricht. Für jede Umdrehung des Impulsgeberrades wird durch einen Zahn auf einem anderen nicht dargestellten Impulsgeber ein Ausgangsimpuls erzeugt Die Druckersteuerungen können somit die Winkelposition der Typenscheibe 2 zu jeder Zeit dadurch ermitteln, daß sie die seit dem letzten Zeilenimpuls empfangenen Impulse zählen. Auf der Welle des Motors 8 ist ein gezahnter impulsgeber 15 befestigt, der zusammen mit einem Übertrager 15a Impulse liefert die die Position des Schlittens 1 anzeigen.

Die Schrittmotoren 3 und 8 werden durch konventionelle Treiberschaltungen 21 und 22 gespeist wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 36 36 429 gezeigt und beschrieben sind.

Die Einstellung des Schlittens 1 und der Typenscheibe 2 sind grundsätzlich unabhängig, müssen jedoch im Augenblick des Druckes koordiniert werden. Sowohl die Typenscheibe 2 als auch der Schlitten 1 müssen in einer ausgewählten Position stehen (sie brauchen jedoch nicht in Puhestellung zu sein), wenn der Hammer 10 die Typenscheibe 2 trifft. Durch das dabei auftretende Trägheitsmoment kann man die Typenscheibe 2 oft schneller neu einstellen als den Schlitten 1. Daher ist es die Neueinstellungszeit des Schlittens, die die Arbeitsgeschwindigkeit des Druckers primär begrenzt.

Die F i g. 2A und 2B zeigen eine herkömmliche Technik zum Steuern eines Druckers mit Start-Stopp-Scheibe, in dem die Geschwindigkeit des Schlittens konstant ist. Eine konstante Geschwindigkeit wird so gewählt, daß die Scheibe Zeit hat, sich in jede gewünschte Position in der Zeit zu drehen, die der Schlitten braucht, um sich zwischen Zeichenpositionen zu bewegen. In solchen Druckern muß die gewählte Geschwindigkeit sehr niedrig sein, sie ist hier mit LV bezeichnet. F i g. 2A zeigt die Schlittengeschwindigkeit in einem derartigen Drucker bezogen auf die horizontale Verschiebung des Schlittens bei seinem Lauf durch die verschiedenen Druckpositionen. Fig.2B zeigt die Schlittengeschwindigkeit in Bezug auf die Zeit. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, ist die Schlittengeschwindigkeit sowohl bezogen auf die Zeit als auch bezogen auf die Schlittenposition konstant.

Die Schlittengeschwindigkeit L V muß so sein, daß die Zeit, die der Schlitten braucht, um sich von einer Druckposition auf die nächste zu bewegen, größer ist, als die längste Zeit, die die Typenscheibe unter den ungünstigsten Bedingungen zur Einstellung braucht. Diese Technik ist einigermaßen zufriedenstellend bei einem langsamen Drucker oder wenn die zur Neueinstellung der Typenscheibe benötigte Zeit immer ungefähr gleich ist. Bei einem Hochleistungsdrucker, dessen Scheibe von einem Servomotor oder Schrittmotor angetrieben wird, kann die Einstellzeit der Scheibe in einem großen Bereich zwischen 6 und 48 msec schwanken, abhängig vom Winkel zwischen aufeinanderfolgenden Zeichen.

Wenn man die am häufigsten benutzten Zeichen nebeneinander auf die Typenscheibe setzt, können die meisten Neueinstellzyklen im kurzen Ende des Bereiches abgeschlossen werden, so daß nur gelegentlich ein längerer Zyklus für seltener benutzte Zeichen oder seltene Zeichenfolgen auftritt. Ein Schlitten mit konstanter Geschwindigkeit ist dann nicht erwünscht, weil er die Druckgeschwindigkeit begrenzt und die Tatsache nicht vorteilhaft nutzt, daß die Typenscheibe in den meisten Zyklen sehr schnell eingestellt wird.

In den F i g. 3A und 3B ist ein herkömmliches System gezeigt, in dem die Bewegung des Schlittens an jeder Druckposition gestoppt wird. Fig.3A zeigt die Schlittengeschwindigkeit relativ zur Schlittenverschiebung und Fig.3B die Schlittengeschwindigkeit relativ zur Zeit. Während der Zeitabschnitte A, B und C wird der Schlitten gestoppt und wartet darauf, daß die Typenscheibe eingestellt wird, weil bei diesem System die Zeit zum Einstellen des Schlittens immer dieselbe ist, die Einstellzeit für die Scheibe sich jedoch ändert. Die Zeitabschnitte A, B und C werden nur Null, wenn der Schlitten mehr Zeit braucht, um sich zwischen den Positionen zu bewegen als die Typenscheibe im ungünstigsten Falle. In einem solchen System wird der Schlitten zwischen Zeichenpositionen so stark wie möglich beschleunigt und dann wieder so stark wie möglich abgebremst Die in F i g. 3B mit A Vbezeichnete Durchschnittsgeschwindigkeit ist relativ klein und begrenzt daher die Gesamtarbeitsgeschwindigkeit des Druckers.

Fig.4 zeigt die bei der vorliegenden Erfindung zulässigen Schlittengeschwindigkeiten. In dem dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel gibt es vier zulässige Geschwindigkeiten, die mit Kl bis V4 bezeichnet sind. Diese Geschwindigkeiten werden so gewählt, daß der Schlitten 10 zwischen zwei Geschwindigkeiten (Null ausgenommen) innerhalb des Raumes zwischen benachbarten Druckpositionen beschleunigt oder abgebremst werden kann. Wenn der Schlitten von der Geschwindigkeit Null startet, wird er an der ersten Druckposition nur auf Vl beschleunigt. Ein Wechsel von Vl nach Null und wieder zurück nach Vl ist in einer Spaltenbreite möglich.

F i g. 5 zeigt an einem Beispiel die Schlittengeschwindigkeit gegen die Schlittenverschiebung bei Verwendung der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel beschleunigt der Schlitten auf die Geschwindigkeit V1 zwischen den Druckpositionen 0 und 1 und auf die Geschwindigkeit V3 zwischen den Druckpositionen 1 und 2. Die Geschwindigkeit bleibt zwischen den Druckpositionen 2 und 3 konstant Zwischen den Druckpositionen 3 und 4 nimmt die Geschwindigkeit auf V4 zu und zwischen den Druckpositionen 4 und 5 fällt sie wieder auf V1 ab. Zwischen den Druckpositionen 5 und 6 nimmt die Geschwindigkeit auf V3 zu und zwischen den Druckpositionen 6 und 7 nimmt sie wieder auf V1 ab. Die jeweilige Geschwindigkeit mit der sich der Schlitten zwischen den Druckpositionen bewegt wird bestimmt durch eine Kombination von 2 Faktoren, nämlich:

a) Die Anzahl der Positionen, um die sich die Typenscheibe drehen muß, um zum Drucken des nächsten Zeichens eingestellt zu werden.

b) Die Strecke, um die der Schlitten bewegt werden muß, um das nächste Zeichen zu drucken. Die Strecke, die sich der Schlitten zwischen den Zeichen bewegen muß, wird dadurch bestimmt ob zwischen den gedruckten Zeichen Leerspalten stehen oder nicht

Fig.7 zeigt die unter verschiedenen Umständen gewählte Schlittengeschwindigkeit Wenn sich die Typenscheibe beispielsweise um 12 Positionen bewegen muß, beschleunigt der Schlitten oder bremst ab auf die Geschwindigkeit V3. Unter bestimmten Bedingungen, wenn die Drehung der Typenscheibe sehr groß ist (d. h. zwischen 45 und 48 Positionen), geht die Geschwindigkeit zwischen den Druckpositionen von Vl auf Null und wieder hoch auf Vl.

Ein sehr wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der Umstand, daß das Zünden des Hammers 10 abhängig von der Geschwindigkeit gesteuert und getaktet werden muß, mit der sich der Schlitten bewegt, wenn ein bestimmtes Zeichen gedruckt wird, so daß die Flugzeit des Hammers und die Reaktionszeit seiner Treiberschaltungen nicht zu einer Fehlausrichtung der Zeichen führen. Bei herkömmlichen

ίο Techniken, wie sie in den F i g. 2A und 2B gezeigt sind, könnte der Hammer immer gezündet werden, wenn sich der Schlitten in einer bestimmten Position relativ zu dem gedruckten Zeichen befindet. Wenn z. B. sechs Impulse des Schrittmotors nötig sind, um den Schlitten zwischen benachbarten Druckpositionen zu treiben, könnte der Hammer nach dem fünften Antriebsirnpuis gezündet werden.

Bei der in den F i g. 3A und 3B gezeigten herkömmlichen Technik könnte der Hammer immer gezündet werden, wenn Schlitten und Typenscheibe gestoppt sind. Bei der vorliegenden Erfindung muß die Hammerzündung gesteuert werden, abhängig von der jeweiligen Geschwindigkeit, mit der sich der Schlitten bewegt, wenn ein bestimmtes Zeichen gedruckt wird.

Die Schaltung, die die in F i g. 1 gezeigten Bauteile nach der vorliegenden Erfindung betätigt, ist in F i g. 6 gezeigt Die Schrittmotor-Treiberschaltungen 21 und 22 in F i g. 1 werden durch die in F i g. 6 gezeigte Schaltung betätigt. Die zu druckenden Daten kommen von einer Datenquelle 612. Aufgrund dieser Daten erzeugt die in Fi g. 6 gezeigte Schaltung eine Reihe von Impulsen auf den Leitungen 21A, 21B, 22A und 22ß, die die Treiberschaltungen 21 und 22 so aktivieren, daß die Schrittmotoren 3 und 8 den Schlitten und die Typenscheibe in die richtigen Positionen bewegen, um die von der Datenquelle 612 gelieferten Daten zu drucken. Die Signale auf den Leitungen 21B und 22S bezeichnen die Bewegungsrichtung für den Schrittmotor, die Signale auf den Leitungen 214 und 22A geben an, wie weit sich die Motoren bewegen sollten. Jeder

Impuls auf der Leitung 21Λ löst eine Schrittbewegung

des Motors 8 aus und jeder impuls auf der Leitung 22A eine Schrittbewegung des Motors 3.

Die wichtigsten Bestandteile der Schaltung, die die

entsprechenden Impulse aufgrund der von der Datenquelle 612 gelieferten Daten erzeugt sind: Der Prozessor 610, die Schieberegisterspeicher 615 und 617, die Zähler 630 und 631 und der Null-Detektor 616. Die Datenquelle 612 gibt eine Reihe von Signalen auf die Leitung 612B, die Zeichen und Zwischenräume darstellen. Wenn Daten am Ausgang 612S zur Verfugung stehen, wird die Leitung 612A aktiviert. Wenn Daten auf der Leitung 612S verfügbar sind, wenn ein Datenanforderungssignal auf der Leitung 610S erscheint wird ein Datenelement durch das Tor 613 zum Prozessor 610 geleitet

Die Datenquelle 612 kann ein konventioneller Datenpuffer oder eine Eingabetastatur sein, wie beispielsweise eine Schreibmaschine. Der Prozessor 610 kann ein handelsüblicher Computer sein. Der Prozessor 610 empfängt die Daten, nimmt bestimmmte Berechnungen vor und sendet dann eine Reihe von Zahlen aus zum Schlittenschieberegisterspeicher 615 und zum Typenscheibenschieberegisterspeicher 617. Wenn der

es Hammer in einer bestimmten Spalte gezündet werden soll, aktiviert der Prozessor 610 auch die Leitungen 610 Vl bis 610 V4, um die Geschwindigkeit zu bezeichnen, mit der der Schlitten getrieben werden solL

Diese Leitungen steuern die Taktierung der Hammerzündung.

Im Speicher des Prozessors 610 sind zwei Teile Tabellen gespeichert, die in Fig.6 als Bereiche Tl und Γ8 dargestellt sind. Der Prozessor 610 hat auch zwei Datenspeicherbereiche, die durch die Bereiche T9 und TR dargestellt sind.

Die in der Tabelle Tl gespeicherten Daten geben die Geschwindigkeit an, mit der der Schlitten unter verschiedenen Bedingungen bewegt wird. Diese Daten sind in F i g. 7 gezeigt.

Die Information in Tabelle Γ8 besteht aus den jeweiligen Zahlen, die der Prozessor 610 an die Speicher 615 und 617 gibt, um die Schrittmotoren 3 und 8 mit bestimmten Geschwindigkeiten zu bewegen. Diese Zahlen sind hier in F i g. S gezeigt, wo die Bezeichnung Ni, N2 usw. bestimmte Zeitwerte darstellt, die für die verschiedenen Schlittengeschwindigkeitsänderungen und Typenscheibenbewegungen angemessen sind. Spezifische Beispiele werden später gegeben.

Der Speicherbereich Γ9 ist ein Schieberegisterspeicher zum Speichern von drei Datenelementen, dargestellt in F i g. 9. Die Datenelemente werden mit Datum 1, Datum 2 und Datum 3 bezeichnet. Diese drei Daten bezeichnen Zeichen, die wie folgt zu drucken sind:

Datum 1 Das Zeichen, das gerade gedruckt wird, d. h., dasjenige Zeichen, für das Befehle zum Bewegen des Schlittens und der Typenscheibe und zum Zünden des Hammers gerade gegeben wurden.

Datum 2 Das nach der nächsten Bewegung des Schlittens und der Typenscheibe zu druckende Zeichen.

Datum 3 Das nach den nächsten zwei Bewegungen des Schittens und der Typenscheibe zu druckende Zeichen.

Die Anzahl von Abständen, die sich der Schlitten zwischen dem Drucken des Datums 1 und dem Drucken des Datums 2 bewegen muß, wird nachfolgend mit Bewegung A bezeichnet und die Anzahl von Schritten, die sich der Schlitten zwischen dem Drucken des Datums 2 und dem Drucken des Datums3 bewegen muß, wird mit Bewegung B bezeichnet.

Wenn der Prozessor 610 von der Datenquelle 612 ein Datenelement abfragt und die Datenquelle 612 keine Daten verfügbar hat (was durch Fehlen eines Signals auf der Leitung 612,4 angezeigt wird), wird in die Datenreihe ein Sonderzeichen eingeschoben, das hinterher Bedingung »keine Daten« genannt wird. Dieses Zeichen hat folgende Eigenschaften:

Es hat die Breite Null, d. h„ es ist keine Schlittenbewegung erforderlich.

Seine Position auf der Typenscheibe ist als diejenige des vorher gedruckten Zeichens definiert (Ausgangsposition beim ersten Anlauf). Es wird niemals gedruckt

Das Zeichen »keine Daten« verlangt somit niemals irgendeine Aktion auf Seiten des Druckers, außer dem Stoppen des Schlittens, wenn keine Daten mehr da sind. Das Zeichen dient als Vorläufer zum Füllen der Register oder Speicher und gestattet den Start des Druckprozesses. In üblicher Weise dient dieses Zeichen als Abschluß, wenn keine Daten mehr zur Verfugung stehen und gestattet die Beendigung des gesamten Druckes, nachdem die Datenquelle gefragt hat

Wenn die Information an den nächsten drei Zeichen zur Verfügung steht kann der Prozessor 610 über die betreffenden Folgen für die Motoren und den Hammer entscheiden.

Der Speicherbereich TA enthält drei Speicherregister mit den Bezeichnungen RO, Ri und R2. Die in diesen Registern gespeicherten Zahlen geben die Anzahl von Leerschritten zwischen benachbarten Zeichen an. Diese Daten geben die Anzahl von Druckpositionen an, wie der Schlitten sich bewegen muß. Diese Daten werden für die Bewegung A und die Bewegung B gespeichert.

ίο Der Schlittenschieberegisterspeicher 615 und der Typenscheibenschieberegisterspeicher 617 arbeiten nach dem Prinzip zuerst ein, zuerst aus und bestehen lediglich aus mehreren Schieberegistern. Jeder Speicher kann bis zu 64 Wörtern speichern und jedes Wort hat mehrere Bits und wird parallel durch den Speicher geschoben. Die Bits eines jeden Wortes stellen eine Zahl dar, die in eine Zeitverzögerung oder eine Geschwindigkeit übersetzt wird, und eine Bitanzeigerichtung.
Die in F i g. 6 gezeigte Schaltung arbeitet wie folgt:

Der Prozessor 610 gibt eine Reihe von Zahlen in die Speicher 615 und 617. Die Zahlen aus den Speichern werden über die Tore 615Λ und 61 TA zu den Abwärtszählern 630 und 631 geleitet, die eine Reihe von Taktimpulsen an den Eingängen 630A und 631/4 empfangen. Die Signale auf den Leitungen 630/4 und 631Λ setzen die Zähler auf Null herunter. Zu jedem Zähler gehört ein Null-Detektor mit der Bezeichnung 630Cund 631C Wenn ein Zähler die Zahl Null erreicht, gibt der entsprechende Detektor einen Impuls an die

jo Treiberschaltungen 21 und 22 für den Schlitten-Schrittmotor. Wenn z. B. die Zahl 1500 in den Zähler 630 übertragen wird, dann erreicht nach Auftreten von 1500 Taktimpulsen die Zahl Null, und auf der Leitung 21/4 wird ein Impuls erzeugt

In dem hier beschriebenen spezifischen Beispiel sind der Schrittmotor 8 und der Zahnriemen 7 so ausgelegt daß beim Anlegen von sechs Impulsen an den Schrittmotor 8 der Schlitten 1 sich um eine Druckposition bewegt. Die Arbeitsweise des Systems wird gezeigt durch Darstellung des Vorganges, wie der Prozessor 610 eine Reihe von sechs Impulsen zur Treiberschaltung 21 des Schlittenschrittmotors laufen läßt.

Um den Schlitten 1 um eine Druckposition weiterzubewegen, liefert der Prozessor 610 sechs Zahlen an den Schieberegisterspeicher 615. Die Größe dieser Zahlen stellt die Taktierung der sechs Impulse dar, die zur Treiberschaltung 21 des Schlittenschrittmotors gehen. Diese sechs Zahlen werden sequentiell an den Abwärtszähler 630 gesendet Nachdem jede Zahl an den

so Abwärtszähler 630 gesendet ist setzt ihn eine Reihe von Taktimpulsen auf Null herunter. Wenn der Zähler 0 erreicht wird ein Impuls auf die Leitung 21Λ gegeben, der den Motor 8 um einen Schritt und den Schlitten um '/β einer Spaltenbreite bewegt Die Impulse auf der Leitung 2M gehen ebenfalls über das ODER-Glied 640 und das UND-Glied 641 zu einer Verzögerungsschaltung 642. Nach einer sehr kurzen zeitlichen Verzögerung durch diese Verzögerungsschaltung 642 von etwa •/2 Mikrosekunde wird eine weitere Zahl von dem Schlittenschieberegisterspeicher 615 an den Abwärtszähler 630 geleitet und der Prozeß wiederholt sich.

Wie oben erklärt wurde, sind im Speicher 615 sechs Zahlen erforderlich, um auf der Leitung \A sechs Impulse zu erzeugen und dadurch den Schlitten um eine Spaltenbreite zu bewegen. Jede Gruppe von sechs Zahlen im Speicher 615 ist von der vorhergehenden durch ein Wort getrennt das lauter Nullen enthält Ein Wort mit lauter Nullen wird vom Prozessor 610 in den

Speicher 615 nach jeweils sechs Zahlen gesetzt. Dieses Trennwort aus lauter Nullen wird durch die Schaltung 616 erkannt, die daraufhin ein Signal »Operation fertig« erzeugt. Dadurch leitet der Prozessor 610 dann mehr Information in die Speicher 615 und 617 und leitet auch die Aktivierung der Hammertreiberschaltung 6öO ein.

Die Größe der sechs in den Speicher 615 gesetzten Zahlen bestimmt die Dauer zwischen den Impulsen, die auf der Leitung 21A erscheinen, und somit die Geschwindigkeit des Schrittmotors 8 und des Schlittens 1. In ähnlicher Weise steuern in den Speicher 617 gesetzte Zahlen die Bewegung des Typenscheibenschrittmotors 3.

Fig.8 zeigt, daß es für jede mögliche Schlittengeschwindigkeitsänderung eine bestimmte Reihe von Zahlen gibt, die in den Speicher 615 gesetzt werden muß. Um beispielsweise von der Geschwindigkeit V2 auf die Geschwindigkeit Vi zu wechseln, müssen die Zahlen N13 bis N18 in den Speicher 615 gesetzt werden. Der tatsächliche Wert der Zahlen N13 bis N18 hängt von der Charakteristik der jeweiligen Schaltung und der Motoren ab. Mit einem konventionellen Schrittmotor und Taktsignalen in Intervallen von 1 Mikrosekunde könnten beispielsweise folgende Zahlen im Speicher gespeichert werden, um von einer Schlittengeschwindigkeit von 6 Zoll pro Sekunde auf eine Schlittengeschwindigkeit von 0 zu wechseln.

2777 2777 2777 2777 5000 5000

Mit folgenden Zahlen kann man eine konstante Geschwindigkeit in Zoll pro Sekunde erreichen.

2777 2777 2777 2777 2777 2777

Mit den folgenden Zahlen kann man von einer Geschwindigkeit von neun Zoll pro Sekunde umschalten auf sechs Zoll pro Sekunde.

3900 2200 0 2777 2777

2777

In ähnlicher Weise kann man beispielsweise die echten Zahlen Λ/93 bis N 96 in den Speicher 617 setzen, um eine Typenscheibendrehung von 4 Einheiten zu erreichen (jede Zahl im Speicher 617 bewegt die Typenscheibe 2 um eine Einheit).

1400 1130 1018 2130

In der Praxis bestimmt man die echten Zahlen N1 bis N1286 empirisch. In die Speicher 615 und 617 setzt man dazu verschiedene Zahlen und mißt die resultierenden Geschwindigkeiten. Auf diese Weise läßt sich ermitteln, welche bestimmte Zahlen ein bestimmtes gewünschtes Geschwindigkeitsprofil ergibt

Jedes in die Speicher 615 und 617 gesetzte Wort hat eine Zahl aus mehreren Bits, die auf den Leitungen 61517 und 617D ausgeleitet wird, und ein Richtungsbit, das an den Ausgängen 615E und 617£° erscheint Die Bits auf den Leitungen 615£" und 617£ steuern die Bewegungsrichtung der Schrittmotoren.

Die Operation beginnt wenn ein Impuls auf der Leitung 610Λ erscheint, der durch das ODER-Glied 640 und das UND-Glied 641 sowie durch das Verzögerungselement 642 läuft und die erste Zahl vom Schlittenschieberegisterspeicher 615 in dem Abwärtszähler 630 leitet Der Inverter 643 empfängt dieselben Taktimpulse, die auf den Leitungen 630/4 und 631Λ erscheinen und erzeugt einen phasenverschobenen Taktimpuls, so daß die Information im Schieberegisterspeicher 615 und 617 nicht zeitgerecht in die Abwärtszähler 630 geleitet wird. Die logischen Elemente 650, 651, 652 und 653 übernehmen eine ähnliche Taktierungs- und Leitfunktion wie die logischen Elemente 640,641,642 und 643.

Ein wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß die Zündung des Hammers 10 zeitlich abhängig von der Geschwindigkeit des Schlittens 1 gesteuert wird. Sechs Impulse auf der Leitung 21,4 sind erforderlich, um den Schlitten 1 zwischen benachbarten Druckpositionen zu bewegen. Nachdem der sechste Impuls an die Schaltung 21 geliefert wurde,

ίο wird der Zähler 630 mit der sechsten Zahl geladen und die Zündung des Hammers eingeleitet durch den Detektor »lauter Nullen«6i6 auf der Leitung 616/4; eine veränderliche Verzögerung wird jedoch durch die Verzögerungsschaltungen 672/4 bis 672D eingeführt und diese ist abhängig von der Antriebsgeschwindigkeit des Schlittens. Die Länge einer jeden Verzögerung 671 wird so gewählt, daß die Länge der Verzögerung plus der Hammerflugzeit gleich ist der Zeit, die der Schlitten braucht, um sich '/β einer Spaltenbreite bei der jeweiligen Geschwindigkeit zu bewegen.

Der Hammertreiber 660 wird wie folgt aktiviert: Das Signal auf der Leitung 616/4 aktiviert die Hammertreiberschaltung 660 über die UND-Glieder 671A bis 671D, die monostabilen Verzögerungselemente 672Λ bis 672D und das ODER-Glied 673. Wenn der Hammer gezündet werden soll, liefert der Prozessor 610 ein Signal auf einer der Leitungen 610 Vl bis 610 V4 und bezeichnet die jeweilige Geschwindigkeit, mit der der Schlittenschrittmotor 8 zu treiben ist. Diese Signalkombination aktiviert eines der monostabilen Verzögerungselemente 672/4 bis 672D und diese wiederum die Hammertreiberschaltung 660. Die Hammertreiberschaltung 660 wird also zu einer bestimmten Zeit aktiviert, die abhängig ist von der jeweiligen Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens an einer bestimmten Druckposition vorbei. Die Länge der eingeführten Verzögerung ist umgekehrt proportional der Geschwindigkeit.

Die Fig. 1OA und 1OB zeigen ein Ablaufdiagramm bestimmter, durch den Prozessor 610 ausgeführter Operationen. Einzelheiten dieses Ablaufdiagrammes werden anschließend anhand jeden Blockes im Diagramm erklärt

Block 81 Der Prozessor 610 stellt durch Abfragen der Leitung 612.4 fest, ob die Datenquelle 612 Daten zur Verfügung hat.

Block 82 Wenn ein neues Datenelement zur Verfügung steht wird abgefragt, ob es sich um einen Leerschritt handelt

Block S3 Eine die Anzahl von Leerschritten zwischen benachbarten Zeichen angebende Zahl wird akkumuliert und im Register RO im Speicherbereich TR aufgezeichnet und neue Daten werden angefordert

Block 84 Wenn ein druckbares Zeichen hinter einem Leerschritt steht wird die Zahl im Register Al, die einen S genannten Wert für die Bewegung A darstellt in das Register RI übertragen.

Block 85 Die Zahl im Register RQ wird an das

Register Al übertragen. Diese Zahl stellt

den Wert S für die Bewegung B dar. Das

Register R 0 wird auf 0 gesetzt nachdem sein Inhalt in das Register R1 übertragen ist

BlockS6 Die neuen Daten werden in das linke Ende der Datenreihe im Speicherbereich Γ9 eingesetzt (Fig.9). Diese Datenreihe hat

15

drei Datenelemente. Die neuen Datenelemente werden immer links eingegeben und jedesmal, wenn neue Daten eingegeben werden, werden die gegenwärtig im Register stehenden Daten um eine Stelle nach rechts verschoben.

Block&7 Mit einer Abfrage wird festgestellt, ob der Schlitten steht oder nicht. Wenn der Schlitten gestoppt ist, müssen besondere Schritte unternommen werden. '

Block88 Das dritte Datenelement in der Datenreihe wird abgefragt, um festzustellen, ob es eine Bedingung »keine Daten« enthält.

Block 89 Das zweite Datenelement in der Datenreihe wird abgefragt, ob es eine Bedingung »keine Daten« enthält Wenn ja, werden mehr Daten angefordert.

Block 90 Das Ausmaß der Typenscheibendrehungen

für die Bewegungen A und B wird errechnet. Durch Berechnung der Anzahl von Zwischenzeichen auf der Typenscheibe (siehe A b b. 11). Eine Bewegung beispielsweise von A nach D erfolgt über drei Schritte. Die Typenscheibe hat 96 Zeichen. Auf Wunsch können einige Zeichen wiederholt werden. Wenn Zeichen wiederholt werden, wird die kleinstmögliche Drehung gewählt. Außerdem können häufig benutzte Zeichen in Gruppen zusammengefaßt werden.

Block 91 Die Anzahl von Positionen, die sich der Schlitten für Bewegungen A und B vorwärts bewegen muß, wird bestimmt durch Addition einer Eins zu den Zahlen in den Registern R 1 und R 2.

Block92 Die Tabelle Γ6 in Fig. 7 im Speicher des Computers 610 wird zur Bestimmung der Schlittengeschwindigkeiten für die Bewegungen A und B abgefragt.

Block93 Die tatsächliche Geschwindigkeit für die Bewegung A wird gewählt als die niedrigere der zulässigen Geschwindigkeiten für die Bewegungen A und die Bewegung B, um sicherzustellen, daß der Schlitten immer langsam genug läuft, damit der Typenscheibenmotor seine Bewegung beenden kann, bevor der Schütten sich um eine Spalte bewegt hat und gestoppt werden kann, wenn das notwendig ist.

Block94 Tabelle TS in Fig.8 im Speicher des Computers 610 wird abgefragt um die Befehlsfolge zu bestimmen, die an den Speicher 615 und 617 gesendet werden muß, um die Bewegung A auszuführen. Wenn ein Vorschub über mehrere Spalten erforderlich ist (d. h. die Zahl im Register R 2 mehr als Eins beträgt), wird die Tabelle T8 mehr als einmal angesteuert, wobei die Gesamtreihenfolge für die Bewegung aus mehreren ^ Sätzen von sechs Zahlen besteht

Block 95 Mit einer Abfrage der Leitung 616A wird festgestellt ob die vorhergehende Operaton beendet ist Diese Abfrage wird wiederholt bis ein entsprechendes Signal auf der Leitung 616A empfangen wird.

Block 96 Die zur Ausführung der Bewegung A im Block94 gefundenen notwendigen Befehle

40

45

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werden vom Prozessor 610 gesendet. Dazu gehören: Senden von sechs Zahlen an den Speicher 615 um den Schlitten zu bewegen, Senden einer Zahlenreihe an den Speicher 617 um die Typenscheibe zu bewegen und Senden eines Signals an die entsprechende Hammerzündleitung 616 Vi, 616 V 2, 616 V3 oder 616 VA. Anforderung neuer Daten.

Block 97 Wenn im Block 88 festgestellt wurde, daß das dritte Datenelement in der Datenreihe eine Bedingung »keine Daten« war, wird im Block 97 das zweite Datenelement abgefragt um festzustellen, ob es auch eine Bedingung »keine Da ten« ist.

Block 98 Wenn das dritte Datenelement eine Bedingung »keine Daten« ist und das zweite Datenelement nicht, wird im Block 98 die Geschwindigkeit für die Bewegung A angegeben als die kleinste von 0 verschiedene Geschwindigkeit.

Block 99 Wenn das zweite und dritte Datenelement eine Bedingung »keine Daten« ist, muß der Schlitten gestoppt werden. Die Befehlsfolge zum Stoppen des Schlittens wird der hier in F i g. 8 gezeigten Tabelle TS entnommen.

Block 100 Das System wartet auf ein Signal auf der Leitung 616/4 um anzuzeigen, daß die Operation beendet ist. Vor Ankunft dieses Signales geht keine Operation weiter.

Block 101 Die zum Stoppen des Schlittens im Block 99 gefundenen notwendigen Befehle werden an den Speicher 615 gesendet und neue Daten angefordert

Block 102 Wenn der Schlitten gestoppt ist und das zweite Datenelement eine Bedingung »keine Daten« ist, werden weitere Daten angefordert.

Block 103 Das Ausmaß der Typenscheibendrehung für die Bewegung A erhält man entsprechend der Erklärung des Blockes 90.

Block 104 Eine Eins wird zu dem Betrag im Register R 1 addiert um das Ausmaß des Schlittenvorlaufs zu ermitteln.

Block 105 Die Befehlsfolge erhält man aus der Tabelle 7"8 im Speicher wie im Block 94.

Block 106 (Fig. 10A) Mit einer Abfrage der Daten in der Datenreihe Γ9, hier in F i g. 9 dargestellt wird festgestellt ob alle drei Datenelemente die Bedingung »keine Daten« enthalten. Wenn das der Fall ist werden weitere Daten angefordert

Block 107 In Tabelle T9 wird ein neues Datenelement »keine Da ten« eingesetzt

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer unbegrenzten Vielzahl von Geschwindigkeiten für die Schlittenbewegung zwischen den Druckpositionen müßte an jeder Druckposition vom System die gewünschte Schlittengeschwindigkeit errechnet werden, um an der nächsten Druckposition anzukommen. Bei dieser Berechnung könnten folgende Parameter berücksichtigt werden:

1. Durch die dem Schlittenmechanismus inhärenten Begrenzungen gibt es eine bestimmte höchstzuläs-

sige Bewegungsgeschwindigkeit (nachfolgend CWVgenannt).

2. Wenn der Schiuten zwischen benachbarten Druckpositionen mit einer konstanten Geschwindigkeit laufen soll, ist die CVW zwischen aufeinanderfolgenden Druckpositionen unterschiedlich, weil die Typenscheibe sich um verschieden große Strecken drehen muß. Zur einfacheren Berechnung könnte das System die Schlittengeschwindigkeit an jeder Druckposition auf eine Geschwindigkeit beschränken, die kleiner ist als die CVW.

3. Auch die mechanischen Gesichtspunkte des Schlittens schreiben eine maximal zulässige Beschleunigung vor. Die gewählte Geschwindigkeit darf höchstens diese maximal zulässige Beschleunigung verlangen.

4. Die mechanische Eigenart des Schlittens begrenzt auch die maximal zulässige Abbremsung. Der Schlitten muß an einer Druckposition eine solche Geschwindigkeit haben, daß er tatsächlich auf die gewünschte Geschwindigkeit vor der nächsten Druckposition abgebremst ist.

In dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel gibt es keinen Proportionalabstand, die Erfindung läßt sich jedoch vorteilhaft in einem entsprechenden System genau so gut verwenden. In einem System mit Proportionalabstand wird jedes Zeichen mit einer bestimmten Anzahl von Schritteinheiten versehen. Der Buchstabe » W« hat beispielsweise sieben Schritteinheiten im Gegensatz zum Buchstaben »i«, der nur drei Schritteinheiten hat. Die Geschwindigkeit des Schlittens wird anhand der Anzahl von Schritteinheiten errechnet, die das Zeichen haben muß und nicht anhand der Anzahl von Spalten, um die sich der Schlitten bewegen muß. In einem System mit Proportionalabstand würde die Logikschaltung die Anzahl von Einheiten bestimmen, um die sich der Schlitten bewegen muß, um einen bestimmten Buchstaben zu drucken. Abhängig von der jeweils zu druckenden Datenreihe und abhängig davon, ob zwischen diesen Daten Leeranschläge stehen, werden bestimmte Geschwindigkeiten gewählt.

Bei anderen denkbaren Ausführungsbeispielen der Erfindung muß in jedem Fall die Zündzeit des Hammers zeitlich Ji Beziehung gesetzt werden zur jeweiligen Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens beim Drukken eines bestimmten Zeichens. Dazu kann man beispielsweise auch einen weiteren Zähler verwenden, der ähnlich wie die Zähler 630 und 631 auf NuU heruntergezählt wird. Der Prozessor würde dann eine Zahl in diesen Zähler setzen, die davon abhängt, wann der Hammer für die jeweilige Schlittengeschwindigkeit gezündet: werden soll, bei der ein Zeichen gedruckt wird.

ίο Oben wurde die Bewegung des Schlittens mit vier Geschwindigkeiten beschrieben. Ein System mit mehr oder auch weniger Geschwindigkeiten kann ebenso benutzt werden. Auch läßt sich ein stufenlos regelbarer Geschwindigkeitsbereich anwenden, dadurch wird jedoch die korrekte Zündung des Druckhammers weiter kompliziert. Ein solches System müßte einen Zähler verwenden, der mit einer Zahl geladen und auf Null heruntergezählt wird, um das Zünden des Hammers zeitlich zu relativieren.

Nach obiger Darstellung bewegt sich der Schlitten mit einer von mehreren möglichen Geschwindigkeiten, wenn ein Zeichen gedruckt wird. Eine zulässige Geschwindigkeit könnte natürlich auch die Geschwindigkeit Null sein.

Mit dem Ausdruck »Hammerflugzeit«, wie er bisher verwendet wurde, ist die Zeitspanne zwischen dem Erscheinungsanfang des Hammerzündsignales und dem Augenblick gemeint, in dem der Hammer auf das Papier auftrifft.

Nach Darstellung in Fig.8 sind mit Ausnahme der Nr. 1 für alle Typenscheibendrehungen so viele Taktierungsnummern angegeben, wie Dreheinheiten erforderlich sind, weil eine Taktierungszahl eine Dreheinheit auslöst. Für vier Dreheinheiten werden ζ. Β die Zahlen Λ/93 bis Λ/96 benutzt. Wenn nur eine Dreheinheit gebraucht wird, werden jedoch dre Taktierungszahlen N 85 bis N87 benutzt. Diese Zahler könnten sein

1400 F 2000 R 2000 F

worin Fund R die Richtungsbits sind. Mit diesen Zahler erhält man einen Vorwärtsimpuls, einen Rückwärts™ puls und einen Vorwärtsimpuls, Netto also einer Vorwärtsschritt.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Serieller Zeilendrucker mit einer Schlitten-Schrittmotor-Steuerung und einer Anordnung zur Zeichenwiedergabe durch Anschlagdruck, wobei der Schlitten zwischen den einzelnen Druckpositionen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schütten eine Schrittmotor getriebene Typenscheibe (2) mit einer Druckhammeranordnung vorgesehen ist, daß der Schlitten (1) in die einzelnen Druckpositionen je nach augenblicklicher Stellung der Typenscheibe (2), je nach dem in der nächsten Druckposition abzudruckenden Zeichen und je nach Abstand der einzelnen Druckpositionen mit verschiedenen gespeicherten Steuergeschwindigkeitswerten verschiebbar ist, wobei ein mit einer Datenquelle (612) für den zu druckenden Text verbundener Prozessor (610) vorgesehen ist, der einen Tabellenspeicher (T7) mit verschiedenen Geschwindigkeitswerten für die Schlittensteuerung, einen Tabellenspeicher (78) mit an ein Verschieberegister (615) zu liefernden Angaben für Geschwindigkeitsänderungen, einen Schieberegisterspeicher (T9) für mehrere aufeinanderfolgende auszudrukkende Zeichen und Speicherregister (TR) zur Speicherung des Abstandes aufeinanderfolgender auszudruckender Zeichen enthält, wobei die Steuerinformation für den Schlitten- und Typenscheibenantrieb als Steuerzahlengruppe an Verschieberegister (615, 617) geliefert wird, von denen aus die einzelnen Steuerzahlen an taktgesteuerte Abwärtszähler (630, 631) übertragbar sind, die bei dem Zählerstand Null einen Steuerimpuls an den Schlitten- bzw. Typenscheiben-Schrittmotorantrieb (21, 22) abgeben, und wobei nach jeder Steuerzahlengruppe für den Schlittenantrieb durch ein Trennwort über einen Detektor (616) ein neues Laden des Verschieberegisters (615) sowie die Hammeraktivierung über eine der Schlittengeschwindigkeit zugeordnete Verzögerungsschaltung (627a, b,c,d) einleitbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Druckbild mit Proportionalabstand jedem Zeichen eine Schritteinheitenzahl zugeordnet ist und die Schlittengeschwindigkeit in Abhängigkeit von dieser Schritteinheit berechenbar ist.