DE2717335C3 - Schaltungsanordnung zur Steuerung der Speisung von Druckelektroden - Google Patents

Description

Kondensatoren dieser Größenordnung auch ein relativ großes Gewicht haben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zur Steuerung der Speisung von Druckelektroden anzugeben, durch die reutiv große und kostspielige Energiespeicher bei der Stromversorgung überflüssig werden.

Eine Schaltungsanordnung eingangs genannter Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die serielle Anschaltung der Druckelektroden einer Zeile oder eines Zeilenelements an die Speisespannung in einer gegenüber der Halbperiode des Netzwechselstroms kürzeren Zeit erfolgt, die jeweils mit einem Oberschreiten der bei der Gleichrichtung gewonnenen pulsierenden Speisespannung über eine vorgegebene Referenzspannung beginnt und spätestens mit dem Absinken unter die Referenzspannung endet

Durch die Erfindung wird eine netzsynchrone Steuerung der Speisung der Druckelek*voden vorgesehen, bei der jede Druckelektrode oder Druckelektrodengruppe jeweils dann mit Speisestrom versorgt wird, v.enn die Speisespannung den für die erforderliche Stromstärke maßgebenden vorgegebenen Wert überschreitet Die Anschaltung der Druckelektroden erfolgt also jeweils während einer Halbperiode des Netzwechselstroms in einer Zeit, in der die vorgegebene Speisespannung sicher abgegeben werden kann. Durch diese netzsynchrone Speisung der Druckelektroden ist ein Energiespeicher, also ein Ladekondensator hinter einem Gleichrichter, der die durch die Gleichrichtung erzeugten Pausen innerhalb einer pulsierenden Gleichspannung glättet, nicht mehr erforderlich.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich dadurch, daß mit der netzsynchronen Steuerung des Beginns der Anschaltung der Druckelektroden jeweils eines Zeilenelements oder einer gesamten Zeile automatisch auch der gegenseitige zeitliche Abstand der Anfänge der Zeilenelemente oder der Gesamtzeilen festgelegt ist. Dadurch sind keine kostspieligen elektronischen Baugruppen erforderlich, die diesen zeitlichen Abstand bei der Informationsaufzeichnung erzeugen müssen.

Abhängig davon, in welchem Abstand die Halbwellen des gleichgerichteten Netzwechselstroms zur Speisung von Druckelektroden eines Zeilenelements oder einer Gesamtzeile ausgenutzt werden, ergibt sich eine unterschiedliche Aufzeichnungsgeschwindigkeit. Diese ist maximal, wenn mit jeder Halbwelle des Netzwechselslroms eine Gesamtzeile aufgezeichnet wird.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dann gegeben, wenn das aus dem Vergleich der pulsierenden Speisespannung und der Referenzspannung gewonnene Signal eine bistabile Schaltung steuert, die ein Steuersignal für eine die Druckelektroden zyklisch an die Speisespannung anschaltende Schaltervorrichtung liefert, in der durch Einwirken einer Steuerschaltung jeweils nur bestimmte Druckelektroden entsprechend der aufzuzeichnenden Information wirksam schaltbar sind.

Dadurch ist es möglich Hen Zeitpunkt, zu dem die relativ hohe pulsierend., Speisespannung den für sie vorgegebenen Wert jeweils durchläuft, mit Schaltelementen genau festzulegen, die nicht unbedingt für hohe Spannungswerte dimensioniert sein müssen. Die bistabi- bs Ie Schaltung liefert exakt beim Durchlaufen des vorgegebenen Speiscspaiinungswertes ein Ausgangssignal, durch das die zyklisch arbeitende Schaltervorrichtung gestartet wird und nacheinander die Druckelektroden eines Zeilenelements oder einer Gesamtzeile an die Speisespannung anschaltet Nach der für das Zeilenelement bzw. die Gesamtzei'e erforderlichen Zeit kann die bistabile Schaltung wieder zurückgesetzt werden, wozu vorteilhaft die Schaltervorrichtung selbst ausgenutzt wird. Hat diese die letzte Druckelektrode einer Zeile oder eines Zeilenelements an die Speisespannung angeschaltet, so gibt sie ein Signal ab, das als Rückstellsignal für die bistabile Schaltung ausgenutzt wird.

Abhängig davon, wie das periodische Spannungssignal durch die Gleichrichtung gewonnen wird, können alle oder nur bestimmte Halbperioden der Netzwechselspannung zur Speisung der Druckelektroden ausgenutzt werden. Wird beispielsweise eine Einweggleichrichtung zur Erzeugung des periodischen Spannungssignals durchgeführt, so wird jede zweite Halbperiode der Netzwechselspannung zur Speisung der Druckelektroden verfügbar. Bei der Doppelweggieichrichtung ergibt sich die Ausnutzung aller Halbperioden. Ebenso ist es möglich, auch größere zeitliche Abstände zwischen den genutzten Halbperioden vorzusehen, wozu dann bei der Ableitung des periodischen Spannungssignals außer einem Gleichrichter zusatzliche Schaltungen, z. B. Zähler vorgesehen sein müssen, die nur die gewünschten Halbperioden zurr Vergleich mit der Referenzspannung wirksam schalten.

Ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Speisung zeilenartig angeordneter Druckelektroden, bei der jede Halbwelle des Netzwechselsiroms zur Speisung ausgenutzt werden kann, und

Fig. 2a bis 2d Darstellungen von Signalveriäufen in der in F i g. 1 gezeigten Schaltung.

In F i g. 1 ist ein Netztransformator 10 dargestellt, der mit seiner Primärwicklung 11 an eine Netzwechselspannung angeschaltet ist. Seine Sekundärwicklung 12 liefert eine vom Wechselstromnetz galvanisch getrennte Wechselspannung, die mit zwei Gleichrichtern 13 und 14 gleichgerichtet und über eine Spannungsregelschaltung mit einem Transistor 15, einer Zenerdiode 16 und einem ohmschen Widerstand 17 an eine zyklisch arbeitende Schaltervorrichtung 18 weitergeführt wird. Die Spannungsregelschaltung enthält ferner zwei Kondensatoren 19 und 20, die nur sehr kleine Kapazitätswerte haben und lediglich dazu dienen, eventuelle Schwingungsvorgänge in der Spannungsregelschaltung zu verhindern. Der Aufbau der Spannungsregelschaltung sowie deren Funktion sind an sich bekannt und müssen hier nicht weiter erläutert werden.

Die zyklisch arbeitende Schaltervorrichtung 18 verbindet die an ihrem Eingang 21 anstehende, durch Doppelweggieichrichtung gewonnene pulsierende Gleichspannung zyklisch mit Druckelektroden 22, die in F i g. 1 durch Pfeilsymbole dargestellt sind. Diese Druckelektroden 22 sind in einer Anzahl η vorhanden und bewirken auf einem Aufzeichnungsträger 23 die Aufzeichnung von Informationselementen längs einer Zeile oder einem Zeilenelement, dessen Länge π Schreibstellen beträgt. Der Aufzeichnungsträger 23 wird auf einer Walze 24 in der dargestellten Pfeilrichtung durch Drehung der Walze 24 transportiert. Bei der Anschaltung jeweils einer Druckelektrode 22 fließt ein elektrischer Epsisestrom aus dem Stromversorgungsteil über den Regeltransistor 15 und den

Aufzeichnungsträger 23 nach Masse, da die Transportwalze 24 den Aufzeichnungsträger 23 mit Massepotential verbindet. Wird als Aufzeichnungsträger 23 ein metallisiertes Papier verwendet so wird dessen Metalloberfläche durch die Einwirkung der jeweils wirksam geschalteten Druckelektroden 22 zerstört, und es wird darunter eine dunklere Kontrastschicht sichtbar. Die informationsmäßig gesteuerte Anschaltung der Druckelektroden 22 wird durch eine Steuerschaltung 25 bewirkt, die die Schaltervorrichtung 18 über einen weiteren Steuereingang 26 so beeinflußt, daß in einer den aufzuzeichnenden Informationselementen entsprechenden Verteilung nur bestimmte Druckelektroden 22 während der zyklischen Arbeitsweise der Schaltervorrichtung 18 wirksam geschaltet werden.

Der Beginn eines jeweiligen Arbeitszyklus der Schallervorrichtung 18 wird durch das Ausgangssignal einer bistabilen Schaltung 27 bestimmt. Dieses steuert die Schaltervorrichtung 18 über ihren Eingang 28 an und bewirkt damit die Anschaltung derjenigen Druckelektrode 22 an die Speisespannung, die der Schreibstelle 1 zugeordnet ist.

Nach dem Durchlaufen aller Druckelektroden der Schreibstellen 1 bis η gibt die Schaltervorrichtung 18 an ihrem Ausgang 29 ein Signal ab, das als Rückstellsignal für die bistabile Schaltung 27 ausgenutzt wird. Mit dem nächsten Ausgangssignal der bistabilen Schaltung 27 erfolgt dann wieder im Rahmen der zyklischen Arbeitsweise der Schaltervorrichtung 18 die Ansteuerung der Druckelektrode 22, die der Schreibstelle 1 JO zugeordnet ist.

An die Sekundärwicklung 12 des Netztransformators 10 ist ferner ein Doppelweggleichrichter 30 angeschlossen, der eine pulsierende Gleichspannung an einen mit zwei ohmschen Widerständen 31 und 32 gebildeten Spannungsteiler abgibt. Die an diesem Spannungsteiler abgegriffene Gleichspannung ist dem einen Eingang eines Vergleichers 33 zugeführt, dessen zweiter Eingang mit einer Referenzspannung Urangesteuert wird. Diese Referenzspannung ist so bemessen, daß ein Vergleichssignal am Ausgang des Vergleichers 33 immer dann abgegeben wird, wenn die von dem Netztrans.formator 10 abgegebene Wechselspannung den vorgegebenen Speisespannungswert für die Druckelektroden 22 durchläuft. Dieses Ausgangssignal der Vergleicherschal- ⁴^ tung 33 wird als Taktsignal der bistabilen Schaltung 27 zugeführt, so daß deren Ausgangssignal am Eingang 28 der Schaltervorrichtung 18 jeweils mit dem Durchlauf der Speisespannung durch den vorgegebenen Speisespannungswert auftritt.

Die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge gehen auch aus den in F i g. 2 dargestellten Signalverläufen hervor. Fig.2a zeigt die durch Doppelweggleichrichtung mit den Gleicb-ichtern 13 und 14 gewonnene pulsierende Speisespannung. Die Halbperiode dieser Speisespannung hat die Länge ί 1. Fig.2b zeigt das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 33. Durch die zuvor beschriebene Bemessung der Referenzspannung Ur erscheint dieses Ausgangssignal während der Zeit, für die die Speisespannung den jeweils vorgegebenen Speisespannungswert überschreitet. Die zeitliche Abhängigkeit des Ausgangssignals der Vergleicherschaltung 33 von dem Überschreiten der vorgegebenen Speisespannung ist gestrichelt dargestellt. F i g. 2c zeigt die Zykluszeit r2, die die SchallervorrichUing 18 benötigl, um die Druckeiektroden 22 für die Schreibsteilen 1 bis η mit der Speisespannung zu verbinden. Die Zeit f2 ist also die Zeit, die zum Abdruck der Informationselemente eines Zeilenelements oder einer Gesamtzeile mit der Länge von η Schreibstellen erforderlich ist. Es ist zu erkennen, daß die Anfänge der Zeiten f 2 jeweils den zeitlichen Abstand ί 1 zueinander haben. Die in Fig. 2c dargestellten Impulse sind die Ausgangsimpulse der bistabilen Schaltung 27, denn diese wird mit dem Ausgangssignal der Vergleichcrschaltung 33 von ihrem ersten in ihrem zweiten bistabilen Zustand gesetzt und mit dem Ausgangssignal 29 der Schaltervorrichtung 18, das in F i g. 2d dargestellt ist, wieder zurückgesetzt. Dadurch ergibt sich eine netzsynchrone Arbeitsweise der Schaitervorrichtung 18, wobei die jeweils für die Anschaltung der Druckelemente 22 für die Schreibstellen 1 bis η erforderliche Zeit r2 kurzer als die Halbperiode des Netzwechselstroms ist.

Es ist nun leicht zu erkennen, daß je nach der Art der Erzeugung von Vergleichssignalen mit der Vergleicherschaltung 33 die Druckgeschwindigkeit gesteuert werden kann. Wird das für die Vergleicherschaltung 33 abgeleitete Steuersignal beispielsweise durch Einweggleichrichtung erzeugt, so wird die Vergleicherschaltung 33 nur mit jeder zweiten Halbwelle des in Fig.2a dargestellten Speisestroms ein Ausgangssignal abgeben und der zeitliche Abstand der Druckzeilen bzw. der Zeilenelemente entsprechend vergrößert Eine weitere Vergrößerung dieses Abstandes ist dadurch möglich, daß mit einer dem Vergleicher 33 nachgeordneten Zählerschaltung nicht jede zweite, sondern beispielsweise nur jede Dritte oder vierte Halbwelle des in Fig.2a dargestellten pulsierenden Speisestroms zur Ableitung der Steuerspannung ausgenutzt wird.

Hierzu ί Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Speisung zeilenartig angeordneter Druckelektroden bei der seriellen Darstellung von Informationen auf einem senkrecht zur Zeilenrichtung transportienen, durch über die Druckelektroden geführten Stromfluß mindestens an seiner Oberfläche optisch veränderbaren Aufzeichnungsträger, wobei der Speisestrom für die Druckelektroden durch Gleichrichtung des Netzwechselstroms und Erzeugung einer vorgegebenen Speisespannung geliefert wird, an die die Druckelektroden in informationsgesteuerter Verteilung seriell angeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die serielle Anschaltung der Druckelektroden (22) einer Zeile oder eines Zeilenelements an die Speisespannung in einer gegenüber der Halbperiode (ti) des Netzwechselstroms kürzeren Zeit (t 2) erfolgt, die jeweils mit einem Überschreiten der bei der Gleichrichtung gewonnenen pulsierenden Speisespannung über eine vorgegebene Referenzspannung (Ur) beginnt und spätestens mit dem Absinken unter die Referenzspannung (Ur) endet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Vergleich der pulsierenden Speisespannung und der Referenzspannung (Ur) gewonnene Signal eine bistabile Schaltung (27) steuert, die ein Steuersignal für eine die Druckelektroden (22) zyklisch an die Speisespannung anschaltende Schaltervorrichtung (18) liefert, in der durch Einwirken einer Steuerschaltung (25) jeweils nur bestimmte Druckelektroden entsprechend der aufzuzeichnenden Information wirksam schaltbar sind.

3. Schallungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltervorrichtung (18) ein Rückstellsignal für die bistabile Schaltung (27) jeweils bei Anschaltung der letzten Druckelektrode einer Zeile oder eines Zeilenelements an die Speisespannung abgibt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Spannungssignal durch Doppelweggleichrichtung der Netzwechselspannung erzeugt wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannung für die Druckelektroden (22) durch Doppelweggleichrichtung der Netzwechselspannung erzeugt wird.

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Speisung zeilenartig angeordneter Druckelektroden bei der seriellen Darstellung von Informationen auf einem senkrecht zur Zeilenrichtung transportierten, durch über die Druckelektroden geführten Stromfluß mindestens an seiner Oberfläche optisch veränderbaren Aufzeichnungsträger, wobei der Speisestrom für die Druckelektroden durch Gleichrichtung des Netzwechselstroms und Erzeugung einer vorgegebenen Speisespannung geliefert wird, an die die Druckelektroden in informationsgesteuerter Verteilung seriell angeschaltet werden.

Die Aufzeichnung von Informationen, z. B. von Schriftzeichen, kann mit Druckelektroden durchgeführt werden, die eine den Informationselementen entsprechende Form haben. Weitläufig werden Punktelektroden angewendet, da es mit ihnen möglich ist, Jnformationsdarstellungen unterschiedlichster Art mosaikartig zusammenzusetzen. So ist beispielsweise bekannt, mit einer über eine gesamte Druckzeile angeordneten Reihe von Punktelektroden Schriftzeichen in einer Punktmatrix abzubilden, die z. B. die Größe von 7x5 Punktelementen haben kann, so daß jedes Schriftzeichen eine Breite hat, die 5 Punktelementen entspricht Beim Abdrucken einer Schriftzeichenzeile werden dann pro Schreibstelle jeweils bis zu 5 Druckelektroden an die Speisespannung angeschaltet Die Zahl der jeweils angeschalteten Druckelektroden hängt von den abzubildenden Informationszeichen ab.

Die Sichtbarmachung der Informationen auf dem Aufzeichnungsträger erfolgt meist dadurch, daß ein metallisiertes Aufzeichnungspapier verwendet wird, das durch die Metallisierung eine helle Oberfläche hat Darunter ist eine dunkle Konstrastschicht vorgesehen, die bei Zerstörung der metallischen Deckschicht sichtbar wird. Fließt über die Druckelektroden und die metallisierte Deckschicht ein elektrischer Strom ausreichender Stärke, so wird die metallische Deckschicht jeweils dort, wo der Strom aus einer Druckelektrode in sie hineinfließt, partiell zerstört. Da dadurch die dunkle Kontrastschicht freigelegt wird, kann bei entsprechender Ansteuerung der Druckelektroden und einer Relativbewegung zwischen ihnen und dem Aufzeichnungsträger ein Informationsmuster sichtbar gemacht werden.

Bei der Informationsaufzeichnung durch elektrischen Strom, der von einer Druckelektrode in einen Aufzeichnungsträger fließt, hängt die Stromstärke von der Größe der Kontaktfläche zwischen der Druckelektrode und dem Aufzeichnungsträger ab. Insbesondere bei der Aufzeichnung durch Zerstörung einer metallischen Deckschicht sind hierzu relativ hohe Stromwerte erforderlich. Andererseits entstehen jedoch auch starke Stromflüsse bei z. B. relativ großen schriftzeichenartig geformten Elektroden. Wird beispielsweise bei Punktelektroden eine Speisespannung von 60 Volt verwendet und werden Schriftzeichen in einer Punktmatrix mit einer Breite von 5 Punktelektroden aufgezeichnet, so hat der Speisestrom bei gleichzeitiger Einschaltung von jeweils 5 Punktelektroden eine Stärke von 2 Ampere. Bei einer Einschaltdauer pro Schriftzeichen von 25 MikroSekunden ergibt sich ein Energiebedarf pro Schriftzeichen von 3 mWs. Hat eine Schriftzeichenzeile oder ein Zeichenelement z. B. eine Länge von 20 Schriftzeichen, so beträgt der Energiebedarf für eine solche Zeile 60 mWs. Da eine hohe Druckgeschwindigkeit in der Größenordnung von 10 ms pro Schriftzeichenzeile angestrebt wird, muß bei der bisher üblichen Art der Speisung der Druckelektroden durch Gleichrichtung des Netzwechselstroms ein Ladekondensator hinter dem Gleichrichter vorgesehen sein, der die jeweils erforderliche Energie zu jedem beliebigen Zeitpunkt abgeben kann, ohne daß die Speisespannung dabei unzulässig stark verringert wird. Im Fall des vorstehend erläuterten Beispiels ist hierzu ein Ladekondensator mit einer Kapazität von 2200 μΡ und einer entsprechenden Spannungsfestigkeit erforderlich.

Ein derartiger Kondensator ist im Vergleich zu den übrigen, bei der Steuerung eines Schreibwerks benötigten elektronischen Bauteilen räumlich sehr groß, so daß er einen beachtlichen Platzbedarf verursacht. Verbunden damit sind erforderliche stabile Montageleile, d&