DE2900637A1

DE2900637A1 - Elektromechanischer drucker

Info

Publication number: DE2900637A1
Application number: DE19792900637
Authority: DE
Inventors: Manfred Anton Huber; Norbert Max Klimek
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1978-01-09
Filing date: 1979-01-09
Publication date: 1979-07-19
Also published as: GB2012089A; IT1118267B; FR2413978A1; US4225251A; JPS54101325A; SE7900179L; IT7967032A0

Description

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The Rank Organisation Limited London (Großbritannien)

Elektromechanischer Drucker

Die Erfindung betrifft einen Drucker, und zwar insbesondere einen solchen, der Informationen in Form von Symbolen oder einer zeichnerischen Darstellung auf ein elektrosensitives Papier druckt und hierzu einen Druckkopf mit Nadeln verwendet, die selektiv mit einem Potential erregt oder aktiviert werden können, welches ausreicht, um eine Markierung auf dem Papier anzubringen.

Es ist bei solchen elektromechanischen Druckern bekannt, einen Druckkopf mit einer Reihe von Nadeln vorzusehen, deren Spitzen dicht bei oder in Kontakt mit der Oberfläche eines zu bedruckenden elektrosensitiven Papiers angeordnet sind. Dieses Papier besteht üblicherweise aus drei Schichten, nämlich einer Grundschicht aus normalem Papier, einer Mittelschicht aus einem Pigment und einer Deckschicht aus dünn aufgedampftem Aluminium. Ein solches Papier hat dieselbe Gebrauchsstruktur wie normales Papier, ist jedoch mechanisch wesentlich fester. Auf das Papier kann ein Bild gedruckt werden, indem die Aluminiumdeckschicht Örtlich einem Potential ausgesetzt wird, welches ausreicht, um das Aluminium zu verdampfen und die darunterliegende schwarze Pigmentschicht freizulegen. Im Falle eines Matrixdruckers mit einem Druckkopf aus einer Reihe von Nadeln führt das selektive Anlegen eines Druckpotentials an die Nadel(n) zur Bildung eines schwarzen Punktes

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auf der Papieroberfläche unterhalb der aktivierten Nadel, weil die Aluminiumdeckschicht an dieser Stelle verdampft ist. Typischerweise beträgt das für die Freilegung eines solchen schwarzen Punktes erforderliche Druckpotential etwa 30 V und liegt damit innerhalb der anerkannten Sicherheitsnormen für Berührungssicherheit durch den Menschen. Ein solcher Drucker eignet sich für ein transportables Druckgerät, das mit elektrischen Signalen betrieben wird, beispielsweise mit Hilfe von Funksignalen oder örtlich erzeugten Befehlssignalen. Da der Druckvorgang ohne mechanische Anschläge vor sich geht, arbeitet ein solcher elektromechanischer Drucker relativ leise und hat eine lange Lebensdauer.

Bei einem elektromechanischen Drucker der oben erwähnten Art wird zum Drucken einer Punktmatrix auf der Oberfläche des elektrosensitiven Papiers ein Druckkopf verwendet, welcher über die Oberfläche des Papiers in einer Richtung läuft, die quer zur Richtung der Nadelreihe verläuft und bei dem die Nadeln in aufeinanderfolgenden Positionen des Kopfes selektiv erregt werden. Nach jeder solchen Zeilenbewegung des Druckkopfes erfolgt ein Papiervorschub, und der Kopf führt eine weitere Zeilenbewegung aus. Zum Drucken alphanumerischer Symbole werden die Nadeln selektiv aktiviert, so daß sie die gewünschten Symbole aus Punktspalten aufbauen, wobei jede Zeilenbewegung des Kopfes eine Symbolzeile ergibt. Zum Drucken zeichnerischer Darstellungen oder von Bildern werden die Nadeln im Kopf selektiv entsprechend der zu druckenden Darstellung aktiviert, und die Darstellung wird aus einer Anzahl aufeinanderfolgender Zeilenbewegungen des Kopfes aufgebaut.

Bei beiden Betriebsarten ist es wesentlich, daß die Position jeder Punktspalte, die durch den Kopf in jeder Drucklage entlang der abgefahrenen Zeile erzeugt wird, genau bestimmt wird. Auch muß die jeweils nächste Zeilenbewegung des Kopfes genau mit den vorangegangenen Zeilen synchronisiert werden, insbesondere, wenn eine graphische Darstellung gedruckt werden soll. Zur Erzielung der notwendigen Genauigkeit der Druckkopfbewegung ist es bei elektromechanischen Druckern der in Rede stehenden Art normalerweise üblich, sehr genaue Schrittmotoren oder dgl. zu verwenden, um die

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Abtastbewegung des Druckkopfes und den Papiervorschub relativ zum Druckkopf vorzunehmen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung elektromechanischer Drucker, so daß die erforderliche hohe Präzision für das Matrixdrucken mit relativ niedrigen Kosten erreichbar ist.

Gemäß der Erfindung hat ein elektromechanischer Drucker einen Drucksteg, über welchen elektrosensitives Papier geführt wird. Mit diesem Drucksteg wirkt ein Druckkopf zusammen, der eine in einer Reihe angeordnete, selektiv aktivierbare Nadeln enthält. Mit dem Druckkopf ist ein elektrischer Motor über Antriebsübertragungsglieder verbunden, damit der Druckkopf eine geradlinige Bewegung parallel zum Drucksteg und quer zur Nadelreihe ausführt. Mit den Übertragungsgliedern ist eine Zeitgeberscheibe gekoppelt, welche durch sie in Drehung versetzt wird und in Sektoren unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit oder Reflexionseigenschaften unterteilt ist und die mit einem photoelektrischen Fühler zusammenwirkt, um bei ihrer Drehung periodische Signale zu erzeugen. Unter Steuerung durch diese periodischen Signale erzeugt ein Taktimpulsgenerator Taktimpulse für die Steuerung der aufeinanderfolgenden Aktivierungen des Druckkopfes, wenn dieser gegenüber dem Papier verschoben wird.

Durch Kopplung der Zeitgeberscheibe mit den Antriebsübertragungsgliedern für den Druckkopf erhält man eine genaue Beziehung zwischen der Position des Druckkopfes und den Taktimpulsen, die mit dem photoelektrischen Sensor abgefühlt sind. Die Taktimpulse können daher für eine präzise Steuerung der aufeinanderfolgenden Aktivierungsvorgänge des Druckkopfes benutzt werden, wenn dieser über das Papier geführt wird. Die Sektoren der Zeitgeberscheibe und ihre Drehzahl sind vorzugsweise so gewählt, daß die resultierenden Taktimpulse mit den Augenblicken aufeinanderfolgender Erregungen des Druckkopfes zusammenfallen, so daß auf diese Weise das Abstandsintervall zwischen aufeinanderfolgenden Spalten der bei aufeinanderfolgenden Aktivierungen der Druckkopfnadeln auf das Papier zu druckenden Punkte bestimmt wird. Durch die photo-

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elektrische Steuerung des Druckkopfes mittels der direkten Kopplung mit seinen eigenen Antriebsgliedern werden Schwierigkeiten vermieden, welche andernfalls durch Spiel im Druckkopfantrieb oder Schwankungen der Drehzahl des Antriebsmotors bedingt sind. Da die Genauigkeit der Druckkopfsteuerung vom photoelektrischen Fühler und der mit diesem zusammenwirkenden Scheibe abhängt, wird ein teuerer hoch präziser Schrittschaltmotor oder dgl. als Antriebsmotor für den Druckkopf überflüssig, und in der Praxis kann der Elektromotor ein relativ preiswerter Gleichstrommotor hoher Qualität sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Zeitgeberscheibe eine Anzahl abwechselnder weißer (oder durchsichtiger) und schwarzer Segmente gleicher Breite und ist in einem Stück mit einer eine Welle oder eine Nabe bildenden Teil der Antriebsübertragungsglieder gebildet. Vorzugsweise enthält der photoelektrische Sensor zwei Photozellen, welche gegeneinander in Drehrichtung der Zeitgeberscheibe versetzt sind, so daß die von den beiden Photozellen beim Drehen der Scheibe erzeugten Signale um 90° gegeneinander phasenverschoben sind. Der Taktimpulsgenerator kombiniert die Ausgangssignale der beiden Photozellen und leitet aus ihnen Taktimpulse ab, welche für entgegengesetzte Drehrichtungen der Zeitgeberscheibe, und damit für entgegengesetzte Bewegungsrichtungen des Druckkopfes, gegeneinander phasenverschoben sind. Die Doppelanordnung der Photozellen ergibt einen Taktimpulszug für jede der beiden Bewegungsrichtungen des Druckkopfes, also der beiden Drehrichtungen des Antriebsmotors, wobei die der Vorwärtsrichtung entsprechenden Impulse phasenverschoben gegenüber den der Rückwärtsbewegung des Kopfes entsprechenden Impulsen sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Antriebsmechanismus mit den Antriebsübertragungsgliedern eine Seilrolle, welche einen mit dem den Druckkopf tragenden Wagen verbundenen Zeitsteuerriemen oder eine -kette antreibt. Der Wagen arbeitet mit einer linearen Führung zusammen, welche parallel zum Drucksteg und quer zur Richtung der im Druckkopf montierten Nadel-

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reihe verläuft. Vorzugsweise treibt die Seilrolle einen flexiblen Zahnriemen (für die Zeitsteuerung), welcher für eine Positionsstarrheit des Antriebsmechanismus und eine genaue Bewegung des Druckkopfwagens ohne Schlupf sicherstellt, selbst wenn das Gerät horizontalen Beschleunigungskräften ausgesetzt ist, wie es beispielsweise bei Benutzung in einem Fahrzeug der Fall ist.

Eine Lichtblende oder Fahne kann sich zusammen mit dem Druckkopf bewegen und mit photoelektrischen Detektoren zusammenwirken, die an entgegengesetzten Enden des zulässigen Bewegungsbereiches des Druckkopfes angeordnet sind, so daß Signale zum Stoppen oder zur Bewegungsumkehr des Druckkopfes erzeugt werden.

Der Nadeldruckkopf ist vorzugsweise auf einem Wagen gelagert, der seinerseits schwenkbar um eine Achse parallel zum Drucksteg und quer zur Nadelreihe montiert ist und längs einer Führung gleiten kann, wobei er um die Achse in einem Sinne vorgespannt wird, daß der Druckkopf vom Papier weggedrückt wird, und wobei ferner ein Elektromagnet vorgesehen ist, der bei Erregung auf den Wagen eine der Vorspannung entgegenwirkende Kraft ausübt, so daß die Nadeln des Druckkopfes in einer Druckstellung gegenüber dem Drucksteg gehalten werden.

Eine Nadelreinigungsbürste oder ein Reinigungspolster kann in einer Position befestigt sein, in welcher die Spitzen der Nadeln des Druckkopfes am Ende von dessen Bewegung gegenüber dem Drucksteg die Bürste oder das Polster berühren, so daß die Nadelspitzen, welche in leichte Berührung mit der Papieroberfläche kommen, am Ende jeder Abtastbewegung des Druckkopfes von Abrieb oder Staub gereinigt werden.

Das Papier kann über den Drucksteg mit Hilfe eines Zahnspitzenrades oder eines Reibradantriebes vorgeschoben werden, welche über ein Reduziergetriebe von einem zweiten Elektromotor angetrieben werden. Die beiden Elektromotoren sind vorzugsweise Gleichstrommotoren mit Schrägwindungen und eisenlosen Rotoren, welche ein

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niedriges Trägheitsmoment und eine lange Lebensdauer haben.

Das mit dem zweiten Motor verbundene Reduziergetriebe kann eine Welle mit einer weiteren Zeitgeberscheibe enthalten, die mit einem photoelektrischen Detektor zusammenwirkt, welcher so angeordnet ist, daß er dem durch das Spitzenzahnrad erfolgenden Papiervorschub entsprechenden Signale zur Steuerung des Zeilenvorschubs des Papiers zwischen aufeinanderfolgenden Zeilenabtastungen des Druckkopfes erzeugt.

Die Erfindung sei nun anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines tragbaren elektromechanischen Druckers gemäß einer Ausführung der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Drucker gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Druckers;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 eine mit der Zeitgeberscheibe des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Druckers zusammenwirkende Schaltung und

Fig. 6 in Grundzügen die elektrische Schaltung des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Druckers.

Bei der veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um einen elektromechanischen Drucker, der für Anwendungen gedacht ist, wo eine Datenausgabe bei mittlerer Geschwindigkeit, leiser Betrieb und niedriger Leistungsverbrauch die Hauptforderungen sind. Das Gerät soll tragbar sein und sich beispielsweise in einem Fahrzeug installieren lassen oder für tragbare Meßeinrichtungen oder mobilen Einsatz eignen.

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Das Gerät enthält einen flachen gummiüberzogenen Drucksteg 1, über den ein elektrosensitives Papier von einer nicht dargestellten Vorratsrolle, welche im Gerätegehäuse untergebracht ist, vorgeschoben wird, wobei der Vorschub mittels eines Spitzzahnrades 2 erfolgt, welches in Löcher eingreift, die an einem oder an beiden Rändern der von der Vorratsrolle abgezogenen Papierbahn eingestanzt sind. Ein schwenkbarerAndrücker 3 kann von einer in Fig. 4 in gebrochenen Linien dargestellten Lage in eine voll ausgezogene geschlossene Position geschwenkt werden, in welcher er das Papier gegen das Zahnrad 2 drückt. Die Papierbahn wird zum Drucksteg 1 geführt, wobei sie über eine gewölbte Plastikpapierführung 4 verläuft und durch eine federbelastete, elektrisch leitende Kontaktwalze 5 in festem Kontakt mit dieser gehalten wird.

Die über den Drucksteg 1 geführte Papierbahn besteht aus einem elektrosensitiven Dreischichtmaterial, das aus einer Grundschicht normalen Papiers, einer Zwischenpigmentschicht und einer Deckschicht aus dünnem aufgedampften Aluminium besteht. Die Aluminiumdeckschicht steht in elektrischem Kontakt mit der geerdeten Kontaktwalze 5, welche in Bewegungsrichtung gesehen oberhalb des Drucksteges 1 angeordnet ist.

Mit dem Drucksteg 1 wirkt ein Druckkopf 6 zusammen, der auf einem Wagen 7 abnehmbar montiert ist. Der Wagen kann in einer Richtung bewegt werden, die quer zur Papierführungsrichtung über den Drucksteg 1 und parallel zur Oberfläche des Drucksteges verläuft, also quer zur Zeichenebene der Fig. 4. Der Druckkopf hat eine Reihe paralleler Nadeln 8, die fest in einer Epoxyharzeinkapselung gehaltert sind, wobei die Reihe der parallelen Nadeln in einer Ebene parallel zum Papiervorschub über den Drucksteg 1 verläuft und die Nadeln 8 selbst rechtwinklig zur Oberfläche des flachen Drucksteges 1 verlaufen. In der Druckstellung des Druckkopfes 6 befinden sich die Spitzen der Nadeln 8, welche in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, dicht an der Oberfläche des Drucksteges 1, so daß die Nadeln 8 die Oberfläche des Papiers auf dem Drucksteg 1 leicht berühren.

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Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung hat der Nadelkopf 6 neun Nadeln 8 mit einem Druchmesser von 0,3 mm, die in regelmäßigen Achsabständen von 0,4 mm voneinander entfernt sind. Die Papierberührungsenden der Nadeln 8 sind flach und liegen in einer Ebene und sind zur Vermeidung scharfer Kanten geschliffen. Die anderen Enden der Nadeln 8 sind mit einzelnen Leitern eines nicht dargestellten flexiblen gedruckten Schaltungsbandes verbunden, über welches die einzelnen Nadeln an entsprechende elektrische Ausgänge N1 bis N9 einer elektrischen Steuerschaltung des Druckers angeschlossen sind, deren Schaltbild Fig. 6 zeigt.

Bei Zuführung eines Druckpotentials, in diesem Beispiel 30 V, zu einer ausgewählten Nadel 8 des Druckkopfes wird die Aluminiumdeckschicht des Papiers unmittelbar unterhalb der flachen Spitze der Nadel verdampft, so daß in einem anschlaglosen Verfahren ein schwarzer Punkt auf das Papier "gedruckt" wird.

Der Druckkopfwagen 7 kann längs einer geraden Führungsstange 9 gleiten, welche parallel zum Drucksteg 1 in senkrechter Richtung zu der Nadelreihe verläuft, so daß der Druckkopf 6 lineare Abtastbewegungen über die Breite des auf dem Drucksteg 1 aufliegenden Papiers ausführen kann. Der Druckkopfwagen 7 weist ein Joch 10 auf, welches um eine parallel zur Achse der Führungsstange 9 verlaufende Querachse schwenkbar gelagert ist. Ein Arm des Joches 10 trägt den Druckkopf 6, während ein anderer Jocharm an einer Spiralkompressionsfeder 11 anliegt, die das Joch 10 um seine Schwenkachse drückt und den Druckkopf 6 gegen den Drucksteg 1 vorspannt. Dieser letztgenannte Arm des Joches 10 trägt eine Walze 12, deren Achse senkrecht zur Schwenkachse des Joches 10 verläuft. Mit der Rolle 10 wirkt ein parallel zur Führungsstange 9 verlaufender Schwenkarm 13 zusammen, der an einem Arm eines Winkelhebels 14 sitzt, dessen anderer Arm wiederum über eine Schiebestange 15 mit einem Drehmagneten 16 verbunden ist. Im unerregten Zustand des Magneten 16 wird der Schwenkarm 13 durch Spiralzugfedern 17 an der Walze 12 gehalten, so daß das Joch 10 in einer Stellung gehalten wird, in welcher der Druckkopf 6 vom

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Drucksteg 1 weggeschwenkt ist. Wird der Magnet 16 erregt, dann hebt sich der Schwenkarm 13 von der Walze 12 ab, so daß die Druckfeder 11 den Druckkopf 6 in seine Druckposition drücken kann, in welcher die Spitzen der Nadeln 8 das Papier auf dem Drucksteg 1 berühren.

Die Abtastbewegung des Druckkopfes 6 gegenüber dem Drucksteg 1 entlang der Führungsstange 9 wird mit Hilfe eines flexiblen Zahnriemens 18 genau gesteuert, der fest mit dem Druckkopfwagen 7 verbunden ist und sich über die volle" Breite des Drucksteges 1 erstreckt. Der den Zeitbezug sicherstellende Riemen 18 läuft über eine Antriebsrolle 19, die auf einer durch ein Stirnradgetriebe 21 angetriebenen Welle montiert ist, und über ein Spannrad 20. Das Getriebe 21 und die Antriebsrolle 19 bilden einen Teil des Antriebsmechanismus, und das Getriebe 21 wird seinerseits über eine Welle 22 angetrieben, die über ein Reduktionsschneckengetriebe 23 mit einem Elektromotor 24 für den Wagenantrieb gekuppelt ist. Der Antriebsmechanismus zwischen Motor 24 und Druckkopfwagen 7 ist praktisch spielfrei. Der Motor 24 ist ein Gleichstrommotor hoher Qualität mit einem eisenlosen Rotor mit schräg verlaufenden Windungen, dessen Drehrichtung umkehrbar ist, so daß der Druckkopfwagen mit einer praktisch gleichförmigen Geschwindigkeit in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung abtasten kann.

Eine aus dem Kunststoff "Mylar" bestehende Zeitgeberscheibe 25 ist fest mit der Welle gekoppelt, an der die Antriebsrolle 19 befestigt ist. Die Zeitgeberscheibe ist in eine Anzahl gleicher, abwechselnder klarer (oder weißer) und schwarzer Elemente unterteilt. Mit ihr arbeiten zwei Photozellen 26 und 27 zusammen, die so angeordnet sind, daß sie Licht erhalten, das durch die Scheibe hindurchtritt oder von ihr reflektiert wird. Die Photozellen 26 und 27 sind auf verschiedenen Radiallinien, bezogen auf die Drehachse der Scheibe 25, angeordnet, und der Winkelabstand dieser Radiallinien beträgt die Hälfte der Winkelbreite eines der Scheibensegmente, so daß die von den Photozellen 26 und 27 gelieferten Signale beim Drehen der Scheibe um 90° gegeneinander phasenverschoben sind, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.

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Zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen des Druckkopfes 6 über das auf dem Drucksteg 1 aufliegende Papier wird das Papier durch Drehen des Zackenrades 2 weiterbewegt, so daß es in einer Lage für die nachfolgende Abtastung durch den Druckkopf 6 kommt. Diesem Zeilenvorschub dient ein zweiter Elektromotor 28, der ebenfalls ein Gleichstrommotor ist und mit dem Zackenrad 2 über zwei Schneckenreduziergetriebe 29 und 30 verbunden ist, die durch eine Welle 31 gekuppelt sind. Eine weitere Zeitgeberscheibe 32 ist auf der Welle 31 befestigt und kann praktisch mit dieser zu einem Teil zusammengegossen sein. Die Scheibe 32 ist geschlitzt und arbeitet mit einer Photozelle 34 zusammen, die Licht von einer Leuchtdiode 35 durch die geschlitzte Scheibe 32 erhält und deren Ausgangsimpulse zur Steuerung der Zeilenverschiebungs-Schrittbewegungen dienen, die durch den Motor 28 bewirkt werden.

Die beiden Photozellen 26 und 27 sind der in Sektoren eingeteilten Zeitgeberscheibe 25 zugeordnet und erzeugen entsprechend elektrische Rechtausgangssignale S₁ und S, (Fig. 5), die wegen der oben erwähnten Winkelversetzung zwischen den beiden Photozellen eine gegenseitige Phasenverschiebung von 90° haben. Die beiden Photozellen 26 und 27 können auf derselben Seite der Scheibe 25 angeordnet sein, wie dies Fig. 5 schematisch zeigt, so daß sie Licht von entsprechenden Leuchtdioden D₁ und D- erhalten, die sich auf der anderen Seite der Scheibe 25 befinden und mit den zugehörigen Photozellen ausgerichtet sind. Eine solche Anordnung ist verwendbar, wenn die Zeitgeberscheibe abwechselnd durchsichtige und schwarze Sektoren hat.

Die beiden um 90° gegeneinander versetzten Ausgangsrechteckschwingungen S₁ und S₂ der beiden Photozellen 26 und 27 werden Spannungskomparatoren 36 bzw. 37 zugeführt, mit Hilfe deren jedes Signal mit einer Bezugsspannung V _f verglichen wird, so daß durch eine Schmitt-Triggerwirkung genau bestimmte Rechteckausgangsschwingungen erzeugt werden; die Spannungskomparatoren formen die Ausgangssignale der Photozellen und heben sie aus Hintergrundrauschen hervor. Die beiden Rechteckschwings-Ausgangssignale der Komparatoren 36 und 37 werden kombiniert und zwei bistabilen

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Schaltungen 38 und 39 zugeführt, welche praktisch den letzten Spannungsübergang der Rechteckwellen S. oder S₂ in Erinnerung halten, woraus vier Ausgangszustände resultieren, aufgrund deren eine Decodierlogikschaltung 40 entsprechend den in Fig. 5 gezeigten Bool¹sehen Gleichungen Kombinationssignale erzeugt werden. Eine monostabile Schaltung 41 erzeugt Ausgangsimpulse von 3O μΞ, getriggert wird sie durch eine Logikschaltung 42, welche einen Zustandswechsel feststellt, nämlich die Flanken der beiden Rechteckschwingungen S.j und S₂ 1 die von den Komparatoren 36 und 37 geliefert werden. Für eine Drehrichtung der Scheibe 25 entsprechend einer Vorwärtsbewegung des Druckkopfwagens 7 werden die 3Ous-Impulse des monostabilen Schalters 41 einem Ausgang A zugeführt, während für eine Drehung der Zeitgeberscheibe 25 in der entgegengesetzten Richtung entsprechend einer Rückwärtsbewegung des Wagens die 3C^s-Impulse einem zweiten Ausgang B zugeführt werden. Diese Taktimpulse erscheinen entweder am Ausgang A oder am Ausgang B je nach Richtung der Wagenbewegung, wobei die "Vorwärts"-Taktimpulse FOR am Ausgang A um eine Impulsbreite gegenüber den Rückwärtstaktimpulsen REV am Ausgang B phasenverschoben sind, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Ein zweiter monostabiler Schalter 43 erzeugt 4Ομs-Austastimpulse, die zur Sperrung des monostabilen Schalters 41 während jedes der von ihm erzeugten 30μ3-Ιπιρυΐ56 dienen. Die Taktimpulszüge FOR oder REV dienen zur aufeinanderfolgenden Erregung ausgewählter Nadeln des Druckkopfes 8, wenn dieser über das Papier läuft, und zwar in aufeinanderfolgenden Positionen oder Abstandsintervallen, wo Punktspalten auf das Papier zu drucken sind. Ein Taktimpuls entspricht einer Spalten-position, und die Vorderflanke jedes negativ gerichteten Taktimpulses wird zur Einleitung jedes Spaltendruckens benutzt.

Das elektrische Steuersystem des Druckers ist in Fig. 6 gezeigt. Die zur Zeitgeberscheibe 25 gehörige, Taktimpulse erzeugende Logikschaltung, die im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben worden ist, ist in Fig. 6 mit 44 bezeichnet. Die Taktimpulse FOR oder REV dienen dazu, die Zuführung eines 36 V-Potentials zu ausgewähl-

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ten Nadelausgängen N1 bis N9 einzuleiten, welche mit den Druckkopfnadeln verbunden sind, und zwar zu Zeitpunkten bei der Abtastbewegung des Druckkopfes, welche durch die Taktimpulse bestimmt werden. Die ausgewählten Nadeln, welche in jeder Spaltenposition längs einer durch den Druckkopf abzufahrenden Zeile aktiviert werden sollen, werden durch Zeichnungseingangssignale PLT bestimmt, wenn es sich um den ZEICHNUNGS-Betrieb handelt, wo der Drucker eine Matrix von Punkten zur Wiedergabe einer graphischen oder bildlichen Darstellung erzeugt, oder alternativ durch Symbolspaltencodes, welche in einem nur auslesbaren Speicher ROM gespeichert und durch die Adressenlogikschaltung aus diesem ausgelesen werden. Zum Drucken jedes alphanumerischen Symbols gibt es eine entsprechende Folge von Symbolspaltencodes, wobei jede Spalte aus einer Reihe von Punkten aufgebaut ist, die sich durch selektive Aktivierung der Druckkopfnadeln ergeben, so daß ein gewünschtes Symbol gebildet wird. Für jedes Symbol gibt es daher einen Code, der den aus dem ROM zu entnehmenden aufeinanderfolgenden Symbolspaltencodes entspricht. Die Codes für jedes Symbol werden in einem RAM-Speicher (Speicher für willkürlichen Zugriff) gespeichert, der entweder über Tastatureingangssignale oder über von einer anderen Signalquelle, beispielsweise einem Funkempfänger, gelieferte Signale adressierbar ist. Programmierbare Interface-Adapter sind in Fig. 6 mit PIA bezeichnet.

Die rotierende geschlitzte Scheibe 32, die durch den Zeilenverschiebungsmotor 28 angetrieben wird, läßt die zugehörige Photozelle 34 Impulse LSH erzeugen, die zur Steuerung des Zeilenverschiebungsantriebsmotors 8 dienen. Zwei unterschiedliche Zeilenschaltbewegungen des Motors 28 sind möglich entsprechend dem Betrieb zum Drucken alphanumerischer Symbole oder von Zeichnungen. Sind alphanumerische Symbole zu drucken, dann ist der durch den Motor 28 bewirkte Zeilenvorschub so groß, daß beim Drucken aufeinanderfolgender Zeilen durch den Druckkopf ein Zwischenraum verbleibt, während für das Drucken von Zeichnungen ein kleinerer Zeilenschaltvorschub verwendet wird, so daß zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen gedruckter Punkte kein Zwischenraum verbleibt.

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Bei der dargestellten Ausführungsform hat die den Zeilenschaltmotor 28 steuernde Zeitgeberscheibe 32 zwei Schlitze, die um 180° gegeneinander versetzt sind.

Die Schwenkbewegung des Druckkopfes 6 zur Berührung mit dem Papier auf dem Drucksteg 1 wird durch Erregung des Drehmagneten 16 bewirkt, der in der bereits erläuterten Weise über die Stange 15 und den Winkelhebel 14 auf das Schwenkjoch 10 des Druckkopfwagens 7 einwirkt. Der Drehmagnet 16 wird durch ein Signal TLT erregt, welches automatisch immer erzeugt wird, wenn der für beide Drehrichtungen geeignete Druckkopfwagenmotor 24 durch die Signale FOR für Vorwärtsantrieb gespeist wird. Wird die Bewegungsrichtung des Druckkopfwagens 7 umgekehrt oder wird der Wagen am Ende einer vorwärts erfolgenden Zeilenabtastung angehalten, dann wird der Drehmagnet 16 stromlos gemacht, so daß der Druckkopf 6 unter Wirkung der Feder 11 vom Papier auf den Drucksteg 1 weggeschwenkt wird.

Am Druckkopfwagen 7 ist eine rechteckige flache Fahne 45 aus undurchsichtigem Plastikmaterial befestigt und im Sinne einer Bewegung in Zeilenabtastrichtung längs einer Führungsstange 26 geführt, die parallel zur Führungsstange 9 verläuft. Die Fahne hat eine rechteckige Nut 47 nahe ihrer linken Kante, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, und sie wirkt mit einer Photozelle 48 zusammen, wie in einer einstellbaren Lage nahe des linken Endes der Wagenführungsstange 46 angeordnet ist, um den linken Rand des vom Druckkopf 6 erzeugten Druckes zu bestimmen. Die Photozelle 48 wird durch eine Leuchtdiode 49 beleuchtet. Die Fahne 45 unterbricht zuerst den Strahl zwischen der Leuchtdiode 49 und der Photozelle 48 mit ihrer (linken) Vorderkante, wenn der Druckkopfwagen sich nach links bewegt; eine zweite Strahlunterbrechung tritt kurz danach auf, wenn die rechte Kante der Nut 47 den Strahl unterbricht. Das von der Photozelle 48 bei der ersten Unterbrechung gelieferte Signal wird für die Erregung des Drehmagneten 16 benutzt und bringt den Druckkopf 6 in Druckberührung mit dem Papier; die zweite Unterbrechung ergibt ein linkes Randsignal LHM, das für den Anfang einer Druckzeile benutzt wird, indem mit der

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Erzeugung des Vorwärts-Wagenantriebsimpulses FOR begonnen wird.

Eine weitere Randüberwachungsphotozelle 50 ist einstellbar in der Nähe des rechten Endes der Druckkopfführungsstange 9 vorgesehen, wie Fig. 1 zeigt, und sie arbeitet mit einer weiteren Leuchtdiode 51 zusammen, deren Lichtstrahl durch die Fahne 45 unterbrochen wird, wenn der Druckkopfwagen eine Grenzposition am äußersten rechten Ende seines Weges erreicht.

Am linken Ende der Bewegungsbahn des Druckkopfes 6 ist ein Nadelreinigungs-Bürstenpolster 52 angeordnet, welches jedesmal bei der Rückkehr des Kopfes in seine äußerste linke Position die Druckspitzen der Nadeln berührt und reinigt.

Ein elektrischer Kontakt 53 wird durch eine Feder gegen eine leitende geerdete Walze 54 oberhalb der Papierführung 4 gedrückt und ist so angeordnet, daß sie ein Papierendesignal POT erzeugt. Beim Auftreten des Papierendesignals bleiben typischerweise etwa 60 oder 70 mm Papier zum Drucken übrig, entsprechend 14 Zeilen alphanumerischer Symbole.

Ein Matrixcodiersystem zum Drucken alphanumerischer Symbole durch einen Neun-Nadel-Matrixdrucker der vorstehend beschriebenen Art ist in der gleichlaufenden Patentanmeldung (Anwaltsakte 10460) beschrieben.

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Claims

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10461/Sch/Vu
ENM/8 5/HGA/RG/JJ
Brit.Anm. Nr. 638/78
vom 9. Januar 1978

The Rank Organisation Limited London (Großbritannien)

Patentansprüche

( 1) jElektromechanischer Drucker mit einer Drucktischfläche, über^aie ein elektrosensitives Papier bewegt wird, einem mit der Drucktischfläche zusammenwirkenden Druckkopf, in dem eine Anzahl selektiv aktivierbarer Nadeln in einer Reihe angeordnet ist, mit einem Elektromotor, der über einen Antriebsmechanismus mit dem Druckkopf gekuppelt ist und diesen in einer geradlinigen Bewegung parallel zur Drucktischfläche und quer zur Richtung der Nadelreihe bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antriebsmechanismus (18,19) eine Zeitgeberscheibe (25) gekoppelt ist und durch diesen gedreht wird, daß die Zeitgeberscheibe in Sektoren unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit oder unterschiedlicher Reflexionseigenschaften unterteilt ist und mit einer photoelektrischen Fühleinrichtung (26,27) zusammenarbeitet, die beim Drehen der Scheibe periodische Signale liefert,

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unter deren Steuerung ein Taktimpulsgenerator (36-42) Taktimpulse zur Steuerung aufeinanderfolgender Aktivierungen des Druckkopfes (6) liefert, wenn dieser gegenüber dem Papier verschoben wird.
2) Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Püh!einrichtung zwei Photozellen £6,27) aufweist, die in Drehrichtung der Zeitgeberscheibe (25) gesehen gegeneinander versetzt sind, so daß die von ihnen beim Drehen der Scheibe erzeugten Signale um 90° gegeneinander phasenversetzt sind, und daß der Taktimpulsgenerator (44) die beiden Ausgangssignale der Photozellen zur Ableitung von Taktimpulsen zusammenfaßt, welche für entgegengesetzte Drehrichtungen der Zeitgeberscheibe, und damit für entgegengesetzte Bewegungsrxchtungen des Druckkopfes (6), gegeneinander phasenverschoben sind.
3) Drucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberscheibe (25) von einer Welle oder Nabe getragen oder einstückig mit dieser ausgebildet ist, welche einen Teil des Antriebsmechanismus bildet.
4) Drucker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus eine Seilrolle (19), welche einen "Timing"-Riemen oder -Kette (18) antreibt, der mit einem den Druckkopf (6) tragenden Wagen (7) verbunden ist, aufweist, und daß der Wagen mit einer linearen Führung (9) zusammenwirkt, welche parallel zur Drucktischfläche (1) und quer zur Richtung der Reihe der vom Druckkopf (6) getragenen Nadeln (8) verläuft.
5) Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtblendenglied (Fahne 45) zur Bewegung mit dem Druckkopf (6) vorgesehen ist und mit photoelektrischen Detektoren (48,50) zusammenwirkt, die an entgegengesetzten Enden des zulässigen Bewegungsbereiches des Druckkopfes so angeordnet sind, daß sie Signale liefern, mit Hilfe deren die Bewegung des Druckkopfes angehalten oder umgekehrt wird.

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6) Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf (6) auf einem Wagen (7) gehaltert ist, der schwenkbar um eine Achse ist, die parallel zur Drucktischfläche (1) und quer zur Reihe der Nadeln (8) verläuft, daß der Wagen längs einer Führung gleitend angeordnet ist und durch Vorspannungsmittel (17) um die Achse in einer Richtung gedrückt wird, daß der Druckkopf vom Papier wegbewegt ist, und daß ein Magnet (16) vorgesehen ist, der bei Erregung entgegen der Vorspannung auf den Wagen einwirkt, um die Nadeln (8) des Druckkopfes (6) in eine Druckbetriebslage zur Drucktischfläche (1) zu halten«
7) Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß eine Nadelreinigungsbürste oder -polster (52) in einer Lage befestigt ist, wo sie von den Spitzen der Nadeln (8) des Druckkopfes (6) berührt wird, wenn der Druckkopf sich an einem Ende seines Weges gegenüber der Drucktischfläche (1) befindet.
8) Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (24) ein Gleichstrommotor ist und daß der Antriebsmechanismus mindestens eine Drehzahlreduziereinheit (21,22;23) enthält.
9) Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier über die Drucktischfläche (1) mit Hilfe einer Zahnwalze vorgeschoben wird, die durch ein von einem zweiten Elektromotor (28) angetriebenes Reduziergetriebe (29,31, 30) betätigt wird.
10) Drucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der drehzahlreduzierende Antriebsmechanismus eine Welle (31) enthält, auf welcher eine weitere Zeitgeberscheibe (32) montiert ist, die mit einem photoelektrischen Detektor (34) zur Erzeugung von Signalen zusammenarbeitet, welche ein Maß für den Vorschub des Papiers durch die Äntriebszahnwalze (32) zur Steuerung der Zeilenschritt-

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schaltbewegungen des Papiers zwischen aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen des Druckkopfes (6) sind.

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