DE2923640A1

DE2923640A1 - Schnelldruckersystem

Info

Publication number: DE2923640A1
Application number: DE19792923640
Authority: DE
Inventors: Osamu Tomita
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1978-06-12
Filing date: 1979-06-11
Publication date: 1979-12-13
Also published as: AU4794979A; JPS54163111A; IT7923306A0; CA1150658A; JPS5812876B2; IT1121778B; AU523502B2; ES481453A1; US4302117A; DE2923640C2; BR7903730A

Description

Schnelldruckersystem

Priorität: Japan 12.Juni 1978 Nr.70578/78

Die Erfindung betrifft ein Schnelldruckersystem und bezieht sich insbesondere auf Mittel zur Einstellung einer unterschiedlichen Druckstärke auf dem Aufzeichnungsträger.

Bei Drucksystemen ist es erforderlich, die Abdruckstärke auf dem Aufzeichnungsträger in Abhängigkeit von der Größe des Oberflächenbereiches des jeweiligen Buchstabens zu verändern, um eine hohe Druckqualität der gedruckten Zeichen zu erreichen, d.h. um abgedruckte Buchstaben untereinander gleichmäßiger Tiefe unabhängig von der Größe des Oberflächenbereiches des Buchstabens zu erreichen. Bei einem bekannten Drucksystem wird ein einziger Steuerzustand für das Abdrucken jedes Typenelements des Druckers verwendet. Bei diesem Einfachsteuerbetrieb wird ein Erregerstrom mit konstanter Amplitude an die Druckhammeranordnung während des Fluges ,jedes Typenelements auf die Walze zugeführt. Der Erregerstrom verändert sich nur, wenn ein Typenelement zum Abdruck ausgewählt wird, welches eine entsprechend voreingestellte Abdruckstärke erfordert. Bei diesem bekannten Drucksystem liegt folgender Nachteil vor: Es ist schwierig, eine Feinsteuerung der Aufschlagimpulse und dementsprechend eine Feinsteuerung der Druckstärke durchzuführen, weil, obwohl der Erregerstrom leicht verändert wird, die Aufschlaggeschwindigkeit auf der Walze und die Flugzeit des Typenelements sich in weiten Grenzen ändern.

Im allgemeinen werden zwei Methoden zum Antrieb der Typenelemente benutzt. Bei der ersten Methode werden der Abdruckvorgang eines ausgewählten Typenelements und der Vorschubvorgang des Wagens nacheinander ausgeführt, was das sogenannte intermittierende Druckverfahren bedeutet. Der Wagen enthält eine Vielzahl von Typenelementen und wird längs der Zeilen des Aufzeichnungsträgers hin- und herbewegt. Im Gegensatz dazu wird bei einem

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zweiten Verfahren der Abdruckvorgang und der Vorschubvorgang gleichzeitig ausgeführt, was als sogenanntes kontinuierliches Druckverfahren bezeichnet wird. Das bedeutet, daß bei der zuerstgenannten Methode der Wagen jedes Mal angehalten wird, wenn dieser bei einer vorbestimmten Druckposition angelangt ist, und dann der Abdruckvorgang folgt, während bei dem zweiten Verfahren der Abdruckvorgang bereits begonnen hat, bevor der Wagen die vorbestimmte Abdruckstelle erreicht hat, und daß, wenn der V/agen die Abdruckstelle erreicht, die ausgewählte Type auf dem Wagen an der Abdruckstelle des Aufzeichnungsträgers angeschlagen wird. Daher ist das geschilderte zweite Verfahren für ein Hochgeschwindigkeitsdrucksystem besser geeignet als das genannte erste Verfahren.

Bei einem Drucksystem, bei dem sowohl das erste als auch das zweite Verfahren angewendet wird, entsteht der geschilderte Nachteil, wenn die Steuerung der Abdruckkraft auf der Grundlage der einfachen Steueraxt bei diesem Druckverfahren ausgeführt wird. Wie oben erwähnt besteht der Nachteil darin, daß, obwohl der Erregerstrom leicht geändert wird, die Intensität des Abdrucks sich stark ändert, und als Ergebnis eine Feineinstellung der Abdruckkraft und dementsprechend eine Feineinstellung des Kontrastes auf dem Aufzeichnungsträger nicht erreicht werden kann. Ferner besteht bei einem Drucksystem, bei dem das obenerwähnte zweite Verfahren angewendet wird, der folgende Nachteil: Das ausgewählte Typenelement schlägt nicht genau an der vorbestimmten Druckposition auf dem Aufzeichnungsträger auf. Der Grund dafür ist, daß, obwohl der Erregerstrom leicht verändert wird, die Flugzeit des ausgewählten Typenelements sich in weiten Grenzen ändert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochgeschwindigkeitsdrucksystem zu schaffen, bei dem die geschilderten Nachteile beseitigt sind.

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Zur Lösung der geschilderten Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein Doppelsteuerungsverfahren vorgesehen. Das Doppelsteuerungsverfahren besteht aus einer ersten Steuerart und einer zweiten Steuerart. Bei der ersten Steuerart wird ein maximaler Erregerstrom an die Druckhammeranordnung geliefert, und bei der zweiten Steuerart, die unmittelbar nach der erstgenannten Steuerung folg, wird ein passender Steuerstrom zur Ausführung einer Feinsteuerung der Abdruckenergie der Druckhammeranordnung zugeführt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Es bedeuten:

Pig.1 eine teilweise perspektivische Ansicht eines üblichen Drucksystems;

Pig.2 eine perspektivische Ansicht einer Druckhammeranordnung, die einen Gleichstrommotor enthält und die in einem Drucksystem verwendet wird, auf das sich die vorliegende Erfindung vorzugsweise bezieht;

Fig.3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig.2 dargestellten Hammeranordnung;

Fig.4 das Schaltbild einer Treiberschaltung zum Betrieb des Gleichstrommotors 21 in Fig.2;

Fig.5 die Zeitdiagramme, die der Erläuterung der Wirkungsweise der Treiberschaltung in Fig. 4- dienen sollen;

Fig.6 in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen der Zeit tp zur Auswahl des Typenelements 23 in Fig.2 und die Bewegung auf die Waise 12 in Fig.2 sowie die Anzahl der Schritte η zur Drehung des Druckkopfes 13-1 in Fig.2;

Fig.7 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Vorschubzeit t_o, einer Zeit trr zur Erregung des Gleichstrommotors 21 und der Ansteuerzeit des Hammers t_D;

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Fig. 8 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Bestimmung der Schwellwerte T1 und T2, die in der Spalte (d) in Fig.7 enthalten sind;

Fig. 9A zur Erläuterung die Signalverläufe zur Erklärung des vorbekannten Einfachsteuerverfahrens;

Fig. 9B die Signalverläufe zur Erläuterung des Doppelsteuerverfahrens gemäß der Erfindung;

Fig.1OA eine graphische Darstellung der Veränderung der Flugzeit T-p, eines Typenelements und gleichzeitig der Veränderung der Aufschlaggeschwindigkeit Vj im Hinblick auf eine Veränderung des Steuerstroms I jeweils bei dem vorbekannten Einfachsteuerverfahren ;

Fig.1OB in graphischer Darstellung die Veränderung der Flugzeit T-p, eines Typenelements und die Veränderung der Aufschlaggeschwindigkeit Vj in Abhängigkeit von der Veränderung des Erregerstroms I jeweils für das Doppelsteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig.11 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Doppelsteuerverfahrens gemäß der Erfindung;

Fig.12 eine Schaltungsanordnung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels für einen Druckhammerlage-Anzeiger 101 nach Fig.11;

Fig.13 eine Schaltungsanordnung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels für die Schaltungsanordnung 108 zur Bestimmung der Druckhammerenergie nach Fig.11;

Fig.14- die Erläuterung der Signalverlaufe für eine zusätzliche erste Feinsteuerung bei dem Doppelsteuerverfahren und

Fig.15 die Darstellung von Signalverläufen zur Erläuterung einer zusätzlichen zweiten Feinsteuerung, die bei dem Doppelsteuerverfahren anwendbar ist.

In Fig.1, die eine teilweise perspektivische Ansicht eines üblichen Drucksystems darstellt, ist mit 11 ein Aufzeichnungsträger, wie eine Papierrolle, ein Bankformular o.dgl.bezeichnet. Der Auf-

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zeichnungsträger wird durch eine Waise 12 unterstützt und absatzweise in senkrechter Richtung zu den zu druckenden Zeilen auf dem Aufzeichnungsträger 11 transportiert. Mit dem Bezugszeichen 13 ist ein Wagen bezeichnet, von dem aus ein ausgewähltes Typenelement angeschlagen wird. Der Wagen 13 besteht aus einem Druckkopf 13-1, der seinerseits eine Vielzahl von beispielsweise 128 Typenelementen enthält, von denen eine Hälfte längs einer oberen Reihe und die andere Hälfte längs einer unteren Reihe angeordnet sind. Diese oberen und unteren Reihen von Typenelementen geben dem Druckkopf 13-1 die Form einer Krone. Ein Antriebsmechanismus 13-2 besteht aus einem nichtdargestellten Motor und einer HammeranOrdnung, die ebenfalls nicht dargestellt ist. Der angetriebene Motor bewirkt eine Rotation des Druckkopfes 13-1, um das ausgewählte Typenelement dem Aufzeichnungsträger 11 gegenüberzustellen, während die Hammeranordnung das ausgewählte Typenelement zum Anschlag auf den Aufzeichnungsträger 11 bringt. Ferner ist eine Farbbandkasette 13-3 vorgesehen, die schwarze und rote Bänder (nicht dargestellt) enthält. Der Vorschubvorgang des Trägers 13 wird in Längsrichtung mittels einer Vorschubspindel in Richtung des Pfeiles A in Fig.1 ausgeführt. Da eine spiralförmige Rille auf der Oberfläche der Vorschubwelle 14 angebracht ist, wird der Träger 13 längs der Welle 14 im Eingriff mit der spiralförmigen Rille bewegt, wenn die Welle 14 durch den Vorschubmotor 15 angetrieben wird. Jedesmal, wenn der Druckkopf 13-1 den Abdruck des letzten, in jeder Zeile auf dem Aufzeichnungsträger 11 zu druckenden Zeichens beendet, wird der Kopf 13 in Richtung des Pfeilen A¹ in Pig.1 in seine Anfangsposition zurückgeführt, was gleichseitig mit dem Wagen durch Drehung der Welle 14 im Gegensinne erfolgt. Das Drucksystem enthält ferner eine gedruckte Schaltungnplatte, auf der die Schaltung zur Steuerung dos obenerwähnten Aufzeichnungsträgers des Mot-orfj und der Hamnieraiiordnunc und d_f:]. angebracht; sind; diese i.st ebenfalls in dem Druckoystem untergebracht, jedoch in Fig.1 nicht dargestellt.

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Demgegenüber richtet sich nun die vorliegende Erfindung auf Mittel zur Steuerung des Druckkopfes 13-1. Allgemein besteht die Hammeranordnung aus einem Hammermagnet, der durch Spulenwicklung erregt wird. Dabei ist der Abstand zwischen dem Aufschlagpunkt auf der Walze 12 und der Stirnfläche des Druckkopfes 13-1 im Ruhezustand beispielsweise nl[mmj. Besteht die Absicht, ein Hochgeschwindigkeitsdrucksystem zu schaffen, so braucht scheinbar nur der Hammerweg für jedes Typenelement in einfacher Weise abgekürzt zu werden. Das bedeutet in einfacher Weise den Abstand n1 £mmjauf einen Abstand n2 in[mmjzu kürzen, wobei n2^n1. Ein derartiges Hochgeschwindigkeitsdrucksystem kann jedoch nicht in einfacher V/eise nur durch Verkürzung des Abstandes von n1 [ramj auf n2 [mmjrealisiert werden. Der Grund dafür ist, daß, wenn das Drucksystem beispielsweise in einer Bank verwendet wird, die dort verwendeten Sparbücher unterschiedliche Stärken besitzen und zwischen den Druckkopf 13-1 und die Walze 12 mittels sogenannter Stirneinsätze oder sogenannter EinsatζJournale eingeschoben werden müssen. Gleichzeitig werden Führungsmittel zur Zuführung des Sparbuches in den Bereich zwischen Druckkopf 13-1 und Walze 12 bei einem derartigen Drucksystem ebenfalls verwendet. Dementsprechend kann, wenn die Länge des Hammerweges auf den Abstand n2 [ mmj abgekürzt wird, das genannte Führungsmittel nicht zwischen Walze 12 und Kopf 13-1 eingefügt werden. Dementsprechend muß dieser Abstand auf n1 vergrößert werden, wenn ursprünglich ebenfalls ein Sparbuch zwischen Kopf und Walze eingesetzt werden muß. Nach dem Einschieben des Sparbuches werden die Führungsmittel nach unten gedrückt, um die Ausführungen des üblichen Druckvorganges zu vereinfachen. Daher ist zu dieser· Zeit die Länge des Hammerweges auf den Abstand n2 [mm] abzukürzen. Besonders während des Leerlaufzustandes des Kopfes 13-1 ist der Abstand n1 [mmjgleich 6 £mmf während im Arbeitszustand des Kopfes 13-1 der Abstand n1 [mmj gleich 3 [mm]ist. In anderen Worten ändert sich die Länge des Hammerweges abwechselnd von 3 auf 6 [mmj. Um die beiden erwähnten Hammerwege zu erreichen, müssen jeweils zwei Hammermagnete auf

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dem Wagen 13 angeordnet werden; daher erhöhen sich die Kosten und das Gewicht für den Wagen 13. Ist der Wagen 13 schwer, so wird der Vorschubvorgang langsam, und als Ergebnis hiervon läßt sich kein Hochgeschwindigkeitsdruck erreichen. Da ferner jeder der genannten Hammermagnete mit einer Rückholfeder ausgestattet werden muß, arbeiten die Hammermagnete ständig gegen die Kräfte der jeweiligen Rückholfeder. Dementsprechend wird einiges an der erzeugten Hammerenergie jedes Hammermagneten durch die Kraft der entsprechenden Rückholfeder aufgehoben. Dementsprechend kann eine hohe Druckgeschwindigkeit jedenfalls nicht erwartet werden.

Die vorliegende Erfindung ist zweckmäßig und vorzugsweise nicht bei einem derartigen Drucksystem, wie es oben beschrieben wurde, anzuwenden, sondern für das nachstehend geschilderte System geeignet. Bei diesem Drucksystem besteht die Hammeranordnung nicht aus einem Hammermagnet, sondern aus einem Gleichstrommotor, insbesondere einem servogesteuerten Gleichstrommotor, um die Mangel des obengeschilderten Systems zu beseitigen. Das bedeutet, daß das Drucksystem, für welches die vorliegende Erfindung geeignet und vorzugsweise anwendbar ist, in der Lage sein muß, verschiedene Arten von Hammerweglängen frei zu wählen, und ferner Hammerenergie nicht durch eine Kraft ausgelöscht wird, wie dies bei der genannten Rückholfederkraft der Fall ist.

In Fig.2, die eine perspektivische Ansicht einer Hammeranordnung mit einem Gleichstrommotor bei einem Drucksystem,für das die vorliegende Erfindung zweckmäßig und bevorzugt anwendbar ist, wiedergibt, bezeichnet das Bezugszeichen 21 den Gleichstrommotor. Der Druckkopf 13-1 wird durch den Gleichstrommotor 21 mit Hilfe von Zahnsegrnenten 22 in Richtung der Pfeile S1 und S2 angeschlagen. Dementsprechend schlägt der Gleichstrommotor 21 ein ausgewähltes Typenelement 23 auf die Walze 12. Die Pfeile S1 und S2 bezeichnen jeweils erste und zweite Anschlagwege. Die Längen der ersten und zweiten Anschlagwege betragen jeweils 3 fmmJ und dementsprechend beträgt die Gesamtlänge der Anschläge 6 [ mmj .

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Zur Erläuterung des Anschlagvorganges mit den Mitteln nach Fig.2 dient Fig.3, und nachstehend wird die Wirkungsweise der Anschlageinrichtung mit dem Gleichstrommotor beschrieben. In Fig. 3 zeigt die Abszisse des Diagrammes die Zeit i't", und die Ordinate bezeichnet die Länge eines Anschlagweges "S". Somit sind die Bezugszeichen S; und S2 mit den Zeichen S1 und S2 jeweils in Fig.2 identisch. Zunächst wird bei einem Befehl zum Anschlagen des Druckkopfes zum Zeitpunkt t=O der Druckkopf 13-1 (siehe Fig.2) durch den Servo-Motor 21 (siehe Fig.2) längs einer Kurve C1 in Richtung des Endes des ersten Anschlagweges S1 bewegt. Das Ende des Anschlagweges S1 definiert eine stabile Schwebelage, wie durch eine gestrichelte Linie P angedeutet. Darauf wird ein ausgewähltes Typenelement 23, entsprechend den abzudruckenden Daten, zusammen mit dem Druckkopf 13-1 längs einer Kurve C2 zu einem vorbestimmten Aufschlagpunkt auf der Walze (siehe Fig.2) bewegt. Dieser Anschlagpunkt ist auf einer Linie gelegen, die durch die gestrichelte Linie Q bezeichnet ist. Werden schließlich nachfolgende weitere Druckdaten erzeugt, so wird der Druckkopf 13-1 nicht in eine Ruhelage, entsprechend der durchgezogenen Linie O, zurückgeführt, sondern in die stabile Flugposition P längs einer Kurve 03 mittels des servogesteuerten Gleichstrommotors. Weiterhin wird das ausgewählte Typenelement entsprechend den genannten zweiten Druckdaten zusammen mit dem Druckkopf 13-1 von der Position P in einen vorherbestimmten Anschlagpunkt auf der Walze 12 an der Linie Q längs einer Kurve CH geführt. In diesem Fall beträgt die Länge des Anschlagweges S2, das bedeutet 3 f mmj . Dementsprechend ist die erforderliche Flugzeit für den Flug längs der Kurve 04 kürzer als die Flugzeit, die für den Flug erforderlich ist, wenn der Druckkopf 13-1 längs der Kurve 04' bewegt wird, wie dies für das bekannte System zutrifft. Die Flugzeit längs der Kurve 04 beträgt t2 - ti, während die Flugzeit längs der Kurve beim bekannten System 04' t3 - t2 beträgt. Dementsprechend ist die erste Flugzeit kürzer als die letztere Flugzeit t3 - t2. Werden zum dritten Mal Abdzmckdaten erzeugt, dann wix\l in einfacher Weise

9 0 i) 8 i.i 0 / H N 1 /ι

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das ausgewählte Typenelement aus der Position P zur Linie Q bewegt. Darauf wird der Druckkopf 13-1 vor und zurück lediglich längs des zweiten Anschlagweges S2 geführt_{ und dementsprechend läßt sich eine hohe Druckgeschwindigkeit erreichen. Bei der Anordnung nach Fig.3 wird jedesmal, wenn das letzte Zeichen einer Zeile auf dem Aufzeichnungsträger abgedruckt wird, der Druckkopf 13-1 in die Ruhelage zurückgeführt, wie dies durch die ausgezogene Linie 0 angedeutet is^,d.h. in die Ausgangslage des ersten Anschlagweges S1. Danach ist die Spaltweite zwischen dem Druckkopf 13-1 und der Walze 12 einer Änderung bis zur Länge 6 'mm J unterworfen, um das Einsetzen eines nächsten Sparbuches erforderlichenfalls zu erleichtern. Die vorstehend geschilderte variable Anschlaglänge läßt sich durch Anschlagmittel, bestehend aus dem servogesteuerten Gleichstrommotor 21 (siehe Fig.2) verwirklichen.

Fig.4 zeigt das Schaltbild der Ansteuerschaltung für den Gleichstrommotor 21, der in Fig.2 dargestellt ist. Fig.5 zeigt Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der vorgenannten Steuerschaltung nach Fig.4. In Fig.4 ist der Gleichstrommotor (M) 21 der gleiche wie der in Fig.2 mit 21 bezeichnete Motor. Das Bezugszeichen 41 bezeichnet ein Potentiometer, welches durch die nicht dargestellte Rotorwelle des Gleichstrommotors 21 (siehe gestrichelte Linie 47) betätigt wird. Die Ausgangsspannung V_ß von dem Potentiomenter 41 wird einer Klemme für den invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 42 zugeführt. Andererseits wird eine Ausgangsspannung Vp eines Spannungsgenerators für eine variable Referenzspannung an eine Klemme eines nichtinvertierenden Eingangs des Verstärkers 42 gelegt. Als Ergebnis wird eine Differenzspannung zwischen den genannten zwei Ausgangsspannungen, d.h. (V„ - VS) an den Gleichstrommotor 21 über eine Phasenkompensationsschaltung 44, eine Begrenzerschaltung 45 und einen Stromverstärker 46 gelegt. Der Gleichstrommotor 21 wird durch die obenerwähnten Schaltungsglieder derart gesteuert, daß die Differenzspannung (V_R-V_ß) null wird.

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Anhand von Fig.5 wird die Wirkungsweise der Steuerschaltung nach Fig.4 nachstehend erläutert. Zum Zeitpunkt T^ erzeugt ein Zentralprozessor (nicht dargestellt) einen Befehl zum Anschlag eines ausgewählten Typenelemente (siehe Steuersignal "a" in Fig.4 und siehe Spalte (a) in Fig.5). Das Steuersignal "a" bewirkt ein Schließen des Schalters S₀, und als Ergebnis dessen wird eine Bezugsspannung V_R des Generators 43 dem Spannungswert

ν __ϋ gleich. Diese Spannung Y_nn —«-—- wird durch das

OO K+r_a OO K+r_a

Symbol V_Ra in Spalte (C) von Fig.5 angezeigt. Der Gleichstrommo tor 21 wird während einer Zeitperiode t„ angetrieben (siehe Spal-

cL

te (a) in Fig.5), und zwar durch einen Antriebsstrom I_Max (siehe Spalte (e) in Fig.5). Dieser Strom I_Mal entspricht einer Spannungsdifferenz zwischen der Spannung V_ am Potentiometer 41 und der Spannung V„ , was mittels des Stromverstärkers 46 abgeleitet wird. Gleichzeitig wird der Erregerstrom I_Mal dem Gleichstrommotor 21 lediglich während einer vorangegangenen Halbperiode t und ein Bremsstrom Ijyj_al (siehe Spalte (e) in Fig.5) mit negativer Polarität während der übrigen Hälfte der Periode t„ zugeführt. Der

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Bremsstrom I_M -,, mit negativ^r Polarität ist erforderlich, um in stabiler Weise die Rotation des Gleichstrommotors 21 zu verzögern bis dessen Drehwinkel einen gewünschten Umdrehungswinkel erreicht. Auf diese Weise wird der Gleichstrommotor 21 mit Hilfe der obengenannten Ströme .1», ■, und I_M -,, einer Servo-Steuerung unterworfen, die im Eabor-J.argon auch Bang-Bang-Kontrolle heißt. Dementsprechend verändert sich die Ausgangsspannung V^ am Potentiometer 41 während der Periode t mit einem Spannungsverlauf V_Q (siehe Spalte (d) in Fig.5). Erreicht der Pegel der Spannung Vg den Wert der Spannung V_Ra (= V_cc — jj—— ), so ist der Druckkopf 13-1 in der stabilen Flugposition P (siehe Fig.3 und 5). Die Veränderung der Spannung Vg_ entspricht der Kurve C1 in Fig.3. In Spalte (e) der Fig.5 wird die Spitzenamplitude des Erregerstroms I„ auf einem konstanten Pegel gehalten. Dieser konstante Pegel ist durch eine Begrenzerschaltung 45 definiert, die in Fig.4 dargestellt ist, und als Ergebnis davon kann eine gleichmäßige Beschleunigung des Gleichstrommotors 21 erreicht werden. Im übrigen

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verändert sich der Bremsstroni I^ , , vom negativen Pegel zu einem Nullpegel mit festgelegtem Verlauf, wie in Spalte (e) von Fig.5 angegeben ist. Der festgelegte Verlauf wird durch eine Phasenkompensationsschaltung 44 bestimmt, die in Fig.4 dargestellt ist. Im einzelnen summiert die Schaltung 44 das jeweilige Positionssignal auf, das der Spannung Vg in Fig.4 entspricht sowie ein jeweiliges Geschwindigkeitssignal, welches durch Differentierung des jeweiligen Positionssignals erhalten wird. Als Ergebnis dessen läßt sich eine stabile Servo-Steuerung des Gleichstrommotors 21 erzielen.

Als nächstes erzeugt zum Zeitpunkt To der Zentralprozessor einen Befehl zum Anschlag des nächsten ausgewählten Typenelemente (siehe Steuersignal "b" in Fig.4- und siehe Spalte (b) in Fig.5)· Das Steuersignal "b" schließt den Schalter S^, und als Ergebnis dessen wird eine Bezugs spannung V_R des Generators 4-3 zu einen

R ^ra^rb Spannungswert gleich V_cc j^j-^— (³V^b ⁼ r—"r ^" ^Demseniäß

steigt der Pegel der Referenzspannung V^ auf einen Spannungswert ^Rb (siehe Spalte (c) in Fig.5)· Danach wird der Gleichstrommotor 21 mit dem maximalen Erregerstrom gespeist, und in der gleichen Zeit wird der Druckkopf 13-1 mit maximaler Energie gegen die Walze 12 geschlagen. Der Flug des Druckkopfes 13-1 in Richtung der Walze 12 ist schematisch durch eine Kurve V_gb in Spalte (d) in Fig.5 dargestellt. Ferner ist dieser Flug schematisch durch die Kurve C2 in Fig.3 wiedergegeben. Im Zeitraum t, entspricht der Speisestrom einem Strom Ij^₁ in Spalte (e) der Fig.5· Danach kehrt, wenn nachfolgende Druckdaten erzeugt werden, der Druckkopf 13-1 nicht in die Ruhelage O (siehe Bezugszeichen O in Spalte (d) von Fig.5 und siehe Zeile O in Fig.3) zurück sondern in die stabile Flugposition P. Der Kopf 13-1 wird in diese Position durch Zuführen eines Speisestroms I_M -,, an den Gleichstrommotor 21 zurückgeführt und in der stabilen Lage P festgehalten, was durch die geschilderte Bang-Bang-"Steuerung erreicht wird.

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Wenn der Druckkopf 13-1 den Abdruck des letzten Zeichens, das in der Zeile auf dem Aufzeichnungsträger abgedruckt werden soll, beendet, werden keine Steuerbefehle "a" und "b" durch den Zentralprozessor erzeugt. Demgemäß sind dieSchalter S und S, offen, und die Bezugs spannung V^ (siehe Fig.4·) wird zu null (siehe Bezugszeichen V-oq in Spalte (c) von Fig.5)· Als Ergebnis dessen wird der Gleichstrommotor 21 im Gegensinn angetrieben, um den Kopf 13-1 in die Ruhelage O zurückzuführen. In diesem Zeitraum wird die Veränderung der Ausgangsspannung Vg des Potentiometers 4-1 schematisch durch eine Kurve C5 in Spalte (d) von Fig.5 und in gleicher Weise durch die Kurve 05 in Fig.3 dargestellt. Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, wird sowohl der Vorgang der Hin- und Herbewegung des Kopfes 13-1 längs eines kurzen Anschlagweges, d.h. 3'nim imit hoher Druckgeschwindigkeit als auch der Vorgang der Rückdrehung, falls erforderlich, des Kopfes 13-1 zur Ruhelage längs des langen Anschlagweges, d.h. 6^rmm,jdurch eine einzige Anschlagvorrichtung, d.h. durch den Motor 21, ausgeführt.

Als nächstes wird ein Verfahren für den Ablauf eines variablen Vorschubs zur Bestimmung der Vorschubgeschwindigkeit und des Anschlagzeitpunktes erläutert. Hierzu wird auf Fig.2 erneut Bezug genommen. Aus den Typenelementen 23 wird eines ausgewählt und durch Drehung des Druckkopfes 13-1 um η Schritte vor die Walze 12 bewegt, und zwar aus der bezeichneten Position des Druckkopf 13-1 heraus. Der Kopf 13-1 enthält 64- Typenelemente in der oberen Reihe längs des Umfanges und enthält ferner die gleiche Anzahl von Typenelemente in der unteren Reihe an seinem äußeren Umfang (siehe Bezugszeichen 23 in Fig.2). Der Kopf 13-1 kann wahlweise in Normalrichtung oder Gegenrichtung gedreht werden und dementsprechend läßt sich der Kopf 13-1 um 32 Schritte drehen, was einer Hälfte der maximalen 64 Schritte entspricht, wenn ein Typenelement in die der Walze gegenüberliegende Lage gedreht werden muß. In anderen Worten ausgedrückt, muß der Kopf 13-1 um 32 Schritte gedreht werden, wenn ein Element zum

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Anschlag ausgewählt wird, welches am weitesten von der Position ist, die der Walze 12 gegenüberliegt. Während des Ablaufes der Bewegung des ausgewählten Typenelements in die der Walze gegenüberliegende Lage muß ein Zeitintervall (t_R) für die Auswahl und Bewegung des Typenelements in diese Anschlagsposition in Übereinstimmung mit der Anzahl (n) der genannten Schritte proportional verändert werden, wobei die Anzahl kleiner oder gleich 32 Schritte ist. Fig.6 zeigt eine graphische Darstellung, in der die Beziehung zwischen der Zeit t„ und der Anzahl der Schritte η veranschaulicht ist, wobei die Ordinate und die Abszisse jeweils die Zeit t_R und die Anzahl η der Schritte representieren.

In dieser graphischen Darstellung gibt die Kurve PSC diese Beziehungen wieder. Auf der Abszisse ist ferner eine Spannung (V) zur Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit aufgetragen. Wie aus der Kurve PSC ersichtlich läßt sich die Beziehung zwischen t_R und η durch eine Gleichung t_R =c/ f (n) darstellen, wobei der Ausdruck ,< f(n) definiert wird durchi/~\Jn.

Andererseits sei auf Fig.1 Bezug genommen, wobei eine Vorschubzeit tg für jeden Vorschubvorgang durch die Gleichung tg = ~7S~ ausgedrückt wird, wenn der Wagen mittels des Vorschubmotors 15 über die Spindel 14 in Pfeilrichtung bewegt wird, wobei das Symbol VS die Vorschubgeschwindigkeit bezeichnet und das Symbol LS die Länge jedes Vorschubes angibt. Somit kann die Vorschubzeit tg kürzer als eine maximale Vorschubzeit t„_M sein, was der maximalen Anzahl von Schritten, d.h. η = 32 entspricht. In anderen Worten läßt sich ein Hochgeschwindigkeitsdruckvorgang durch Bestimmung der Vorschubzeit t_o gleich der Zeit t_R bestimmen, wobei jeweils die Auswahl des Typenelements berücksichtigt wird.

Da die Zeit t_R für jede Anzahl von Schritten η durch die obenerwähnte Gleichung ausgedrückt werden kann, d.h. t_R =XytT, so läßt sich die Vorschubzeit t_ß durch die Gleichung t_ß =ö(^n ausdrücken, da die Vorschubzeit tg so gewählt werden muß, daß sie gleich t-n ist. Als Ergebnis dessen ist die Vorschubgeschwindig-

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Ki

keit VS (entsprechend der Kurve V~ in Fig.6) durch eine Gleichung VS =βϊη auszudrücken, wobei £ = --, da beide Gleichun-T til

til

To ι— tilgen VS = -r-- und tg=(XVn, wie oben beschrieben Bestand haben.

Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich läßt sich die höchste Geschwindigkeit des Druckvorganges in dem Drucksystem erreichen, wenn diese entsprechend der vorerwähnten zweiten Methode betrieben wird, d.h. in dem sogenannten kontinuierlichen Druckverfahren. Eine Schaltung zur Steuerung des Vorschubmotors 15 (siehe Fig.1), um den Motor 15 entsprechend mit der vorerwähnten Gleichung VS =|ΊΫη~ zu betreiben, kann leicht durch einen Fachmann realisiert werden. Dies ist daher in der vorliegenden Beschreibung nicht näher erwähnt. Im übrigen ist diese Schaltung für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.

Wie oben erwähnt ist die Vorschubzeit tg durch die Zeit t_R festgelegt. Dementsprechend muß der Anschlagszextpunkt (t_D) entsprechend mit der Zeit t„ ebenfalls festgelegt werden, was bedeutet, daß dies der Zextpunkt ist, in dem ein Typenelement in die der Walze gegenüberliegende Lage bewegt wird. Der Zextpunkt für die Hammererregung ty, wird durch die Gleichung ΐτ)=^σ-*ττ ausgedrückt, wobei der Ausdruck t_ß bereits vorher erläutert wurde, und der Ausdruck trj eine Zeit angibt, in der der Gleichstrommotor 21 erregt wird. Diese Zeit t„ ist festgelegt beispielsweise mit 5 fmsecl. Fig.? enthält Zeitdiagramme zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Zeiten to, tjr und dem Erregungszextpunkt für den Anschlag tjj. In Fig.7 ist zum Zextpunkt t_Q (siehe Zeile (a) ) der logische Wert des Signals von Ruhe auf Betrieb, d.h. von einer logischen "1" auf eine logische "O" durch den Zentralprozessor gesetzt, wenn in den Fig.2 und 4 dargestellten Glieder des Druckers das Abdrucken des letzten Zeichens beenden. Danach werden die Glieder des Druckers von dem Zentralprozessor (siehe Spalte (b)) übertragen. Gleichzeitig beginnen zum Zextpunkt t^. die Glieder des Druckers mit der Ausführung des Vorschubvorganges und dem Vorgang der Auswahl des gewünschten Typenelements

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sowie dessen Bewegung in die Drucklage (siehe Spalten (c) und (d) ). In Spalte (c) gibt die logische ¹¹O" den Zustand wieder, in dem die letzte Operations ausgeführt wurde. Den Signalverlauf in Spalte (d) zeigt die Veränderung eines Signals (V_R), welches den Differenzwert zwischen einem statischen Vorschubwert, vorgegeben durch den Zentralprozessor, im voraus angibt sowie einen dynamischen Vorschubwert, welcher die derzeitige Lage des Druckkopfes 13-1 (siehe Fig.1) längs der Zeile des Aufzeichnungsträgers angibt. In dieser Spalte (d) sind zwei unterschiedliche Dreieckssignale V_RX] und Vg₂ dargestellt. Das Signal V™ wird erhalten, wenn die Anzahl der Schritte n,, durch die das Typenelement in die Drucklage gebracht wird, relativ groß ist. Dagegen wird ein Signal V-np erhalten, wenn die Anzahl der Schritte η relativ klein ist. In den Spalten (d) und (e) geben die Ausdrücke tg, die vorerwähnte Vorschubzeit tg, die Ausdrücke t_H die vorerwähnte Zeit für die Erregung des Gleichstrommotors 21 und der Ausdruck t_D den vorerwähnten Ansteuerungszeitpunkt für den Abdruck an, wobei die Zeit t™ kostant z.B. 5 fmsecjist. Der Abdruckzeitpunkt t^ wird als Augenblick bestimmt, in dem die Pegel der Signale Vt^ und V^o Jeweils die Schwellwertpegel T1 und T2 überschreiten. Jeder der Schwellwertpegel T1 und T2 ist bereits im voraus derart festgelegt, daß der obenerwähnte Augenblick um tTTfmsec] vor einem Zeitpunkt eintritt, wenn das Typenelement auf die vorbestimmte jeweilige Druckposition auf dem Aufzeichnungsträger 11 aufschlägt.

Daher liegt der Schwellwertpegel relativ hoch, wie durch T2 angedeutet, wenn die Vorschubgeschwindigkeit relativ hoch gewählt ist, wie durch V„o angegeben, während der Schwellwertpegel relativ niedrig ist, d.h. bei T1 liegt, wenn die Vorschubgeschwindigkeit relativ klein wie V^ gewählt ist. Dementsprechend kann der Gleichstrommotor 21 immer am Zeitpunkt t« in Betrieb gesetzt werden, wenn ein Zeitintervall t™ jmsec ;vor dem Zeitpunkt vorhanden ist, wenn das Typenelement auf den Aufzeichnungsträger aufschlägt. Der Signalverlauf in Spalte (f) gibt die Ortskurve des Fluges des Druckkopfes 13-1 wieder, wobei der Druckkopf 13-1

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während der Zeit t™ beschleunigt wird und gegen die entsprechende Druckposition am Ende der Zeit t^ aufschlägt. Dabei ist bemerkenswert, daß das Ende der Zeit tr, jeweils mit dem Ende der Vorschubzeit tq zusammenfällt. Dies tritt ein, da die Schwellwertpegel T1, T2 bereits im voraus bestimmt sind, wie oben ausgeführt wurde, und zwar aufgrund von Messdaten, die experimentell ermittelt wurde. Diese Testdaten werden in Kurven aufgetragen, die in Fig.8 wiedergegeben sind. In der Darstellung nach Fig.8 gibt die Abszisse die Vorschubzeit t_s und die Ordinate den Schwellwertpegel T, wie z.B. T1 und T2 in Spalte (d) von Fig.7, an. In Fig.8 sind die Testdaten als Kurven V-n^, und V-do jeweils angegeben, die den Signalen V^ und V-no ^ⁿ Spalte (d) in Fig.7 entsprechen. In .der Darstellung nach Fig.8 gibt jede der Kurven die zuvorgenannten Differenzsignale Vg wieder, welche die Differenz zwischen dem besonderen statischen Vorschubwert und dem dynamischen Vorschubwert angeben. Dabei ist jede Kurve für eine entsprechende Anzahl von Schritten η (n=32) aufgetragen. In dieser graphischen Darstellung sind lediglich 16 Kurven für die entsprechenden 16 Schritte von insgesamt 32 Schritten dargestellt. Wie aus Fig.8 ersichtlich sollte, wenn die Vorschubzeit t_g zu einem Minimalwert gewählt wird, beispielsweise 10 ^msec^] , der Schwellwertpegel T2 durch einen Punkt auf der Kurve V_Rp festgelegt werden, der durch die Vorschubzeit tg von 5 / msec_J definiert ist, was bedeutet 5 'msecj (entsprechend t„) vor der Vorschubzeit von 10 /msec/. Wenn jedoch die Vorschubzeit t_g ihren Maximalwert haben soll, d.h. 25[m^secj[, so sollte der Schwellwertpegel durch einen Punkt auf der Kurve V_RX] bestimmt, der durch die Vorschubzeit t_ß von 20 ["msec]]festgelegt ist, was bedeutet 5 (~^msecJ (entsprechend t„) vor der Vorschubzeit von 25 [jrosecj.

Nachstehend werden einige wesentliche Merkmale der Erfindung erläutert. Hervorzuheben ist, daß der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung bei jedem Drucksystem angewendet werden kann, jedoch ist die vorliegende Erfindung vorzugsweise geeignet und anwendbar bei einem Drucksystem, wie es im einzelnen vorher be-

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schrieben wurde. Wie eingangs erwähnt kann die Intensität des Druckanschlages verändert werden, um Zeichen mit untereinander gleichmäßigem Kontrast zu erzielen, unabhängig von der Größe der Oberfläche des Typenelements. Die Veränderung der Intensität des Druckanschlages wird gemäß dem Stand der Technik durch einen einzelnen Steuervorgang geregelt. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung dessen Veränderung durch eine neue Doppelsteuerung ausgeführt. Die Einfachsteuerung gemäß dem Stand der Technik wird auf zwei typische Arten ausgeführt. Die erste" Art der Ausführung einer Einfachsteuerung ist beispielsweise in der US Patentschrift Nr. 3,712,212 oder in IBM Technical Disclosure Bulletin Volume 1, Number 4 vom Dezember 1958 beschrieben. Eine zweite typische Ausführungsform der Einfachsteuerung ist beispielsweise in der US Patentschrift Nr.3,858,509 beschrieben. Bei den oben erwähnten typischen Einfachsteuerungen wird die Spitzenamplitude bei der Speisung der Erregung für den Druckhammer in Übereinstimmung mit der Änderung der Oberfläche des Typenelements verändert. Bei der vorerwähnten zweiten Art der Einfachsteuerung wird die Impulsbreite des Speisestromimpulses für die Erregung der Hammeranordnung in Übereinstimmung mit der Oberflächengröße des Typenelements verändert. Ist somit die Oberfläche des Typenelements groß, beispielsweise beim Typenelement ^MW^M, so wird die Spitzenamplitude des Speisestroms auf einen hohen Wert gebracht, oder die Impulsbreite des Ansteuerstromimpulses sehr breit gewählt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Oberfläche klein ist, beispielsweise beim Typenelement ".", die Spitzenamplitude des Speisestroms sehr klein bzw. die Impulsbreite des Ansteueretromimpulses sehr schmal gewählt.

Die obenerwähnte erste typische Einfachsteuerung läßt sich noch klarer unter Bezugnahme auf die Signalverläufe in Fig.9A erläutern. Dagegen ist die Doppelsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Signalverläufe nach Fig.9B näher erläutert. In Fig.9A ist die Spitzenamplitude des Erregeretroms I, die der Hammeranordnung zugeführt wird, auf die Spitzenwerte wit PI¹, P2¹, P3¹ und P4-¹ in Übereinstimmung mit der

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Veränderung der Oberflächen-größen der Typenelemente veränderbar. Ändert sich die Spitzenamplitude entsprechend der Werte P1', P2', P3¹ und P4·, so ändert sich die Verlagerung des Druckkopfes längs der Kurven Θ1·, 02·, 03· und 04' in entsprechendejr'Weise. Die gestrichelte Linie Q ist mit der gestrichelten Linie Q in

Fig.3 identisch. Dementsprechend ändert sich die Aufschlagge-• ...

schwindigkeit θ des Druckkopfes längs der Kurven 01', 02', 03' und 04· entsprechend den Kurven 01', 02', 03' und 04' in entsprechender Weise.

Im Gegensatz zu den obigen Ausführungen sind die entsprechenden Signalverläufe bei der vorliegenden Erfindung unterschiedlich gegenüber dem vorbekannten Einfachsteuerverfahren, wie es in Fig.9B dargestellt ist. In Fig.9B ist der Speisestrom I , der dem Gleichstrommotor 21 (siehe Pig.2) zugeführt wird, aus einem ersten Speisestrom I,, und einem zweiten Speisestrom I^ zusammengesetzt. Der erste Speisestrom Iy. besitzt eine maximale Spitzenamplitude P , unabhängig von der Größe der Oberfläche des ausgewählten Typenelements. Der erste Speisestrom I_x. wird beispielsweise während der Hälfte eines Speisezeitintervalls T^ dem Gleichstrommotor 21 zugeführt. Dabei verändert sich die Spitzenamplitude des zweiten Speisestromes Ip entsprechend der Größe der Oberfläche des ausgewählten Typenelements. Die Verschiebung θ des Druckkopfes 13-1 (siehe Fig.2) verläuft längs einer Kurve 0 , die eine konstante Ortskurve des Druckkopfes 13-1 während der Zeit darstellt, wenn der erste Speisestrom I. dem Gleichstrommotor 21 zugeführt wird. Die Verschiebung θ des Druckkopfes 13-1 verläuft längs der Kurve 01, 02, 03 und 04 jeweils, wenn der Spitzenpegel des zweiten Speisestroms Ip sich mit den Werten P1, P2, P3 und P4 entsprechend der Größe der Oberfläche der ausgewählten Typenelemente verändert. Dementsprechend wird die Aufschlaggeschwindigkeit des Druckkopfes längs einer Kurve 0 bei Zuführung des Stromes X₁ zum Motor 21 verändert, während die Aufschlaggeschwindigkeit θ sich längs der Kurven 01, 02, 03 und 04 in Abhängigkeit von den Kurven 01, 02, 03 und 04 Jeweils verändert·

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Das Doppelsteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die obengeschilderten Vorteile im Vergleich zum Einfachsteuerverfahren gemäß dem Stand der Technik. Fig.1OA zeigt in graphischer Darstellung sowohl die Veränderung der Flugzeit T™ des Typenelements als auch eine Änderung der Aufschlaggeschwindigkeit Vj im Hinblick auf die Veränderung des Speisestroms I jeweils bei der bekannten Einfachsteuerung. In Fig.1OB ist in graphischer Darstellung sowohl die Veränderung der Flugzeit T-™ eines Typenelements als auch eine Änderung der Aufschlaggeschwindigkeit Vj in Abhängigkeit von der Veränderung des Speisestroms dargestellt, und zwar jeweils für die Doppelsteuerung gemäß der Erfindung. Insbesondere repräsentiert der Speisestrom I in Fig. 10B den zweiten Speisestrom I^ (siehe Fig.9B). Ferner sind die I-Vj und I-Tj, Kennlinien durch gestrichelte Linien in Fig. 10B identisch mit jenen, die in ausgezogenen Linien in Fig.10A dargestellt sind. Wie aus Fig.1OA ersichtlich,ist bei der bekannten Einfachsteuerung bei geringer Veränderung des Speisestroms sowohl die Aufschlagsgeschwindigkeit Vj, d.h. die Aufschlagdruckenergie, als auch die Flugzeit T^, in weiten Grenzen veränderbar. Dementsprechend ist eine feine Steuerung des Druckimpulses, d.h. eine Feinsteuerung des Kontrastes der gedruckten Zeichen sehr schwierig auszuführen, da die Anschlaggeschwindigkeit Vj sich scharf ändert, und ferner eine genaue Steuerung des Zeitpunktes (siehe Fig.7) zur Ausführung des kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsdruckes nicht zu erwarten ist, da die Flugzeit Tp sich stark in Abhängigkeit von einer Veränderung des Speisestroms ändert.

Wie aus Fig.1OB ersichtlich werden im Gegensatz zu der obigen Schilderung bei der Doppelsteuerung gemäß der Erfindung bei leichter Änderung des Speisestroms sowohl die Aufschlaggeschwindigkeit Vj, d.h. die Druckenergie,, als auch die Flugzeit Tp, nur wenig verändert. Demgemäß ist eine Feinsteuerung des Druckanschlages, d.h. eine Feinsteuerung der Wiedergabe, zu erreichen, da die Aufschlaggeschwindigkeit Vj sich in weiten Grenzen ändert.

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- ■/- Zb

Auch kann eine genaue Zeitsteuerung (siehe Fig.7) zur Ausführung eines kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsdruckes erwartet werden, da die Plugzeit T™ in weiten Grenzen in Abhängigkeit von der Veränderung des Speisestromes veränderbar ist.

Weitere Unterschiede zwischen der Einfachsteuerung und der Doppelsteuerung werden nachfolgend erläutert.

Bei der Einfachsteuerung gelten die folgenden Gleichungen 1 und 2:

0·= -1-2 (t + t')

Dabei ist mit Θ* die Aufschlaggeschwindigkeit (siehe Fig.9A), mit O¹ die Verschiebung (siehe Fig.9A), mit I* die Spitzenamplitude des Speisestroms I (siehe Fig.9A) bezeichnet. Mit (t+t¹) wird dasselbe ausdrückt wie mit der Erregungszeit T_E (siehe Fig.9A). Mit J ist das Trägheitsmoment der Hammeranordnung im Druckkopf bezeichnet und K^ bezeichnet einen konstanten Drehmomentfaktor desselben.

Bei der Doppelsteuerung gelten die folgenden Gleichungen J und 4-, ähnlich den obigen Gleichungen 1 und 2:

£ (i₂t·

^KT^#I2 _ΐ.,2_Α ^ΚΤ^#Ι1. <. ^ΚΤ^#Ι1. "2?"" * +--j—t.t·+-^—t

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Die hier verwendeten Symbole sind dieselben wie bei den obigen Gleichungen 1 und 2 mit identischer Bedeutung. Dabei sind I₁ und Ip die Spitzenamplituden eines ersten und eines zweiten Erregerstroms (siehe Fig.

Im Falle, in dem die Energie des Stromes I, und die Gesamtenergie der Ströme I_x. und I~ gleich sind, wird folgende Gleichung erhalten:

I₃ (t+t·) = I₁t + I₂t« 5

Berechnet man die Differenz aus (O¹ - Θ), so wird dies durch die folgende Gleichung 6 ausgedrückt, indem die obigen Gleichungen 1 und 3 verwendet werden:

θ'-e^i j Ci₃-I₁H-+(I₅-I₂H-" ß

Darauf erhalt man 0'-O=O durch Kombination der obigen Gleichungen 5 und 6. Als Ergebnis läßt sich ableiten, daß die Aufschlaggeschindigkeit O¹ bei der Einfachsteuerung die gleiche ist wie die Aufschlagsgeschwindigkeit Θ, die im Doppelsteuerverfahren erhalten wird, für den Fall, daß die gleiche Speiseenergie jeweils der Hammeranordnung während der gleichen Speisezeit T_E (=t-»t·) zugeführt wird.

In dem Fall jedoch, in dem die gleiche Speiseenergie jeder Hammeranordnung während der gleichen Speisezeit T_p zugeführt wird, ist die Verschiebung 0 (siehe Fig.9B) beim Doppelsteuerverfahren größer al£3 die Verschiebung Θ¹ (siehe Fig.9A) bei Einfachsteuerung. In anderen Worten kann die Flugzeit Tv, beim Doppelstouorverfahren kurzer sein als die Flugzeit Tp beim Einfachst ouerverfahren, wenn die Länge der Hammerschlage sowohl bei. Einfachst c-uerunr als nur.) ι bei Doppe.! ßteuerunp· einander gleich sii;d. Di fr obcnr rwälmto Tatra^hr, daß dio Verßchiobunr; θ größer aIn dio Vi rrchi < bunf. Q¹ i nt , ]?ißt sich durch folgende Ausführung nnchv.'oi ::<'?:. Dir- Di i ' '< vcv.:: (G'-k'i läßt sich nur, den obigen Gl f iehm.r on 2 u.-''< n\-! oi i <'.'i n:ui dureli folf-ende (Jl ei rliuiif 7 aun-

Ο'-ο = -±-2 (t+t^r) - -2Γ* · ^tf - -j--t-t·- 2J

= (I₃-I₁ )t² -2(I₃-I₁ )t.t'+(I₃-I₂H'² 7

Die obige Gleichung 7 läßt sich als die nachfolgende Gleichung 8 unter Verwendung der obigen Gleichung 5 umformen:

₂₁₂
0'-O = — --χ- _T—2- 8

^X3 " ¹I

In dieser Gleichung 8 wird, nachdem die Beziehung I₁> I^> Ip besteht, die Differenz (O¹ - 0) negativ (θ'<θ). Daher ist die Verschiebung 0 bei der Doppelsteuerung größer als die Verschiebung O¹ bei Einfachsteuerungen unter den Bedingungen, daß sowohl die Speiseenergien und die Speisezeiten in Einfach- und Doppelsteuerverfahren die gleichen sind. Somit beruht der bemerkenswerte Vorteil des Doppelsteuerverfahrens auf der Tatsache, daß, verglichen mit der Einfachsteuerung die Flugzeit T.™ bei Doppelsteuerung kürzer ist als die Flugzeit T™ bei Einfachsteuerung unter der Bedingung, daß die jeweiligen Hammerschläge untereinander gleich sind. In anderen Worten kann der Hammerschlag bei Doppelsteuerung langer als der Hammerschlag bei Einfachsteuerung sein, wobei die Bedinung besteht, daß die entsprechenden Flugzeiten einander gleich sind.

Fig.11 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Ausführung des Doppelsteuerungsverfahren gemäß der Erfindung. In Fig.11 ist der Gleichstrommotor 21 (siehe Fig.2) zum Anschlagen des Druckkopfes 13-1 (siehe Fig.2) unten rechts dargestellt. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet die digitale Steuerung. Die digitale Steuerung erzeugt verschiedene Arten von Signalen. Dabei sind zwei Bits Anschlagspositionssignale HP1 und HP2, ein Bit ein Anschlagpositionssignal HPS, zwei weitere Bits geben die Hammerenergie als Signale HE1 und HE2 an, und ferner ist ein AnschTagsignal HFS vorgesehen. Die Signale Hp1, HP2 und HPS

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-Zi

werden dem Anschlagspositxonsindxkator 101 zugeführt. Ein detailliertes Ausführungsbeispiel des Aufschlagpositionsanzeigers 101 ist in Fig.12 dargestellt. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen AS einen Analogschalter, SW1 bis SW4· bezeichnen Schalter, R und r1 bis r4 bezeichnen Widerstände und DEC bezeichnet einen Dekoder. Es sei nun auf Fig.11 zurückgegangen. Das Ausgangssignal des Indikators 101 wird einem invertierten Eingang eines DifferentialVerstärkers 102 zugeführt. Im Hinblick darauf, daß die genannten Signale HPI, HP2 und HPS, die dem Indikator 101 zugeführt werden sollen, wenn das Signal HPS den logischen Zustand "0" einnimmt, so werden die Signale HP1 und HP2 durch den Dekoder DEC (siehe Fig.12) nicht dekodiert, und der Indikator 101 zeigt an, daß der Druckkopf in seiner Ruhelage (siehe ausgezogene Linie 0 in Fig.3) sich befinden sollte. Wenn das Signal HPS seinen logischen Zustand "1" einnimmt, so werden die Signale HP1 und HP2 durch den Dekoder DEC dekodiert. Die Signale HP1 und HP2 können vier Arten von Lagen wiedergeben, in denen die stabile Flugposition (siehe gestrichelte Linie P in Fig.3) eingenommen sein sollte. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist die Intensität des Anschlages in vier unterschiedliche Werte klassifiziert, das bedeutet "VS" (sehr stark), "S" (stark), "M" (mittel) und "W" (schwach). Besitzen die Signale HP1 und HP2 den logischen Wert (00), so gilt dies für den Fall eines der Typenelemente 23, welche in der oberen Reihe (siehe Fig.2) angeordnet sind, was bedeutet, daß ein sogenanntes Shift-In-Typenelement (SI) durch die erwähnte Zentraleinheit aufgerufen wird. Ferner gilt dies für den Fall, in dem ein abzudruckendes Typenelement mit der Intensität "VS", "S" oder "M" durch die Zentraleinheit aufgerufen wird. Die Signale HP1 und HP2 mit dem logischen Wert (01) sind für den Fall vorgesehen, in dem das Shift-In-Typenelement, das mit der Intensität "W" abgedruckt werden soll, von der Zentraleinheit aufgerufen wurde. Die Signale HP1 und HP2 mit einem logischen Wert (10) sind dann vorgesehen, wenn eines der Typenelemente 23 aus der unteren Reihe (siehe Fig.2), d.h. ein sogenanntes Shift-Out-Typenelement (SO) ist, und in dem Fall,

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- 2

Z/-1}

in dem ein Typenelement von der Zentraleinheit ausgewählt wird, welches mit der Intensität "VS", "S" oder "M" abgedruckt werden soll. Die Signale HP1 und HP2 mit einem logischen Wert (11) sind für den Fall vorgesehen, daß ein "Shift-Out-¹¹ Sypenelement (SO), das mit einer Intensität "W" abgedruckt werden soll, durch die Zentraleinheit ausgewählt wurde. Somit geben die Signale HP1 und HP2 die stabilen Flugpositionen SI und SO an, welche gleich den mit P und PDW durch entsprechende gestrichelte Linien angegebenen Positionen in Fig.3 sind. Die Position P ist durch Signale IEP1 und HP2 mit dem logischen Wert (11) oder (01) bezeichnet. In Fig.11 empfängt der Differentialverstärker 102 an seinem nichtinvertierenden Eingang das Ausgangssignal von Potentiometer 41, was ebenfalls in Fig.4- dargestellt ist. Das Potentiometer 4-1 arbeitet mit der Rotorwelle des Gleichstrommotors 21 zusammen und erzeugt ein Verschiebungssignal θ (siehe Fig.9B). Dementsprechend erzeugt der Verstärker 102 ein Differenzsignal zwischen der gegenwärtigen Verschiebung und der Position, die vorher durch die Signale IiPS, HP1 und HP2 angeben wurde. Ein Detektor 103 für die Aufschlaggeschwindigkeit erzeugt durch Differentiation des gegenwärtigen Verschiebungssignals θ vom Ausgang des Potentiometers 41 ein Signal zur Anzeige der Druckhammergeschwindigkeit V. Eine Einstellschaltung 104 für die Verstärkung empfängt sowohl das gegenwärtige Verschiebungssignal θ und das die Hammergeschwindigkeit anzeigende Signal V und verarbeitet diese Signale ö und V in Übereinstimmung mit dem binomischen Ausdruck k^.O + kp.V, wobei Ic,- und kp Konstante darstellen. Die Schaltung 104 dient zur Veränderung einer Verstärkung in Abhängigkeit mit den Kurven C1, C2, C3, C4 und C5 (siehe Fig,3). Das Ausgangssignal aus der Schaltung 104 wird einem Analogschalter 109 über den Verstärker A1 zugeführt. Bemerkenswert ist, daß die Anordnung, bestehend aus dem obengenannten Gliedern 101, 102, 41, 103, 104 und A; bereits im Fachgebiet bekannt ist, auf welches sich die vorliegende Erfindung bezieht.

9 η cj o ¹U) / (πι η

Mit dem Bezugszeichen 106 ist eine Einstellschaltung für die Speiseimpulse bezeichnet. Die Schaltung 106 empfängt ein Anschlagauslösesignal HFS (siehe Fig.9B) und Speisesignale für den Anschlaghammer HE1 und HE2 von der digitalen Steuerung und erzeugt einen Druckhammersteuerimpuls HDP (siehe Fig.9B). Das Bezugszeichen 107 bezeichnet die Druckanschlagssteuerung. Die Steuerung 107 erhält den Impuls HDP aus der Schaltung 106 und erzeugt einen Hammerenergiesteuerimpuls HECP (siehe Fig.9B). Mit 108 ist eine DruckhammmerenergieZuteilungsschaltung bezeichnet. Die Schaltung 108 erhält ebenfalls die obengenannten Speisesignale für den Druckhammer HE1 und HE2 aus der digitalen Steuerung 100 und erzeugt ein zweistufiges Spannungssignal, welches dem ersten und zweiten Erregerstrom I- bzw. Ip entspricht (siehe Fig.9B). Ein detailliertes Ausführungsbeispiel für die Hammerenergiezuteilungsschaltung 108 ist in Fig.13 dargestellt. In Fig.13 besteht die Schaltung 108 aus einem Dekoder DEC, einem Analogschalter AS und Widerständen R1 bis R$. Nimmt das HECP Signal den logischen Wert "1" an, so ist der Analogschalter AS offen. Hat das HECP Signal den logischen Wert "0", so fließt ein Strom durch den Widerstand R5 und den entsprechenden der Widerstände R1 bis R4 in Übereinstimmung mit dem logischen Wert der Signale HE1 und HE2. Wird durch die Signale HE1 und HE2 einer der Intensitätswerte ¹¹W", "M", ¹¹S" oder "VS" angezeigt, so fließt jeweils ein Strom durch die Widerstände R1, R2, R3 oder R4-, was durch den Analogschalter AS bewirkt wird. Im folgenden sei auf Fig.Tfzurückgegangen. Dort ist im Analogschalter 109 ein Kontakt C mit einer Klemme ta verbunden, wenn der logische Wert des HDP Signals "0" ist (siehe Fig.9B). Im Gegensatz dazu ist der Kontakt C mit einer Klemme tb während des Abdruckvorganges verbunden, wobei der Kontakt C mit der Klemme ta dann verbunden ist, wenn der Druckkopf 13-1 schnell in seine Lage zum Anschlagen des nächsten (Pypenelements zurückkehrt, d.h. die Linie SI, P(SO) oder PDW in Fig.3, was je weils durch die Signale HP1, HP2 und HPS bestimmt wird. Die Ströme I^ und Ip (siehe Fig.9B) zur Speisung des Gleichstrom-

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motors 21 werden von der Klemme tb über einen Verstärker A2 und den Motortreiberverstärker 111 geliefert. Der Strom für die schnelle Rückführung des Druckkopfes 13-1 in die Abdrucklage wird an den Gleichstrommotor 21 über A1, ta, A2 und den Motortreiberverstärker 111 zugeführt, bis das Ausgangssignal vom Indikator 104 den Nullwert erreicht. Grundsätzlich verändert sich die Spitzenamplitude des Speisestroms Ip mit dem Pegel von P1, P2, P3 oder P4- (siehe Fig.9B) entsprechend der ausgewählten Intensität des Druckanschlages "W", "M", "S" oder "VS", wobei wobei die Druckkammerposition beispielswei^ se die stabile Flugposition ist (siehe gestrichelte Linie P (SO) in Fig.3)· Ausnahmsweise befindet sich der Druckhammer in einer der anderen stabilen Positionen, wie dies durch die gestrichelten Linien PDW oder SI in Fig.3 angegeben ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung gibt es,wie oben erwähnt, vier Druckkammerpositionen, d.h. hp1, hp2, hp3 und hp4-, die durch die genannten HP1 und HP2 Signale bestimmt sind (siehe Fig.11). Ferner-gibt es eine Ruhelage (siehe Linie 0 in Fig.3), die durch das genannte HPS Signal bestimmt ist (siehe Fig.11), um eine sehr feine Steuerung der Abdruckintensität zu erreichen. Eine der Hammerpositionen hp1 bis hp^ wird sowohl entsprechend der Lage des ausgewählten Typenelements (SO oder SI) auf dem Druckkopf als auch der ausgewählten Intensität des Druckanschlages ("W", "M", "S", "VS") im Hinblick auf das jeweilige Typenelement ausgewählt. Die vorbestimmte Beziehung zwischen SO, SI, "W", "M", "V", "VS" und hpl bis hp4 läßt sich aus der nachfolgenden Tabelle ersehen.

	"VS",	"S",	"M" "W"
SO		hp2	hp1
SI	"VS",	"S",	HMtI "Μ"
	. kp4	hp3

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<■ JO

Die Lage von hp1 liegt der Walze 12 (siehe Fig.2) am nächsten, während die Lage hp4 am weitesten von der Walze 12 entfernt ist und das heißt gleichzeitig am nächsten bei der Ruhelage (siehe Linien O in Fig.3). hp2 und hp3 liegen in der Reihenfolge zwischen hp1 und hp4.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anschlagzeitpunkt und/oder die Hammerposition durch einen vorbestimmten Wert leicht zu verschieben, um eine besonders feine Steuerung der Abdruckintensität zu erreichen. Die Verschiebung des Anschlagzeitpunktes läßt sich unter Bezugnahme auf Fig.14 erläutern, während die Verschiebung der Hammerposition durch Fig.15 erläutert wird. Die dortigen Signalverläufe sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig.9B bezeichnet. In Fig.14 schlägt der Druckkopf 13-1» wenn die bestimmte Spitzenamplitude des zweiten Speisestroms Ip sehr hoch ist, beispielsweise dem Pegelwert P4 entspricht, oft in einer Druckposition auf der Walze auf, die durch einen geringen Abstand Δ d von der vorbestimmten Druckposition PP unterschiedlich ist. Um diesen kleinen Druckpositionsfehlerάd zu vermeiden, wird der Zeitpunkt der Druckkammeransteuerung um den Wertet verschoben. Auf diese Weise wird die Druckposition so nachgestellt, daß diese mit der vorbestimmten Druckposition PP übereinstimmt. Die erwähnte Verschiebung um den BetragΔd kann mittels der in Fig.11 dargestellten Schaltung erreicht werden. Wird das Hammerbetätigungssignal HFS von der digitalen Steuerung 100 in Fig.11 erzeugt, so erbringt die Schaltung 106 für den Speiseimpuls einen Hammeransteuerungsimpuls HDP hervor. Wenn in diesem Falle die Signale HE1 und He2 die Intensität des Druckanschlages z. B. "VS" wiedergeben, so verzögert die Schaltung 106 die Zeit zur Erzeugung des HDP Signals um die genannte Zeitverschiebung /It.

Ist im Gegensatz dazu die in Frage kommende Spitzenamplitude des zweiten Speisestroms I^ in Fig.15 sehr klein und erreicht beispielsweise nur den Pegel PI, so schlägt der Druckkopf 13-1

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oft in einer Druckposition auf die Walze, die um eine geringe Verschiebung/ d¹ gegenüber der vorbestimmten Druckposition PP unterschiedlich ist. Um den geringen LagefehlerA d¹ zu vermeiden, wird die Druckhammerlage um einen geringen BetragAQ gegenüber der Walze 12 verändert. Ist beispielsweise die Abdruckintensität "W" im Hinblick auf ein SI Typenelement vorgegeben, so ist die Hammerlage hp4- nicht vorgegeben, wie es der obenerwähnten Tabelle entsprechen würde, sondern die Druckhammerlage hp3 ist vorgegeben, so daß die erwähnte VerschiebungZ θ erreicht wird. Das bedeutet, daß, wenn die Intensität "W" vorliegt, die Hammerlage des entsprechenden Typenelementes zur Walze gegenüber der Druckposition des Typenelements verschiebbar ist, das für einen Anschlag auf der Walze mit der Intensität "M", "S" oder "VS" vorgesehen ist.

Wie oben erwähnt, ist das Doppelsteuerverfahren der vorliegenden Erfindung für die Realisierung einer sehr feinen Steuerung des Anschlages vorteilhaft im Vergleich mit der vorbekannten Einfachsteuerung bei Hochgeschwindigkeitsdrucksystemen, und zwar insbesondere bei einem Hochgeschwindigkeitsdrucksystem, welches in dem obenbeschriebenen kontinuierlichen Druckverfahren betrieben wird.

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Kurzauszug

Die Erfindung betrifft ein Schnelldruckersystem, bei dem die Abdruckintensität jedes Typenelements, das auf dem Aufzeichnungsträger zum Abdruck kommt, entsprechend der Abmessung der Oberfläche des Typenelements verändert wird. Zur Verwirklichung der veränderbaren Druckintensität benutzt das System bei jedem Abdruckvorgang ein Doppelsteuerungsverfahren. Die Doppelsteuerung besteht aus einem ersten Steuervorgang und einem zweiten Steuervorgang, welcher unmittelbar nach dem ersten Steuervorgang erfolgt. Beim ersten Steuervorgang wird ein maximaler Speisestrom der Abdruckantriebsanordnung zugeführt, die aus einem Gleichstrommotor besteht, welcher das ausgewählte Typenelement anschlägt, um den gewünschten Buchstaben auf dem Aufzeichnungsträger abzudrucken. Darauf wird bei dem zweiten Steuervorgang ein Speisestrom an die Anschlaganordnung geliefert. Der letztgenannte Speisestrom besitzt eine veränderbare Spitzenamplitude, die zur Ausführung einer Feinsteuerung der Abdruckintensität in Übereinstimmung mit der Größe der Oberfläche jedes Typenelements geeignet ist.

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Claims

REINLÄNDER & BERNHARDT

PATENTANVvÄLlt

292364Q

Orthstraße 12 D-8000 München 60

FUJITSU LIMITED, Kawasaki/Japan

Patentansprüche

( Λ .ίSchnelldruckersystem mit einem auf einer Walze angeordneten VMfzeichnungsträger und einem Wagen, der längs der Walze beweglich angeordnet ist, einem Druckkopf mit einer Vielzahl von Typenelementen, der auf dem Wagen angeordnet ist, Mitteln zur Drehbewegung des Druckkopfes, um ein ausgewähltes Typenelement in eine der Walze gegenüber befindliche Lage zu bringen, Mittel zum Anschlagen des Druckkopfes, so daß das ausgewählte Typenelement auf der Walze zum Anschlag gebracht wird, Mittel zur Steuerung einer veränderbaren Intensität des Druckanschlages beim ausgewählten Typenelement gegenüber der Walze und weitere Mittel für den Vorschub des Wagens längs der Walze, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung der veränderbaren Anschlagintensität mindestens einen ersten Speisestrom und einen zweiten Speisestrom nacheinander an die Mittel zum Anschlagen des Druckkopfes liefern, wobei der erste Speisestrom eine konstante maximale Spitzenamplitude für jedes der Typenelemente besitzt, während der zweite Speisestrom eine Spitzenamplitude besitzt, die entsprechend jedem ausgewählten Typenelement veränderbar ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung der unterschiedlichen Druckintensität eine Information erhalten, um eine besondere Spitzenamplitude des zweiten Speisestroms im voraus in vorbestimmter Weise im Hinblick auf gedes Typenelement festzulegen.

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292364Q
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anschlagen des Druckkopfes aus einem Gleichstrommotor bestehen.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anschlagen des Druckkopfes den Anschlag eines ausgewählten Typenelemente unmittelbar vor einer Zeit beginnen, in der die Mittel für den Vorschub den VorschubVorgang für jedes ausgewählte Typenelement zu einer entsprechenden Abdruckposition auf der Walze beenden.
5- System nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Mittel zur Steuerung der Steueranordnung für die variable Druckintensität vorgesehen sind, so daß eine Verschiebung des Anschlagzeitpunktes durch Beeinflussung der Antriebsmittel für den Anschlag des ausgewählten Typenelements vorgenommen werden kann.
6. System nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Mittel vorgesehen sind, welche die Steuerung der unterschiedlichen Anschlagintensität derart steuern, daß eine Verschiebung der Abdruckposition erfolgt, in welche die Antriebseinrichtung für den Anschlag das ausgewählte Typenelement anschlägt.
7. System nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung für die Steuerung der variablen Druckintensität nur betätigt wird, wenn die Abdrucksteuerung einen zweiten Steuerstrom mit wesentlich höherer Spitzenamplitude an den Anschlagantrieb des Druckkopfes liefert, um den Anschlagzeitpunkt zu verzögern.
8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Mittel vorgesehen sind, die lediglich wirksam werden, wenn die Mittel für die Steuerung der variablen Druckintensität einen zweiten Speisestrom mit wesentlich niedrigerer Spitzenamplitude an die Abdruckantriebsmittel für den Druckkopf liefern, so daß die Abdruckposition gegenüber der Walze verschoben wird.

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9. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verschiebung der Abdruckposition gegenüber der Walze derart wirksam sind, daß die Verschiebung der Anschlagposition in Übereinstimmung mit einer Bedingung erfolgt, je nachdem, ob das ausgexrählte Typenelement ein Shift-In-oder ein Shift-Out-Element ist, d.h. der oberen oder der unteren Typenreihe des Druckkopfes angehört.

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