-
Beschreibung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung,
beispielsweise einen Thermodrucker oder einen elektrischen Entladungsdrucker. Bei
einer solchen Druckvorrichtung erfolgt das Drucken während der Verschiebung des
Druckkopfs in Querrichtung bezüglich eines Auf zeichnungspapiers. Die Erfindung
bezieht sich insbesondere auf eine Druckvorrichtung, bei der für den Antrieb des
Druckkopfs, usw. ein Schrittmotor eingesetzt wird.
-
Bei einer Druckvorrichtung wird häufig als Antriebsquelle ein Schrittmotor
verwendet, da er folgende Vorteile aufweist: 1) es besteht die Möglichkeit, den
Druckkopf intermittierend zu verschieben; 2) die Steuerung ist einfach, sie arbeitet
ohne von dem Schrittmotor kommende Rückkopplungssignale; und 3) Geräuschlosigkeit
und hohe Zuverlässigkeit.
-
Das oben unter Punkt 2) angeführte Fehlen des Rückkopplungssignals
ist jedoch gleichzeitig ein Nachteil. Wird z. B. der
Druckkopf einer
übermäßigen Belastung ausgesetzt, so dreht sich in Abhängigkeit des elektrischen
Signals der Schrittmotor unter Umständen überhaupt nicht, oder er dreht sich möglicherweise
nur um einen im Vergleich zu dem vorbestimmten Drehungsbetrag geringeren Betrag.
-
Es war daher bisher unmöglich festzustellen, ob der Druckvorgang richtig
durchgeführt wurde, weil es an Rückkopplungssignalen fehlte.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Druckvorrichtung zu
schaffen, die in dem Fall, daß die Stellung des Druckkopfs von einer vorgegebenen
Stellung abweicht, eine derartige Abweichung erfaßt. Die Druckvorrichtung soll sich
durch hohe Zuverlässigkeit auszeichnen, und eine Stellungsabweichung soll korrigierbar
sein. Ferner soll durch die vorliegende Erfindung eine Druckvorrichtung geschaffen
werden, die, wenn eine Stellungsabweichung nicht korrigierbar ist, diesen Umstand
ermittelt.
-
Gemäß einem bevorzugten Gedanken der Erfindung wird eine Druckvorrichtung
geschaffen, die in der Lage ist, den mittels einer Drehungserfassungsanordnung ermittelten
Drehungsbetrag eines Schrittmotors mit einer Anzahl von Impulsen zu vergleichen,
welche die Drehung des Schrittmotors um einen bestimmten- Betrag verursachen. Durch
den Vergleich wird ein Fehlersignal erzeugt, falls der Drehungsbetrag
sich
von dem bestimmten Betrag unterscheidet.
-
Die Druckvorrichtung ist weiterhin in der Lage, abhängig von dem Fehlersignal
zusätzliche Impulse an den Schrittmotor zu liefern, um den normalen Drehungsbetrag
rasch wiederherzustellen. Ferner besitzt die Druckvorrichtung eine Einrichtung,
mit der feststellbar ist, daß ein Fehler nicht beseitigt werden kann. Dies geschieht,
falls der Drehungsbetrag des Schrittmotors abhängig von zusätzlichen Impulsen nicht
zurückgestellt wird.
-
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils
einer erfindungsgemäßen Druckvorrichtung, Fig. 2 Impulsdiagramme von Impulssignalen,
die an den Schrittmotor geliefert werden, welcher in der Druckvorrichtung gemäß
Fig. 1 verwendet wird, Fig. 3 eine Draufsicht auf den in der Druckvorrichtung gemäß
Fig. 1 zu verwendenden Schrittmotor,
Fig. 4 eine teilweise Draufsicht
auf ein Aufzeichnungspapier zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen den durch
die Vorrichtung gemäß Fig. 1 gedruckten Buchstaben und der Phase des Impulsmotors,
Fig. 5 eine schematisches Blockdiagramm einer zum Erzeugen von Fehlersignalen dienenden
Schaltung, die bei der in Fig. 1 dargestellten Druckvorrichtung verwendet wird,
Fig. 6 ene teilweise Draufsicht auf das Aufzeichnungspapier zum Veranschaulichen
eines Beispiels fehlerhaften Druckens durch die in Fig. 1 dargestellte Druckvorrichtung,
und Fig. 7 ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltung zum Korrigieren des fehlerhaften
Betriebs der in Fig. 1 dargestellten Druckvorrichtung.
-
Im Hinblick auf die oben erläuterten Nachteile der herkömmlichen Druckvorrichtungen
schafft die vorliegende Erfindung eihe sich durch hohe Zuverlässigkeit auszeichnende
Druckvorrichtung, deren Aufbau das Erfassen
einer durch eine mögliche
Uberbelastung hervorgerufenen Stellungsabweichung des Druckkopfs und das Zurückkehren
des Druckkopfs in dessen normale Stellung gestattet.
-
Fig. 1 zeigt den Verschiebemechanismus für den Druckkopf in der erfindungsgemäßen
Druckvorrichtung. Auf einem Verschiebungsriemen 4 ist mittels einer Klammer 3 ein
einen Druckkopf 1 tragender Wagen 2 montiert.
-
Der ringförmige Riemen 4 wird zwischen Riemenscheiben 5 und 6 gehalten.
Die Riemenscheibe 6 ist über eine Welle 7 einstückig mit einer größeren Riemenscheibe
8 verbunden.
-
Letztere wird über einen Treibriemen 9 von einer auf einer Welle 11
eines Schrittmotors 10 montierten kleineren Riemenscheibe 12 angetrieben.
-
Auf der Welle 11 ist eine mit einer Kerbe 14 versehene Scheibe 13
montiert, um den Drehungsbetrag des Schrittmotors anzuzeigen. Die Kerbe 14 wird
durch einen an einer bestimmten Stellung fixierten Fotokoppler 15 erfaßt, der eine
lichtemittierende Diode und einen Fototransistor aufweist.
-
Bei dem Schrittmotor 10 handelt es sich um einen nach dem Zwei-Phasen-Erregungstyp
angetriebenen Vier-Phasen-Schrittmotor, der ansprechend auf jeden Impuls einen Drehungswinkel
von
300 beschreibt.
-
Fig.2 zeigt die den verschiedenen Phasen 1 - 4 des Schrittmotors zugeführten
Impulssignale. Diese Signale werden alle vier Impulse wiederholt. In Fig. 2 stellt
T die Periodendauer der Impulssignale dar, T' stellt die Periodendauer einer Umdrehung
des Schrittmotors dar.
-
Fig. 3 zeigt die Drehungswinkel des Schrittmotors 10, gesehen von
der gedachten Verlängerung der Ausgangswelle 11 des Schrittmotors. Bei jedem Impuls
wird der Schrittmotor 10 um 300 gedreht, bei zwölf Impulsen vollzieht er daher eine
vollständige Umdrehung, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
-
Da sich die elektrischen Signale alle vier Impulse wiederholen, erfolgt
die gleichzeitige Erregung beispielsweise der Phasen 1 und 0 2 dreimal während einer
Umdrehung des Schrittmotors 10, wie in Fig. 3 bei den Stellungen 16, 17 und 18,
die um 1200 gegeneinander beabstandet sind, gezeigt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist die Stellung 16 als Drehungs-Bezugspunkt gewählt, an dem der Fotokoppler 15
angeordnet ist und die Kerbe 14 der Scheibe 13 zuerst positioniert ist. Der Druckkopf
1 druckt bei jedem Empfang des Impulses durch den Schrittmotor 10 ein Zeichen.
-
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen den gedruckten Buchstaben A-M
auf dem Aufzeichnungspapier 19 sowie die Phasen des Schrittmotors.
-
Der Buchstabe A wird also gedruckt, wenn sich die Kerbe 14 der Scheibe
zuerst in der Stellung 16 befindet, der Buchstabe E wird gedruckt, wenn sich die
Kerbe in der Stellung 17 befindet, der Buchstabe I wird gedruckt, wenn sich die
Kerbe in der Stellung 18 befindet, und der Buchstabe M wird gedruckt, wenn sich
die Kerbe wiederum in der Stellung 16 befindet.
-
Es kann jedoch geschehen, daß selbst nach Empfang eines Impulses die
Kerbe 14 und daher die Ausgangswelle 11 des Schrittmotors in der Stellung 16 verbleibt,
falls eine gewisse übermäßige Belastung auf den Schrittmotor einwirkt.
-
Fig. 5 zeigt eine Schaltung, mit der ein solches Versagen einer Drehung
erfaßt wird. Bei der Schaltung wird das Ausgangssignal eines an den Schrittmotor
usw. Impulse liefernden Impulsgenerators 20 an ein MotorantrLebssystem DV und einen
Modulo-12-Ringzähler 21 übertragen. Letzterer liefert Ausgangssignale an einen Dekoder
22.
-
Andererseits gelangt das Ausgangs signal des oben erwähnten Fotokopplers
15 über einen Negator 23 an einen Eingang eines UND-Glieds 24, dessen anderer Eingang
von dem Dekoder 22 das Ausgangssignal i empfängt.
-
Ferner gelangen Ausgangssignale "5" und "9" von dem Dekoder 22 zusammen
mit dem Ausgangssignal des Fotokopplers 15 an ein UND-Glied 25, bzw. 26.
-
Die Ausgangssignale der UND-Glieder 24, 25 und 26 gelangen an ein
ODER-Glied 27, das ein Fehlersignal ES erzeugt.
-
Die oben erläuterte Schaltung ist derart synchronisiert, daß die Kerbe
14 der Scheibe dann bei dem Fotokoppler 15 zur Abgabe eines Signals hohen Pegels
positioniert ist, wenn der Dekoder 22 das Signal "1" erzeugt.
-
'Wenn also die Kerbe 14 dann an der Stelle des Fotokopplers 15 positioniert
ist, wenn der Dekoder 22 das Signal "1" abgibt, wird das UND-Glied 24 abgeschaltet,
so daß durch das ODER-Glied 27 kein Fehlersignal abgegehen wird. Folglich kann der
Druckvorgang normal aus dieser Stellung heraus erfolgen.
-
Wenn andererseits der Schrittmotor auf Grund einer übermäßigen Belastung
keine Drehung vollzieht, hält die Kerbe 14 den Fotokoppler 15 in seinem leitenden
Zustand. Der Dekoder 22 erzeugt die Ausgangssignale fortlaufend, und ansprechend
auf das Ausgangssignal 5 wird das UND-Glied 25 erregt, so daß durch das ODER-Glied
27 das Fehlersignal erzeugt wird.
-
Ansprechend auf ein solches Fehlersignal wird die Druckvorrichtung
sofort angehalten, und es wird mittels einer Lampe oder eines Summers ein Alarm
an die Bedienungsperson gegeben.
-
Wenn der Dekoder 22 weiterhin die Ausgangssignale erzeugt, wird ansprechend
auf das Ausgangssignal "9" das UND-Glied 26 freigegeben, um erneut das Fehlersignal
am Ausgang des ODER-Glieds 27 zu erzeugen. Das UND-Glied 26 ist nicht notwendig,
wenn die Druckvorrichtung derart ausgelegt ist, daß der Druckwagen lediglich in
eine Richtung verschoben wird, das UND-Glied 26 ist jedoch nützlich für die Fehlererfassung,
wenn die Vorrichtung derart ausgelegt ist, daß sich der Druckwagen in beide Richtungen
verschiebt.
-
In der obigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die Kerbe
an der Stelle des Fotokopplers 15 angehalten wird, jedoch erfolgt die Fehlererfassung
durch das UND-Glied 24 in dem Fall, daß die Kerbe 14 an einer anderen Stelle
angehalten
wird. In einem solchen Zustand gibt der Fotokoppler 15 fortlaufend ein Signal mit
niedrigem Pegel ab, wodurch das UND-Glied 24 an sprechend auf das von dem Dekoder
22 kommende Ausgangssignal "1" freigegeben wird, um zu veranlassen, daß das ODER-Glied
27 das Fehlersignal erzeugt.
-
So wird das Ausbleiben der Drehung beispielsweise mittels eines Lämpchens
angezeigt, wie oben bereits erläutert wurde.
-
Bei Verwendung eines Vier-Phasen-Schrittmotors ist es vorteilhaft,
das Versagen aus den Ausgangssignalen "1", 5" und "9" des Dekoders zu ermitteln,
da ein Versagen in Abhängigkeit eines der ersten bis dritten Schritte automatisch
zu einem Ausbleiben der Drehung von vier Schritten führt, und, wie später noch erläutert
werden wird, zum Korrigieren eines solchen Ausbleibens eine Anzahl von Korrekturimpulsen
erforderlich ist, die einem Vielfachen von vier entspricht.
-
Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung vorgesehen, um den Schrittmotor
in seine normale Drehstellung zurückzustellen, falls ein Fehlersignal in der oben
geschilderten Weise ermittelt wird.
-
Zunächst kann, wenn die Kerbe 14 an der Stelle des Fotokopplers 15
auf Grund einer zu starken Belastung gestoppt wird,
die Korrektur
dadurch durchgeführt werden, daß der Schrittmotor in diesem angehaltenen Zustand
gelassen wird, bis der Dekoder 22 das Ausgangssignal "1" erzeugt, und dann die auf
den Schrittmotor einwirkende zu starke Belastung beseitigt wird.
-
Wenn andererseits die Kerbe 14 in einer Stellung anhält, bei der der
Fotokoppler 15 ein Signal mit niedrigem Pegel abgibt, wird ein Vorgang erforderlich,
der nachstehend erläutert werden soll.
-
Es soll angenommen werden, daß während des Druckens der Buchstaben
A bis M gemäß Fig. 6 direkt nach dem Drucken des Buchstabens "" momentan eine übermäßige
Belastung auf den Motor einwirkt, so daß die Buchstaben L und M in umgekehrter Reihenfolge
gedruckt werden.
-
In einem solchen Fall wird der Fehler durch das UND-Glied 24 in der
oben erläuterten Weise erfaßt, wenn der Dekoder 22 das Ausgangssignal "1" erzeugt.
-
Unter diesen Umständen kann der teller korrigiert werden, indem der
Ausgang des Dekoders 22 auf "1" gehalten und die Phase des Schrittmotors vorgerückt
wird, bis die Kerbe 14 die Fotokopplerstellullg 16 erreicht.
-
Fig. 7 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Durchführen einer derartigen
Korrektur. Zwischen dem Impulsgenerator 20 und dem Modulo-12-Ringzähler 21 ist ein
UND-Glied 28 angeordnet, das an seinem anderen Eingang über einen Negator 29 Fehlerkorrekturimpulse
EC empfängt. Ein Fehlerkorrekturimpuls EC unterbricht den Zählvorgang des Ringzählers
21, um das Ausgangssignal des Dekoders 22 auf dem Pegel "1" zu halten, während der
Impulsgenerator 20 die Phase des Schrittmotors vorrückt. Der Fehlerkorrekturimpuls
wird zum Sperren des UND-Gliedes 28 gleichzeitig mit der Pulserzeugung durch den
Impulses generator 20 geliefert, um dadurch den Zählvorgang im Ringzähler 21 zu
unterbrechen. Der Fehlerkorrekturimpuls wird automatisch und gleichzeitig mit dem
Erfassen eines Fehlers durch das UND-Glied 24 erzeugt. Der Fehlerkorrekturimpuls
wird automatisch becndot, wenn die Kerbe 14 die Stelle des Fotokopplers 15 erreicht.
Folglich kann die Korrektur in einfacher Weise dadurch vorcrenommen werden, daß
die überbelastung beseitigt wird, und anschließend kann das Drucken in normaler
Weise erfolgen.
-
Es ist weiterhin möglich, den Betrieb de @ Druckvorrichtung anzuhalten,
falls eine andaucriidc Überbelastung vorliegt und der Fehler selbst nach Erzeugung
der mindestens notwendigen Anzahl von 4N (N ist eine positive ganze Zahl) Impulsen
durch den Impulsgenerator 20, während der Fingzähler
21 gestoppt
ist, nicht eliminiert werden kann.
-
Zu diesem 'Zweck kann zusätzlich ein Zähler 30 vorgesehen sein, um
einen Fehler zu erfassen, der nicht korrigierbar ist oder dessen Quelle nicht festgestellt
werden kann.
-
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, hat die erfindungsgemäße
Druckvorrichtung den Vorteil, daß bei Verwendung eines Schrittmotors ein Funktionsfehler
des Schrittmotors oder ein Funktionsfehler des Druckkopfs erfaßt werden kann, um
den Druckkopf in seinen normalen Zustand zurückzubringen. Ferner kann festgestellt
werden, ob ein solcher Fehler auf einer momentanen oder andauernden überbelastung
beruht, so daß ein hohes Maß an Zuverlässigkeit erzielt wird.
-
D/Bo