DE3208792A1

DE3208792A1 - Schreibgeraet, insbesondere schoenschreibgeraet

Info

Publication number: DE3208792A1
Application number: DE19823208792
Authority: DE
Inventors: Steve 03087 Windham New Hampshire Dorr
Original assignee: Centronics Data Computer Corp
Current assignee: Centronics Data Computer Corp
Priority date: 1981-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1982-10-07
Also published as: IT1155128B; FR2501592B1; CA1166757A; JPS57197171A; US4572679A; IT8267299A0; FR2501592A1

Description

... ι NACHGEREiCHT

HOEGER₁

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1

A 45 091 b Anmelder: Centronics Data Computer

k - 176 Corporation

4. März 1982 One Wall Street

Hudson, New Hampshire 03051

USA.

Schreibgerät, insbesondere Schönschreibgerät

Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät, insbesondere ein Schönschreibgerät, zum aufeinanderfolgenden Schreiben von Zeichen längs einer Zeile auf einem durch eine Schreibunterlage abgestützten Aufzeichnungsmedium, mit einer Schreibfeder, die von einem in Zeilenrichtung verfahrbaren Wagen getragen wird, und mit zwei am Wagen montierten Servomotoren zur Steuerung der Bewegungen der Schreibfeder relativ zu dem Wagen längs zweier quer, insbesondere senkrecht, zueinander verlaufender Achsen in Abhängigkeit von zwei, jeweils einer dieser Richtungen zugeordneten Steuerspannungen, welche den zu schreibenden Zeichen in definierter Weise zugeordnet sind.

Speziell befasst sich die Erfindung mit einem Sägezahnspannungsgenerator für ein derartiges Schreibgerät.

Es sind Schönschreibgeräte bekannt, bei denen eine Feder bzw. ein Griffel zusammen mit einem dem Antrieb der Feder bzw. des Griffels dienenden Servomechanismus auf einem Wagen montiert ist, welcher von einer Zeichenposition zur nächsten verfahren wird. Beim Durchlaufen

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der einzelnen Zeichenpositionen wird der Servomechanismus dabei so angesteuert, daß das gewünschte Zeichen gezeichnet wird. Ein entsprechendes System, mit dem das Schreiben bei laufendem Wagen möglich ist, ist in einer gleichzeitig eingereichten Anmeldung der Anmelderin mit dem Titel "Schreibgerät, insbesondere Schönschreibgerät" beschrieben.

Bei Geräten dieser Art werden die Vektoren bzw. Liniensegmente/ die ein Zeichen bilden, typischerweise in digitaler Form, in digitalen Speichereinrichtungen gespeichert. Als Speicher werden dabei vorzugsweise sogenannte Lesespeicher (RQM's) verwendet, die in einer Form vorgesehen sind, die einen leichten Austausch dieser Lesespeicher gestattet, so daß beispielsweise die Schriftart gewechselt werden kann. Bei den bekannten Schreibgeräten bzw. Druckern wird der Wagen schrittweise von einer Zeichenposition zur nächsten bewegt und jedesmal angehalten, um bei stillstehendem Wagen das Schreiben der einzelnen Zeichen zu ermöglichen. Auf diese Weise ist es möglich, die Vektoren, die für die einzelnen Zeichen typisch sind, bezüglich eines feststehenden Bezugsrahmens zu definieren. In der US-PS 4 150 902 ist zwar angedeutet, daß die Möglichkeit besteht, das Schreiben bei sich bewegendem Wagen durchzuführen; in der genannten Patentschrift finden sich jedoch keinerlei Hinweise wie dies im einzelnen geschehen könnte.

Es ist klar, daß das Schreiben bei laufendem Wagen einen beträchtlichen Vorteil hinsichtlich der Leistungsfähigkeit des Schreibgeräts bietet, da bei. schrittweise

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fortbewegtem Wagen die für das Beschleunigen und Abbremsen desselben erforderliche Zeit von der für das eigentliche Schreiben verfügbaren Zeit abzuziehen ist. Dieser Zeitverlust setzt aber eine Obergrenze für die mittlere Schreibgeschwindigkeit des Geräts, durch die dessen Schreibleistung begrenzt wird, und zwar unabhängig davon, welche Verbesserungen hinsichtlich der Geschwindigkeit der Servomechanismen erreichbar sind, die die Schreibfeder bzw. den Schreibgriffel antreiben.

Dem Fachmann dürfte es im Prinzip klar sein, daß die Codierung von Vektoren in digitaler Form so ausgeführt werden könnte, da£ durch die Richtung der Vektoren selbst eine Bewegung des Bezugsrahmens Berücksichtigung findet. Bei einer derartigen Codierung würden die dargestellten Zeichen bei laufendem Wagen trotz des sich bewegenden Bezugsrahmen die gewünschte Form haben. Andererseits ist dem Fachmann- jedoch auch klar, daß eine derartige Kompensation bei der ursprünglichen Codierung der einzelnen Zeichen festgelegt werden müsste und daß die Zeichencodierung dann nur für· eine einzige Wagengeschwindigkeit gültig wäre.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schreibgerät, insbesondere ein Schönschreibgerät, anzugeben, welches mit hoher Geschwindigkeit bei laufendem Wagen schreiben kann und dabei hinsichtlich der Laufgeschwindigkeit des Wagens eine hohe Flexibilität bietet.

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Diese Aufgabe wird bei einem Schreibgerät gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Wagen mit wählbarer Geschwindigkeit in Zeilenrichtung verfahrbar ist, und mit deren Hilfe dazu synchrone Impulssignale mit einer Impulsfolgefrequenz erzeugbar sind, welche zur Wagengeschwindigkeit proportional ist, daß ein digitaler Zähler vorgesehen ist, welcher durch jedes der Impulssignale um einen Zählschritt fortschaltbar ist, daß ein Analog/Digital-Wandler vorgesehen ist, der mit dem Ausgang des Zählers verbunden ist und mit dessen Hilfe eine Spannung erzeugbar ist, welche sich in. Abhängigkeit von der Positionsänderung des Wagens ändert, daß Spannungeerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe aus gespeicherten·Daten zwei Spannungen erzeugbar sind, welche der Position der Feder bezüglich der beiden quer zueinander verlaufenden Achsen bezogen auf einen feststehenden Bezugsrahmen entsprechen, daß Verknüpfungseinrichtungen,.insbesondere Summiereinrichtungen, vorgesehen sind, mit deren Hilfe die der Wagenposition entsprechende Kompensationsspannung mit mindestens einer der Positionsspannungen zur Gewinnung von entsprechenden Steuerspannungen für die Servomotoren derart verknüpfbar ist, daß von der Laufgeschwindigkeit des Wagens unabhängige, den beiden nicht modifizierten Steuer spannungen entsprechende Relativbewegungen >. der Schreibfeder bezüglich des Aufzeichnungsmediums bzw. der Schreibunterlage herbeiführbar sind.

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Der entscheidende Vorteil des Schreibgeräts gemäß der Erfindung besteht darin, daß die einzelnen Zeichen geschrieben werden, während sich der Wagen mit insbesondere variabler Geschwindigkeit bewegt, wobei das Gerät dennoch äußerst zuverlässig arbeitet und relativ einfach und billig aufgebaut ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsforirt der Erfindung ist ein Schreibgerät vorgesehen, bei dem der Wagen zwei Wandler bzw. Servomotoren zur Betätigung der Schreibfeder trägt und längs der jeweils zu schreibenden Zeile beweglich ist. Dabei sind Antriebseinrichtungen vorgesehen, um den Wagen mit wählbarer Geschwindigkeit anzutreiben und um synchron dazu Impulssignale mit einer Impulsfolgefrequenz zu erzeugen, die zur Laufgeschwindigkeit des Wagens proportional ist. Von diesen Impulssignalen wird ein digitaler Zähler fortgeschaltet, dessen Zählerstand in eine analoge Spannung umgewandelt wird, welche sich in Abhängigkeit von der Änderung der Position des Wagens ändert. Zwei Spannungen, welehe Geschwindigkeitskomponenten der Federbewegung längs der beiden quer zueinander verlaufenden Achsen bezüglich eines feststehenden Bezugsrahmens darstellen, werden aus gespeicherten Daten erzeugt. Diese Spannungen werden integriert, um entsprechende relative Positionsspannungen zu erhalten. Die der Positionsänderung des Wagens entsprechende Kompensatronsspannung wird zu mindestens einer dieser relativen Positionsspannungen addiert, um auf diese Weise entsprechende Steuerspannungen für die Servomotoren bz.w. die linearen Wandler zu erhalten, die für den Antrieb der Feder bzw. des Griffels vorgesehen sind.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 . eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Schönschreibgerätes gemäß der Erfin- ■ dung;

Fig. 2 ein schematisiertes, teilweise als

Blockschaltbild ausgeführtes Schaltbild einer Steuerschaltung für ein Schönschreibgerät gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines schematisierten Mikroprozessorsystems zur • Zulieferung von Daten und Steuersignalen zu der Steuerschaltung gemäß Fig.. 2.

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Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Wagenanordnung 11, die gleitverschieblich auf zwei Schienen 13 und 15 montiert und in Längsrichtung einer Schreibunterlage verfahrbar ist. Die Schreibunterlage 17 kann dabei beispielsweise nach Art einer Schreibmaschinenwalze ausgebildet sein; es könnte aber auch eine fest montierte, vom Papiervorschub unabhängige plattenförmige Schreibunterlage verwendet werden.

Die Wagenanordnung - nachstehend kurz als "Wagen 11" bezeichnet - trägt zwei lineare Wandler bzw. Servomotoren 21 und 23, die dem Antrieb bzw. der Positionierung eines Griffels bzw. einer Feder 25 dienen. Die Servomotoren 21, 23 sind dabei so ausgerichtet, daß sie die Feder 25 im wesentlichen längs quer zueinander verlaufender Achsen bewegen können. Dabei treibt der Servomotor 21 die Feder 25 längs einer Achse an, die parallel zur Laufrichtung des Wagens 11 verläuft - diese Achse ist als X-Achse bezeichnet -, während der Servomotor 2 3 die Feder 25 längs einer

dazu senkrechten Achse - der Y-Achse - antreibt. w

Jeder der Servomotoren 21 bzw. 23 spricht auf ein Steuersignal zum Antreiben der Feder 25 längs der. betreffenden Achse an und enthält außerdem Signalerzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines Rückführbzw. Positionssignals. Bei dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel werden optische Wandler zur Erzeugung des Positionssignals verwendet, wie sie ähnlich in der eingangs erwähnten US-PS 4,150,902 beschrieben sind. Der Wagen 11 besitzt typischerweise außerdem eine dritte Antriebsvorrichtung

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(nicht dargestellt), mit deren Hilfe die Feder in die Schreibstellung und aus der Schreibstellung bewegt werden kann und mit deren Hilfe der von der Schreibfeder ausgeübte Druck variiert werden kann.

Vor einer detaillierten Erläuterung sei vorausgeschickt, daß das Schreiben erfolgt, indem man den Wagen 11 längs der Schreibunterlage 17 von einer Zeichenposition zur nächsten verfährt und dabei in jeder Zeichenposition schreibt, indem man die linearen Servomotoren 21 und 23 so ansteuert, daß diese die Feder 25 gemäß eines Satzes von Vektoren bewegen, die das betreffende Zeichen definieren. Die Definition dieser Vektoren ist dabei vorzugsweise in digitaler Form in einem geeigneten Digitalspeicher, beispielsweise in einem sogenannten Lesespeicher (ROM), gespeichert, welcher vorzugsweise bequem austauschbar ist, um einen Wechsel von einer Schriftart zu einer anderen Schriftart herbeizuführen. Die Feder 25 kann eine Schreibfeder sein, mit der direkt geschrieben werden kann, oder eine Feder, die auf einem Farbband schreibt,' um auf diese Weise das durch die Schreibunterlage 17 abgestützte Papier oder dergleichen indirekt zu beschriften, wobei diese indirekte Beschriftung bevorzugt wird.

Das Verfahren des Wagens 11 in Längsrichtung der Schreibunterlage 17 erfolgt mit Hilfe eines Gleichstrom-Servomotors 27, welcher einen Zahnriemen 29 treibt, der über zwei Rollen 31 und 33 läuft. Auf diese Weise erfolgt der Antrieb längs der Zeichen-

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reihe bzw. längs einer Zeile, d.h. in horizontaler Richtung. Die Bewegung des Papiers erfolgt quer zu dieser Richtung, d.h. senkrecht, wobei der Antrieb mit Hilfe eines Schrittschaltmotors 35 erfolgt, der beim Ausführungsbeispiel die walzenförmige Schreibunterlage 17 zu einer schrittweisen Drehbewegung antreibt.

Zur Gewinnung eines Rückführsignals über die Positionen des Wagens 11 ist mit der Welle .des Servomotors 27 ein sogenannter Wellencodierer 37 verbunden. Dieser Codierer 37 ist von einer Bauart, gemäß welcher zwei Rechteckimpulsfolgen mit einer 90°-Phasenverschiebung, d.h. mit einer sogenannten Phasenquadratur erzeugt werden, so daß sowohl die Drehzahl des Motors wie auch die Drehrichtung bestimmt werden können. Die Rechteckimpulsfolgen A und B sind in Fig. 1 angedeutet. Die genannten Positions-Informationssignale werden einem Prozessor für die Gesamtsteuerung als Steuersignale zugeführt und außerdem den einzelnen Servo-Steuerkreisen, wie dies aus Fig. 2 und 3 deutlich wird.

Wie oben angedeutet, sind die Definitionen bzw. Daten der Vektoren, die die einzelnen Zeichen bilden, vorzugsweise in digitaler Form in einem Lesespeicher gespeichert und werden von einer Mikroprozessorsteuerung ausgewertet, um die tatsächlichen Steuerdaten zu erzeugen, welche den Servomechanismus zum Antrieb der Feder und den Antrieb für den Wagen 11 steuern. Die allgemeine Organisation dieses Mikro-

*) Rotationsimpulsgeber

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Prozessorsystems wird in Fig. 3 gezeigt. Das gezeigte System ist Bus-orientiert, was bedeutet, daß die Speichereinrichtungen, die Eingangs/Ausgangs-Anschlüsse (I/O-Anschlüsse) und der Prozessor alle mit einem gemeinsamen Daten- und Steuer-Bus verbunden sind. Dieser Bus ist mit dem Bezugszeichen 41 bezeichnet, während der Prozessor selbst mit dem Bezugszeichen 43 bezeichnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung war der Prozessor 43 ein Mikroprozessor des Typs 8085 der
Firma Intel, während die Speicher und die I/O-Anschlüsse durch integrierte Schaltungen aus derselben Familie von Halbleiterschaltungen gebildet wurden. Man sieht, daß der Vorteil der Verwendung einer Steuerung mit Mikroprozessor darin besteht, daß die Betriebsart durch Programmierung in flexibler Weise geändert werden kann, ohne daß eine umfangreiche Umgestaltung der Schaltung selbst erforderlich wäre. Für die Ausübung seiner Steuerfunktionen arbeitet der Prozessor mit einem Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM) zum Speichern der Betriebsparameter. Dieser Speicher ist mit dem Bezugszeichen 45 bezeichnet. Feststehende Daten, d.h. die Daten, welche ■ die die einzelnen Zeichen einer Schriftart bestimmenden Vektoren definieren, sind in Lesespeichern gespeichert. In Fig. 3 sind vier derartige Lesespeicher 46 bis 49 gezeigt.

Die digitalen Daten zum Bestimmen der Arbeitsweise der Steuerschaltung gemäß Fig. 2 werden vom Mikroprozessorsystem über speichernde Ausgangseinheiten

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51 und 52 zugeführt. Dabei liefert die Ausgangseinheit 51 die Daten für die Feder-Servomotoren, während die Ausgangseinheit 52 die Information bzw. die Steuersignale für die Wagenlaufgeschwindigkeit liefert. Wie dies bei derartigen Systemen üblich ist, werden vom Prozessor verschiedene Kontrollislgnale benötigt, um den Zustand der Mechanik bzw. der Antriebseinrichtungen zu bestimmen, während andererseits verschiedene Steuersignale zu den einzelnen Antriebseinrichtungen übertragen werden. Eine in zwei Richtungen arbeitende Eingangs/Ausgangs-Einheit ist mit dem Bezugszeichen 53 bezeichnet. Ein dritter 1/0-Anschluß 54 dient der vertikalen Steuerung, d.h. der Steuerung für den Schrittschaltmotor 35. Dieser Mechanismus stellt jedoch keinen Bestandteil der Erfindung dar und ist daher hier nicht näher beschrieben.

Vorzugsweise sind die die Vektoren bestimmenden Daten als Daten über die Richtung und Länge der Vektoren gespeichert. Zu den Funktionen des Mikroprozessorsystems gemäß Fig. 3 gehört es dabei, diese Daten zu verarbeiten und die entsprechenden X- und Y-Komponenten zu erzeugen. Diese Komponenten werden mit einer Genauigkeit von jeweils vier Bit-Stellen dargestellt und an die Digital/Analog-Wandler 61 und 62 in Fig. 2 angelegt. Die zur Steuerschaltung übertragenen Werte stellen Geschwindigkeitskomponenten dar. Um die Auslenk- bzw. Verschiebungswerte zu erhalten, werden die Spannungen vom Ausgang der D/A-Wandler 61 und 63 von Integra—

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tionsschaltungen 71 bzw. 73 integriert. Jede dieser Integrationsschaltungen umfaßt einen invertierenden Verstärker und einen integrierenden Kondensator C 1 bzw. C 3. Die Kondensatoren C 1 und C 3 können entladen werden, d.h. es besteht die Möglichkeit, die Integratoren zurückzusetzen, und zwar durch entsprechende Analog-Schalter. Der analog arbeitende Doppelschalter, der zu diesem Zweck vorgesehen ist, ist zusammen mit seiner Steuerschaltung mit dem Bezugszeichen 75 bezeichnet. Dieser Rückstellschaltkreis 75 wird durch ein Steuersignal "Rückstellen" gesteuert, welches eines der Steuersignale ist, die von der Ausgangseinheit 53 des Mikroprozessorsystems gemäß Fig. 3 geliefert werden.

Die Ausgangssignale der Integrationsschaltungen bzw. Integratoren 71 und 73 werden über entsprechende Strombegrenzungswiderstände R 1 bzw. R 3 an Federverstärker 75 bzw. 77 angelegt. Die Federverstärker 75 und 77 sprechen auf die Differenz zwischen den IntegratorausgangsSignalen und den entsprechenden Positionssignalen an, die von den Servomotoren 21 und 23 für den X- bzw. Y-Antrieb erhalten werden. Die Federverstärker 75 und 77 steuern ihrerseits in üblicher Weise Leistungsverstärker bzw. Treiber 76 und 78 für den X- bzw. den Y-Antrieb.

Die phasenverschobenen Rechteckimpulsfolgen A und B des Wellencodierers 37 werden jeweils an einen Eingang zweier Komparatoren 81 und 83 angelegt. An den anderen Eingang jedes dieser Komparatoren wird ein geeignetes

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Zwischen-Bezugssignal V_n^ gelegt. Das Ausgangssignal des Komparators 81 wird direkt als ein Eingangssignal ah ein Exklusiv-Oder-Gatter . 85 angelegt und außerdem über eine Verzögerungsschaltung an den zweiten Eingang dieses Gatters 85, wobei die Verzögerungsschaltung durch ein Filter mit einem Widerstand R 6 und einem Kondensator C 6 gebildet wird und wobei die Rechteckform der Impulse durch ein Puffer-Gatter 87 wieder hergestellt wird. Der Zweck des Oder-Gatters mit der seinem einen Eingang zugeordneten Verzögerungsschaltung besteht darin, am Ausgang des Gatters 85 für jeden positiven oder negativen übergang des Eingangssignals A einen kurzen Ausgangsimpuls zu erhalten. Eine völlig gleiche Schaltung C7, R7, 38 erzeugt in Abhängigkeit von dem Eingangssignal B eine entsprechende Impulsfolge am Ausgang eines Exklusiv-Oder-Gatters 89. Die Impulsfolgen von den Ausgängen der Gatter 85 und 89 werden in einem weiteren Exklusiv-Oder-Gatter 91 zusammengefaßt. Am Ausgang dieses Gatters erscheint ein Impuls bei jedem übergang der beiden Eingangssignale A bzw. B. Im Endeffekt wird auf diese Weise eine Impulsfolgefrequenz erhalten, die viermal höher ist als die Impulsfolgefrequenz jedes der beiden Eingangssignale. Wenn de*· Wagen durch einen Schrittschal-tmotor anstelle des Gleichstrom-Servomotors 27 angetrieben würde, dann könnte das Impulssignal zur Fortschaltung dieses Schrittschaltmotors anstelle der Impulsfolge verwendet werden, die beim Ausführungsbeispiel durch den Wellencodierer 37 erzeugt wird.

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Die Impulsfolge vom Ausgang des Gatters 91 wird an einen Zähler 101 angelegt, so daß dessen Zählerstand sich in Abhängigkeit von der Strecke ändert, über die der Wagen 11 verfahren wird. Der Zähler 101 wird bei Beginn der Darstellung jedes Zeichens gleichzeitig mit den Integratoren 71 und 73 zurückgesetzt. Somit entspricht der Zählerstand des Zählers 101 in gewissem Sinn der Verschiebung des Wag ans bezüglich (des Startpunktes) der jeweiligen Zeichenposition.' Der in digitaler Form vorliegende Zählerstand des Zählers 101 wird, durch einen Digital/Analog-Wandler 103 in eine analoge Signalspannung umgesetzt, wobei die Datenübertragung vom Zähler zum Wandler über einen Pufferspeicher 105 erfolgt, der synchron mit dem Zählvorgang geladen wird, um den sogenannten Welligkeits-Durchgriff (ripple-through effect) zu vermeiden. In gewissem Sinne bildet die Ausgangsspännung des D/A-Wandlers 103 bei der Fortbewegung des Wagens gegenüber der Schreibunterlage 17 eine Sägezahnspannung. Diese Sägezahnspannung ist jedoch keine zeitabhängige Funktion im üblichen Sinn, sondern vielmehr proportional zu der tatsächlichen Verschiebung des Wagens und damit hinsichtlich ihres zeitlichen Ablaufs in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit des Wagens veränderlich.

Die Sägezahnspannung vom Ausgang des D/A-Wandlers wird mit dem X-Achsen-Positionssignal des Integrators 73 gemischt bzw. zu diesem addiert, wobei das Sägezahnsignal über einen Widerstand R 9 an einen Summierpunkt S am Eingang des Fehlerverstärkers angelegt wird. Die Addition des der Verschiebung

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des Wagens entsprechenden Komponente zu der den jeweiligen Vektor definierenden Spannung gestattet das Schreiben von Zeichen bei laufendem Wagen, ohne daß eine Änderung des grundsätzlichen Schemas der Vektorcodierung erforderlich wäre, und zwar auf eine Weise/ bei welcher sich die Fahrgeschwindigkeit des Wagens ändern darf. Aufgrund dieser Geschwindigkeitskompensation kann der Wagen relativ schnell verfahren werden, wenn einfache Zeichen geschrieben werden und entsprechend langsamer, wenn kompliziertere Zeichen zu schreiben sind. Auf diese Weise kann der Ausstoß des Schreibgeräts gegenüber solchen Geräten beträchtlich erhöht werden, bei denen die Laufgeschwindigkeit des Wagens konstant gehalten werden muß, wie dies der Fall ist, wenn die Kompensation für die Laufbewegung des Wagens in das Schema der Vektorcodierung integriert wird. Außerdem müßte die Geschwindigkeit für diesen Fall einer einzigen fest vorgegebenen Laufgeschwindigkeit des Wagens relativ gering sein, d.h. so gewählt werden, daß auch die kompliziertesten zu schreibenden Zeichen noch sauber geschrieben werden könnten.

Die Wahl der Wagengeschwindigkeit erfolgt durch das Mikroprozessorsystem gemäß Fig. 3, indem von der Ausgangseinheit 52 ein Datenwort bzw. Bit ausgegeben wird, welches die gewünschte Wagengeschwindigkeit darstellt. Dieses Bit, welches eine Genauigkeit von mindestens 5 Bit-Stellen hat, wird an einen D/AWandler 111 angelegt. Das Ausgangssignal des Wand-

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lers 111/ welches eine analoge Spannung ist, die die gewünschte Geschwindigkeit darstellt, wird mit einer Spannung verglichen, die der tatsächlichen Geschwindigkeit entspricht. Diese Spannung wird vom Ausgang eines Frequenz/Spannungs-Wandlers 113 erhalten _r dem die Impulsfolge vom Ausgang des Gatters 91 zugeführt wird. Wie oben beschrieben, werden die Impulse dieser Impulsfolge mit einer Impulsfolgefrequenz erzeugt, die der Geschwindigkeit des Wagens proportional ist und die von dem Wellencodierer abgeleitet wird, der mit dem Antriebsmotor 27 des Wagens verbunden ist. Die Ausgangsspannungen des Frequenz/Spannungs-Wandlers 113 und des D/A-Wandlers 111 werden über entsprechende Mischwiderstände R 11 und R 13 an einen Summierpunkt T angelegt, um ein Fehlersignal zu gewinnen. Dieses Fehlersignal wird mit Hilfe eines Verstärkers 117 verstärkt. Das verstärkte Ausgangssignal wird mit einer Wechselspannungskomponente gemischt, die von einem sogenannten Dither-Oszillator 119 erhalten wird und an dem einen Eingang eines Verstärkers angelegt wird, an dessen zweitem Eingang die Ausgangsspannung des Verstärkers 117 liegt. Der Ausgang des Verstärkers 121 ist mit einem Leistungsverstärker 121 verbunden, der seinerseits den Servomotor 27 steuert.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel sind Vorkehrungen getroffen, um aus denselben Schriftdaten d.h. aus den digitalen Daten, die direkt an die D/A-Wandler 61 und 63 angelegt werden, Zeichen unterschiedlicher Größe zu erhalten. Zu diesem Zweck

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sind die Wandler sogenannte multiplizierende Wandler, bei denen die Ausgangsspannung nicht nur zum angelegten Digitalwert, sondern auch zu einer analogen Bezugspannung proportional ist. Ein vier Bit umfassendes Datenwort, welches wieder von. dem Mikroprozessorsystem gemäß Fig. 3 erhalten wird, wird dabei an einen Dekoder 72 angelegt, der zwei getrennte 1 aus 4-Wählsignale erzeugt. Jedes dieser Signale wird an einen entsprechenden Vierfachschalter 74 bzw. 76 angelegt, um eine von vier vorgegebenen Spannungen auszuwählen, die als Bezugsspannung an den betreffenden D/A-Wandler 61 bzw. 6 3 angelegt wird. Die vorgegebenen Spannungen werden dabei von einem Spannungsteiler mit den Widerständen R 21 bis R 24 erhalten. Die Widerstände R -21 bis R 24 sind dabei so gewählt, daß sie Spannungen

erzeugen, die den gewünschten Zeichengrößen entsprechen, so daß nicht nur eine normale D/A-Umsetzung durchgeführt wird. Der Decoder 72 arbeitet dabei so, daß stets nur ein Schalter jedes der Vierfach-Schalter geschlossen ist, so daß die Bezugsspannung, die an jeden der beiden D/A-Wandler 61 bzw. 6 3 angelegt wird, unabhängig gewählt werden kann.

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Da die horizontalen und vertikalen Maßstabsfaktoren folglich getrennt gewählt werden können, besteht die Möglichkeit, aus denselben Daten Zeichen mit unterschiedlicher maßstäblicher Verzerrung oder auch lediglich vergrößerte bzw. verkleinerte Zeichen zu erzeuqen,

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel verläuft ferner die Achse eines der Servomotoren zum Antreiben der Feder parallel zur Laufrichtung des Wagens, während die andere Achse dazu im wesentlichen senkrecht verläuft. Folglich muß das die Laufbewegung des Wagens kompensierende Signal lediglich mit einem der beiden Steuersignale für die Servomotoren gemischt werden, um den gewünschten "beweglichen Bezugsrahmen" zu erhalten. Andererseits versteht es sich, daß auch mit einer Anordnung gearbeitet werden könnte, bei der die Drehachsen beider Servomotoren einen Winkel, beispielsweise einen Winkel von 45° mit der Laufrichtung des Wagens einschließen und senkrecht aufeinander stehen. In 'einem solchen Fall würden zu jedem der Servosteuersignale unter Beachtung des richtigen Vorzeichens Kompensationssignale geeigneter Größe zur Kompensation " der Laufbewegung des Wagens addiert.

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Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß erfindungsgemäß das digitale Codieren von Vektoren zur Definition von Zeichen bezüglich eines scheinbar feststehenden Rahmens bzw. Bezugspunktes erleichtert wird. Ein sehr schnelles Schreiben von Zeichen mit Hilfe.eines beweglichen Bezugsrahmens - des Wagens - wird dann dadurch erreicht, daß zumindest zu einer der Steuerspannungen für einen Feder-Servomotor eine Kompensationsspannung addiert wird, welche der Laufbewegung des Rahmen bzw. des Wagens bezüglich einer Zeichenposition entspricht. Auf diese Weise wird eine Kompensation für die Bewegung des Bezugsrahmens im wesentlichen unabhängig von der Wagengeschwindigkeit erreicht.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß dem Fachmann, ausgehend von dem betrachteten Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/ oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

Leerseite

Claims

NACHQEREICHT

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PATENTANWÄLTE
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USA

Patentansprüche

1. Schreibgerät, insbesondere Schönschreibgerät, zum aufeinanderfolgenden Schreiben von Zeichen längs einer Zeile auf einem durch eine Schreibunterlage abgestützten Aufzeichnungsmedium, mit einer Schreibfeder, die von einem in Zeilenrichtung verfahrbaren Wagen getragen wird, und mit zwei am Wagen montierten Servomotoren zur Steuerung der Bewegungen der Schreibfeder relativ zu dem Wagen längs zweier quer, insbesondere senkrecht, zueinander verlaufender Achsen in Abhängigkeit von zwei, jeweils einer dieser Richtungen zugeordneten Steuerspannungen, welche den zu schreibenden Zeichen in definierter Weise zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebseinrichtungen (27 - 33) vorgesehen sind, mit deren Hilfe .der Wagen (11) mit wählbarer Geschwindigkeit in Zeilenrichtung verfahrbar ist, und mit deren Hilfe dazu synchrone Impulssignale mit einer Impulsfolge-/ frequenz erzeugbar sind, welche zur Wagengeschwindigkeit proportional ist, daß ein digitaler Zähler (101) vorgesehen ist, welcher durch jedes der Impulssignale um einen Zählschritt fortschaltbar ist, daß ein Analog/Digital-Wandler (103) vorgesehen ist, der mit dem Ausgang des Zählers (101)

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verbunden ist und mit dessen Hilfe eine Spannung erzeugbar ist, welche sich in Abhängigkeit von der Positionsänderung des Wagens (11) ändert, daß SpannungserZeugungseinrichtungen (41, 43, 51, 61, 71 - 76) vorgesehen sind, mit deren Hilfe aus gerspeicherten Daten zwei Spannungen erzeugbar sind, welche der Position der Feder (25) bezüglich der beiden quer zueinander verlaufenden Achsen bezogen auf einen feststehenden Bez.ugsrahmen entsprechen, daß Verknüpfungseinrichtungen (S), insbesondere Summlereinrichtungen, vorgesehen sind, mit deren Hilfe die der Wagenposition entsprechende Kompensationsspannung mit mindestens einer der Positionsspannungen zur Gewinnung von entsprechenden Steuerspannungen für die Servomotoren (21, 23) derart verknüpfbar ist, daß von der Laufgeschwindigkeit des Wagens (11) unabhängige, den beiden nicht modifizierten Steuerspannungen entsprechende Relativbewegungen der Schreibfeder (25) bezüglich des Aufzeichnungsmediums bzw. der Schreibunterlage (17) herbeiführbar sind.

2. Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rückstelleinrichtungen zum Zurückstellen des Zählers (101) jeweils zu Beginn eines Schreibvorgangs für ein Zeichen vorgesehen sind.

3. Schreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen für den Wagen (11) derart ausgebildet sind, daß

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jeweils dann ein Impulssignal erzeugbar ist, wenn sich der Wagen um einen Schritt vorgegebener Länge bewegt.

4. Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungserzeugungseinrichtungen (41, 43, 51, 61, 71 - 76) derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe aus gespeicherten Daten z-unächst zwei Spannungen erzeugbar sind, welche den Geschwindigkeiten der Feder (25) bezüglich der beiden quer zueinander verlaufenden Achsen bez.ogen auf einen feststehenden Bezugsrahmen entsprechen, daß die Spannungserz.eugungseinrichtungen Integrationsschaltungen (71, 73) umfassen, mit deren Hilfe aus diesen Geschwindigkeitsspannungen entsprechende relative Positionssoannunqssignale ^rzeugbar sind, und daß die Verknüpfungseinrichtungen derart ausgebildet sind, daß die· der Wagenposition entsprechende Kompensationsspannung zu mindestens einer dieser Positionsspannungen zur Gewinnung von entsprechenden Steuerspannungen für die Servomotoren (21, 23) addierbar ist.

5. Schreibgerät nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsschaltungen (71, 73) gleichzeitig mit dem Zühler (101) durch die Rückstelleinrichtungen zurückstellbar sind.

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6. Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen für den Wagen (11) einen Motor (27) und einen Codierer (37) zur Erzeugung der Impulssignale umfassen.

7. Schreibgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/ daß der Codierer (37) derart ausgebildet ist, daß mit seiner Hilfe zwei um 90° gegeneinander phasenverschobene Impulsfolgen erzeugbar sind und daß die Impulserzeugungseinrichtungen Auswerteeinrichtungen für diese Impulsfolgen umfassen, mit deren Hilfe bei jedem Übergang einer der beiden um 90° gegeneinander phasenverschobenen Impulsfolgen ein Impuls erzeugbar ist«

8. Schreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der quer zueinander verlaufenden Achsen im wesentlichen parallel zur Laufrichtung des Wagens (11) verläuft und daß jeder der Servomotoren (21 , 2 3) Einrichtungen zur Erzeugung eines Rückführsignals umfasst, daß die Verknüpfungseinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe die der Wagenposition entsprechende Kompensationsspannung mit der relativen Positionsspannung verknüpfbar ist, die dem Servomotor (21) zugeordnet ist, mit dessen Hilfe eine zur Laufrichtung des Wagens (11) parallele Bewegung der Feder (25) herbeiführbar ist, sowie mit dem entsprechenden Rückführsignal, um auf diese

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Weise eine erste S teuer spannung zxi erhalten, welche der Position der Schreibfeder (21) bezüglich des Aufzeichnungsmediums bzw. der Schreibunterlage (17) entspricht,und daß die Verknüpfungseinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe das relative Positionssignal und das Rückführsignal für den anderen Servomotor so . miteinander verknüpfbar sind, daß für diesen eine entsprechende Steuerspannung gewinnbar ist.

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