DE3427257A1

DE3427257A1 - Drucker-stelleinrichtung mit zweirichtungsantrieb und lagerueckkopplungsregelung

Info

Publication number: DE3427257A1
Application number: DE19843427257
Authority: DE
Inventors: Harry Randall Waynesboro Va. Berrey; Paul Werner Greenwood Va. Caulier
Original assignee: Genicom Corp
Current assignee: Genicom Corp
Priority date: 1983-07-25
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1985-02-21
Also published as: GB2143970A; KR850002130A; JPS6063173A; GB8418707D0; US4523867A

Description

Drucker-Stelleinrichtung mit Zweirichtungsantrieb und

Lagerückkopplungs rege lung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Anschlagdruckvorrichtungen und insbesondere auf Punktematrixdrucker, bei denen im allgemeinen Solenoid-Stellvorrichtungen verwendet werden.

Ein typischer Druckkopf für einen Punktematrixdrucker hat mehrere Druckdrähte bzw. Drucknadeln, die jeweils durch ein eigenes Drucknadel-Solenoid betätigt werden. Eine solche Drucknadel-Solenoid-Stellvorrichtung ist beispielsweise in der US-PS 5 755 700 vom 28. August 1973 offenbart. Der mit der Drucknadel verbundene Anker des Solenoids bewegt die Drucknadel axial zwischen einer Normalruhelage, bei der die Drucknadel in Abstand von der Ziel- bzw. Anschlagfläche steht, und einer Drucklage, bei der die Drucknadel auf die Anschlagsfläche aufschlägt. Wenn die Solenoid· wicklung erregt wird, wird der Anker in Vorwärtsrichtung beschleunigt, um die Drucknadel zu ihrer Drucklage hin anzutreiben.

A/25

Dresdner Bank (München) Kto 3933 844

Bayer Veremsban

! Kto 509 9*'

Gegenwärtig vorliegende Anschlagdrucker sind so gestaltet, daß die Drucknadel in Vorwärtsrichtung schnell bis zu einer erwünschten Geschwindigkeit beschleunigt wird und auf c die Anschlagfläche mit dieser Geschwindigkeit auftrifft. Daher führt die Betätigungs- bzw. Stelleinrichtung der Solenoidwicklung nur für das Beschleunigen der Drucknadel auf die erwünschte Anschlaggeschwindigkeit ausreichende Energie zu. Typischerweise wird der Wicklung ein Stromimpuls für eine begrenzte Zeitdauer zugeführt, die ausreicht, das Erreichen der erwünschten Geschwindigkeit sicherzustellen. Hierbei kann die Geschwindigkeit durch eine Anzahl von Variablen beeinflußt werden, wie beispielsweise durch Reibungsverluste, die in erster Linie auf Abweichungen

._ hinsichtlich des Sitzes bzw. der Einpassung der Nadeln Io

in Nadelführungen beruhen, Dämpfungsverluste, die durch Flüssigkeitsdämpfung durch Tintenansammlung verursacht sind (und die manchmal als "Morgenübelkeit" bezeichnet werden) und auf Schaltungstoleranzen beruhende teilweise ■ Stromimpulsschwankungen. Die derzeitigen Stellantriebsvorrichtungen müssen mit Stromimpulsen gespeist werden, die stark genug sind, den Mindestanforderungen für den Fall schlechtester Bedingungen zu genügen. Da diese Bedingungen nicht immer vorliegen, unterliegt die Anschlaggeschwindigkeit der Drucknadel beträchtlichen Schwankun-25

gen, was eine sich ändernde Druckqualität ergibt.

Bei einem Punktematrixdrucker kommt die Drucknadel zuerstmit dem Farbband in Berührung, wobei sie das Farbband gegen die Ziel- bzw. Anschlagfläche und die Druckwalze oder Anschlagstange stößt. Die Drucknadel übt die maximale Anschlagskraft aus, wenn die Xadelgeschwindigkeit "O" erreicht. Die ganze kinetische bzw. Bewegungsenergie der sich bewegenden Druckeinheit wird dann in potentielle bzw. Lageenergie umgewandelt, die in der zusammengesetzten Federkonstante der Drucknadel al? Kompressions- und Auslenk-

kräfte, des Ankers durch die Biegung, des Papiers als Kompressionskräfte und einer Federvorspannvorrichtung gespeichert ist. Die Zusammensetzung der Federkräfte bewirkt g einen Rücklauf der Drucknadel, bei dem die potentielle Energie in kinetische Energie zurückverwandelt wird, sobald die Drucknadel in ihre Ausgangslage zurück beschleunigt wird. Die auf dem Rückstoß bzw. Rücklauf beruhende Rückkehrgeschwindigkeit beträgt bei den herkömmlichen -Q Drucknadel-Stellvorrichtungen nur 50 bis 70! der Vorlaufgeschwindigkeit, da die Reibungsverluste während des Anschlags beträchtlich sind und einen bestimmten Anteil der Energie in Wärme umsetzen. Wenn die Drucknadel ihre Ausgangslage erreicht, stößt sie gegen einen Gegenanschlag. Da die Drucknadel eine beträchtliche Rückkehrgeschwindigkeit hat, besteht die Neigung, daß sie wiederholt von dem · Gegenanschlag abprallt. Dadurch wird die Zeit vor der vollständigen Ruhestellung der Drucknadel beträchtlich verlängert. Durch die Kombination aus einer verringerten Rück-

kehrgeschwindigkeit und einer verlängerten Dämpfungszeit 20

wird die kürzeste Druckzykluszeit der Drucknadel beträchtlich verlängert.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben eine Druk-

ker-Stelleinrichtung mit Zweirichtungsantrieb und Regelung 25

sowie Betriebsverfahren zum Optimieren der Leistungsfähigkeit von Anschlagdrucker-Stelleinrichtungen. Durch das Überwachen bzw. Ermitteln einer Vorlaufgeschwindigkeit einer Drucknadel kann ein eingegebener Vortrieb-Stromimpuls hinsichtlich der Amplitude und der Dauer so verändert werden, 30

daß mit minimalem Energieaufwand eine erwünschte vorbestimmte Geschwindigkeit der Drucknadel bis zu dem Zeitpunkt des Anschlags aufrechterhalten wird. Ferner können durch die Erfassung von LagerückkopplungssjLgnalen, die bei der Rückkehr der Drucknadel in eine Ruhelage erzeugt werden, ein eingegebener Rückhol-Stromimpuls und der eingege-

bene Vortrieb-Stromimpuls hinsichtlich der Amplitude und der Dauer so moduliert werden, daß eine erwünschte Rücklaufgeschwindigkeit der Drucknadel aufrechterhalten wird c und die Drucknadel in kürzester Zeit in die Ruhelage gebracht wird, wobei sich eine Mindestanzahl von Abprallungen an dem Gegenanschlag "ergibt.

Die Leistungsfähigkeit der Anschlagdruck-Stelleinrichtung „ wird optimiert, da die Gesamtzeit des Betriebsablauf? vorhersehbar wird und gesteuert wird. Ferner kann auf einfache Weise eine Korrektur hinsichtlich Variablen as"ie Teiledimensionen, Spalt- bzw. Abstandseinstellungen, Rückpralleigenschaften der Anschlagfläche und Abweichungeen

elektrischer Eingangssignale vorgenommen Averden. 15

Im einzelnen ist die erfindungsgemäße Einrichtung eine Anschlagdruck-Stelleinrichtung für das Drucken auf eine Zielbzw. AnschlagfLache* Die Anschlagdruck-Stelleinrichtung weist einen Rahmen bzw. ein Gehäuse und eine daran befestigte Antriebseinheit auf. An die Antriebseinheit ist eine Drucknadel angeschlossen, die ZAs'ischen einer ersten Ruhelage und einer zweiten Anschlaglage in Anstoß gegen die Anschlagfläche bewegbar ist. Die Antriebseinheit wird in

einer Vortriebbetriebsart für den Kraftantrieb zur Bevre-25

gung der Drucknadel zu der Anschlagfläche hin und in einer Rückholantriebs-Betriebsart für den Kraftantrieb der Drucknadel von der Anschlagfläche weg betrieben. Ein Lagesensor steht mit der Drucknadel in Verbindung und liefert ein Lagesignal, das während der BeAs'egung der Drucknadel

zwischen der ersten und der zweiten Lage der Versetzung der Drucknadel entspricht, um damit die Überwachung bzw. Ermittlung der Lage der Drucknadel zu ermöglichen. Weitere Ausführungsbeispiele weisen Zweirichtungs-Betriebseinheiten

mit piezoelektrischen Biegungselementen oder gesonderten 35

elektromagnetischen Wicklungen für den Vortrieb und den Rückholantrieb auf.

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In einer Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Stelleinrichtung ein Steuersystem auf, das mit dem Lagesensor und der Zweirichtungs-Antriebseinheit verbunden ist. Das Steuersystem nimmt aus dem Lagesensor das Lagesignal auf, um bei dem Betrieb in der Vortriebsbetriebsart und der Rückholbetriebsart die Zweirichtungs-Antriebseinheit derart zu modulieren, einzuschalten und auszuschalten, daß die Drucknadel einen Kraftantrieb in Vorwärtsrichtung ge-,Q gen die Anschlagfläche und darauffolgend in Gegenrichtung zu der Ruhelage erhält.

Das Steuersystem weist einen Differenzierer auf, der das Lagesignal aus dem Lagesensor aufnimmt und ein Geschwindigkeitssignal erzeugt. Ein Addierer empfängt das Geschwin-15

digkeitssignal und ein Geschwindigkeitsbezugssignal mit einem vorbestimmten Wert, um ein Geschwindigkeitsfehlersignal zu erzeugen. Das Steuersystem überprüft zum Modulieren bei der Vortriebbetriebsart das Geschwindigkeitssignal in der Weise, daß die Geschwindigkeit der Drucknadel und das Geschwindigkeitssignal auf dem Sollwert gehalten werden. Ferner wird das Geschwindigkeitsfehlersignal von einem zweiten Differenzierer aufgenommen, der ein von einem Vergleicher aufgenommenes Signal erzeugt, welches die Änderungsgeschwindigkeit des Geschwindigkeits-25

fehlersignals darstellt. Der Vergleicher vergleicht die Änderungsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsfehlersignals mit einem Sollwert. Auf den Anschlag hin triggert die schnelle Abbremsung der Drucknadel das Steuersystem

in der Weise, daß die Vortriebbetriebsart abgeschaltet 30

und die Rückholbetriebsart eingeschaltet wird, bei der der Kraftantrieb für die Rückkehr der Anschlagdrucknadel in die Ruhestellung bzw. Ruhelage erfolgt.

Der Addierer des Steuersystems nimmt ferner ein Geschwin-35

digkeitssignal aus dem Differenzierer auf, sobald sich bei

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der Rückholbetriebsart die Anschlagdrucknadel zu der Ruhelage hin bewegt. Der Addierer kombiniert das Geschwindigkeitssignal aus dem Differenzierer mit dem Lagesignal aus dem Lagesensor, um ein korrigiertes Lagesignal zu erzeugen. Das korrigierte Lagesignal wird von einem weiteren Addierer aufgenommen, der das-korrigierte Lagesignal mit einem Lagebezugssignal kombiniert, um ein Lagefehlersignal zu erzeugen. Das Lagefehlersignal wird von der Steuereinrich-,Q tung erfaßt, um damit die Antriebseinheit in unterschiedlichen Antriebsarten selektiv so zu modulieren, einzuschalten und abzuschalten, daß die Drucknadel zu der Ruhelage hin beschleunigt wird und auf die Geschwindigkeit "0" gebracht wird, sobald sie die Ruhelage erreicht.

Durch.das Erzeugen und Verarbeiten eines Lagesignals zum · Steuern der Bewegung der Drucknadel werden im Gegensatz zum Anlegen eines Stromimpulses einer vorgegebenen Dauer bei der Erfindung die Reibungsverluste, Dämpfungsverluste,

Stromimpuls-Abweichungen, Teiledimensionierungs-Toleran-20

zen, Abstandseinstellungen und Rückpralleigenschaften der Anschlagfläche kompensiert.

Der Lagesensor der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung kann

verschiedenerlei Formen haben, wie beispielsweise die Form 25

eines Sensors mit einer Leuchtdiode, einer Fahne und einem Fototransistor. Die Fahne wird mit der Drucknadel zu einer gemeinsamen Bewegung mit derselben verbunden, während die Leuchtdiode so angeordnet wird, daß sie Licht auf die Fahne

und den Fototransistor richtet. Durch die Bewegung der Fah-30

ne mit der Bewegung der Drucknadel fällt das Licht aus der Leuchtdiode bei sich ändernden Versetzungen der Drucknadel in unterschiedlichen Stärken auf den Fototransistor.

Der Lagesensor kann auch die Form eines piezoelektrischen 35

Biegungs-Meßelements haben, das mit der Drucknadel zu einer

gemeinsamen Bewegung mit derselben verbunden ist. Das piezoelektrische Meßelement gibt ein Signal ab, das der Versetzung der Drucknadel entspricht.

Aus dem vorstehenden ist es ersichtlich, daß die Erfindung

Merkmale und Vorteile hinsichtlich eines Verfahrens und einer Einrichtung für die Verkürzung der Druckbetriebszeiten in Anschlagdruckern sowie für die Kompensation einer _in Anzahl von Variablen bietet, die den Druckerbetrieb beeinflussen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer allgemein die Prinzipien der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung nutzenden Drucknadel-Antriebsvorrichtung in Solenoidausführung bei einer Ruhelage einer Drucknadel.

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 gleichartige Ansicht, bei der die Drucknadel in einer Anschlaglage auf einer Anschlagfläche steht.

Fig. 3 ist eine teilweise im S.chnitt dargestellte Seitenansicht einer Drucknadel-Antriebsvorrichtung als Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer piezoelektrischen Antriebseinheit und einem piezoelektrischen Lagesensor.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines geregelten Druckantriebsystems als Ausführungsbeispiel für d: findungsgemäße Stelleinrichtung.

lie er-

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Fig. 5.(a) bis 5(d) sind jeweils grafische Darstellungen der Versetzung einer Drucknadel, der Geschwindigkeit der Drucknadel, eines Fehlersignals und einer eingegebenen Antriebsleistung, gegen die Zeit aufgetragen, bei einer durch Rückkopplung geregelten Drucknadel-Stelleinrichtung gemäß der Erfindung.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlich als Drucknadel-Stelleinrichtung beschrieben, wobei die Beschreibung als Darstellung der Prinzipien der Erfindung gedacht ist und nicht eine Einschränkung auf die dargestellten bzw. beschriebenen Ausführungsbeispiele sein soll. Vielmehr sind die Merkmale und Ausführungsbeispiele der Erfindung bei

allen Anschlagdruckern anwendbar.

In den Fig. 1 und 2 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Drucknadel-Antriebsvorrichtung in Solenoidausführung mit

einer Zweirichtungs-Antriebseinheit 12 für den Antrieb ei-20

ner Drucknadel 55 eines Punktematrix-Anschlagdruckers gezeigt. Die Antriebseinheit 12 hat einen Rahmen bzw. ein Gehäuse 11 aus magnetisch permeablem Material. Das Gehäuse 11 hat ein einer Ziel- bzw. Anschlagfläche 81 zugewandtes Vorderteil 15 und ein von der Anschlagfläche 81 abliegen- -

des Rückteil 16. Das Vorderteil 15 hat eine Öffnung 17 mit

verhältnismäßig großem Durchmesser, während das Rückteil 16 eine öffnung 18 mit verhältnismäßig kleine-n Durchmesser hat, wobei die Öffnungen 1" und 1S koaxial sind. Das Gehäuse 11 hat zwischen dem Vorderteil 15 und dem Rückteil 30

16 eine sich radial nach innen erstreckende Ringwand 19.

Die Zweirichtungs-Antriebseinheit 12 weist ferner einen Zylinder 20 auf, der einstückig aus einem magnetisch permeablen bzw. leitfähigen Material geformt ist. Der Zylinder 20 hat einen langgestreckten zylindrischen Körper 21

mit einer zylindrischen Innenfläche 22, einer zylindrischen Außenfläche 23 und einem Rand bzw. Flansch 24, der sich radial nach außen zu dem Vorderteil 15 des Gehäuses 11 hin erstreckt. In der Außenfläche 23 des zylindrischen Körpers

21 sind zwischen den Enden desselben zwei ringförmigen Steuernuten 26 ausgebildet, die axial einen vorbestimmten Abstand haben. Jede der Steuernuten 26 ist im Querschnitt allgemein kanalförmig mit einer zylindrischen Bodenwand 27 und zwei kegelstumpfförmigen Stirnwänden 28, die jeweils die Ränder der Bodenwand 27 mit der Außenfläche 23 verbinden. Die Bodenwand 27 bildet zusammen mit der Innenfläche

22 dazwischen einen dünnen Steuerring 29, der als ein Mag-" netfluß-Steuerteil wirkt.

Weiterhin hat die Zweirichtungs-Antriebseinheit 12 an dem* Rückteil 16 des Gehäuses 11 einen zylindrischen Gegenanschlag 30 aus nichtmagrietischem Material. Axial vollständig durch den Gegenanschlag 30 hindurch erstreckt sich eine

Bohrung 35, die die Luft aus dem Innenraum des zylindri-20

sehen Körpers 21 frei ein- und ausläßt. Zu dem Vorderteil 15 des Gehäuses 11 hin ist an dem Flansch 24 des Zylinders 20 ein zylindrisches Mundstück 40 aus nichtmagnetischem Material mit einer zylindrischen Außenfläche 41 angeordnet,

das zu einem engen Sitz gegen die Innenfläche 22 des Zylin-25

derkörpers 21 dimensioniert ist. Das (Mundstück 40 hat an

seinem vorderen Ende eine zylindrische Stufen- bzw. Flanschfläche 42, die einen Halteflansch bildet, welcher auf dem Flansch 24 des Zylinderkörpers 21 aufliegt. Durch das Mundstück 40 hindurch erstreckt sich axial eine Bohrung 46 30

kleinen Durchmessers, durch die hindurch bewegbar die Drucknadel 55 ragt.

Weiterhin hat die Zweirichtungs-Antriebseinhejt 12 einen

allgemein mit 50 bezeichneten zylindrischen Anker, der ei-35

nen zylindrischen Zapfen 51 mit einem Durchmesser aufweist,

der wesentlich kleiner als derjenige der Innenfläche 22 des Zylinders 20 ist. An jedem Ende des zylindrischen Zapfens 51 befinden sich zylindrische Kolbenteile 52 und c 53 mit größerem Durchmesser. Jeder der Kolbenteile 52 und 53 hat eine zylindrische Außenfläche 54, die so bemessen ist, daß sie verschiebbar innerhalb der Innenfläche 22 des Zylinderkörpers 21 sitzt. Der Anker 50 besteht aus einem magnetisch permeablem Material und kann einstückig oder aus mehreren Teilen hergestellt sein. Die langgestreckte Drucknadel 55 ist an einem Ende festsitzend in einer (nicht gezeigten) komplementären axialen Bohrung im Kolbenteil 52 des Ankers 50 aufgenommen und auf geeignete Weise wie beispielsweise durch Löten festgelegt. Eine Druckschraubenfeder 65 ist um die Drucknadel 55 herum zwischen

das Mundstück 40 und den Kolbenteil 52 gesetzt, um den Anker 50 zu dem Gegenanschlag 30 hin vorzuspannen.

Auf den Zylinder 20 ist neben dem Flansch 24 eine Wicklung

70 aus Leiterdraht gewickelt, die eine elektromagnetische 20

Vortrieb-Wicklung bildet. Neben der rückwärtigen Stirnwand

des Gehäuses 11 ist auf den Zylinder 20 eine zweite Wicklung 71 aus einem elektrischen Leiter bzw. Draht gewickelt, die auf gleichartige Weise eine elektromagnetische Rückholwicklung bildet. Die Vortriebwicklung 70 und die Rück-25

holwicklung 71 sind durch die Ringwand 19 getrennt.

Nach Fig. 1 verläuft ein Magnetflußweg 83 der elektromagnetischen Vortriebwicklung 70 bei deren Erregung aufeinanderfolgend über das Vorderteil 15 des Gehäuses 11, die Ringwand 19 zwischen der Vortriebwicklung 70 und der Rückholwicklung 71, einen Teil des Zylinders 20, den Luftspalt zwischen dem Zylinder 20 und dem Kolbenteil 52, den Kolbenteil 52, über den Luftspalt zurück, den gesättigten Teil

des Steuerrings 29, einen anderen Teil des Zvlinders 20 35

und den Flansch 24. Eine radial un den Umfang des linken

Endes .des Kolbenteils 52 herum durch den Magnetfluß erzeugte Kraft F1 ist durch einen Vektor F1 dargestellt. Diese Radialkräfte heben einander auf. Eine durch den Mag-

c netfluß an dem rechten Vorderrand des Kolbentcils 52 erzeugte Kraft F2 hat die durch einen Vektor F2 dargestellte Richtung. Dieser Vektor F2 hat eine dem Vektor F1 gleichartige radiale Komponente F2_R und eine axiale Komponente F2., welche einen Antrieb des Kolbenteils 52 nach rechts _in zu dem Ziel bzw. der Anschlagfläche hin bewirkt. Zur Vereinfachung wurden zwar der Magnetflußweg und die Kraftvektoren nur in dem oberen Teil der Wicklung 70 dargestellt, jedoch ist es ersichtlich, daß der Magnetfluß und die Kräfte um den ganzen Umfang der Wicklung 70 herum wirken.

Nachdem die Drucknadel 55 auf die Anschlagfläche 81 aufgeprallt ist, steht der Kolbenteil 53 in einer Lage, bei der er einer Einwirkung durch die Rückholwicklung 71 ausgesetzt werden soll. Nach Fig. 2, in der die Drucknadel bei dem Aufprall auf die Anschlagfläche 81 gezeigt ist, enthält

ein Magnetflußweg 84 der elektromagnetischen Rückholwicklung 71 bei deren Erregung aufeinanderfolgend das Rückteil 16 des Gehäuses 11, die Ringwand 19 zwischen der elektromagnetischen Vortriebwicklung 70 und der elektromagnetischen Rückholwicklung 71, einen Teil des Zylinders 20,

den Luftspalt zwischen dem Zylinder 20 und dem Kolbenteil 53, den Kolbenteil 53, wiederum den Luftspalt, den gesättigten Teil des Steuerrings 29, einen weiteren Teil des Zylinders 20 und in der Rückkehr den Rückteil 16 des Gehäuses 11. Durch den Magnetfluß wird radial um den Umfang 30

des rechten Endes des Kolbenteils 53 herum eine Kraft F3 erzeugt, die durch einen Vektor F3 dargestellt ist. Solche Radialkräfte heben einander auf. Eine an dem linken Vorder-. rand des Kolbenteils 53 durch den Magnetfluß erzeugte

Kraft F4 hat die durch einen Vektor F4 dargestellte Rich-35

tung. Dieser Vektor F4 hat eine dem Vektor F3 gleichartige

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radiale Komponente Ρ4~ und eine axiale Komponente F4., welche den Antrieb des Kolbenteils 53 nach links zu dem Gegenanschlag 30 hin bewirkt.

Gemäß den Fi₁P₁. 1 und 2 ist ein Lagesensor 90 vorgesehen, der eine Leuchtdiode 91,·eine Fahne 92 und einen Fototransistor 93 hat. Die Fahne 92 ist an der Drucknadel 55 befestigt. Die Leuchtdiode 91 hat eine Linse 91a, die .zum

Fokussieren des von der Leuchtdiode 91 abgegebenen Lichts 10

auf der Fahne 92 angeordnet ist. F.ine Linse 93a ist r.um Fokussieren des Lichts aus der Leuchtdiode 91 auf dem Fototransistor 93 angeordnet. Die Bewegung der Drucknadel 55 bewirkt eine Versetzung der Fahne 92, wodurch sich im Zusammenhang mit der Bewegung die Stärke des von der

Leuchtdiode 91 auf den Fototransistor 93 fallenden Lichts · ändert.

Die Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Drucknadel-Antriebsvorrichtung, das allgemein mit 100 be-

zeichnet ist. Die Antriebsvorrichtung 100 hat ein piezoelektrisches Zweirichtungs-Biegungs-Antriebselement 101, das mit der Drucknadel 55 verbunden ist und zugeordnete Anschlüsse 102, 103 und 104 für die Erregung hat. Eine zwischen die Anschlüsse 102 und 103 angelegte Spannung bewirkt, daß das piezoelektrische Antriebselement 101 die strichpunktiert dargestellte Lage einnimmt, bei der es zu der Anschlagfläche 81 hin gebogen ist. Durch das Anlegen einer Spannung zwischen die Anschlüsse 102 und 104 wird das piezoelektrische Antriebselement 101 in der Ge-

genrichtung von der Anschlagsfläche 81 weg gebogen.

Ein Lagesensor 105 ist durch ein zweites piezoelektrisches Biegungselement 106 mit Anschlüssen 107 und 108 gebildet. Ober den Anschlüssen 10? und 10S entsteht ein Rückkopplungssignal, dessen Größe der Versetzung der Drucknadel 55 ent-

spricht. Die beiden piezoelektrischen Biegungselemente 101 und 106 sind innerhalb eines Rahmens oder Gehäuses 109 befestigt. Ein Drucknadel-Lager 40a hält die Drucknadel 55 in Ausrichtung auf die Ziel- bzw. Anschlagsfläche 81.

In der Fig. 4 ist ein allgemein mit 110 bezeichnetes Steuersystem gezeigt. Das Steuersystem 110 hat eine Vortriebgeschwindigkeit -Rückkopplungsschleife 111 und eine Rückholstellungs-Rückkopplungsschleife 112. Die Vortriebgeschwindigkeit-Rückkopplungsschleife 111 enthält einen Addierer 114, dessen ein Eingang mit dem bewegbaren Kontakt eines einpoligen Umschalters 115 verbunden ist, von welchem ein Festkontakt an eine Geschwindigkeitsbezugssignal-Quelle und der andere Festkontakt an eine Lagebezugssignal-Quelle angeschlossen ist. Der Umschalter 115 wird durch einen Be- · triebsart-Zwischenspeicher 116 geschaltet und ist mit Schaltern 117 und 118 gekoppelt. Der Ausgang des Addierers 114 ist mit einem Eingang eines Addierers 120 verbunden,

dessen Ausgang mit dem Eingang einer Zweirichtungs-Treiber-20

stufe 121 verbunden ist. Der Ausgang der Treiberstufe 121 ist mit dem Eingang einer Zweirichtungs-Antriebsvorrichtung verbunden, die entweder die Solenoid-Antriebsvorrichtung oder die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 100 für die

_n_ Drucknadel sein kann. Die Antriebsvorrichtung 10 oder 100 ^v

ist mit der Drucknadel 55 verbunden und bewirkt eine Versetzung derselben, welche auf optische Weise mittels des Lagesensors 90 oder auf piezoelektrische Weise mittels des Lagesensors 105 erfaßt wird. Der Lagesensor 90 oder 105

gibt ein Ausgangssignal ab, das an einen Differenzierer 30

angelegt wird, dessen Ausgang über den einpoligen Einzelstel.lungs-Schalter 117 mit dem zweiten Eingang des Addierers 114 verbunden wird.

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Der Ausgang des Addierers 120 ist ferner mit dem Eingang eines Differenzierers 124 verbunden, dessen Ausgang mit einem Vergleicher 126 verbunden ist, an dessen Ausgang der

p- Eingang des Betriebsart-Zwischenspeichers 116 angeschlossen ist. Der Ausgang des Lagesensors 90 oder 105 ist weiterhin mit einem Eingang-des Addierers 130 verbunden, dessen zweiter Eingang an den Ausgang eines Inverters 134 angeschlossen ist, der mit seinem Eingang an den Ausgang des

_n Differenzierers 122 angeschlossen ist. Der Ausgang des Addierers 130 ist über den einpoligen Einzelstellungs-Schalters 118 mit dem zweiten Eingang des Addierers 120 verbunden. Es ist ersichtlich, daß die Vortriebgeschwindigkeits-Rückkopplungsschleife 111 über den Schalter 117 ver-

._ läuft, während die Rückholstellungs-Rückkopplungsschleife ο

112 über den Schalter 118 verläuft.

Die Funktionsweise des Steuersystems 110 wird nun anhand der Fig. 5(a) bis 5(d) beschrieben. Zu einem Zeitpunkt t„ wird an den Betriebsart-Zwischenspeicher 116 ein Impuls zum Einschalten in einen Setzzustand angelegt, bei dem der Umschalter 115 und die Schalter 117 und 118 in die in Fig. 4 durch gestrichelte Linien dargestellte Stellungen geschaltet werden. Damit wird die Rückholstellungs-Rückkopplungsschleife 112 unterbrochen, während die Vortriebgeschwindigkeits-Rückkopplungsschleife 111 durch den Schalter 117 geschlossen wird und über den Umschalter 115 an den einen Eingang des Addierers 114 ein Geschwindigkeitsbezugssignal angelegt wird. Das zweite Eingangssignal des Addierers 114

aus dem Differenzierer 122, das das Differential der Druck-30

nadellage ist, ist praktisch "0", da die Drucknadel 55 stillsteht. Das Ausgangssignal des Addierers 114 ist ein Fehlersignal, das über den Addierer 120 im wesentlichen unverändert an die Treiberstufe 121 angelegt wird, da der zweite Eingang des Addierers 120 offen ist. Dieses Geschwindigkeitsfehlersignal, das anfänglich positive Polarität hat,

bewirkt an der Treiberstufe 121 das Erzeugen eines Vortrieb-Ausgangssignals, welches im Falle der Solenoid-Antriebsvorrichtung 10 die elektromagnetische Vortriebwick-

c lung 70 erregt bzw. im Falle der piezoelektrischen Antriebsvorrichtung 100 zwischen die Anschlüsse 102 und 103 angelegt wird.

Dieses anfängliche Fehlersignal großer Amplitude, das in ,Q Fig. 5(c) dargestellt ist, bewirkt den Vortrieb der Drucknadel 55 unter voller Leistung. Aufgrund von durch die magnetischen und elektrischen Kreise verursachten Verzögerungen kommt dieses Antriebssignal aber bis zu einem Zeitpunkt t₁ nicht zur Wirkung, an welchem sich die Drucknadel 55 vorwärts zu bewegen beginnt. Gemäß der Darstellung in Fig. 5(d) steigt die an die Drucknadel 55 abgegebene Leistung · bzw. Kraft schnell auf einen Maximalwert an. Der Großteil dieser Kraft wird zum Beschleunigen der Masse der Drucknadel 55 und des Ankers 50 (oder des piezoelektrischen Biegeelements 101) auf die erwünschte Anschlaggeschwindigkeit benötigt, die zu einem Zeitpunkt t₇ erreicht wird. Die Drucknadel 55 bewegt sich mit dieser Geschwindigkeit bis zu einem Zeitpunkt t- weiter vorwärts, an welchem die Nadel auf das Papier oder eine andere Anschlagsflache auftrifft. Die tatsächliche Konstantgeschwindigkeits-Flugzeit von t₉ bis t, ändert sich in Abhängigkeit von Gerätetoleranzen und Abweichungen hinsichtlich Einstellungen des Abstands der Nadel zum Papier.

Während dieser Konstantgeschwindigkeits-Zeitdauer wird zum 30

Aufrechterhalten der erwünschten Geschwindigkeit nur eine verringerte Leistungs- bzw. Kraftzuführung benötigt, da nur die Reibungs- und Dämpfungsverluste überwunden werden müssen. Daher bewirkt das System eine Verringerung der zugeführten Antriebskraft zu dem Zeitpunkt t₇ (siehe Fig. 5(d)). 35

Diese Verringerung wird durch die Funktion der Vortriebge-

schwindigkeits-Rückkopplungsschleife 111 herbeigeführt. Dabei nimmt während der Vorwärtsbeschleunigung der Drucknadel 55 vom Zeitpunkt t₁ bis zu dem Zeitpunkt t_? das Gec schwindigkeitssignal an dem Ausgang des Differenzierers 122 zu. Dieses zunehmende Geschwindigkeitssignal wird von dem Geschwindigkeitsbezugssignal in dem Addierer 114 subtrahiert, dessen Ausgangssignal gemäß der Darstellung in Fig. 5(c) bis zu einem Zeitpunkt t₉ abnimmt und einen Punkt erreicht, bei dem das System von einer Sättigungsbetriebsart auf eine lineare Betriebsart wechselt, beider die eingegebene Leistung bzw. ausgeübte Kraft auf einen niedrigeren Wert abfällt (siehe Fig. 5(d)). Auf diese Weise wird durch die Geschwindigkeits-Rückkopplungsschleife 111 bei

dem Vortrieb die ausgeübte Kraft so moduliert, daß die er-15

wünschte Geschwindigkeit aufrechterhalten wird. Sollte die· Geschwindigkeit der Drucknadel 55 abzunehmen beginnen, würde der sich ergebende Anstieg des Fehlersignals (Fig. 5(c)) eine Zunahme der an die Drucknadel 55 abgegebenen Kraft verursachen, durch die die erwünschte Anschlaggeschwindig-

keit aufrechterhalten wird.

Gemäß der Darstellung in Fig. 5(c) zeigt das Geschwindigkeitsfehlersignal auf das Auftreffen der Drucknadel 55 auf

die Anschlagfläche hin wegen der plötzlichen Verlangsamung 25

der Drucknadel 55 und der entsprechenden schnellen Änderung des Geschwindigkeitssignals aus dem Differenzierer 122 zum Zeitpunkt t, einen Spitzenwert. Das Geschwindigkeitsfehlersignal aus dem Addierer 114 wird durch den Differenzierer 124 differenziert, der ein Ausgangssignal

abgibt, das durch den Vergleicher 126 mit einem Einstellwert Y verglichen wird. Wenn auf das Auftreffen der Drucknadel 55 hin sich das Geschwindigkeitsfehlersignal plötzlich ändert, übersteigt die zeitliche Änderung des Geschwindigkeitsfehlersignals den Sollwert Y, so daß der Vergleicher

126 zur Abgabe eines Triggersignals an den Betriebsart-

Zwischenspeicher 116 geschaltet wird, welcher über eine geeignete Schnittstelle den Umschalter 115 und die Schalter 117 und 118 in die durch die ausgezogenen Linien in g Fig. 4 dargestellten Stellungen für eine Rückholbetriebsart schaltet. Auf diese Weise wird der Umschalter 115 von der Aufnahme des eingegebenen Geschwindigkeitsbezugssignals auf die Aufnahme eines der Ruhelage entsprechenden Lagebezugssignals umgeschaltet, während der Schalter 117 geöffnet wird, so daß die Geschwindigkeits-Rückkopplungsschleife 111 unterbrochen wird. Zugleich damit wird der Schalter zum Schließen der Lage-Rückkopplungsschleife 112 eingeschaltet. Zum Zeitpunkt des Schaltens wird jede Leistungsbzw. Krafteingabe abgeschaltet.

Bei der Rückholbetriebsart bewirkt die Antriebsvorrichtung 10 den Kraftantrieb der Drucknadel 55 zu der Ruhelage hin. Bei einer herkömmlichen Drucknadel-Antriebsvorrichtung wird die Drucknadel 55 bei einer Rückholbetriebsart dadurch

angetrieben, daß sie der Einwirkung einer Vorspannungsfe-20

der unterliegt, welche ihre gespeicherte potentielle bzw. Lageenergie freigibt. Die auf dem Rücklaufvorgang bei einer herkömmlichen Drucknadel-Antriebsvorrichtung beruhende Rückkehrgeschwindigkeit beträgt nur 50 bis 70! der Vorlauf-

__ geschwindigkeit, die in Fig. S(b) durch eine gestrichelte 2b

Linie dargestellt ist. Daher wird gemäß der Darstellung durch eine gestrichelte Linie in Fig. 5(a) bei einer herkömmlichen Drucknadel-Antriebsvorrichtung die Rückkehr der Drucknadel in die Ruhelage im Vergleich zu der Vortriebbe-

wegung stark verzögert. Ferner trifft die Drucknadel mit 30

einer beträchtlichen Geschwindigkeit auf den Gegenanschlag auf, so daß die in der bewegten Masse verbliebene Energie durch ein wiederholtes Anschlagen der Drucknadel auf das Material des Gegenanschlags verbraucht wird, wie es in den Fig. 5(a) und 5(b) nach einem Zeitpunkt t_R durch gestrichel^ö

te Linien dargestellt ist. Daher durchläuft bei herkömm-

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lichea Drucknadel-Antriebsvorrichtungen der Frequenzgang einer bestimmten Drucknadel Resonanzspitzen und Täter, sobald sich dessen Periodendauer (zwischen aufeinanderfoltgenden Antriebsvorgängen) der kürzesten Zykluszeit t_fi bis t_o nähert.

Nach Fig. 4 wird durch das Aufprallen der Drucknadel 55 auf die Anschlagsfläche 81 die Lage-Rückkopplungsschieife 112 eingeschaltet. Die Versetzung der Drucknadel 55 wird weiterhin durch den Lagesensor 90 oder 105 erfaßt, der ein Lagesignal abgibt. Das Lagesignal wird an den Addierer angelegt. Ferner wird das Lagesignal auch wie zuvor in der Geschwindigkeits-Rückkopplungsschleife 111 an den Differenzierer 122 angelegt. Der Differenzierer 122 erzeugt ein Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal, das durch den Inverter 134 auf einen positiven Wert invertiert und an den zweiten Eingang des Addierers 130 angelegt wird. Der Addierer 130 subtrahiert das invertierte Geschwindigkeits-

Rückkopplungssignal von dem Lagesignal, um ein korrigier-20

tes bzw. geschwindigkeitsbezogenes oder hinsichtlich der Geschwindigkeit stabilisiertes Lagesignal zu erzeugen. Das korrigierte Lagesignal wird an den Addierer 120 angelegt, der das korrigierte Rückkopplungs-Lagesignal mit dem Lagebezugssignal aus dem Umschalter 115 kombiniert, um in der 25

Zeit t, bis t-, ein Lagefehlersignal gemäß Fig. 5(c) zu erzeugen.

Unmittelbar nach dem Schalten durch den Betriebsart-Zwischenspeicher 116 liegt aus dem Lagesensor 90 ein hohes 30

Lagesignal vor, während die Geschwindigkeit praktisch "0" ist, so daß an den Addierer 120 ein hohes Rückkopplungs-Fehlersignal angelegt und von dem Lagebezugssignal subtrahiert wird, wodurch ein großes negatives Lagefehlersignal

erzeugt wird. Das Lagefehlersignal wird an die Zweirich-35

tungs-Treiberstufe 121 angelegt, um für den Antrieb der

Drucknadel 55 in der Rückholrichtung zu der Ruhelage hin ein Signal zu erzeugen, welches (in der Antriebsvorrichtung 10) die Rückholwicklung 71 erregt oder (in der Antriebsvorrichtung 110) zwischen die Anschlüsse 102 und 104 angelegt wird.

Da anfänglich die Rücklaufgeschwindigkeit geringer als die erwünschte Geschwindigkeit ist, hat das korrigierte Lage_in signal einen hohen negativen Wert, so daß es gemäß der Darstellung in Fig. 5(c) in der Zeit von t_ bis t, das Geschwindigkeits- bzw. Lagebezugssignal überwiegt, so daß die Zweirichtungs-Antriebseinheit 12 oder 100 zu einer verstärkten Beschleunigung der Drucknadel 55 zu der Ruhelage hin angesteuert wird. Gemäß der Darstellung in Fig.

5(b) wird die Drucknadel 55 in der Zeit von t-, bis t_

•J J

schnell auf die erwünschte Geschwindigkeit beschleunigt. Wenn ungefähr zum Zeitpunkt t^ die Drucknadel 55 die erwünschte Geschwindigkeit erreicht hat, beginnt sie sich schnell von der Anschlagfläche 81 weg zu der Ruhelage hin zu bewegen, so daß dementsprechend auch das Lagesignal des Lagesensors 90 abzunehmen beginnt (siehe Fig. 5Cc)). Diese Abnahme bewirkt, daß das System 110 von einer Sättigungs-Betriebsart auf eine lineare Betriebsart wechselt, wodurch

__ die zugeführte Rückhol-Antriebskraft auf einen verringerten 25

Wert (nach Fig. 5Cd)) abfällt, der gerade dafür ausreicht, unter Ausgleichen der Reibungs- und Dämpfungsverluste die erwünschte Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

Sobald sich die Drucknadel 55 der Ruhelage nähert, wird :u einem Zeitpunkt t_fi das Lagesignal aus dem Lagesensor 90 oder 105 kleiner als das invertierte Geschwindigkeitssignal aus dem Inverter 134. Zu diesem Zeitpunkt wechselt die Polarität des an den Addierer 120 angelegten Rückkopplungssignals, so daß sich dementsprechend die Polarität 35

des Fehlersignals an dem Ausgang des Addierers 120 von ei-

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nem Signal für die Rückholkraft zu einem Signal für die Vortriebskraft ändert. Dies bewirkt, daß die Zweirichtungs-Treiberstufe 121 (in der Antriebsvorrichtung 10) die elektromagnetische Rückholwicklung 71 aberregt und wieder die elektromagnetische Vortriebwicklung 70 erregt oder (bei der Antriebsvorrichtung 1-00) Spannung zwischen die Anschlüsse 102 und 103 anlegt, wodurch an der Drucknadel eine Vortriebkraft ausgeübt wird, die der Rücklaufgeschwin_in digkeit entgegenwirkt und diese herabsetzt. Vorzugsweise wird die an der Drucknadel 55 ausgeübte Bremskraft so gewählt, daß zu einem Zeitpunkt t-, die Drucknadel 55 in ihrer Ruhelage mit einer sehr geringen Geschwindigkeit oder ohne Geschwindigkeit eintrifft, so daß kein Überschwingen ent-

,,. steht, wie es am deutlichsten aus den Fig. 5(a) und 5(b) 15

ersichtlich ist. Daher werden gleichzeitig sowohl die Ge- · schwindigkeit als auch die Lage der Drucknadel 55 auf die Ruhewerte zurückgeführt, wodurch die Verwendung von Energieabsorptionsmaterial bei dem Gegenanschlag 30 überflüssig wird, da dieser nur zum Festlegen einer Bezugs-Ruhelage dient. Auf diese Weise wird gemäß der Darstellung in den Fig. 5(a) und 5(b) mit der erfindungsgemäßen Drucknadel-Antriebsvorrichtung 10 oder 100 die Ruhelage in kürzester Zeit mit vernachlässigbarem Überschwingen erreicht. Dementsprechend wird die kürzeste Zykluszeit beträchtlich he-25

rabgesetzt.

Mit der Erfindung werden eine Drucker-Stelleinrichtung mit Zweirichtungsantrieb und Lage-Rückkopplungsregelung

sowie Betriebsverfahren zum Optimieren der Leistung von 30

Anschlagdruckern angegeben. Durch die Erfassung der Lage einer Drucknadel kann ein aufgebrachter Vortrieb-Kraftimpuls hinsichtlich der Stärke und der Dauer so verändert werden, daß eine erwünschte vorbestimmte Geschwindigkeit

der Drucknadel bis zum Zeitpunkt des Anschlags aufrecht-35

erhalten wird. Ferner können durch das Erfassen von während

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der Rückkehr der Drucknadel in eine Ruhelage erzeugten Lagerückkopplungssignalen ein ausgeübter Rückhol-Kraftimpuls und ein ausgeübter Vortrieb-Kraftimpuls hinsichtlich der Stärke und Dauer so moduliert werden, daß eine erwünschte Rücklaufgeschwindigkeit der Drucknadel aufrechterhalten wird und dann die Drucknädel unter minimalem Rückprall von einem Gegenanschlag in die Ruhelage gebracht wird.

Claims

TiEDTKE - BüHLING - KlNNE - GfeüPJE \ '/ ^

r\ AN Q .:-- : -." : bipl.-lng. H.Tiedtke

FtLLMANN - UrAMS - OTRUIF Dipl.-Chem. G. Bühiing

Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing R Grupe

O / O "7 O IT H Dipl.-Ing. B. Pellmann

O H Z I L O / Dipl.-Ing. K. Grams

Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Mür

24. Juli.1984 DE 4141 /

case 45SL01381-Berrey et Patentansprüche

Γ 1 Λ Anschlagdruck-Stelleinrichtung für das Drucken auf einer Anschlagfläche, gekennzeichnet durch eine Drucknadelvorrichtung (55), die zwischen einer Ruhelage in Abstand von der Anschlagfläche .(81) und einer Anschlaglage an der Anschlagfläche bewegbar ist, eine Bezugssignalquelle (115), eine mit der Drucknadelvorrichtung zum Bewegen derselben verbundene Antriebsvorrichtung (10; 100) und eine mit der Antriebsvorrichtung und der Drucknadelvorrichtung verbundene Steuereinrichtung (110) zum Verändern der an der Drucknadelvorrichtung ausgeübten Antriebskraft während der Bewegung der Drucknadelvorrichtung zwischen der Ruhelage und der Anschlaglage als eine Funktion des Bezugssignals und der bei der Bewegung zwischen der Ruhelage und der Anschlaglage gerade bestehenden Lage der Drucknadelvorrichtung.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) eine Einrichtung aufweist, die bewirkt, daß die Antriebsvorrichtung (10; 100) die Drucknadelvorrichtung (55) auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt und die vorbestimmte Geschwindigkeit der Drucknadelvorrichtung aufrechterhält.

A/25

Bank (München) Klo 3939844 Bayer Vereinst»!* (München) Wo 5ΟΘ 941 Posischeck OAjicheni KtO 670-43-804

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) eine Rückkopplungseinrichtung (114) zum Vergleichen der Geschwindig-

P- keit der Drucknadelvorrichtung (55) mit einer Bezugsgeschwindigkeit aufweist.

4. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung jC 1 0 ; 100) in einer Vortriebbetriebsart für den Antrieb der Drucknadelvorrichtung (55) zu der Anschlaglage hin und in einer Rückholbetriebsart für den Antrieb der Drucknadelvorrichtung zu der Ruhestellung hin betreibbar ist, wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung aufweist, mit der

sowohl bei der Vortriebbetriebsart als auch bei der Rück-15

holbetriebsart die an der Drucknadelvorrichtung (55) aus-· geübte Antriebskraft veränderbar ist.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) eine erste Einrichtung (111), durch die die Antriebsvorrichtung (10; 100) während der Vortriebbetriebsart derselben die Drucknadelvorrichtung (55) auf eine erste vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt und diese aufrechterhält, und eine zweite Einrichtung (112) aufweist, durch die die Antriebsvor-

richtung während der Rückholbetriebsart derselben die Drucknadelvorrichtung auf eine zweite vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt und diese aufrechterhält.

6. Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) eine Einrichtung (112, 122, 130, 134) aufweist, die während der Rückholbetriebsart der Antriebsvorrichtung (10; 100) derart betreibbar ist, daß dadurch die Antriebsvorrichtung die Drucknadelvorrichtung (55) von der zweiten vorbestimmten Geschwin-

digkeit auf im wesentlichen die Geschwindigkeit 0 in der Ruhelage verlangsamt.

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7._ Anschlagdruck-Stelleinrichtung zum Drucken auf einer Anschlagfläche, gekennzeichnet durch eine Drucknadelvorrichtung (55), die zwischen einer Ruhelage in Abstand von κ der Anschlagfläche (81) und einer Anschlaglage an der Anschlagfläche bewegbar ist, eine mit der Drucknadelvorrichtung verbundene Antriebsvorrichtung (10; 100) für den Bewegungskraftantrieb der Drucknadelvorrichtung, eine mit der Drucknadelvorrichtung in Verbindung stehende Lageabfragevorrichtung (90; 105) zum Erzeugen eines der Versetzung der Drucknadelvorrichtung entsprechenden Lagesignals für das Erfassen der Versetzung der Drucknadelvorrichtung und eine zwischen die Lageabfragevorrichtung und die Antriebsvorrichtung geschaltete Steuereinrichtung (110), die auf das Lagesignal durch Steuern der Funktion der Antriebs-

vorrichtung anspricht.

8. Stelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) auf das Lagesignal durch Erzeugen eines Geschwindigkeitsfehlersignals anspricht, wobei die Antriebsvorrichtung (10; 100) auf das Geschwindigkeitsfehlersignal durch Beschleunigen der Drucknadelvorrichtung (55) auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit und Aufrechterhalten der vorbestimmten Geschwindigkeit der Drucknadelvorrichtung anspricht.

9. Stelleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) eine Einrichtung (114) aufweist, die das Geschwindigkeitsfehlersignal mit

einem einer vorbestimmten Geschwindigkeit entsprechenden 30

Geschwindigkeitsbezugssignal kombiniert, um ein Ansteuerungssignal für das Betreiben der Antriebsvorrichtung (10; 100) zu erzeugen.

10. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110)

eine erste Einrichtung (111), durch die die Antriebsvorrichtung (10; 100) die Drucknadelvorrichtung (55) zu der Anschlagfläche (81) hin antreibt, und eine auf die Ankunft der Drucknadelvorrichtung in der Anschlaglage ansprechende zweite Einrichtung (112) aufweist, durch die die Antriebsvorrichtung die Drücknadelvorrichtung zu der Ruhelage hin antreibt.

11. Stelleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (112) eine auf die Ankunft der Drucknadelvorrichtung (55) in einer vorbestimmten Lage zwischen der Anschlaglage und der Ruhelage ansprechende Einrichtung (130) aufweist, die bewirkt, daß

,_ die Antriebsvorrichtung (10; 100) die Drucknadelvorrich-15

tung auf im wesentlichen die Geschwindigkeit 0 in der Ruhe*- lage verlangsamt.

12. Stelleinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch

gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (112) eine Ein-20

richtung (122), die aus dem Lagesignal ein Geschwindigkeitssignal ableitet, eine Einrichtung (130), die das Lagesignal und das Geschwindigkeitssignal aufnimmt und dieselben zum Erzeugen eines korrigierten Lagesignals kombiniert, und eine Einrichtung (120) aufweist, die das korri-25

gierte Lagesignal mit einem der Ruhelage entsprechenden Lagebezugssignal kombiniert, um ein korrigiertes Lagefehlersignal zu erzeugen, auf das die Steuereinrichtung durch ein derartiges Steuern der Antriebsvorrichtung (10; 100)

anspricht, daß die Drucknadelvorrichtung (55) in der Ruhe-30

lage auf im wesentlichen die Geschwindigkeit 0 gebracht wird.

13. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (100) 35

ein piezoelektrisches Zweirichtungs-Antriebselement (101) aufweist.

14._ Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lageabfragevorrichtung (105) ein piezoelektrisches Lagerückkopplungselement (106)

,. aufweist,
ο

15. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (10) eine elektromagnetische Vorrichtung (70, 71) aufweist.

16. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13

und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageabfragevorrichtung (90) eine fotoelektrische Vorrichtung aufweist.

17. Anschlagdruck-Stelleinrichtung für das Drucken auf 15

einer Anschlagfläche, gekennzeichnet durch eine Druckna- * delvorrichtung (55), die zwischen einer Ruhelage in Abstand von der Anschlagfläche (81) und einer Anschlaglage an der Anschlagfläche bewegbar ist, eine mit der Drucknadelvorrichtung zum Herbeiführen der Bewegung derselben verbundene Zweirichtungs-Antriebsvorrichtung (10; 100) und eine mit der Antriebsvorrichtung verbundene Steuereinrichtung (110), die in einer Vortriebbetriebsart und einer Rückholbetriebsart betreibbar ist, wobei die Antriebsvorrichtung auf den Betrieb der Steuereinrichtung in der 25

Vortriebbetriebsart durch das Antreiben der Drucknadelvorrichtung von der Ruhelage zu der Anschlaglage hin und auf den Betrieb der Steuereinrichtung in der Rückholbetriebsart durch das Antreiben der Drucknadelvorrichtung

von der Anschlaglage zu der Ruhelage hin anspricht. 30

18. Stelleinrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine an die Steuereinrichtung (110) angeschlossene und mit der Drucknadelvorrichtung (55) in Verbindung stehende Lageabfragevorrichtung (90; 105) zum Erzeugen eines

Lagesignals, das der Versetzung der Drucknadelvorrichtung

aus der Ruhelage entspricht, wobei die Steuereinrichtung eine Schalteinrichtung (116) aufweist, die auf die Ankunft der Drucknadelvorrichtung in der Anschlaglage durch Schalen ten der Steuereinrichtung von der Yortriebbetriebsart auf die Rückholbetriebsart anspricht.

19. Stelleinrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine an die Steuereinrichtung (110) angeschlossene

_in und mit der Drucknadelvorrichtung (55) in Verbindung stehende Lageabfragevorrichtung (90; 105) zum Erfassen der Lage der Drucknadelvorrichtung in Bezug auf die Ruhelage, wobei die Steuereinrichtung eine Rückkopplungseinrichtung (111, 112) aufweist, die auf ein Lagesignal aus der Lageabfragevorrichtung durch Erzeugen eines Steuersignals zum

Steuern der Antriebsvorrichtung (10; 100) anspricht.

20. Stelleinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die RückkoppLungseiηrichtung (111, 112) eine

bei der Vortriebbetriebsart der Steuereinrichtung (110) 20

wirkende erste Rückkopplungsschleife (111) zum Steuern der

Geschwindigkeit der Drucknadelvorrichtung (55) und eine bei der Rückholbetriebsart der Steuereinrichtung wirkende zweite Rückkopplungsschleife (112) zum Steuern der Geschwindigkeit der Drucknadelvorrichtung aufweist. 25

21. Stelleinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rückkopplungsschleife (112) eine erste Einrichtung für das Beschleunigen der Drucknadelvorrichtung (55) auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit

und das Aufrechterhalten derselben und eine zweite Einrichtung aufweist, die auf die Ankunft der Drucknadelvorrichtung in einer vorbestimmten Lage zwischen der Anschlaglage und der Ruhelage hin bewirkt, daß die Antriebsvorrichtung (10; 110) die Drucknadelvorrichtung auf im we-

sentlichen die Geschwindigkeit 0 in der Ruhelage verlangsamt .

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22._ Stelleinrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung (117, 118) zum Schließen der ersten Rückkopplungsschleife (111) und Öffg nen der zweiten Rückkopplungsschleife (112) bei der Vortriebbetriebsart der Steuereinrichtung (110) oder zum Schließen der zweiten Rückkopplungsschleife und Öffnen der ersten Rückkopplungsschleife bei der Rückholbetriebsart der Steuereinrichtung schaltbar ist.

23. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis

22, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (10) eine elektromagnetische Vorrichtung (70, 71) aufweist.

24. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis

23, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (10) eine erste elektromagnetische Vorrichtung (70) für den Antrieb der Drucknadelvorrichtung (55) in einer ersten Richtung zu der Anschlaglage hin und eine zweite elektromagnetische Vorrichtung (71) für den Antrieb der Drucknadelvorrichtung in einer zweiten Richtung zu der Ruhelage hin aufweist.

25. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis

24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) 25

eine bei der Vortriebbetriebsart der Steuereinrichtung betreibbare Einrichtung (114) für den Antrieb der Drucknadelvorrichtung (55) mit einem ersten Leistungspegel bis zum Erreichen einer vorbestimmten Geschwindigkeit und für

den Antrieb der Drucknadelvorrichtung mit einem zweiten 30

Leistungspegel nach dem Erreichen der vorbestimmten Geschwindigkeit aufweist.

26. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis

25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (110) 35

eine Umschalteinrichtung (115) aufweist, die bei der Vor-

triebtxetriebsart der Steuereinrichtung zum Verbinden der Steuereinrichtung mit einem Geschwindigkeitsbezugssignal oder bei der Rückholbetriebsart der Steuereinrichtung zum Verbinden der Steuereinrichtung mit einem Lagebezugssignal schaltbar ist.