DE3727049C2 - - Google Patents
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- B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
- B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
- B41J2/30—Control circuits for actuators
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Description
Die Erfindung betrifft ein Druckkopfansteuersystem
zur Ansteuerung eines Druckkopfes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs für einen seriellen
Drucker.
Zum leichteren Verständnis des Ausgangspunkts der Erfindung
wird bereits an dieser Stelle auf die Figuren
Bezug genommen. Ein herkömmliches Druckkopfansteuersystem
wird im nachfolgenden anhand der Figuren Fig.
4(A) bis 4(C), Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben.
Der Aufbau eines Druckkopfes eines solchen Druckkopfansteuersystems und die Wirkungsweise
der Drucknadeln 1 wird im nachfolgenden kurz
beschrieben. Im Druckkopf ist hier die Drucknadel 1
an einem auf einem Federblättchen gelagerten Anker
angebracht. Gegenüber dem Anker ist, mit einem Spalt
dazwischen, ein Kern angeordnet, um den eine Ansteuerspule
gewickelt ist. Die Anker, die Ansteuerspulen
und die Kerne sind kreisförmig oder elliptisch angeordnet
und um die kreisförmige oder elliptische Anordnung
der Kerne herum ist ein üblicher Permanentmagnet vorgesehen.
Normalerweise wird der Anker durch den Magnetismus
des Permanentmagneten an den Kern angezogen, um das
Federblättchen zu krümmen. Ein Ansteuerstrom wird der
Ansteuerspule selektiv zugeführt, um die Ansteuerspule
selektiv zu erregen. Der mit der erregten Ansteuerspule
verbundene Kern wird in einer solchen Polarität magnetisiert,
um den Magnetismus des Permanentmagneten zu
löschen, so daß das Federblättchen aufgrund seiner
Elastizität vom Kern wieder freigegeben werden kann
und dadurch die Drucknadel 1 zur Durchführung des Druckvorgangs
einen Flug ausführt und einen Punkt druckt.
Die Druckgeschwindigkeit eines mit einem solchen Druckkopf
versehenen seriellen Druckers ist abhängig von
der Ansprechfrequenz der Drucknadeln des Druckkopfes.
Damit kann die Druckgeschwindigkeit des seriellen
Druckers durch Erhöhung der minimalen Punktdichte zwischen
zwei Punkten erhöht werden, die während der Seitwärtsbewegung
des Druckkopfes mit der gleichen Drucknadel
gedruckt werden.
Es werden zwei
Spalten von Drucknadeln verwendet, wie es in
Fig. 4(A) dargestellt ist, um die Druckgeschwindigkeit
zu erhöhen. Wie aus Fig. 4(A) zu ersehen ist,
sind 14 Drucknadeln 1 an der Vorderseite eines Druckkopfes
in zwei Spalten mit einem Abstand zueinander
angeordnet. Beim Drucken eines Buchstabens werden
während der seitlichen
Bewegung des Druckkopfes die Punkte 2 der Spalten
1, 2, 5, 6 und 9 von den Drucknadeln 1 der rechten
Spalte gedruckt, während die Punkte 2 der Spalten 3,
4, 7 und 8 von den Drucknadeln 1 der linken Spalte
gedruckt werden, vgl.
Fig. 4(B) und 4(C).
Bei einem mit einem Druckkopf mit zwei Spalten von
Drucknadeln 1 ausgerüsteten seriellen Drucker wird
der Druckkopf an Zeitpunkten angesteuert, die durch
eine vorherbestimmte Zeitsteuerung auf der Basis eines
Punktimpulses bestimmt wird, der einmal bei jedem Bewegungsschritt
eines Trägers mit dem darauf angebrachten
Druckkopfes um einen Abstand entsprechend D/2 bestimmt
wird.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der
Druckkopfansteuerzeitsteuerung, wobei die Kurvenformen
der Ansteuerströme und der Flug der Drucknadeln 1 dargestellt
ist. In Fig. 5 stellen die Ansteuerzeitsteuerungen
I bzw. II jeweils eine vorhergehende Ansteuerzeitsteuerung
bzw. eine nachfolgende Ansteuerzeitsteuerung
der Betätigung der Drucknadeln 1 dar. Die Ansteuerströme
I und II sind Ströme, die den, den Drucknadeln 1
zugeordneten Ansteuerspulen zugeführt werden, um die
Drucknadeln 1 an Zeitpunkten zu betätigen, die durch
die Ansteuerzeitsteuerung I bzw. II bestimmt werden.
Die Nadelverschiebungen I bzw. II sind die Verschiebungen
der Drucknadeln 1, wenn die Ansteuerströme den
entsprechenden Ansteuerspulen an Zeitpunkten zugeführt
werden, die durch die Ansteuerzeitsteuerung I bzw.
II bestimmt werden.
Bei einem derartigen herkömmlichen Druckkopfansteuersystem
kann ein Druckkopf für den Druckvorgang mit
hoher Druckgeschwindigkeit und hoher Druckqualität
gesteuert werden, wobei der Druckkopf vergleichsweise
groß und die Zahl der auf dem Druckkopf befestigten
Drucknadeln vergleichsweise gering ist. Wenn jedoch
der Druckkopf vergleichsweise klein ist und eine vergleichsweise
große Anzahl von Drucknadeln aufweist,
wird die Druckgeschwindigkeit unvermeidbar vermindert
und die Druckqualität aufgrund der magnetischen Störungen
zwischen den Magnetschaltungen, die jeweils den
Anker, die Ansteuerspule und den Kern enthalten, verschlechtert.
Ursachen für derartige Probleme werden
anhand der Fig. 5 und 6 erläutert.
Wenn, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, der Ansteuerstrom
I einer Ansteuerspule einer Magnetschaltung zugeführt
wird, die in einer Gruppe von Magnetschaltungen enthalten
ist, die durch die vorhergehende Ansteuerzeitsteuerung
I angesteuert werden, um die entsprechende Drucknadel
1 für die Druckverschiebung I zu betätigen, und
wenn der Ansteuerstrom II anschließend einer Ansteuerspule
einer Magnetschaltung zugeführt wird, die in
einer Gruppe von Magnetschaltungen enthalten ist, die
durch die nachfolgende Ansteuerzeitsteuerung II angesteuert
werden, um die entsprechende Drucknadel 1 für
die Druckverschiebung II zu betätigen, nimmt die Flugzeit,
nämlich die Zeit vom Beginn der Betätigung der
Drucknadel 1 bis zu ihrer Ankunft an der Druckstelle
auf einem Aufnahmeblatt, für die Verschiebung II zu
und die Startzeit wird verzögert, wie es durch die
gestrichelten Linien dargestellt ist, da die Ansteuerzeit,
nämlich die Zeitdauer der Zuführung des Ansteuerstromes
I länger ist als die Zeitdauer zwischen den
Ansteuerzeitsteuerungen I und II. Folglich wird der
nachfolgende Punkt 2 von seiner vorgesehenen Stelle
an eine falsche Stelle eines Punktes 2a verschoben,
wie es durch eine gestrichelte Linie in Fig. 6 dargestellt
ist. Damit muß die Druckgeschwindigkeit notwendigerweise
vermindert werden oder aber die Druckqualität
wird verschlechtert.
Aus der DE 30 36 919 C2 ist ein Druckhammerantrieb für
einen Punktmatrixdrucker bekannt, bei dem die sich ändernden
magnetischen Eigenschaften innerhalb der Hammerbank
und die damit zusammenhängende ungleichmäßige Bedruckung,
die bei gleichzeitiger Auslösung einer Vielzahl von Hämmern
auftreten kann, kompensiert wird, indem die Dauer des Aus
lösestroms von einem für nur einen Hammer vorgesehenes Zeit
intervall in direkter Proportionalität zur Anzahl der
gleichzeitig auszulösenden Hämmer geändert wird.
Aus der DE 28 25 620 C2 ist eine Einrichtung zum Drucken von
Punktmatrixzeichen durch einen Druckkopf bekannt, bei der
der Druckkopf mit zwei parallelen Spalten von Druckelementen
ausgerüstet ist, wobei die einen Matrixspalten von den
Druckelementen der ersten Spalte und die anderen Matrixspalten
von den Druckelementen der anderen Spalte gedruckt werden.
Aus der DE-AS 25 16 835 ist es im Zusammenhang mit einer
Steuerschaltung für die Auslösung der Drucknadeln eines
in beiden Richtungen druckenden Nadeldruckkopfes bekannt,
für eine Betätigung der Drucknadeln während des Vor- und
des Rücklaufes des Druckkopfes einstellbare Verzögerungs
zeiten vorzugeben, durch die eine übereinstimmende Druck
position unabhängig von der Bewegung des Druckkopfes sicher
gestellt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte
Druckkopfsteuersystem nach dem Stand der Technik gemäß
Fig. 4 bis 6 dahingehend zu verbessern, daß bei kompakter
Konstruktion des Druckkopfes eine hohe Druckgeschwindigkeit
möglich ist, ohne hierbei eine verminderte Druckqualität
(vgl. Fig. 6) in Kauf nehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Es werden also die die Flugzeitsteuerung korrigierenden
Zeiten auf der Basis der Daten berechnet,
die in der ersten und zweiten Speichereinrichtung gespeichert
sind. Danach wird die nachfolgende Ansteuerzeitsteuerung
zur Ansteuerung der Magnetschaltungen
durch die die Flugzeitsteuerung korrigierende Zeit
mittels einer Zeitsteuereinrichtung verzögert, um eine
vorbestimmte Flugzeitsteuerung der Drucknadeln zu verschieben,
die durch die Magnetschaltungen gesteuert
werden, die wiederum durch die nachfolgende Ansteuerzeitsteuerung
angesteuert werden. Damit wird der Einfluß
der Störung zwischen den Magnetschaltungen auf
die Druckbetätigung der Drucknadeln fast gänzlich eliminiert
und es tritt nur eine geringfügige Verschiebung
der Punkte auf, so daß damit die Druckgeschwindigkeit
des Druckkopfes erhöht und die Druckqualität verbessert
werden kann.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der
Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Drucksteuerschaltung
eines Druckkopfansteuersystems einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung des Vorgangs
der Betriebsweise des Druckkopfansteuersystems nach
Fig. 1 zur Berechnung einer Flugzeitsteuerung-Korrekturzeit;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Druckkopfansteuerung
des Druckkopfansteuersystems nach Fig. 1;
Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) diagrammartige Darstellungen
zur Erläuterung der Beziehung zwischen einer Anordnung
von herkömmlichen Drucknadeln und Punktmustern;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Druckkopfansteuerung
eines herkömmlichen Druckkopfansteuersystems und
Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Verschiebung
eines Punkts von der richtigen Position bei einem
herkömmlichen Druckkopfansteuersystem.
Fig. 1 zeigt eine Zentralprozessoreinheit 3, die im
nachfolgenden kurz "CPU" genannt wird, einen Nur-Lesespeicher
4 (im nachfolgenden kurz "ROM" genannt), der
vorbestimmte Daten einschließlich eines Steuerprogramms
und der Punktmuster speichert, einen Speicher 5 mit
direktem Zugriff (im nachfolgenden kurz "RAM" genannt)
zur Speicherung der Druckdaten, die von einer externen
Eingabeeinrichtung eingegeben werden, einen Zeitgeber
6, der als Zeitsteuereinrichtung dient, eine Recheneinheit
7, die eine Flugzeitkorrektur zur Korrektur der
Flugzeit einer Drucknadel in Abhängigkeit von einer
Instruktion berechnet, die ihr von der CPU 3 geliefert
wird, und einen Bus 9, der die CPU 3, den ROM 4, den
RAM 5, den Zeitgeber 6, die Recheneinheit 7 und den
E/A-Treiber 8 miteinander verbindet. Die Recheneinheit
7 weist ein erstes Register und ein zweites Register
als interne Speichereinrichtungen auf. Eine Spannungswelle
(nicht dargestellt) zur Ansteuerung der Ansteuerspulen
eines Druckkopfes (nicht dargestellt) und zur
hin- und hergehenden Bewegung eines Trägers (nicht
dargestellt), auf dem der Druckkopf befestigt ist,
ist mit dem E/A-Treiber verbunden.
Der CPU 3 werden die Druckdaten, nämlich die Zeichen-
und Buchstabendaten und die Steuerdaten, nämlich die
Steuercodes einschließlich eines Befehls für die Zeichendichte
und die Zeilenzuführung über den E/A-Treiber
8 und ein Interface (nicht dargestellt) von einer externen
Eingabeeinrichtung entsprechend einem im ROM
4 gespeicherten Steuerprogramm zugeführt und diese
speichert die so zugeführten Daten im RAM 5. Nach Empfang
der Druckdaten für eine Zeile durch den RAM 5
liest die CPU 3 die Druckdaten vom RAM 5 und gibt die
Druckdaten an den E/A-Treiber 8 weiter. Dann steuert
der E/A-Treiber 8 den Druckkopf an, um die Druckdaten
auszudrucken.
Der Druckvorgang wird sowohl bei der Vorwärts- als
auch bei der Rückwärtswanderung des Trägers, auf dem
der Druckkopf befestigt ist, entlang der Druckwalze
durchgeführt, die ein Aufnahmeblatt trägt, das sich
im wesentlichen über die gesamte Druckbreite erstreckt.
Ein Druck- oder Schrittimpuls wird bei jeder Bewegung
des Trägers bzw. Wagens über eine, der Druckbreite
entsprechende Entfernung einmal festgestellt. Der Druckvorgang
wird durch ein Impulssignal mit einer Zeitdauer
gesteuert, die zur Ansteuerung des Druckdrahts von
der Feststellung des Punktimpulses erforderlich ist,
nämlich einem Ansteuerzeitsteuerungssignal.
Die Funktionsweise des Druckkopfansteuersystems wird
nun anhand von Fig. 2 näher beschrieben. Nach der Vollendung
eines Ausdrucks von Druckdaten durch den Druckkopf
und die Bewegung des Wagens um eine einer Distanz
entsprechend der Druckzeichendichte, wird ein Schrittimpuls
festgestellt. Dann gibt die CPU 3 ein auf dem
Schrittimpuls basierendes Druckzeitsteuersignal an
die Recheneinheit 7 ab. Im Schritt S 1 speichert die
Recheneinheit 7 die Zahl Nt-1 der für den vorhergehenden
Druckzyklus verwendeten Drucknadeln im ersten Register
ab. Dann speichert die Recheneinheit 7 die Zahl
Nt der für den nachfolgenden Druckzyklus zu verwendenden
Drucknadeln im zweiten Register im Schritt S 2 ab.
Im Schritt S 3 macht die Recheneinheit 7 eine Entscheidung
dahingehend, ob die Zahl Nt-1 Null ist oder nicht.
Wenn Nt-1=0 ist, berechnet die Recheneinheit 7 einen
internen Flugzeitgebereinstellwert Nc im Schritt S 4
unter der Verwendung der Gleichung:
Nc = K-Nt/2 (K≧Nt/2) (1)
Wenn sich im Schritt S 3 Nt-1≠0 ergibt, so berechnet
die Recheneinheit 7 einen internen Flugzeitgebereinstellwert
Nc im Schritt S 5 unter Verwendung der folgenden
Gleichung:
Nc = K-(Nt+Nt-1/2) (K≧Nt+Nt-1/2) (2)
Damit wird die Gleichung (1) zur Einstellung einer
größeren Flugzeitkorrektur verwendet, wenn die Zahl
der für den nachfolgenden Druckzyklus zu verwendenden
Drucknadeln kleiner ist, nämlich im Falle, wenn keine
Drucknadel im vorhergehenden Druckzyklus wie im Falle
eines Leerraums verwendet wurde, während die Gleichung
(2) zum Einstellen einer kleineren Flugzeitkorrektur
verwendet wird, wenn die Zahl der für den nachfolgenden
Druckzyklus zu verwendenden Zahlen größer ist, wie
in dem Falle, wenn einige Drucknadeln im vorhergehenden
Druckzyklus verwendet wurden. In den Gleichungen (1)
und (2) ist K eine Konstante speziell für die Kenndaten
des Druckkopfes.
Im Schritt S 6 wird der Zeitgeber 6 auf den durch die
Gleichung (1) oder (2) berechneten internen Flugzeitgebereinstellwert
Nc eingestellt. Im Schritt 7 gibt
die CPU 3, nachdem Takte entsprechend dem Wert Nc vom
Zeitgeber 6 gezählt wurden, die Druckdaten an den E/A-
Treiber 8 ab, wodurch die Ansteuerspulen der Magnetschaltungen
entsprechend den Druckdaten angesteuert
werden, um die entsprechenden Drucknadeln zur Durchführung
des Druckvorgangs und Druckens von Punkten
entsprechend den Druckdaten zu betätigen.
In Fig. 3 ist der Betätigungsmodus der Drucknadeln
dargestellt. td 1 und td 2 sind Verzögerungszeiten I
und II zur Fehlerkorrektur in der Betätigung der Drucknadeln
aufgrund magnetischer Störung. Die Größe der
Verzögerungszeiten I bzw. II ist abhängig von der zu
verwendenden Zahl der Drucknadeln. Die Verzögerungszeiten
I bzw. II entsprechen den in den Schritten S 4
bzw. S 5 berechneten Werten. Die Ansteuerzeitsteuerungen
I und II, die Ansteuerströme I und II und die Drucknadelverschiebungen
I und II in Fig. 3 sind gleich wie
die in Fig. 5.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, wird die vorhergehende
Ansteuerzeitsteuerung I durch die Verzögerungszeit I
verzögert, nämlich die Verzögerungszeit td 1, entsprechend
der Verzögerungszeit im Flug der Drucknadel,
wenn die entsprechenden Spulen an einem Zeitpunkt angesteuert
werden, der durch die vorhergehende Ansteuerzeitsteuerung
I bestimmt wird. Dann wird die nachfolgende
Ansteuerzeitsteuerung II um die Verzögerungszeit
II, nämlich die Verzögerungszeit td 2 so verzögert,
daß der den Ansteuerstrom I überlappende Ansteuerstrom
II den Spulen zugeführt wird, die den Drucknadeln für
den nachfolgenden Druckvorgang entsprechen. Folglich
wird die relative Verschiebung der Punkte fast vollständig
korrigiert. Dies bedeutet, daß eine Zeitverzögerung
Δtf = td 1-td 2
bei der Vollendung des Fluges der
Drucknadeln kleiner ist als die der Drucknadeln, die
durch das herkömmliche Druckkopfansteuersystem gesteuert
werden, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.
Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsform
sind für den Fachmann ohne weiteres möglich
und fallen in den Rahmen der Erfindung. So können das
erste und zweite Register, die in der dargestellten
Ausführungsform interne Register der Recheneinheit 7
sind, auch externe Register sein.
Claims (1)
- Druckkopfansteuersystem zur Ansteuerung eines Druckkopfes mit mindestens zwei parallelen Spalten von einer Vielzahl von Drucknadeln und einer Vielzahl die Drucknadeln steuernden Magnetschaltungen, die jeweils mit den Drucknadeln so verbunden sind, daß sie individuell durch Treiberströme angesteuert werden, so daß die entsprechenden Drucknadeln für den Druckvorgang betätigt werden, wobei bei unmittelbar aufein anderfolgenden Druckzyklen unterschiedliche Drucknadeln angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckkopfansteuerungssystem folgendes aufweist:
eine erste Speichereinrichtung zum Speichern der Daten, die die Zahl der Drucknadeln (1) darstellen, die durch die die Drucknadeln steuernden Magnetschaltungen abgeschossen wurden, denen ein Ansteuerstrom zu einem durch eine vorher gehende Ansteuerzeitsteuerung bestimmten Zeitpunkt zugeführt wurde,
eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern der Daten, die die Zahl der Drucknadeln (1) darstellen, die durch die die Drucknadeln steuernden Magnetschaltungen abgeschossen werden sollen, denen ein Ansteuerungsstrom zu einem durch eine nachfolgende Ansteuerzeitsteuerung bestimmten Zeitpunkt zugeführt werden soll,
eine Recheneinrichtung (7) zur Berechnung der Daten zur Regulierung der Flugstartzeitsteuerung der Drucknadeln so, daß die Punkte (2) an den richtigen Stellen gedruckt werden und
eine Zeitsteuereinrichtung (6) zur Verzögerung der Zeit steuerung zur Zuführung des Ansteuerstroms zu dem die Druck nadeln steuernden Magnetschaltungen um Zeitspannen, die den durch die Recheneinrichtung berechneten Daten zur Regulierung der Flugstartzeitsteuerung entsprechen.
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