Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf Drucker und insbesondere
auf Drucker mit einem Mechanismus zum Erfassen eines
Papierlosen Zustandes und einer Spalte-Null-Position.
Beschreibung des Stands der Technik
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In der Vergangenheit erfolgte das Erfassen des papierlosen
Zustandes durch den Gebrauch eines Endschalters. Diese
Schalter reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen der
Papierdicke und sind schwierig anzupassen.
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optische Vorrichtungen wurden ebenfalls genützt, um einen
papierlosen Zustand zu erfassen. Diese optischen
Vorrichtungen sind gewöhnlich mit einer lichtemittierenden Diode
(LED), die auf das Papier strahlt, und einem Phototransistor
zur Aufnahme des vom Papier reflektierten Lichts
ausgestattet. Diese optischen Vorrichtungen sind sehr empfindlich in
bezug auf die Stärke des Umgebungslichtes und müssen deshalb
von jeder außen liegenden Lichtquelle abgeschirmt werden,
aber immer noch so weit offen sein, daß das Licht auf das
Papier scheinen und zurückreflektiert werden kann. Sie
reagieren ebenfalls empfindlich auf Abriebteilchen, die sich
vom Papier oder vom Druckermechanismus ablösen, wobei diese
Teilchen den Lichtweg verdunkeln können.
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Im Stand der Technik wurde die Endposition des Schlittens
durch einfache elektromechanische Schalter erfaßt, die sehr
empfindlich und schwierig anzupassen sind. Sie tendieren
auch dazu, ziemlich kurzlebig zu sein. Optische
Reflexionsvorrichtungen, wie oben erwähnt, wurden ebenso für das
Erfassen der Endposition des Schlittens angewandt. Ebenso
wurde eine dem Schlitten oder Kopf zugeordnete
Abschirmfläche genützt, um einen Lichtstrahl zwischen einer LED und
einem Phototransistor zu unterbrechen.
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In US-A-4 690 577 wird ein Drucker mit einem Hebel zum
Erfassen des papierlosen Zustandes offenbart. Der Hebel
weist ein Ende auf, das unter Vorspannung gegen das Papier
auf einer Schreibwalze gehalten ist, und wenn das Papier
ausgeht, bewegt sich das Ende in eine Nut in der
Schreibwalze. Sobald dies eintritt, bewegt sich das andere Ende
des Hebels, um den Weg zwischen einem Lichtsender und
-empfänger zu blockieren, wodurch der papierlose Zustand
erfaßt wird.
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In der vorliegenden Erfindung berührt ein am Schlitten
befestigter Hebel den Detektorhebelarm, bewegt ihn aus seiner
normalen Position und veranlaßt die LED, Licht zu dem
Phototransistor zu übertragen.
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Es existiert kein bekannter Mechanismus im Stand der
Technik, der im wesentlichen dieselben Komponenten sowohl zum
Erfassen des papierlosen Zustandes als auch der Spalte-Null-
Position benützt. Diese Erfindung beseitigt auch die
Empfindlichkeit hinsichtlich der Abriebteilchen, der Anpassung
und der Papierdicke, indem eine starke mechanische Bewegung
in einen sehr präzisen optischen Strahl umgesetzt wird.
Umgebungslicht hat keinen nennenswerten Einfluß auf diesen
optischen Sensor.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Drucker zum
Drucken von Zeichen auf Papier geschaffen, mit einer
Schreibwalze, die eine Nut aufweist, einem Schlitten, der einen
Druckkopf trägt, der sich quer zu dem von der Schreibwalze
unterstützten und die Nut bedeckenden Papier bewegt, sowie
einem Detektormechanismus mit einem schwenkbar gelagerten
Hebel, der ein Ende, das in einem normalen Zustand gegen den
die Nut bedeckenden Teil des Papiers gedrückt wird, sowie
ein weiteres Teil zum selektiven Unterbrechen einer
Lichtverbindung zwischen einer Lichtsendevorrichtung und einer
Lichtdetektorvorrichtung aufweist, wobei der
Detektormechanismus einen papierlosen Zustand anzeigt, indem sich das
Ende des Hebels in die Nut bewegt, so daß die Position des
anderen Teils des Hebels relativ zu dem Lichtverbindungsweg
geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des
Hebels durch eine Feder gegen das Papier gedrückt wird, daß
in dem normalen Zustand der andere Teil des Hebels die
Lichtverbindung zwischen der Sende- und der Detektorvorrichtung
unterbricht, während im papierlosen Zustand der andere Teil
des Hebels die Lichtverbindung zwischen der sendenden und
der empfangenden Vorrichtung nicht unterbricht, und daß dem
Schlitten ein Kontaktierungsmittel zugeordnet ist, das so
angeordnet ist, daß es den Hebel berührt und aus seinem
normalen Zustand bewegt, damit die Lichtverbindung zwischen
der Sende- und der Detektorvorrichtung ermöglicht wird und
dadurch eine Position des Druckkopfs in der Spalte Null
angezeigt wird.
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In einer Ausführung nützt ein Drucker zum Drucken von
Zeichen auf Papier (Rolle, Zickzackfaltung und Einzelblatt)
einen Mechanismus zum Erfassen eines papierlosen Zustandes
und der Spalte-Null-Position. Dieser Mechanismus nützt
einen Detektorhebelarm, der unter Federspannung steht und
sich durch einen hochauflösenden optischen Sensor durchbewegt.
Der optische Sensor beinhaltet eine LED, die Licht an einen
Phototransistor emittiert. In der normalen Betriebsposition
blockiert der Detektorhebelarm den Sensorstrahl.
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Die Druckerschreibwalze, die das Papier stützt, weist eine
darin ausgebildete Nut auf. Die Nut ist derart
dimensioniert, das sie das obere Ende des Detektorhebelarms
aufnimmt, wenn kein Papier die Schreibwalze und die Nut
bedeckt. Das obere Ende bewegt sich aufgrund der durch die
Feder ausgeübten Kraft in die Nut. Das untere Ende des
Detektorhebelarms, das in seiner normalen Position den
Sensorstrahl blockiert, bewegt sich heraus und der optische
Transistor empfängt Licht von der LED und gibt ein Signal
ab, das anzeigt, daß ein papierloser Zustand vorliegt.
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Der Druckkopf (thermisch in dieser bevorzugten Ausführung)
ist auf einem Schlitten befestigt, der sich über die Breite
des Papiers hinwegbewegt, um in eine oder beide Richtungen
zu drucken. Ein Betätigungsarm ist am Schlitten befestigt,
so daß, wenn der Schlitten in die äußerste linke Position
geführt wird, der Betätigungsarm in Eingriff mit dem
Detektionshebelarm steht und das untere Ende aus seiner
Normalposition herausbewegt, so daß der optische Transistor Licht
von der LED empfängt und ein Signal abgibt, das die Spalte-
Null-Position anzeigt.
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Das Hauptziel dieser Erfindung ist es, einen Drucker zu
schaffen, der einen Mechanismus zum Erfassen sowohl eines
papierlosen Zustandes als auch einer Spalte-Null-Position
hat.
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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen optischen
Sensor für einen Detektor zum Erfassen eines papierlosen
Zustandes zu schaffen, der auf einer direkten Wechselwirkung
zwischen einer LED und einem Phototransistor ohne eine
notwendige Reflexion basiert.
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Noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen
Drucker zu schaffen mit einem Mechanismus zum Erfassen eines
papierlosen Zustandes und einer Spalte-Null-Position, der
nicht empfindlich auf Abriebteilchen und hinsichtlich der
Einstellung und Papierdicke ist.
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Diese und weitere Ziele dieser Erfindung werden in der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung verdeutlicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Figur 1 zeigt eine perspektivische Zeichnung einer
tragbaren Datenstation, die den Drucker dieser Erfindung
enthält.
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Figur 2 zeigt eine perspektivische
Querschnittsdarstellung des Druckers dieser Erfindung.
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Die Figuren 3a und 3b zeigen Querschnittsdarstellungen
im Aufriß, die jeweils einen papiergefüllten und einen
papierlosen Zustand darstellen.
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Figur 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung im Aufriß,
die eine Spalte-Null-Position darstellt.
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Figur 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung im Aufriß,
die einen papierlosen Zustand beim unmittelbaren Übergang in
eine Spalte-Null-Position darstellt.
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Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung der
Erzeugung des Papierlos- und Spalte-Null-Signals.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Der Drucker dieser Erfindung weist einen gemeinsamen
Mechanismus zum Erfassen sowohl eines papierlosen Zustands als
auch einer Spalte Null Position in einer neuen Art und Weise
auf. Für ein Verständnis des Mechanismus sei zunächst auf
Figur 1 verwiesen.
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Figur 1 stellt eine tragbare Datenstation 1 dar, die den
Drucker 10 enthält. In dieser bevorzugten Ausführung ist der
Drucker 10 ein Thermodrucker, aber ein Tintenstrahldrucker
wird alternativ ebenso eingesetzt. Der Drucker könnte ein
Matrixdrucker oder ein beliebiger weiterer Druckertyp mit
einem beweglichen Schlitten zum Drucken auf Papier sein.
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Die Figur 2 ist eine perspektivische Querschnittsdarstellung
des Druckers 10, die die Schreibwalze 11 mit einer darin
geformten Nut 12 zeigt. Wie gezeigt, bewegt sich der
Schlitten 14 auf dein Führungsstab 23 und weist einen angebrachten
Betätigungsarm 13 auf. Der Schlitten 14 trägt den Druckkopf
22 (siehe Figur 5). Der Betätigungsarm 13 ist derart
angeordnet, daß er wie beabsichtigt mit dem Betätigungshebelarm
16 zusammenstößt, wenn der Schlitten 14 sich nach links
bewegt. Der Betätigungshebelarm 16 dreht sich um den
Drehpunkt 18. Die Drehfeder 15 wirkt auf das obere Ende des
Detektorhebelarms 16 und das untere Ende des Hebelarms 16,
der im Normalzustand gezeigt ist, blockiert den Durchgang
des Lichts der LED 17a zum Phototransistor 17b, die beide
zum optischen Sensor 17 gehören.
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Die Figur 3a zeigt einen Abschnitt eines Aufrisses, der den
Detektorhebelarm 16 in seinem normalen Zustand zeigt, in
dem sein unteres Ende 16b innerhalb des optischen Sensors
17 angeordnet ist und sein oberes Ende 16a durch die Feder
15 gegen das Papier 21 gedrückt wird. Wie gezeigt, läuft das
Papier 21 auf der Schreibwalze 11 über der Nut 12.
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Die Figur 3b stellt die Schreibwalze 11 ohne Papier 21 dar.
Unter diesen Umständen drückt die Feder 15 das obere Ende
16a des Detektorhebelarms 16 in die Nut 12, bewegt das
untere Ende 16b aus dem optischen Sensor 17 heraus und
ermöglicht hierdurch einen Lichtweg zwischen der LED 17a und
dem Phototransistor 17b, wodurch ein Signal, das den
Papierlosen Zustand anzeigt, gebildet wird.
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Figur 4 ist ein Querschnitt im Aufriß, der die Spalte Null
Position darstellt. Der Detektorhebelarm 16 ist nach dem
Wegbewegen des unteren Endes 16b von dem optischen Sensor 17
und drehbar gelagert um den Punkt 18 gezeigt. Es ist zu
beachten, daß der Detektorhebelarm 16 in die
entgegengesetzte Richtung des papierlosen Zustandes bewegt ist.
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Die Figur 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines
Frontabschnittes, die den Detektorhebelarm 16 in der Position,
die den papierlosen Zustand anzeigt, darstellt, jedoch mit
dem Betätigungsarm 13 in Eingriff mit dem Detektorhebelarm
16, während der Schlitten 14, der den Druckkopf 22 trägt,
sich nach links bewegt. Während die Bewegung des Schlittens
14 fortschreitet, schiebt der Betätigungsarm 13 den
Detektorhebelarm 16 auf die linke Seite des optischen Sensors
17, wie in Figur 4 gezeigt ist.
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Die Figur 6 stellt in schematischer Weise die LED 17a in
Zusammenhang mit dem Phototransistor 17b innerhalb des
optischen Sensors 17 dar. Der Kollektor des Phototransistors
17b führt das Signal PO/COLO über die Anschlüsse EB und EA
schließlich zu dem UND-Gatter 25 und bewirkt das
Weiterleiten eines Interruptsignals zu einem Mikroprozessor, der
Teil des Druckers 10 ist. Gleichzeitig wird das PO/COLO
Signal über einem Puffer 26 zur Anzeige des Interrupts
gesendet.
Betriebsmodus
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Zunächst seien die Figuren 3a und 3b betrachtet. In Figur 3a
ist gezeigt, wie das Papier 21 die Schreibwalze 11 und
ebenso die Nut 12, die in der Schreibwalze 11 gebildet ist,
bedeckt.
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In Figur 3b ist ersichtlich, daß das Papier 21 nicht mehr
vorhanden ist, und demnach paßt das obere Ende 16a in die Nut
12, was ein Wegbewegen des unteren Endes 16b von dem
optischen
Sensor 17 bewirkt. Anschließend wird, wie aus Figur 6
ersichtlich ist, das Signal PO/COLO von dem Phototransistor
17b aufgrund einer Anregung durch die LED 17a an das UND-
Gatter 25 gesandt. Das UND-Gatter 25 befindet sich
gewöhnlich im High-Zustand und wenn das Signal PO/COLO empfangen
wird, wechselt sein Ausgang in den Low-Zustand als ein
Unterbrechungsausgangssignal. Dieses Unterbrechungssignal
wird durch den Mikroprozessor in dem Drucker empfangen, der
anschließend auf der Basis des Programms, das die
Unterbrechung bearbeitet, Abhilfe schafft.
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Die Figur 4 stellt den Detektorhebelarm 16 in der
Spalte-Null-Position dar, wobei das untere Ende 16b drehbar in dem
Drehpunkt 18 auf der linken Seite des optischen Sensors 17
gelagert ist.
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Wiederum unter Bezug auf die Figur 6 wird nochmals ein
PO/COLO Signal gesandt, das über das UND-Gatter 25 eine
Unterbrechung an den Mikroprozessor erzeugt.
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Die Position in der Spalte Null ist keine gewöhnliche
Betriebsbedingung. Die Position in der Spalte Null tritt
ausschließlich beim Start oder Rücksetzen des Systems auf.
Ansonsten kann während des normalen Betriebs die Position in
der Spalte Null nicht auftreten, da das System immer unter
Kontrolle des Mikroprozessors in die Spalte 1 zurückkehrt.
Deshalb muß das Auftreten des Signals PO/COLO während des
normalen Betriebs immer einen papierlosen Zustand anzeigen.
Der Betrieb des Mikroprozessors stellt keinen Teil dieser
Erfindung dar und wird an dieser Stelle nicht beschrieben.
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Die Figur 5 stellt einen Zustand dar, in dem der papierlose
Zustand wie gezeigt anhand der Position des
Detektorhebelarms 16 erfaßt wurde. In Figur 5 ist der Eingriff des
Betätigungsarms 13 mit dem Kontakthebelarm 16 gezeigt und mit
dem Fortschreiten des Schlittens 14 auf der Führung 23 nach
links wird der Hebelarm 16 nach links bewegt, wodurch eine
Spalte-Null-Position angezeigt wird.
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Es ist möglich, daß ein papierloser Zustand gleichzeitig mit
einer-Spalte-Null Position auftritt. Ist dies der Fall, so
bewegt ein Mikroprozessor den Schlitten 14 an die
Startposition der Spalte 1. Tritt das Signal PO/COLO immer noch auf,
dann liegt ein papierloser Zustand vor, und Abhilfe muß
getroffen werden.
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Diejenigen, die mit dem Stand der Technik vertraut sind,
können spezielle Anordnungen, die hier gezeigt sind, ändern,
ohne von dem Bereich dieser Erfindung abzuweichen, der nur
durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt ist.