DE69322555T2

DE69322555T2 - Punkterzeugungsvorrichtung für einen Matrixdruckkopf

Info

Publication number: DE69322555T2
Application number: DE69322555T
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kitchener Ontario N2E 2J4 Enter
Original assignee: NCR International Inc
Current assignee: NCR International Inc
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2013-07-22
Also published as: DE69322555D1; CA2097898C; US5526470A; CA2097898A1; EP0581515A1; EP0581515B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Matrixdrucksysteme.
Matrixdrucker wie Punkt- oder Stiftdrucker und Tintenstrahldrucker enthalten typischerweise eine Mehrzahl, oft ein Vielfaches von acht, von Druckelementen, die in einer vertikalen Orientierung bezüglich des Druckmediums angeordnet sind. Jedoch kann die Druckauflösung durch Schrägstellung der linearen Anordnung der Druckkopfpunktelemente aus der Vertikalen heraus verbessert werden, wobei auch ein beträchtlich größerer Abstand von Element zu Element ermöglicht wird als bei einer vertikalen Anordnung der Punktelemente des Druckkopfes. Man kann auch eine größere Druckgeschwindigkeit erreichen durch Verwendung eines Druckkopfes mit einer Anzahl von Druckelementen, die über mehrere Druckzeilen reichen, so daß mehrere Textreihen gleichzeitig gedruckt werden können.
In der EP-A-0 027 562 ist ein Bildgenerator beschrieben, der so ausgelegt ist, daß er Punktdaten aus Zeichendaten in einem System erzeugt, in welchem ein Mehrkanalkopf in geneigter Anordnung betrieben werden kann, und im EP-A-0 422 924 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Neuformatierung von Druckdaten und Verwendung eines Bildgenerators für einen Mehrkanaldruckkopf beschrieben; sie enthält eine Einrichtung zur Berechnung der Adressen eines Speichers für alle gespeicherten Datenelemente, die Pixeldruckelementen zugeordnete Pixelstellen entsprechen, und zwar für jede Druckkopfposition bezüglich des Druckmediums.
Zwei gemeinsame Probleme beim Matrixdrucken, insbesondere bei Schrägdruckköpfen mit mehreren Kanälen sind:
1. Große Matrixköpfe reichen gleichzeitig über mehrere Spalten und Zeilen von Zeichen. Dadurch wird die Aufgabe der Berechnung von Element- oder Punktzuständen sehr komplex.
2. Eine Zeichenmatrix, die nicht 8 Bit breit ist, hat ein Muster, welches Byte-Grenzen im Speicher und den Mikroprozessorregistern kreuzt.
Es sei ein Drucker mit einem 32-kanaligen Tintenstrahl-Druckkopf betrachtet, bei dem die einzelnen Elemente einen Abstand von 1,5 mm haben. Die gesamte Länge über alle 32 Elemente des Druckkopfes beträgt 46,5 mm und ist damit wesentlich größer als zum Drucken einer einzigen Spalte von Punkten erforderlich. Zum Drucken einer Punktspalte von 15 mm muß die Höhe des Druckkopfes um einen Winkel von etwa 19º aus der Horizontalen geschwenkt werden. Dies führt zu einem vertikalen Kanalabstand von etwa 0,5 mm, und diese Orientierung ergibt folgende Probleme:
1. Der Druckkopf läuft in einer diagonalen Linie über den Druckstreifen des Dokumentes und überdeckt gleichzeitig etwa 16 Zeichenspalten und vier Druckzeilen (für eine typische Zeichenschrift mit 6 Punkten Breite und 8 Punkten Höhe), und
2. in Realzeit müssen für alle 32 Kanäle alle 180 us neue Zustände erzeugt werden (bei einem typischen Dokumentenvorschub von 2640 mm/sec).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Matrixdruckkopfsystem und -verfahren zu schaffen, wobei EIN/AUS-Zustände für Druckkopfpunkte bestimmt werden können.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist daher ein Matrixdrucksystem zum Drucken von Zeichnungen mittels eines Mehrkanal-Druckkopfes innerhalb einer Druckzone vorgesehen, welches eine Mehrzahl von Punktdruckstellen entsprechend der Anzahl von Kanälen vorsieht, wobei jede der Punktdruckstellen innerhalb einer gegebenen Zone des Dokuments durch eine eigene Punkt druckadresse identifiziert wird, enthaltend einen ersten Speicher zur Aufnahme von Druckzeichen von dem Drucksystem und Speicherung der aufgenommenen Druckzeichen in codiertem Format in vorbestimmten Zeichenboxspeicherplätzen innerhalb des ersten Speichers, und einen Punktgenerator zur Bestimmung von Punktdruck-EIN/AUS-Zuständen für den Mehrkanal-Druckkopf in Abhängigkeit von dem Druckzeichen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen zweiten Speicher zur Aufnahme, aus dem Drucksystem, einer Reihe von Punktdruckadressen entsprechend den Druckkopfkanälen in jeder Position des Druckkopfes innerhalb der Druckzone, wobei der zweite Speicher eine Zuordnungstabelle enthält, die jede aus der Mehrzahl von Punktdruckstellen mit einem der Zeichenboxspeicherplätze innerhalb des ersten Speichers korreliert, und wobei der zweite Speicher in Abhängigkeit von aufgenommenen Punktdruckadressen die zugehörigen Zeichenboxspeicherplätze liefert. Ferner ist eine Einrichtung angeschlossen, welcher die vom zweiten Speicher gelieferten Zeichenboxspeicherplätze zugeführt werden, um aus dem ersten Speicher die codierten Zeichen zu extrahieren, die in den zugeführten Zeichenboxspeicherplätzen gespeichert sind, und es ist ein dritter Speicher angeschlossen, dem die aus dem ersten Speicher extrahierten codierten Zeichen zugeführt werden und der Punktzustands- EIN/AUS-Zustände entsprechend jedem codierten Zeichen enthält und in Abhängigkeit von dem codierten Zeichen, welches er von dem ersten Speicher erhalten hat, die dementsprechenden Punktzustands-EIN/AUS-Zustände liefert.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Matrixdrucksystems zum Drucken von Zeichen mit einem Mehrkanal-Druckkopf innerhalb einer Druckzone, welche eine Mehrzahl von Punktdruckstellen umfaßt, von denen jede innerhalb einer gegebenen Zone des Dokumentes durch eine eigene Adresse identifiziert wird, mit den Schritten:
(a) Speichern von vom Drucksystem erhaltenen Druckzeichen in codiertem Format in vorbestimmten Zeichenboxspeicherplätzen innerhalb eines ersten Speichers,
(b) Speichern einer Zuordnungstabelle in einem zweiten Speicher, welche jeden der Mehrzahl von Punktdruckplätzen mit einem der Zeichenboxspeicherplätzen innerhalb des ersten Speichers korreliert,
(c) Speichern von Punktzustands-EIN/AUS-Zuständen entsprechend jedem codierten Zeichen in einem dritten Speicher,
(d) Erzeugung einer Reihe von Punktdruckadressen entsprechend den Druckkopfkanälen in jeder Position des Druckkopfes innerhalb der Druckzone,
(e) Entnahme der Zeichenboxstelle, die jeder der Punktdruckadressen innerhalb der Reihe zugeordnet ist, aus dem zweiten Speicher,
(f) Entnahme des codierten Zeichens, welches in dem durch Schritt (e) entnommenen Zeichenboxspeicherplatz gespeichert ist und
(g) Entnahme des Punktzustands-EIN/AUS-Zustandes entsprechend dem im Schritt (f) gewonnenen entnommenen codierten Zeichen.
Es sei betont, daß in einem System und Verfahren gemäß der Erfindung Druckkopfpunkt-EIN/AUS-Zustände bestimmt werden unter Verwendung von Speichernachschlagtabellen anstatt unter Verwendung durch Prozessorberechnungen, so daß eine schnelle Bestimmung solcher Punkt-EIN/AUS-Zustände erreicht wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein ROM-Nachschlagverfahren (look-up procedure) benutzt zur Bestimmung des EIN/AUS-Zustandes für jede Punktstelle innerhalb der Druckzone. Jede Druckstelle wird identifiziert durch SCHRÄGSPALTEN# (oder einfach SPALTEN#), die Zahl, welche die Horizontalstelle einer Schrägspalte bezeichnet, und KANAL#, die vertikale Stelle eines Punktes innerhalb der Druckzone. Die von dem Punktgenerator durchgeführten Schritte werden kurz folgendermaßen zusammengefaßt:
(Schritt 1) Der Prozessor initialisiert SPALTE# und KANAL# zu Beginn der Punkterzeugungsfolge zur Bildung einer ROM-Nachschlageadresse ( = PUNKT#),
(Schritt 2) der Punktgenerator benutzt die Nachschlageadresse von Schritt 1, um BOX# für den Punkt aus dem ROM zu holen,
(Schritt 3) der Punktgenerator holt dann das ASCII-Zeichen aus dem RAM für die Zeichenbox (BOX# aus Schritt 2),
(Schritt 4) gleichzeitig mit Schritt 3 holt der Punktgenerator ELEMENT#, eine Zahl, welche die relative Position eines Punktes innerhalb einer Zeichenbox beschreibt, für den Punkt durch ein zweites ROM- Nachschlagen,
(Schritt 5) der Generator findet dann den Druckzustand des Punktes unter Verwendung des ASCII-Zeichens (aus Schritt 3) und von ELEMENT# (aus Schritt 4),
(Schritt 6) der Generator speichert dann den Druckzustand (aus Schritt S) in einem Schieberegister, und
(Schritt 7) der Prozessor wiederholt die Folge von Schritt 2 an für alle 32 Kanäle, wobei KANAL# jedesmal erhöht wird.
Es sei nun als Beispiel eine Ausführung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
Fig. 1 das Layout einer Musterdruckzone mit vier Zeichenreihen, welche gleichzeitig mittels eines 32-kanaligen Schrägdruckkopfes gedruckt werden;
Fig. 2 das Zeichenmatrixlayout für die obere linke Ecke der Musterdruckzone gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Blockschaltbildveranschaulichung eines Dokumenten-Verarbeitungssystem-Druckmoduls, welcher die Punkterzeugungslogik gemäß der Erfindung enthält;
Fig. 4 ein Hardware-Blockdiagramm der Punkterzeugungslogik gemäß Fig. 3;
Fig. 5A bis 5P eine Schemadarstellung der Punkterzeugungslogik gemäß der Erfindung, welche in Fig. 3 als Blockdiagramm gezeigt ist;
Fig. 6 Zeitverläufe zur Veranschaulichung der von der Punkterzeugungslogik benutzten Folge zur Erzeugung von Druckkopf-Punktzuständen gemäß der Erfindung;
Fig. 7 das Punktdetail innerhalb verschiedener Zeichenboxen der Musterdruckzone gemäß Fig. 1;
Fig. 8 beispielhaft einen Dokumentinhalt für die Musterdruckzone nach Fig. 1; und
Fig. 9 Zeichenmatrixlayouts einfacher und doppelter Größe für die linke obere Ecke der Musterdruckzone gemäß Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Punktgeneratorlogik wird in einem Matrixdrucker verwendet, welcher die Druckzone eines Dokuments in ein Gitter aus Zeichenboxen unterteilt, die durch Reihen und Spalten definiert sind und jeweils ein paar ASCII-Zeichen enthalten. Weiterhin ist jede Zeichenbox ihrerseits eine durch Reihen und Spalten definierte Matrix von Punkten oder Elementen. Wenn sich das Dokument am Druckkopf vorbeibewegt, bestimmt die Punktgeneratorlogik für jeden Kanal, ob er angesteuert werden muß, um an dieser Stelle auf dem Dokument einen Punkt hinzusetzen.
Nachfolgend findet sich eine Liste von Definitionen für Ausdrücke, die in der anschließenden Beschreibung der Erfindung verwendet werden. Diese Ausdrücke lassen sich am besten anhand der Fig. 1 und 2 verstehen.
GITTER: Die Anordnung von Reihen und Spalten gedruckter Zeichen in der Druckzone eines Dokuments.
BOX#: Die Nummer der absoluten Position eines gedruckten Zeichens auf dem Dokumentengitter. Sie besteht aus einer Boxreihen- und Boxspaltennummer.
MATRIX: Die Anordnung von Reihen und Spalten von Punkten oder Elementen innerhalb einer Zeichenbox. Sie besteht aus Matrixreihen und -spalten.
ELEMENT#: Eine Zahl, welche die relative Position eines Elementes/Punktes innerhalb der Zeichenmatrix beschreibt. Sie besteht aus einer Matrixreihen- und -spaltennummer.
SCHRÄGSPALTE: Eine Gruppe von gleichzeitig durch die Mehrfachkanäle des Druckkopfes gedruckten Punkten. Wegen der Druckkopforientierung steht diese Gruppe schräg anstatt eine vertikale Spalte zu bilden.
SCHRÄGSPALTE# (oder einfach SPALTE#): Die die horizontale Lage einer Schrägspalte beschreibende Nummer. Sie wird gezählt von der Punktposition des obersten Kanals, beginnend von der linken Kante der Druckzone mit 0.
KANAL#: Die vertikale Lage eines Punktes innerhalb der Druckzone beginnend von oben mit 0.
PUNKT#: Die eigene Folgenummer der Druckstelle jedes einzelnen Punktes auf einem Dokument (etwa 12K). Außerhalb der aktuellen Druckfläche fallende Punkte (wegen der Schrägstellung des Kopfes) werden ebenfalls eingeschlossen. Diese Zahl ist eine Kombination von SCHRÄGSPALTEN# und KANAL#.
PUNKTZUSTAND: Das Ergebnis einer Punktgeneratorberechnung ist ein EIN/AUS-Zustand, der kontrolliert, ob ein Druckkopfkanal aktiviert wird, um einen Punkt zu drucken.
Ein Layout für eine Musterdruckzone mit vier Reihen von Zeichen, die gleichzeitig mit einem 32-Kanal-Schrägdruckkopf gedruckt werden, ist in Fig. 1 gezeigt. Die Musterdruckzone ist 180 mm breit und enthält 384 Punktspalten, die mit 0 bis 383 numeriert sind, mit einer Dichte von 2,1 Spalten pro Millime ter. Die 384 · 32 Punkte umfassende Druckzonenmatrix enthält 256 Punktzeichenboxen, die in vier von 0 bis 3 numerierten Boxreihen und 64 von 0 bis 63 numerierten Boxspalten angeordnet sind.
Die mit der Bezugsziffer 101 bezeichnete Diagonallinie veranschaulicht, wie die Druckkopfdiagonale über die Druckzone verläuft und wie somit Punktberechnungen viele Punktspalten und alle Punktreihen erfassen. Fig. 1 zeigt auch, daß beim Drucken von Punkten nahe den Enden der Zone einige Kanäle aus der Druckzone herausfallen, wie durch die schattierten Bereiche 103 und 105 veranschaulicht ist.
Größere Details bezüglich der Druckzonenpunktmatrix zeigt Fig. 2, die ein Zeichenmatrixlayout für die obere linke Ecke der Musterdruckzone nach Fig. 1 illustriert. Es sind zehn Zeichenboxen gezeigt. Jede Zeichenbox besteht aus einem Unter-Satz von 64 Punkten der Druckzonenmatrix, wobei die 64 Punkte in acht von 0 bis 7 numerierten Elementreihen und sechs von 0 bis 5 numerierten Elementspalten angeordnet sind. Innerhalb der Zeichenboxen sind Musterzeichen dargestellt.

Dokumentverarbeitungssystem-Übersicht

Fig. 3 zeigt eine Blockdarstellung eines Druckmoduls für ein Dokumentverarbeitungssystem zur Ansteuerung zweier mehrkanaliger Schräg-Druckköpfe 313 und 315 zum Drucken innerhalb einer Druckzonenmatrix, wie es oben erwähnt wurde. Zusätzlich zu dem Druckmodul enthält das Dokumentverarbeitungssystem (nicht dargestellte) Module zur Durchführung von Aufgaben wie Zuführung, Lesen oder zum Sammeln der Dokumente, welche das System durchlaufen.
Der Betrieb des Druckmoduls wird gesteuert durch einen Steuerprozessor 301 aufgrund einer Firmware, die aus einem Programm- ROM 303 ausgelesen wird. Der Druckermodul enthält auch einen Daten-RAM 307, eine Punktgeneratorschaltung 305 gemäß der Erfindung, und eine Sensorelektronik 317, und jede dieser Einheiten ist so geschaltet, daß sie mit dem Steuerprozessor 301 kommuniziert. Die Punktgeneratorschaltung 305 liefert Punktzustandsinformation über Serien/Parallel-Schieberegister 309 und 311 an die Druckköpfe 313 bzw. 315.
Während der Druckvorgänge wird ein kontinuierlicher Strom von Dokumenten am Drucker mit einer Nominalgeschwindigkeit von 2640 mm/sec für einen Druckdurchlauf am Drucker vorbeigeführt. Für jedes Dokument sendet der Host-System-Controller 320 Druckdaten zum Druckmodul-Controller 301, welcher die Daten in den RAM 303 einpuffert. Die Daten stehen dann zur Verfügung für den Punktgenerator 305, welcher sich in den RAM 303 teilt.
Ein Befehl vom Modul-Controller 301 startet den Betrieb des Punktgenerators 305. Für jeden Druckkopf und jeden Kanal des Druckkopfes bestimmt der Punktgenerator das Punktzustandsmuster, welches für die momentane Schrägspalte zu drucken ist. Der Punktgenerator lädt dann das Muster in das Serien/Parallel- Schieberegister, welches den Druckkopf 3 steuert. Das Dokumentendrucken verläuft in vier größeren Schritten:
(1.) Das Host-System sendet ASCII-Zeichen zum Druckmodul. Es legt auch fest, ob die Zeichen für den Front- oder den Rückkopf bestimmt sind.
(2.) Der Druckmodul-Controller 301 puffert die zu druckenden Daten aufgrund der Front/Rück-Nachricht vom Host-System in den entsprechenden Bereich des RAM 307.
(3.) Sowohl für den Front- wie auch den Rückdruckkopf überwacht der Modul-Controller 301 die Dokumentenbewegung und wartet, bis er die Position der ersten zu druckenden Schrägspalte für den betreffenden Kopf feststellt.
(4.) Für jeden Horizontalschritt des Dokuments (beispielsweise jeweils 0,47 mm oder 178 usec bei 104"/sec) läßt der Druckmodulprozessor die Punktgeneratorlogik 305 den Druckkopf mit einem Muster von 32 Kanalzuständen ansteuern. Dieser Schritt wird im folgenden noch genauer erläutert.
Wenn sowohl ein Frontkopf wie ein Rückkopf vorhanden sind, veranlaßt der Modul-Controller zwei separate Punkterzeugungsfolgen (mit unterschiedlichen Schrägspaltennummern) für Front- und Rückkopf innerhalb der 178 usec-Periode. Für einen Rückdruckkopf wird die linke Kante der Druckzone zuerst erreicht, und damit beginnt das Drucken mit der Schrägspalte 0. Für einen Frontdruckkopf wird zuerst die Schrägspalte mit der höchsten Nummer gedruckt, weil das rechte Ende der Druckzone zuerst erreicht wird.

Punktgeneratorschaltungs-Hardware

Fig. 4 zeigt ein Hardware-Blockdiagramm der in der Punktgeneratorschaltung 305 enthaltenen Logik. Die Punktgenratorschaltung 305 enthält einen Zeitablauf/Steuer-Logikblock 401, einen Kanalnummernzähler-Logikblock 403 und ein Spaltennunmernregister 405, die jeweils so geschaltet sind, daß sie Daten und Steuerinformation vom Druckmodul-Steuerprozessor erhalten. Die Punktgeneratorschaltung enthält ferner Boxnummern- und Elementnummernregister 407 bzw. 409, die so angeordnet sind, daß sie Daten vom ROM-Speicher 411 erhalten. Der RAM 307 und ein Multiplexer 415 erhalten Daten vom Register 409, vom ROM 411 und vom RAM 307, wie ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich ist. Ein Schaltbild der in der Punktgeneratorschaltung 305 enthaltenen Logik zeigen die Fig. 5a bis 5b.
Der Inhalt des Boxnummerregisters 407 dient zur Adressierung des RAM 307, während die von der Zeitablauf/Steuerlogik 401, dem Zähler 403, den Registern 405 und 409 und dem RAM 307 gelieferte Information zur Adressierung des ROM 411 benutzt wird.
Die Fig. 5A bis 5P sind Pläne der Punktgeneratorlogik gemäß der Erfindung, die in Fig. 4 als Blockschaltbild gezeigt ist. Die Schaltung wird als Niedrigleistung-Schottky-TTL-Logik ausgeführt, obwohl sie auch in anderer Technik realisiert werden kann. Die dargestellten Logikelemente sind mit passenden alphanumerischen TTL-Bezeichnungen beschriftet. Konstruktion und Betriebsweise der Logik sollten für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein.

Betrieb der Punktgeneratorschaltung

Es sei nun anhand der Fig. 3, 4 und 5A bis 5P das Verfahren erläutert, nach welchem die Punktgeneratorschaltung 305 die Punktzustände für den Druckkopf 313 bestimmt. Nach Empfang eines Befehls vom Modul-Controller 301 findet der Punktgenerator Punktzustände für die Kanäle des Druckkopfes 32, so daß der Kopf mit einem korrekten Muster angesteuert werden kann. Dieser Prozeß wird vom Modul-Controller jedesmal erfordert, wenn das Dokument sich am Druckkopf vorbei in eine andere Punktposition horizontal verschoben hat. Es folgt nun eine schrittweise Beschreibung des Prozesses für die Erzeugung des Druckkopf- Punktzustandes:
(1.) Der Druckmodul-Controller 301 schreibt einen Befehl für den Punktgenerator 305 enthaltend:
SCHRÄGSPALTE#;
Front- oder Rück-Bildauswahl; und
VERSCHIEBUNG-Bit.
Der SCHREIB-Impuls, der diese Information überträgt,
schaltet die FERTIG-Zustandsleitung zum Modul- Controller 301 AUS;
Sperrt den Modul-Controller 301 vom Zugriff zum RAM 307;
setzt den KANAL#-Zähler 403 auf Null; und
setzt die Zeitablauf/Steuerlogik 401 auf die Phase T0.
Der Punktgenerator führt dann die folgende Sequenz für jeden Punkt aus (Kanäle 0 bis 31).
(2.) Die Zeitablauf/Steuerlogik 301, welche die Phase T0 einnimmt, erzeugt eine ROM-Adressen-"Verschiebung", um auf den BOX#-Bereich des ROM 411 zu zeigen.
Eine BOX#-Holadresse wird erzeugt durch Kombination von SCHRÄGSPALTE# + KANAL# + Verschiebung zur Erzeugung einer vollen ROM-Adresse. Die Größe SCHRÄGSPALTE# + KANAL# ist bereits früher als DOT# definiert worden.
(3.) Der ASCII# wird vom RAM 307 geholt:
a. Der ROM-Ausgang - das Zeichen BOX# - wird vorübergehend gespeichert;
b. das gespeicherte BOX# in Kombination mit dem Front/Rück-Auswahlbit wird die Adresse für den RAM; und
c. der RAM-Ausgang enthält das ASCII-Zeichen, welches für diese BOX zu drucken ist.
(4.) Eine ELEMENT#-Holadresse wird erzeugt durch unverändertes Halten des DOT# vom Schritt 2, Einstellung der ROM 411- Verschiebung auf den ELEMENT#-Bereich und Weiterrücken des Zeitablauf-Controllers zur Phase T1.
(5.) Der ROM-Ausgang ist nun die ELEMENT#, welche vorübergehend gespeichert wird.
(6.) Eine PUNKTZUSTANDS-Holadresse wird erzeugt unter Verwendung von ELEMENT# + ASCII# (vom Schritt 3c) + Verschiebung, um auf den Punktzustandsbereich des ROM 411 zu weisen.
Die Zeitablauf/Steuerlogik 401 rückt zur Phase T2 vor.
(7.) Der Ausgang vom ROM 411 ist nun ein Byte der Punktdruck- Zustände (EIN/AUS).
(8.) Das gewünschte Bit wird aus dem ROM-Ausgangsbyte vom Multiplexer 405 ausgewählt, der durch einen Teil von ELEMENT# gesteuert wird.
(9.) Das ausgewählte Zustandsbit wird in das Druckkopf- Schieberegister 109 mit Signalen von der Zeitablauf/Steuerschaltung eingegeben.
(10.) Die Zeitablauf/Steuerlogik 411 erhöht dann die KANAL#, und die nächste Punktberechnung beginnt (mit dem Schritt 2).
(11.) Nachdem alle 32 Punkte berechnet worden sind, beginnt der KANAL#-Zähler 403 den Zeitablauf-Controller herunterzufahren und veranlaßt ihn damit einen Impuls zu erzeugen zur Übertragung der 32 Punktzustände im Schieberegister 309 zu einem Parallelausgang für den Druckkopf 313.
(12.) Die FERTIG-Zustandsleitung des Modul-Controllers nimmt dann den Zustand WAHR ein, und der RAM ist wieder zum Zugriff durch den Modul-Controller verfügbar.
Der Modul-Controller schließt die Kopfansteuerungsfolge nach dem Schritt 12 ab. Er verbindet die Parallel- Ausgangsregister mit der Kanalsteuerschaltung der Köpfe und erzeugt die geeigneten Ansteuerimpulse.
Die von der Punkterzeugungslogik benutzte oben beschriebene Sequenz zur Erzeugung der Druckkopf-Punktzustände entsprechend der Erfindung ist in dem Zeitablauf-Diagramm der Fig. 6 veranschaulicht. Die Zeichen "B", "E" und "D" für die Signale ROM- ADRESSEN-VERSCHIEBUNG, ROMADDR, ROMDATA und RAMADDR beziehen sich auf BOX#, ELEMENT# bzw. DOT ZUSTAND.
Der vorstehende Prozeß, wie er von der in den Fig. 4 und 5A bis 5P veranschaulichten Hardware durchgeführt wird, erfordert 32 usec zur Beaufschlagung des Druckkopfes 313. Zwischen den Ansteuerungen verbleiben 146 usec für andere Prozessoraktivitäten wie den Punktgenerator ein zweites Mal laufen zu lassen, um den Druckkopf 315 zu beaufschlagen.
Zusätzliche Details zum Betrieb der Punktgeneratorschaltung, zur Speicherabbildung (memory mapping) und Erzeugung von ROM- Nachschlageadressen wird im folgenden Abschnitt "ROM und RAM- Speicherabbildung und Adressenerzeugung" und dem nachstehenden Punktberechnungsbeispiel gegeben.

ROM- und RAM-Speicherabbildung und Adressenerzeugung

I. Modul-Controller-Speicherabbildung

Der Punktgenerator 305 wird vom Modul-Controller 301 folgendermaßen in seinen externen Speicherraum abgebildet gesehen:

Tabelle 1 - Modul-Controller-Speicher-Abbild

A000-FFFF nicht zweckgebunden
8000-9FFF ASCII-Daten-RAM (geteilt zwischen Modul-Controller und Punktgenerator)
0000-7FFF Punktgenerator Spalten/Steuer-Adressen

II. Spalten/Steuer-Adressen

Der Modul-Controller 301 fordert eine Spalte von Punkten für einen bestimmten Druckkopf vom Punktgenerator 305 an durch Schreiben der Spalten/Steuer-Adresse. Für einen schnellen Datentransfer überträgt das Adressenmuster - nicht das geschriebene Byte - die Steuerinformation.
Der Druckmodul-Controller setzt die Adressenbits in seine Firmware und schreibt dann an diese Adresse.

III. Speicherabrufe

A. Adressenverschiebungen (ROM)

Die Zeitablauf/Steuerschaltung im Punktgenerator erzeugt vier "Phasen"-Signale T0, T1, T2, T3 zur Steuerung der Speicherabruffolge. Von diesen setzen T0 und T1 die ROM-Adressenbits A14 und A15 zur Bildung der Adressenversätze, welche die ROM- Bereiche für PUNKT#, ELEMENT# und PUNKTZUSTAND auswählen.

B. PUNKT-Nummer

Die Punktnummer (PUNKT#) besteht aus der SCHRÄGSPALTEN-Nummer und der KANAL-Nummer. Sie stellt die Reihenfolgenummer dar, welche jede Punktstelle auf dem Dokument eigens beschreibt.

ERZEUGUNG:

Adressenbit Quelle
A0-A4 Druckkopf-Kanalnummer (C)
A5-A13 Schrägspaltennummer (S)

C. BOX-Nummer (ROM)

Das beispielhafte Dokumentengitter hat vier Zeichenreihen (8 Kanäle pro Zeichen, 32-kanaliger Kopf) von bis zu 64 Zeichenspalten. Dies gibt 256 druckbare Gitterstellen oder Boxen.
Die Spalten sind auf das gedruckte Dokument gesehen von links nach rechts mit 0 bis 63 numeriert. Die Reihen sind von oben nach unten mit 0 bis 3 numeriert.
Der BOX-Nummernbereich des ROM legt fest, in welche Zeichenbox ein bestimmter Punkt fällt. ADRESSENERZEUGUNG:

ZEITABLAUF:

Adresse wahr:
- Generatorinitialisierung bis T0 Start
- T2-, T3-Phase
Daten getaktet bei: T0 Vorderflanke

BYTE-INHALTE (BOX#):

Adressenbit Funktion
B0-B5 Zeichenspalte auf Dokument (C)
B6,7 Zeichenreihe auf Dokument (R)

D. ASCII-Nummer (RAM)

Sobald BOX# abgerufen ist, wird es der Hauptteil der RAM- Adresse. Nach Kombination mit dem Steuerbit, welches Vorder- oder Rückkante des Dokumentes spezifiziert, kann das ASCII- Zeichen für diese Box aus dem RAM abgerufen werden.

ADRESSENERZEUGUNG:

Adressenbit Quelle
AO-A7 BOX-Nummer (B)
A9 RÜCKFRONT-Auswahl (R)(0/1)
A8,10,11 0

ZEITABLAUF:

Adresse wahr:
- aktualisiert bei T0 Vorderflanke
- bleibt wahr für alle T0 bis T3
Verwendete Daten: während T1

BYTE-INHALTE (ASCII#)

Adressenbit Funktion
B0-B6 Basiszeichencode (C)
B7 Normal/Groß-Größenmarkierung (S)(0/1)

E. ELEMENT-Nummer (ROM)

ROM beschreibt auch, wo jeder Punkt relativ innerhalb einer Zeichenbox untergebracht wird. ADRESSENERZEUGUNG:

ZEITABLAUF:

Adresse wahr: T0-Phase
Daten getaktet bei: T1-Vorderflanke

BYTE-INHALTE (ELEMENT#)

Adressenbit Funktion
B0-B Elementreihe in der Zeichenbox (R)
B4-B6 Elementspalte in der Zeichenbox (C)
B7 unbeachtlich F. PUNKT-Zustand (ROM) ADRESSENERZEUGUNG:

ZEITABLAUF:

Adresse wahr: T1-Phase
Daten getaktet bei: T2-Vorderflanke

BYTE-INHALTE (PUNKTZUSTAND)

Das ZUSTANDS-Byte enthält die Druckzustände für alle Punkte der gesamten Elementreihe, in welcher die Punkte enthalten sind, die berechnet werden. So enthält D0 bis D7 die Zustände der jeweiligen Elementspalten 0 bis 7.
Das erforderliche Bit wird aus seinem Byte mit Hilfe eines Multiplexers ausgewählt unter Steuerung durch die drei Spaltenbits vom ELEMENT#. IV. ROM-Abbild Tabelle 2 - ROM Abbild

V. ASCII-RAM-Abbild

Tabelle 3 - RAM-Abbild

0600-1FFF Modul-Controller allgemeine Verwendung
0400-05FF "Live"-Druck-Pufferspeicher FRONT-Drucker
0200-03FF Modul-Controller allgemeine Verwendung
0000-01FF "Live"-Druck-Pufferspeicher RÜCK-Drucker

Beispiel Punktberechnung

Fig. 7 und 8 zeigen beispielhaft einen Dokumenteninhalt für die Musterdruckzone gemäß Fig. 1. Die Box-Spalten 25, 26 und 27 der Box-Reihe 0 sind in Fig. 7 dargestellt. Jede Punktstelle innerhalb der Druckzone wird durch eine eigene Nummer identifiziert, welche die Stelle innerhalb der Druckzone definiert. Das folgende Beispiel erklärt die Berechnung des EIN/AUS-Zustandes für die Punktstellennummer 5284. Man sieht, daß die Punktstelle 5284 im KANAL# 4 (das 5. Element abwärts von der Druckzonenoberseite) in der schrägen SPALTE# 165 (die 166-ste von der linken Kante der Druckzone) liegt: in der Zeichenbox bei der Boxspalte 25 und Boxreihe 0. In Fig. 8 sieht man, daß die Zeichenbox an der Boxspalte 25 und Boxreihe 0 ein Leerstellen- Zeichen enthält.
Die ROM- und RAM-Adressen setzen sich wie oben erläutert zusammen aus einer von der Zeitablauf/Steuerschaltung des Generators bewirkten Verschiebung und den in folgender Weise hinzuaddierten anderen Bits:
(Bemerkung: Dies ist eine vereinfachte Formel, welche nicht den Modus für große Buchstaben berücksichtigt)
PUNKT#, BOX# und ELEMENT# werden bestimmt durch die folgenden Gleichungen:
PUNKT# = 32 · (SCHRÄGSPALTEN# = KANAL#
BOX# = 64 · (Dokumentengitterreihe#) + (Dokumentengitterspalte#)
ELEMENT# = 16 · (Zeichenmatrixreihe#) + (Zeichenmatrixspalte#)
Wenn der Zustand für die Punktnummer 5284 berechnet ist, dann sind bereits vier vorangegangene Punkte berechnet worden, nämlich für die Kanäle 0, 1, 2 und 3. An diesem Punkt ist KANAL# = 4. Die Bestimmung des Punktzustandes für die Punktnummer 5284 setzt sich folgendermaßen fort.
1. Der BOX#-Abrufvorgang, vor der Phase 0 abgeschlossen: Die ROM-Adresse wird bestimmt zu (0 + 165 · 32 + 4) = 5284. Der ROM-Ausgang ist die BOX#, welche in diesem Fall gleich 25 ist.
2. Beim ASCII#-Abrufvorgang, während der Phase 0, wird eine ROM-Adresse von (0 + 25) = 25 berechnet. Ein ASCII#-Wert von 32, der ASCII-Wert für ein Leerzeichen, wird aus der ROM- Adresse 25 ausgelesen.
3. Beim ELEMENT#-Abrufvorgang, ebenfalls während der Phase 0, wird eine ROM-Adresse von (16384 + 165 · 32 + 4) = 21668 berechnet. Ein ELEMENT#-Wert von 67 (5. Elementreihe, 4. Elementspalte in der Zeichenmatrix) wird aus der ROM-Adresse 21688 ausgelesen.
4. Beim PUNKTZUSTANDS-Abruf, während der Phase 1, wird eine ROM-Adresse von (32768 + 32 · 27 + 67) = 33699 erzeugt. Aus dem ROM wird ein Punktzustands-Bytewert von 00000000 binär ausgelesen. Der ausgelesene Wert stellt die komplette 5. Elementenreihe für die ASCII-Zeichenmatrix für ein Leerzeichen dar.
5. In der Phase 2, dem PUNKTZUSTANDS-Transfer, wählt ein Multiplexer die gewünschten 4 Bit aus dem PUNKTZUSTANDS-Byte. Das ausgewählte Bit wird durch das höherwertige Halbbit des ELEMENT#-Byte kontrolliert, welches 4 enthält, so daß das fünfte Bit herausgesucht wird. Dieses Bit ist 0 und wird dann in das Druckkopf-Schieberegister eingegeben.

Zeichen doppelter Größe

Die Punkterzeugungslogik, wie sie in den Fig. 5A bis 5P veranschaulicht ist, enthält eine Logik, die das Drucken von Zei chen doppelter Größe unter Verwendung einer 2 · 2-Anordnung von Zeichenboxen normaler Größe erlaubt. Fig. 9 zeigt Zeichenmatrix-Layouts für einfache und doppelte Größe für die obere linke Ecke der Musterdruckzone gemäß Fig. 1. Der ASCII-Code für größere Zeichen (Bit hoher Ordnung ist auf eine 1 gesetzt) muß bereits im RAM in denjenigen vier Zeichenboxen sein, welche seine vier Quadranten besetzen werden (siehe untenstehendes Beispiel). Dieses Verfahren erlaubt eine Mischung von Zeichen normaler und doppelter Größe auf demselben Dokument.
Die Punktgeneratorschaltung verwendet während ihres ROM- Nachschlagens für den PUNKTZUSTAND zwei Bit aus der zuvor abgerufenen BOX-Nummer zur Modifizierung der ROM-Adresse. Damit wird auf eine von vier ROM-Zonen gezeigt, welche die individuellen Abbilder der Quadranten für große Zeichen enthalten (für normale Zeichengrößen sind diese Zonen duplizierte Bitabbilder).
Die beiden Bits werden folgendermaßen verwendet:
Wie realisiert, überdeckt das Drucken großer Zeichen die Zeichenreihen 0, 1 und 2, 3. Zum Drucken einer einzelnen Großzeichenreihe, welche die Zeilen 1, 2 überdeckt, wird eine Schaltung eingefügt, die gesteuert wird durch das VERSCHIEBE-Bit im SPALTEN/STEUER-Wort.
Wenn dieses Bit auf den Logikwert (HI) gesetzt wird, dann bereitet es ein Tor vor, das die ROM-Adresse während des PUNKTZUSTANDS-Abrufs modifiziert mit dem Ergebnis, daß die Quadrantabrufe für die Reihen 0 und 2 auf 1 und 3 verschoben werden. Der ASCII-Pufferspeicher muß damit seine duplizierten Zeichen in den Zeilen 0 nd 3 enthalten, während 2 und 3 Leerzeichen enthalten müssen.
Man kann so sehen, daß durch die beschriebene Ausführung ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen worden sind, welche die Aufgabe der Bestimmung von Punktzuständen eines mehrkanaligen Druckkopfes vereinfacht und beschleunigt, indem die Notwendigkeit mehrerer Multiprozessoren und Zwischenspeicher eliminiert wird, welche die Bildung eines vollständigen Bit-Map- Bildes der Druckzone vor Beginn des Druckens erfordert haben. Außerdem erlauben das Verfahren und die Vorrichtung das Drucken von Zeichen mit Übergröße. Das Verfahren und die Vorrichtung sind von besonderem Wert in Verbindung mit einem Drucksystem, dessen Druckkopf über mehrere Zeichenreihen- und Spalten reicht, wie etwa ein Diagonal- oder Schrägdruckkopf.

Claims

1. Matrixdrucksystem zum Drucken von Zeichen mit einem mehrkanaligen Druckkopf (313) innerhalb einer Druckzone, die eine Mehrzahl von Punktdruckstellen entsprechend der Anzahl der Kanäle aufweist, wobei jede der Punktdruckstellen innerhalb einer gegebenen Zone des Dokumentes identifiziert wird durch eine eigene Punktdruckadresse, mit einem ersten Speicher (307), dem vom Drucksystem Druckzeichen zugeführt werden und der die zugeführten Druckzeichen in codiertem Format an vorbestimmten Zeichenbox-Speicherplätzen innerhalb des ersten Speichers (307) speichert, und mit einem Punktgenerator zur Bestimmung von Punktdruck-EIN/AUS-Zuständen für den mehrkanaligen Druckkopf in Abhängigkeit von den Druckzeichen, gekennzeichnet durch einen zweiten Speicher zur Zuführung einer Serie von Druckadressen vom Drucksystem her entsprechend den Druckkopfkanälen an jeder Position des Druckkopfes innerhalb der Druckzone, wobei der zweite Speicher eine Zuordnungstabelle enthält, welche je eine der Mehrzahl der Punktdruckstellen mit einem der Zeichenbox-Speicherplätze innerhalb des ersten Speichers (307) korreliert, und wobei der zweite Speicher in Abhängigkeit von den zugeführten Punktdruckadressen den zugehörigen Zeichenbox-Speicherplatz liefert, ferner durch eine Einrichtung, welcher dem vom zweiten Speicher gelieferte Zeichenbox-Speicherplatz zugeführt wird und welche aus dem ersten Speicher (307) das codierte Zeichen extrahiert, welches an dem zugeführten Zeichenbox-Speicherplatz gespeichert ist, und durch einen dritten Speicher, dem das aus dem ersten Speicher (307) extrahierte codierte Zeichen zugeführt wird und der Punktzustands-EIN/AUS-Zustände entsprechend jedem codierten Zeichen enthält und in Abhängigkeit von dem vom ersten Speicher (307) erhaltenen codierten Zeichen die entsprechenden Zustands-EIN/AUS-Zustände liefert.

2. Matrixdrucksystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vierten Speicher, dem die Punktdruckadresse vom Drucksystem zugeführt wird und der eine Zuordnungstabelle enthält, welche jede der Mehrzahl der Punktdruckstellen mit einer Zeichenboxdruckstellen-Reihe und -spaltennummer korreliert und daß der dritte Speicher in Abhängigkeit vom Ausgang des zweiten Speichers die Punktzustands-EIN/AUS-Zustände bestimmt.

3. Matrixdrucksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, dritte und vierte Speicher jeweils Bereiche innerhalb des ROM-Speichers (411) sind.

4. Matrixdrucksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher ein RAM- Speicher (307) ist.

5. Matrixdrucksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Schieberegister (309) zur Zuführung und Speicherung der Punktzustands-EIN/AUS-Zustände, wobei der mehrkanalige Druckkopf (313) zum Drucken entsprechend den im Schieberegister (309) enthaltenen Punktzustands-EIN/AUS- Zuständen mit dem Schieberegister verbunden ist.

6. Matrixdrucksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (309) die Punktzustands-EIN/AUS- Zustände für eine Serie von Punktdruckadressen entsprechend den Druckkopfkanälen an jeder Position des Druckkopfes (313) innerhalb einer Druckzone akkumuliert und speichert.

7. Matrixdrucksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführten Druckzeichen in dem ersten Speicher (307) in ASCII-Codeformat gespeichert sind.

8. Verfahren zum Betrieb eines Matrixdrucksystems zum Drucken von Zeichen mit einem mehrkanaligen Druckkopf (313) innerhalb einer Druckzone, die eine Mehrzahl von Punktdruckstellen aufweist, wobei jede der Punktdruckstellen innerhalb einer gegebenen Zone des Dokumentes durch eine eigene Adresse identifiziert ist, mit den Schritten:

(a) Speichern der vom Drucksystem erhaltenen Druckzeichen in codiertem Format an vorbestimmten Zeichenbox-Speicherplätzen innerhalb eines ersten Speichers (307);

(b) Speichern einer Zuordnungstabelle im zweiten Speicher, welche jede der Mehrzahl der Punktdruckstellen mit einem der Zeichenbox-Speicherplätze in dem ersten Speicher korreliert;

(c) Speichern der Punktzustands-EIN/AUS-Zustände entsprechend jedem codierten Zeichen in einem dritten Speicher;

(d) Erzeugen einer Reihe von Punktdruckadressen entsprechend den Druckkopfkanälen in jeder Position des Druckkopfes (313) innerhalb der Druckzone;

(e) Ausspeicherung der Zeichenboxstelle, die jeder der Punktdruckadressen innerhalb einer Serie zugeordnet ist, aus dem zweiten Speicher;

(f) Ausspeicherung des codierten Zeichens, welches gespeichert ist an dem im Schritt (e) ausgespeicherten Zeichenbox-Speicherplatz; und

(g) Ausspeicherung des Punktzustands-EIN/AUS-Zustandes entsprechend dem im Schritt (f) ausgespeicherten codierten Zeichen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Schritte:

(h) Speichern des im Schritt (g) gewonnenen Punktzustand-EIN/AUS-Zustands in einem Schieberegister (309);

(i) Wiederholung der Schritte (e) bis (h) für jeden Kanal des Druckkopfes (313); und

(j) Ansteuern des Druckkopfes (313) zum Drucken entsprechend der im Schieberegister (309) gespeicherten EIN/AUS-Zustände.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Schritte:

(k) Löschen des Inhalts des Schieberegisters (309); und

(l) Wiederholung der Schritte (i) bis (k) für jede Position des Druckkopfes (313) innerhalb der Zone des Dokuments.