EP0082799B1 - Treiberschaltung für Drucker, insbesondere für Matrixdrucker der Nadel- bzw. Hammerbauart - Google Patents

Treiberschaltung für Drucker, insbesondere für Matrixdrucker der Nadel- bzw. Hammerbauart Download PDF

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EP0082799B1
EP0082799B1 EP82730126A EP82730126A EP0082799B1 EP 0082799 B1 EP0082799 B1 EP 0082799B1 EP 82730126 A EP82730126 A EP 82730126A EP 82730126 A EP82730126 A EP 82730126A EP 0082799 B1 EP0082799 B1 EP 0082799B1
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EP
European Patent Office
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current
base
circuit arrangement
transistor
emitter
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EP82730126A
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EP0082799A3 (en
EP0082799A2 (de
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Manfred Ing. Grüner (grad.)
Bernd Dipl.-Ing. Gugel
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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Publication of EP0082799A3 publication Critical patent/EP0082799A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J9/00—Hammer-impression mechanisms
    • B41J9/44—Control for hammer-impression mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1883—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings by steepening leading and trailing edges of magnetisation pulse, e.g. printer drivers

Definitions

  • the invention relates to a driver circuit for printers, in particular for matrix printers of the needle or hammer type with a character generator generating pressure signals and start signals, wherein a pressure signal and a start signal at the signal input are linked by AND gates, and also each connected to the AND gates , monostable multivibrators, each having a timing element and the outputs of which are connected separately to the base of control transistors via control gates, the emitters of which are connected to the base of transistors via base resistors, the collector or their emitters being switchable at voltage levels and wherein the magnetic coil for the needle to be fired or for the hammer is provided on one of the transistors.
  • Driver circuits of this type are used in matrix printers in order to supply an electrical current pulse in a time-controlled manner to the pressure needles or pressure hammers provided with electromagnetic coils. Because of the current pulse, the printing needles or the printing hammers are fired and produce a dot print on the recording medium opposite them (e.g. a paper strip) via the ink ribbon, a large number of dot prints forming a character. After the printing needles or print hammers have been fired, the recording medium is advanced in the direction of its longitudinal extent, so that either a new line (line printer) or a new series of dots (serial printer) can be written.
  • the recording medium is advanced in the direction of its longitudinal extent, so that either a new line (line printer) or a new series of dots (serial printer) can be written.
  • a control circuit for print hammers has become known which, unlike the one described here, has no different voltage levels.
  • a pulse waveform determined in terms of size and duration is generated with a character pulse generator.
  • Toggle stages are connected upstream of the control circuit part for each of the electromagnetic coils.
  • the collector-emitter resistance of the transistors feeding the magnetic coils is influenced in a current-dependent manner by several transistor stages.
  • the invention has for its object to provide an advantageous circuit that counteracts excessive heating of the printhead or hammer bank. This should also apply to higher frequency ranges (such as the range of the cut-off frequency) in order to increase the service life of the elements exposed to heating and to save forced cooling.
  • the lower current spike causes less heating of the components and enables the cutoff frequency of the mechanical system of the printing needles or the printing hammers to be reached during the printing work. Forced cooling of the print head or hammer bank can be dispensed with. After reaching the point in time at which one of two voltage levels is sufficient to maintain the current through the magnetic coil, one of the voltage levels is switched off.
  • a residual current remaining in the magnetic coil from a previous pressure pulse can be detected by the current limiting circuit. This measure means that the current in the magnetic coil does not exceed the predetermined value due to the current limitation, even if there is still a residual current from the previous switch-on, which would make the current increase faster.
  • the current limiting circuit with the exception of the magnetic coil, and the components of the voltage stage circuit are arranged on a printed circuit board which is arranged at a distance from the wire print head or at a distance from the hammer bank of the matrix printer.
  • a heating due to the current heat in the reference resistor can thus be easily dissipated via the intended cooling of the housing of the printer, without affecting the sensitive components of the needle printhead or the hammer bank.
  • the pressure pulse 1a for a needle or a hammer is fed via line 1 in the AND gate circuit, consisting of gates G1 and G2, to input 13 of gate G1, line 1 via line 2 with input 9 of the gate G2 is connected.
  • the start signal 3a is input via line 4 to input 10 of gate G2, the link being made via line 5 to input 12 of gate G1.
  • the two gates G1 and G2 each start the signals at the same time.
  • the pressure pulse 1a and the start signal 3a are supplied to the monostable multivibrators T1 and T2, for which purpose the gate G1 is connected at the output 11 to the input 14 of the multivibrator T1 and the gate G2 is located at the output 8 with the input 15 of the multivibrator T2.
  • the timing elements R1 / C1 and R2 / C2 integrated in the flip-flops T1 and T2 are connected to the supply voltage for the flip-flops T1 and T2 with their supply lines 16 and 17, respectively, and are connected to the inputs 6a, 7a (flip-flops T1) and 6, 7 (flip-flop T2) switched.
  • Inputs B and C1 are each connected to a fixed voltage (e.g. 5 volts).
  • the Q-dash outputs are not connected.
  • the control gates G3 and G4 (designed as negation modules) are connected to the outputs Q of the flip-flops T1 and T2 in order to adapt the preceding 5-volt logic to the subsequent operating voltage.
  • the control gates G3 and G4 represent an "open collector circuit", which means that the collector circuit is open in a transistor stage.
  • the collector of this output transistor is connected to the operating voltage via the resistor R1 connected outside the IC.
  • the output signal of the "open collector circuit” then shows an "activ-low behavior", i. H. only in the case of the gate, the output of which emits a signal, does the output transistor become live, and as a result the point in question is set to ground potential.
  • the outputs Q of the flip-flops T1 and T2 generate the signals corresponding to the respective length of time designated 18 and 19 (the signal 18 is longer than the signal 19).
  • the inputs 20 and 21 of these control gates G3 and G4 are connected.
  • the series resistors R3 and R4 for the base voltage of the drive transistors T3 and T4 are located at the outputs 22 and 23.
  • the collector 24 of the drive transistor T3 and the collector 25 of the drive transistor T4 are connected to the positive mains voltage + U network (of, for example, plus 18 volts), which is supplied through the phase line 26.
  • the base of the drive transistor T3 or the base for the drive transistor T4 is stabilized to the desired base voltage via the voltage divider resistors R5 and R6, respectively.
  • the emitter 27 is connected via the series resistor R7 to the base of the driver transistor T5 and the emitter 28 via the series resistor R8 to the base of the switching transistor T6 (of the NPN transistor type).
  • the base and emitter 29 of the switching transistor T6 are also present via the voltage divider resistor R9 at an operating voltage minus U-network (of, for example, minus 36 volts) which is negative compared to the basic potential 30.
  • the collector 31 of the switching transistor T6 and the collector 32 of the driver transistor T5 are connected to the positive operating voltage potential (i.e. to plus 18 volts, for example).
  • the reference resistor R10 is switched on between the collector 31 and the emitter 33 and a diode V2 is connected between the latter and the collector 31 of the switching transistor T6, which diode is connected to the base potential 30.
  • the Zener diode V1 is connected to the collector 31 of the switching transistor T6 or to the reference resistor R10 and the diode V2.
  • the Zener diode V1 and the reference resistor R10 together form a current limiting circuit, the reference resistor R10 being connected to the emitter 33 of the driver transistor T5 and the Zener diode V1 lying in parallel with the reference resistor-emitter path.
  • both gates G3 and G4 are opened, whereby the drive transistors T3 and T4 are turned on.
  • a current flows during this period from the positive potential (plus 18 volts) via the line 26 and the drive transistor T4, the series resistor R8 to the base of the switching transistor T6 and the voltage divider resistor R9 to the negative potential (minus 36 volts) and via the drive transistor T3 and the series resistor R7 to the base of the driver transistor T5, so that the current rise in the driver solenoid L begins under increased voltage (54 volts).
  • this steep current increase within the time t1 is shown by the edge 35.
  • a current also flows in the through-connected driver transistor T5 and in the switching transistor T6.
  • the current that rises here is limited by the Zener diode V1 and by the reference resistor R10, so that the current remains very exactly the same for a time period 35 (FIG. 2), the operating voltage after reaching the time value t3 to a lower value (plus 18 Volts) is switched. In this period of time, therefore, only a current flows from the positive potential (plus 18 volts) through the driver magnet coil L1 via the driver transistor T5 and the reference resistor R10 through the diode V2 to the basic potential 30.
  • the pressure pulse 1a drops after the predetermined time t2 and the current intensity drops according to the edge 37 (FIG. 2) to zero.
  • the next pressure pulse 1 a can now be initiated.
  • the pressure pulses take up a time t2 of approximately 200 msec, the time segment t1 for the rising current in the electromagnetic coil L1 being approximately 100 msec.
  • the outer curve 38 forms a current profile without current limitation with residual energy and the inner profile of the current curve 39 forms the current profile theoretically to be achieved without current limitation and without residual energy.
  • the current curve in FIG. 3 results in a significantly lower energy loss (characterized by the hatching there) than the area (also hatched) shown in FIG. 4 according to the current curve without current limitation with residual energy of the driver magnet coil L1.
  • the current in the driver solenoid L1 does not exceed the predetermined value due to the current limitation, even if residual energy from the previous energization is still stored, which would make the current increase faster.
  • FIGS. 3 and 4 consequently does not result in a significantly higher power loss in the driver magnet coil L in comparison to an energization without current limitation according to FIG. 4.
  • the hatched areas in FIGS. 3 and 4 represent the power loss within the Components are converted into heat and a portion of which can also lead to the heating of the transistors.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltung für Drucker, insbesondere für Matrixdrucker der Nadel- bzw. Hammerbauart mit einem Drucksignale und Startsignale erzeugenden Zeichengenerator, wobei jeweils ein Drucksignal und ein Startsignal am Signaleingang durch UND-Gatter verknüpft sind, ferner mit jeweils an die UND-Gatter angeschlossene, monostabile Kippstufen, die jeweils ein Zeitglied aufweisen und deren Ausgänge über Ansteuer-Gatter separat mit der Basis von Ansteuer-Transistoren verbunden sind, deren Emitter über Basiswiderstände jeweils an der Basis von Transistoren liegen, wobei deren Kollektor bzw. deren Emitter an Spannungsstufen schaltbar sind und wobei an einem der Transistoren die Magnetspule für die abzuschießende Nadel bzw. für den Hammer vorgesehen ist.
  • Derartige Treiberschaltungen, wie sie aus der DE-B-2 515 124 bekannt sind, gelangen in Matrixdruckern zur Anwendung, um den mittels Elektromagnetspulen versehenen Drucknadeln oder Druckhämmern einen elektrischen Stromimpuls zeitgesteuert zuzuführen. Aufgrund des Stromimpulses werden die Drucknadeln oder die Druckhämmer abgeschossen und erzeugen auf dem ihnen gegenüberliegenden Aufzeichnungsträger (z. B. einem Papierstreifen) über das Farbband einen Punktabdruck, wobei eine große Anzahl von Punktabdrucken ein Schriftzeichen bilden. Nach dem Abschießen der Drucknadeln oder Druckhämmer wird der Aufzeichnungsträger in Richtung seiner-Längserstreckung vorgeschoben, so daß entweder eine neue Zeile (Zeilendrucker) oder eine neue Serie von Punkten (Seriendrucker) geschrieben werden können. Bei Seriendruckern ist es auch üblich, den Aufzeichnungsträger innerhalb der Zeichenhöhe, d. h. innerhalb der Zeile weiterzutransportieren. In jedem Fall ist zur Erzeugung einer hohen Zahl von Druckpunkten wichtig, eine Drucknadel oder einen Druckhammer nach einem erfolgten Abschießen sobald wie möglich erneut betätigen zu können. Diese Bestrebung stößt jedoch dann auf Schwierigkeiten, wenn die Drucknadel oder der Druckhammer etwa zeitgleich mit der Rückkehr in die Ausgangspostion bereits erneut abgeschossen werden soll. Die mögliche Anzahl von Abschieß-Impulsen einer Drucknadel oder eines Druckhammers pro Sekunde wid als Grenzfrequenz bezeichnet.
  • Im Schrifttum finden sich für Nadeldruckköpfe Angaben über Grenzfrequenzen von bis zu 2000 pro Sekunde. Die physikalischen Bedingungen beim Antreiben einer Drucknadel oder eines Druckhammers gestatten jedoch bei derartig hohen Frequenzen keineswegs, die der Elektromagnetspule zugeführte Energie vollständig in Bewegungsenergie für die Drucknadel oder für den Druckhammer umzusetzen. Vielmehr wird ein erheblicher Anteil dieser elektrischen Energie in Wärme umgewandelt, wodurch die Organe, die die Drucknadeln oder die Druckhämmer tragen, erwärmt werden und gleichzeitig ihre Umgebung mit erwärmen. Diese Erwärmung stellt nicht nur einen Energieverlust dar, sondern auch eine Beeinträchtigung aller innerhalb eines Druckkopfes oder einer Hammerbank befindlicheq Elemente (z. B. von elektronischen Bauteilen, wie Transistoren) und bedingt eine geringere Lebenszeit einzelner Elemente oder des ganzen Druckkopfes bzw. der ganzen Hammerbank. In einigen Fällen ist es auch unerläßlich, diese Verlustwärme durch besondere Maßnahmen, wie z. B. durch Zwangskühlung des Druckers, abzuführen, was jedoch den Aufwand an Konstruktionsteilen sowie die Störanfälligkeit erhöht und die Wartung des Druckers verteuert.
  • Aus der US-A-3 628 100 ist eine Steuerschalterung für Druckhämmer bekannt geworden, die abweichend von der hier beschriebenen keine verschiedenen Spannungsstufen aufweist. Bei der bekannten Schaltung wird mit einem Zeichenimpulsgenerator ein nach Größe und Dauer bestimmter Impulsverlauf erzeugt. Dem Steuerschaltungsteil für jede der Elektromagnetspulen sind Kippstufen vorgeschaltet. Um zwischen den Stromanstiegs-und Stromabfall-Phasen eine unerwünschte Stromspitze des Erregerstromes zu vermeiden, erfolgt eine durch mehrere Transistorstufen bewirkte stromabhängige Beeinflussung des Kollektor-Emitterwiederstandes der die Magnetspulen speisenden Transistoren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Schaltung anzugeben, die einer übermäßigen Erwärmung des Druckkopfes bzw. der Hammerbank entgegenwirkt. Dies soll auch für höhere Frequenzbereiche (wie z. B. den Bereich der Grenzfrequenz) gelten, um die Lebensdauer der der Erwärmung ausgesetzten Elemente zu erhöhen und eine Zwangskühlung einzusparen.
  • Die gestellte Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
  • Die geringere Stromspitze bewirkt eine geringere Erwärmung der Bauteile und ermöglicht, bei der Druckarbeit an die Grenzfrequenz des mechanischen Systems der Drucknadeln bzw. der Druckhämmer zu gehen. Von einer Zwangskühlung des Druckkopes bzw. der Hammerbank kann abgesehen werden. Nach Erreichen des Zeitpunktes, in welchem eine von zwei Spannungsstufen für die Aufrechterhaltung des Stromes durch die Magnetspule ausreicht, wird eine der Spannungsstufen abgeschaltet.
  • Nach einem weiteren Gedanken ist vorgesehen, daß durch die Strombegrenzungsschaltung ein in der Magnetspule aus einem vorhergegangenen Druckimpuls verbliebener Reststrom erfaßbar ist. Diese Maßnahme bedeutet, daß durch die Strombegrenzung der Strom in der Magnetspule den vorgegebenen Wert nicht überschreitet, auch wenn vom vorhergehenden Einschalten noch ein Reststrom vorhanden ist, der den Stromanstieg schneller erfolgen lassen würde.
  • Vorteilhaft ist ferner, daß die Strombegrenzungsschaltung mit Ausnahme der Magnetspule und die Bauteile der Spannungsstufen-Schaltung auf einer Leiterplatte angeordnet sind, die in Entfernung vom Nadeldruckkopf bzw. in Entfernung von der Hammerbank des Matrixdruckers angeordnet ist. Eine Erwärmung aufgrund der Stromwärme im Referenzwiderstand kann somit leicht über die vorgesehene Gehäusekühlung des Druckers abgeführt werden, ohne die empfindsamen Bauteile des Nadeldruckkopfes bzw. der Hammerbank zu beeinträchtigen.
  • Ein Ausführungsbeipiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 einen Schaltplan für die erfindungsgemäße Treiberschaltung und
    • Fig. 2 das mit der Treiberschaltung erzielbare Stromverlaufsdiagramm in Abhängigkeit der Zeit.
    • Fig. 3 ein Stromverlaufsdiagramm in Abhängigkeit der Zeit in einer Gegenüberstellung von Strombegrenzung und Restenergie,
    • Fig. 4 ein Stromverlaufsdiagramm in Abhängigkeit der Zeit mit einer Gegenüberstellung von fehlender Strombegrenzung mit Restenergie und einem Stromverlaufsdiagramm ohne Strombegrenzung und ohne Restenergie.
  • Der Druckimpuls 1a für eine Nadel oder einen Hammer wird über die Leitung 1 in der UND-Gatter-Schaltung, bestehend aus den Gattern G1 und G2, dem Eingang 13 des Gatters G1 zugeführt, wobei die Leitung 1 über die Leitung 2 mit dem Eingang 9 des Gatters G2 verbunden ist. Gleichzeitig erfolgt die Eingabe des Startsignals 3a über die Leitung 4 auf den Eingang 10 des Gatters G2, wobei die Verknüpfung über die Leitung 5 mit dem Eingang 12 des Gatters G1 ausgeführt ist. Die beiden Gatter G1 und G2 starten die Signale jeweils zu einem gleichen Zeitpunkt. Der Druckimpuls 1a und das Startsignal 3a werden den monostabilen Kippstufen T1 und T2 zugeführt, wozu das Gatter G1 am Ausgang 11 mit dem Eingang 14 der Kippstufe T1 verbunden ist und das Gatter G2 am Ausgang 8 mit dem Eingang 15 der Kippstufe T2 liegt.
  • Die in die Kippstufen T1 und T2 integrierten Zeitglieder R1/C1 bzw. R2/C2 liegen mit ihrer Zuleitung 16 bzw. 17 jeweils an der Versorgungsspannung für die Kippstufen T1 bzw. T2 und sind an die Eingänge 6a,7a (Kippstufe T1) bzw. 6, 7 (Kippstufe T2) geschaltet.
  • Die Eingänge B und C1 (clear) liegen jeweils an einer festen Spannung (von z. B. 5 Volt). Die Ausgänge Q-Strich sind nicht beschaltet. An die Ausgänge Q der Kippstufen T1 und T2 sind die Ansteuergatter G3 bzw. G4 (als Negationsbausteine ausgeführt) geschaltet, um die Anpassung der vorausgehenden 5-Volt-Logik an die nachfolgende Betriebsspannung durchzuführen. Die Ansteuergatter G3 bzw. G4 stellen eine "open-collector-Schaltung" dar, was bedeutet, daß bei einer Transistorstufe der Kollektorkreis offen ist. Der Kollektor dieses Ausgangstransistors ist über den außerhalb des IC's angeschlossenen Widerstand R1 mit der Betriebsspannung verbunden. Das Ausgangssignal der "open-collector-Schaltung" zeigt dann ein "activ-low-Verhalten", d. h. nur bei dem Gatter, dessen Ausgang ein Signal abgibt, wird der Ausgangstransistor stromführend, und dadurch wird der betreffende Punkt auf Massepotential gelegt.
  • Die Ausgänge Q der Kippstufen T1 bzw. T2 erzeugen die mit 18 bzw. 19 bezeichneten Signale entsprechender Zeitlänge (das Signal 18 ist zeitlänger als das Signal 19).
  • Weiterhin sind die Eingänge 20 und 21 dieser Ansteuergatter G3 bzw. G4 beschaltet. An den Ausgängen 22 und 23 liegen die Vorwiderstände R3 bzw. R4 für die Basisspannung der Ansteuertransistoren T3 bzw. T4. Der Kollektor 24 des Ansteuertransistors T3 und der Kollektor 25 des Ansteuertransistors T4 liegen an der positiven Netzspannung + U-Netz (von z. B. plus 18 Volt), die durch die Phasenleitung 26 zugeführt wird. Die Basis des Ansteuertransistors T3 bzw. die Basis für den Ansteuertransistor T4 wird jeweils über die Spannungsteiler-Widerstände R5 bzw. R6 auf die gewünschte Basisspannung stabilisiert. Der Emitter 27 ist über den Vorwiderstand R7 an die Basis des Treibertransistors T5 und der Emitter 28 über den Vorwiderstand R8 an die Basis des Schalttransistors T6 (vom Typ NPN-Transistor) geschaltet. Basis und Emitter 29 des Schalttransistors T6 liegen außerdem über den Spannungsteiler-Widerstand R9 an einer gegenüber dem Grundpotential 30 negativen Betriebsspannung minus U-Netz (von z. B. minus 36 Volt) an.
  • Der Kollektor 31 des Schalttransistors T6 bzw. der Kollektor 32 des Treibertransistors T5 sind an das positive Betriebsspannungspotential (d. h. z. B. an plus 18 Volt) gelegt. Hierbei ist zwischen dem Kollektor 31 und dem Emitter 33 der Referenzwiderstand R10 eingeschaltet und zwischen diesen und dem Kollektor 31 des Schalttransistors T6 eine Diode V2 geschaltet, die mit dem Grundpotential 30 verbunden ist. Außerdem ist an den Kollektor 31 des Schalttransistors T6 bzw. an den Referenzwiderstand R10 und die Diode V2 die Zenerdiode V1 geschaltet. Die Zenerdiode V1 und der Referenzwiderstand R10 bilden zusammen eine Strombegrenzungsschaltung, wobei der Referenzwiderstand R10 an den Emitter 33 des Treibertransistors T5 geschaltet ist und die Zenerdiode V1 parallel zur Referenzwiderstand-Emitter-Strecke liegt.
  • Zu Beginn eines Zyklus', in dem eine Nadel oder ein Hammer abgeschossen wird, sind beide Gatter G3 und G4 aufgesteuert, wodurch die Ansteuertransistoren T3 und T4 durchgeschaltet werden. In diesem Zeitabschnitt fließt ein Strom vom positiven Potential (plus 18 Volt) über die Leitung 26 und den Ansteuertransistor T4, den Vorwiderstand R8 zur Basis des Schalttransistors T6 und den Spannungsteiler-Widerstand R9 zum negativen Potential (minus 36 Volt) sowie über den Ansteuertransistor T3 und den Vorwiderstand R7 zur Basis des Treiber-Transistors T5, so daß der Stromanstieg in der Treiber-Magnetspule L unter erhöhter Spannung (54 Volt) beginnt. In Fig. 2 ist dieser steile Stromanstieg innerhalb der Zeit t1 durch die Flanke 35 dargestellt. Damit fließt auch ein Strom in dem durchgeschalteten Treibertransistor T5 und in dem Schalttransistor T6. Der hierbei ansteigende Strom wird jedoch durch die Zenerdiode V1 und durch den Referenzwiderstand R10 begrenzt, so daß der Strom für einen Zeitabschnitt 35 sehr exakt gleich bleibt (Fig. 2), wobei die Betriebsspannung nach Erreichen des Zeitwerts t3 auf einen niedrigeren Wert (plus 18 Volt) geschaltet wird. In diesem Zeitabschnitt fließt daher nur noch ein Strom vom positiven Potential (plus 18 Volt) durch die Treiber-Magnetspule L1 über den Treibertransistor T5 und den Referenzwiderstand R10 durch die Diode V2 nach dem Grundpotential 30. Der Druckimpuls 1a fällt nach der vorbestimmten Zeit t2 ab und die Stromstärke sinkt entsprechend der Flanke 37 (Fig. 2) bis auf Null ab. Nunmehr kann bereits der nächste Druckimpuls 1a eingeleitet werden. Die Druckimpulse nehmen in einem praktischen Ausführungsbeispiel eine Zeit t2 von ca. 200 msec ein, wobei der Zeitabschnitt t1 für den ansteigenden Strom in der Elektromagnetspule L1 ca. 100 msec beträgt.
  • In Fig. 3 ist der Stromverlauf an der ansteigenden Flanke 35 mit Strombegrenzung und mit von einem vorangegangenen Druckimpuls 1a zurückgebliebener Restenergie in der Treiber-Magnetspule L dargestellt. Die abfallende Flanke 37 ergibt sich durch die Strombegrenzung ohne Restenergie.
  • Gemäß Fig. 4 bildet die äußere Kurve 38 einen Stromverlauf ohne Strombegrenzung mit Restenergie und der innere Verlauf der Stromkurve 39 den theoretisch zu erzielenden Stromverlauf ohne Strombegrenzung und ohne Restenergie. Daran wird deutlich, daß die Stromverlaufskurve in Fig. 3 einen wesentlich geringeren Energieverlust (gekennzeichnet durch die dortige Schraffur) ergibt als die in Fig. 4 dargestellte (ebenfalls schraffierte) Fläche gemäß dem Stromverlauf ohne Strombegrenzung mit Restenergie der Treiber-Magnetspule L1. Demzufolge überschreitet aufgrund der Strombegrenzung der Strom in der Treiber-Magnetspule L1 den vorgegebenen Wert nicht, auch wenn vom vorhergehenden Bestromen noch Restenergie gespeichert ist, die den Stromanstieg schneller erfolgen lassen würde. Die in Fig. 3 schraffierte Fläche ergibt demzufolge keine wesentlich höhere Verlustleistung in der Treiber-Magnetspule L im Vergleich zu einer Bestromung ohne Strombegrenzung gemäß Fig. 4. Die jeweils schraffierten Flächen in den Fig. 3 und 4 stellen die Verlustleistung dar, die innerhalb der Bauteile in Wärme umgesetzt wird und von der ein Anteil auch zur Erwärmung der Transistoren führen kann.

Claims (3)

1. Treiberschaltung für Drucker, insbesondere für Matrixdrucker der Nadel- bzw. Hammerbauart, mit einem Drucksignale (1 a) und Startsignale (3a) erzeugenden Zeichengenerator, wobei jeweils ein Drucksignal und ein Startsignal am Signaleingang durch UND-Gatter (G1, G2) verknüpft sind, ferner mit jeweils an die UND-Gatter angeschlossene, monostabile Kippstufen (T1, T2), die jeweils ein Zeitglied (R1/C1 bzw. R2/C2) aufweisen und deren Ausgänge über Ansteuer-Gatter (G3, G4) separat mit der Basis von Ansteuer-Transistoren (T3, T4) verbunden sind, deren Emitter (27, 28) über Basiswiderstände (R7, R8) jeweils an der Basis von zwei Schalttransistoren (T5, T6) liegen, deren Kollektor-Emitterstrecken die Magnetspule (L1) für die abzuschießende Nadel bzw. den Hammer an verschiedene Spannungsstufen legen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strom in der Magnetspule (L1) nach der Stromanstiegsphase (t1) mittels einer Strombegrenzungsschaltung auf einer vorbestimmten Höhe gehalten wird, bevor er nach einer Zeit (t2) gleichbleibender Stromstärke abgeschaltet wird, derart, daß der Stromverlauf in der Magnetspule (L1) näherungsweise ein ungleichschenkliges Trapez (35, 36, 37) bildet, daß hierzu die Strombegrenzungsschaltung einen am Emitter (33) des einen Schalttransistors (T5) liegenden Referenzwiderstand (R10) und eine parallel zur Referenzwiderstand- und Basis-Emitter-Strecke liegende Zenerdiode (V1) aufweist, deren Anode an der Basis dieses Schalttransistors (T5) und deren Kathode am Referenzwiderstand (R10) liegt, daß die Kollektoren (24, 25) der Ansteuertransistoren (T3, T4) jeweils an einer positiven Netzspannung ( + U) liegen und daß der Emitter (27) des einen Ansteuertransistors (T3) über einen Vorwiderstand (R7) an die Basis des einen Schalttransistors (T5) und der Emitter (28) des anderen Ansteuertransistors (T4) über einen Vorwiderstand (R8) an die Basis des anderen Schalttransistors (T6) geschaltet ist.
2. Treiberschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Strombegrenzungsschaltung (V1, R10) ein in der Magnetspule (L1) aus einem vorhergegangenen Druckimpuls (1a) verbliebener Reststrom erfaßbar ist.
3. Treiberschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strombegrenzungsschaltung (V1, R10) mit Ausnahme der Magnetspule (L1) und die Bauteile der Spannungsstufen-Schaltung auf einer Leiterplatte angeordnet sind, die in Entfernung vom Nadeldruckkopf bzw. in Entfernung von der Hammerbank des Matrixdruckers angeordnet ist.
EP82730126A 1981-12-21 1982-09-27 Treiberschaltung für Drucker, insbesondere für Matrixdrucker der Nadel- bzw. Hammerbauart Expired EP0082799B1 (de)

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