EP0141404B1 - Verfahren und Anordnung zum Toleranzausgleich in Matrixdruckeinrichtungen - Google Patents
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- B41J19/20—Positive-feed character-spacing mechanisms
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Definitions
- the invention relates to a method for tolerance compensation in matrix printing devices according to the preamble of claim 1, and an arrangement for performing the method.
- Printheads from matrix printers are known to have printing elements, for example in the form of needles, which are arranged in one or more rows.
- the control of the individual printing elements with information contained in a character generator takes place in columns, i. H. after the printhead has moved a column distance, the printhead is fed a column or print cycle.
- the pressure cycle thus determines the time of actuation of the pressure elements. In this way, each character can be built up in a grid pattern on a record carrier.
- the printing operations take place while the print head is moving at a constant speed.
- the formation of the print cycles can take place by scanning a so-called printer carriage carrying the print head or the drive device driving it. Specifically, this is done in such a way that a scanning system coupled to the drive device, for example a scanning disk, is optoelectronically scanned, the scanning clocks thus formed being transmitted to a control clock generator, e.g. B. be supplied to a PLL circuit in which a so-called higher frequency control clock is formed. This is available to a pressure clock generator, which then generates the pressure clocks. Control and print cycles are only generated during the actual printing process, i. H. no imprint takes place during acceleration and deceleration of the printer carriage.
- a criterion formed at the beginning of the line e.g. B. is generated by the actuation of the so-called start of line contact.
- This criterion, e.g. B. is generated by closing the line start contact at the beginning of a print line, can be used to turn on the control clock so that it starts to work with a defined edge of the next sampling clock.
- the beginning of line criterion can be actuated in the immediate vicinity of a defined edge of the sampling clock. This means that the resulting switch-on criterion for the control clock occurs once shortly before the defined edge, another time shortly after the defined edge of the sampling clock. This leads to a shift in the control cycles and thus to a shift in the pressure cycles. As a result, the start of the printout can be delayed or premature by one period of the sampling clock. The result is an annoying print offset at the beginning of the line and a very uneasy typeface.
- a dot matrix printer in which a rotating printing roller provided with line-shaped projections and a selectively actuatable printing hammer is provided, it is known to set a common print start position to evaluate a pulse-free area after the falling flank of a print head position signal formed when the print head starts, whereby for Improving the typeface for each line before the start of the normal printing process, the number of print pulse pulses until the impulse-free area is reached and compared with the corresponding number of pulses of the previous line in order to be able to regulate a common print start position (FR-A-2514173) .
- Prerequisites for this are print cycle signals which are generated immediately in synchronization with the rotation of the print roller and which have a pulse area and a pulse-free area in each cycle.
- the object of the invention is to provide a tolerance compensation for matrix printing devices according to the generic term, with which such a pressure offset is avoided.
- the main advantage associated with the invention is that without additional mechanical adjustment devices for the signals triggering the process, namely for the sampling clock and / or for the criterion formed at the beginning of the line, a constant print start is always guaranteed.
- the sampling clock AT shown in line 1 has a constant frequency from time t0. In the example, only one clock period TA of the sampling clock AT is shown.
- Lines 2 to 7 in FIG. 1 show six different cases, each of which differs in that the criterion KS for the beginning of the line occurs at six different times t1 to t6. In the cases shown in lines 2 and 3 and in lines 6 and 7, for. B. the line contact is relatively close to that in this example actuated by the rising edge of the sampling clock AT at the edge defined at time t0.
- a shift in the times t1, t2 or t5, t6, which, as mentioned above, cannot occur in an influenceable manner, would lead to a shift in the start for the actual printing process by an entire period TA of the sampling clock AT.
- the time period between the occurrence of the first defined edge of the sampling clock pulse at time t0 and the occurrence of the line start criterion KS at times t1 to t6 is determined. These time periods are designated tm1 to tm6 in FIG. These time periods are compared with a value determined by two temporal threshold values ts1 and ts2. If the time period lies outside of these values, a waiting time tw is formed for the actual printing process after the first defined edge of the first sampling cycle, that is to say related to the time t0. H. the z. B. operations started by pressing the line contact are initiated delayed by the waiting time tw. This delay is shown in FIG. 1 by a dash-dotted line.
- the waiting time tw can advantageously correspond to approximately half the duration of the period of a sampling clock AT.
- the waiting times tw are formed in the cases of lines 2 and 3 and lines 6 and 7 in accordance with the example shown in FIG. 1.
- the evaluation of the actuation of the line contact is delayed by the waiting time tw. This ensures that a defined start for the print cycle generation is guaranteed for the subsequent printing processes. Such a delay does not occur in the cases shown in lines 4 and 5.
- the print cycle generation always begins at time t7, in the cases shown in lines 6 and 7 always begins at time t8.
- FIG.2 An embodiment of a circuit arrangement is shown in Fig.2.
- the example shows a printer carriage DR, which carries the actual print head DK with the printing elements.
- the printer carriage DR is moved back and forth in front of a recording medium P by means of a drive system M.
- the drive system M is assigned a scanning system AS, for example an optoelectronically scanned scanning disk, which outputs the scanning clocks AT.
- a control clock generator STG, a pressure clock generator DTG and counters Z1 and Z2 are provided to generate the pressure clocks DT. These units are controlled from a printer controller S.
- the measuring device MV consists of an evaluator ATB for the sampling clock AT, an evaluator KB for the criterion KS given at the beginning of the line, which is formed here by actuating the beginning of the line contact k. Furthermore, a time measuring device ZM and a delay device V are provided.
- the mode of operation of the arrangement is as follows.
- the measuring device MV is switched on via the control S.
- the criterion given by the counter Z1 is available, with which the position of the printer carriage DR is determined at the end of an acceleration phase. That can e.g. B. happen by counting the sampling clocks AT during the acceleration phase of the printer carriage DR.
- the first edge of the sampling clock AT determined thereby sets the time measuring device ZM in motion via the evaluator ATB. This is switched off when the criterion KS (actuation of the beginning of line contact k) has been recognized in the evaluator KB.
- a signal VS is emitted. If the signal VS is available, the delay circuit V is switched on and all subsequent processes which are initiated by the criterion KS formed when the line start contact k is actuated are delayed by the waiting time tw. This delay does not occur if the signal VS is not emitted.
- a so-called PLL circuit contains, depending on the sampling clocks AT, starting with the first rising edge of the sampling clock AT from time t7 or t8 in FIG. 1, a higher-frequency control clock ST is generated, from which the pressure clock DTG generates the actual pressure clocks DT forms.
- the control clock STG and the pressure clock DTG can be switched off at the end of a print line by counting the pressure clock DT in the counter Z2.
- the printer carriage DR is then braked and accelerated again after reversing the direction of movement.
- the pressure cycles DT for a pressure in the reverse direction are then generated again in the manner described.
Landscapes
- Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Toleranzausgleich in Matrixdruckeinrichtungen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
- Druckköpfe von Matrixdruckern weisen bekanntlich Druckelemente, beispielsweise in Form von Nadeln auf, die in einer oder in mehreren Reihen angeordnet sind. Die Ansteuerung der einzelnen Druckelemente mit einer in einem Zeichengenerator enthaltenen Information erfolgt jeweils spaltenweise, d. h. nach der Bewegung des Druckkopfes um einen Spaltenabstand wird dem Druckkopf ein Spalten- oder Drucktakt zugeführt. Der Drucktakt bestimmt somit den Zeitpunkt der Betätigung der Druckelemente. Auf diese Weise kann auf einem Aufzeichnungsträger jedes Zeichen rasterförmig aufgebaut werden.
- Die Druckvorgänge finden, wie allgemein bekannt, während der Bewegung des Druckkopfes mit konstanter Geschwindigkeit statt. Die Bildung der Drucktakte kann durch die Abtastung eines, den Druckkopf tragenden, sogenannten Druckerwagens bzw. der diesen antreibenden Antriebseinrichtung erfolgen. Im einzelnen geschieht das in der Weise, dass ein mit der Antriebseinrichtung gekoppeltes Abtastsystem, beispielsweise eine Abtastscheibe, optoelektronisch abgetastet wird, die dadurch gebildeten Abtasttakte einem Steuertaktgeber, z. B. einer PLL-Schaltung zugeführtwerden, in der ein sogenannter höherfrequenter Steuertakt gebildet wird. Dieser steht einem Drucktaktgeber zur Verfügung, der dann die Drucktakte erzeugt. Steuer- und Drucktakte werden jeweils nur während des eigentlichen Druckvorganges erzeugt, d. h. während der Beschleunigung und während des Abbremsens des Druckerwagens findet kein Abdruck statt. Zu diesem Zweck wird ein am Zeilenanfang gebildetes Kriterium, das z. B. durch die Betätigung des sogenannten Zeilenanfangskontaktes erzeugt wird, bewertet. Dieses Kriterium, das z. B. durch Schliessen des Zeilenanfangskontaktes am Beginn einer Druckzeile erzeugt wird, kann dazu ausgenützt werden, den Steuertaktgeber einzuschalten, so dass dieser mit einer definierten Flanke des nächsten Abtasttaktes zu arbeiten beginnt.
- Dabei tritt folgendes Problem auf. Bedingt durch nicht oder nur mit aussergewöhnlich grossem Aufwand vermeidbare Einflüsse des Abtastsystems (beispielsweise Riemendehnung, Toleranz der Abtastscheibe usw.) oder durch ein nicht absolut konstantes Arbeiten des Zeilenanfangskontaktes kann das Zeilenanfangskriterium zeitlich gesehen in unmittelbarer Nähe einer definierten Flanke des Abtasttaktes betätigt werden. Das bedeutet, dass das dadurch bedingte Einschaltkriterium für den Steuertaktgeber einmal kurz vor der definierten Flanke, ein anderes Mal kurz nach der definierten Flanke des Abtasttaktes auftritt. Das führt zu einer Verschiebung der Steuertakte und damit zur Verschiebung der Drucktakte. Der Beginn des Abdruckes kann dadurch um eine Periode des Abtasttaktes verspätet oder verfrüht erfolgen. Im Ergebnis führt das zu einem störenden Druckversatz am Zeilenanfang und zu einem sehr unruhigen Schriftbild.
- Für einen Punktrasterdrucker, bei dem eine mit linienförmigen Vorsprüngen versehene rotierende Druckwalze sowie ein selektiv betätigbarer Druckhammer vorgesehen ist, ist es zur Einstellung einer gemeinsamen Druckstartlage bekannt, einen impulsfreien Bereich nach der mit dem Start des Druckkopfes gebildeten abfallenden Flanke eines Druckkopfpositionssignales zu bewerten, wobei zur Verbesserung des Schriftbildes für jede Zeile vor Beginn des normalen Druckvorganges die Zahl der Drucktaktimpulse bis zum Erreichen des impulsfreien Bereiches gezählt und mit der entsprechenden Impulsanzahl der vorangehenden Zeile verglichen wird, um auf diese Weise eine gemeinsame Druckstartlage einregeln zu können (FR-A-2514173). Voraussetzung dafür sind Drucktaktsignale, die sofort synchron mit der Drehung der Druckwalze erzeugt werden und die in jedem Zyklus einen Impulsbereich und einen impulsfreien Bereich aufweisen. Diese Voraussetzungen sind bei Matrixdruckeinrichtungen, bei denen die Betätigung der Druckelemente unabhängig von der Bewegung der Druckwalze geschieht, nicht gegeben.
- Aufgabe der Erfindung ist es, für Matrixdruckeinrichtungen gemäss dem Gattungsbegriff einen Toleranzausgleich anzugeben, mit dem ein solcher Druckversatz vermieden wird.
- Diese Aufgabe wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Der wesentliche, mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht darin, dass ohne zusätzliche mechanische Abgleichsvorrichtungen für die den Vorgang auslösenden Signale, nämlich für den Abtasttakt und/oder für das am Zeilenanfang gebildete Kriterium immer ein gleichmässiger Druckstart gewährleistet ist.
- Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Dort zeigen:
- Fig. eine Taktfolge mit den wesentlichen, zum Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten und
- Fig.2 ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung.
- Für die Darstellung in Fig. 1 wird angenommen, dass zum Zeitpunkt t0 der Druckerwagen die für den Druckvorgang erforderliche Geschwindigkeit erreicht hat. Der in Zeile 1 dargestellte Abtasttakt AT hat ab dem Zeitpunkt t0 eine konstante Frequenz. Im Beispiel ist lediglich eine Taktperiode TA des Abtasttaktes AT dargestellt. Die Zeilen 2 bis 7 in Fig. 1 zeigen sechs verschiedene Fälle, die sich jeweils dadurch unterscheiden, dass das Kriterium KS für den Zeilenanfang zu sechs verschiedenen Zeitpunkten t1 bis t6 auftritt. In den in den Zeilen 2 und 3 sowie in den Zeilen 6 und 7 dargestellten Fällen wird z. B. der Zeilenanfangskontakt jeweils relativ nahe an der in diesem Beispiel durch die ansteigende Flanke des Abtasttaktes AT zum Zeitpunkt t0 definierten Flanke betätigt. Eine Verschiebung der Zeitpunkte t1, t2 bzw. t5, t6, die wie oben erwähnt nicht beeinflussbar auftreten kann, würde zu einer Verschiebung des Starts für den eigentlichen Druckvorgang um jeweils eine ganze Periode TA des Abtasttaktes AT führen.
- Mit dem erfindungsgemäss durchgeführten Messvorgang vor dem eigentlichen Druckvorgang wird die Zeitdauer zwischen dem Auftreten der ersten definierten Flanke des Abtasttaktes zum Zeitpunkt t0 und dem Auftreten des Zeilenanfangskriteriums KS zu den Zeitpunkten t1 bis t6 ermittelt. In Fig. sind diese Zeitdauern mit tm1 bis tm6 bezeichnet. Diese Zeitdauern werden mit einem durch zwei zeitliche Schwellwerte ts1 und ts2 bestimmten Wert verglichen. Liegt die Zeitdauer ausserhalb dieser Werte, so wird für den späteren eigentlichen Druckvorgang jeweils nach der ersten definierten Flanke des ersten Abtasttaktes, also bezogen auf den Zeitpunkt t0, eine Wartezeit tw gebildet, d. h. die z. B. durch die Betätigung des Zeilenanfangskontaktes gestarteten Vorgänge werden um die Wartezeit tw verzögert eingeleitet. In Fig. ist diese Verzögerung durch eine strichpunktierte Linie dargestellt.
- Für den praktischen Einsatz ist es vorteilhaft, für die Messzeit tm einen Schwellwert festzulegen, der in etwa ein Viertel bzw. drei Viertel der Dauer einer Periode TA eines Abtasttaktes AT entspricht. Die Wartezeit tw kann vorteilhafterweise etwa einer halben Dauer der Periode eines Abtasttaktes AT entsprechen. Unter Zugrundelegung dieser Festlegungen werden gemäss dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel in den Fällen der Zeilen 2 und 3 sowie der Zeilen 6 und 7 jeweils die Wartezeiten tw gebildet. Für alle nach einem solchen Messvorgang stattfindenden Vorgänge wird somit die Bewertung der Betätigung des Zeilenanfangskontaktes jeweils um die Wartezeit tw verzögert wirksam. Damit ist sichergestellt, dass für die nachfolgenden Druckvorgänge jeweils ein definierter Start für die Drucktakterzeugung gewährleistet ist. In den in den Zeilen 4 und 5 dargestellten Fällen unterbleibt eine solche Verzögerung. Praktisch wird also in den in den Zeilen 2 bis 5 dargestellten Fällen die Drucktakterzeugung stets zum Zeitpunkt t7, in den in den Zeilen 6 und 7 dargestellten Fällen stets zum Zeitpunkt t8 beginnen.
- Ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung ist in Fig.2 dargestellt. Das Beispiel zeigt einen Druckerwagen DR, der den eigentlichen Druckkopf DK mit den Druckelementen trägt. Der Druckerwagen DR wird mittels eines Antriebssystems M in Zeilenrichtung vor einem Aufzeichnungsträger P hin und her bewegt. Dem Antriebssystem M ist ein Abtastsystem AS, beispielsweise eine optoelektronisch abgetastete Abtastscheibe, zugeordnet, das die Abtasttakte AT abgibt. Zur Erzeugung der Drucktakte DT ist ein Steuertaktgeber STG, ein Drucktaktgeber DTG sowie Zähler Z1 und Z2 vorgesehen. Die Steuerung dieser Aggregate erfolgt von einer Druckersteuerung S aus. Die Messvorrichtung MV besteht aus einem Bewerter ATB für die Abtasttakte AT, einem Bewerter KB für das am Zeilenanfang abgegebene Kriterium KS, das hier durch Betätigung des Zeilenanfangskontaktes k gebildet wird. Weiter ist eine Zeitmessvorrichtung ZM und eine Verzögerungseinrichtung V vorgesehen. Die Wirkungsweise der Anordnung ist im einzelnen folgende.
- Vor dem Start eines Druckvorganges wird über die Steuerung S die Messvorrichtung MV eingeschaltet. In diesem Falle steht das vom Zähler Z1 abgegebene Kriterium zur Verfügung, mit dem die Stellung des Druckerwagens DR am Ende einer Beschleunigungsphase bestimmt ist. Das kann z. B. durch Abzählen der Abtasttakte AT während der Beschleunigungsphase des Druckerwagens DR geschehen. Die erste Flanke des dadurch bestimmten Abtasttaktes AT (Zeitpunkt t0 in Fig.1, Zeile 1), setzt über den Bewerter ATB die Zeitmessvorrichtung ZM in Gang. Diese wird abgeschaltet, wenn im Bewerter KB das Kriterium KS (Betätigung des Zeilenanfangskontaktes k) erkannt wurde. Abhängig davon, ob die gemessene Zeitdauer tm unterhalb des ersten zeitlichen Schwellwertes ist oder oberhalb des zweiten zeitlichen Schwellwertes ts2 liegt, im Beispiel also kleiner oder grösser ein Viertel TA bzw. kleiner oder grösser drei Viertel TA ist, wird ein Signal VS abgegeben. Steht das Signal VS zur Verfügung, so wird die Verzögerungsschaltung V eingeschaltet und alle anschliessenden Vorgänge, die durch das bei Betätigung des Zeilenanfangskontaktes k gebildeten Kriterium KS eingeleitet werden, werden um die Wartezeit tw verzögert. Diese Verzögerung unterbleibt, wenn das Signal VS nicht abgegeben wird.
- Wenn nun anschliessend an einem Messvorgang die Druckvorgänge abgewickelt werden, so wird bei jedem Zeilenanfang entweder die Verzö-gerung tw berücksichtigt (Fig.1, Zeilen 2 und 3 bzw. Zeilen 6 und 7) oder nicht berücksichtigt (Fig. 1, Zeilen 4 und 5). Obwohl die Erzeugung des Drucktaktes nicht mehr Gegenstand der Erfindung ist, wird kurz darauf eingegangen. Abhängig vom Eintreffen des Kriteriums KS (Betätigung des Zeilenanfangskontaktes k) wird im Steuertaktgeber STG, der beispielsweise u. a. eine sogenannte PLL-Schaltung enthält, abhängig von den Abtasttakten AT, und zwar beginnend mit der ersten ansteigenden Flanke des Abtasttaktes AT ab dem Zeitpunkt t7 bzw. t8 in Fig. 1, ein höherfrequenter Steuertakt ST erzeugt, aus dem der Drucktaktgeber DTG die eigentlichen Drucktakte DT bildet. Die Abschaltung des Steuertaktgebers STG und des Drucktaktgebers DTG am Ende einer Druckzeile kann durch Abzählungen der Drucktakte DT im Zähler Z2 geschehen. Der Druckerwagen DR wird dann abgebremst und nach Umkehr der Bewegungsrichtung erneut beschleunigt. Anschliessend werden wieder die Drucktakte DT für einen Druck in Rückwärtsrichtung in der beschriebenen Weise erzeugt.
- Der beschriebene Messvorgang und die dabei bestimmte Festsetzung einer Wartezeit findet jeweils in einem einzigen Durchlauf vor dem Druckvorgang statt, erfordert also keinen spürbaren Zeitaufwand.
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