DE2715258A1

DE2715258A1 - Serien-zeilendrucker

Info

Publication number: DE2715258A1
Application number: DE19772715258
Authority: DE
Inventors: Hi Dong Chai; Joseph Paul Pawletko
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-04-13
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1977-10-27
Also published as: AR214070A1; GB1525375A; JPS52126309A; BR7702314A; DE2715258C2; FR2348059A1; IT1115711B; FR2348059B1; US4044881A; CA1075631A

Description

Böblingen, 5. April 1977 ker-sr 2715258

Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10 504, USA

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenz. der Anmelderin:

Docket EN 976 013

Vertreter:

P atentanwalt

Dipl.-Ing. G. B R ü G E L 7030 BÖBLINGEN, Sindelfinger Str. 49

Bezeichnung:

Serien—Zeilendrucker

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Serien-Zeilendrucker entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Drucker dieser Bauart, bei denen ein Druckmechanismus entlang einer Zeile relativ zum zu bedruckenden Medium bewegt wird, sind seit langem bekannt. Der Druckmechanismus kann dabei in verschiedenen Formen ausgeführt sein, so z.B. als Typenrad, Scheibe, Kugel oder Zylinder (die entweder ganze Buchstaben oder andere Datensymbole in den Druckpositionen einer Zeile auf das zu beschriftende Medium aufbringen) oder mit einem oder mehreren Drähten, Elektroden, Farbdüsen oder anderen Markierungsmitteln (die Zeichen als Gruppen von Punkten oder anderen Markierungen zusammensetzen). Der Druck kann dabei entweder fliegend oder mit zeitweilig stillgesetztem Druckmechanismus erfolgen und des weiteren während der Bewegung des Druckmechanismus entweder nur in einer oder auch in beiden Richtungen. Unabhängig von der Ausführung des verwendeten Druckmechanismus und von der Art des Drückens ist es jedoch unabdingbar, daß die Seitwärtsbewegung des Druckmechanismus sehr präzise zu erfolgen hat, um die einzelnen Drucke an präzisen Stellen erfolgen zu lassen, wenn ein qualifiziertes Drucken mit ausreichender Lesbarkeit erzielt werden soll.

Der Druckmechanismus wird dazu bereits seit langem auf einem Läufer montiert, der entlang einer waagerechten Stange oder Führung bewegbar ist, wobei der Läufer mit dem Druckmechanismus schrittweise rückbar ist. Ein allgemein bekannter mechanischer Antrieb besteht aus einem Elektromotor, der über ein Getriebe, über Antriebsriemen, Schnecken oder etwas ähnliches mit dem Druckmechanismus oder dessen Läufer verbunden ist. Dazu mögen als Beispiele die US-PS 3 882 988 und 3 985 436 genannt sein. Der Antriebsmotor wird dabei durch Schaltkreise

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gesteuert, die seine Bewegung und Richtung zwecks erwünschtem Druckmechanismustransports bestimmen. Solche Mechanismen sind zuweilen relativ komplex und aufwendig und weisen gewisse Unstimmigkeiten wie Schlupf und Spiel auf. Solche Unstimmigkeiten können Positionierungsfehler verursachen, die die Druckqualität beeinflussen. Die Größe solcher Fehler nimmt mit der Gebrauchsdauer aufgrund von Abnutzungen zu und erfordert Wartungen und Einstellungen zur Gewährleistung der gewünschten Genauigkeit.

Es wurde zur Vermeidung der Schlupf- und Abnutzungsprobleme von Getrieben, Riemen und Schnecken bereits die Verwendung eines elektrischen Linearmotors vorgeschlagen, der im wesentlichen aus einer Stange hochpermeablen magnetischen Materials besteht, die durch einen Solenoiden verläuft, der direkt mit dem Druckmechanismusläufer verbunden ist. Beispiele solcher Anordnungen sind in den US-PS 3 618 514, 3 688 035 und 3 867 675 enthalten. In diesen Patentschriften sind die Linearmotoren als solche des sogenannten Lorenz-Typs ausgebildet, die keine natürlichen Arretierungen aufweisen und deren Energieübertragungseigenschaften relativ schwach sind. Somit müssen die durch solche Motoren angetriebenen Druckmechanismen relativ leicht sein, wobei die Positionierung und Bewegung schwer mit der erforderlichen Präzision durchführbar 1st.

Es ist überdies bei Serien-Zeilendruckern bekannt, Signalgeneratoren in Form eines Teils des Druckersteuerungsmechanismus und/oder des Druckbewegungsmechanismus zu verwenden. Übliche Signalgeneratoren für diesen Zweck enthalten ein sich entlang der Druckzeile erstreckendes Gitter oder ein Codierungsrad, das mit dem Antriebsmotor verbunden ist. Dabei muß die Anordnung des Gitters bzw. des Codierungsrades in bezug auf die Druckpositionen der Druckzeile immer sehr sorgfälig durchige führt werden.

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Die Aufgabe der Erfindung 1st die Schaffung eines verbessert geführten Druckmechanismus mit einem ebenfalls verbesserten Antrieb; eine hohe Präzision bezüglich der Bewegung und der Positionierung des Druckmechanismus soll dabei erzielbar sein; der Antriebsmechanismus für den Druckmechanismus soll dabei relativ einfach ausgebildet, leicht einstellbar und wenig wartungsaufwendig sein; des weiteren soll dazu eine relativ einfache Anordnung zur Abgabe von Steuerimpulsen zum Betrieb des Zeilendruckers möglich sein.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den UnteranSprüchen beschrieben.

Die in der Aufgabenstellung vorbezeichneten Punkte werden entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einem Seriendrucker lösbar, bei dem der Antrieb des Druckmechanismus mit einem Linearschrittmotor erfolgt; vorzugsweise mit einem solchen mit unterschiedlichen magnetischen Widerstandsverhältnissen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein Ständer in bezug zur Druckzeile fest angeordnet und der Läufer des Druckmechanismus, der auch den Anker des Motors umfaßt, bewegt sich auf dem Ständer. Dieser Ständer weist eine magnetische Struktur auf mit gleichabständigen Zähnen, die in Richtung der Läuferbewegung verlaufen. Die Zähne des Ständers haben eine Teilung, die proportional zu den Abständen der Druckpositonen ist. Da der Linearschrittmotor das natürliche Vermögen des Einrastens aufweist, ist die Positionierung des Läufers und die Gesamtbewegungssteuerung sehr präzise in bezug auf die Druckpositionen durchzuführen, da die Abstände der Zähne sehr genau ausführbar sind und der Ständer leicht zur Führung des Läufers montierbar ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zur Erzielung einer

genauen Bewegungssteueruna des Druckmeqhanismus umfaßt die EN 976 013

Verwendung der Ständerzähne als Mittel zur Erzeugung von Steuersignalen. Dazu sind Abfühler für die Bewegung des Läufers vorkehrbar. Diese Abfühler sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie den Unterschied zwischen Zahnoberfläche und Zahnlücke bei der Erzeugung von Steuersignalen benutzen können, die die jeweilige Position bzw. die Bewegung des Läufers markieren. Die Erzeugung von Steuersignalen unter Abfühlung der Ständerzähne vermeidet die Notwendigkeit eines Gitters oder eines Codierungsrades und die damit zusammenhängenden Probleme. Da die Zähne des Ständers in Abständen proportional zu den Abständen der Druckpositionen auf der Druckzeile angeordnet sind, läßt sich ein präzises Drucken bei einem Minimum von Aufwand und Wartung erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Fig. 1 zeigt die perspektivische Ansicht eines

Zeilendruckers entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den

Läufer und den Ständer des Druckers gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Läufers und Ständers gemäß Fig. 2.

Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, das die ■ Anordnung der Abfühler für die Ständer-

j zähne zur Antriebssteuerung darstellt.

I '

j Fig. 5 ist ein Zeitschaubild zur Erläuterung der

j durch die Abfühler gemäß Fig. 4 erzeugbaren

Signale.

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ΧΓΤ3

Fig. 6

ψ
JO

zeigt eine Schaltungsanordnung für die Steuerung des Druckers gemäß Fig. 1.

Fig. 7

Fign. 8 bis 10

ist ein Zeitschaubild zur Erläuterung der Funktionen dieser Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6.

zeigen verschiedenartige Abfühler zur Erzeugung von Impulsen mittels der Ständerzähne entsprechend der vorliegenden Erfindung .

Entsprechend den Fign. 1 bis 3 enthält der betrachtete Serien-Zeilendrucker eine Schreibwalze 10, über die Papier als zu bedruckendes Medium 11 läuft. Ein Druckmechanismus 12 ist auf einem bewegbaren Läufer 13 befestigt, der während des Druckes von Zeichen, Symbolen oder anderen Datenmarkierungen entlang des Papiers bewegbar ist. Wie bereits angeschnitten wurde, kann der Druckmechanismus 12 irgend eine bekannte Form aufweisen, wie z.B. eine drehbare Scheibe mit einem Druckhammer, der die Typenelemente auf das Papier schleudert; er kann jedoch auch in Form eines Schreibkopfes ausgebildet sein mit einer Farbdüse oder einem Drahtdrucker, mittels dessen die Zeichen und Datensymbole in Punktmatrixform aufgebracht werden. Die spezielle Ausbildung des Druckmechanismus ist nicht ¹TeU der vorliegenden Erfindung und soll deshalb nicht näher betrachtet werden.

Nach der Erfindung ist der Ständer 14 auf gegenüberliegenden Seiten zwischen Halteplatten 15 und 16 oder ähnlichem fixiert, um somit eine Führung und Halterung des Läufers 13 zu gewährleisten. Der Ständer 14 enthält eine Schichtung magnetischer Lamellen 17, die fest zwischen äußeren Schienenstücken 18 und 19 angeordnet sind. Die obere und intere Fläche der Lamellen 17 sind mit gleichabständigen pa-

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rallelen Auskehlungen 20 versehen, die sich längs der Achse des Ständers 14 erstrecken. Zähne 21, die sich zwischen den Auskehlungen 20 erheben, weisen vorzugsweise gleiche Breite und Zahnteilung auf unter Vorkehrung einer variierenden magnetischen WiderstandsStruktur. Die Auskehlungen 20 und die Abstände zwischen den Schienenstücken 18 und 19 werden vorzugsweise mit einem Füllmaterial 22 ausgefüllt, um die Ansammlung von Schmutz und Feuchtigkeit auf dem Ständer 14 zu verhüten.

Der Läufer 13 enthält zwei Seitenrahmen 24 und 25 und zwei obere Rollenanordnungen 26 und 27 zwecks Führung über den oberen Rand der Schienenstücke 18 und 19. Eine dritte Rollenanordnung 28 wird ebenfalls zwischen den Seitenrahmen 24 und 25 gehalten und hält Fühlung mit dem unteren Rand der Schienenstücke 18 und 19.

Der Läufer 13 trägt des weiteren den mit den magnetischen Lamellen 17 des Ständers 14 zusammenwirkenden Ankerteil des Linearschrittmotors. Der Anker kann verschiedenartig ausgebildet sein, vorzugsweise jedoch in Form magnetischer E-Kerne 29 und 30, die sich entlang beider Seiten des Ständers 14 bewegen. Die E-Schenkel 31 bis 36 enden in Polflächen mit parallelen Auskehlungen 37, welche ihrerseits Zähne 38 stehen lassen. Wicklungen 39 sind auf den Ε-Schenkeln aufgebracht. Die Erregungsströme werden für diese Wicklungen über ein flexibles Flachkabel 40 zugeführt, das an ein Klemmbrett an der Seite des Rahmens 25 angeschlossen ist. Die E-Kerne 29 und 30 sind vorzugsweise ebenso wie die magnetischen Teile des Ständers 14 lamelliert. Die Breite der Zähne 38 in den E-Kernpolflächen und deren Teilung ist vorzugsweise dieselbe wie die Breite und Teilung der Zähne 21 im Ständer 14. Die E-Schenkel 31 bis 36 jedoch weisen eine solche Teilung auf, daß nur eine Gruppe von Zähnen 21 des Ständers mit den !Zähnen 38 der E-Schenkel genau übereinstimmt, während Strom den Wicklungen 39 zur Erwirkung einer Bewegung en 976 013 7098 A 3/07 £7

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des Motorlaufers entlang dem Ständer 14 zugeführt wird. Verschiedene Anordnungen zur für die Linearmotorenfunktion erforderlichen Speisung der Wicklungen 39 lassen sich für die Ausbildung der vorliegenden Erfindung verwenden. Vorzugsweise sind die Wicklungen 39 jedoch bifilar und die Ε-Kerne so ausgebildet, daß sie eine ungerade Zahl von Polpaaren aufweisen und daß die Folge der Energiezufuhr zu den Wicklungen so bewerkstelligt wird, wie sie in der US-PS 3 867 676 dargestellt und erläutert ist. In dieser Schrift lassen sich auch weitere Details bezüglich der magnetischen Struktur und des Betriebsverfahrens finden.

In der vorangehenden Beschreibung wurde ein Schrittmotor beschrieben, der im wesentlichen unterschiedlichen magnetischen Widerstand aufweist. Bei solchen Motoren werden Rastpunkte dadurch erzielt, daß jeweils bestimmte der Wicklungen 39 erregt werden, wenn der Läufer 13 nicht in Bewegung sein soll. Für die Erfindung läßt sich auch ein Linearschrittmotor verwenden, der permanente Magnete als Teile der E-Kernanordnung verwendet. Dann werden die Wicklungen 39 nicht erregt, wenn das Rasten des Läufers in einer erwünschten Position bewirkt werden soll.

Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung ist der Abstand, d.h. die Teilung, der Zähne 21 des Ständers 14 proportional zu den Schrittabständen auf dem zu bedruckenden Medium 11. Wenn z.B. 10 Druckzeichen pro Zoll aufgebracht werden sollen, dann sollte die Teilung der Zähne 21 0,1 Zoll oder ca. 2,54 mm sein. Die Teilung der Zähne 38 auf den Polflächen der E-Kerne 29 und 30 sollte damit genau übereinstimmen. Der Abstand der Ε-Schenkel sollte jedoch um einen Bruchteil der Zahnteilung versetzt sein. Beim Ausführungsbeispiel sind äie Zähne an den Schenkeln 31, 32 und 33 des E-Kerns 29 zueinander um 1/3 der Zahnteilung versetzt. Derselbe Versatz ist beim E-Kern 30 verwendet. Somit kann der Läufer 13 durch

leine entsprechende Folge der Err^auna der Wicklungen 39 be-

wegt oder angehalten werden. Dabei lassen sich sehr präzise Ortsbestimmungen für die Druckzeichen auf der Druckzeile und auch zeichenproportionale Abstände ausführen. Die Zahl der Bewegungsschritte, die der Läufer 13 über die Druckstellungen durchführen kann, kann des weiteren erhöht werden unter Anwendung einer zweiphasigen Erregung entsprechend der bereits genannten US-PS 3 867 676. Durch abwechselnde Anwendung einer ein- und zweiphasigen Erregung kann die Schrittzahl von 3 auf 6 erhöht werden. Dabei kann der Träger bewegt und sehr präzise in einer von sechs gleichabständigen Positionen einer Druckstelle präzise gestoppt werden, so daß ein Zeichen oder Datensymbol leicht auf dem Papier mit großer Genauigkeit flächenmäßig angebracht werden kann. Die so erwirkte größere Schrittflexibilität wird um so bedeutungsvoller, wenn aus Matrixelementen bestehende Zeichen zu drucken sind und dabei mehrfache vertikale Anschlagsstellungen innerhalb der Matrix zu bedienen sind oder wenn die räumliche Positionierung und das Drucken während der Bewegung so präzise durchzuführen sind, daß Verzerrungen der Zeichen oder der Datenanordnung vermieden werden.

Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung werden die Zähne 21 des Ständers 14 dazu mitbenutzt, Signale zur Steuerung der Bewegung des Läufers 13 und der Funktionen des Druckmechanismus zu erzeugen. Dazu ist eine Abfühleinheit vorgesehen, die die Ränder der Zähne 21 des Ständers 14 erkennen und dabei mit der Bewegung des Läufers 13 synchrone Zeitsignale erzeugen kann. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel umfaßt die Abfühleinheit die einzelnen Abfühler 42, 43 und 44, die positionsgerecht über dem Ständer 14 mittels einer Tragplatte 45 gehalten werden, welche ihrerseits auf einem Winkel 46 fest mit den Rahmen 24 und 25 des !Läufers 13 verbunden ist. Die Abfühler 42 bis 44 sind so mit der Tragplatte 45 verbunden, daß sie unterhalb des Winkels 46 hervorstehen und sehr dicht über der oberen Fläche des

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Ständers 14 gehalten werden. Da der Ständer 14 Zähne auch auf der unteren Fläche mit gleicher Größe und Teilung aufweist, könnten die Abfühler selbstverständlich auch unterhalb des Ständers 14 oder auf beiden Seiten davon angeordnet werden.

Die Abfühler 42 bis 44 können verschiedenartig ausgebildet und geformt sein. Fig. 8 zeigt z.B. einen Abfühler mit magnetischer Funktion, der einen Dauermagneten 50 und ein magnetisches Fühlstück 51 aufweist. Zeitsignale werden an den Abgriffen der Wicklung 52 abnehmbar als Ergebnis des variierenden magnetischen Widerstandes aufgrund der Bewegung des Fühlstücks 51 über die Zähne 21 und Auskehlungen 20 während der Läuferbewegung.

Fig. 9 dagegen stellt einen optischen Abfühler dar. Ein Lichtstrahl 53 von einer Lichtquelle 54 wird mittels der Oberfläche der Zähne 21 zu einer Photozelle 55 reflektiert, wohingegen die gleich starke Reflektion nicht durch die Oberfläche des FülIstoffs in den Auskehlungen 20 gegeben ist.

Fig. 10 stellt einen Abfühler mit einer Hall-Zelle 56 innerhalb eines Spalts 57 in einem magnetischen Kreis dar, der aus einem Dauermagneten 60 und weichen Eisenschenkeln und 59 besteht. Die Enden der Eisenschenkel 58 und 59 haben einen Abstand, der der Teilung der Zähne 21 oder einem Mehrfachen davon gleich ist.

Wenn optische Abfühler verwendet werden, dann muß die reflektierende Oberfläche der Zähne 21 des Ständers 14 hochglänzend poliert sein. Magnetische Abfühler sind demgegenüber zu bevorzugen, weil keine Polierung erforderlich ist und des weiteren auch keine anderen, mit dem Ausdehnungskoeffizienten zusammenhängenden Probleme auftreten.

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Fig. 4 zeigt die systematische. Anordnung der drei Abfühler 42 bis 44, jeweils um 1/3 der Zahnteilung voneinander versetzt. In Fig. 5 sind Wellenzüge 61, 62 und 63 dargestellt mit einem Phasenversatz von 120 , so wie sie durch die Abfühler 42, 43 und 44 bei 1/3 Zahnteilungsversatz gemäß Fig. 4 erzeugt werden. Die Wellenzüge 64 bis 66 sind verstärkte und aus den Sinuswellenzügen 60 bis 62 innerhalb der Logikschaltung 68 gemäß Fig. 4 abgeleitete Synchronisierungsimpulse, wohingegen der Kurvenzug 67 den seitens der Logikschaltung 68 abgegebenen Impulszug darstellt.

Die Zeitsignale gemäß Fig. 5 können auf verschiedenem Wege zur Zeitsteuerung des Druckmechanismus 12, der Bewegung des Läufers 13 oder von beiden verwendet werden. Eine Möglichkeit der Anwendung ist der Betrieb des Linearschrittmotors in geschlossener Funktionsschleife. Dabei werden die Impulse des Impulszuges 67 als Rückkopplungsimpulse für die Treiberkreise des Linearschrittmotors verwendet.

Fign. 6 und 7 stellen eine mögliche Ausführung der Steuerschaltungsanordnung dar, in der Rückkopplungsimpulse von den Abfühlern 42 bis 44 zur Steuerung der Bewegung des Läufers 13 und des Druckmechanismus 12 Im Drucker gemäß Fign. 1 bis verwendet werden. Wie sich in Fig. 6 erkennen läßt, ist die Wicklungsanordnung 70 des Schrittmotorläufers über den Treiberverstärker 71 mit einer Bezugsschaltung 72 und der logischen Folgesteuerung 73 verbunden. Die internen Schaltkreise der Wicklungsanordnung 70, des Treiberverstärkers und der logischen Folgesteuerung 73 sind entsprechend der US-PS 3 867 676 bereits bekannt. Die Bezugsschaltung 72 ist über ein ODER-Glied 74 mit monostabilen Kippgliedern MK1 und MK2 verbunden, welche wiederum seitens eines Lauf-Verriegelungsglieds 75 angesteuert werden. Die Bezugsschaltung 72 dient zur Abgabe eines angehobenen Spannungspegels zu dem Treiberverstärker, wenn MK1 oder MK2 eingeschaltet werden;

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die Bezugsschaltung 72 gibt andererseits einen abgesenkten Spannungspegel ab, wenn diese beiden MK¹S ausgeschaltet sind. Rückkopplungsimpulse von der Logikschaltung 68, welche von den Abfühlern 42 bis 44 (gemäß Fig. 4) ausgehen, werden dem Eingang eines Bewegungszählers 76 und über ein UND-Glied 77 einem ersten Verzögerungsglied 78 zugeführt, das seitens einer äußeren Signalquelle ansteuerbar ist. Das Ausgangssignal des Bewegungszählers 76 gelangt über ein monostabiles Kippglied MK4 zum ersten Eingang des UND-Glieds 79. Der Ausgang des Verzögerungsglieds 78 ist mit dem zweiten Eingang dieses UND-Glieds 79 verbunden. Der Bewegungszähler 76 wird durch eine Eingabe von außen seitens ι
{eines (nicht dargestellten) Datenverarbeitungsgeräts auf den !erforderlichen Zählstand gestellt. Der Bewegungszähler 76

arbeitet dabei unter Ausschaltung der O-Seite des MK4, wenn er auf 0 mittels Rückkopplungsimpulsen von der Logikschaltung 68 herabgetastet wird.Die Ausschaltung der O-Seite des monostabilen Kippglieds MK4 überwacht die vom Verzögerungsglied 78 abgegebenen Impulse. Die O-Stellung des Bewegungszählers 76 löscht des weiteren das Lauf •-Verriegelungsglied 75. Damit wird wiederum das monostabile Kippglied MK2 angestoßen, so daß die Bezugsschaltung 72 wie vorbeschrieben betätigt wird. Das Lauf-Verriegelungsglied 75 gibt wiederum, wenn es rückgestellt ist, einen Rückkopplungsimpuls über ein UND-Glied 81 zu einem zweiten Verzögerungsglied 82 durch. Vorwärts-Schaltimpulse zur Bedienung der logischen Folgesteuerung 73 gelangen zu dieser entweder vom Verzögerungsglied 82 oder vom Verzögerungsglied 78 über ein ODER-Glied 80.

Die Funktion der Steueranordnung gemäß Fig. 6 ist anhand der Fig. 7 wie folgt zu beschreiben:

Zu Beginn steht der Läufer 13 in Ausgangsstellung, z.B. am linken Rande des zu bedruckenden Mediums 11, bevor ein Druck-

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zyklus anfängt. Dabei gibt die Bezugsschaltung 72 eine abgesenkte Spannung zu den durch die logische Folgesteuerung 73 angewählten Treiberverstärkerkreisen, um den Schrittmotor sowie den Läufer 13 und den Druckmechanismus 12 in der exakten Papierrandstellung einzurasten. Wenn dann ein Druck auf einer Zeile oder einem Teil davon beginnen soll, wird der Bewegungszähler 76 von außen her auf den Zählstand eingestellt, der der in Aussicht genommenen Weglänge des Druckläufers 13 entspricht. Zur gleichen Zeit wird das Verzögerungsglied 78 entsprechend des Voreilwinkels des Motors eingestellt. Nach Beendigung dieser Einstellungen schaltet ein Lauf-Impuls das Lauf-Verriegelungsglied 75 ein. Dabei gibt MK1 einen zeitlich vorgegebenen Impuls 86 ab, der seinerseits die Bezugsschaltung 72 für die gleiche Zeit einschaltet. Das monostabile Kippglied MK3 wird ebenfalls seitens des Lauf-Verriegelungsgliedes 75 angestoßen und gibt einen Startimpuls 87 zum ODER-Glied 80, um dabei den Anfangsanstoß für die logische Folgesteuerung 73 zu geben. Solange die Bezugsschaltung 72 einen hohen Spannungspegel an den Treiberverstärker 71 abgibt, werden Wicklungen in 70 erregt, der Schrittmotor beschleunigt auf eine Geschwindigkeit, wie dies in der Kurve 69 dargestellt ist, und die Abfühler 42 bis 44 (gemäß Fig. 4) geben Rückkopplungsimpulse zur Logikschaltung 68. Wenn der Schrittmotor den Läufer 13 auf die gewünschte Geschwindigkeit gebracht hat, dann ist das monostabile Kippglied MK1 abgelaufen und die Bezugsschaltung 72 gibt wiederum niedrigen Spannungspegel ab. Die Rückkopplungsimpulse über das UND-Glied 77 zum Verzögerungsglied 78 erzeugen Verzögerungsimpulse 89, die über das UND-Glied 79 zum ODER-Glied 80 gelangen. Vorwärtsimpulse 90 werden bei den negativen Flanken der Verzögerungsimpulse 89 erzeugt und zur logischen Folgesteuerung 73 zwecks Erregung der Wicklungen des Schrittmotors gegeben, •womit wiederum eine Bewegung des Läufers 13 mit konstanter

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Geschwindigkeit veranlaßt wird. Am Ende des voreingestellten Zählstandes beaufschlagt der Bewegungszähler 76 das monostabile Kippglied MK4, welches weitere Impulse vom Verzögerungsglied 78 absperrt und somit keine Vorwärtsimpulse zur Folgesteuerung 73 mehr gelangen läßt. Das Lauf-Verriegelungsglied 75, das durch den Bewegungszähler 76 gelöscht worden ist, beaufschlagt ebenfalls das monostabile Kippglied MK2, das einen Impuls 91 zur Heraufschaltung des Ausgangs der Bezugsschaltung 72 auf hohen Spannungpegel abgibt. Damit wird der Schrittmotor und der Läufer 13 gemäß Kurve 69 abgebremst. Der Impuls 93 vom Verzögerungsglied 82 erzeugt einen letzten Vorwärtsimpuls 94, der den Schrittmotor in die Geschwindigkeit 0 versetzt. Wenn der Impuls 91 des monostabilen Kippglieds MK2 wieder auf O geht, schaltet auch die Bezugsschaltung 72 ihren Ausgang auf niedrigen Spanhungspegel zurück und der Schrittmotor mit dem Läufer 13 rastet auf einer Haltestellung ein. Diese Haltestellung mag die Endstellung einer Druckzelle auf dem Papier sein oder irgend eine Zwischenstellung, in der später eine Weiterbewegung beginnt.

Während die vorgegebene Steuerung die Steuerung eines fliegenden Druckes bei konstanter Geschwindigkeit entsprechend Kurve 69 erläutert, können auch andere Steueranordnungen vorgesehen werden, die die gegebenen Rückkopplungsimpulse zum Drucken unter Start-Stop-Bedingungen ausnutzen. Während die Erfindung in Verbindung mit der Steuerung einer Druckbewegung entlang einer Druckzeile beschrieben wurde, können die Rückkopplungsimpulse von den Abfühlern 42 bis 44 ebenso dazu benutzt werden, andere Operationen des Druckmechanismus zu steuern. Z.B. könnten die Rückkopplungsimpulse zur Betätigung eines Druckhammers, sowohl während der Bewegung als auch im Stillstand, verwendet werden. Ebenso könnten die Rückkopplungsimpulse dazu verwendet werden, einen Hammerinechanismus zu betätigen, der das Papier gegen ein Typenjrad, eine Trommel oder einen anderen Typenträger hinter dem !Papier schlägt. Rückkopplungsimpulse entsprechend der vor-EN 976 013 709843/0717

liegenden Erfindung könnten auch dazu verwendet werden, einen Drahtdrucker oder einen Drucker für andere Markierungsteilelemente zu steuern, der innerhalb einer Matrixanordnung druckt; ebenso könnten die Rückkopplungsimpulse auch verwendet werden zur Steuerung der Funktionen von Auswahl-, Lade- oder Ablenkeinrichtungen von Farbstrahldruckern.

ZUSAM M ENFASSUNG

Es wurde ein Serien-Zeilendrucker beschrieben mit einem Linearschrittmotor, der auf der Grundlage unterschiedlichen magnetischen Widerstandes mit einem gezahnten Ständer als Führung für den Druckmechanismusläufer arbeitet. Sich mit dem Läufer bewegende Abfühler tasten die Zähne des Ständers ab und erzeugen dabei Zeitsignale, die für die Steuerung der Druckerfunktionen und der Läuferbewegung verwendbar sind. Die Teilung der Zähne des Ständers ist proportional zum Abstand der Druckpositionen auf der Druckzeile.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Serien-Zeilendrucker, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

ein Druckmechanismus (12), mittels dessen Datenzeichen oder Teile solcher Zeichen auf einem bedruckbaren Mediur (11) aufbringbar sind;

ein Antriebsmechanismus, mittels dessen der Druckmechanismus auf einem einer Druckzeile entsprechenden Weg über das bedruckbare Medium bewegbar ist; der Antriebsmechanismus enthält einen Linear-Schrittmotor mit einem magnetischen Ständer (14), welcher im wesentlichen parallel zum Druckzeilenweg angeordnet ist;

dieser Ständer weist zumindest eine gezahnte Oberfläche auf, deren Zähne (21) in Richtung des Druckzeilei wegs nacheinander angeordnet sind; die Zähne des Ständers weisen eine Teilung auf, die dem Abstand der Druckzeilenpositionen auf der Druckzeile proportional ist;

der Antriebsmechanismus enthält des weiteren für den Druckmechanismus einen Läufer (13), der bewegbar auf dem Ständer angeordnet ist;

der Läufer enthält zumindest ein Ankerteil mit je einem Kern (29, 30), dessen Polschenkel (31 bis 36) magnetisch wirksam gegenüber der Oberfläche/den Oberflächen des Ständers angeordnet sind, und mit Wicklungen (39) auf den Polschenkeln; die Polflächen dieser Polschenkel weisen wiederum Zähne (38) auf mit einer auf die Zähne des Ständers abgestimmten Teilung,

wobei die Zähne der vorgesehenen Läuferpolflächen untereinander versetzt den Ständerzähnen gegenüberstehen ;

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eine Steuerschaltungsanordnung (Fig. 6), die die Wicklungen der Polschenkel in einer zur Bewegung des Läufers auf dem Ständer geeigneten phasenversetzten Weise speist.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltungsanordnung (Fig. 6) mit einer Abfühleinheit (42 bis 47) verbunden ist, die gemeinsam mit dem Läufer (13) bewegbar ist und die beim Gleiten über die Zähne (21) des Ständers (14) Steuersignale für den Betrieb des Druckers abnehmbar macht.

3. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Abfühleinheit (42 bis 47) Rückkopplungssignale erzeugbar sind, die zur Steuerung der Läufergeschwindigkeit geeignet sind.

4. Drucker nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abfühleinheit (42 bis 47) gegenüber dem Läufer (13) einstellbar angeordnet ist, womit ebenfalls der Phasenversatz zwischen der Abfühleinheit _und dem Läufer einstellbar ist.

5. Drucker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abfühleinheit (42 bis 47) mehrere einzelne Abfühler (42 bis 44) aufweist,

welche untereinander bezüglich der Stellung zu den Ständerzähnen (21) phasenversetzt sind.

6. Drucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abfühler (42 bis 44) einen Abstand zueinander aufweisen, der einem vielfachen Bruchteil der Teilung der Ständerzähne (21) entspricht.

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7. Drucker nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abfühleinheit (42 bis 47) insgesamt drei einzelne Abfühler (42 bis 44) aufweist, die zueinander um den dritten Teil der Ständerzahnteilung oder um ein Vielfaches davon versetzt sind.

8. Drucker nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß eine optische Abfühlung vorgesehen ist.

9. Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerzähne (21) eine reflektierende Oberfläche aufweisen,

daß die Abfühleinheit (42 bis 47) mindestens eine Lichtquelle (54) zur Abgabe von Licht auf die reflektierenden Zahnoberflächen aufweist und daß mindestens ein lichtempfindlicher Abfühler (55) zur Erzeugung weiterleitbarer Signale in Abhängigkeit von aufgenommenem reflektierten Licht vorgesehen ist.

10. Drucker nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß eine magnetische Abfühlung vorgesehen ist.

11. Drucker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vorgesehene Abfühler (42 bis 44) einen Dauermagneten (50), ein mit diesem verbundenes magnetisches Fühlstück (51) und eine auf dieser Anordnung aufgebrachte Wicklung (52) aufweist, wobei das eine Ende des Fühlstücks über die Ständerzähne (21) führbar angeordnet ist.

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EN 976 013

12. Drucker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vorgesehene Abfühler (42 bis 44) einen Dauermagneten (60) zwischen zwei magnetischen Schenkeln (58, 59) und zwischen zwei benachbarten Polen dieser Schenkel (bei 57) eine Hall-Zelle (56) aufweist, wobei zwei entgegengesetzte Schenkelpole über die Ständerzähne (21) führbar angeordnet sind.

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