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Gegenstand der Erfindung ist eine Steuervorrichtung für einen Mosaikdrucker zum Steuern der Betätigungszeitpunkte von Druckelementen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Für Mosaikdruckwerke, beispielsweise für Nadeldruckwerke, gibt es Anwendungsfälle, bei denen unabhängig von der Antriebsart, d. h. unabhängig von der mehr oder weniger gleichmäßigen Druckwagenbewegung, ein positionsgenaues Drucken möglich sein muß. Ferner ist es häufig wünschenswert, daß der Drucker bezüglich der Wahl der Zeichenbreite und des Druckrasters ohne großen Umstellungsaufwand anpassungsfähig ist.
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Um den vorstehend genannten Anforderungen Rechnung zu tragen, sind bereits vielfältige Anstrengungen unternommen worden. So ist z. B. aus der US 41 19 383 eine gattungsgleiche Steuervorrichtung für Mosaikdrucker bekannt, die es erlaubt, Druckvorgänge zwischen zwei Rückmeldesignalen auszuführen. Zu diesem Zweck wird der dem Zeitintervall zwischen zwei Rückmeldesignalen entsprechende Zählerstand eines Zählers, welcher jeweils die von einem Impulsgenerator abgegebenen Impulse zwischen zwei Rückmeldesignalen zählt, einem Schreibregister zugeführt und um "m" Bit (m = 1, 2, 3 . . .) in Richtung auf das niederwertigste Bit verschoben, wobei jeder Verschiebevorgang einer Halbierung des Zählerstandes entspricht. Der so modifizierte Zählerstand wird dann einem Vergleicher zugeführt und mit dem Zählerstand des Zählers, der mit jedem Rückmeldesignal neu startet, verglichen, so daß bei Übereinstimmung ein zusätzlicher Abdruck zwischen zwei Rückmeldesignalen erfolgen kann, und zwar in einem Wegabstand vom Rückmeldesignal, der sich aus der Multiplikation des Wegintervalls zwischen zwei Rückmeldesignalen mit dem Faktor (1/2) m ergibt. In der Praxis ist, da üblicherweise ein Druckraster mit gleichförmigem Spaltenabstand erzielt werden muß, nur der Faktor 1/2 von Bedeutung, so daß mit der doppelten Auflösung des Rückmeldesignalrasters gedruckt werden kann. Hierzu ist eine Rückmeldeeinrichtung erforderlich, die für jede zweite Druckspalte ein Rückmeldesignal erzeugt und damit zum Drucken eines feinen Druckrasters eine relativ hohe Auflösung aufweisen muß. Darüber hinaus sind die realisierbaren Druckraster streng an das Rückmeldesignalraster und damit an die Rückmeldeeinrichtung gebunden, also nicht frei wählbar.
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Des weiteren ist aus der DE-OS 26 56 060 ein Punktmatrixdrucker bekanntgeworden, dessen Steuereinrichtung zur Kompensation der systembedingten Geschwindigkeitsschwankungen, also der Geschwindigkeitsschwankungen, die beim Durchlaufen jeder Druckzeile in immer gleicher Weise auftreten, einen Speicher enthält, in dem Korrekturwerte gespeichert sind, die den systembedingten Geschwindigkeitsänderungen Rechnung tragen. Das Auslesen der Korrekturwerte aus dem Ausgabespeicher erfolgt dabei dadurch, daß durch Zählen der Rückmeldesignale, deren örtlicher Abstand dem Abstand zweier Punktreihen entspricht, eine Adresse gewonnen wird, die eine dem letzten erfaßten Rückmeldesignal entsprechende Speicherzelle des Ausgabespeichers adressiert. Der unter der entsprechenden Adresse abgelegte Speicherinhalt repräsentiert einen Korrekturwert, der zu einem Wert, der dem zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Betätigungszeitpunkten der Druckelemente bei konstanter, d. h. höchster, Geschwindigkeit des Druckwagens entspricht, hinzugezählt wird.
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Die wesentlichen Nachteile, die dieser Steuervorrichtung anhaften, sind darin zu sehen, daß eine hochauflösende Rückmeldeeinrichtung, die für jede Druckplatte ein Synchronisationssignal abgibt, eingesetzt werden muß, eine freie Wahl des Druckrasters nicht möglich ist und darüber hinaus nicht systembedingte Schwankungen der Vorschubgeschwindigkeit des Druckschlittens nicht ausgeglichen werden können.
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Mit der DE-AS 19 61 164 ist darüber hinaus ein Tintenstrahldrucker bekannt, der einen mit Horizontal- und Vertikalablenkplatten ausgerüsteten Schreibkopf besitzt. Angesteuert werden die Ablenkplatten von einer elektronischen Schaltungsanordnung mit der die Ablenksignale, die dem dazustellenden Zeichen entsprechen, erzeugbar sind. Ein in der Schaltungsanordnung enthaltener Steuersignalgenerator erzeugt Steuersignale, die der Vorschubgeschwindigkeit des Schreibkopfes proportional sind und überlagert diese dem Horizontalablenksignal, so daß Schwankungen der Vorschubgeschwindigkeit des Schreibkopfes ausgeglichen werden können. Zur Erzeugung der Steuersignale ist ein mit dem Schreibkopf verbundener Impulsgeber vorgesehen, der bei der Bewegung des Schreibkopfes jeweils nach Durchlaufen einer vorgegebenen Wegstrecke einen Impuls erzeugt. Ferner ist ein Impulsgenerator sowie ein mit diesem verbundener Zähler enthalten, der die zwischen zwei Impulsen des Impulsgebers fallenden Impulse des Impulsgenerators zählt. Der so erhaltene, der Vorschubgeschwindigkeit proportionale Zählerstand wird dem Steuersignalgenerator zugeführt.
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Auch diese Steuervorrichtung erlaubt keine freie Wahl des Druckrasters und ist zudem nur bei Tintenstrahldruckern einsetzbar.
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Der gemeinsame Nachteil der bekannten Steuervorrichtungen besteht, wie vorstehend aufgeführt, zum einen darin, daß hochauflösende Rückmeldeeinrichtungen, die auf Grund technischer Probleme bei der Fertigung hohe Kosten verursachen, eingesetzt werden müssen. Zum anderen lassen sie eine freie Wahl des Druckrasters nicht zu, was die Anpassungsfähigkeit eines mit diesen Steuervorrichtungen ausgerüsteten Mosaikdruckers an unterschiedliche Anwendungsfälle erheblich einschränkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Steuervorrichtung anzugeben, die ein positionsgenaues Drucken trotz der ungleichmäßigen Druckwagenbewegungen, bei einer individuellen Wahl der Zeichenbreite sowie einer individuellen Wahl des Druckrasters unter Verwendung einer geringauflösenden Rückmeldeeinrichtung ermöglicht.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Eine weitere Ausgestaltung der Steuervorrichtung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß trotz der verwendeten geringauflösenden Rückmeldeeinrichtung ein Mosaikdruckwerk bei individueller Wahl der Zeichenbreite der zu druckenden Zeichen, bei individueller Wahl des Druckrasters und bei ungleichmäßiger Druckwagengeschwindigkeit sowie während der Hochlauf- und Bremsphase des Druckwagens so gesteuert werden kann, daß sich ein gleichmäßiges Druckbild ergibt. Es ist somit die Möglichkeit geschaffen, unabhängig vom Rückmeldesignalraster in jedem beliebigen Druckraster die Druckelemente positionsgenau zu betätigen.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung wird im folgenden unter Zuhilfenahme der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigt
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Fig. 1 eine Darstellung des Rückmeldesignalrasters und des Druckrasters;
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Fig. 2 eine Darstellung einer ungleichmäßigen Druckwagenbewegung.
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Bei einer Druckeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist es mit der erwähnten geringauflösenden Rückmeldeeinrichtung möglich, durch die Rückmeldesignale R 1 . . . R n + 1, deren Abstand zueinander einem festen Weg s des Druckwagens entspricht, ein grobes Wegraster 1 über die Schreibbreite der Druckeinrichtung zu legen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
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Da die Zeichenbreite Z bzw. das Druckraster 2 frei wählbar sein sollen, wird mittels einer Zuordnungsvorschrift eine Verbindung zwischen dem groben Rückmeldesignalraster 1 mit den Wegstrecken s und dem willkürlich gewählten feinen Raster 2 mit den Wegstrecken s Z hergestellt und so das feine Druckraster 2 eindeutig durch das grobe Rückmeldesignalraster 1 definiert.
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Um unter diesen Voraussetzungen positionsgenau drucken zu können, werden die Rückmeldesignale R 1 . . . R n + 1 einer Microcomputer-Schaltung zugeführt, die aus den bekannten Wegstrecken s und einer internen Zeitmessung t 1 . . . t n zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Rückmeldesignalen R 1, R 2, . . . R n , R n + 1 die Durchschnittsgeschwindigkeiten v 1 . . . v n des Druckwagens zwischen diesen Rückmeldesignalen R 1 . . . R n + 1 berechnet. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeitsänderung zwischen den Rückmeldesignalen R 1 . . . R n + 1 vernachlässigbar ist. Aus diesen Durchschnittsgeschwindigkeiten v 1 . . . v n des Druckwagens sind die genauen Betätigungszeitpunkte der Druckelemente im jeweils nachfolgenden Wegintervall s bestimmbar. Dies kann beispielsweise so geschehen, daß aus den, durch die erwähnte Zuordnungsvorschrift bestimmten Wegstrecken s 10 . . . s 14 zwischen einer Rückmeldesignalmarke R 5 und den bis zur nächsten Rückmeldesignalmarken R 6 folgenden möglichen Druckposition (Druckrasterpunkten) 3 und der Durchschnittsgeschwindigkeit v 4 des Druckwagens, die zwischen der Rückmeldesignalmarke R 4 und der Rückmeldesignalmarke R 5 ermittelt wurde, Zeiten t 10 . . . t 14 bestimmt werden, in denen, gemessen von der Rückmeldesignalmarke R 5 und in Abhängigkeit von zu druckenden Zeichen 4, die Druckelemente betätigt werden.
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Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer ungleichmäßigen Druckwagenbewegung in Form eines Diagrammes. Auf der Abszissenachse ist dabei der Druckwagenweg s D aufgetragen und in gleiche Teile Δ s unterteilt, die ein ganzzähliges vielfaches vom Weg s zwischen zwei Rückmeldesignalen R 1, R 2, -R 2, R 3 . . . beinhalten. Auf der Ordinatenachse ist die Geschwindigkeit v des Druckwagens aufgetragen.
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Aus der Darstellung ist zu erkennen, daß die Druckwagengeschwindigkeit v mit zunehmendem Druckwagenweg s D zunimmt. Diese Geschwindigkeitszunahme macht sich auch zwischen zwei Rückmeldesignalen R 1, R 2, -R 2, R 3 . . . bemerkbar und würde dazu führen, daß Druckraster und Zeichenbreite nach Fig. 1 verzerrt würden. Um dies zu vermeiden, kann mit den in einem Wegintervall Δ s zwischen den Rückmeldesignalen R 1 und R 4 ermittelten Durchschnittsgeschwindigkeit v 1, v 2, v 3 eine Tendenzberechnung durchgeführt werden, die in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitszunahme Δ v x einen Korrekturwert liefert, der dazu verwendet wird, die Betätigungszeitpunkte der Druckelemente im nächsten Wegintervall Δ s zwischen den Rückmeldesignalen R 4 und R 7 so zu beeinflussen, daß die Geschwindigkeitsänderungen Δ v u , Δ v v , Δ v w zwischen den Rückmeldesignalen R 4, R 5 -R 5, R 6 - R 6, R 7 annähernd ausgeglichen werden. Zwischen den Rückmeldesignalen R 4 und R 7 wird eine erneute Tendenzberechnung durchgeführt, die zur Korrektur der Betätigungszeitpunkte der Druckelemente im nächsten Wegintervall Δ S zwischen den Rückmeldesignalen R 7 und R 10 dient.
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Es ist hier noch zu bemerken, daß die Verhältnisse in Fig. 2 zur besseren Veranschaulichung stark vergröbert dargestellt sind, d. h. die zu korrigierenden Geschwindigkeitsänderungen Δ V u , Δ V v , Δ V w sind in Wirklichkeit sehr klein.
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Die vorstehenden Ausführungen gelten selbstverständlich auch dann, wenn abweichend vom in Fig. 2 gezeigten Beispiel, die Druckwagenbewegung verzögert wird.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn zum Antrieb des Druckwagens ein kollektorloser Gleichstrommotor verwendet wird, da in diesem Fall die Kommutierungssignale zu dessen Steuerung auch als Rückmeldesignale dienen und somit eine gesonderte Rückmeldeeinrichtung entfällt.