[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstellung eines Druckspaltes bei
einem Drucker, z. B. bei einem Matrixnadeldrucker.
[0002] Der Druckspalt in einem Nadeldrucker ist als der freie Abstand zwischen dem am Druckkopf
anliegenden Farbband und dem am Druckwiderlager anliegenden Papier definiert. Neue
Hochleistungsdruckköpfe, die mit Nadelfrequenzen zwischen 2 und 3 kHz arbeiten, stellen
hohe Anforderungen an die Einhaltung des vorgegebenen Druckspaltes, um die geforderte
Schriftqualität und diese Nadelfrequenzen realisieren zu können.
[0003] Es ist bekannt, den Druckspalt manuell mechanisch durch Probieren einzustellen. Es
ist ferner eine elektromechanische Einstellung und eine automatische ständige Druckspaltregelung
bekannt. Die bekannten Einstellverfahren bzw. Anordnungen haben den Nachteil, daß
sie bedienerunfreunflich, sehr aufwendig und ungenau sind und bei problematischen
Formularen versagen bzw. keine automatische Verarbeitung von unterschiedlichen Formulardicken
zulassen.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Nadeldrucker mit vielfachen
Papierzuführmöglichkeiten und somit auch ständig wechselnden Formulardicken eine preiswerte
und genaue Möglichkeit zur Einstellung des Druckspaltes zu schaffen. Diese Aufgabe
wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Druckkopf zwischen zwei Schaltpunkten
mehrfach hin und her bewegt und dabei gleichzeitig in Richtung auf die Druckwalze
vorwärts bewegt wird, daß die Berührung zwischen Walze und Druckkopf durch Veränderung
eines die Hin- und Herbewegung charakterisierenden Parameters ermittelt wird, daß
diese Veränderung bei Erreichen eines bestimmten Wertes zum Stillstand der Vorwärtsbewegung
führt und daß der Druckkopf, ausgehend von dieser Stellung mit dem Druckspalt "Null",
um den gewünschten Wert des Druckspaltes zurück bewegt wird. Das Verfahren ermöglicht
ein exaktes Einstellen mit hoher Reproduzierbarkeit und erfordert einen geringen
Aufwand, da auf vorhandene Baugruppen zurückgegriffen werden kann. So wird z. B. kein
aufwendiger Weg- bzw. Kraftsensor benötigt. Da die Berührung zwischen Druckwiderlager
und Druckkopf sofort ermittelt wird, ergibt sich eine geringe Andruckkraft beim Anfahren
gegen das Druckwiderlager, so daß keine unerwünschten elastischen Verbiegungen im
Druckwerk auftreten können, die den Meßvorgang verfälschen.
[0005] Vorzugsweise wird als charakteristischer Parameter die von dem Druckkopf bei der
Hin- und Herbewegung zwischen zwei Schaltpunkten erforderliche Zeit verwendet, wobei
die vom Druckkopf für diese Meßstrecke benötigte mittlere Zeit aus mehreren Bewegungszyklen
zugrundegelegt wird. Es ist auch möglich, als charakteristischen Parameter die von
dem Motor zur Erzeugung der Hin- und Herbewegung aufgenommenen Strom- oder Spannungswerte
zu verwenden. Zur Erzeugung der Hin- und Herbewegung wird vorzugsweise ein bei dem
Drucker ohnehin bereits vorhandener Gleichstrommotor-Antrieb des Druckschlittens und
eine ebenfalls bereits vorhandene inkrementale Linearabtast-Einrichtung mit einem
ortsfesten Inkrement-Lineal und einem Abtastelement am Druckschlitten verwendet. Zur
Erzeugung der Vor- und Rückwärtsbewegung dient vorzugsweise ein Schrittmotor zusammen
mit einer Exzenter-Führungswelle für den Druckschlitten. Das Verfahren gemäß der Erfindung
kann somit überwiegend mit bereits vorhandenen Bauteilen durchgeführt werden. Zur
Einstellung wird der Druckkopf mit dem Schrittmotor langsam in Richtung Druckwiderlager
gefahren. Gleichzeitig ist der Horizontalantrieb durch den Gleichstrommotor in Betrieb,
wobei z. B. seine Stromaufnahme und/oder Geschwindigkeit gemessen werden. Wenn der
Druckkopf das Papier berührt, vergrößert sich die Stromaufnahme bzw. es verringert
sich die Geschwindigkeit durch die zusätzliche Reibung im Horizontalantrieb. Diese
Anderungen können z. B. mit Schwellwertschaltern ausgewertet werden. Beim Ansprechen
dieser Schalter hat der Druckspalt den Wert Null. Danach wird der Druckkopf um eine
dem gewünschten Druckspalt entsprechende Anzahl von Schritten zurückgefahren, und
der Druckspalt ist auf den gewünschten Wert justiert. Bei der Verarbeitung von unterschiedlichen
Formularen kann der entsprechende Abtastwert für jede Formularsorte gespeichert und
bei Bedarf der Schrittmotor damit direkt angesteuert werden.
[0006] Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung enthält somit
vorzugsweise einen Gleichstrommotor für den horizontalen Antrieb des Druckschlittens,
eine inkrementale Linearabtast-Einrichtung mit einem orts festen Inkremental-Lineal
und einem am Schlitten angebrachten Abtastelement, einen Schrittmotor zur Vor- und
Rückverstellung des Schlittens mit dem Druckkopf und eine Elektronik zur Steuerung
der Hin- und Her- bzw. Vor- und Rückbewegung des Schlittens und zur Ermittlung des
Druckspaltes "Null", wenn der charakteristische Parameter einen bestimmten Wert erreicht
hat.
[0007] In der Zeichnung ist in Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß
der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Drucker,
Fig. 2 zeigt eine Einzelheit X gemäß Fig. 1, und
Fig. 3 zeigt eine weitere Einzelheit gemäß Fig. 1.
[0008] Ein Druckkopfschlitten 1 mit einem Druckkopf 2 läuft auf zwei parallelen Rundführungen
3, 4. Die vordere Führung 3 ist exzentrisch drehbar in Seitenwänden 5, 6 gelagert.
Ein hinteres Lager 7 ist als Stützlager ausgebildet und ermöglicht eine Verschiebung
des Druckschlittens 1 rechtwinklig zur hinteren Welle 4. An der Exzenterwelle 3 ist
ein Zahnsegment 8 angebracht, mit dem die Welle verdreht werden kann. Der Exzenter
ist so ausgerichtet, daß beim Verdrehen eine Bewegung des Druckkopfes 2 rechtwinklig
zum Druckwiderlager, d. h. zur Druckwalze 9 entsteht. Mit einem Schrittmotor 10, der
in das Zahnsegment 8 eingreift, läßt sich also der Druckspalt 19 elektrisch einstellen.
Der Schlitten 1 wird über einen Zahnriemen 11 von einem Gleichstrom-Horizontalmotor
12 angetrieben. Zur Geschwindigkeitsmessung und zur Zeichenaufbereitung dient eine
inkrementale Linearabtast-Einrichtung mit einem ortsfesten Inkrement-Lineal 13 und
einem Abtastelement 14 am Schlitten 1. Mit 15 sind Nadeln des Druckkopfes 2 bezeichnet.
Der Druckkopf 2 ist an seiner Spitze verbreitert, um einen Abdruck bei druckempfindlichen
Mehrfach-Nutzen zu vermeiden. Das Farbband 16 wird durch eine Blende 17 abgedeckt,
so daß ein direkter Kontakt von Farbband und Papier verhindert ist. Die Nadeln 15
drucken durch eine Öffnung in der Blende 17 auf das Papier 18. Mit 19 ist der zwischen
dem Papier 18 und dem Farbband 16 gebildete Druckspalt bezeichnet.
[0009] Der Abtastvorgang läuft wie folgt ab:
Zu Beginn des Vorganges nimmt der Schlitten 1 eine horizontale Position im Druckbereich
ein, und der Druckkopf 2 ist abgeschwenkt. Danach wird der Horizontalmotor 12 mit
reduziertem Konstantstrom bzw. reduzierter Konstantspannung angesteuert. Dabei bewegt
sich der Schlitten 1 mit dem Kopf 2 in Horizontalrichtung und wird, z. B. nach einer
Strecke von 1 bis 5/120", jeweils reversiert, so daß eine Hin- und Herbewegung erfolgt.
Die Meßstrecke 20 bewegt sich z. B. zwischen zwei nebeneinanderliegenden senkrechten
Abschnitte 13a und 13b des Inkrement-Lineals 13 (siehe Fig. 3). Die mittlere Zeit
t
m, die der Druckkopf 2 für die Meßstrecke 20 benötigt, wird aus mehreren Bewegungszyklen
ermittelt. Gleichzeitig mit dieser Hin- und Herbewegung wird der Druckkopf 2 langsam
im Vergleich zu der Hin- und Herbewegung durch den Schrittmotor 10 in Richtung auf
das Papier 18 gefahren. Sobald sich die Zeit t
m zum Durchlauf der Meßstrecke 20 um einen bestimmten vorgegebenen Faktor erhöht, wird
dieser Wert als Zeichen dafür angesehen, daß der Druckspalt 19 den Wert "Null" erreicht
hat, und die Vorwärtsbewegung des Druckkopfes 2 wird gestoppt. Danach fährt der Schrittmotor
10 um die gewünschten Schritte zurück, die zur Einstellung des gewünschten Druckspaltes
19 erforderlich sind.
[0010] Fig. 3 zeigt schematisch die Meßstrecke zwischen zwei Inkrement-Abschnitten 13a und
13b des Inkremental-Lineals 13. Dabei ist die Länge der Meßstrecke mit 20 bezeichnet.
Die Umkehrung der Bewegungsrichtung folgt jeweils an den Enden der Meßstrecke. Mit
21 ist schematisch gestrichelt der Weg des Druckkopfes 2 nach Abschaltung eingezeichnet.
Wie man sieht, bewegt sich der Druckkopf 2 jeweils nach Abschaltung noch eine gewisse
Strecke über die Begrenzungen 13a, 13b hinaus, bevor die Umkehrung erfolgt.
1. Verfahren zur Einstellung eines Druckspaltes bei einem Drucker, z. B. bei einem
Matrixnadeldrucker,
dadurch gekennzeichnet,
a) daß der Druckkopf (2) zwischen zwei Schaltpunkten (13a, 13b) mehrfach hin und her
bewegt und dabei gleichzeitig in Richtung auf das Druckwiderlager (9) vorwärts bewegt
wird,
b) daß die Berührung zwischen Druckwiderlager (9) und Druckkopf (2) durch Veränderung
eines die Hin- und Herbewegung charakterisierenden Paramters ermittelt wird,
c) daß diese Veränderung bei Erreichen eines bestimmten Wertes zum Stillstand der
Vorwärtsbewegung führt und
d) daß der Druckkopf (2), ausgehend von dieser Stellung mit dem Druckspalt "Null",
um den gewünschten Wert des Druckspaltes (19) zurück bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der charakteristische Parameter die von einem Druckkopf (2) bei der Hin- und
Herbewegung zwischen zwei Schaltpunkten (13a, 13b) erforderliche Zeit ist, wobei die
vom Druckkopf (2) für diese Meßstrecke (20) benötigte mittlere Zeit aus mehreren Bewegungszyklen
zugrundegelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der charakteristische Parameter der von dem Gleichstrommotor (12) zur Erzeugung
der Hin- und Herbewegung aufgenommene Strom-Spannungswert ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Hin- und Herbewegung der zur Horizontalbewegung des Druckschlittens
vorhandene Gleichstrommotor (12) und eine inkrementale Linearabtast-Einrichtung mit
einem ortsfesten Inkrement-Lineal (13) und einem am Schlitten (1) angebrachten Abtastelement
(14) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vor- und Rückwärtsbewegung des Schlittens (1) mit dem Druckkopf
(2) ein Schrittmotor (10) vorgesehen ist.
6. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch
a) einen Gleichstrommotor für den Horizontalantrieb des Druckschlittens (1),
b) eine inkrementale Liniearabtast-Einrichtung mit einem ortsfesten Inkrement-Lineal
(14) und einem am Schlitten (1) befestigten Abtastelement (14),
c) einen Schrittmotor (10) zur Vor- und Rückverstellung des Schlittens (1) mit dem
Druckkopf (2),
d) eine Elektronik zur Steuerung der Hin- und Her- bzw. Vor- und Rückbewegung des
Schlittens und zur Einstellung des Druckspaltes "Null", wenn der charakteristische
Parameter einen bestimmten Wert erreicht hat.