Verfahren und Anordnung zum Toleranzausgleich in Matrixdruckeinrichtungen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Toleranzausgleich in Matrixdruckeinrichtungen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, für Matrixdruckeinrichtungen gemäss dem Gattungsbegriff einen Toleranzausgleich anzugeben, mit dem ein solcher Druckversatz vermieden wird.

[0007] Diese Aufgabe wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

Ansprüche

1. Verfahren zum Toleranzausgleich in Matrixdruckeinrichtungen mit mehreren, individuell ansteuerbaren Druckelementen, bei denen die Drucktakterzeugung, deren Start durch ein am Zeilenanfang gebildetes Kriterium eingeleitet wird, in Abhängigkeit von einem durch Abtastung der Bewegung des Druckerwagens gebildeten Abtasttakt geschieht, wobei vor einem Druckvorgang eine Bewegung des Druckerwagens stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass während eines einzigen, dem eigentlichen Druckvorgang vorhergehenden Durchlaufs des Druckerwagens (DR) die Zeitdauer (tm1 bis tm6) zwischen der ansteigenden Flanke des ersten nach Erreichen einer für einen Abdruckvorgang vorgesehenen Geschwindigkeit des Druckerwagens (DR) gebildeten Abtasttaktes (AT) und dem am Zeilenanfang gebildeten Kriteriums (KS) jeweils festgestellt wird, dass die gemessene Zeitdauer (tm1 bis tm6) mit einem unteren und einem oberen zeitlichen Schwellwert (ts1, ts2) verglichen wird, und dass bei Unterschreiten des unteren zeitlichen Schwellwertes (tm < ts1) oder bei Überschreiten des oberen zeitlichen Schwellwertes (tm > ts2) eine Verzögerungszeit (tw) eingestellt wird, die mindestens für den folgenden eigentlichen Druckvorgang die Bewertung des am Zeilenanfang gebildeten Kriteriums (KS) jeweils verzögert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere und der obere zeitliche Schwellwert (ts1, ts2) sowie die Verzögerungszeit (tw) in Abhängigkeit von der Periodendauer (TA) eines Abtasttaktes (AT) bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere zeitliche Schwellwert (ts1) in der Grössenordnung von ein Viertel, der obere zeitliche Schwellwert (ts2) in der Grössenordnung von drei Viertel der Periodendauer (TA) eines Abtasttaktes (AT) liegt, und dass die Verzögerungszeit (tw) etwa einer halben Periodendauer (TA) eines Abtattaktes (AT) entspricht.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung (MV) vorgesehen ist, die jeweils für die Dauer eines Messvorganges einschaltbar ist, und die einen ersten Bewerter (KB) für das am Zeilenanfang gebildete Kriterium (KS) und einen zweiten Bewerter (ATB) für die Flanken des Abtasttaktes (AT) aufweist, dass der zweite Bewerter (ATB) nach Erreichen der für den Start eines Druckvorganges vorgesehenen Stellung des Druckerwagens (DR) eingeschaltet wird, dass eine dem ersten und dem zweiten Bewerter (KB, ATB) nachgeschaltete Zeitmessschaltung (ZM) vorgesehen ist, die die Zeitdauer (tm1 bis tm6) zwischen dem Auftreten (Zeitpunkt t0) der im zweiten Bewerter (ATB) bewerteten Flanke des Abtasttaktes (AT) und dem Auftreten des am Zeilenanfang gebildeten Kriteriums (KS) feststellt, und die durch Vergleich mit einem eingestellten unteren und oberen zeitlichen Schwellwert (ts1, ts2) ein Ausgangssignal (S) jeweils bei Unterschreiten des unteren zeitlichen Schwellwertes (tm < ts1) oder bei Überschreiten des oberen zeitlichen Schwellwertes (tm > ts2) bildet, und dass eine durch das Ausgangssignal (S) steuerbare Verzögerungsschaltung (V) vorgesehen ist, die die Weitergabe des am Zeilenanfang gebildeten Kriteriums (KS) verzögert (tm).

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das am Zeilenanfang gebildete Kriterium (KS) durch die Betätigung eines Zeilenanfangskontaktes (k) erzeugt wird.

Claims

1. A method of compensating tolerances in matrix printers comprising a plurality of individually driven printing elements, in which the generation of the printing clock signals, the start of which is initiated by a criterion formed at the start of the line, takes place in dependence upon a scanning clock signal formed by scanning the movement of the printer carriage, where a movement of the printer carriage takes place prior to the printing process, characterised in that during one single cycle of the printer carriage (DR) preceding the actual printing process, the respective period of time (tm1 to tm6) between the rising flank of the first scanning clock signal (AT) formed when a speed of the printer carriage (DR) provided for a printing process has been reached, and the criterion (KS) formed at the start of the line are each determined, that the measured period of time (tm1 to tm6) is compared with lower and upper time threshold value (ts1, ts2), and that when the lower time threshold value is undershot (tm < ts1) or when the upper time threshold value is overshot (tm > ts2) a delay time (tw) is set up which delays the evaluation of the criterion (KS) formed at the start of the line, at least for the following actual printing process.

2. A method as claimed in claim 1, characterised in that the lower and upper time threshold values (ts1, ts2) and the delay time (tw) are determined in dependence upon the duration (TA) of a period of the scanning clock signal (AT).

3. A method as claimed in claim 2, characterised in that the lower time threshold value (ts1) is in the order of one-quarter of the duration (TA) of the period of a scanning clock signal (AT) whilst the upper time threshold value (ts2) is in the order of three-quarters thereof, and that the delay time (tw) corresponds to approximately half the duration (TA) of the period of a scanning clock signal (AT).

4. An arrangement for carrying out the method claimed in claims 1 to 3, characterised in that a measuring device(MV) is provided which can be switched on for the duration of each measuring process and which comprises a first evaluator (KB) for the criterion (KS) formed at the start of the line and a second evaluator (ATB) for the flanks of the scanning clock signal (AT), that the second evaluator (ATB) is switched on when the position of the printer carriage (DR) provided for the start of a printing process has been reached, that a time measuring circuit (ZM) is connected at the output of the first and second evaluators (KB, ATB) and determines the period of time (tm1 to tm6) between the occurrence (time to) of the flank of the scanning clock signal (AT) evaluated in the second evaluator (ATB) and the occurrence of the criterion (KS) formed at the start of the line, and which, by comparison with a set lower and upper time threshold value (ts1, ts2), forms an output signal (S) when the lower time threshold value is undershot (tm < ts1) or when the upper time threshold value is overshot (tm > ts2), and that a delay circuit (V) is.controlled by the output signal (S) and delays (tm) the forwarding of the criterion (KS) formed at the start of the line.

. 5. An arrangement as claimed in claim 4, characterised in that the criterion (KS) formed at the start of the line is produced by the actuation of a start-of-line contact (k).

Revendications

1. Procédé pour compenser des tolérances dans les dispositifs d'impression matricielle, comportant plusieurs éléments d'impression pouvant être attaqués individuellement, dans lesquels la génération du signal de rythme d'impression, dont le départ est déclenché par un critère formé au début d'une ligne, s'effectue en fonction d'un signal de rythme d'exploration formé par exploration du mouvement du chariot d'impression, une opération d'impression étant précédée d'un mouvement du chariot d'impression, caractérisé en ce que l'on détermine chaque fois, pendant un passage unique du chariot d'impression (DR) précédant l'opération d'impression proprement dite, la durée (tm1 à tm6) entre le flanc montant de la première impulsion du signal de rythme d'exploration (AT), formée après que le chariot d'impression (DR) a atteint une vitesse prévue pour une opération d'impression, et le critère (KS) formé au début de la ligne, que l'on compare la durée (tm1 à tm6) mesurée avec un seuil temporel inférieur (ts1) et un seuil temporel supérieur (ts2) et que, au cas où la durée est plus courte que le seuil temporel inférieur (tm < ts1) ou plus longue que le seuil temporel supérieur (tm > ts2), on ajuste un temps de retardement (tw) qui retarde l'évaluation du critère (KS) formé au début de la ligne pour au moins l'opération d'impression proprement dite suivante.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fixe les seuils temporels inférieur et supérieur (ts1, ts2), ainsi que le temps de retard (tw) en fonction de la période (TA) d'un signal de rythme d'exploration (AT).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le seuil temporel inférieur (ts1) est de l'ordre de grandeur d'un quart de la période (TA) et le seuil temporel supérieur (ts2) est de l'ordre de grandeur de trois quarts de la période (TA) d'un signal de rythme d'exploration (AT), et que le temps de retard (tw) correspond à peu près à la moitié de la période (TA) d'un signal de rythme d'exploration (AT).

4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure (MV) est prévu, qui est enclenchable chaque fois pour la durée d'une opération de mesure et qui comporte un premier évaluateur (KB) pour le critère (KS) formé au début de la ligne et un second évaluateur (ATB) pour les flancs du signal de rythme d'exploration (AT), que le second évaluateur (ATB) est enclenché après que le chariot d'impression (DR) a atteint la position prévue pour le départ d'une opération d'impression, qu'un circuit de mesure de temps (ZM) est prévu à la suite du premier (KB) et du second évaluateur (ATB) pour déterminer la durée (tm1 à tm6) entre l'apparition (instant t0) du flanc du signal de rythme d'exploration (AT) évalué dans le second évaluateur (ATB) et l'apparition du critère (KS) formé au début de la ligne, et qui, par comparaison avec des seuils temporels inférieur et supérieur ajustés (ts1, ts2), forme un signal de sortie (S) à chaque dépassement vers le bas du seuil temporel inférieur (tm < ts1) ou à chaque dépassement vers le haut du seuil temporel supérieur (tm > ts2) et qu'il est prévu un circuit de retard (V), pouvant être commandé par le signal de sortie (S), qui retarde (tm) la transmission du critère (KS) formé au début de la ligne.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le critère (KS) formé au début de la ligne, est généré par l'actionnement d'un contact de début de ligne (k).

Zeichnung