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Sarallel-Rasterdrucker Elektronische Datenverarbeitungsanlagen sind
im allgemeinen mit einem Schnelldrucker als Ausgabegerät für direkt lesbare Information
ausgerüstet, wobei in der Praxis überwiegend mechanische Schnelldrucker vorgesehen
werden. Während aber Datenverarbeitungsanlagen die Information für eine volle Schreibzeile
innerhalb einer Nanosekunde zu liefern vermögen, können mechanische Druckwerk einen
Druckvorgang höchstens in einer Zeitspanne von etwa einer Millisekunde ausführen,
so daß also der Schnelldrucker das geschwindigke-itsbestimmende Element darstellt.
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Zur Erzielung einer hohen Druckleistung ist es bekannt (NTZ, 1962,
Heft 11, Seiten 564 bis 579), Schnelldrucker als Paralleldrucker auszubilden, bei
denen viele Einzeldrucksysteme parallel nebeneinander angeordnet sind. Meist ist
die Anzahl der Drucksysteme gleich der Anzahl der vorgesehenen
Spalten
einer Druckzeile. Beim Typendruck, bei dem mit Typenketten oder Typentrommeln nach
dem Prinzip des fliegenden Druckes gearbeitet wird, hängt die Druckgeschwindigkeit
(Zeilen pro Minute) von der Umlauf- bzwO Umfangsgeschwindigkeit der Typenkette oder
der Typentrommel ab, Mit solchen Schnelldruckern werden in der Praxis bisher Druckgeschwindigkeiten
bis zu 2000 Zeilen pro Minute erzielt.
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Eine höhere Druckgeschwindigkeit ist bei Parallel-Rasterdruckern zu
erwarten, da hier nicht vorgebildete Typen an die jeweilige Druckstelle herangebracht
werden müssen, sondern die Typen erst während des Druckvorganges aus einzelnen gleichartigen
Rasterelementen zusammengesetzt werden. Für Schriftzeichen wird hierbei im allgemeinen
ein Raster von 5 x 7 Rasterelementen (5-Spalten-7-Zeilen-Raster) vorgesehen.
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Beim Zeilenpunktraster wird jedes Schriftzeichen nacheinander aus
einzelnen Rasterpunkten zusammengesetzt, wobei beim angegebenen Beispiel nur 5 Druckelemente
je Zeichen benötigt werden. Bei diesen Druckelementen handelt es sich im allgemeinen
um Nadeln, die über ein Farbband das Papier bedrucken.
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Die Nadeln können hierbei über Schwingankersysteme jil: verhältnismäßig
kurzen Zeiträumen, beispielsweise einer Millisekunde, betätigt werden, so daß bei
einer Aufteilung einer Schreibzeile in beispielsweise 10 Zeilenraster 100 Schreibzeilen
pro Sekunde gleich 6.000 Schreibzeilen pro Minute theoretisch gedrucktwerden können0
In der Praxis ist es aber bisher noch
nicht gelungen, einen derart
schnell druckenden parallel Nadeldrucker zu schaffen, da insbesondere die Nadeln
und ihre Führungen den mechanischen Beanspruchungen nicht gewachsen sind und in
kürzester Zeit durch Verschleiß und Zerstörung funktionsunfähig werden0 Die Erfindung
gWht aus von einem Parallel-Basterdrucker mit Drucknadeln, welche über individuelle
Druckauslösemagnete betätigt werden, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische
Verschleißanfälligkeit solcher Schnelldrucker beträchtlich herabzusetzen, um so
eine höhere Druckgeschwindigkeit zu ermöglichen0 Darüber hinaus sollen trotz der
Rasteraufteilung gut lesbare Druckzeichen erreicht werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß je Rasterspalte jeweils
nur eine Drucknadel vorgesehen ist, daß die Drucknadeln bei jeder Druckstelle mit
gleichen horizontalen und vertikalen Abständen über die gesamte Zeichenrasterfläche
verteilt sind und daß der Durchmesser der Drucknadeln einerseits größder als das
Rastermaß ist, andrerseits aber der lichte Abstand zwischen benachbarten Drucknadeln
mindestens 80 % des Nadeldurchmessers beträgt. Durch diese versetzte Anordnung der
Drucknadeln, bei einem 5-Spalten- 7-Zeilen-Raster werden beispielsweise die Nadeln
auf die erste, vierte und siebte Rasterzeile verteilt, ist-ein solch großer Abstand
zwischen den jeweils einer Druckstelle bzwo einer Zeichenfläche
zugeordneten
Drucknadeln gegeben, daß diesen ein über das Rastermaß hinausgehender Durchmesser
gegeben werden kann, so daß stärker beanspruchbare, verschleißfestere Drucknadeln
verwendet werden können und darüber hinaus noch zusätzlich Raum für die Ausbildung
der Nadelführungen gewonnen wird0 Da auch die von den dickeren Nadeln gedruckten
Punkte über das Rastermaß hinausgehen, wird vorteilhafterweise eine Überlappung
der Rasterpunkte und damit eine quasi linienhafte, gut lesbare Schreibweise der
Zeichen erzielt.
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Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann ferner
vorgesehen werden, daß die Drucknadeln einen zugleich als Führung ausgebildeten
Druckfarbenbehälter durchsetzen, in welchen die nadeln vor jeder Druckauslösung
durch entgegengesetzt zu den Druckauslösemagneten wirkende Einfärbungsauslösemagnete
zurückgezogen werden0 Die Nadeln werden also der Erfindung zufolge direkt eingefärbt,
so daß die Verwendung eines Farbbandes bzwç Farbtuches und die damit verbundenen
Störungsquellen entfallen, Ein noch entscheidenderer Vorteil dieser Maßnahmen besteht
aber darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Rasterdrucker eine zugleich als Schmiermittel
wirkende Druckfarbe verwendet werden kann, so daß die Drucknadeln bzwo ihre Führungen
ständig während des Druckvorganges geschmiert werden, wodurch die Verschleißanfälligkeit
der Drucknadeln und ihrer Führungen stark herabgesetzt werden0 Infolgedessen kann
der Rasterdrucker nach der Erfindung mit
Druckgeschwindigkeiten
zwischen 2000 bis 6000 Zeilen pro Minute über lange Arbeitszeiten betrieben werden,
bevor eine Auswechslung verschlissener Drucknadeln vorgenommen werden mußO Nach
weiteren Merkmalen der Erfindung kann der Druckfarbenbehälter als ein über die volle
Zeile sich erstreckendes Rohr ausgebildet sein, welches aus dicht, aber trennbar
zusammengefügten Rohrabschnitten besteht, Hierdurch kann die Druckfarbe einerseits
allen Druckstellen über eine gemeinsame Zuleitung zugeführt werden, und ist es andrerseits
in einfacher eise möglich, beispielsweise zwecks Austausches verschlissener Drucknadeln
den jeweiligen, von diesen verschlissenen Nadeln durchsetzten Rohrabschnitt des
Druckfarbenbehälters aus dem Druckwerk ausbauen0 Der Erfindung zufolge ist ferner
vorgesehen, daß bei jeder Drucknadel der Druckauslösemagnet und der Einfärbungsauslösemagnet
in entgegengesetzten Richtungen auf denselben Nadel Schwinganker einwirken Hierbei
sind vorteilhafterweise die zu den Nadeln einer Druckstelle gehörenden Druck- und
Sinfärbungs-Auslösemagnete mit ihren Schwingankern in einer horizontalen Reihe fluchtend
hinterinander angeordnet und die zu vier benachbarten Druckstellen gehörenden vier
Magnetreihen sind übereinander fluchtend angeordnet, wobei das obere Paar von Magnetreihen
auf einer Hauptseite einer Platine und das untere Paar auf der gegenüberliegenden
Seite einer zweiten
Platine angebracht sind, während die Farbbehälter-Rohrabschnitte
eine Länge gleich der Breite von vier Druckstellen aufweisen und an beiden Platinen
befestigt sind. Auf diese Weise ist das die Nadeln den Druckfarbenbehälter und die
Äuslösemagnete enthaltende Druckwerk in identische Druckwerkseinheiten für jeweils
vier benachbarte Druckstellen unterteilt und eine übersichtliche, raumsparende Anordnung
der Schwingankermagnete innerhalb jeder Druckwerkseinheit erreicht.
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Der Rasterdrucker nach der Erfindung ist ferner gekennzeichnet durch
einen kontinuierlichen Papiervorschub und durch einen je Rasterspalten-Papiervorschub
einen Auslöseimpuls liefernden Impulsgeber, dessen Impulse über Und-Schaltunen,
deren zweite Eingänge jeweils von einem Informationsgeber, z. Bo von einer Rechenanlage,
geliefert werden, die Auslößemagnete über Thyristorschaltungen betätigen.
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Durch die Erfindung ist ein Schnelldrucker erreicht, bei welchem der
mechanische Teil auf ein Minimum reauziert ist.
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Da ein Parallel- oder Zeilendruck vorgesehen ist, entfallen die beim
Serialdruck erforderlichen mechanischen Einrichtungen zum Abfahren einer SchreibzeileO
Wegen des Druckes mit direkter Einfärbung der Nadeln entfällt das Farbband mit seinen
mechanischen Führungsteilen0 Wegen des verwendeten parallelen Rasterdruckes ist
ein kontinuierlicher Papiervorschub möglich, wodurch die bei vielen anderen
Schnelldruckern
erforderlichen, diskontinuierlich arbeitenden Papiervorschubeinrichtungen in Fortfall
kommen, Wegen des ferner vorgesehenen Rasterdruckes entfallen/die bei Typendruck
erforderlichen Einrichtungen zur Bewegung der Typenräder bzwO der Typenketten und
ist die Druckgeschwindigkeit unabhängig vom ZeichenvorratO Bei der Erfindung ist
die Druckenergie über die Betriebsspannung in einfacher Weise einstellbar und der
Schnelldrucker nach der Erfindung ist ebenfalls für Blindenschrift einsetzbar0 Bei
Verwendung eines 5-Spalten-7-Zeilen-Rasters ist ein Zeichenvorrat von 235 gegeben,
und durch Anordnung einer weiteren Drucknadel in der Abstandsrasterspalte zwischen
zwei benachbarten Zeichenflächen können mit dem Schnelldrucker nach der Erfindung
auch Zeichnungen, beispielsweise technische Zeichnungen, hergestellt werden0 Der
Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispieles näher erläutert, In der Zeichnung zeigen Bigo 1 ein Diagramm
zur Veranschaulichung der versetzten Anordnung der Drucknadeln, Fig. 2 eine Teilseitenansicht
auf den Drucker nach der Erfindung, Fig, 3 eine schematische Darstellung einer vier
Druckstellen umfassenden Druckwerkseinheit,
Figo 4 eine vereinfachte
Darstellung der elektronischen Schaltung des Druckers, Fig, 5 eine Skizze zur Erläuterung
der Führung und direkten Einfärbung der Drucknadeln und Figo 6 ein Diagramm zur
Erläuterung der Nadel-Taktfolge beim Drucken spezieller Zeichen In Fig. 1 sind vier
Gruppen von Drucknadeln N1 bis N6 gezeigt, die zu vier benachbarten Druckstellen
nl, n2, n3, n4 gehören.
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Die Druckstellen sind jeweils in sechs Rasterspalten mit dem Rastermaß
a unterteilt, wobei die Rasterspalten 1 bis 5 die Breite der üblicherweise zu schreibenden
Zeichen ausmacht, während die Rasterspalte 6 den Abstand zwischen zwei benachbarten
Zeichen einer Spalte bildet. Die Nadeln N1 bis N5 sind jeweils auf eine der Rasterspalten
1 bis 5 verteilt und - um auch über die Zeile hinweg zusammenhängende Figuren oder
Linien drucken zu können - ist auch der Abstands-Rasterspalte eine Nadel N6 zugeordnet.
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Mit demselben Rastermaß "a" ist die Zeichenfläche in sieben Zeilenraster
0 bis 6 aufgeteilt, an welche sich drei weitere Abstands-Zeilenraster 7, 8, 9 anschließen.
Die Nadeln sind über die gesamte Zeichen-Rasterfläche gleichmäßig verteilt, wobei
die Nadeln N1 und N4 im Zeilenraster 0, die Nadeln N2
und N5 im
Zeilenraster 3 und die Nadeln N3 und N6 im Zeilenraster 6 angeordnet sind. Der Durchmesser
der Nadeln ist größer als das Rastermaß "a", beispielsweise um den Faktor VT, so
daß unmittelbar nebeneinander gedruckte Punkte einander überlappen0 tigo 2 zeigt
in Seitenansicht die in drei Ebenen übereinander liegenden Nadeln N1/N4, N2/N5,
N3/N6, wobei solche Wadelpaare in einer Anzahl gleich der der Druckstellen hintereinander
liegen, Mittels einer Saugtrommel 20 wird der zu bedruckende Papierstreifen 21 kontinuierlich
an den Nadeln vorbeigeführt.
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Die Saugtrommel 20 wird von einer Taktscheibe 22 aus synchron angetrieben,
die an ihrem Umfang mit einer regelmäßigen Verzahnung bzwç mit radialen Ausnehmungen
23 versehen ist, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen einem-Vorschub
des Papierstreifens 21 um ein Rastermaß, za B. 1/60 Zoll, entspricht. Ein Taktgeber
24 erfaßt die vorbeilaufenden Zähne und liefert für jeden Papiervorschub um ein
Rastermaß einen Taktimpuls T. Die Taktimpulse werden zur Steuerung des Codeumsetzers,
des Zeichenspeichers und des Druckwerkes verwendet, wie später noch näher beschrieben
wird.
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Fig. 3 zeigt eine vier benachbarten Druckstellen nl bis n4 zugeordnete
Druckwerkseinheit. Jede solche Druckwerkeinheit umfaßt vier mal sechs Drucknadeln
N, welche horizontal gerichtet sind und einen Druckfarbenbehälter 25 durchsetzen,
der je Bruckwerkeinheit aus einem Vierkantrohrabschnitt 26 besteht. Bei der Nebeneinanderanordnung
mehrerer der in Fig.3 gezeigten Druckwerkseinheiten werden die Rohrabschnitte 26
stirnseitig zu einem durchgehenden Druckfarbenbehälter zusammengefügt, wobei zwischen
den Stirnenden benachbarter Rohrabschnitte 26 zweckmäßigerweise Dichtungen zwischengelegt
werden0 Die Nadeln werden jeweils von individuellen Schwinghebeln 27, 28 getragen,
von denen nur einige in der Zeichnung gezeigt bzw die Schwinghebel 27 28 sind. Die
Nadeln, sind an zwei vertikalen, auf die Breite von vier Druckstellen auseinandergedrückten
Platinen 29 und 30 an den Lagerstellen 31, 32 schwenkbar gelagert. Die Schwinghebel
27, 28 sind vertikal ausgerichtet, wobei die den Druckstellen n1 und n3 zugeordneten
Schwinghebel 27 sich nach unten erstrecken und auf der Vorderseite der Platine 29
schwenkbar gelagert sind, während die den Druckstellen n2 und n4 zugeordneten Schwinghebel
28 sich nach oben erstrecken und auf der Rückseite der Platine 30 gelenkig gelagert
sind.
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Die Schwinghebel 27, 28, die jeweils senkrecht zur Darstellungsebene
derart abgekröpft sind daß sie sich gegenseitig nicht behindern, tragen jeweils
einen Schwinganker 33,
34, 35, 36, auf welche jeweils ein Druckauslösemagnet
Dr und ein Einfärbeauslösemagnet Fa einwirken Die Sinfärbungsauslösemagnete Fa ziehen
die Nadeln N aus einer durch Federn (nicht gezeigt) gesicherten Ruhestellung um
eine Strecke "c" bis hinter die Frontfläche 37 des Druckfarbbehälters 25 zurück
(vergleiche auch Figo 5), während bei Erregung der Druckauslösemagnete Dr die Nadeln
N um eine Strecke "c" + "b" gegen die zu bedruckende Papierbahn 21 geschlagen werden.
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jUie aus Figo 3 ersichtlich ist, sind die der Druckstelle n1 zugeordnete
Auslösemagnete Dr und Fa in einer horizontalen Reihe I hintereinander angeordnet
und auf der Vorderseite der Platine 29 befestigt. In gleicher Gleise sind die der
Druckstelle n3 zugeordneten Auslösemagnete Fa und Dr in einer horizontalen Magnetreihe
III angeordnet. Die den Druckstellen n2 und n4 zugeordneten Auslösemagnete sind
auf der Rückseite der anderen Platine 30 in agnetbaureihen II und IV angeordnet,
Die beiden Platinen 29 und 30 sind im Beach ihres Farbbehälter-Rohrabschnittes 26
und an der gegenüberliegenden, in Figo 3 linken Seite (nicht gezeigt) zu einer Baueinheit
mechanisch miteinander verbunden, so daß die Druckwerkseinheiten im Baukastenprinzip
nebeneinander angeordnet sind und nach Bedarf gegen gleichartige ausgetauscht werden
können0
Xig. 4 veranschaulicht die Steuerschaltung des Schnelldruckers
Von dem Taktimpulsgeber 24 werden bei jedem Papiervorschub um einen Zeilenraster
ein Taktimpuls T an einen Zähler 38, der von 0 bis 9 zählt, geliefert0 Die dort
gewonnenen Taktsignale T0 bis T9 dienen zur Steuerung eines 2-Zeilen-Speichers 39,
an den von einer Zentraleinheit aus die Informationen geliefert werden0 Von dem
2-Zeilen-Speicher gelangen die Informationen in einen Code-Umsetzer 40 und von dort
in eine Schaltung 41 für die Zeichenerzeugung, die für jede Nadel aller Druckstellen
einer Schreib zeile über individuelle Ausgangsleitungen 42 und D-Flip Flops die
die jeweiligen Nadel betreffende Information an zwei parallel geschaltete Und-Glieder
43, 44 liefern, An den anderen Eingang des ersten Und-liedes 43 wird jeder Taktimpuls
T über eine Verzögerungsschaltung VZGFA geliefert. Bei Erfüllung der Und-Bedingung
für das Und-Glied 43 beispielsweise der Nadel W1 wird der Thyristor THYN1Fa gezündet,
der in Reihe mit der Spule 111FA des Einfärbungsauslösemagneten der Nadel N1 liegt,
so daß die Nadel N1 zum Farbbehälter hin zurückgezogen und ihre Stirnfläche frisch
eingefärbt wird0 Mit einer geringen Verzögerung wird derselbe Impuls T über das
Verzögerungsglied VZGDR an das zweite Und-Glied 44 geliefert, so daß ein Ausgangssignal
über die Übertragungschaltung 45 an die Steuerelektrode des Thyristors THYN1DR gelangt,
welcher hierdurch gezündet wird, so daß die mit ihm in Reihe liegende Spule LN1DR
des Druck-Auslösemagneten der ersten Nadel N1 erregt wird und kurz
nach
dem Einfärbungsvorgang der Druckvorgang ausgeführt wird.
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Die Auslösemagnete können beispielsweise mit einer Betriebsspannung
von 300 Volt betrieben werden. Die Und-Glieder 4Zç 44 und ihre nachgeschaltete Thyristorschaltung
sind f-ür jede Nadel gesondert vorgesehen0 In teig. 1 ist ferner rechts die Papierbahn
21 dargestellt, die in Pfeilrichtung aufwärts unter den Nadeln vorgeschoben wird.
Neben der Papierbahn sind rechts die je Zeilenraster-Vorschub gelieferten Taktimpulse
0 bis 9 für die erste Zeile und 0' bis 9' für die zweite Zeile angegeben, rig, 6
veranschaulicht für eine Druckstelle, zu welchen Takten die jeweiligen Nadeln betätigt
werden müssen, um alle Rasterfelder der ersten und zweiten Zeile zu bedrucken, Wegen
der Versetzung der Nadeln in Zeilenraster-nichtungwerden eine Reihe von Rasterfeldern
der ersten Zeile erst bei den Taktimpulsen 0' bis 2' (bzwe bis 5' bei Unterlängen),
die zum Papiervorschub um die zweite Zeile gehören, betätigt, weshalb ein 2-Zeilenspeicher
erforderlich ist. Ferner sind in Figo 5 die Taktimpulse zum Drucken des Buchstabens
IL in der ersten Zeile und des Buchstabens B in der zweiten Zeile angegeben, wobei
der taktimpuls 2" beim Zeichen B zu den Taktimpulsen 0'' bis 9" des Papierbahnvorschubes
um eine dritte Zeile gehört,