EP0146070B1

EP0146070B1 - Vorrichtung in Zeilendruckeinrichtungen zur Abtastung des Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: EP0146070B1
Application number: EP84114680A
Authority: EP
Inventors: Alois Dipl.-Ing. Brandner (Fh)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-12-13
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1989-07-19
Also published as: DE3345030C1; JPS60220780A; EP0146070A3; EP0146070A2; US4639607A; DE3479012D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Druckeinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind allgemein bekannt und mit Erfolg zur Anwendung gelangt. So wird in der DE-OS 29 51 934 eine Vorrichtung in Druckeinrichtungen mit einem zeilenweise entlang von einem Aufzeichnungsträger bewegten Schreibkopf beschrieben, bei dem im Schreibkopf eine Abtasteinrichtung aus einer Strahlungsquelle und einer fotoelektrischen Empfangseinrichtung zum Abtasten der Ränder des Aufzeichnungsträgers vorgesehen ist. Die Abtastung selbst erfolgt dabei impulsweise, wobei der Aufzeichnungsträger über eine Reflektionsfläche geführt ist, die den von der Strahlungsquelle ausgehenden Lichtstrahl - in dem Bereich der Reflexionsfläche die nicht vom Papier abgedeckt ist auf die Empfangseinrichtung umlenkt.
Als Strahlungsquelle wird dabei eine lichtemittierende Leuchtdiode verwendet, die einen relativ stark fokussierten Lichtstrahl abgibt, der nach Umlenkung durch die Reflektionsfläche von einem Fototransistor empfangen wird.
Ein wesentliches Problem bei derartigen Fotoabtastern besteht nun darin, daß sie relativ toleranzempfindlich sind, das bedeutet, daß geringfügige Abweichen der Lage der Reflektionsfläche von ihrer Sollage dazu führen, daß der Abtaststrahl nicht mehr in seiner vollen Intensität den Empfänger erreicht, was zu Fehlinterpretationen und Fehlschaltungen im Bereich der nachverarbeitenden Elektronik führen kann. Da die Reflektionsfläche bei derartigen Einrichtungen in dem Bereich der Schreibwalze angeordnet sein muß und der Aufzeichnungsträger über die Reflektionsfläche geführt ist, kann es dadurch leicht zu Verschwenkungen bzw. örtlichen den Lichtstrahl ablenkenden Verspannungen auf der Reflektionsfläche kommen.
Bei der Verwendung von Leuchtdioden und Fototransistoren innerhalb von Abtasteinrichtungen ist es üblich, den Sensorflächen bzw. den nichtemittierenden Flächen optische Systeme z. B. Linsen vor- oder nachzuschalten um entweder das auszusendende Licht zu bündeln oder aber das empfangene Licht auf die eigentliche Rezeptorfläche des Empfängers zu konzentrieren.
So wird z. B. in der US-PS 3 739 177 eine Abtasteinrichtung zum Erkennen der Ränder einer Papierbahn beschrieben, bei der als Strahlungsquelle eine Lampe vorgesehen ist, der eine Sammellinse zugeordnet ist, die das von der Lampe ausgehende Licht bündelt und der Abtastregion zuführt. Auf der Empfängerseite wiederum ist dem Fotoelement eine Sammellinse vorgeschaltet, die das von der Abtastfläche reflektierte Licht sammelt und auf die Rezeptorfläche des Fotoelementes konzentriert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die toleranzunempfindlich ist und einfach im Aufbau. Geringfügige Richtungsschwankungen des Abtaststrahles sollen sich dabei nicht auf die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung auswirken können.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dadurch das der Empfangseinrichtung vorgeschaltet ein Sammellinsensystem derart angeordnet ist, daß sich ihr Brennpunkt in der unmittelbaren Umgebung der Reflektionsfläche befindet, so daß sie den Umlenkbereich des Abtaststrahles flächig auf die Empfangseinrichtung projiziert, ergibt sich eine gegenüber Richtungsschwankungen des Abtaststrahles toleranzunempfindliches Abtastsystem. Auslenkungen der Reflektionsfläche, bedingt z. B. durch Druck des Aufzeichnungsträgers, werden von dem Sammellinsensystem erfaßt und führen zu keiner Beeinträchtigung der Funktion. Das bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung als einzelne Sammellinse ausgebildete Linsensystem vergrößert dabei den Funktionsbereich der Abtasteinrichtung.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Abtasteinrichtung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Zeilendruckeinrichtung mit einem Schreibkopf mit zugehöriger Tasteinrichtung.

Eine in der Fig. 2 schematisch dargestellt Druckeinrichtung enthält einen Druckerwagen 1 mit darauf angeordnetem Druckkopf 2 der z. B. einen Nadeldruckkopf oder einen Tintenschreibkopf sein kann und einer optoelektronischen Abtasteinrichtung 3. Die optoelektrische Abtasteinrichtung 3 dient dazu einen über eine Schreibwalze 4 gespannten Aufzeichnungsträger 5 hinsichtlich seiner Ränder abzutasten. Diese Abtastung erfolgt z. B. dadurch, daß vor Beginn des eigentlichen Schreibens der Druckkopf aus der mit POS1 bezeichneten Lage in die mit POS2 bezeichnete Lage geführt wird und damit die örtliche Lage der seitliche Ränder bestimmt. Die Position des linken Randes wird über die Druckersteuerung DS dann in eine Speichereinrichtung S eingespeichert und der Druckkopf 2 bei Beginn des Schreibbetriebes über den Druckerwagenantrieb DWA entsprechend positioniert.
Die eigentliche Abtastung erfolgt entsprechend der Darstellung der Fig. 1 dadurch, daß ausgehend von einer als Leuchtdiode ausgebildeten Strahlungsquelle 6 ein fokussierter Abtaststrahl auf eine in der Umgebung der Schreibwalze hinter dem Aufzeichnungsträger 5 angebrachte, sich über die gesamte Breite der Schreibwalze erstreckende Reflektionsfläche 7 gerichtet wird, von der er dann umgelenkt wird und über eine Sammellinse 8 auf einen Fotoempfänger (Fototransistor) 9 auftrifft. Bei der Reflektionsfläche 7 handelt es sich dabei um eine polierte Metallbahn, die sich bei Druckern mit Nadeldruckkopf unterhalb der Schreibwalze entlang der Schreibwalze 4 erstreckt. Bei Tintenstrahldruckern kann unter Umständen die Schreibwalze 4 vollständig entfallen und die Reflektionsfläche 7 selbst als Druckgegenlager dienen. Trifft ein von der Strahlungsquelle 6 ausgehender Lichtstrahl auf den Aufzeichnungsträger (z. B. Papier), so wird durch das verminderte Reflektionsvermögen des Papiers der Lichtstrahl stark gedämpft oder unterbrochen. Durch die Verwendung einer Reflektionsfläche werden also immer die gleichen Reflektionsbedingungen für die Abtastung erreicht. Da das Papier 5 entsprechend der Darstellung der Fig. 2 über die Reflektionsfläche 7 geführt werden muß, kann es leicht zu Verformungen der Reflektionsfläche 7 kommen. Dies führt unter Umständen zu einer nicht gewünschten Auslenkung des Abtaststrahls. Ordnet man nun im Strahlungsgang der Abtasteinrichtung vor dem Lichtempfänger 9 eine Sammellinse 8 an, deren einer Brennpunkt F sich auf der Reflektionsfläche 7 befindet, so kann die Reflektionsfläche 7 um den Winkel verschwenkt werden, ohne daß sich das auf die Funktion der Abtasteinrichtung auswirkt. Die Sammellinse 8 projiziert dabei den Umlenkbereich F des Abstaststrahles flächig auf die Empfangseinrichtung 9. Dabei wird aus dem relativ kleinen Umlenkbereich F auf der Reflektionsfläche zwischen der Sammellinse 8 und der Empfangseinrichtung 9 ein Strahlenkegel 10. Die Querschnittsfläche (Projektionskegelschnittfläche) bzw. der Durchmesser des Strahlenkegels 10 ist nun so bemessen, daß sie eine hier mit 11 bezeichnete wirksame Rezeptionsfläche der Empfangseinrichtung vollständig abdeckt. Die wirksame Rezeptionsfläche der Empfangseinrichtung 9 kann dabei ebenfalls die Eingangsöffnung einer Sammellinse sein. Als Sammellinse 8 kann bei entsprechender Größe der Rezeptionsfläche auch eine bikonvexe Linse verwendet werden oder aber wie bei der Sammemllinse nach Fig. 1 eine Linse mit unterschiedlichen Krümmungsflächen und damit verschiedenen Brennweiten.
Eine derart ausgestaltete Abtasteinrichtung erweitert den Empfangsbereich des Fototransistors 9 in so großem Maße, daß auch bei starken Form-und Lageabweichungen der Reflexionsfläche 7 zum Abtaster auf eine Justierung der Reflexionsfläche verzichtet werden kann.
Die Abtasteinrichtung 3 dient nun nicht allein der Feststellung der seitlichen Ränder des Aufzeichnungsträgers sondern auch der Abdruckunterbindung wenn Beschädigungen des Aufzeichnungsträgers vorliegen.
Während des Druckbetriebes, bei dem sich der Druckkopf 2, der z. B. ein Tintenstrahldruckkopf sein kann, ausschließlich über den Aufzeichnungsträger 5 bewegt, wird die Abtasteinrichtung 3 nicht abgeschaltet sondern zur Feststellung von örtlichen Beschädigungen weiterhin in Betrieb gehalten. Stellt nun die Abtasteinrichtung 3 ein derartige Beschädigung fest, wird in dem Bereich der Beschädigung der Abdruck über die Drucksteuerung DS unterbunden. Dadurch wird ein Verschmutzen der Schreibwalze bzw. der Spiegelleiste verhindert. Bei der Verwendung von Druckeinrichtungen z. B. als Nachrichten-Terminals muß nun - bei festgestellter Beschädigungen - über eine Wameinrichtung W (z. B. eine Lampe) angezeigt werden, daß ein Teil der im Speicher 8 gespeicherten Nachricht nicht abgeordnet werden konnte.

Claims

1. Vorrichtung an Druckeinrichtung mit einem zeilenweise entlang von einem, über eine Reflektionsfläche geführten Aufzeichnungsträger bewegten Druckkopf und einer mit dem Druckkopf gekoppelten Abtasteinrichtung aus einer Strahlungsquelle und einer fotoelektrischen Empfangseinrichtung zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers durch Aussenden eines über die Reflektionsfläche in Abhängigkeit vom Vorhandensein des Aufzeichnungsträgers auf die Empfangseinrichtung umgelenkten Abtaststrahles, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Empfangseinrichtung (9) ein Sammellinsensystem (8) derart angeordnet ist, daß sich dessen einer Brennpunkt (F) in der unmittelbaren Umgebung der Reflektionsfläche (7) befindet, so daß das Sammellinsensystem (8) diesen Umlenkbereich des Abtaststrahles auf der Reflektionsfläche flächig auf die Empfangseinrichtung (9) projiziert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammellinsensystem aus einer einzigen Sammellinse (8) besteht.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionskegelschnittfläche (10) des Sammellinsensystem (8) die wirksame Rezeptionsfläche (11) der Empfangseinrichtung (9) abdeckt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (3) mit einer den Druckkopf (2) ansteuemden Drucksteuereinrichtung (DS) in Verbindung steht und daß die Druckersteuereinrichtung (DS) derart ausgestaltet ist, daß sie in Abhängigkeit von einem durch die Abtasteinrichtung (3) generierten Abtastsignal den Abdruck über den Druckkopf (2) freigibt oder unterbindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Druckersteuerung (DS) eine Wameinrichtung (W) in Verbindung steht und daß die Wameinrichtung (W) dann ausgelöst wird, wenn während des Druckvorganges eine Abdruckunterbindung z. B. wegen einer Beschädigung des Aufzeichnungsträgers (5) über die Abtasteinrichtung (3) erfolgt.