DE2353340C3 - Tintenstrahlschreiber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlschreiber der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein derartiger Tintenstrahlschreiber wird in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 23 27 980, F i g. 6 vorgeschlagen. Hierbei werden die selektiv aufgeladenen Tintentröpfchen über eine an die Ablenkelektroden angelegte Rechteckspannung abgelenkt, und es werden jene Tintentröpfchen am meisten abgelenkt, die während ihrer Laufzeit ständig dem Erregerpotential ausgesetzt waren. Jene Tintentröpfchen, die schon zwischen die Elektroden eintreten, während dieser noch keine Spannung zugeführt wird, werden demgemäß weniger beschleunigt und es ergeben sich auf diese Weise unterschiedliche Auslenkungen der Tintentröpfchen. Wichtig ist hierbei, daß die Frequenz der Ablenkspannung genau synchronisiert ist mit der Tröpfchenbewegung. Es muß hierbei Sorge dafür getragen werden, daß immer so viel Farbtröpfchen die Ablenkelektroden durchlaufen wie zum Zeichnen einer vollen Zeichenhöhe erforderlich ist Wenn diese Übereinstimmung nicht mehr besteht und z. B. die entsprechend individuell aufgeladenen Tintentröpfchen, die zum Zeichnen einer Buchstabenhöhe erforderlich sind, bereits mit einer kürzeren Laufzeit die Elektroden durchströmt haben, dann werden die letzten Tröpfchen jeder Serie einer gleichen Ablenkwirkung ausgesetzt, d. h, es kann der letzte Tropfen oder es können die letzten Tropfen nicht mehr genügend weit abgelenkt werden, so daß sich die letzten Tröpfchen einer Gruppe an der gleichen Stelle ablagern und dort einen Klecks erzeugen. In der Praxis ist es aber außerordentlich schwierig, eine dauerhaft zeitliche Synchronisation zu gewährleisten, insbesondere wenn die Tintentröpfchen mechanisch unter Druck gefördert werden, so daß beispielsweise Temperaturänderungen und hiermit verknüpfte Viskositätsänderungen unterschiedliche Zeitabläufe bedingen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erwähnten Fehl funktionen zu vermeiden und einen Tintenstrahlschreiber zu schaffen, bei dem die Zeichen ständig in voller Höhe ausgeschrieben werden, und zwar auch bei sich in gewissen Grenzen ändernder Periodendauer.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs } angegebenen

+o Merkmale. Die während der Periodendauer ausgeblendeten Tintentröpfchen sind jene, die nicht aufgeladen worden sind und am Schreibvorgang nicht teilhaben. Während diese Tröpfchen am Schluß jeder Periodendauer in die Elektroden einlaufen, verlassen die restlichen noch für den Schreibvorgang erforderlichen Tintentröpfchen die Elektroden, und zwar mit der ihnen aufgeprägten Energie, d. h., es wird gewährleistet, daß auch der letzte für den Schreibvorgang ausgenutzte Tropfen noch bis zu seiner Abbiidungsstelle abgelenkt wird und nicht mit den vorher bis auf das gleiche Maß ausgelenkten Punkten zusammenfällt, wie dies bei dem älteren Vorschlag unter Umständen möglich ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Tintenstrahlschreibers,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der inneren Teile des Druckkopfes nach Fig, I,

Fi g. 3 eine schematische ^Darstellung des Druckkopfes nach F i g. 1,
F i g. 4 eine schematische Darstellung eines gedruckten Schriftzeichens,

F i g. 5 eine graphische Darstellung, aus der die zeitliche Beziehung zwischen der Düsenantriebsperiode CP und der Wellenform der Ladespannung Sc

ersichtlich ist,

Fig.6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Ablenkspannung ST an den elektrostatischen Hauptablenkplatlen und einem Tintentröpfchen,

Fig.7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Hauptablenkspannung SK und der Hilfsablenkspannung SX,

Fig.8 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung zum Erzeugen vna dem Druckkopf Zuzuführeaden elektrischen Signalen,

F i g. 9 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Hauptablenkspannung SY und einem Tintentröpfchen veranschaulicht, die für den Fall, daß die Amplitude der Ablenkspannung konstant bleibt, gegeben sein muß, wenn eine maximale Ablenkung erzielt werden soll,

Fig. 10 eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines DruckJcopfes,

F i g. 11 eine schematische Darstellung der Bedingungen, unter denen sich ein Tinter.tröpfchen durch den Raum zwischen den Ablenkplatten bewegt,

Fig. 12 und 13 graphische Darstellungen, aus denen die zeitliche Beziehung zwischen der Ablenkspannung an den beiden Ablenkplatten und einem sich zwischen ihnen hindurch bewegenden Tintentröpfchen hervorgeht,

Fig. 14 eine schematische Darstellung von mit Hilfe eines Tintenstrahlschreibers nach der Erfindung gedruckten Buchstaben,

Fig. 15 eine graphische Darstellung eines Beispiels für die elektrostatische Hauptablenkspannung SY und die Ladespannung SC.

Fig. 16 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Ablenkspannungen SKund SX, die an die beiden Hauptablenkplatten bzw. die beiden Hilfsablenkplatten angelegt werden, sowie der Ladesignalwellenform SC bei einer bestimmten Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibers,

F i g. 17 eine ^thematische Darstellung eines Beispiels für einen mit Hilfe einer bestimmten Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibers gedruckten Buchstaben,

Fig. 18 eine schematische Darstellung, aus der die Ursache für die aus Fig. 17 ersichtliche Verzerrung des dargestellten Buchstabens zu entnehmen ist,

Fig. 19 eine schematische Darstellung eines Beispiels für das Aufladen von Tintentröpfchen für den Fall, daß der Buchstabe A mit Hilfe eines Tintenstrahlschreibers nach der Erfindung gedruckt werden soll,

F i g. 20 eine schematische Darstellung eines Beispiels der Wellenformen, die an den verschiedenen Teilen eines Tintenstt ahlschreibers erscheinen, und

Fig. 21 eine graphische Darstellung eines Beispiels für die zeitliche Beziehung zwischen der Wellenform der an die beiden Hauptablenkplatten angelegten Ablenkspannung SKund der Zeit, während welcher siich bei einem "HntCuitrahlschreiber ein Tintentröpfchen zwischen den beiden elektrostatischen Hauptablenkplatten hindurch bewegt.

In F i g. 1 ist eine Tintenspritzdüse 100 dargestellt, deren Grundplatte 101 auf beiden Seiten nit einem dünnen Drahtseil 201 verbunden ist, das über Umlenkrollen 202 und 203 zu einer Antriebsrolle 204 läuft Und zusammen mit der Spritzdüse eine endlose Schleife bildet. Die Welle, auf der die Antriebsrolle 204 sitrt, ist direkt mit der Abtriebswelle eines Motors !205 gekuppelt. Die Antriebsrolle 204 wird durch den Motor 205 so gedreht, daß sich das Drahtseil 201 gemäß F Ϊ g. 1 nach rechts oder links bewegt, um die Düse 100 längs einer Führungsschiene 300 nach rechts oder links zu bewegen.

Wenn die Spritzdüse 100 eine Reihe von Tintentropfen 102 abgibt, gelangen diese Tropfen nicht zu dem zu bedruckenden Papier 400. Wird die Spritzdüse 100 in der schon erwähnten Weise längs der Führungsschiene 300 intermittiereind bewegt, erzeugt sie auf dem Papier 400 eine Druckzeile, die sich in Richtung des Pfeils X erstreckt. Sobald eine gedruckte Zeile fertiggestellt ist, wird die Spritzdüse 100 gemäß Fig. 1 wieder in ihre Ausgangsstellung am rechten Ende 30t der Führungsschiene 300 zurückgeführt, und das Papier 400 wird durch eine nicht dargestellte Transporteinrichtung so bewegt, daß es mit der nächsten Zeile bedruckt werden kann. Mit der Spritzdüse 100 ist ein Kabel 600 zum Zuführen elektrischer Signale verbunden.

In Fig.2 erkennt man eine Düsentragplatte 103, auf deren Rückseite ein Rohr 104 zum Zuführen von Druckfarbe zu einer Düse 105 angeordr- *. ist. Die Düse 105 ist allgemein, trichterförmig und ha? auf ihrer Mittelachse eine kleine öffnung. Gemäß F i g. 2 ist zwischen der Tragplatte 103 und der Düse 105 ein zylindrisches piezoelektrisches Element 106 angeoidnet, das in "ester Anlage an der Düse gehalten wird. Bei dem hier beschriebenen Schreiber wird eine elektrisch leitende Tinte 107 verwendet, die über das Rohr 104 der Düse zugeführt wird, um in Form eines Tintenstrahls 108 aus der Mündung der Düse ausgespritzt zu werden.

Da das piezoelektrische Element 106 ständig Schwingungen ausführt, wird der Tintenstrahl 108 veranlaßt, sich in einen Strom von Tröpfchen 102 zu unterteilen. Gemäß Fig. 2 sind zwei Ladeelektroden 109 und 110 auf einer dem Pfeil X entsprechenden waagerechten Ebene zu beiden Seiten de* Strahles 108 angeordnet Weiterhin sind zwei elektrostatische Haupiablenkelektroden 111 und 112 vorhanden, die entsprechend dem Pfeil Y in F i g. 1 über bzw. unter dem Tinteitropfenstrom 102 angeordnet sind. Jenseits der Ablenkelektrode 111 und 112 sind zwei elektrostatische Hilfsablenkelektrden 113 und 114 zu beiden Seiten des Tintentropfenstroms 102 auf der Oberseite der Grundplatte des Druckkopfes angeordnet. Die Düse 105, die Ladeelektroden 109, 110 und sämtliche Ablenkelektroden 111 bis 114 sind an der Grundplatte 101 des Druckkopfes befestigt.

Gemäß F i g. 3 liegt an der Düse 105 ein Bezugspotential, und dem piezoelektrischen Element 106 wird eine gepulste Spannung CP mit einer vorbestimmten Frequenz von einer Spannungsquelle 115 zum Antreiben der Düse zugeführt, so daß die Düse in Schwingungen versetzt wird, die auf die Mündung der Düse überfragen werden. Die Tinte 107 wird über das Rohr 104 unter Druck zugeführt und über die Mündung der Düse in Form eines Tintenstrahls 108 abgespritzt. Hierbei wird dem Tintenstrahl 108 durch die Schwingungen der Düse 105 eine regelmäßige Wellenbewegung aufgeprägt; diese Welle nimmt längs des Tintenstrahls 108 allr .ählich eine größere Amplitude an.

Sobald diese Amplitude größer wird als der Durchmesser des ursprünglichen Tintenstrahls 108, unterteilt sich der Strahl in eine Reihe von Tröpfchen 102, und zwar derart, daß sich synchron mit der Schwingungsfrequenz der Düse 105 Tröfchen bilden, die in gleichmäßigen Abständen aufeinander folgen und eine gleiche Größe haben. Da die Ladeelektroden 109 und 110 dort angeordnet sind, wo sich der Tintenstrahl 108 in einzelne Tröpfchen 102 unterteilt, und da durch eine

Ladespannungsquelle 116 eine gepulste Spannung SC mit einer vorbestimmten Amplitude synchron mit der Bildung der Farbtröpfchen 102 angelegt wird, werden alle Farbtröpfchen selektiv elektrisch geladen. Hierauf bewegen sich die geladenen Tröpfchen 102 zwischen den Hauptablenkelektroden 111, 112 und den Hilfsab-Senkcleklroden 113, 114 hindurch, an die Ablefikspännungen SY und SX gemäß Fig.3 durch eine Hauptablenkspannungsquelle 117 bzw. eine Hilfsab-(enkspannungsquelle 118 angelegt werden, so daß die Reihe 119 von aufgeladenen Tröpfchen auf elektrostatischem Wege in der senkrechten Y-Richtung und der •waagerechten X-Richtung abgelenkt werden. Hierbei bewegen sich die Tintentröpfchen über einen Tröpfchenfänger 500 hinweg, so daß sie zu dem Papier 400 gelangen, das bedruckt werden soll. Wird keine Aufladung bewirkt, erfolgt keine Ablenkung der Reihe 120 von Tröpfchen, so daß sich diese Tröpfchen gemäß F i g. 3 längs einer geraden Bahn bewegen, um von dem Tröpfchenfänger 500 aufgenommen zu werden.

Fig.4 zeigt einen Buchstaben, der in der Hauptabtastrichtung durch Tintentropfenströme Vl bis V9 entsprechend der senkrechten Richtung Y sowie durch Tintentröpfchenströme Xi bis X 7 in der waagerechten Hilfsabtastrichtung X erzeugt worden ist. In F i g. 4 sind die Abtastrichtungen durch Pfeile bezeichnet Da im vorliegenden Fall die Schriftzeichen dadurch abge druckt werden, daß das Schriftzeichen in der senkrechten Richtung Y und der waagerechten Richtung X abgetastet bzw. überstrichen wird, steht der Druckkopf bzw. seine Tintenspritzdüse 100 gegenüber dem zu bedruckenden Papier 400 still, während das betreffende Schriftzeichen gedruckt wird.

F i g. 5 veranschaulicht die Beziehung zwischen einer gepulsten Spannung CP, die an das piezoelektrische Element 106 nach F i g. 3 angelegt wird, der an die Ladeelektroden 109 und HO angelegten Ladespannung SC und den Zeitpunkten, in denen Tintentröpfchen entstehen, für den Fall, daß gemäß F i g. 4 der Buchstabe H gedruckt werden soll. In F i g. 5 sind die einzelnen Spannungsimpulse CP der Reihe nach mit Yi bis V 9 bezeichnet, während die betreffenden Abschnitte der Ladespannung SC entsprechend mit Xi bis X7 bezeichnet sind.

Gemäß F i g. 4 und 5 sind bei der Punktreihe ΛΊ am linken Ende des Buchstabens //die Punkte D1 bis D 9 in allen waagerechten Punktreihen Yi bis V9 gedruckt worden, und da es sich um neun gedruckte Punkte handelt, nimmt die Ladespannung SCein Potential Ei an, das einer logisch 1 entspricht

Innerhalb der senkrechten Punktreihen X2 bis X6 wird ein Punkt D nur in der waagerechten Punktreihe Y5 gedruckt und daher nimmt die Ladespannung SCim entsprechenden Zeitpunkt den Wert logisch 1 an.

Während der Zeitspannen, während welcher Färbtröpfchen 102 erzeugt werden, die nicht zum Drucken eines Schriftzeichens beitragen und daher gemäß F i g. 3 durch den Tröpfchenfänger 500 zurückgehalten werden, entspricht die Ladespannung dem Massepotential E2 nach F i g. 5.

Bei der Ladespannung SC sind Perioden vorhanden, die dazu dienen, die Ladungsmenge von neun Farbtröpfchen D1 bis D 9 entsprechend den Punktreihen Xi bis X7 nach Fig.4 zu regeln, sowie Perioden, die nicht direkt zum Drucken des betreffenden ö5 Schriftzeichens beitragen; die ersteren Perioden sind in Fi g. 5 als Druckperioden f7?Tdargestellt während die letzteren Perioden als Scheinperioden D/4Mbezeichnet

In Fig.6 bezeichnet das Bezugszeichen lila die Lage des Eintritts der elektrostatischen Hauptablenkelcktroden 111 und 112, während das Bezugszeichen 11 ib die Lage des Austritts der elektrostatischen Hauptablenkelektrodcn 111 und 112 bezeichnet. Wenn z. B. die Spannung an den Hauptablenkplallen, d. h. die Spannung SKgleich £3 ist, tritt der Farbtropfen D5 im Zeitpunkt f3 in den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden 111 und 112 ein. Gemäß Fig. 1 wird im Zeitpunkt /1 der erste Farbtropfen Di innerhalb der senkrechten Reihe X 1 zuerst in den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden Ul und 112 eintreten. Wenn jetzt die Laufzeit, die ein Farbtropfen benct.gt, um sich zwischen den Hauptablenkelektroden hindurch zu bewegen, und die durch die Länge der Hauptablenkelektroden in der Bewegungsrichtung des Tropfen· sowie durch die Bewegungsgesc hwindigkeit des 1 ropfens bestimmt ist, mil T bezeichnet wird, verläßt der erste Farbtropfen D1 den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden im Zeitpunkt /3. Da das Ausmaß der Ablenkung, welche der erste Tropfen D1 erfährt, annähernd proportional zum Zeitintegral der Al>ienkspannung längs der beiden Hauptablenkelektroden ist, wird dem ersten Tropfen D1 eine Ablenkkraft mitgeteilt, die gerräß F i g. 6 proportional zu der Fläche ■S 1 ist F^itsprechend wird dem zweiten Tropfen D 2, der im Zeitpunkt i2 in den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden eintritt und diesen Raum im Zeitpunkt f4 wieder verläßt eine Ablenkkraft mitgeteilt, die gemäß F i g. 6 zu der Fläche S 2 proportional ist. Entsprechendes gilt für die weiteren Farbtropfen D 3 bis D 9. Beispielsweise erfährt der neunte Farbtropfen D 9, der im Zeitpunkt /5 in den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden eintritt und ihn im Zeitpunkt f 6 wieder verläßt, eine Ablenkung, die zu der Fläche S9 in Fig.6 proportional ist. Die Sägezahnkurve kehrt im Zeitpunkt / 7 auf ihren Ausgangswert zurück, und diese Welle dient dann zum Drucken der nächsten senkrechten Punktreihe X 2. Während der neunte Tropfen D 9 in den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden 111 und 112 eintritt und ihn durchläuft, werden die Tintentröpfchen, die gemäß F i g. 6 in den Zeitpunkten f5 bis r7 zwischen den Hauptablenkelektroden hindurchlaufen, nicht zum Drucken benutzt; bei diesen ungeladenen Tropfen handelt es sich um Blindtropfen, deren Vorhandensein bedingt, daß die Scheinperiode DAM nach F i g. 5 vorgesehen wird Die Flächen 51,52 usw. bis 59 nehmen gemäß Fig.6 nach Art einer arithmetischen Reihe zu und geben die erford .-liehe Ablenkung in der Hauptablenkrichtung wieder. Die Größe des gedruckten Buchstabens in der senkrechten Richtung ist proportional zu dem Unterschied zwischen der Ablenkung des ersten Tropfens D1 und derjenigen des neunten Tropfens DS, und diesen Unterschied erhält man, wenn man gemäß F i g. 6 die Fläche S1 von der Fläche 59 abzieht Die Fläche 51 ist außerdem allen Tintentropfen gemeinsam und gibt den Abstand an, in dem sich die Tropfen über den Tröpfchenfänger 500 hinweg bewegen. Wie erwähnt müssen bei dem Ablenkverfahren nach der Erfindung zwei wesentliche Bedingungen erfüllt sein: Erstens ist es erforderlich, die Zeitpunkte einzustellen, in denen die zum Drucken dienenden Tropfen innerhalb einer Punktreihe auftreten, was z. B. für die Punkte D ί bis D 5 gilt, weiche in den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden 111 und 112 eintreten, und außerdem die Wiederholungsphase der Hauptablenkspannung SY einzustellen;

zweitens muß man die Zeit, die für eine Punktreihe benötigt wird, i. B. die Zeit zwischen dem Eintreten des ersten Tropfens D1 in den Raum zwischen den Hauptablenkelektroden und dem Austreten des letzten Tropfens £>9 aus dem Raum zwischen den Hauptablenkelektrodenj auf die Kipperiode der Hauptablenkspanniiriß SKbeschränkcn. Durch das Einschalten einer Scheinperiode DAM für die Blindtropfen D10 bis D 13 kann man jedoch eine erhebliche Ablenkung erzielen.

Gemäß Fig. 7 ist das elektrostatische Hauptablenksignal SK eine Sägezahnkurve mit einer Periodendauer To und einem Scheitelwert E 4. Bei der Hilfsablenkspannung SX handelt es sich gemäß F i g. 7 ebenfalls um eine Sagezphnktirve, deren Periode den Wert 7 To hat, und die eine Scheitelspannung 05 erreicht. Der Grund dafür, daß die Periode der HilfsablenkspannungSXdem Siebenfachen der Periode für eine senkrechte Punktrei-He der Reihen A i bis X 7 ist, geht aus Fig" hervor. Das Ablenkverfahren, das in der Hilfsablenkrichtung angewendo' wird, ist das gleiche wie das Ablenkverfahren für die Hauptablenkrichtung; es ist erforderlich, den Hilfsablenkelektroden 113 und 114 in der Bewegungsrichtung der Tropfen 102 nahezu die gleiche Länge zu geben wie den Hauptablenkplatten. Die Scheitelwerte EA und E5 der Ablenkspannungen SV und SX werden durch die Größe der letzteren in der senkrechten und der waagerechten Richtung, d. h. die Ablenkempfindlichkeit, bestimmt. Da für die Ablenkung in der Hilfsablenkrichtung eine Sägezahnkurve benutzt wird, sind Dei einer Ausführungsform der Erfindung die aufgezeichneten Schriftzeichen etwas geneigt. Außerdem ist bezüglich der Phase zwischen der Ablenkspannung SY und der Ablenkspannung SX eine Korrektur um einen Betrag erforderlich, der gleich der zeitlichen Verzögerung ist, die sich zwischen dem Zeitpunkt, in dem ein Tintentropfen 102 in den Raum zwischen den Hauptablenkplatten 111 und 112 und dem Zeitpunkt ergibt, in dem der gleiche Farbtropfen in den Raum zwischen den Hilfsablenkelektroden 113 und 114 eingetreten ist.

F i g. 8 zeigt eine Schaltung zum Steuern mehrerer elektrischer Einzelschaltungen. Zu dieser Steuerschaltung gehört ein Taktgeberoszillator 121, der ein Signal mit einer bestimmten Frequenz für die Einrichtung 115 nach F i g. 3 zum Erzeugen von Schwingungen der Düse 105 erzeugt. Ferner ist ein doppeltbinärer Reihenzähler 122 für vier Bits mit der Zahlenbasis 13 vorhanden, der dazu dient, die Anzahl der Tintentropfen zu zählen, die in einer Periode der Hauptablenkspannung SY enthalten sind, wobei diese Periode auch die gemäß F i g. 3 und 6 während der Scheinperiode DAM auftretenden Farbtropfen D10 bis D13 umfaßt Ferner gehört zu der Schaltung nach Fi g. 8 ein Reihenzähler 123 zum Zählen der Punktreihen eines Schriftzeichens; schließlich ist ein Zähler für drei Bits vorhanden, der bis 7 zählt, da sich der Buchstabe nach Fig.4 aus sieben senkrechten Punktreihen X1 bis X 7 zusammensetzt.

Der Obertrag des Reihenzählers 122 wird einer Hauptablenkphasen-Verzögerungsschaltung 124 zugeführt, damit er um einen vorbestimmten Betrag eo verzögert wird, um dann als Zeitgebersignal der Quelle 117 für die Hauptablenkspannung SY zugeführt zu werden. Der Obertrag des Reihenzählers 123 wird einer Hilfsablenkphasen-Verzögerungsschaltung 125 zugeführt und um einen vorbestimmten Betrag verzögert, um als Zeitgebersignal der Quelle 118 für die Hilfsablenkspannung SX zugeführt zu werden. Die Phasenverzögerungsschaltungen 124 und 125 dienen zum Korrigieren der zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, in dem ein Tintentropfen 102 aufgeladen wird, und dem Zeitpunkt, in dem dieser Tropfen zu den Häupl- und MilfsablenkpläUen 111 bis 114 gelangt. Somit kann die Verzögerungszeit entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Tropfens 102 variiert werden* Jedes Ausgangsbit des Reihenzählers wird einem Schriflzeichenformspeicher 126 als Punktreihenwählsignäl entsprechend der Form des Schriftzeichens eingegeben. Die Schriftzeicheneingangssignalc, die gedruckt werden sollen, werden einem Dekodierer 127 in Form von Schriftzeichenkodes eingegeben. Der Dekodierer 127 liest die Schriftzeichen, er erzeugt Signale zum Bestimmen bestimmter Teile des Schriftzeichenformspeichers, und er bezeichnet jeweils ein bestimmtes Schriftzeichen. In Abhängigkeit von Reihenwählsignalen werden die Informationen über jeweils eine Funktreihe eines Suhrifiieicnena, uas gcdfücki werden soll, in paralleler Form einem Schieberegister 128 eingegeben. Gleichzeitig mit dem Schriftzeichenkode wird ein Druckbefehl dem Schieberegister 128 als Rückstellauslösesignal zugeführt. Der Inhalt des Schieberegisters 128 wird synchron mit den Taktimpulsen des Oszillators 121 verschoben, um nacheinander serielle Ausgangssignale abzugeben. Solange kein Druckbefehl gegeben wird, wird das Schieberegister 128 zurückgestellt, und es wird kein Ladesignal SCerzeugt.

Wenn man die Ablenkperiode, von der innerhalb der Periode To eine Rücklaufzeit abgezogen worden ist, bei der Hauptablenkspannung SY mit Π bezeichnet (Fig.9), tritt der erste Tropfen Dl in den Raum zwischen den Ablenkplatten in einem Zeitpunkt ta ein und verläßt diesen Raum wieder in einem Zeitpunkt tb, und der neunte Tropfen D 9 tritt im Zeitpunkt tb ein und im Zeitpunkt ic wieder aus, und im Hinblick hierauf wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Tropfen so eingestellt, daß die Periode Thalb so groß ist wie die Periode Tl. In Fig.9 ist die Fläche, die der Auslenkung des ersten Tropfens D1 entspricht, mit ARa bezeichnet, während die Ablenkung des neunten Tropfens D 9 der Summe der Flächen ARbundARcentspricht; hierbei ist die Fläche ARa gleich der Fläche ARb; daher repräsentiert die Differenzfläche ARc die maximale Ablenkung. In diesem Fall werden die Farbtropfen, die in den Raum zwischen den Ablenkplatten zwischen den Zeitpunkten found tdeintreten,zu Blindtropfen.

Bei den elektrostatischen Hilfsablenkelektroden 113 und 114 läßt sich eine maximale Ablenkung erzielen, wenn man die Hilfsablenkelektroden ebenso lang ausbildet wie die Hauptablenkelektroden, und hierbei kann man die Amplitude der Ablenkspannung verkleinern.

Soll eine größere Ablenkung erzielt werden, während die Spitzenamplitude der Ablenkspannungen SY und SX konstant bleibt, kann man eine größere Anzahl von Hilfsablenkelektrodenpaaren vorsehen, mittels welcher eine Ablenkspannung zur Wirkung gebracht wird, deren Phase so gewählt ist, daß der Abstand zwischen den verschiedenen Ablenkelektrodenpaaren berücksichtigt ist

Soll eine noch größere Ablenkung erzielt werden, kann man das nachstehend beschriebene Verfahren anwenden. Hierbei wird die in Fig. 10 und 11 dargestellte Anordnung benutzt; wenn man in diesem Fall die Zeit, die ein Tintentropfen 102 benötigt, die Strecke vom Eingang lila der beiden ersten elektrostatischen Hauptablenkelektroden 111, 112 bis zum Eingang 129a eines zweiten Paares von elektrostati-

sehen Hauptablenkelektroden 129,130 zu gelangen, mit 7*2 bezeichnet, kann man gemäß Fig. 12 eine Ablenkspannung SY2 mit einer Verzögerung um die Zeitspanne 7*2 gegenüber der an die Hauptablenkelektroden 111,112 angelegten Ablenkspannung SY1 an die zweiten Hauptablenkelektroden 129 und 130 anlegen,

Gemäß Fig, 12 ist die Zeitspanne, die ein Tintentropfen benötigt, um f'as zweite Paar von Hauptablenkelektroden 129 Und ISi/zU passieren, gleich der Zeitspanne Tl₁ die ein Tropfen benötigt, um sich zwischen den beiden ersten Hauptablenkelektroden 111 und 112 hindurch zu bewegen. Der erste Tropfen D1 innerhalb der senkrechten Punktreihe X 1 erfährt eine Ablenkung, die gemäß Fig. 12 proportional zu der eng schraffierten Fläche Qa ist, dieser erste Tropfen bewegt sich hierbei zwischen den beiden ersten Hauptablenkelektroden 111 und 112 hindurch, und nach einer Verzögerung um eine Zeitspanne T2 tritt der erste Tropfen in den Raum zwischen den beiden zweiten Hauptablenkelektroden 129 und 130 ein, um eine Ablenkung zu erfahren, die zu der gleichen Fläche Qa proportional ist, so daß der Tropfen im Vergleich zu der Anordnung, bei der er nur zwischen einem Paar von Hauptablenkelektroden hindurchläuft, um einen doppelt so großen Betrag abgelenkt wird. Der zweite Tropfen D 2 und die auf ihn folgenden weiteren Tropfen verhalten sich ebenso wie der erste Tropfen D1. Die nachfolgenden Tropfen werden von einem Punkt zum nächsten um die gleiche Zeit verzögert und treten dann in den Raum zwischen den beiden ersten Hauptablenkelektroden 111 und 112 ein. Das Ausmaß der Ablenkung richtet sich nach der Ablenkspannung und der Zeit 7*1 zum Passieren der beiden Ablenkelektroden; daher vergrößert sich das Ausmaß der Ablenkung allmählich, und sämtliche Ablenkungsbeträge werden größer als bei dem ersten Tropfen Dl, so daß die Tropfen jeweils in der aus Fig.4 ersichtlichen Weise auf das zu bedruckende Papier treffen. Wenn man gemäß Fig. 13 den Abstand zwischen den Paaren von elektrostatischen Ablenkelektroden so wählt, daß die Zeitspanne T3, die ein Tropfen benötigt, um sich vom Eingang der beiden ersten Ablenkelßktroden 111, 112 aus bis zum Eingang des zweiten Ablenkelektrodenpaars 129, 130 zu bewegen, gleich der Periode To der Ablenkspannung ist, kann man die Phase zwischen den Ablenkspannungen SYi und SY2, die an die beiden Ablenkelektrodenpaare angelegt werden, gleich groß machen. Wenn man außerdem die Zeitspanne 7*4, die ein Tintentropfen 102 benötigt, um sich zwischen beiden Paaren von Ablenkelektroden hindurch zu bewegen, nahezu gleich der Hälfte der Periode To wird, läßt sich eine maximale Ablenkung erzielen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist der Druckkopf 100 so ausgebildet, daß er jeweils während des Drückens eines Schriftzeichens im Stillstand gehalten wird, und daß er danach in die Stellung zum Drucken dia nächsten Schriftzeichens gebracht wird, in der er bis zum Drucken des nächsten Schriftzeichens verbleibt, bei dem sich wiederum die beschriebenen Vorgänge abspielen. Gemäß der Erfindung ist es jedoch auch möglich, einen Tintenstrahlschreiber zu schaffen, bei dem sich der Druckkopf in der waagerechten Richtung kontinuierlich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit kontinuierlich bewegt, d.h. in der Hilfsablenkrichtung, um mit Hilfe geladener Tintentröpfchen Schrittzeichen zu drucken, in diesem Fall wird gemäß F i g. 3 das elektrostatische Hilfsablenksignal SX auf dem Massepotential gehalten, oder die beiden Hilfsablenkelektroden 113 und 114 werden entfernt. Mit anderen Worten, ?s wird keine Hilfsablenkung angewendet, sondern der Druckkopf 100 wird kontinuierlich in waagerechter Richtung bewegt.

Die Wirkungsweise einer solchen abgeänderten Ausführungsform eines Farbstrahldruckers wird im folgenden anhand von Pig. 14 und 15 erläutert.

Fig. 15 zeigt die Kurvenform der Ladespannung SC; bei diesem Beispiel sei angenommen, daß ein Schriftzeichen unter Benutzung sämtlicher Punkte 7x9 gedruckt werden soll. Zwischen der Punktreihe X7 und der nächsten Punktreihe X 1 ist eine Scheinperiode DAMi vorhanden, während welcher die Ladespannung SC auf dem Massepotential gehalten wird. Um einen Abstand zwischen je zwei benachbarten Schriftzeichen zu erhalten, wird eine Scheinperiode DAM 1 vorgesehen, die um ein ganzzahliges Vielfaches länger ist als die Periode 7b der Hauptablenkspannung SY, und während welcher den Tintentropfen keine Ladung mitgeteilt wird, so daß diese Tropfen nicht auf das zu bedruckende Papier gelangen und die Strecke, die der Druckkopf 100 in der waagerechten Richtung zurücklegt, den Abstand zwischen den benachbarten Schriftzeichen bestimmt. Wenn man ferner, wie unten erwähnt, Stufenspannungen als »sub-defractioncc-Spannung verwendet und dafür sorgt, daß ein solcher kontinuierlicher Übertragungsvorgang dem Empfang und der intermittierende Übertragungsvorgang dem Sender zugeordnet wird, nehmen alle empfangenen Schriftzeichen die Form einer Kursivschrift an, während die gesendeten Schriftzeichen eine gerade Form erhalten, so daß man auf einen Blick leicht feststellen kann, ob es sich bei bestimmten Schriftzeichen um ausgesendete oder empfangene Schriftzeichen handelt.

Gemäß der Erfindung kann man ferner das Einschalten der Scheinperiode DAM 1 zwischen aufeinanderfolgenden Schriftzeichen vermeiden, um die Druckgeschwindigkeit zu steigern. Zu diesem Zweck wird der Druckkopf 100 in Verbindung mit der Anordnung nach F i g. 2 kontinuierlich bewegt, und es wird mit einer Hilfsablenkspannung gearbeitet, die sich von der in F i g. 7 dargestellten unterscheidet. Die Wirkungsweise einer solchen abgeänderten Ausführungsform wird im folgenden anhand von Fig. 16 erläutert

In Fig. 16 erkennt man bei SXi eine Hilfsablenkspannung, die an die beiden elektrostatischen Hilfsablenkelektroden 113 und 114 nach Fig.2 angelegt wird, und deren Amplitude nur 2 Siebenteln derjenigen der Ablenkspannung SX nach F i g. 7 entspricht, während ihre Periode dem 7fachen der Periode der Hauptablenkspannung SY entspricht In dem Augenblick, in dem soeben ein Schriftzeichen gedruckt worden ist und dann das nächste Schriftzeichen gedruckt werden soll, wird damit begonnen, die Ablenkung in der waagerechten Richtung auf eine Amplitude zu verringern, die den Wert (2/7) χ ES hat und durch einen Abstand zwischen benachbarten Schriftzeichen auf dem zu bedruckenden Papier 400 repräsentiert wird.

Im folgenden wird auf die Korrektur der bei den gedruckten Schriftzeichen auftretenden Verzerrung eingegangen.

Wird der Druckvorgang z. B. mit Hilfe der Anordnung nach F i g. 2 durchgeführt, besteht die Gefahr des Auftretens einer Verzerrung der in F i g. 17 dargestellren Art Vergleicht man nun anhand vor. Fig. !7 der, Fall, in dem geladene Tintentröpfchen aufeinander folgen, wie es für die Tröpfchen Dt und Dc gilt mit dem

Pall, in item einem Tröpfchen, ζ. Β. den Tröpfchen Dd ein ungeladenes Tröpfchen vorausgeht und nachfolgt, neigen die Tintentröpfchen dazu, sich auf dem zu ν Edruckenden Papier um etwa den halben senkrechten Abstand zv/ischen zwei einander senkrecht aufeinanderfolgenden Punkten zu verlagern, wie es in Fig. 17 bei der unteren waagerechten Reihe von Punkten Dd angedeutet ist.

F i g. 18 ist ein Vektordiagramm, das die Ursache der Verzerrung veranschaulicht. Ein einzelner Tropfen Dd ist einem größeren Luftwiderstand ausgesetzt als der unmittelbar nachfolgende Tropfen Dc, so daß sich die Geschwindigkeit eines einzelnen Tropfens Dd im Vergleich zu den nachfolgenden Tropfen Dc verringert. Da angenommen ist, daß die Ablenkkraft F konstant bleibt, wird in diesem Fall der Ablenkwinkel Qd bei einem einzelnen Tropfen Ddgrößer als der Ablenkvrinkel Qc der nachfolgenden Tropfen Dc Wenn z. B. das in Fig. W dargestellte Schriftzeichenmuster gedruckt wird, verlagern sich die nachfolgenden Tropfen Du dann, wenn man einen einzelnen Tropfen Dd als Bezugspunkt benutzt, gegenüber ihrer normalen Lage etwas nach unten, so daß das gedruckte Schriftzeichen die in F i g. 17 dargestellte Form annimmt Berücksichtigt man nur die vorstehend genannte Annahme, v/ürde der erste oder vorausgehende Tropfen Dt einer Reihe von Farbtropfen in der gleichen Weise beeinflußt werden wie der vorher betrachtete einzelne Tropfen Dd. Da jedoch der erste oder vorausgehende Tropfen Dt einer Reihe von Tropfen einem größeren Luftwiderstand ausgesetzt ist, so daß sich der Abstand zwischen ihm und dem nächstfolgenden Tropfen Dc verkleinert, kommt vermutlich zwischen den beiden Tropfen eine Coulombsche Kraft in einem bemerkbaren Ausmaß zur Wirkung. Daher wird der erste Tropfen Dt abgestoßen und ebenso wie die nachfolgenden Tropfen Dc nach unten verlagert, bevor er auf das zu bedruckende Papier gelangt

Man kann diese Verzerrung korrigieren, indem man den Zeitpunkt des Aufladens der betreffenden Timtentropfen entsprechend der Form der Schriftzeichen verlagert

Gemäß F i g. 20 wird jeder zweite Taktimpuls CJ³ so verarbeitet daß man zwei phasenverschiedene Reihen von Taktimpulsen CLl und CL 2 erhält Der Phasenunterschied zwischen den beiden Impulsreihen entspricht einer Periode der Taktimpulse CP, welche die Periode der Erzeugung von Farbtropfen bestimmen, und die verschiedenphasigen Taktimpulse CL1 und CL 2 bestimmen jeweils den Zeitpunkt des Aufladens der Tropfen. In Fig.20 ist bei Sdp eine Reihe von Signalen dargestellt die der Form eines Schriftzeichens entsprechen; ein Impuls, der einem Bit entspricht, hat eine Breite, die zwei Perioden der Taktimpulsreihe CP entspricht, d. h. dem zeitlichen Abstand zwischen einem der Taktimpulse CL1 und einem der phasenverschiedenen Taktimpulse CL 2. Die Ladespannung SC wird bis auf eine vorbestimmte Ladespannung Ei nur dann gesteigert, wenn ein Taktimpuls CLX oder CL2 bestimmt daß ein Tintentropfen aufgeladen werden soll, und normalerweise verbleibt die Ladespannung auf dem Massepotential EX Mit anderen Worten, die Ladespannung SC wird durch eine gewöhnliche logische Schaltung in Abhängigkeit davon bestimmt ob die Punkte eines ein Schriftzeichen bildenden Musters in der Hauptablenkrichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich aufeinander folgen. Ist eine kontinuierliche Folge solcher Punkte vorhanden, bestimmt der Taktimpuls CL 2 den Zeitpunkt der Erzeugung der Ladespannung, und wenn eine unterbrochene Folge von Punkten vorhanden ist, wird der Zeitpunkt der Erzeugung der Ladespannung durch den Taktimpuls CL 1 bestimmt.
Betrachtet man z. B. den Buchstaben A₁ bildet die erste senkrechte Punktreihe Xi nach Fi,^. 14 eine kontinuierliche Folge von Punkten, und die Tintentropfen werden gemäß Fig.20 in zeitlicher Abhängigkeit von den Impulsen B1 bis B 6 der Taktimpulsreihe CL 2 aufgeladen. Gemäß F i g. 14 bildet die zweite senkrechte Punktreihe X2 eine unterbrochene Folge von Punkten, und deshalb werden zum Aufladen der betreffenden Farbtropfen die Impulse A 4 und A 7 der Taktimpulsreihe CL 1 benutzt

Nimmt man jetzt gemäß Fig.21 an, daß der dem Impuls A 4 der Taktimpulsreihe CL 1 entsprechende Tropfen im Zeitpunkt /9 ip die Ablenkzone eingetreten ist und die Ablenkzone im Zeitpunkt f 10 wieder verlassen hat, muß der Tropfen, der dem Impuls R 4 der Takiimpuisreihe CL 2 entspricht, die Abicükzonc zwischen den Zeitpunkten ill und /12 durchlaufen, d h., er wird als Ganzes um die Strecke Tel verlagert Praktisch erhält der erste Tropfen eine Ablenkkraft die proportional zu der Fläche 310 zwischen den Zeitordiriaten /9 und 110 und unter der Sägezahnkurve SY ist während der zweite Tropfen eine Ablenkkraft erhält, die proportional zu der Fläche 511 zwischen den Zeitordinaten 111 und /12 sowie unter der Sägezahnkurve SKist, so daß sich eine Änderung der Ablenkkraft ergibt die dem Unterschied zwischen den Flächen 512 und 513 entspricht Der Unterschied der Ablenkkraft der gleich dem Zweifachen der Differenz zwischen den Flächen 513 und 512 ist entspricht einem Punkt eines ein Schriftzeichen bildenden Musters. Betrachtet man den Augenblick, in dem der Tropfen durch den Taktimpuls CL 1 aufgeladen wird, sowie den Zeitpunkt in dem der betreffende Tropfen durch den Taktimpuls CL 2 aufgeladen wird, ist ersichtlich, daß der mit Hilfe des ersten Tropfens gedruckte Punkt um die Hälfte der Höhe eines Punktes tiefer l'egt als der mit Hilfe des zweiten Tropfens gedruckte Punkt.

Wenn eine Korrektur von hoher Genauigkeit erreicht werden soll, kann man aus den Taktimpulsen CP entsprechend der geforderten Genauigkeit eine mehrphasige Gruppe von Taktimpulsreihen ableiten; eine dieser Phasen kann dann zum Aufladen der Tropfen zum Erzeugen unterbrochener Punktreihen dienen, während die übrigen Taktimpulse benutzt werden können, um Tropfen aufzuladen, die unmittelbar

so aufeinanderfolgende Punkte erzeugen sollen.

Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Hauptablenkrichtung als die senkrechte Richtung und die Hilfsablenkrichtung als die waagerechte Richtung betrachtet Beim intermittierenden Drucken kann man jedoch auch die waagerechte Richtung als die Hauptablenkrichtung und die senkrechte Richtung als die Hilfsablenkrichtung betrachten.

Zwar wurde ferner bei den Ausführungsbeispielen davon gesprochen, daß als Hilfsablenkspannung SX eine Sägezahnwelle benutzt wird, doch könnte man an ihrer Stelle auch eine stufenähnliche Kurvenform verwenden, bei der sich die Spannung bei jeder Periode der Hauptablenkspannung stufenweise ändert um bei der Beendigung des Drückens eines Schriftzeichens auf das Massepotential zurückzukehren. In diesem Fall werden keine geneigten Schriftzeichen, sondern gerade Schriftzeichen der in F i g. 14 gezeigten Art gedruckt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Tintenstrahlschreiber mit einer Spritzdüse, die zur Erzeugung diskreter, im gleichen Abstand aufeinanderfolgender Tintentröpfchen in mechanische Schwingungen versetzbar ist und die Tintentröpfchen in Richtung zum Aufzeichnungsträger spritzt, mit Ladeelektroden zur gezielten elektrischen Aufladung zum Schreiben vorgesehener Tintentröpfchen mit einem konstanten Potential und mit Ablenkelektroden, die die aufgeladenen Tintentröpfchen während ihrer Laufzeit zwischen diesen Elektroden proportional zum zugehörigen Zeitintegral einer sägezahnförmigen Ablenkspannung senkrecht zur Zeilenrichtung ablenken und nicht benötigte Tintentröpfchen ausgeblendet werden, wobei die Ablenkung der Tintentröpfchen in Zeilenrichtung elektrostatisch oder mechaniscii durch Relativbc vegung zwischen Aufzeichnungsträger und Spritzdüse erfolgt, dadurch gekenn· 7e ich net. daß die an die elektrostatischen Ablenkelektroden (111, 112) angelegte periodische Ablenkspannung (SY) eine Sägezahnspannung ist, daß die Periodendauer (To) der Ablenkspannung (SY) mindestens doppelt so groß i«t wie die Laufzeit (T) der Tintentröpfchen zwischen den Ablenkelektroden (111, 112), daß die am Schluß jeder Periode (To) während einer Laufzeit (T) zwischen den Ablenkelektroden verlaufende Tintentröpfchen ausgeblendet werden und daß die Zahl der Schreibpunkte (D\ — Dt,) größer ist als die Zahl der in einer Laufzeit (T) von der Düse gelieferten Tintentröpfchen.

2. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ablenkelektrodenpaare (111, 112; 129, 130) in Bewegungsrichtung der Schreibtröpfchen hintereinander geschaltet sind, wobei die Phasenlage zwischen den Sägezahn-Ablenkspannungen der Bedingung entspricht, daß jedes Tintentröpfchen bei gleicher Phase der Ablenkspannung zwischen die Ablenkelektroden eintritt.

3. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenspritzdüse (100) in Zeilenrichtung (X) kontinuierlich bewegbar ist und zwei Ablenkelektroden (113, 114) zur zeilenweisen Ablenkung vorgesehen sind, wobei die an diese Zeilenablenkelektroden (113, 114) angelegte Sägezahnspannung eine Periodendauer hat, die um das /»-fache größer ist als die Periodendauer (To) der Ablenkspannung (SY), wobei (n) die Zahl der zu schreibenden Reihen eines Zeichens ist.

4. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch I,dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenspritzdüse (100) intermittierend um eine Zeichenbreite verschiebbar ist, indem als Hilfsablenkspannung eine Stufenspannung benutzt wird, die nach Ausdrucken der letzten Reihe des Zeichens auf Null abfällt.