DE1941680C3 - Recording device working with liquid droplets - Google Patents
Recording device working with liquid dropletsInfo
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Description
4. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungsanordnung (70, 75, 77, 80) zur Speicherung der aufzuzeichnenden Informationen einen Digitalspeicher enthält.4. Recording device according to claim 1 or 2, characterized in that the control signal generating arrangement (70, 75, 77, 80) for storing the information to be recorded contains a digital memory.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein mit Flüssigkeitströpfchen arbeitendes Aufzeichnungsgerät mit einer Einrichtung zur Erzeugung mehrerer, in einzelne oleich große Tröpfchen unterbrochener Flüssigkeits strahlen, eine Ladeelektrode für jeden Flüssigkeits strahl zum elektrischen Aufladen ausgewählter Tropf chen, Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrische! Feldes zum Ablenken der aufgeladenen Tröpfchen eine Auffangvorrichtung für die abgelenkten Tropf chen, einen Aufzeichnungsträger, der von eine Transportvorrichtung durch einen Bereich transpor tiert wird, in den die nicht aufgefangenen Tröpfcher fallen, und eine Steuersignalerzeugungsanordnung die einen Speicher für eine einem aufzuzeichnender Bild entsprechende Information enthält, zum Anleger von Ladesteuersignalen an die Ladeelektroden ent sprechend der gespeicherten Information.The invention relates to a liquid droplet recording apparatus having a Device for generating several liquid interrupted into individual, equally large droplets jets, a charging electrode for each liquid jet for electrical charging selected drop chen, facilities for generating an electrical! Field to deflect the charged droplets a collecting device for the deflected droplets, a recording medium which is of a Transport device is transported through an area in which the droplets that have not been collected fall, and a control signal generating arrangement having a memory for a one to be recorded Image contains corresponding information on how to apply charge control signals to the charging electrodes speaking of the stored information.
Ein derartiges Aufzeichnungsgerät ist aus dei GB-PS 1 042 303 bereits bekannt. Bei diesem bekannten Gerät können die in einer Reihe liegender Flüssigkeitsstrahlen nicht so dicht nebeneinandei angeordnet werden, daß auf dem Aufzeichnungsträger eine vollständige Bedeckung mit den Tröpfchen möglich wird. Es bleiben vielmehr stets Zwischenräume zwischen den einzelnen Tropfen in seitlicher Richtung übrig. Dies stellt eine unerwünschte Einschränkung hinsichtlich deir Variationsmöglichkeiten der herstellbaren Aufzeichnungen auf dem Träger d^r Großflächige, vollständig mit den Tröpfchen bedeckte Flächenbereiche auf dem Aufzeichnungsträger können beispielsweise nicht erzeugt werden. Such a recording device is already known from GB-PS 1,042,303. With this well-known The device cannot manage the jets of liquid lying in a row so close to one another be arranged that on the recording medium a complete coverage with the droplets becomes possible. Rather, there are always spaces between the individual drops in the lateral direction Direction left. This represents an undesirable restriction with regard to the possibilities for variation of the recordings that can be produced on the carrier of the large-area, complete with the droplets Covered surface areas on the recording medium cannot, for example, be produced.
Ferner ist aus der US-PS 2 779 654 bereits ein Aufzeichnungsgerät bekannt, bei der die Aufzeichnung erzeugenden Vorrichtungen in mehreren Reihen angeordnet sind, doch handelt es sich bei diesen Vorrichtungen um in mehreren Reihen angeordnete Schreibstifte, die zur Erzeugung einer Aufzeichnung auf einem strom- oder wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger in auswählbarer Weise mit diesem Träger mechanisch in Kontakt gebracht werden können. Bei diesem bekannten Aufzeichnungsgerät wird der Aufzeichnungsträger zum Erzeugen eines Aufzeichnungspunktes jeweils angehalten, und in diesem Zeitpunkt wird dann der entsprechende Stift erregt. Es ist ganz offensichtlich, daß mit diesem Aufzeichnungsgerät keine kontinuierlichen Linien, sondern lediglich einzelne Aufzeichnungspunkte auf dem Aufzeichnungsträger erzeugt werden können; auch eine vollständige Bedeckung des Aufzeichnungsträgers mit Aufzeichnungspunkten ist unter keinen Umständen möglich.Furthermore, from US Pat. No. 2,779,654, a recording device is already known in which the recording generating devices are arranged in a plurality of rows, but it is in these Devices around pens arranged in several rows, which are used to produce a recording on a current- or heat-sensitive recording medium in a selectable manner with this Carriers can be brought into contact mechanically. In this known recording device the recording medium is stopped in each case for generating a recording point, and in this At this point in time, the corresponding pen is excited. It is quite evident that with this recorder no continuous lines, but only individual recording points on the recording medium can be generated; also complete coverage of the recording medium Recording dots is not possible under any circumstances.
Der Erfindung liegt ein Aufzeichnungsgerät der eingangs angegebenen Art derart auszugestalten, daß die exakte Erzeugung beliebiger Aufzeichnungsmuster ohne Einschränkung der zu bedeckenden Flächenbereiche auf dem Aufzeichnungsträger ermöglicht wird.The invention is to design a recording device of the type specified in such a way that the exact generation of any recording pattern without restricting the surface areas to be covered is made possible on the recording medium.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Flüssigkeitsstrahlen mehrere Reihen von Strahldüsenöffnungen enthält, die in jeder Reihe gleich weit voneinander entfernt sind, und in den verschiedenen Reihen seitlich so gegeneinander versetzt sind, daß eine vollständige Bedeckung des Aufzeichnungsträgers mit den Tröpfchen erzielbar ist, und daß die Steuersignalerzeugungsanordnung derart ausgebildet ist, daß das Anlegen der Ladesteuersignale an die Ladeelektroden der vor der hintersten Reihe der Strahldüsenöffnungen liegenden Reihen mit einer zeitlichen Verzögerung erfolgt, die gleich der Zeit ist, die der Auf-According to the invention, this is achieved in that the device for generating the liquid jets has several rows of jet nozzle openings which are equidistant from each other in each row, and laterally in the different rows are offset from one another so that a complete coverage of the recording medium with the Droplets can be achieved, and that the control signal generating arrangement is designed such that the Applying the charging control signals to the charging electrodes in front of the rearmost row of jet nozzle openings rows with a time delay that is equal to the time taken to
zeichnungsträger von der hintersten Reihe zu der gerade mit Ladesteuersignalen gesteuerten Reihe benötigt. from the rearmost row to the row that is currently being controlled by loading control signals is required.
Beim erfindungsgemäßen Aufzeichnungsgerät können auf dem Aufzeichnungsträger Tröpfchen beliebig dicht nebeneinander aufgebracht -,/erden; der seitliche Abstand von Tröpfchen, die in einer quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers liegenden Linie auf den Aufzeichnungsträger ireffen, wird nicht mehr durch den seitlichen Abstand der Strahldüsen in einer Reihe, sondern nur mehr durch die seitliche Versetzung der Strahldüsen in den hintereinanderliegenden Reihen bestimmt. Mit dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsgerät können ohne weiteres vollständig mit Tröpfchen bedeckte Aufzeichnungsbereiche auf dem Aufzeichnungsträger erzeugt werden. Damit die von den hintereinander angeordneten Reihen abgegebenen Tröpfchen stets auf die richtige Stelle treffen, damit also beispielsweise bei der Erzeugung einer quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers verlaufenden Linie auf dem Aufzeichnungsträger die aus weiter hinten liegenden Reihen stammenden Tröpfchen genau neben die aus vorderen Reihen stammenden Tröpfchen treffen, sorgt die im Kennzeichen des neuen Hauptanspruchs erwähnte Steuersignalerzeugungsanordnung für die notwendige Verzögerung der Ladesteuersignale, so daß berücksichtigt wird, daß die Tröpfchen, die eine Linie erzeugen sollen, aus verschiedenen Reihen stammen.In the recording device according to the invention, any droplets can be placed on the recording medium applied close together -, / earth; the one on the side Distance between droplets lying in a direction transverse to the transport direction of the recording medium The line is no longer applied to the recording medium by the lateral distance between the jet nozzles in a row, but only through the lateral offset of the jet nozzles in the one behind the other Ranks determined. With the recording device according to the invention can easily completely covered with droplet recording areas generated on the recording medium will. So that the droplets released from the rows arranged one behind the other always hit the Hit the right place, so for example when generating a transverse to the transport direction of the Record carrier running line on the record carrier those from further back Rows of droplets hit exactly next to the droplets coming from the front rows, provides the control signal generating arrangement mentioned in the characterizing part of the new main claim for the necessary delay of the charge control signals, so that it is taken into account that the droplets, the one Line should come from different rows.
In vorteilhafter Weiterbildung ist das Aufzeichnungsgerät derart ausgestaltet, daß die Steuersignalerzeugungsanordnung eine sichtbare Kopie des aufzuzeichnenden Bildes enthält, und daß zum Abtasten der Kopie mehrere Reihen von Photofühlern vorgesehen sind, die in einer den Reihen von Strahldüsenöffnungen enisprechenden Anordnung angebracht sind. Als Alternativmöglichkeit enthält die Steuersignalerzeugungsanordnung zur Speicherung der aufzuzeichnenden Information einen Digitalspeicher. Mit Hilfe dieser vorteilhaften Ausgestaltungen wird das erfindungsgemäße Aufzeichnungsgerät sehr variabel hinsichtlich der herzustellenden Aufzeichnung. is können sowohl Bilder eingegeben und kopiert werden, oder es können andererseits txreits in dem Gerät gespeicherte Zeichen abgerufen und zur Aufzeichnung gebracht werden.In an advantageous further development, the recording device is designed in such a way that the control signal generating arrangement contains a visible copy of the image to be recorded, and that a plurality of rows of photo sensors are provided for scanning the copy arranged in an arrangement corresponding to the rows of jet nozzle openings are. As an alternative, the control signal generating arrangement for storing the data to be recorded contains Information a digital memory. With the help of these advantageous configurations the recording device according to the invention is very variable with regard to the recording to be produced. is images can both be entered and copied, or on the other hand txreits can be used in the Device stored characters can be called up and brought to the recording.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigtThe invention will now be explained by way of example with reference to the drawing. It shows
F i g. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsgeräts,F i g. 1 is a schematic representation of the invention Recorder,
Fig.2 eine schematische Darstellung zuT Veranschaulichung der Erzeugung von Teilen verschiedener Buchstaben mit Hilfe der Steuerung der Tropfenerzeugungseinrichtung in einer einzigen Reihe,2 shows a schematic representation of T illustrating the generation of parts of different letters with the aid of the control of the drop generation device in a single row,
F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Strahldüsenöffnung und der Einrichtung zum Ablenken der erzeugten Tröpfchen,F i g. 3 is an enlarged partial view of the jet nozzle opening and the means for deflecting the generated droplets,
Fig.4 das elektrische Schaltbild einer Schaltung zur Steuerung der Tröpfchenerzeugung und Tropfchenablenkung, 4 shows the electrical circuit diagram of a circuit for controlling the droplet generation and droplet deflection,
Fig. 5 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsgeräts undFig. 5 is a block diagram of the recording apparatus according to the invention and
Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Verhältnisse hei der Ablagerung von Tröpfchen aus aufeinanderfolgenden Reihen.6 shows a schematic representation for the purpose of illustration the relationship is called the deposition of droplets from successive rows.
Bei der Ausführung nach den F i g. 1 bis 4, welche eine bevorzugte Ausführung der Erfindung darstellt, wird eine Papierbahn 10 eines· Vorratsrolle 12 entnommen, über einen Tisch 13 geführt, über eine Antriebswalze IS und wird auf einer Aufnahmerolle 16 aufgewickelt. Über dem Tisch 13 befindet sich eine Mehrzahl von Reihen von Tropfenerzeugern, wobei jede Reihe eine Mehrzahl von öffnungen aufweist, durch welche die Flüssigkeit in der Form eines Strahles auftritt, welcher in einzelne Tropfen unterteilt wird. Für die Zwecke der Erläuterung ist die erste Reihe 20 als die oberste dargestellt, so daß die Bahn 10 zuerst unterhalb der Reihe 20 geführt wird. Darauf gelangt die Bahn 10 zu einer zweiten Reihe 22, die in der gleichen Weise ausgebildet ist, worauf sie an den Reihen 24 und 26 vorbeiführen wird. Die Bahn 10 und der Tisch 13 sind zwischen den Reihen 22 und 24 unterbrochen, wodurch dargestellt werden soll, daß die Anzahl der Reihen verschieden sein kann, je nach dem gewünschten Resultat.In the execution according to the F i g. 1 to 4, which represents a preferred embodiment of the invention, a paper web 10 is removed from a supply roll 12, guided over a table 13, over a drive roller IS and is wound on a take-up reel 16. There is one above the table 13 A plurality of rows of drop generators, each row having a plurality of openings, through which the liquid appears in the form of a jet, which divides into individual drops will. For purposes of illustration, the first row 20 is shown as the top one so that the web 10 is first performed below row 20. The web 10 then arrives at a second row 22, which is formed in the same way, whereupon it will pass rows 24 and 26. the Track 10 and table 13 are interrupted between rows 22 and 24, thereby showing is intended that the number of rows can be different, depending on the desired result.
Die Flüssigkeit, die genau auf der Bahn 10 abgelagert werden soll, wird von einem Behälter 30 durch eine Ausgangsleitung 32 sowie einen Filter 33 einer Rohrleitung 35 zugeführt, welche entsprechend der Darstellung die einzelnen Reihen mit der Flüssigkeit unter Druck versorgt. Ein Vibrator, wie z. B. der dargestellte Überschall-Vibrator 37, ist an die Rohrleitung angeschlossen, wodurch die im System befindliche Flüssigkeit hochfrequenten Schwingungen unterworfen ist.The liquid which is exactly to be deposited on the web 10 is taken from a container 30 fed through an output line 32 and a filter 33 to a pipe 35, which accordingly the illustration, the individual rows are supplied with the liquid under pressure. A vibrator, such as B. the illustrated supersonic vibrator 37, is connected to the pipeline, whereby the in the system the liquid is subject to high-frequency vibrations.
Die Flüssigkeit wird aus der Rohrleitung einer gemeinsamen Anschlußleitung der einzelnen Reihe von Tropfenerzeugern, wie z. B. der Anschlußleitung 38 der Reihe 20 zugeführt. Die Anschlußleitungen haben ihrerseits eine große Anzahl von kleinen öffnungen 40 (Fig. 3), aus welchen jeweils ein feiner Strahl der Flüssigkeit ausströmt. Durch die hochfrequenten Schwingungen wird der Strahl rasch in einzelne Tropfen unterteilt, welche sich in einem entsprechenden Abstand befinden. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel naben die öffnungen 40 jede einen Durchmesser von 0,04 mm, wobei die erhaltenen Tropfen eine Größe im Bereich von 0,08 mm haben. Die Tropfen dieser Größe bilden in der Regel kreisförmige Punkte mit einem Durchmesser von ungefähr 0,12 mm.The liquid is from the pipeline of a common connecting line of the individual series of Drop generators, such as B. the connecting line 38 of the row 20 is supplied. Have the connecting cables in turn a large number of small openings 40 (FIG. 3), from each of which a fine jet of Liquid flows out. Due to the high-frequency vibrations, the jet quickly turns into individual drops divided, which are located at a corresponding distance. In a typical embodiment, the openings 40 each have a diameter of 0.04 mm, the resulting drops having a size in the range of 0.08 mm. the Drops of this size usually form circular dots roughly about in diameter 0.12 mm.
Die Tropfen werden in der Form eines Strahles gegen die bewegte Bahn 10 gerichtet. Zur Erzielung einer praktisch vollen Bedeckung eines Längsstreifens einer Breite von 0,12 mm müssen die aufeinanderfolgenden Tropfen einer den Streifen bildenden öffnung mit einem Abstand von Mitte zu Mitte des Punktes von 0,09 mm oder wenigei abgelagert werden. Da die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Tropfen gleich ist wie der reziproke Wert der anregenden Frequenz, so kann diese Bedingung in eine Konstruktionsvorschrift für das Anregungsorgan umgewandelt werden. Die entsprechende Gleichung hat die FormThe drops are directed towards the moving web 10 in the form of a jet. To achieve a practically full coverage of a longitudinal strip 0.12 mm wide must be the successive Drops of an opening forming the strip at a distance from the center to the center of the 0.09 mm or less point can be deposited. Because the time between consecutive Drop is the same as the reciprocal of the stimulating frequency, so this condition can turn into a Design specification for the excitation organ are converted. Has the corresponding equation form
V„V "
f~ d * f ~ d *
wobei Vn, die Geschwindigkeit der bewegten Bahr ist, d der gewünschte Abstand von Mitte zu Mitte der Punkte und / die erforderliche Anregungsfrequenz. Wenn eine Geschwindigkeit der Bahn 10 vor ungefähr 10 m in der Sekunde angenommen wird, se erhält man für die erforderliche Anregungsfrequens einen Wert von ungefähr 120 kHz.where V n , the speed of the moving bar, d is the desired distance from center to center of the points and / the required excitation frequency. If a speed of the web 10 is assumed to be about 10 m per second before, a value of about 120 kHz is obtained for the required excitation frequency.
Wenn bei einem System dieses Typs ein 20 cm breiter Bereich der Bahn bedeckt werden soll, so sind dazu 1600 öffnungen erforderlich, deren Mitten jeweils 0,12 mm voneinander entfernt sind. Die konstruktiven Anforderungen sind dabei derart, daß die öffnungen nicht in einer zusammenhängenden Reihe quer über die Bahn angeordnet werden können. Zur Berücksichtigung des erforderlichen Abstandes zwischen den öffnungen zufolge ihrer konstruktiven Ausbildung sowie der Ausbildung der zugeordneten Steuerteile, müssen die öffnungen in jeder Reihe mit einem viel größeren Abstand angeordnet sein. Die öffnungen sind vorzugsweise gleichmäßig voneinander entfernt, wobei die Anordnung in jeder Reihe gleich ist. Die einzelnen Reihen sind dabei derart gegeneinander versetzt, daß sich die öffnungen über verschiedenen Bändern oder Streifen entlang der Bahn befinden. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß, wenn alle öffnungen zusammenhängend arbeiten würden und alle Tropfen zum Auftreffen auf der Oberfläche der Bahn zugelassen würden, die Bahn in der vollen Breite von 20 cm vollständig bedeckt sein würde. Die Anordnung ist in der F i g. 2 dargestellt, in welcher der Beginn der Darstellung von Buchstaben M und E gezeigt ist. Die Buchstaben werden durch bestimmte Strahlen von Tropfen aus bestimmten öffnungen gebildet, welche auf der Bahn während ihrer Bewegung unterhalb der ersten Reihe 20 abgelagert werden.If a 20 cm wide area of the web is to be covered with a system of this type, then so 1600 openings are required for this, their centers are each 0.12 mm apart. The design requirements are such that the openings cannot be arranged in a contiguous row across the web. To the Taking into account the required distance between the openings according to their design Training as well as the training of the assigned control parts, the openings in each row must with be arranged at a much greater distance. The openings are preferably uniform from one another removed, the arrangement being the same in each row. The individual rows are like this offset against each other, that the openings over different bands or strips along the Railway are located. The arrangement is made in such a way that when all openings are connected would work and allow all of the drops to strike the surface of the web that The web would be completely covered for the full width of 20 cm. The arrangement is shown in FIG. 2 in which the beginning of the representation of letters M and E is shown. The letters are formed by certain jets of drops from certain openings, which are on the web may be deposited beneath the first row 20 during their movement.
Zur Steuerung der Ablagerung oder Nichtablagerung der Tropfen wird jeder Tropfen, welcher nicht abgelagert werden soll, elektrostatisch durch eine elektrische Ladung aufgeladen, welchem einem Aufladering 42 zugeführt wird, welcher sich in einer Steuervorrichtung unterhalb der öffnung 40 befindet. Stromabwärts der Aufladeelektrode 42 befindet sich ein Satz von Ablenkelektroden 44, welche ein kontinuierliches Ablenkungsfeld bilden, das dem Ablenken aufgeladener Tropfen aus dem Strahl in eine Auffangeinheit 45 dient, welche eine Schneide 46 enthält, die sich nach vorn in der Nähe des Strahles der ungeladenen Tropfen erstreckt, nicht jedoch in den Strahl selbst hinein. Die Tropfen, welche in die Auffangeinheit 45 abgelenkt werden, werden gesammelt und durch eine Rückführleitung 48 in den Behälter zurückgeführt. Ein Teil der Leitung 48 ist in der F i g. 2 dargestellt.To control the deposition or non-deposition of the drops, each drop that is not is to be deposited, electrostatically charged by an electrical charge, which is a charging ring 42, which is located in a control device below the opening 40. Downstream of charge electrode 42 is a set of deflection electrodes 44 which are continuous Form deflection field, the deflection of charged droplets from the jet into a Catching unit 45 is used, which contains a cutting edge 46, which extends forward in the vicinity of the beam of the uncharged drop extends, but not into the jet itself. The drops that go into the Collection unit 45 are diverted and collected through a return line 48 into the container returned. Part of the line 48 is shown in FIG. 2 shown.
Die Aufladeelektrode 42 wirkt somit als ein Organ zum wahlweisen Aufladen von Tropfen, welche nicht auf der Bahn abgelagert werden sollen. Zusammen mit den Ablenkelektroden 44 und der Auffangeinheit 45 bilden sie ein Organ zur Bewegung der betreffenden Tropfen, welche nicht abgelagert werden sollen, aus der Bewegungsrichtung des Strahles. Das System ist somit binär, wobei eine Abwesenheit einer Aufladung dazu führt, daß ein Tropfen direkt auf der Bahn abgelagert wird und eine Anwesenheit einer einer Ladung zu einer Ablenkung anstatt zu einer Ablagerung führt.The charging electrode 42 thus acts as an organ for selectively charging drops which are not to be deposited on the web. Together with the deflection electrodes 44 and the collecting unit 45 they form an organ for the movement of the drops in question, which are not to be deposited, from the direction of movement of the beam. The system is thus binary, with an absence of charge results in a drop being deposited directly on the web and a presence of one a charge leads to a distraction rather than a deposit.
Entsprechend der Darstellung in der Fig. 3 schneiden
sich vorzugsweise die Bahn und der Strahl der Tropfen unter einem schrägen Winkel. Der Winkel
ist so gewählt, daß die parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn verlaufende Geschwindigkeitskomponente
der Tropfen im Augenblick des Auftreffens ungefähr gleich ist, wie die Geschwindigkeit der bewegten
Bahn 10. Es hat sich nämlich erwiesen, daß eine derartige Anordnung zu einer minimalen Deformation
des Tropfens bei seiner Ablagerung auf der Bahn führt. Es werden daher auf der Bahn 10 Punkte
erhalten, welche im wesentlichen kreisförmig sind.
In der F i g. 1 ist eine mögliche Ausführung eines Einganges des Systems dargestellt, bei welcher ein
Muster oder eine Abbildung zu wiederholten Malen auf der Bahn ausgebildet werden kann. Bei dieser
Ausführung ist eine optische Speicherung in der Form einer Photographic oder eines ähnlichen Aufdruckes
oder in der Form eines photographischen Filmes vorgesehen, bei welchem durchsichtige und
undurchsichtige Bereiche ausgebildet sind. Der Film ist auf einer durchsichtigen Trommel 50 befestigt,
wobei sich innerhalb der Trommel eine Lampe 52 befindet. Das Licht, welches durch die undurchsichtigen
Bereiche des Filmes dringt, dient der Betätigung eines Ableseorgans in der Form einer Gruppe von
Photofühlern 55, deren Anzahl und Abstand den öffnungen 40 der ersten Reihe 20 entspricht. Das
diese Photofühler betätigende Licht wird somit in elektrische Signale umgewandelt, welche durch Verstärker
60 verstärkt werden. Ein Verstärker 60 ist im Detail in der F i g. 4 dargestellt. Die Ausgangssignale
des Verstärkers werden den einzelnen Aufladeelektroden 42 der Steuereinheiten, welche den einzelnen
Öffnungen in der Reihe zugeordnet sind, zugeführt. Eine Betätigung eines bestimmten Photofühlers hat
die Bildung einer Ladung auf seiner zugeordneten Aufladeelektrode 42 zur Folge, wodurch ein bestimmter
Tropfen in das Auffangsystem abgelenkt wird und seine Ablagerung auf der Bahn 10 verhindert
wird.As shown in FIG. 3, the path and the jet of the drops preferably intersect at an oblique angle. The angle is chosen so that the speed component of the drops running parallel to the direction of movement of the web at the moment of impact is approximately the same as the speed of the moving web 10. It has been shown that such an arrangement results in minimal deformation of the drop its deposition on the web. There are therefore obtained 10 points on the path which are substantially circular.
In FIG. 1 shows a possible embodiment of an input of the system in which a pattern or an image can be formed repeatedly on the web. In this embodiment, optical storage is provided in the form of a photographic or a similar print or in the form of a photographic film, in which transparent and opaque areas are formed. The film is mounted on a clear drum 50 with a lamp 52 located within the drum. The light which penetrates through the opaque areas of the film is used to actuate a reading element in the form of a group of photo sensors 55, the number and spacing of which corresponds to the openings 40 of the first row 20. The light actuating these photo sensors is thus converted into electrical signals which are amplified by amplifier 60. An amplifier 60 is shown in detail in FIG. 4 shown. The output signals of the amplifier are fed to the individual charging electrodes 42 of the control units which are assigned to the individual openings in the row. Actuation of a particular photo sensor results in the formation of a charge on its associated charging electrode 42, as a result of which a particular drop is deflected into the collecting system and its deposition on the web 10 is prevented.
Im dargestellten Beispiel ist eine Mehrzahl von Gruppen von Photofühlern vorgesehen, die mit Bezugszeichen 57, 58 und 59 bezeichnet sind. Die einzelnen Gruppen sind den Reihen 20 bis 26 der Tropfenerzeuger zugeordnet. Der Abstand der Gruppen der Photofühler am Umfang der Trommel 50 entspricht dem Abstand der Reihen 20 bis 26 entlangIn the example shown, a plurality of groups of photo sensors are provided, which are denoted by reference symbols 57, 58 and 59 are designated. The individual groups are rows 20 to 26 of the drop generators assigned. The distance between the groups of photo sensors on the circumference of the drum 50 corresponds the distance between rows 20 to 26 along
der bewegten Bahn 10. Zur gegenseitigen Abstimmung des Ableseorgans mit der Ablagerung werden der Antriebsmotor 61 der Antriebswalze 15 sowie der Antriebsmotor 62 der Trommel 50 mit der Schablone durch Steuerkreise 65 betätigt und genau ge-the moving path 10. For mutual coordination of the reading organ with the deposit the drive motor 61 of the drive roller 15 and the drive motor 62 of the drum 50 with the template actuated by control circuits 65 and precisely
steuert, so daß der Antrieb genau synchron erfolgt. Es ist jedoch möglich, die Antriebswalze 15 und die Trommel 50 durch eine gemeinsame Welle zu verbinden. controls so that the drive is exactly synchronous. However, it is possible to use the drive roller 15 and the To connect drum 50 by a common shaft.
Es ist auch möglich, das beschriebene System alsIt is also possible to use the system described as a
eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Druckvorrichtung für eine Maschine zur Datenverarbeitung zu verwenden. Die Druckvorrichtung kann aus einem Speicher gesteuert werden, wie z. B. einem Magnetband-Speicher oder einem Kernspeicher. In gewissena high speed printing device for a data processing machine to use. The printing device can be controlled from a memory, e.g. B. a magnetic tape memory or a core memory. In certain
Fällen kann jedoch die Druckvorrichtung auch direkt durch die Ausgangssignale des Computers über Trennverstärker betätigt werden, welche die Aufgabe haben, die Ausgangssignale des Computers in die erforderlichen Signale zur Betätigung dieser besonderen Art der Druckvorrichtung umzuwandeln.In cases, however, the printing device can also be transmitted directly through the output signals of the computer Isolation amplifiers are operated, which have the task of converting the output signals from the computer into the to convert necessary signals to operate this particular type of printing device.
So ist z. B. möglich, wenn, wie bereits erwähnt, eine Geschwindigkeit der Bahn von 600 m in der Minute oder 10 m in der Sekunde angenommen wird, sowie daß die Punkte durch öffnungen mit einem Durchmesser von 0,12 mm auf der Bahn gebildet werden, normale Schriftzeichen einer Schreibmaschinengröße auszubilden, die eine Breite von ungefähr 2 mm und eine Höhe von 2,5 mm aufweisen. DazuSo is z. B. possible if, as already mentioned, a speed of the web of 600 m in the Minute or 10 m per second is assumed, as well as that the points through openings with a 0.12 mm in diameter can be formed on the web, normal typewriter-sized characters form, which have a width of about 2 mm and a height of 2.5 mm. In addition
sind 16 Strahlen für jedes Schriftzeichen erforderlich, d.h. 16 öffnungen mit den zugeordneten Steuerungen. 16 rays are required for each character, i.e. 16 openings with the associated controls.
Wenn angenommen wird, daß eine Druckvorrichtung benötigt wird, die den heute zur Verfugung stehenden mechanischen Druckvorgängen für hohe Geschwindigkeiten entspricht, so können 132 Kolonnen gebildet werden, welche einer Zeile mit einer Aufnahmefähigkeit von 132 Druckzeichen entsprechen, unter Verwendung von Signalen, die jedes Druckzeichen bestimmen, daß in jeder der Kolonne gebildet werden soll. Eine normale Schreibmaschine hat einen Schriftsat/ mit 88 verschiedenen Schriftzeichen, welche durch eine Kode mit sieben Bits bestimmt werden können. Bei einem normalen Zeilenabstand von 4,2 mm stehen bei der genannten Geschwindigkeit der Bahn ungefähr 417 Mikrosekunden vom Beginn einer Zeile zum Beginn der nächsten Zeile zur Verfügung. In diesem Zeitraum muß die Druckvorrichtung fähig sein, bis zu 132 mögliche Schriftzeichen zu speichern und zu bilden. Wenn angenommen wird, daß zur Bestimmung der einzelnen Schriftzeichen ein Kode mit sieben Bits verwendet wird, so bedeutet dies, daß ungefähr 1000 Bits in ungefähr 410 Mikrosekunden aufgenommen und bearbeitet werden müssen. Das liegt im Bereich der bestehenden Möglichkeiten der bekannten Schalt- und Speichervorrichtungen.Assuming that a printing device is needed that is available today standing mechanical printing processes for high speeds, then 132 columns can are formed, which correspond to a line with a capacity of 132 print characters, using signals that determine each print mark in each of the column should be formed. A normal typewriter has a font / with 88 different characters, which can be determined by a seven-bit code. With normal line spacing of 4.2 mm stand approximately 417 microseconds at the mentioned speed of the web from the beginning of one line to the beginning of the next line. During this period, the Printing device able to store and form up to 132 possible characters. if It is assumed that a code with seven bits is used to determine the individual characters it means that approximately 1000 bits are recorded and processed in approximately 410 microseconds Need to become. That is in the range of the existing possibilities of the known switching and Storage devices.
Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, können die 88 Schriftzeichen durch 88 Dioden-Matrizen gebildet werden, die schematisch dargestellt und mit den Bezugszeichen 70 bezeichnet sind. Jede Matrize hat 20 horizontale Reihen und 16 vertikale Unterkolonnen. Den 132 Kolonnen der Schriftzeichen entsprechen 132 Druckköpfe 72. von denen jeder durch eine Schalteinheit 75 mit einer beliebigen Matrize 70 verbunden werden kann. Jeder Druckkopf enthält 1<S öffnungen, welche den 1(S vertikalen UnterKolonnen der Matrize entsprechen, an welche der betreffende Druckkopf angeschlossen werden kann. Alle Matrizen 70 werden gleichzeitig mit zeitlich abgestuften, in vertikaler Richtung fortschreitenden Schritten abgetastet. Bei jedem Abtastschritt liefert jede Matrize 70 16 binäre Bits der Schalteinheit 75. Als Folge davon wird jede Steuerelektrode 42 durch 20 aufeinanderfolgende binäre Signale betätigt, welche der gespeicherten Information in einer vertikalen Unterkolonne der betreffenden Matrize 70 entsprechen, an welche der Druckknopf 72 angeschlossen ist. Dadurch entsteht eine gleichzeitige, in vertikaler Richtung fortschreitende Ausbildung von bis zu '32 Schriftzeichen. Am Ende der Folge von 20 Schritten verbindet die Schalteinheit 75 jeden Druckkopf 72 mit der Matrize 70, in welcher das Druckzeichen gespeichert ist, welches durch den betreffenden Druckkopf als nächstes abgebildet werden soll. Das erwähnte vertikale Abtasten der Matrizen erfolgt durch einen Umschalter 77 mit 20 Stufen, welcher seinerseits durch eine Zeiteinheit 80 betätigt wird. Die Zeiteinheit 80 ist ebenfalls an jeden der Druckköpfe 72 angeschlossen und dient einer Steuerung der konstanten Frequenz für die Anregung für Tropfenbildung in allen öffnungen. Auf diese Weise wird ein Verhältnis von eins zu eins zwischen gebildeten Tropfen und den Schaltsignalen für die Tropfen erhalten. Im vorliegenden Falle beträgt die erforderliche Anregungsfrcquen7 ungefähr 120 kHz. Die da bei sich ergebende Geschwindigkeit der Bildung von Schriftzeichen ist 316800 Schriftzeichen in der Sekunde, wenn angenommen wird, daß sich in jeder Kolonne ein Schriftzeichen befindet.As can be seen from FIG. 5 , the 88 characters can be formed by 88 diode matrices, which are shown schematically and denoted by the reference numeral 70. Each die has 20 horizontal rows and 16 vertical sub-columns. The 132 columns of characters correspond to 132 print heads 72, each of which can be connected to any die 70 by a switching unit 75. Each printhead contains 1 <S openings which correspond to the 1 (S vertical sub-columns of the die to which the relevant printhead can be connected 70 16 binary bits of the switching unit 75. As a result, each control electrode 42 is actuated by 20 successive binary signals which correspond to the stored information in a vertical sub-column of the relevant matrix 70 to which the push button 72 is connected vertical direction progressive formation of up to 32 characters. At the end of the sequence of 20 steps, the switching unit 75 connects each print head 72 to the matrix 70 in which the print character is stored which is to be imaged next by the relevant print head vertica The matrices are scanned by a switch 77 with 20 levels, which in turn is actuated by a time unit 80. The time unit 80 is also connected to each of the print heads 72 and is used to control the constant frequency for the excitation of droplet formation in all openings. In this way a ratio of one to one between the drops formed and the switching signals for the drops is obtained. In the present case, the required excitation frequency7 is approximately 120 kHz. The resulting speed of formation of characters is 316800 characters per second, assuming that there is one character in each column.
Auf Grund der bereits erwähnten konstruktiven Überlegungen ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, die Druckköpfe 72 mit 16 öffnungen zur Tropfenbildung in einer Reihe auszubilden. Es werden daher die öffnungen in einer Mehrzahl von Reihen abgestuft angeordnet, wie dies in der F i g. 5 dargestellt ist. WieDue to the structural considerations already mentioned, it is difficult, if not impossible, to the print heads 72 with 16 openings for drop formation train in a row. The openings are therefore graded in a plurality of rows arranged, as shown in FIG. 5 is shown. As
ίο aus dieser Figur hervorgeht, ist der Abstand der Mitten der öffnungen ungefähr 0.5 mm. In der Praxis ist auch dieser Abstand schwierig zu erreichen. Es können daher Köpfe mit 16 öffnungen verwendet werden, die eine hinter der anderen abgestuft sind, wobei sich in einer Reihe jeweils eine öffnung befindet. Als Alternative ist es möglich, eine Anordnung zu verwenden, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist. Bei einer derartigen Anordnung werden 16 Reihen mit 132 öffnungen in einer Reihe verwendet. Die Reihen können derart elektrisch geschaltet sein, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt entsprechende öffnungen aller lh Reihen an die gleiche Matrize 70 angeschlossen sind. Auf diese Weise entsprechen die einander zugeordneten Öffnungen einem Druckkopf 72, der in der F i g. 5 dargestellt ist.ίο can be seen from this figure, the distance between the centers of the openings is approximately 0.5 mm. In practice, this distance is also difficult to achieve. It is therefore possible to use heads with 16 openings which are stepped one behind the other, with one opening in each row. As an alternative, it is possible to use an arrangement as shown in FIG. In such an arrangement, 16 rows with 132 openings are used in a row. The rows can be electrically connected in such a way that corresponding openings of all lh rows are connected to the same die 70 at a specific point in time. In this way, the associated openings correspond to a print head 72 which is shown in FIG. 5 is shown.
Um die erwähnte räumliche Trennung der öffnungen zu berücksichtigen, ist es erforderlich, in der Steuerung eine erforderliche Einstellung durchzuführen. Aus der Fi g. 1 ist ersichtlich, daß eine quer verlaufende Linie der Bahn 10 zuerst unter der Reihe 20 der öffnungen geführt wird und darauf unter allen anderen Reihen. Die Durchgangszeit von Reihe zu Reihe ist von der Geschwindigkeit der Bahn und von der Entfernung der Reihen abhängig. Es ist daraus ersichtlich, daß, wenn diese Durchgangszeit berücksichtigt wird, die Anordnung mit einer Mehrzahl von abgestuft und seitlich versetzt angeordneten Reihen als ein funktionelles Äquivalent einer einzigen Reihe behandelt werden kann, bei welcher sich alle öffnungen Seite an Seite nahe nacheinander befinden.About the mentioned spatial separation of the openings to take into account, it is necessary to make a required setting in the control. From Fi g. 1 it can be seen that a transverse Line of web 10 is first guided under the row 20 of openings and then under all other ranks. The transit time from row to row depends on the speed of the train and from depending on the distance between the rows. It can be seen from this that when this transit time is taken into account is, the arrangement with a plurality of staggered and laterally offset rows can be treated as a functional equivalent of a single row with all of the openings Side by side close to each other.
In der F i g. 6 ist die Geometrie einer derartigen Anordnung dargestellt. Die Figur zeigt zwei öffnungen 91 und 92, welche stellvertretend für die Glieder von abgestuften Reihen dargestellt sind. Das heißt, daß die Reihen der Öffnungen senkrecht zur Zeichnungsebene in der F i g. 6 angeordnet sind. Es ist aus der Figur ersichtlich, daß ein Tropfen, welcher die Öffnung 91 gleichzeitig mit einem anderen Tropfen aus der öffnung 92 verläßt nach dem Durchlaufen einer Entfernung b, die Bahn 10 in einer Entfernung e hinter dem Tropfen aus der öffnung 92 erreicht. Um zwei Tropfen, wie z. B. Tropfen 93 und 94. genau nebeneinander auf der Bahn 10 anzuordnen, muß der Tropfen 94 später ausgelöst werden. In FIG. 6 shows the geometry of such an arrangement. The figure shows two openings 91 and 92, which are shown as representative of the links of stepped rows. This means that the rows of openings perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 6 are arranged. It can be seen from the figure that a drop which leaves the opening 91 at the same time as another drop from the opening 92 after having passed a distance b, reaches the path 10 at a distance e behind the drop from the opening 92. To get two drops, such as B. drops 93 and 94. to be arranged exactly next to each other on the web 10, the drop 94 must be triggered later.
Die elektronische Steuerung der öffnungen der vorderen Reihe muß gegenüber der Steuerung der öffnungen der hinteren Reihe mit einem zeitlichen Verzug T arbeiten, welcher sich aus den Formeln ergibt:The electronic control of the openings in the front row must work with a time delay T compared to the control of the openings in the back row, which results from the formulas:
T-T-
oder T or T
Vu, COS θ Vu, COS θ
wobei c der Abstand der Reihen und θ der Winkel zwischen dem Flüssigkeitsstrahl und der Bahn ist.where c is the distance between the rows and θ is the angle between the liquid jet and the path.
Es können somit durch die Verwendung eines geeigneten zeitlichen Verzuges in der elektronischen Steuerung der ersten Reihen beide Reihen derart programmiert und geschaltet werden, wie wenn sie eine einzige Reihe mit einer doppelten Anzahl von öff-It can thus by using a suitable time delay in the electronic Control of the first rows both rows are programmed and switched as if they were one single row with double the number of open
509633/114509633/114
ίοίο
nungcn bilden würden. Das Prinzip kann dabei auf eine beliebige Anzahl von Reihen ausgedehnt werden. Bei einer typischen Druckvorrichtung, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, können bis 20 derartige Reihen verwendet werden. Dadurch wird ein Abstand in jeder Reihe von Öffnung zu Öffnung von ungefähr 2,5 mm gestattet, wobei die Ablagerung der Tropfen in versetzter Weise in Abständen von 0,12 mm der Querrichtung des Druckbereiches erfolgt. Die erforderlichen Verzögerungsorgane für eine Mehrzahl von versetzten Reihen können in verschiedener Weise erhalten werden. In dieser Beziehung ist die Speicherung in Matrizen und die Entnahme durch einen Umschalter 77 ein Äquivalent der gestaffelten Anordnung von optischen Fühlern entsprechend der Anordnung der Strahlen im Tropfenerzeuger beim Abtasten eines Originals oder einer Schablone.would form nungcn. The principle can be extended to any number of rows. In a typical printing apparatus, as shown in Figure 1, there can be up to 20 such rows be used. This makes a distance in each row from opening to opening of approximately 2.5 mm allowed, with the deposition of the drops in a staggered manner at intervals of 0.12 mm Transverse direction of the print area takes place. The necessary delay organs for a number of staggered rows can be obtained in several ways. In this regard is storage in matrices and the removal by a changeover switch 77 an equivalent of the staggered arrangement of optical sensors according to the arrangement of the beams in the drop generator when scanning a Originals or a stencil.
Eine genaue Ablagerung der Tropfen erfordert außerdem noch eine genaue Phasensteuerung der Anregung bei jeder Öffnung. In der Praxis kann dies schwierig zu erreichen sein. In vielen Fällen genügt es jedoch, eine zeitliche Steuerung aller Aufladeelektroden 42 vorzusehen. Da dabei alle Öffnungen mit dei gleichen Frequenz angeregt werden, so erfaßt jede Ladung die gewünschte Anzahl aufeinanderfolgender Tropfen. Da die Trennung der entsprechenden Tropfen aus den verschiedenen Öffnungen während eines Anregungszyklus eine zufällige Verteilung hat, so sind die Stellen, an welchen die Tropfen auftreffen, in zufälliger Weise entlang einer Linie mit derPrecise deposition of the droplets also requires precise phase control of the excitation at every opening. In practice, this can be difficult to achieve. In many cases it is enough however, to provide timing of all charge electrodes 42. Since all openings with dei are excited at the same frequency, each charge detects the desired number of consecutive ones Drops. As the separation of the corresponding drops from the different openings during one Excitation cycle has a random distribution, the points at which the drops strike are in coincidentally along a line with the
verteilt. Eine derartige Steuerung der Anregung hat somit eine geringfügige Verschlechterung des Auflösevermögens des Systems zur Folge.distributed. Such a control of the excitation thus has a slight deterioration in the resolving power of the system.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
ΛΛ
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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Free format text: MENGES, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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