DE2347594C3 - Flfissigkeitsstrahldrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem Drucker der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art aus.

Durch die DE-OS 21 22 761 und die US-PS 32 98 030 ist eine matrixartige Aufzeichnung mit Ausblendung der für zugeordnete Punkte nicht benötigten Tröpfchen bekannt.

Die US-PS 32 98 030 zeigt einen Zeichenspeicher, der sequentiell abgetastet wird, um ein Videosignal zu erzeugen, das zum Steuern der Aufladung der Flüssigkeitströpfchen dient. Die in dem als Matrix aufgebauten Zeichenspeicher gespeicherte Information ist ein Binärwert, der angibt, ob eine bestimmte Stelle der Zeichenmatrix zu bedrucken ist oder nicht. Das erzeugte sequentielle, binäre Videosignal wird mit einer Sägezahnspannung in der Weise kombiniert, daß für jedes Drucksignal eine Aufladungsspannung entsteht, deren Amplitude durch den Augenblickswert der Sägezahnspannung bestimmt ist Die sequentielle Abtastung der Zeichenmatrix schränkt die Flexibilität der Tröpfchen-Positionierung auf eine kleine, feste Anzahl von Plätzen in einer normalerweise rechteckigen Matrix ein. Diese Beschränkung ergibt unbefriedrigenden Druck von Zeichen mit diagonalen Linien oder graphischen Darstellungen.

Den Seiten 1292 und 1293 des IBM Technical Disclosure Bulletins, VoLIl, No. 10, März 1969 ist entnehmbar, daß die ohne Schrägstellung der Ablenkplatten mit schräger Druckspaltenrichtung aufgezeichneten Zeichen durch die schräge Anordnung der Ablenkplatten gerade gerichtet werden. Dies ist aber nur dann möglich, wenn sich die schräggestellten Spalten in ihrer Projektion nicht überschneiden, d. h. der Papiervorschub während der Zeit, die der Tintenstrahl braucht, um eine Spalt zu überstreichen, nicht größer ist als der Abstand zwischen zwei Spalten.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, einen Flüssigkeitsstrahldrucker zu schaffen, bei dem möglichst alle aufeinanderfolgend erzeugten Tröpfchen für den Druck eines Zeichens verwendet werden, d. h. möglichst nur während des Wechsels von Buchstabe zu Buchstabe oder während des Zeilenvorschubes die Tintenauffangvorrichtung mit Tröpfchen beaufschlagt wird.

Ein Vorteil eines nach der Erfindung aufgebauten Flüssigkeitsstrahldruckers ist gegenüber der bekannten matrixartigen Aufzeichnung mit Ausblendung der für zugeordnete Punkte nicht benötigten Tröpfchen darin zu sehen, daß weniger Tröpfchen zur Tintenauffangvorrichtung abgelenkt werden, wodurch bei konstanter Tröpfchenfolge eine höhere Schreibgeschwindigkeit erzielt wird. Diese bessere Ausnutzung der angebotenen Tröpfchen ist aber nur möglich durch die Schrägstellung der Ablenkplatten. Bei zur Vorschubrichtung des Aufzeichnungsträgers parallelen Ablenkplatten würden auch bei Abkehr von der matrixartigen Ablenkung ebensoviele Tröpfchen zur Tintenauffangblende abgelenkt werden, da infolge des kontinuierlichen Aufzeichnungsträgervorschubs mit dem Schreiben der nächsten Spalte gewartet werden müßte, bis der Aufzeichnungsträger in diese Position verschoben ist. Gegenüber der bekannten Schrägstellung der Ablenkplatten zum Aufheben der durch die Relativbewegung zwischen Düse und Aufzeichnungsträger sich ergebenden Schräglage der gedruckten Zeichen, weist ein nach der Erfindung aufgebauter Tintenstrahldrucker den Vorteil auf, daß er eine höhere Geschwindigkeit des Papiervorschubs zuläßt. Da ferner jeder Punkt eines Zeichens eine individuelle Ablenkungsspannung erhält, kann nicht nur eine Spalte nach der anderen geschrieben werden, sondern werden z. B. auch Punkte aus der zweiten Spalte geschrieben, bevor die erste Spalte vollständig geschrieben ist. Außerdem sind beim erfindungsgemäßen Tintenstrahldrucker die sogenannten Schutztröpfchen zwischen die einzelnen Tröpfchen nicht erforder-Hch, da die gegenseitige Beeinflussung der Tröpfchen bereits bei der binären Darstellung des Aufladungspotentials im Speicher berücksichtigt werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung sind dem Unteranspruch zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Schema eines Flüssigkeitsstrahldruckers,

Fig.2A ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Umsetzen eines Zeichencodewortes in eine Aufladungsspannung,

F i g. 2B ein Blockschaltbild eines Zeichengenerators, F i g. 2C eine Codetabelle für das Zeichen »8«, F i g. 3A eine Darstellung des Zeichens »8«,

F i g. 3B eine Darstellung der relativen Verschiebung der Tröpfchen, die das Zeichen »8« bilden, als Funktion der binär codierten Aufladungsspannung,

F i g. 3C schematisch die Anordnung der Ablenkelektroden.

In Fig. 1 ist ein Flüssigkeitsstrahldrucker 100 dargestellt, bei dem Flüssigkeit von einem mit einer Pumpe ausgerüsteten Tank 14 unter Druck durch eine Leitung 112 zu einer Düse UO gefördert wird. Mittels eines an einen Treiber 122 angeschlossenen Wandlers 120 wird der Düse 110 eine Vibration erteilt, wodurch der zunächst kontinuierliche Flüssigkeitsstrahl 102 in eine Folge von gleichen Tröpfchen 104 aufgelöst wird. An der Stelle der Flugbahn, an welcher die Strahlauflösung erfolgt ist eine ringförmige Elektrode 130 angeordnet, durch welche die einzelnen Tröpfchen 104 auf ein Potential aufgeladen werden. Diese Ladung erfolgt durch eine Datenquelle 132, an die die Elektrode 130 angeschlossen ist Die geladenen Tröpfchen fliegen durch ein elektrisches Feld zwischen zwei Ablenkelektroden 140. Die Ablenkelektroden 140 liegen an konstantem Potential, so daß auch das elektrische Feld zwischen ihnen konstant ist. Die das elektrische Feld durchfliegenden Tröpfchen 104 werden entsprechend der ihnen individuell erteilten Ladung abgeienkt Denjenigen Tröpfchen, die am Abdruckvorgang nicht teilnehmen sollen, wird eine Ladung erteilt, die sie in eine Auffangvorrichtung 150 ablenkt, von wo die Flüssigkeit durch eine Leitung 152 in den Tank 114 zurückgeführt wird.

Aus F i g. 3C ist zu ersehen, daß die Ablenkelektroden 140 schräg zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 160 argeordnet sind. Der Winkel Φ (F i g. 3C) ist so gewählt, daß die zur Verfugung stehenden Tröpfchen möglichst vollständig zum Drucken genutzt werden können, ohne daß komplizierte Ausgleichsvorrichtungen nötig sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der Winkel zwischen 20 und 30°, je nach der Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers. und der Tröpfchengröße.

Anhand von F i g. 2A und 2B wird nun die Datenquelle, d.h. die Zeichenerzeugung beschrieben. Ein Zeichencodewort, das einem zu druckenden Zeichen entspricht, wird zunächst einem Pufferspeicher 310 zugeführt. Zweck dieses Pufferspeichers ist die vorübergehende Speicherung der Zeichencodewörter, um eine Synchronisation mit dem Signal eines (nicht gezeigten) Taktgebers zu ermöglichen.

Die Zeichencodewörter werden von dem Pufferspeieher 310 einem Zeichengenerator 320 zugeführt, der in F i g. 2B gezeigt ist

Die Zeichencodewörter bestehen aus η Bits. Bei einem weniger als 64 Zeichen umfassenden Zeichensatz können die Zeichencodewörter beispielsweise sechs parallele Bits aufweisen. Die Zeichencodewörter werden durch einen Decodierer 322 decodiert, dessen erstes Ausgangssignal die Adresse eines Speicherplatzes in einem Zeichenspeicher 326 ist, in der eine binäre Darstellung der Aufladungsspannung gespeichert ist, die dem ersten Tröpfchen des zu druckenden Zeichens erteilt werden soll. Diese Adresse wird einem Adreßzähler 324 zugeführt, der die" Adressierung des

Zeichenspeichers über eine Leitung 323 steuert

Ein zweites Ausgangssignal des Decodieren, 322 wird zu einem Tröpfchenzähler 327 übertragen und dieser auf die Anzahl der für das betreffende decodierte Zeichen zu druckenden Tröpfchen eingestellt

Es ist darauf hinzuweisen, daß verschiedene Zeichen des gleichen Zeichensatzes aus unterschiedlichen Anzahlen von Tröpfchen zusammengesetzt werden. Beispielsweise kann der Fig.2C entnommen werden, daß das Zeichen »8« aus 14 Tröpfchen besteht Einige Zeichen können weniger, andere wesentlich mehr als 14 Tröpfchen erfordern. Um daher den Zeichenspeicher 326 möglichst rationell zu benutzen, wird die Tröpfchenzählung zum Rückstellen des Adreßzählers 324 herangezogen, wodurch unnötige Speicherzugriffszyklen vermieden werden.

Der Zeichenspeicher 326 (F i g. 2B) ist als dreidimensionale Matrix mit K Speicherplätzen ausgebildet, wobei K die Anzahl der in einem gegebenen Alphabet vorhandenen Zeichen ist, deren jedem L Tröpfchen zugeordnet sind. Die Größe L ist veränderlich und hängt von dem zu druckenden Zeichen ab. Jedem Speicherplatz sind ferner m Bits zugeordnet, die das Auflandungspotential für ein bestimmtes Tröpfchen eines Zeichens repräsentieren.

Das Ausgangssignal des Zeichenspeichers 326, das aus m parallelen Bits besteht wird einem Video-Pufferspeicher 328 zugeführt, der die binäre Darstellung des Aufladungspotentials für die zum Abdruck vorgesehenen Tröpfchen vorübergehend speichert.

Das Ausgangssignal des Zeichengenerators 320 (F i g. 2A), i. e. das Ausgangssignal des Video-Pufferspeichers 328 (Fig.2B) wird zu einem Video-Decodierer 330 übertragen, der die digitale Darstellung des Aufladungspotentials in eine Analogspannung umsetzt, die mittels eines an die Elektrode 130 angeschlossenen Video-Verstärkers 340 verstärkt wird.

Wie bereits erwähnt, enthält der Zeichenspeicher 326 Information über das jedem einzelnen der L Tröpfchen jedes der K Zeichen zugeordnete Aufladungspotential.

Bezugnehmend auf die F i g. 2C, 3A, 3B und 3C wird nun das Drucken des für alle anderen repräsentativen Zeichens »8« beschrieben.

Fig.2C zeigt die dezimalen und binären Code-Darstellungen der Aufladungspotentiale, die den 14 zu druckenden Tröpfchen des Zeichens »8« zugeordnet sind. Beispielsweise hat das Tröpfchen L 1 ein dezimales Codewort »2« und ein binäres Codewort »010«. Gemäß F i g. 3B liegt das Tröpfchen L1 zwei Potentialeinheiten über der Grundlinie. Auch die andern für die Bildung des Zeichens »8« erforderlichen Tröpfchen liegen entsprechend dem in Fig.2C angegebenen binären Codewort um eine Anzahl von Potentialeinheiten über der Grundlinie.

Anhand der F i g. 3A und 3C werden nun Zweck und Funktion der unter einem Winkel Φ angeordneten Ablenkelektroden 140 erläutert. Dieser Winkel hat ungefähr 26,5° bezogen auf die Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers. In Fig.3A ist gezeigt, daß die Tröpfchen einer Flugbahn folgen, die um 90° -Φ zur Grundlinie geneigt ist. Jedes Tröpfchen kann daher entsprechend der binären Potentialdarstellung an irgendeinem Punkt entlang der ihm zugeordneten gestrichelten Linie abgesetzt werden. So könnte beispielsweise das Tröpfchen L 8 an jeder von sieben Positionen abgesetzt werden, die durch ein entsprechendes Binär-Codewort im Speicher 326 charakterisiert sind. Diese Möglichkeit steht im Gegensatz zu

vorbekannten Zeichenerzeugungs-Techniken, bei denen lediglich Information über das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein eines zu druckenden Tröpfchens gespeichert war. Es liegt auf der Hand, daß die hier gegebene technische Lehre größere Flexibüität als die voi bekannten Techniken bietet.

Ferner ist t-s nicht erforderlich, Vorkehrungen zu treffen, um die gegenseitige Beeinflussung der Tröpfchen zu kompensieren, da diese bereits bei der Zuordnung der binären Darstellung des Aufladungspotentials für die einzelnen Tröpfchen berücksichtigt werden kann. Es kann daher auf sogenannte Schutztröpfchen verzichtet werden, und jedes aus der Düse IiO austretende Tröpfchen steht zum Drucken zur Verfugung.

Obwohl die vorliegende Erfindung einen um den Faktor 2 größeren Speicher erfordert, ergibt sich ein wesentlicher Gewinn dadurch, daß die Anzahl der möglichen Abdruckstellen auf dem Aufzeichnungsträger für jedes Tröpfchen um den Faktor 10 erhöht ist und die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers verdoppelt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsstrahldrucker mit einer an einem Tank angeschlossenen Düse, aus welcher der auf einen kontinuierlich bewegten Aufzeichnungsträger gerichtete Flüssigkeitsstrahl austreten kann, mit einer Vorrichtung zum zeitlich gleichförmigen Auflösen des Flüssigkeitsstrahles in einzelne Tröpfchen, mit einer Ladeelektrode zum Aufladen der Tröpfchen, mit ein konstantes elektrisches Feld erzeugenden Ablenkplatten und mit einer Vorrichtung zum Auffangen der für den Druck nicht benötigten Tröpfchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatten (140) derart schräg zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers (160) angeordnet sind, daß die Flugbahnebenen der Tröpfchen (104) mit der genannten Transportrichtung einen Spitzen Winkel (90° -Φ) einschließen, daß in einem Zeichengenerator (320) von allen druckbaren Zeichen eine solche Größe der Ladung für jedes für den Druck erforderliche Tröpfchen in verschlüsselter Form gespeichert ist, daß aufeinanderfolgend erzeugte Tröpfchen zum Schreiben in verschiedenen Spalten eines Zeichens verwendbar sind und daß im Tankt der Tröpfchenerzeugung für jedes Tröpfchen seine verschlüsselt gespeicherte Aufladungsgröße in eine Analogspannung umgewandelt der Ladeelektrode (130) zugeführt wird.

2. Flüssigkeitsstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeichengenerator (320) aus einem Zeichenspeicher (326), der für jedes Tröpfchen eines jeden druckbaren Zeichens das Aufladungspotential speichert, einem Zeichendekodierer (322), der für jedes zu druckende Zeichen zwei Ausgangssignale erzeugt, von denen das erste: die Speicheradresse des zu druckenden Zeichens und das zweite die Anzahl der Tropfen für dieses Zeichen angibt, aus einem an einem Tropfenerzeugungsoszillator angeschlossenen Adreßzähler (324), der mittels des ersten genannten Ausgangssignals die Adressierung des Speichers übernimmt, und aus einem Tröpfchenzähler (327), der durch das genannte zweite Ausgangssignal eingestellt wird und bei Erreichung seines Nullstandes den Adreßzähler (324) rückstellt, besteht, und daß an den Ausgang des Zeichengenerators (320) ein Digital-Analogumwandler (330) angeschlossen ist, der die digital gespeicherten Aufladungspotentiale in Analogspannungen umsetzt.