DE2528667A1

DE2528667A1 - Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE2528667A1
Application number: DE19752528667
Authority: DE
Inventors: Frederick Hayes Dill; George Jee Fan; Richard Antonio Toupin
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-07-03
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1976-01-22
Also published as: DE2560392A1; JPS5835151B2; JPS519628A; FR2276936A1; DE2560392C2; US3992712A; DE2528667C2; GB1463441A; FR2276936B1

Description

Böblingen, den 24. Juni 19% ki/bs

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: YO 973 065

Tintenstrahldrucker

Die Erfindung betrifft einen im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Tintenstrahldrucker, |

Es ist bekannt, einen unter Druck stehenden Strom von Tinte durch ' periodische Unterbrechungen in einzelnen Tropfen zu unterteilen, die auf dem Aufzeichnungsträger auftreffen. Hierbei ist es notwendig, daß die Tropfen im wesentlichen voneinander einen gleichen Abstand haben und von gleicher Größe sind und mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mit ungefähr 100 000 pro Sekunde, erzeugbar sind. Um auf dem Papier das gewünschte Druckmuster zu erzeugen, müssen die Tropfen vor dem Erreichen des Papieres in Obereinstimmung mit dem zu druckenden Muster entsprechend abgelenkt werden. Um die Ablenkung der Tropfen zu erreichen, die nicht auf auf dem Papier auftreffen sollen, ist es notwendig,daß die Tropfen von einer Beschaffenheit sind, die ihr Ablenken erlaubt. Es müssen die Tropfen elektrostatisch aufgeladen werden oder magnetische Eigenschaften aufweisen, um abgelenkt werden zu können. Alle der magnetischen Tropfen haben magnetische Eigenschaften, wohingegen entweder nur die Tropfen, die abzulenken Find oder die Tropfen die nicht abzulenken sind, elektrostatisch aufgeladen sind.

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Um auf dem Papier eine Linie aus Tropfen eines einzigen Tintenstromes zu erzeugen, ist es notwendig, daß eine Vielzahl von Tropfen des Tintenstromes innerhalb eines Zyklus auf dem Papier auftrifft. Eine Einrichtung, die dies ermöglicht, ist beispielsweise durch die USA-Patentschrift 3 369 252 bekannt.

Gemäß dieser bekannten Patentschrift befindet sich innerhalb eines Ablenkers eine Mehrzahl von elektrostatisch aufgeladenen Tropfen eines Tintenstromes und erfährt gleichzeitig eine Ablen-

kung bei Stillstand des Aufzeichnungsträgers, so daß diese Tropfen auf dem Aufzeichnungsträger gleichzeitig in einer Linie aufjtreffen. Somit ist es erforderlich, daß die Papierbewegung mit der Ablenkung der elektrostatisch aufgeladen Tropfen gegen das Papier synchronisiert ist _f so daß der Aufzeichnungsträger stillsteht, wenn die Tropfen auf ihm auftreffen.

Bei der bekannten beschriebenen Einrichtung ist es außerdem notwendig, Tropfen nicht zu verwenden, die während der Zeit erzeugt werden, in der sich Tropfen innerhalb des Ablenkers befinden und gegen das Papier abgelenkt werden. Während dieses Zeitintervalls müssen Tropfen in ein Überschußreservoir geleitet werden.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, mitjtels einer einzigen Düse auf dem Aufzeichnungsträger innerhalb einer Druckspalte mehrere Punktreihen drucken zu können, ohne zwischen der Erzeugung der einzelnen Punktreihen Tropfen zu vergeuden.

Mit einer nach der Erfindung aufgebauten Einrichtung wird auf dem Papier eine Punktreihe oder Linie durch Tropfen eines Tintenstromes beim Bestreichen des Aufzeichnungsträgers in beiden Abtastrichtungen erzeugt. Dadurch werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung keine Tropfen vergeudet. Außerdem gestattet die erfindungsgemäße Einrichtung aus einer Vielzahl von Tintenströmen Tropfen gleichzeitig gegen das Papier zu richten. Somit ist die erfindungsgemäße Einrichtung besonders geeignet für das Erzeugen einer Vielzahl von Linien mit einer relativ hohen Geschwindigkeit.

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Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Es zeigen:

Fig, 1 einen Tintenstrahldrucker in schaubildlicher

Darstellung;

Fig, 2 ein Schema eines von einer einzigen Düse erzeugten Ausdruckes;

Fig, 3 ein Schema eines Ausdruckes ähnlich dem der

Fig. 2 jedoch in Form einer rechtwinkligen Druckmatrix durch Zuhilfenahme einer zweiten Ablenkung und

Fig, 4 ein Blockschaltbild für den in Fig, 1 dargestellten Tintenstrahldrucker.

Dem Tintenreservoir 10 wird Tinte durch die Zuführleitung zugeführt. Die Tinte ist vorzugsweise eine magnetische Tinte, die vorzugsweise isotropisch und praktisch frei von Remanenz ist. Ein geeignetes Beispiel für eine magnetische Tinte ist eine Ferroflüssigkeit, wie in der USA-Patentschrift 3 805 272 beschrieben. Es kann jede andere Flüssigkeit als Tinte verwendet werden, wenn sie die gewünschten magnetischen Charakteristiken aufweist.

Das Tintenreservoir 10 weist eine Mehrzahl von Düsen auf, aus denen je ein Tintenstrom 14 unter Druck ausgestoßen wird. Jede der Düsen 12 richtet ihren Tintenstrom 14 gegen den Tropfenerzeuger 16.

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Den Tropfenerzeuger 16 bilden vorzugsweise eine Mehrzahl von C-förmigen Magneten 17 mit C-förmigen Zwischenstücken 18 aus nicht magnetischem Material. Die Magnete sind dünner als die gewünschte Wellenlänge zwischen den Tropfen 19, die aus den den Tropfenerzeuger passierenden Tintenströmen 14 gebildet werden. Der Teilungs- ', abstand der Magnete 17 beträgt vorzugseise eine Wellenlänge der j Tropfen oder ein Integral derselben. ■

Die Tropfen 19 werden gleichzeitig von allen Tintenströmen 14 erzeugt durch Beaufschlagung der um den Tropfenerzeuger 16 gewickel ten Wicklung 20 mit einem periodischen Strom. Die Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 sendet der Wicklung Stromimpulse, um sämtliche Tintenströme 14 gleichzeitig zu erregen, wodurch in jeden der Tintenströme 14 die Tropfen 19 im wesentlich gleich voneinander beabstandet sind und die gewünschte Geschwindigkeit aufweisen. Da die Frequenz der Impulse der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 !

I kontrolliert wird, bleibt die Geschwindigkeit der Tropfen 19 eines jeden Tintenstromes 14 im wesentlichen gleich wegen des gewählten iAbstandes zwischen den Magneten 17 des Tropfenerzeugers 16.

Nachdem jeder der Tintenströme 14 erregt ist, um die Tropfen 19 zu bilden, passieren die letzteren eines jeden Tintenstromes 14 je einen Auswähler 22. Jeder derselben erzeugt eine Ablenkung, ;die im wesentlichen rechtwinklig zur Richtung der Tropfen 19 'liegt, wenn der Auswähler 22 die in ihm befindlichen Tropfen 19 Smit einer magnetischen Kraft beaufschlagt.

Jeder der Auswähler 22 besitzt eine Wicklung 24, die separat von der Auswahlschaltung 23 gesteuert werden, um zu bestimmen, ob der Auswähler 22 für die zu dieser Zeit in ihm befindlichen Tropfen 19 zu magnetisieren ist. Die Auswahlschaltung 23 ist mit den Impulsen der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 synchronisiert, so daß die Magnetisierung oder Nichtmagnetisierung eines jeden Tropfens 19 erfolgt, wenn einer der Tropfen 19 sich innerhalb des Auswählers 22 befindet.

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Nach dem Passieren der Auswähler 22 passieren die Tropfen 19 den Ablenker 25, der allen Tropfen 19 eines jeden Tintenstromes 14 eine zeitperiodische horizontale Ablenkung erteilt. Der Ablenker 25 besitzt eine Mehrzahl von dreieckförmigen Durchgängen 26, von denen ein jeder je einem der Tintenströme 14 zugeordnet ist.

Der Ablenker 25 besteht aus einem geeigneten magnetischen Material, so daß durch Zuführung eines periodischen Stromes zu der den Ablenker 25 umwindenden Wicklung 27 ein magnetischer Feldgradient innerhalb eines jeden Durchganges 26 erzeugt wird. Dieser magnetische Feldgradient nimmt innerhalb eines jeden Durchganges 26 in Richtung auf dessen kleineres Ende hin zu.

Wenn der periodische Strom der Wicklung 27 des Ablenkers 25 zugeführt wird, sind alle Tropfen 19 innerhalb des Ablenkers 25 der horizontalen Ablenkung ausgesetzt. Der Tropfen 19, der den Ausgang des Ablenkers 25 am nächsten ist, wird am geringsten horizontal abgelenkt, während der Tropfen 19, der dem Eingang des Ablenkers 25 am nächsten ist, eine maximale horizontale Ablenkung erfährt, wenn der magnetische Feldgradient aufgebaut wird.

Der periodische Strom wird der Wicklung 27 von der Ablenktreiberschaltung 28 aus zugeführt, die mit der Impulserzeugung der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 synchronisiert ist. Somit wird nachdem der periodische Strom der Wicklung 27 zugeführt ist, derselbe durch die Ablenktreiberschaltung 28 gestoppt, nachdem die letztere eine Anzahl von Impulsen von der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 erhalten hat, wobei diese Anzahl gleich ist einer vorherbestimmten Anzahl von Tropfen innerhalb des Ablenkers 25 zum Zeitpunkt des Beginnes der Zuführung des periodischen Stromes zur Wicklung 27,

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Wenn die Ablenktreiberschaltung 28 die Zuführung des periodischen Stromes zur Wicklung beendet, ist die gleiche vorherbestimmte Anzahl von Tropfen 19 im Ablenker 25. Jeder dieser Tropfen 19 ist der sich verändernden horizontalen Ablenkung ausgesetzt,wenn der periodische Strom der Wicklung 27 zugeführt war, wobei eine maximale Ablenkung der dem Ausgang des Ablenkers 25 am nächsten gelegene Tropfen 19 erfährt und eine minimale Ablenkung der dem Eingang des Ablenkers 25 am nächsten benachbarte Tropfen 19, wenn der periodische Strom gestoppt ist.

Die Ablenktreiberschaltung 28 erlaubt den periodischen Strom wieder einen Durchgang zur Wicklung 27, nachdem die gleiche Anzahl von Impulsen durch die Tropfenbilder-Treiberschaltuhg 21 erzeugt wurde. Dies stellt sicher _f daß bei der nächsten Zuführung des periodischen Stromes zur Wicklung 27 alle Tropfen 19 einer vorherbestimmten Anzahl innerhalb des Ablenkers 25 dem magnetischen Feldgradienten nicht ausgesetzt sind.

Demzufolge verursacht der magnetische Feldgradient eines jeden Durchganges 26, daß alle Tropfen 19 einer ersten Gruppe einer vorherbestimmten Tropfenanzahl, die sich im Ablenker 25 befindet, um unterschiedliche Ausmaße horizontal verschoben werden, wenn jeder der Tropfen 19 den Durchgang 26 verläßt, wobei der letzte Tropfen 19 die größte horizontale Ablenkung erfährt. Wenn darauffolgend kein magnetischer Feldgradient erzeugt wird und die zweite Gruppe einer vorherbestimmten Anzahl von Tropfen 19 den Durchgang 26 verläßt, ist die Ablenkung der einzelenen Tropfen wiederum unterschiedlich, weil jeder dieser Tropfen 19 ebenfalls den magnetischen Feldgradienten während seiner Bewegung durch den Ablenker 25 ausgesetzt war. Jedoch wird der erste Tropfen 19 der zweiten Gruppe von Tropfen maximal abgelenkt bei seinem Verlassen des Ablenkers 25, wo hingegen die minimale Verschiebung der letzte Tropfen 19 bei dem Verlassen des Durchganges 26 erfährt. Die jeden Durchgang 26 verlassenden Tropfen treffen auf das Papier 29 auf in einer Vielzahl von Druckspalten in einer einzigen

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Matrixspalte zu jeder besonderen Zeit. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß das Papier 29 in vertikaler Richtung bewegt wird, wie durch den Pfeil 30 dargestellt ist, und die Tropfen 19 eines der Durchgänge 26 im Ablenker 25 alle Druckpunkte für eine Anzahl von Matrixspalten erzeugen in Abhängigkeit von der Anzahl der Tropfen innerhalb des Ablenkers 25 beim Aufbau des magnetischen Feldgradienten.

Wenn der Tropfen 19 durch den Auswähler 22 der magnetischen Ablenkung ausgesetzt ist, wird der abgelenkte Tropfen 19 auf das Papier 29 nicht auftreffen, sondern in die Auffangrinne 31 gelangen. Diese Auffangrinne 31 ist über die Rückführleitung 32 mit der Zuführleitung 11 verbunden, um in das Tintenreservoir 10 gelangen zu können.

Die Ablenktreiberschaltung 28 liefert der Wicklung 27 einen Stromimpuls zu jeder anderen Zeit, in der die Anzahl der Tropfen 19 eines jeden Tintenstromes 14 gleich ist der Anzahl der Tropfen 19 innerhalb des Ablenkers 25 beim Aufbau des magnetischen Feldgradienten. Somit wird von der Ablenktreiberschaltung 28 entweder der periodische Strom der Wicklung zugeführt oder die i Zuführung beendet, und zwar jedesmal dann, wenn die Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 der Wicklung 20 die vorherbestimmte Anzahl von Stromimpulsen liefert, um die Bildung dieser Anzahl von Tropfen 19 innerhalb eines jeden der Tintenströme 14 anzuzeigen.

Wenn die Ablenktreiberschaltung 28 mit der Lieferung des periodischen Stromes zur Wicklung 27 beginnt, wird der magnetische Feldgradient innerhalb sämtlichen der Durchgänge 26 gleichzeitig erzeugt, während der Zelt der Stromzufuhr zur Wicklung 27. Danach beendet die Ablenktreiberschaltung 28 die Lieferung des periodischen Stromes zur Wicklung 27 für die gleiche Zeitspanne, in welcher der Strom geliefert wurde.

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Demzufolge steuert die Ablenktreiberschaltung 28 die Anwendung des magnetischen Feldgradienten, so daß die gleiche Anzahl von Tropfen 19 innerhalb des Ablenkers 25 sich befindet entweder zum Beginn oder zur Beendigung des magnetischen Feldgradienten mittels des Beginnens bzw. des Beendigens der Lieferung des periodischen Stromes zur Wicklung 27. Dadurch wird sichergestellt, daß jede Gruppe von Tropfen 19 innerhalb des Durchganges 26 zum Beginn und zur Beendigung der Stromlieferung zur Wicklung 27 den gleichen veränderlichen Ablenkungen ausgesetzt ist.

j Die Ablenktreiberschaltung 28 besitzt den Zähler 35 (Fig. 4) der j über die Leitung 36 mit der Tropfenbilder-Treiberschaltung ver- ! bunden ist. Die letztere ist an die monostabile Kippschaltung j 37 der Auswahlschaltung 23 angeschlossen. Diese monostabile Kippschaltung 37 ist mit mehreren separaten Paralleleingängen eines Serialausgänge aufweisenden Schieberegister 38 verbunden.

Die monostabile Kippschaltung 37 wird immer dann erregt, wenn idie Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 der Wicklung 20 einen Stromimpuls zuführt. Die monostabile Kippschaltung 37 veranlaßt jedes der angeschlossenen Schieberegister 38 das am weitesten rechts befindliche Bit über die Leitung 39 zu der monostabilen Kippschaltung 40 zu verschieben. Wenn das in der rechten Rand- |position des Schieberegisters 38 befindliche Bit eine logische "0" darstellt, erzeugt die monostabile Kippschaltung 40 einen

positiven Ausgang auf ihrer Ausgangsleitung 41, wodurch der angeschlossene Auswähltreiber 42 erregt wird, der seinerseits an die Wicklung 24 des Auswählers 20 angeschlossen ist.

Demzufolge bestimmt das Schieberegister 38, das die Information zu Beginn eines jeden Abtastzyklus gespeichert hat, ob die angeschlossene monostabile Kippschaltung zu erregen ist, für einen bestimmten der Tropfen 19 des den Auswähler 22 passierenden Tintenstromes 14, mit dem die Wicklung 24 zusammenwirkt. Somit synchronisiert die monostabile Kippschaltung 37 die Impulszufüh-

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rung zu der angeschlossenen Wicklung 24 in Übereinstimmung mit dem Durchgang der Tropfen 19 durch den Auswähler 22. Es ist klar, daß die monostabile Kippschaltung 37 in Übereinstimmung mit der Stromimpulslieferung zur Wicklung 20 der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 erregt wird. Jedoch ist der Tropfen 19, der in jedem der Tintenströme 14 gebildet wird, nicht der gleiche Tropfen 19, der an dem besonderen Auswähler 22 ankommt, wegen des Stromimpul- !ses von der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21.

Der Zähler 35 ist schaltbar mittels des Schalters 44 auf einen vorherbestimmten Stand, bevor ein Ausgangsimpuls auf seiner Aus-

gangsleitung 45 auftritt. Der Zähler 35 zählt abwärts für jeden !Stromimpuls auf der Leitung 36 von der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 bis er "0" erreicht. Wenn dies eintritt, erzeugt der Zähler 35 einen positiven Impuls auf seiner Ausgangsleitung 45, um die monostabile Kippschaltung 46 zu erregen. Dies tritt ein, nachdem der Tropfenerzeuger 16 die gleiche Anzahl von Tropfen 19 erzeugt hat, wie die vorherbestimmte Anzahl von Tropfen 19, die sich innerhalb des Ablenkers 25 befindet, wenn die Stromlieferung zur Wicklung 27 beginnt bzw. beendet wird.

Die monostabile Kippschaltung 46 erzeugt einen positiven Ausgangsimpuls auf ihrer Ausgangsleitung 47, um über die Leitung 48 den Zähler 35 auf die vorbestimmte Zahl zurückzustellen, die gleich ist der Anzahl der Tropfen, die sich innerhalb des Durchganges 26 befinden,wenn der magnetische Feldgradient des Ablenkers 25 aufgebaut bzw. beendet wird. Der positive Impuls der monostabilen Kippschaltung 46 wird auch über die Ausgangsleitung 47 jedem der Schieberegister 38 zugeführt, um dieselben wieder zu beschicken von separaten Ausgangsregistern 49 aus. Wenn der positive Impuls der monostabilen Kippschaltung 46 den Schieberegistern 38 zugeführt ist, wird ein paralleler Eingangsimpuls von dem verbundenen Ausgangsregister 49 aus jedem der Schieberegister 38 zugeführt. Das Ausgangsregister 49 enthält die Daten für die

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nächste Abtastlinie durch die Tropfen 19 des Tintenstahles 14, mit dem die angeschlossene Wicklung 24 des Auswählers 22 zusammenwirkt .

Die Ausgangsleitung 47 der monostabilen Kippschaltung 46 ist über die Leitung 50, 51 und 52 auch mit der monostabilen Kippschaltung 53 verbunden. Die letztere liefert der bistabilen Kippj schaltung 54 positive Impulse immer dann, wenn die monostabile

ι Kippschaltung 46 erregt ist.

Die bistabile Kippschaltung 54 ist mit der Wicklung 27 des Ablenkers 25 über den Treiber 55 verbunden. Somit sendet die bista-

j bile Kippschaltung 54 dem Treiber 55 ein Ausgangssignal, nachdem idle Anzahl von Tropfen 19, die innerhalb eines jeden der Tintenströme 14 gebildet werden, die Anzahl der Tropfen 19 umfaßt, die erforderlich ist für den Druck einer Reihe von Tropfen innerhalb einer Spalte auf dem Papier 29.

Wenn die bistabile Kippschaltung 54 ein positives Ausgangssignal hat, wird der periodische Strom der Wicklung 27 zugeführt, um den magnetischen Feldgradienten innerhalb eines jeden Durchganges 26 im Ablenker 25 zu erzeugen. Wenn die bistabile Kippschaltung 54 einen negativen Ausgangsimpuls dem Treiber 55 sendet, was in jedem Zyklus vorkommt, wird die Lieferung des Stromes zur Wicklung 27 gestoppt, so daß der magnetische Feldgradient 'innerhalb eines jeden Durchganges 26 abgebaut ist.

Um sicherzustellen, daß das erste Ausgangssignal der bistabilen Kippschaltung 54 positiv ist, wird zu Beginn die bistabile Kippschaltung 54 zurückgestellt. Dies ist notwendig, um sicherzustellen, daß die erste ausgwählte Gruppe von Tropfen 19 beim Vorwärtsabtasten gedruckt wird, h.h. in der Richtung, für welche die Tropfen 19 zum Drucke ausgewählt wurden.

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Die Leitung 51 ist auch mit der monostabilen Kippschaltung 56 verbunden, so daß die letztere in Tätigkeit ist, immer dann, wenn die monostabile Kippschaltung 46 aktiv ist. Das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung 56 wird über eine Verzögerung dem

Zeichengenerator 58 zugeführt. Dadurch liefert der letztere, der j eine Zentraleinheit einer Datenverarbeitungsanlage sein kann, ι Daten für jedes Ausgangsregister 49, um die von den letzteren den ^! Schieberegistern 38 zugeführten Daten zu ersetzen, wenn die monojstabile Kippschaltung 46 aktiv ist. Somit muß die Verzögerung aus-^! !reichen, um von den Ausgangsregistern 49 an die mit denselben verbundenen Schieberegister 38 Daten zu übertragen, bevor neue In-

formationen vom Zeichengenerator 58 aus diesen Ausgangsregistern 49 geliefert werden.

Während die bistabile Kippschaltung 54 Strom der Wicklung 27 des Ablenkers 25 liefert,werden zusätzliche Stromimpulse von der Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 dem Tropfenerzeuger 16 zugeführt. Jeder der zu dieser Zeit, die eine Rückwärtsabtastung darstellt, gebildeten Tropfen 19, könnte durch Erregung aller Auswähler 22 in die Auffangrinne 31 geleitet werden. Wenn die Tropfen 19 während dieser Rückwärtsabtastung nicht verwendet werden, wird das Papier in einem Winkel zur Vertikalen bewegt, so daß die Relativbewegung zwischen dem Papier 29 und dem Tropfen 19 eines jeden der Durchgänge 26 kompensiert wird.

Jedoch können die Tropfen 19, die während der Zeit, in der die Wicklung 27 erregt ist, um den magnetischen Feldgradienten innerhalb eines jeden Durchganges 26 zu erzeugen, auch während der genannten Rückwärtsabtastung verwendet werden. Um diese Kompensation zu erreichen, muß zwischen dem Papier 29 und den Tropfen 19 während der Abtastungen in jeder Richtung eine Relativbewegung erfolgen.

Demzufolge ist die monostabile Kippschaltung 60 mit der monostabilen Kippschaltung 46 über die Leitungen 47, 50 verbunden. Die Aktivierung der monostabilen Kippschaltung 60 erregt die Dreieck-

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wellenschaltung 61, die ein Sägezahnspannungsgenerator darstellen kann, der mit jedem der Auswahltreiber 42 für die Wicklung 24 eines jeden Auswählers 22 verbunden ist.

Die Dreieckwellenschaltung 61 liefert einen mit der Zeit ansteigenden Strom der Wicklung 24 eines jeden Auswählers 22. Diese Stromzunahme hinsichtlich der Zeit veranlaßt einen jeden Auswähler 22, eine magnetische Ablenkung zu erzeugen, und zwar aachtwinklig zu der von dem magnetischen Feldgradienten in jedem der Durchgänge 26 erzeugten. Diese Stromzunahme erfolgt von der Zeit an, in welcher der magnetische Feldgradient vorhanden ist, bis der letztere abfällt und von der Zeit, in der der magnetische Feldgradient abgefallen ist bis er wieder aufgebaut wird.

Demzufolge bewirkt während einer jeden Vorwärtsabtastung die zunehmende magnetische Ablenkung jeden der Tropfen 19, die nach links abgelenkt werden, weil in dieser Richtung die magnetische Feldzunahme infolge der Form der Durchgänge 26 erfolgt, eine Rückkehr zu einer geraden horizontalen Linie. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird eine geneigte Reihe 62 vom Tropfen 19 durch den Ablenke^: 25 erzeugt, wenn das Papier 29 keinen Vorschub in einem Winkel zu den Tropfen erfährt und die Dreieckwellenschaltung 61 nicht verwendet wird. Jedoch mit Hilfe dieser Dreieckwellenschaltung 61 wird die Reihe 62 eine gerade horizontale Reihe 62 (Fig. 3).

Während der Rückwärtsabtastung würden die Tropfen 19 eine schräge Reihe 64 auf dem Papier 29 erzeugen, deren Neigung entgegengesetzt zu der der Reihe 62 (Fig. 2) verläuft, wenn die Dreieckwellenschaltung 61 nicht verwendet wird. Jedoch mit Verwendung der letzteren wird die Reihe 64 der Tropfen 19 ebenfalls eine gerade horizontale Reihe 65 (Fig. 3). Demzufolge verwandelt die Dreieckwellenschaltung 61 das Zickzack-Muster der Fig. 2 in eine rechtwinklige Druckmatrix (Fig. 3) und die Tropfen 19 können in beiden Abtastrichtungen verwendet werden.

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Somit wird immer dann, wenn der Zähler 35 auf "0" gezählt hat, die monostabile Kippschaltung 46 aktiv, um das ansteigende Ausgangssignal der Dreieckwellenschaltung 61 jedem der Auswahltreiber 42 zu liefern. Dieses ansteigende Ausgangssignal der Dreieckwellenschaltung 61 erzeugt die ansteigende Ablenkung eines jeden der Auswähler 22 mit einer Ablenkung in der gleichen Richtung, in der die Tropfen 19 durch den Ablenker 22 abgelenkt werden, die in die Auffangrinne zu leiten sind, weil sie für den Druck nicht benötigt werden. Jedoch ist die Größe der von der Dreieckwellenschaltung 61 erzeugten Ablenkung viel geringer als die für ein Ablenken der Tropfen in die Auffangrinne 31 erzeugte.

(Es ist klar, daß die Dreieckwellenschaltung 61 in beiden Abtastrichtungen verwendet werden kann oder nur für die Vorwärtsabtastung, wenn die Tropfen 19 während der Rückwärtsabtastung auszuscheiden sind. Bei Verwendung von nur der Rückwärtsabtastung |könnte natürlich das Papier 29 seinen Vorschub umgekehrt haben, um die Relativbewegung zwischen dem Papier 29 und den Tropfen 19 zu kompensieren.

Die Tropfenbilder-Treiberschaltung 21 erzeugt kontinuierlich Impulse, die der Wicklung 20 des Tropfenerzeugers 16 in der gewünschten Frequenz zugeführt werden, um Tropfen 19 innerhalb eines jeden Tintenstromes 14 mit einer gewünschten Geschwindigkeit und Wellenlänge zu erzeugen. Jeder der Auswähler 22 ist eingeschaltet für jeden der Tropfen 19 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Schieberegisters 38, das mit der Wicklung 24 des Auswählers 22 über die monostabile Kippschaltung 40 und den Auswahltreiber 42 verbunden ist. Wenn natürlich die Dreieckwellenschaltung 61 verwendet wird, empfängt jede der Wicklungen 24 eines jeden der Auswähler 22 ein Zeitänderungssignal von der Dreieckwellenschaltung 61 gleichzeitig und erzeugt eine Ablenkung in der gleichen Richtung.

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Der Ablenker 25 erzeugt den magnetischen Feldgradienten in jedem der Durchgänge 26 zu jeder anderen Zeit in welcher der Zähler 35 auf "O" geschaltet wird, da dies anzeigt, daß der Ablenker 25 in jedem der Durchgänge 26 die vorherbestimmte Anzahl von Tropfen 19 aufgenommen hat, um die gewünschte Anzahl von Spalten aus Tropfen 19 eines jeden der Tintenströme 14 zu erzeugen. Nachdem der magnetische Feldgradient aufgebaut ist, weist jeder der einen der Durchgänge 26 im Ablenker 25 verlassenden Tropfen 19 eine unterschiedliche Ablenkung auf, um verschiedene Zeichen auf dem Papier 29 aa drucken. Jeder der Tintenströme 14 erzeugt eine Mehrzahl von Matrixspalten, wobei zur gleichen Zeit alle Tintenströme jeweils nur einen Punkt in einer einzigen Linie quer zum Papier 29 erzeugen können.

!Während der Rückwärts ab ta. stung erzeugen die Tropfen 19 eines jeden der Tintenströme 14 bei Verwendung der Dreieckwellenschaltung 61 die gleiche Anzahl von Spalten in einer anderen Reihe in Übereinstimmung mit dem aus dem Papier 29 zu druckenden Muster. Da der magnetische Feldgradient während der Rückwärtsabtastung j nicht erzeugt wird, ist jeder der Tropfen 19, der während der j Rückwärtsabtastung druckt, dem magnetischen Feldgradienten aus- !gesetzt, und zwar während der Zeit, indem derselbe in jedem der Durchgänge 26 des Ablenkers 25 wirkt, da der magnetische Feldgradient nur nach dem letzten der Tropfen 19, die aus dem Ablenker 25 zum Zeitpunkt des Aufbaues des magnetischen Feldgradienten {ausgestoßen wurden, nicht vorhanden ist. Somit sind die kontinuier+

j lieh sich bewegenden Tropfen 19, die während der Rückwärtsabtastung verwendet werden, innerhalb des Ablenkers 25, wenn der magnetische Feldgradient aufgebaut ist.

Ein Beispiel für die Verwendung von Tropfen 19 zum Drucke während der Vorwärts- und der Rückwärtsabtastung ist aus Fig. 1 ersichtlich. Der Buchstabe I besteht aus drei Tropfen 19 eines der gegen das Papier 29 gerichteten Tintenströme 14 während der ersten oder Vorwärtsabtastung und nur aus einem der Tropfen 19 eines der Tintenströme 14, die während der zweiten Abtastung sich gegen das Papier bewegen, welche die Rückwärtsabtastung darstellt. YO 973 065

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jAlle anderen Tropfen 19 des Tintenstromes 14 innerhalb des Durchjganges 26 werden in die Auffangrinne 31 geleitet.

jstatt die Tropfen 19 für die Erzeugung visuell lesbarer Zeichen auf dem Papier 29 zu verwenden, könnten die Tropfen 19 auch magnetische Punkte erzeugen. Diese magnetischen Punkte könnten durch einen geeigneten Magnetschriftleser gelesen werden.

Wie weiter oben erwähnt, muß die bistabile Kippschaltung zu Beginn rückgestellt sein, um sicherzustellen, daß der Druck in der iVorwärtsabtastung erfolgt, wenn die erste ausgewählte Gruppe von JTropfen 19 zu drucken ist. Dies ist notwendig, unabhängig davon, ob das Drucken nur während der Vorwärtsabtastung oder während der Vorwärts- und Rückwärtsabtastung erfolgt.

Wenn es erwünscht ist, während der Rückwärtsabtastung nicht zu drucken und die Dreieckwellenschaltung 61 verwendet wird, ist das Schieberegister 38 einer jeden der Wicklungen 24 der Auswähler 22 einzuschalten, so daß es eine logische "0" während der Rückwärtsabtastung als Ausgangssignal abgibt. Dadurch wird ein Wirksamwerden der Dreieckwellenschaltung 61 verhindert, da alle Tropfen 19 durch die Auswähler 22 in die Auffangrinne 31 abgelenkt werden würden.

Es ist klar, daß die Größe der Ablenkung, die durch das Ausgangssignal der monstabilen Kippschaltung 40 erzeugt wird, viel größer ist, als die maximale Ablenkung, die durch das Ausgangssignal der Dreieckwellenschaltung 61 erzeugt wird. Dies stellt sicher, daß die Tropfen, die durch die Dreieckwellenschaltung 61 abgelenkt werden, nicht in die Auffangrinne 31 gelangen können.

Obwohl, wie weiter oben beschrieben, das Papier 29 eine Relativbewegung gegenüber den Tintenströmen 14 ausführt, ist diese Relativ-

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bewegung nicht unbedingt notwendig. Somit könnten die Düsen 12 der Tropfenerzeuger 16, die Auswähler 22, und die Ablenker 25 auf einem relativ gegenüber dem Papier 29 bewegbaren Aufbau montiert
sein. Außerdem könnte die Relativbewegung zwischen dem Papier 29 und den Tintenströmen 14 in der Horizontalen statt in der Vertikalen erfolgen.

Wie bisher beschrieben, bestehen die Tintenströme 14 aus einem
magnetischen Material, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist Es können die Tropfen 19 auch elektrostatisch aufgeladen werden.

Wie bisher beschrieben, werden die Tropfen 19, die für den Druck nicht verwendet werden, in die Auffangrinne 31 abgelenkt, nachdem sie den Ablenker 25 passiert haben. Es ist klar, daß die Auffangrinne 31 auch zwischen den Auswählern 22 und dem Ablenker 25 angeordnet sein könnte. Somit würden nur die Tropfen 19, die für
den Druck vorgesehen sind, den Ablenker 25 passieren statt sämtliche Tropfen.

Wie veiter oben beschrieben, sind die Auswähler 22 vorgesehen für das Ablenken der Tropfen 19, die in die Auffangrinne 31 zu leiten sind und für die Ablenkung zur Kompensation der Relativbewegung zwischen dem Papier 29 und jedem der Tropfen 19. Es dst klar,
daß dies nicht unbedingt erforderlich ist. Die Ablenkung für die Kompensation der genannten Relativbewegung könnte auch durch einen separaten Magneten statt durch den Magneten des Auswählers 22 ; erzeugt werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß nur eine einzige Quelle für einen periodischen Strom erforderlich ist, um Zeichen drucken zu können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine rechtwinklige Druckmatrix erzeugbar ist, ohne Ausscheidung von Tropfen während der Rückwärtsabtastung.

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Claims

- 17 PATENTANSPRÜCHE

Tintenstrahldrucker^ bei dem mindestens ein Tintenstrom in einzelne Tropfen unterteilt wird, die entsprechend dem zu druckenden Muster aus ihrer natürlichen Flugbahn durch magnetische oder elektrische Kräfte sowohl zur Bestimmung ihres Auftreffpunktes auf dem Papier als auch zu ihrer Auswahl für ihr Auftreffen auf dem Papier oder in einer Auffangrinne abgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ! zwei Ablenkeinrichtungen (22, 25) in der Flugbahn der Tropfen (19) gesehen nacheinander angeordnet sind, von : denen die eine (25) eine Ablenkung quer zur Bewegungsrichtung des kontinuierlich bewegten Papieres (29) und die andere (22) eine Ablenkung in der genannten Bewegungsrichtung erzeugt, wobei die eine Querablenkung erzeugende Ablenkeinrichtung (25) in der Flugbahn der Tropfen (19) gesehen eine Breite aufweist ausreichend für die Aufnahme einer vorherbestimmten Gruppe von Tropfen (19) und die andere Ablenkeinrichtung (22) in der genannten Richtung eine Breite für die Aufnahme nur eines einzigen Tropfens (19) aufweist und durch Steuerung der Ablenkgröße einerseits bestimmt, ob der Tropfen (19) auf das Papier (29) oder in die Auffangrinne (31) gelangt und andererseits die durch die Relativbewegung zwischen den Düsen (12) und dem kontinuierlich bewegten Papier (29) bedingte Schräglage der aus mehreren Tropfen (19) bestehenden Tropfenreihe (62 bzw. 64) so kompensiert, daß diese Reihe auf dem Papier (29) genau horizontal ( wie durch 63, 65 gezeigt) verläuft.

2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, für eine Teilchen aus magnetischem Material besitzende Tinte mit einer Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgängen sämtlicher Düsen (12) benachbart ein gemeinsamer, ein pulsierendes Magnetfeld erzeugender Tropfenerzeuger (16) angeordnet ist, daß die für die momentane Aufnahme von jeweils nur einem Tropfen (19) be-

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stimmte Ablenkeinrichtung (22) pro Düse einen Elektroma-

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gnaten mit einem Oformigen, in der Ablenkrichtung offenen Magnetkern aufweist, daß die eine Breite von einer vorher-Toesti.xratt.ten. Gruppe von Tropfen (19) aufweisende andere Ablenkeinrichtung (25) einen Elektromagneten mit je einem Durchgang (26) pro Düse (12) in seinem Magnetkern besitzt, wobei j#fler Durchgang (26) In der Ablenkebene gesehen eine Keilförm aufweist, und daß die vor dem Papier (29) angeordnete Auffangrinne (31) in der Flugbahn der durch die an erster Stelle genannte Ablenkeinrichtung (22) beeinflußten lltgfc.

Tintünstrahldrucksr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (27) der eine Breite von einer Gruppe von tropfen (19) aufweisenden Ablenkeinrichtung (25) an eine Ablenktreiberschaltung (28) angeschlossen ist, welche die Wicklung (27) mit Impulsen beaufschlagt für eine Zeltdauer die gleich ist der Zeit, in welcher die vorherbestimmte Anzahl von Tropfen erzeugt wird, welche die genannte Ablenkreinrichtung (25) aufnehmen kann, wobei zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden impulsen ein Zeitabschnitt liegt, der gleich ist der zeitlichen Länge eines dieser impulse.

Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (24) der für jeweils nur einen Tropfen (19) bestimmten Ablenkeinrichtungen (22) an eine Auswahlschaltung (23) angeschlossen sind, welche die Wicklungen (24) entsprechend dem vom Zeichengenerator (58) gelieferten Daten erregt und daß die Auswahltreiber (42) für diese Wicklungen (24) auch mit einem Sägezahngenerator (61) verbunden sind, dessen sägezahnartigen Ausgangsimpulse eine Dauer aufweisen, gleich der der von der Ablenktreiberschaltung (28) erzeugten Impulse.

Tintenstrahldrucker nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch ge4 kennzeichnet, daß die Auswahlschaltung (23) pro Düse (12) je ein Schieberegister (38) aufweist, das mit je einem Ausgangsregister (49) verbundene Paralleleingänge von einer Anzahl besitzt, die gleich ist der Anzahl von Tropfen (19),

aus denen die vorherbestimmte Tropfengruppe besteht, daß j sämtliche Ausgangsregister (49) an dem Zeichengenerator ; (58) angeschlossen sind, daß alle Schieberegister (38) j

an eine gemeinsame monostabile Kippschaltung (37) ange- i schlossen sind, die immer dann einen Ausgangsimpuls erzeugt* wenn die Wicklung (20) des Tropfenerzeugers (16) einen Eingangsimpuls erhält, daß die von der genannten monostabilen Kippschaltung (37) erhaltenen Impulse zur Fortschaltung der Schieberegister (38) dienen, die in Abhängigkeit von ihrem Inhalt die den Auswahltreibern (42) vorgeschalteten monostabilen Kippschaltungen (40) erregen und daß sämtliche Schieberegister (38) mit der Ablenktreiberschaltung (28) verbunden sind zum Zwecke ihres Ladens von den Ausgangsregistern (49) aus,

6. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenktreiberschaltung (28) einen durch Schalter (44) auf einen vorherbestimmbaren Wert einstellbaren Zähler (35) aufweist, wobei der vorherbestimmbare Wert gleich ist der Anzahl von Tropfen (19) , welche die für die Aufnahme einer Mehrzahl von Tropfen (19) bestimmte Ablenkeinrichtung (25) aufnehmen kann, daß der Zähler (35) immer dann einen Eingangsimpuls erhält, wenn die Wicklung (20) des Tropfenerzeugers (16) einen Impuls erhält, daß der Ausgang des Zählers (35) an eine monostabile Kippschaltung (46) angeschlossen ist, die sowohl mit dem Rückstelleingang dieses Zählers (35) als auch mit drei weiteren monostabilen Kippschaltungen (60, 53, 56) verbunden ist, von denen die eine (60) an den Sägezahngenerator (61), die nächste (56) an den Zeichengenerator (58) und die letzte (53) an eine bistabile Kippschaltung (54) angeschlossen ist,

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deren dem Treiber (55) für die Wicklung (27) der eine Mehrzahl von Tropfen (19) aufnehmenden Ablenkreinrichtung (25) zugeführte Ausgangsimpuls eine Länge aufweist/ die gleich ist der Zeit, die erforderlich ist für die Erzeugung der Anzahl von Tropfen, die die für eine Gruppe von Tropfen vorgesehene Ablenkeinrichtung (25) aufnehmen kann.

7. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tropfenerzeuger (16) ein Elektromagnet darstellt, dessen Wicklung (20) um die MitteIschenkel von mehreren C-förmigen Magnetkernen (17) gewunden ist, wobei diese Magnetkerne (17) in der Richtung der Tintenströme (14) gesehen hintereinander angeordnet und durch Zwischenstücke (18) voneinander beabstandet sind und die Parallelschenkel dieser Oförmigen Magnetkerne (17) eine Länge aufweisen, daß sämtliche Tintenströme (14) zwischen denselben hindurchtreten können.

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